部分醫療保健類(lèi)產(chǎn)品的動(dòng)向及芯片解決方案

作者 / 王影　 《電子產(chǎn)品世界》編輯(100086)

摘要：介紹了體征信號檢測產(chǎn)品及助聽(tīng)器等的發(fā)展趨勢，及相關(guān)的芯片解決方案。

1 體征信號檢測的趨勢

1.1 院內院外產(chǎn)品的融合

　　ADI公司醫療健康事業(yè)部亞太區市場(chǎng)總監王勝介紹，據一家美國咨詢(xún)公司的調查，70%~80%的人認為可穿戴需要和健康聯(lián)系在一起。所以現在可穿戴無(wú)一例外在健康功能上大做文章。

　　其實(shí)很多健康功能在醫院里已有，但是這些產(chǎn)品和所謂的“院外”不一樣，盡管功能性是一樣的，測量原理甚至都一樣，但是測量條件不同，這帶來(lái)很多挑戰。首先它變小了，變得用戶(hù)不專(zhuān)業(yè)了，變得條件多樣化;而不像在醫院，有固定的操作人員、固定的環(huán)境，測量準確度非常高，且不太在乎功耗，甚至不在乎成本。所以院內的專(zhuān)業(yè)設備廠(chǎng)商在往產(chǎn)品小型化發(fā)展;院外的健康設備廠(chǎng)商在往診斷級的院內設備的質(zhì)量靠近，即使不要認證，但是產(chǎn)品質(zhì)量也要達到同等級別。

　　現在市場(chǎng)上云端服務(wù)的健康管理公司越來(lái)越多，催生院外的健康功能產(chǎn)品越來(lái)越多。

　　所以從趨勢來(lái)看，院內院外這兩塊的發(fā)展方向在往一起靠攏。院內的醫療設備廠(chǎng)商在發(fā)展便攜式、無(wú)線(xiàn)傳輸，使患者不只是躺在床上，很多可以實(shí)時(shí)檢測。院外的在往院內的設備質(zhì)量靠近，甚至很多做了醫療認證。

1.2 ADI的解決方案

　　這種趨勢對ADI是有益的，因為ADI在之前非常專(zhuān)注在醫療設備領(lǐng)域，現在正把這些技術(shù)延伸出來(lái)，緊跟市場(chǎng)需求，來(lái)開(kāi)發(fā)很多有益市場(chǎng)接受的院外產(chǎn)品和方案。

　　ADI在醫療電子監測方面重點(diǎn)關(guān)注有兩大類(lèi)：醫療影像檢測類(lèi)和體征信號監測類(lèi)。本文主要介紹體征信號監測類(lèi)。

　　所謂體征信號包括體溫、心率、心電、血氧、呼吸等。ADI的產(chǎn)品包括專(zhuān)業(yè)的監護類(lèi)產(chǎn)品(多用于醫院內)和可穿戴產(chǎn)品(個(gè)人消費品或個(gè)人健康產(chǎn)品)。具體來(lái)說(shuō)，ADI在光電技術(shù)、生理阻抗測量、生理電勢采集、溫度、運動(dòng)狀態(tài)監測以及環(huán)境相關(guān)(如氣體，CO2以及紫外線(xiàn)監測等)等領(lǐng)域都有持續投資，產(chǎn)品方案在市場(chǎng)上有極大認可。

　　尤其是在光電法測量生理體征信號方面，ADI的ADPD系列傳感器及信號處理方案，正被大品牌客戶(hù)設計使用，例如ADPD142，APD153, ADPD144以及ADPD174等是集成高的方案(光電二極管+ LED + 模擬前端采集AFE +LED驅動(dòng)器+ 環(huán)境光抑制等，輸出是I2C的數字量)，體積也很小，功耗很低(十分靈活的配置)，性能好(在體積、功耗都很有優(yōu)勢的同時(shí))以及非常成熟的方案(早已有大量出貨)?？捎糜谠\斷級產(chǎn)品，也可適用于消費級的產(chǎn)品相關(guān)體征信號的采集，例如心率， 血氧含量等。其中，ADPD174GGI，可以大大簡(jiǎn)化系統級光學(xué)結構設計的挑戰，解決內部環(huán)境光干擾問(wèn)題等，進(jìn)而保證最終產(chǎn)品的一致性和生產(chǎn)環(huán)節的成本和效率，目前此模塊產(chǎn)品已被全球知名的可穿戴設備廠(chǎng)商采納， 并已經(jīng)大量出貨。

　　除此以外，2018年夏天ADI量產(chǎn)了新一代光電測量模塊產(chǎn)品ADPD188，使得該類(lèi)應用在功耗、性能、設計簡(jiǎn)易度、簡(jiǎn)化客戶(hù)的產(chǎn)線(xiàn)流程以及成本等方面又獲得了優(yōu)化和突破進(jìn)展。

　　ADI的系列低功耗、單導聯(lián)、心率監護儀模擬前端 (AFE) AD8232以及最新的AD8233，專(zhuān)為滿(mǎn)足新興的健身設備、便攜式/佩戴式監控設備和遠程健康監護設備的ECG(心電圖)信號調理要求而設計。

　　與當前很多集成解決方案中采用的拓撲結構不同，AD8233高度靈活的模擬濾波配置采用雙極高通濾波器，結合芯片內部的儀表放大器架構和無(wú)使用約束運算(增益)放大器，支持用戶(hù)采用多極低通濾波技術(shù)來(lái)消除線(xiàn)路噪聲和其他干擾，并可提供在關(guān)斷(shutdown)模式下的導聯(lián)脫落監測功能。它為系統設計人員提供了靈活性，將健身和醫療監護的價(jià)值和性能提升到一個(gè)新的水平。

　　另外一款高集成度的ADAS1000完全可以用于類(lèi)似的應用場(chǎng)合，提供高質(zhì)量高集成的多導聯(lián)心電、呼吸及起搏器檢測以及其他功能于一身的解決方案，是高性能診斷級ECG監測的首選方案。

　　在醫院用及家用便攜式醫療電子領(lǐng)域，ADI擁有一系列創(chuàng )新產(chǎn)品和解決方案，例如支持多種便攜式醫療保健領(lǐng)域的高精度、低功耗片上計量?jì)xADuCM350，已在國內和國外的幾家有代表性的大客戶(hù)中都取得了進(jìn)展。

　　除此以外， 在運動(dòng)檢測的相關(guān)領(lǐng)域，ADI擁有一系列創(chuàng )新產(chǎn)品和解決方案，突破性的超低功耗3軸數字MEMS產(chǎn)品ADXL362在運動(dòng)檢測喚醒模式下功耗僅為300 nA，其超低功耗的特征是可穿戴運動(dòng)監測設備的理想解決方案;同樣，ADI看中低功耗對用戶(hù)的價(jià)值，所以更高性能，以及更加合理價(jià)格的類(lèi)似產(chǎn)品也將陸續推出。

2 助聽(tīng)器等醫療產(chǎn)品對元器件提出了更高要求

　　安森美半導體醫療分部亞太區市場(chǎng)部經(jīng)理楊正龍稱(chēng)，隨著(zhù)全球人口老齡化，助聽(tīng)器、血糖監測儀、監護儀等醫療產(chǎn)品升溫。

　　好的產(chǎn)品當然需要好的元器件方案來(lái)提供支持，例如助聽(tīng)器產(chǎn)品，一方面由于佩戴者的心理因素，希望助聽(tīng)器比較小且不易被發(fā)現，這樣就需要元器件的尺寸不能過(guò)大;另外一方面，每個(gè)佩戴助聽(tīng)器的患者所使用的環(huán)境不一樣，使用習慣也不一樣，需要助聽(tīng)器提供的功能多樣化，這樣就需要助聽(tīng)器元器件功能多，運算能力強。再有，每次更換電池從經(jīng)濟、環(huán)保、便利度上都不值得提倡，所以需要元器件能夠提供可充電的功能。

　　關(guān)于血糖儀，現在市場(chǎng)上的血糖監測儀屬于較老的產(chǎn)品，每次需要創(chuàng )傷并用試紙驗血才能達到檢驗的目的。目前在發(fā)達國家開(kāi)始流行的是連續血糖監測儀，這種檢測儀可以24小時(shí)不間斷，自動(dòng)監測同時(shí)會(huì )發(fā)警報通知患者，這樣就大大降低患者風(fēng)險，提高了便利性，這樣的產(chǎn)品需要提供的元器件精度要高，具備醫療資格認證。

　　安森美半導體在醫療行業(yè)有30多年的經(jīng)驗，積累了相關(guān)的技術(shù)， 隨著(zhù)市場(chǎng)的發(fā)展，安森美半導體推出了更為強大的助聽(tīng)器DSP方案，這種方案不是簡(jiǎn)單的DSP，而是把最新的藍牙低功耗5.0 (BLE 5.0)的芯片集成進(jìn)去，可以支持從助聽(tīng)器到手機的無(wú)線(xiàn)音頻傳輸功能，同時(shí)支持MFi 和Android 手機。2017年安森美半導體推出了Ezairo 7150， 2018年在德國漢諾威醫療器械展上推出封裝更小、功耗更低的Ezairo 7160 系列，同時(shí)簡(jiǎn)化客戶(hù)需要做的工作，提供了完備的“交鑰匙”方案，節省客戶(hù)從研發(fā)到生產(chǎn)的時(shí)間，提高客戶(hù)的競爭力， 同時(shí)針對終端用戶(hù)群體，可以更加便利地使用助聽(tīng)器。

　　另外，安森美半導體推出了業(yè)界首款支持音頻傳輸的BLE 5.0芯片方案RSL10， 其性能特性通過(guò)美國第三方測試，可以達到1090 EEMBC? ULPMark CP @ 3 V、1260 EEMBC ULPMark CP @ 2.1 V，通過(guò)使用安森美半導體自有的音頻傳輸協(xié)議，可以讓有聽(tīng)力障礙的人群更能便捷享受聽(tīng)音樂(lè )、看電視。

　　本文來(lái)源于《電子產(chǎn)品世界》2018年第12期第8頁(yè)，歡迎您寫(xiě)論文時(shí)引用，并注明出處。