多轴惯性传感器已日益遭到医疗运用商场喜爱。交融多轴感测功用的惯性MEMS元件，不管尺度、功耗、精准度与可靠性均有优异体现，可契合医疗运用领域的苛刻要求，如手术导航东西等精细医疗仪器，皆已开端很多导入。
导航与轿车、货车、飞机、轮船及人相关。但是，它也开端在医疗技能领域发挥重要作用，精细手术仪器和机器人即须运用导航。手术导航东西的规划要求与传统的车辆导航具有广泛的共同点，但前者也提出一些共同的应战，如在室内运用，无法取得全球卫星定位体系（GPS）援助，因而需求更高功用。
本文将研讨医疗导航运用的共同应战，并讨论从感测器机制到体系特性或许的解决方案，并介绍增强感测功用的办法，如选用卡尔曼滤波等。
多轴MEMS传感器转化医疗资讯
微机电体系（MEMS）已成为大大都人每天都会碰到的老练技能，它使轿车更安全、增强手机可用性，并能优化东西及运动设备的功用，然后进步对患者的医疗护理水准。
用于线性运动检测的MEMS元件通常是依据一个微加工的多晶矽外表结构，该结构构成于矽晶圆之上，经过多晶矽绷簧悬挂在晶圆的外表上，供给对加速度力的阻力。在加速度下，MEMS轴的偏转由一个差分电容丈量，该差分电容由独立固定板和活动质量衔接板组成。如此一来，运动使差分电容失衡，导致感测器输出的起伏与加速度成正比。
例如轿车因磕碰而忽然急剧减速时，安全气囊感测器中的MEMS轴会产生相同的运动，使得电容失衡，终究产生信号触发安全气囊翻开。此一根本加速度计结构，依据不同的运用功用参数进行调整，并添加材料处理功用后，可以准确地指示歪斜度、速度乃至方位。还有一种技能上相关的结构是陀螺仪，它能检测旋转速率，输出方式为度/秒。
透过一个耗电量极低的微型元件，以准确检测和丈量运动的才能，简直对任何触及运动的运用都具价值，表1即按运动类型列出根本医疗运用。
虽然简略的运动检测有价值，如一个轴上的线性运动，但大都运用皆触及到多个轴上的多种类型运动。捕捉这种多维运动状况不只能带来新的优点，且能在轴外扰动或许影响单主轴运动丈量的情况下，坚持精度。
为准确丈量物件所阅历的运动，必须将多种类型（如线性和旋转）的感测器结合起来，如加速度计对地球的重力灵敏，可用来确认倾角。换言之，让一个MEMS加速度计在一个±1g重力场中旋转时（±90度），它可以将该运动转换为视点表明。
但是，加速度计无法区别静态加速度（重力）与动态加速度。因而，加速度计可与陀螺仪结合，使用组合元件的附加材料处理才能，可分辩线性加速度与歪斜（即当陀螺仪的输出显现旋转与加速度计记载的显着歪斜重合时）。跟着体系的动态程度（运动的轴数和运动自由度）添加，感测器交融进程会变得愈加杂乱。
了解环境对感测器精度的影响也很重要。清楚明了的一个要素是温度，可对其进行校准。事实上，高精度感测器可以从头校准，并本身进行动态补偿。另一个不那么显着的考虑要素是潜在的振荡，即便很细微的振荡也会使旋转速率感测器的精度产生偏移，这种效应称为线性加速度效应和振荡校对，其影响或许很严重，详细取决于陀螺仪的质量。在此种情况下，感测器交融相同可以进步功用，即便用加速度计来检测线性加速度，然后使用此资讯和陀螺仪线性加速度灵敏度的校准资讯进行校对。
