利用MEMS微機(jī)電系統(tǒng)檢測、捕捉、分析運動，已成為消費電子和移動設(shè)備司空見慣的功能。同樣的，MEMS傳感器技術(shù)也可以使許多潛在的醫(yī)療診斷和儀器應(yīng)用受益。某些情況下，醫(yī)療運動捕捉的復(fù)雜性不亞于高端軍用系統(tǒng)。如精密導(dǎo)航通常與陸地、航空和海運交通工具應(yīng)用相關(guān)，但它也開始越來越多地出現(xiàn)在醫(yī)療應(yīng)用中，精密手術(shù)儀器和機(jī)器人就需要使用導(dǎo)航。

MEMS芯片結(jié)構(gòu)檢測加速度和旋轉(zhuǎn)，并借助于信號處理將其轉(zhuǎn)換為電信號。資料圖

MEMS是基于芯片的加速度傳感器和陀螺儀，當(dāng)今各種各樣的設(shè)備中都可以找到它的身影。此類慣性傳感器能夠檢測和測量運動，功耗極低，尺寸極小，幾乎對任何涉及到運動的應(yīng)用都有價值，甚至對那些要求不運動的應(yīng)用也是有價值的。

許多醫(yī)療應(yīng)用，如CPR精確測定位置和重復(fù)率，或者掃描設(shè)備相對于患者身體的精確定位等，都可以獲益于相對基本但仍很精確的運動信息。這種情況下，一種類型的傳感器可能就足夠，特別是如果存在其它傳感器輸入，或者運動和使用情形至少存在固定/已知的邊界。

慣性傳感器精確捕捉各種復(fù)雜運動，促使實現(xiàn)廣泛的醫(yī)療應(yīng)用。資料圖

即便是有限范圍的運動或較簡單的運動動態(tài)，也必須詳細(xì)了解并控制各傳感器的漂移系數(shù)。傳感器內(nèi)部最好具備嵌入式補(bǔ)償機(jī)制，并能通過入式濾波針對應(yīng)用進(jìn)行調(diào)整。復(fù)雜運動需要進(jìn)行精密傳感器和嵌入式傳感器處理雖然簡單的運動檢測，例如一個軸上的線性運動，對某些應(yīng)用很有價值，如檢測老年人是否跌倒，但多數(shù)應(yīng)用都涉及到多個軸上的多種類型運動。捕捉這種復(fù)雜的多維運動狀態(tài)不僅能帶來新的好處，而能在最不利的情況下保持精度。

許多情況下，為了精確測定對象所經(jīng)歷的運動，必須將多種類型，例如線性和旋轉(zhuǎn)的傳感器結(jié)合起來。例如，加速度傳感器對地球的重力敏感，可以用來確定傾角。當(dāng)一個MEMS加速度傳感器在一個±1g重力場中旋轉(zhuǎn)時（±90°），它能夠?qū)⒃撨\動轉(zhuǎn)換為角度表示。然而，加速度傳感器無法區(qū)分靜態(tài)加速度（重力）與動態(tài)加速度。這種情況下，加速度傳感器可以與陀螺儀結(jié)合，兩個器件的后處理可以根據(jù)已知的運動動態(tài)模型分辨線性加速度與傾斜。隨著系統(tǒng)的動態(tài)程度（運動的軸數(shù)、類型和運動自由度）增加，傳感器融合過程顯然會變得更加復(fù)雜。