引言
由于行業(yè)的特殊性,醫(yī)療電子產(chǎn)品給半導體器件提出了高精度、高性能的要求,醫(yī)療電子在往便攜化、家用化和互聯(lián)化方向發(fā)展的同時也給國內芯片公司提供了更多機會。
近年來,在政府出臺的相關醫(yī)療政策和越來越多的個人、家庭醫(yī)療產(chǎn)品需求的推動下,中國醫(yī)療電子市場規(guī)模正在不斷高速地增長。據(jù)賽迪顧問2011年8月份發(fā)布的中國醫(yī)療電子行業(yè)研究報告稱,中國醫(yī)療電子的市場規(guī)模將從2011年的499.5億元增加到2013年的692.5億元,年均復合增長率為19.8%。
隨著生活水平和科技水平的提高,人們對醫(yī)療設備的性能、品質要求也越來越高。在醫(yī)療技術的進步和醫(yī)療信息化的推動下,醫(yī)療電子產(chǎn)品逐漸往更高性能以及便攜、互聯(lián)方向延伸。一方面,醫(yī)療電子設備往更高診斷精準度、更高通道密度以及更快診斷速度的方向發(fā)展;另一方面,醫(yī)療設備也正由過去的專業(yè)應用逐步向家用延伸,便攜和互聯(lián)成為醫(yī)療電子的一個重要發(fā)展趨勢。
醫(yī)療電子產(chǎn)品對半導體器件提出新要求
和簡單醫(yī)用護理用具不同的是,醫(yī)療電子產(chǎn)品研發(fā)難度大,除了需要設備廠商對生物信號模型有相當豐富的積累外,對使用到的半導體器件也提出很高的要求。ADI亞太區(qū)醫(yī)療行業(yè)市場經(jīng)理王勝認為,醫(yī)療電子對半導體產(chǎn)品的要求越來越廣泛而多樣,除了包括高速度、高精度、高集成度、低功耗、合理的成本控制等要求外,還要具有高可靠性、高穩(wěn)定性、安全性以及滿足某些特定的醫(yī)療行業(yè)規(guī)范等。
王勝指出,在醫(yī)療電子技術中,模擬和混合信號處理尤其重要,對醫(yī)療電子設備的精度和可靠性起著決定性的作用。他表示,ADI一直在積極應對醫(yī)療電子設備對高精度和高可靠性的需求,例如該公司推出的ADAS1128是目前在公開市場上唯一一個128通道的全集成醫(yī)療CT核心數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)模擬前端芯片,可使高層數(shù)CT系統(tǒng)能夠以高精度和豐富信息量捕獲實時移動圖像,符合產(chǎn)品高精度、高性能設計需求。
由于不同醫(yī)療系統(tǒng)關注的重點并不相同,其選擇的半導體器件方案也會各有側重,設備廠商必須明確產(chǎn)品的設計目標和產(chǎn)品定位來決定最終方案的選擇。例如醫(yī)用超聲機對于便攜式和臺式機都有不同的設計側重。前者對功耗、集成度以及系統(tǒng)級的復雜度需要重點考慮;對于后者,多數(shù)情況下是更高的系統(tǒng)性能,如更高的圖像質量和更豐富的功能選擇等。當然無論如何,重要的是要使元器件級及系統(tǒng)級需滿足行業(yè)規(guī)范。“我們公司的數(shù)字隔離芯片ADuM系列中的很多產(chǎn)品就是都是針對醫(yī)療行業(yè)規(guī)范定義和設計的,其中USB數(shù)據(jù)線隔離芯片ADuM4160可以實現(xiàn)USB數(shù)據(jù)通信的隔離保護,符合USB 2.0標準,并達到5KV隔離能力, 是目前市場上唯一的可以滿足醫(yī)療相關規(guī)范的USB隔離芯片級方案?!蓖鮿僬f道。
“ADI不僅僅提供半導體芯片,也提供系統(tǒng)級解決方案和軟件算法等來幫助用戶快速實現(xiàn)產(chǎn)品設計和縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。作為全球主要的醫(yī)療電子產(chǎn)品半導體供應商,ADI在高性能模擬和混合信號處理領域有著長期的技術積累和領先優(yōu)勢,我們希望通過提供符合市場需求的高性能解決方案和完善的技術支持服務來幫助醫(yī)療設備廠商完成產(chǎn)品開發(fā),提升產(chǎn)品競爭力和推動醫(yī)療電子的發(fā)展?!蓖鮿僬f道。
便攜化、家用化、互聯(lián)化是趨勢
深圳市醫(yī)療器械行業(yè)協(xié)會高級工程師張曉華指出,醫(yī)療器械設備正逐漸往健康保健領域拓展,醫(yī)療電子設備從面向專業(yè)醫(yī)療機構如醫(yī)院、健康中心等的使用向著家庭和個人的使用發(fā)展。隨著人們健康意識的提高和人口老齡化的加劇,家用監(jiān)護式和便攜式醫(yī)療電子設備將有很大的發(fā)展空間。
王勝認為,家用醫(yī)療設備的主要針對用戶群并不具有嚴格的限定界限,可以包括慢性疾病患者、術后康復者和中老年人,但隨著健康教育的普及與健康意識的推廣,以及家用醫(yī)療設備技術的不斷革新和制造成本的不斷減低,家用醫(yī)療設備特別是以預測、監(jiān)測為主的將面向所有用戶群,成為人們生活中的必需品。另外,隨著醫(yī)療基礎的不斷成熟,診斷級的家庭醫(yī)療設備亦將得到快速發(fā)展。除了傳統(tǒng)的個人醫(yī)療電子設備如血壓計、血糖儀等因其技術和市場都已很成熟而受到全球消費者的認可外, 其他新的技術和應用也將帶動未來便攜式醫(yī)療電子設備市場的發(fā)展,例如針對個人和家庭應用的生命體征信號測量等。他預計未來個人監(jiān)護、診斷以及運動狀態(tài)監(jiān)測等設備也會走入家庭和個人應用場合。
值得一提的是,家庭或個人應用的便攜式醫(yī)療設備并不意味著低性能,只是應用場地和應用方式的轉換,醫(yī)療設備已不再局限于傳統(tǒng)的專業(yè)醫(yī)療機構場所使用?!凹矣冕t(yī)療監(jiān)護設備在技術上的發(fā)展趨勢概括起來就是:更便攜、更安全、更低耗、更智能,以及更高診斷級的性能?!蓖鮿僬f道。他指出,便攜性的提高要求設備元件擁有更高的集成度和更小的尺寸;安全性的提高要求設備具有判斷誤操作的能力,以及患者與設備、網(wǎng)絡之間的電氣隔離等;功耗的降低、互聯(lián)能力的提高將使家用醫(yī)療監(jiān)護設備更適合家庭使用環(huán)境,減少使用成本并使醫(yī)患溝通更加便捷,治療效果更加顯著。
對于面向家庭或個人應用的便攜式醫(yī)療產(chǎn)品市場,成本是需要考慮的因素?!拔覀冊诋a(chǎn)品定位階段就充分考慮方案的成本因素,以確保其在成本相對敏感的個人醫(yī)療應用領域具有較強的技術和商業(yè)競爭優(yōu)勢?!蓖鮿僬f道,“在保證功耗、體積以及成本等方面的優(yōu)勢下,ADI將會繼續(xù)在高精度、高集成的信號鏈產(chǎn)品和適合便攜式應用的電源管理產(chǎn)品,以及在無線射頻產(chǎn)品方面增大投入,我們還會針對在便攜式醫(yī)療領域應用比較廣泛的血糖測量、運動監(jiān)測及血氧飽和度測量等設備方面不斷推出新的產(chǎn)品和解決方案?!?/p>
在互連網(wǎng)絡技術的推動下,醫(yī)院的信息化建設也在深入,為了讓醫(yī)院以及消費者能隨時隨地獲取醫(yī)療信息,越來越多的醫(yī)用醫(yī)療電子產(chǎn)品如多參數(shù)監(jiān)護儀、超聲波等關鍵設備加入了網(wǎng)絡接口以配合醫(yī)療機構信息聯(lián)網(wǎng)管理要求。另一方面,家用便攜式設備無線化趨勢也進一步擴大,許多產(chǎn)品都加入了感應元器件和無線傳輸芯片模塊。
飛思卡爾半導體公司亞太區(qū)無線連接產(chǎn)品市場經(jīng)理鄺景亮認為,目前老年人和長期病患醫(yī)療護理將成為社會的重要問題,結合藍牙、短距離射頻傳輸、ZigBee等無線傳輸方式連接病房里的設備或家庭便攜設備對患者進行監(jiān)控既能為患者提供自由度,同時也提供給監(jiān)護人員許多方便。通過在家用便攜醫(yī)療電子產(chǎn)品中加入通訊模塊或無線傳輸模塊,病人可將電子血壓計、血糖儀、體溫計、血氧儀等的測量結果通過無線通訊模塊發(fā)送至醫(yī)院或監(jiān)護中心,從而得到醫(yī)護人員的遠程實時健康指導和服務。這樣患者可不必經(jīng)常跑無謂的急診,既省錢又有助于改善患者的身體狀況。飛思卡爾的家庭保健平臺即是基于這樣的理念推出的?!敖Y合我們自己的高性能MCU、傳感器、模擬IC、ZigBee低功耗無線IC模塊等產(chǎn)品,我們推出了家庭保健平臺幫助病人在家里便能享受醫(yī)療護理服務,這樣的方案在歐美國家應用得比較普遍,相信在中國的應用也會越來越多?!编椌傲琳f道。
王勝同樣看好醫(yī)療電子網(wǎng)絡化、互聯(lián)化的發(fā)展。他認為醫(yī)療電子向網(wǎng)絡化、遠程化的發(fā)展也是解決有些地區(qū)醫(yī)療資源不足問題的可選途徑之一?!拔覀兿嘈胚@些新興的醫(yī)療電子應用在不久的將來會給我們的生活帶來深遠的影響?!彼硎荆拔覀兎浅?春眠@一技術和業(yè)務模式的前景,目前正在積極參與相關的研討并投資相關的技術和產(chǎn)品開發(fā)?!?br />
家用醫(yī)療保健設備為“中國芯”提供商機
中國是醫(yī)療儀器的需求大國,目前國內的醫(yī)療儀器設備生產(chǎn)廠商也不少,但產(chǎn)品中使用的半導體芯片都是被德州儀器、ADI、日立等國外芯片公司所壟斷,國內芯片公司在這一領域很少有所作為。由于醫(yī)療行業(yè)等對產(chǎn)品的可靠性、安全性、精確度要求都很高,醫(yī)療設備廠商在選擇半導體元器件時都會非常地謹慎;也由于成本壓力較小,所以廠商一般都會選擇在性能和質量方面都有保障的國際品牌芯片,而對國內芯片一般不給予考慮。另外,因為醫(yī)療行業(yè)的專業(yè)性和特殊性,對芯片的需求量并不會很大,所以向來以價低量大為盈利手段的國內芯片公司自然也很少涉足這一領域。
隨著醫(yī)療電子設備往家用、保健領域發(fā)展,越來越多的脈搏計、血糖儀、血壓計、脂肪秤等產(chǎn)品進入了普通大眾的家庭。由于此類產(chǎn)品對價格還是比較敏感的,所以對上游半導體元器件的價格也會比較關注,并且對元器件的性能要求相對來說比較低。此類產(chǎn)品的起量為本土芯片廠商提供了一定的發(fā)展機會。深圳市芯??萍?/u>有限公司瞄準了這一發(fā)展趨勢,開始涉足醫(yī)療電子芯片領域。
據(jù)芯??萍技夹g總監(jiān)劉小靈介紹,該公司可用于醫(yī)療設備上的產(chǎn)品主要有兩種,一種是整合了MCU、ADC和LCD驅動的SoC,主要應用在家用的便攜式血壓計、血糖儀和脂肪秤等產(chǎn)品中;另外一種產(chǎn)品則是能滿足醫(yī)用需求的24位ADC。目前已有兩家國內較大型的醫(yī)療器械公司使用芯海的產(chǎn)品。
劉小靈指出,家用便攜式醫(yī)療電子芯片產(chǎn)品的開發(fā)難點主要是在功耗控制和精度上。芯海通過在SoC中加入電源管理模塊和MCU休眠喚醒機制來節(jié)省功耗,采用特殊的DSP算法處理來識別和去除噪聲以保證測量的精度。“其實我們提供的芯片產(chǎn)品能充分滿足血壓計、血糖儀等設備的要求,給客戶提供的參考方案和基本的生物信息模型也能滿足一般應用需求,但是精準的模型還是需要整機廠商依靠自己的積累和技術水平來開發(fā)。生物模型的精準度也決定了設備的價格,國外品牌廠商例如歐姆龍等產(chǎn)品價格之所以貴,也是這個原因。”劉小靈說道。
當然芯??萍贾皇菄鴥缺姸嘈酒局懈矣趪L試的一家,醫(yī)療電子的市場有眾多的細分領域還有待更多的本土芯片公司的參與。如果本土芯片廠商能夠提供更多更好的解決方案,中國醫(yī)療電子市場將會有非常大的發(fā)展與變化。
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