1.前言

　　近年来，以使用半导体制造工艺的微小机械的研究为开端，世界各国积极开展微机械的研究。但是各国各有特点，美国以大学为中心开展以静电微电机为代表的硅微机械的基础研究。欧州以法国为中心利用LIGA工艺技术积极进行微传感器和执行机构的开发工作。日本大学，国家研究机构和企业也在积极进行微机械的研究。

　　本文叙述微机械技术在医疗领域的应用现状。

　　2.在医疗方面微机械的必要性

　　用机械对生物体进行诊断和治疗时，必须尽可能降低侵袭度。

　　目前，在验血中用注射器采血，若采血次数过多也就等于侵袭度高。如用微机械技术像蚊子的吸血机构那样，无痛采血，且能进行分析，这就是无侵袭机械。胰岛素自已注入的糖尿病患者经常采自己的血测量血糖，对这样的患者也是一个福音，如能迸行无采血验血，则无侵害又无感染。在动脉压连续测量中，导管头上安装微小半导体压力传感器，可实现高精度的测量。

　　同样，利用微机械可测量食道和胃内的PH。在内窥镜方面，开发插入部分和内窥镜部分都很细的装置，以促进内窥镜在低侵袭处置和手术的应用。

　　3.作为微传感器的内窥镜

　　内窥镜可作为观察体腔内部、诊断和手术而提供图像信息的微传感器。这里介绍内窥镜和有关微机械的实例。

　　3. 1极细的内窥镜

　　现在内窥镜主要用在消化道、支气管、泌尿器官、子宫和腹腔，也可用在心脏、血管、胆道、输卵管等更细的器官、内窥镜的外径可1. 4~2.8 mm，目前最细的有0. 5 mm。用内窥镜不仅观察和诊断，而且还可处置和手术，今后还要向直径更细，并向智能化方向发展。

　　3. 2超声波内窥镜

　　在内窥镜的头上安装超声波诊断功能件的就是超声波内窥镜。例如，在头部安装微小的超声波振子，在操作部分有马达，通过软轴旋转振子，由振子辐射的超声波被生物组织反射后用同样的振子接收以回声层析象来显示。

        超声波内窥镜看不到由体表面的超声波回声，但是可以进行消化道内表面发生的癌的诊断和胰脏之类的深部脏器的诊断。这是通过超　　声波振子和振子的旋转驱动机构的微小化技术才能实现的。

　　将超声波功能进一步微小化的超声波探测器插入内窥镜的系统中，可以对胆管之类的细管腔内壁进行超声波层检诊断。

3. 3形状记忆合金导管

　　现在的内窥镜具有弯曲机构，为了它的头部在体腔内按所需要的方向把患部正视，处置工具的引入和瞄准。操作时通过头部一边固定的钢丝在远距离推拉来操作。　　现在的方式，当插入部分较长时，或者插入经路弯曲复杂时，达不到弯曲要求。这是由于钢丝的接触部件之间的摩擦力增加，操作力达不到工作部位。解决这一问题的一例就是利用形状记忆合金。把形状记忆合金安装在工作位置作为执行元件，通过加热控制的方法，自由地遥控弯曲操作。

　　将来，随着执行元件的微细化，大功率化的进展，可以实现更细、功能更好的弯曲机构。

　　3. 4发报囊(测体内现象用)

　　发报囊是测量体腔内的PH和压力，并把数据以遥测方式在体外接收。例如，PH仪由PH传感器电压变化转换为频率变化的VCO,　VCO的输出信号变为实时的频率调制器，电池　　和囊外部装置构成。遥测信号在体外用频率接收机来接收。可在胃、十二脂肠、小肠和大肠等消化器官内实时地连续地测量生理学信息。

　　随着微机械技术的发展和囊腔体大小的微小化，未来向着具有观察诊断和各种处置功能的低侵害高功能的新型囊体的方向发展，并期待更广泛的应用。

　　4.微小化的未来技术

　　微机械手技术也与前面介绍的极细内窥镜、形状记忆合金导管的微小化相关，其外径为1 mm，多关节，可以主动驱动的多关节形成复杂的三维形状，拟用金属粉末溅射成形MIM)　技术来实现。

　　驱动使用形状记忆合金的SMA微执行元件。驱动热源使用薄膜加热器，位移测量使用薄膜传感器，为多关节的独立运动采用控制用IC和微布线方法，将这些通过半导体微细加工技术全部集成化，并同形状记忆合金一体化。现在已经实现了外径2 mm的具有SMA执行元件的多关节微机械手。

        随着今后微机械技术的发展，将加速包括内窥镜在内的各种医疗仪器的发展，现阶段涉及的课题是:

　　①执行元件和传感器的一体化

　　②节省布线

　　③生物体信息的新的测量法和诊断法的开发。　

    　④可消毒性和经济性。

　　李玉琴          编译