醫療與保健電子的新機遇

作者 / 王瑩 王金旺 《電子產(chǎn)品世界》編輯

摘要：隨著(zhù)人們健康意識的覺(jué)醒、人口老齡化的現實(shí)、醫療設備普及化的國家政策，以及物聯(lián)網(wǎng)、大數據、云服務(wù)的技術(shù)支撐，為醫療電子領(lǐng)域技術(shù)與產(chǎn)品創(chuàng )新帶來(lái)了新活力。為此，本專(zhuān)題邀請眾廠(chǎng)商探討了醫療、健康/可穿戴行業(yè)相關(guān)電子元器件的演變和革新。

醫療保健從專(zhuān)業(yè)向家庭及個(gè)人延伸

　　在傳統的專(zhuān)業(yè)醫療電子領(lǐng)域，醫療電子的發(fā)展趨勢將會(huì )有如下特征：中國的醫療電子設備公司的產(chǎn)品將向中高端產(chǎn)品系列延伸，例如數字DR、多層CT、高端彩超以及其他大型醫療影像設備，增加全球的醫療電子市場(chǎng)份額;政府會(huì )持續加大力度扶持中國本土企業(yè)，包括直接引進(jìn)核心的海外人才、資金投入、渠道支持等;越來(lái)越多的醫療功能設備會(huì )從醫療機構延伸到社區、家庭及個(gè)人，遠程傳輸及實(shí)時(shí)健康數據采集會(huì )進(jìn)一步普及。遠程醫療以及某些醫療服務(wù)中心，例如醫療影像中心等會(huì )陸續出現，專(zhuān)門(mén)提供患者檢測服務(wù)，這樣通過(guò)共享信息，以提供醫療資源的使用效率，并同時(shí)解決醫療資源分布不均的問(wèn)題。

　　從具體的市場(chǎng)應用來(lái)看，X射線(xiàn)數字影像(包括CT和DR)從2015年開(kāi)始就有越來(lái)越多新的自主研發(fā)產(chǎn)品及品牌面世，打破國外品牌在這一相對高端產(chǎn)品中的壟斷地位;專(zhuān)業(yè)醫療的可移動(dòng)的穿戴設備，也必將有實(shí)質(zhì)性的增長(cháng)，也就意味著(zhù)技術(shù)方案的成熟、產(chǎn)品形態(tài)在市場(chǎng)中的接受度、業(yè)務(wù)的運營(yíng)模式等都將取得大的突破。從專(zhuān)業(yè)的醫療結構向社區、家庭及個(gè)人延伸必將是趨勢所在。 可以預測到，將來(lái)隨著(zhù)技術(shù)的成熟，以及行業(yè)生態(tài)系統及商業(yè)模式的完善，可穿戴產(chǎn)品將統一覆蓋消費領(lǐng)域的相關(guān)產(chǎn)品，也會(huì )覆蓋醫療級的可穿戴產(chǎn)品，二者差異將逐漸縮小。

　　ADI的技術(shù)或者產(chǎn)品是貫穿健康領(lǐng)域整個(gè)鏈路的，包括預防、診斷、治療以及管理階段的，之前ADI更關(guān)注診斷和治療，現在因為移動(dòng)醫療的興起，對預防及管理類(lèi)的，即病前和院外處置相關(guān)的檢測設備(包括監測設備)越來(lái)越重視。ADI在保持專(zhuān)業(yè)醫療電子領(lǐng)域的技術(shù)和產(chǎn)品方案的投入的同時(shí)，會(huì )更看重病前的預防和監測，尤其是在智能可穿戴應用領(lǐng)域，或者日常監護處理方面。目前，有諸如適用于數字X射線(xiàn)的ADAS1256 COF(Chip-On-Flex)256通道集成前端模塊，具有高集成度、小體積和低功耗優(yōu)點(diǎn)的ADPD144以及ADPD174解決方案。

從被動(dòng)檢測到主動(dòng)監測帶來(lái)更大的高精度醫療設備需求

　　現代醫學(xué)連續監測技術(shù)正將消費者的思維方式從被動(dòng)監測轉變?yōu)橹鲃?dòng)監測。消費者不再等待每年一次的體檢來(lái)獲取血壓及其他生命體征檢測結果，而是實(shí)時(shí)了解健康狀況。同時(shí)，隨著(zhù)持續監測和預防性保健護理的日益普及，遠程監護需求也持續增長(cháng)，預計2016~2021年，遠程監護市場(chǎng)年復合增長(cháng)率為48%，到2021年將達到5000萬(wàn)美元，這種轉變帶動(dòng)了高精度、小尺寸、低功耗可穿戴設備需求的增長(cháng)。

　　Maxim的可穿戴健康、健身應用傳感器允許消費者高精度監測各種關(guān)鍵生命體征，并確保低功耗和小尺寸。MAX86140和MAX86141可用于測量手腕、手指和耳朵的PPG信號，從而檢測心率和脈搏血氧。MAX30001可以測量胸部、手腕ECG和BioZ，檢測心率和呼吸。與類(lèi)似方案相比，MAX86140和MAX86141的功耗低一半，尺寸縮小大約三分之一;MAX30001功耗降低大約一半，尺寸幾乎減小一半。這些方案通過(guò)采集心臟的每次跳動(dòng)數據，能夠收集高精度數據，使用戶(hù)能夠在一開(kāi)始就識別出重要癥狀。此外，MAX30001滿(mǎn)足臨床ECG標準IEC60601-2-47相關(guān)要求。

醫療市場(chǎng)需要高質(zhì)量和多樣化產(chǎn)品

　　社會(huì )對醫療產(chǎn)品、保健產(chǎn)品質(zhì)量和多樣化有著(zhù)必定的要求，這就要求這些產(chǎn)品的元器件的特點(diǎn)和質(zhì)量能配合需求，例如植入式產(chǎn)品要求產(chǎn)品質(zhì)量的穩定性、體積的小型化、超低功耗等特點(diǎn)，延伸到元器件方面，產(chǎn)品的設計、封裝、生產(chǎn)都需要不斷革新，同時(shí)由于需求特性的多樣化，元器件內部功能多樣化也必然是個(gè)趨勢，例如助聽(tīng)器芯片已經(jīng)由前期單純的數字信號處理到現在集成了額外的射頻無(wú)線(xiàn)功能實(shí)現現在無(wú)線(xiàn)連接手機的市場(chǎng)需求，同時(shí)需要集成相應的存儲芯片達到不同使用場(chǎng)景切換的需求;又如血糖儀，通過(guò)微創(chuàng )獲取微量血液，通過(guò)檢測相關(guān)成分來(lái)分析身體狀態(tài)，從而給予相應的措施，而隨著(zhù)市場(chǎng)需求的變化，現在有一種叫做連續血糖檢測設備，可以24小時(shí)監控而不需微創(chuàng )獲取血液，實(shí)時(shí)提供分析給予及時(shí)的建議，這就要求元器件具備超低功耗，同時(shí)可以集成相應的傳感器設備。

　　安森美醫療電子產(chǎn)品方案

　　安森美半導體在德國EUHA發(fā)布了最新集成了DSP、存儲、無(wú)線(xiàn)以及分立器件的Hybrid方案 E7150SL，讓市場(chǎng)使用這一顆芯片就可以解決產(chǎn)品功能全、封裝小、超低功耗等特點(diǎn)，解決了無(wú)線(xiàn)音頻傳輸的市場(chǎng)痛點(diǎn)需求，達到了市場(chǎng)的需求。而面對目前市場(chǎng)無(wú)線(xiàn)連接的需求，安森美半導體以獨特的Struix封裝技術(shù)設計出藍牙芯片RSL1，在5mm2的封裝上集成了DSP和M3雙核，深度睡眠時(shí)僅有50nA的電流，同時(shí)支持藍牙5.0，專(zhuān)屬協(xié)議支持音頻傳輸等功能。

60 GHz技術(shù)推動(dòng)醫療環(huán)境實(shí)現無(wú)線(xiàn)化

　　醫療應用通常需要每秒傳輸千兆比特的數據，而且延遲要盡可能低。傳統WiFi頻段無(wú)法完成上述任務(wù)，因為提供的容量不足，并且很容易受到其他無(wú)線(xiàn)傳輸方式干擾。使用60 GHz頻段是理想的解決方案。它提供了非常寬的頻譜資源，并且由于使用了窄波束而幾乎不受干擾。像2.4 GHz和5 GHz傳統WiFi頻段一樣，60 GHz頻段在大多數地區都是免許可的。而實(shí)現60 GHz解決方案面臨的挑戰是將復雜的基帶和射頻功能集成到半導體器件中，而且要確保尺寸、成本和功耗都滿(mǎn)足要求。

　　萊迪思60 GHz技術(shù)和產(chǎn)品

　　萊迪思的WirelessHD模塊可在房間內實(shí)現超高清分辨率視頻無(wú)線(xiàn)傳輸，延遲小于5ms。無(wú)線(xiàn)模塊支持HDMI視頻橋接和HDCP 2.2鏈路保護。NDS Surgical Imaging的Zerowire產(chǎn)品系列采用了萊迪思產(chǎn)品，用于在手術(shù)室內構建穩定的無(wú)線(xiàn)互連，實(shí)時(shí)傳輸高清視頻，而延遲低到可以忽略不計。萊迪思推出的無(wú)線(xiàn)解決方案還可以與FPGA結合使用，為虛擬現實(shí)頭盔實(shí)現視頻、音頻和傳感器處理功能。例如，TPCast VR無(wú)線(xiàn)適配器采用多款萊迪思解決方案，其中包括WirelessHD。

　　萊迪思的SiBEAM Snap技術(shù)相比傳統連接器在便捷性、穩固性和工業(yè)設計方面更優(yōu)異。 再加上無(wú)線(xiàn)充電就可以消除USB連接器，從而實(shí)現完全沒(méi)有機械連接器的產(chǎn)品。Snap解決方案支持短距離USB 2.0、USB 3.0和I2C的無(wú)線(xiàn)傳輸。Empathy Co. Ltd.公司推出的一款沒(méi)有機械連接器的平板電腦EM08就采用了萊迪思Snap技術(shù)。

　　總而言之，萊迪思60 GHz技術(shù)和產(chǎn)品可幫助醫療環(huán)境實(shí)現無(wú)線(xiàn)化。