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潮科技 | 新型MEMS超声换能器问世，或可用于中耳感染快速诊断

来源：晰数塔互联网快讯时间：2019年09月17日 11:27

编者按：本文来自微信公众号“MEMS”（ID：MEMSensor），作者麦姆斯咨询殷飞，原文题目《MEMS超声换能器革新中耳感染诊断》，36氪经授权发布。

据麦姆斯咨询报道，弗劳恩霍夫光子微系统研究所（Fraunhofer IPMS）开发了一种新型MEMS超声换能器，或能很快应用于中耳感染（中耳炎）的快速、可靠诊断。目前，美国医疗器械开发商OtoNexus Medical Technologies公司正在和Fraunhofer IPMS合作开发这项创新技术，并将其应用于中耳感染诊断。他们将这款MEMS超声换能器集成在耳镜中，帮助医生诊断中耳感染，确定是否真的需要使用抗生素进行治疗。

对于中耳感染，特别是在婴幼儿发病时，抗生素通常是一种可选择的治疗方案。然而，用于诊断这种疾病的医疗器械已经数十年没有改进。因此，医生只能提供主观、不够可靠的病情诊断。目前，对中耳感染的诊断准确率平均只有50%，尤其是在区分细菌或者病毒感染时。

这意味着许多婴幼儿在没有必要的情况下使用了抗生素。这在另一方面又增加了全球范围内的抗生素耐药性。Fraunhofer IPMS开发的这种新型MEMS超声换能器可以解决这一难题，它采用空气耦合超声传感实现中耳感染的准确诊断。

OtoNexus与Fraunhofer IPMS合作，应用该技术开发了一款新型耳镜。目前，这款医疗器械正在进行临床研究。儿科医生和其他医生能够用它来检查外耳道，特别是耳鼓后方的区域。利用这款耳镜，医生可以在几秒钟内判断患者的中耳是否存在液体，并表征这种液体。这可以帮助医生确定并区分中耳感染的不同阶段，从而选择适当的治疗方案。

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回波信号显示感染程度

“经典的传统耳镜是一种光学系统，几十年来一直没有什么改进。”Fraunhofer IPMS物理学家Sandro Koch博士解释说，“通过集成我们的MEMS超声换能器，它既是发射器又是接收器，为耳镜开拓了新的功能。”这款MEMS超声换能器发射超声波脉冲，然后捕获从鼓膜反射的回波信号。根据这些信号，该耳镜可以获得读出数据，从而告诉医生中耳感染的程度。

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这款革命性耳镜的核心是基于超声波技术的CMUT芯片

这款创新的传感器设计具有由两个电极组成的电容器，电极之间为充满空气的间隙，通过空气介质运行。“其中一个电极是柔性的，”Koch解释称，“我们利用这个电极的振动来传输超声波脉冲。当这个信号的回波撞击到传感器的柔性膜时，由此产生的振动便可以被转换成可检测的电信号。”利用OtoNexus开发的专有软件可以直接分析这些回波信号。最初的临床研究证实了分析的准确性。换句话说，这款MEMS超声换能器的信号读出，可以为医生提供了可靠的中耳感染诊断。

微型化且适于大批量生产

这款革命性耳镜的核心是一颗电容式MEMS超声换能器（CMUT）芯片。它利用Fraunhofer IPMS开发的MEMS工艺在硅晶圆上生产。因此，这款超声换能器具有低功耗和大规模批量生产的成本优势。“而且，与传统陶瓷压电超声换能器不同，我们的MEMS换能器可以实现微型化。”Koch说，“这是一个重要优势，因为这意味着CMUT芯片可以更容易地集成到耳镜中。”

采用Fraunhofer CMUT芯片的新型耳镜目前处于原型阶段，预计将在近期上市。

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