人体信息监控是一个新式的范畴，人们想象开发无线脑电图(EEG)监控设备来确诊癫痫患者，可穿戴的无线EEG可以极大地改进患者的活动空间，并终究经过因特网完结家庭监护。这样的无线EEG体系现已有了，但怎么将他们的体积缩小到患者可接受的程度仍是一个不小的应战。本文介绍选用IMEC的SiC技能，它的开发重点是进一步缩小集成后的EEG体系体积以及将低功耗处理技能、无线通讯技能和能量提取技能整合起来，在已有体系上添加一个带太阳能电池和能量存储电路的额定堆叠层，这样就能构成一套彻底独立的生物电信号搜集方案。
无线生物电子通讯体系往后将大大提高人们的生活品质。要想完结这一抱负，就要开宣布由小型智能传感器节点组成的体域网(body-area networks, BAN)。传感器节点用于搜集人体的重要信息，然后将信息送给一个中心智能节点，再由这个智能节点经过无线通讯方法将信息发送给基站。凭借根据3-D堆叠的(System-in-a-cube,SiC)集成技能可规划完结这些传感器节点。
用于构成体域网的小型低功耗传感器/鼓励器节点有必要具有满足的核算才干和无线通讯才干，并应将天线集成在内。每一个节点的智能程度都有必要可以使其完结分配给它的使命，例如数据存储和促进算法完结，乃至完结杂乱的非线性数据剖析。此外，它们还应能与穿戴在身上的其他传感器节点或中心节点通讯。而中心节点则经过比如无线局域网或蜂窝电话网之类的规范电讯设施与外界通讯。这样一个BAN就能为个人供给服务，包括慢性病的监督处理、医学确诊、家庭监护、生物测定，以及运动和健康盯梢。
IMEC公司最近获得了技能上的打破，开宣布一个体积只要1cm3的小型三维堆叠式SiC体系。首个3-D堆叠原型中包括一个商用每秒8百万指令的低功耗微控制器、一个2.4GHz的无线收发器、几个晶振和其他一些必要的无源器材，还有一个由用户规划匹配网络的单极天线。其间，微控制器和无线收发器都选用了最先进的节能技能。而体系的高集成度是经过一种叫做“3-D堆叠”的技能，将功用不同的多层沿Z轴堆叠起来完结的。每一层经过双列微距焊球与邻层衔接。
选用这种通用的堆叠技能就能完结任何一种模块组合。这种低功耗3-D SiC体系可以用于多种无线产品中，从人体信息(脑活动、肌肉活动和心跳)监控到环境数据(温度、压力和湿度)监控，终究用来构成BAN。因为其共同的堆叠特性，这种技能乃至可以将一个特定的传感器集成到独自的一层中，构成一个专用的立方传感器模块。
开发SiC是IMEC公司Human++方案的一部分，料想的是将多个相似的SiC传感器节点联合起来构成一个BAN。Human++方案结合了无线通讯技能、封装技能、动力提取技能和低功耗规划技能，意图是开宣布可以提高人们生活品质的器材。
能否成功完结这种BAN，有赖于咱们对现有器材的才干的扩展程度。因而，首要必需打扫医学和技能上的几个妨碍。其一，现在运用的依靠电池供电的设备寿数有限，必需设法延伸其运用寿数。第二，还应扩大传感器和鼓励器之间的相互作用，以便习惯多生理参数测定之类的新使用的需求。第三，器材应具有必定的智能，可以存储、处理和传输数据。此外，还必需扩展器材的功用，使其可以进行化学和生物学丈量。终究，对医学现象也应有一个彻底的知道。
图1：IMEC的2010年技能展望。
丰厚的经历和专有技能使得IMEC在多个技能范畴取得了新的打破，这就为应对这样的应战发明了时机。半导体定标技能催生了尺度更小功耗更低的电子设备，从而使开发功用更强壮的医治和确诊器材成为或许。
跟着微体系技能，尤其是微机电体系(MEMS)技能的开展，兼具电子和机械特性的器材发生了。MEMS技能的第一个使用便是用来开发为自主医学体系供电的取能器，例如根据热能到电能转化的取能器，可以使用体热发生微能量。这种能量的来历是源源不绝的，因而体系可以一向坚持作业状况，并且寿数简直无限长。但问题在于怎么证明这种器材可以从人体中提取满足的能量(即至少100毫瓦)来支撑未来体系的工作。MEMS技能另一个或许的使用场合便是用于传感器和鼓励器体系，这些体系用来供给与外界以及与其周围的混合信号电路的接口。终究，使用MEMS技能还可以开宣布可用于超低功耗(ULP)射频收发机的新元件(例如谐振器)。ULP射频设备可用于在传感器节点和穿戴式中心节点间进行通讯，均匀功耗50μW。
因为运用了新的封装技能，很多不同品种的杂乱体系(例如流体生物传感器、射频收发机、微处理器和电池)得以集成到一个很小的器材中，从而使移动式无线医疗器材的穿戴愈加简洁。
纳米技能则使得使用小型互连器材，完结如细胞、抗体或DNA等身体的生物体系之间的直接相互作用成为或许。新的生物传感器和移植都或许用到这种技能。
假如可以开宣布低功耗的处理器结构，又会进一步增大传感器节点的智能程度，使传感器自己就能进行愈加杂乱的数据处理。这就要求咱们规划出可以运转生物医学使用的ULP处理器结构(专用指令集处理器结构和数据存储器结构)，现在的生物医学使用一般要求在非优化的处理器上每秒可以运转2千万到10亿次操作。
终究，选用新的规划技能就能有效地对以上使用进行建模、仿真和规划。
虽然人类穿戴BAN这一愿望最早在2010年才干变成实际，但现在现已呈现了一些与之相关的技能，其间最有名的便是它在生物电子学研讨范畴的使用。生物电子学是一个包括无限机会的范畴。生物(或生化)反应与电子信号检测与扩大相结合，就发生了新的激动人心的生物电子确诊学。与此相似，使用神经网络和核算机芯片在微电平上的衔接，也能开宣布药理传感器，乃至规划出用于医学和技能使用的神经电处理器。
人体信息监控是另一个新式的范畴，如开发无线脑电图(EEG)监控设备来确诊癫痫患者。选用可穿戴的无线EEG可以极大地改进患者的活动自在，并终究经过因特网完结家庭监护。这样的无线EEG体系现已有了，但怎么将他们的体积缩小到患者可接受的程度仍是一个不小的应战。
选用IMEC的SiC技能就能将无线EEG体系集成到一个体积仅1 cm3的器材中。这样，患者就能穿戴非常舒适的无线EEG设备做脑电图了。IMEC往后的开发重点是进一步缩小集成后的EEG体系体积，以及将其低功耗处理技能、无线通讯技能和能量提取技能整合起来。在已有体系上添加一个带太阳能电池和能量存储电路的额定堆叠层，或许这样就能构成一套彻底独立的解决方案。
