MEMS（微机电系统），是电子器件和仪器小型化领域中的一项重要技术突破。MEMS技术将机械和电子组件结合在一起，通过微加工技术，以完成通常由宏观系统执行的任务。1 MEMS技术最早可追溯到20世纪50年代，由于在军事、航空和太空等领域存在巨大作用潜力，20世纪90年代初期，美国国防部和美国国家航空航天局（NASA）等机构聚焦于MEMS技术的研究，MEMS逐渐得到广泛的应用。2

近年来，MEMS在生物医学领域应用的研究不计其数，特别是诊断和治疗等领域。此前，全球爆发的新冠疫情中，基于MEMS研发的多个重要设备（PCR检测、呼吸机、血氧仪、监护仪等）在抗击疫情上发挥了巨大作用。3 精智未来，一家在2023年相继被《财富》等全球著名财经媒体及咨询机构提名的“MEMS+AI”医疗器械公司正在崛起；未来即将到来，一场由MEMS技术引领的医疗产品创新，将为疾病筛查和诊断带来革命性全新体验。

在过去三十年里，MEMS这一关键创新技术取得了显著进步，催生了众多前所未有的新设备，广泛应用在无线通信、生物医学、航空航天和消费电子等领域。它们的巨大的发展潜力在于尺寸减小所带来的优势，包括易于集成、重量轻、功耗低、高精度、高灵敏度。据Research and Markets报告显示，2028年全球MEMS市场的规模将达到415亿美元。4

当读者在阅读这篇文章时，其正在使用的手机、平板电脑、个人电脑或智能手表等电子产品，都离不开MEMS这一关键组件，它早已融入了我们的日常生活。长期以来，美国国家航空航天局（NASA）一直在利用MEMS技术进行外太空探索，并将其称为具有巨大价值的“衍生品”。5

近年来，MEMS技术在生物医药领域的发展十分迅速，在医疗诊断、治疗和生命监测等方面发挥着重要作用。其发展主要有三个方面：一是微型化与集成化，MEMS技术可实现医疗器械的微型化和集成化，提高便携性（如便携式胰岛素泵）；二是高灵敏度与高精度，MEMS传感器可用于检测微小的生物信号，与医疗设备相结合提高诊断和治疗准确性（如智能听诊器）；三是智能化与互联，将MEMS传感器结合云计算和AI算法，采集的数据可在云端进行协同和分析，为医生提供更准确的诊治方案（如云端心电图平台）。

2023年至2030年，全球MEMS诊断市场的规模将有显著增长，9 源于全球医院、家庭医疗保健、医疗保健研究应用等日益增长的需求。聚焦中国自身来看，2023年11月14日，卫健委印发《健康中国行动—癌症防治行动实施方案（2023—2030年）》（以下简称《实施方案》），为提高提高全民健康水平、加强癌症防治制定了更加具体的行动计划，加强癌症预防、早期筛查、诊断和治疗，降低癌症发病率和死亡率迫在眉睫，精准、无创、广泛普及的疾病检测与筛查技术与模式，是《实施方案》中重点支持与推广的内容。

（图源国家卫健委）

根据CA数据，2020年中国新发癌症病例达到457万，新增癌症死亡人数为300万，位居全球第一。10《实施方案》中明确指出，到2030年，总体癌症5年生存率达到46.6%，患者疾病负担得到有效控制。

除了癌症之外，在哮喘和慢性阻塞性肺疾病（COPD）等慢性呼吸系统疾病的诊疗方面，《健康中国行动（2030）》重点关注：“计划到2030年，70岁及以下人群慢性呼吸系统疾病死亡率下降到9/10万及以下和8.1/10万及以下；40岁及以上居民COPD知晓率分别达到15%及以上和30%及以上。40岁及以上人群或慢性呼吸系统疾病高危人群每年检查肺功能1次。”然而，这些目标在实际推行中仍存在诸多挑战。

尽管体检的重要性逐渐得到广泛认知，但当前疾病的筛查率仍然较低。据国际癌症研究机构（IARC）数据显示，2020年中国新增肺癌病例81.6万人，死亡人数71.5万人，肺癌成为我国死亡率最高的癌症。11

研究预测，如果能早期检测出肺癌，5年生存率有望提升至70%以上。12 然而，在符合中国筛查标准的高危人群中，肺癌的检出率仅为2.3%，非高危人群的检出率却达1.3%。13 目前，低剂量CT是肺癌筛查的金标准，但其敏感性过高也带来了问题——很容易出现假阳性结果（如肺结节）。这意味着，需要寻找一种简单、前置性的检测手段来辅助金标准，提高筛查覆盖范围，更准确地判断肺结节良恶性，真正实现肺癌早筛。

同时，在其他死亡率较高的疾病方面，我国也存在相应的筛查和诊断需求。目前结直肠癌的筛查率仍不足15%，14 而美国结直肠癌筛查率达到80%，15相差将近6倍。据预测，实现80%的筛查率到2023年可防止20万人因结直肠癌而死亡。16 在慢性呼吸系统疾病方面，目前我国的哮喘和COPD患者累积过亿人（其中哮喘患者4,570万人，17 COPD患者近亿人18 ），这些疾病未能推行大规模筛查和及时诊断，大量的高危人群面临着极易被忽视的处境。

其背后重要的原因有——在大多数贫困地区，医疗资源不足，限制了普及；所需费用并未完全纳入医保，对于普通人来说存在负担；大部分癌种的诊断涉及穿刺、内镜等检查，患者依从性较低。

要更好地解决痛点，则需要普适性高的技术路线，可广泛下沉到县市级医疗机构技术平台，可广泛推广进入县市级医疗机构的体外诊断（IVD）产品，可实现标准化检测的自动化仪器，价格足够低以降低医保负担，才能保障疾病防治可持续的健康发展。19

近年，在呼气诊断赛道奔跑的中国企业已具备领跑趋势，凭借无创、非侵入式、精准、便捷的优势进入了世界的视野。精智未来（ChromX），是一家以MEMS为底层技术路线的创新科技企业。创始人王俊奇博士是耶鲁大学博士后、密歇根大学博士，多年专注于MEMS和微流控（Microfluidic）技术研究，并利用该技术开发高度集成的微型气相色谱仪和核心微流控芯片。

结合对中国临床诊疗基本情况的充分研究，精智未来创造性地融合MEMS与人工智能（AI）技术，将呼气分析的通用技术——气相色谱仪的核心部件由大型设备缩小成微型芯片，打造呼气分子分析微型气相色谱仪（Micro-GC），让大型检测仪器走出了实验室，以对用户更友好的小型化诊断设备形式走近大众。

仪器通过对人体呼出气中的挥发性有机物分子（VOCs）进行富集、分离、检测，生成反映各种VOCs种类和含量的呼气谱图，利用AI算法进行疾病的生物标志物的挖掘和分析，从而实现疾病的筛查、诊断和监测。

相较于传统检测手段，基于MEMS+AI的呼气检测以其特殊的优势，为临床筛查和诊断带来具有“可及性”和“下沉性”的全新方案，将提高我国偏远地区的诊疗水平：仪器易移动部署、易操作，无须专门配备专业医疗人员，仅需要采集呼气就能实时实地分析，减少了样本转运的成本。

对开展疾病的防治工作来讲，意味着能以更普惠的医疗成本实现更高的诊断效率，提供更准确的诊断结果和更优的诊疗模式。

一直以来，精智未来坚持创新驱动发展，致力于成为全球呼气诊断的领军企业，希望能承担起“领头羊”的责任和义务，让无创、可靠、快速、便捷的疾病诊断和健康管理解决方案普及到更多场景，惠及更多人。

今年，精智未来同时获得了《财富》颁布的“2023年中国最具社会影响力的创业公司”、《福布斯》“2023亚太区100家值得关注企业”榜单和弗若斯特沙利文颁发的“2023全球呼气检测领导奖”；其与世界著名药企勃林格殷格翰达成的间质性肺疾病（ILD）全病程管理生态合作，受到《南方都市报》、《China Daily》、《The Pharma Letter》等国内外权威媒体报道，以其精益创新引起了中国乃至全球的广泛关注。

目前，精智未来首创的超灵敏、高分辨、床旁（POCT）呼气分子分析仪，获得SGS第三方检测机构认可，是全球首个能够在床旁实时全谱图分析VOC气体且灵敏度达ppt（万亿分之一）级别的微型气相色谱仪。仪器曾在国家“十三五”科技创新成就展、2023中关村论坛展览（科博会）等国家级平台上展出，让中国高端、智能化呼气检测产品率先走在全球发展的前列。

同时，精智未来与北京协和医院、四川大学华西医院、四川省肿瘤医院、中山大学第一附属医院等多家国内知名医院达成临床战略合作，加强临床实践与数据验证，旨在更好地打通疾病诊疗的全流程应用。

精智未来还将充分发挥科技优势，积极探索新能源氢气检测、石油化工、制药、环境在线分析等多个领域，为多场景的在线分析应用场景提供全方位、一站式、自动化的解决方案。

值得一提的是，精智未来已获得京津冀国家技术创新中心和粤港澳大湾区协同创新研究院，复星创富、真格基金、碧桂园创投、广州科学城创投等多个著名机构的投资，不仅彰显了业界对精智未来的高度认可和肯定，也预示着MEMS气体VOCs分析技术的发展前景将更加广阔。

[1] Microelectromechanical Systems (MEMS) for Biomedical Applications. Micromachines (Basel), 2022.

[2] NASA. Reliability Modeling of Microelectromechanical Systems Using Neural Network, 2000.

[3] IEEE. MEMS Sensors for Diagnostics and Treatment in the Fight Against COVID-19 and Other Pandemic，2021.

[4] BCC Research. Microelectromechanical Systems (MEMS) Technology: Current and Future Markets, September 2023.

[5] NASA. Historical Studies in the Societal Impact of Spaceflight, 2015.

[6] SCME. Therapeutic Biomems Overview, 2017.

[7] Science. Fully portable continuous real-time auscultation with a soft wearable stethoscope designed for automated disease diagnosis, 2022.

[8] Nature. Development of a wearable belt with integrated sensors for measuring multiple physiological parameters related to heart failure, 2022.

[9] Global MEMS for Diagnostic Market , July 2023.

[10] 《A Cancer Journal for Clinicians》, 2020.

[11] International Agency for Research on Cancer. Latest global cancer data: Cancer burden rises to 19.3 million new cases and 10.0 million cancer deaths in 2020.

[12] 东吴证券. 肿瘤早筛行业深度报告, 2021.

[13] 欧洲肿瘤内科学会（ESMO）.Community-based mass screening with low-dose CT for lung cancer in Guangzhou, 2022.

[14] 中华医学会肿瘤学分会早诊早治学组. 中国结直肠癌早诊早治专家共识 [J] . 中华医学杂志,2020,100 (22): 1691-1698.

[15] American Cancer Society nutrition and physical activity guideline for cancer survivors, 2022.

[16] Public health impact of achieving 80% colorectal cancer screening rates in the United States by 2018. Cancer, 2015.

[17] The Lancet. Prevalence, risk factors, and management of asthma in China: a national cross-sectional study,2019.

[18] World Health Organization. Advancing COPD care in China through a comprehensive approach, 2023.

[19] 早筛网. 2022年癌症早筛行业的机遇与挑战.