2023上海国际医疗器械展览会

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2024年9月25-27日 | 上海世博展览馆1&2号馆

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医疗器械制造展Medtec谈微型线圈在精密医疗器械上的应用

2024-09-13

什么是微型线圈Micro Coil

线圈大家都知道可以用在变压器、RFID、无线充电、马达、音响或电感等产品上,这些产品基本上用的都是较大尺寸的常规线圈。至于什么尺寸才能叫“微型”,在业内一般没有定论,但是医疗器械制造展Medtec了解到,一般认为在0.5mm尺寸以下的可以称之为微型线圈。

精密医疗器械的趋势

现在医疗器械的发展越来越走向有源化和小型化,临床上也越来越对器械的智能化、精准和低创伤性有越来越高的要求,这些要求就使得器械必须除能准确感知以及能精准定位,还需要尺寸足够小,故除了对温度、压力等物理量的感知外,更重要的是能到达更狭小的空间并且能实时感知器械在体内的位置。

这就像,全球定位系统除了地球高覆盖率之外,还需要高定位精度,精度越高越好。

尺寸越小的器械就可以达到更远的位置,如肺,血管等应用场景,微型线圈在精密医疗器械上的作用越来越大,应用也越来越广泛。

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微型线圈的应用

微型线圈可用于提供以下功能:

  • 将控制、监控和记录数据传输至微型植入物或从微型植入物传输控制、监控和记录数据,如之前医聊MedTalks分析的雅培CardioMEMS的线圈

  • 将能量传输到需要电池充电或电荷输入的植入物以激活和操作系统,如无线充电技术

  • 用于射频治疗、热处理或电磁辐射治疗的辐射能量

  • 体内磁导航,采用局部或外部磁场,如XX公司的定位导丝内的微型线圈

微型线圈的应用包括:
  • 诊断:作为微型植入器械的传感器通过无线通讯将血压、心跳及流量信息传递出去

  • 节律及神经管理:起搏器或疼痛管理设备中的DBS,SCS器械的组件

  • 电生理:电生理治疗(心脏、神经、大脑)或消融(微波和射频)中的有源器械

  • 导航和定向:靶向药物输送、靶向放射导管、支架定位、高精度消融、植入标记、体内标记,以及内窥镜、胃镜、结肠镜、腹腔镜和其他类似手术的导航和定位

微型线圈的生产现状

线圈的性能一般由它的原材料磁性体和可在内部缠绕的线圈决定,在磁性体一定的情况,特定空间内的线圈的圈数越多那么线圈的性能就越优越。

这两个因素一叠加,尺寸要小,线圈绕组数要多,导致的结果是线径必须非常小,目前做的比较好的厂家能处理线径为60AWG的金属细线,即7微米到8微米粗细的金属细线。

医疗器械制造展Medtec了解到具体情况,站在塔尖的A公司可处理7微米线材,稍微差点是B公司可处理8微米,B公司称正在开发8微米以下的线径线圈,再后面是C和D公司都可以处理10微米的线材,国内民营企业的能力,因为本号还没有看到具体的数据,无法做出判断。

10微米到底是什么概念呢?是人头发直径的1/6。下图更直接一些,这么细的线材就可以在有限的空间里绕1000甚至2000匝的线圈,匝数越多,性能优势就越明显。

国内的做微型线圈的公司不多,做医疗用微型线圈的则屈指可数,除外资外,国内企业还处在工程技术优势不明显的状态。虽然线材和绕组设备绝大部分来自海外,但在生产层面(显微封装等)已有一些公司可以接触,但还是需要带着项目的具体需求去跟他们沟通,才能看出国内企业的能力几何。在最终的应用端层面,国内外公司已经有了可用的电磁导航解决方案,如加拿大的NDI,四川某公司,广东某公司以及一些初创公司。

最后,要说追求线材的极致细,传统的制作方法肯定敌不过半导体行业,如三星电机使用半导体生产中使用的感光工艺,实现线圈间的细微间隔,但这种MLCC层面的电感线圈的匝数难以满足要求,向半导体方向求技术创新也面临一些难以逾越的障碍。

文章来源:医聊MedTalks

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