電子發燒友App
醫療產業模式從治療轉向保健，便攜醫療設備將大行其道
得益于中國政府新醫改的推動和人民大眾對健康保健的重視，以及家用與醫用市場的不同特性成就了中國便攜/家庭醫療電子市場快速平穩的成長趨勢。未來3年，中國便攜/家庭醫療電子市場年復合增長率將大大提高。據權威市場調研數據顯示：其市場規模將從2006年的80億元迅速擴大到2011年的280億元。“而且市場檢驗證明，中國便攜式醫療電子產品市場的抗風險能力比較強，因為目前整個便攜式醫療電子市場需要面對的是中國內需市場，基本上沒有受到金融危機的影響。此外中國市場處于普及的初級階段，市場需求強勁，并且中國民眾健康意識正在不斷提升。”ADI公司亞太醫療事業資深業務經理周文勝指出。
?
與ADI公司一樣，全世界半導體廠商都對中國的便攜/家庭醫療電子市場投來最關注的目光。未來的遠景是人手幾個，而不是人手一個便攜醫療設備，是一個比手機市場更誘人的市場。在眾多歐美公司丟失掉中國手機這一巨大市場后，便攜/家庭醫療電子將是他們要極力守住的最大戰場之一。“中國和全球市場對便攜式醫療設備的需求巨大，中國必將成為最大的醫療電子生產者和市場之一。”Microchip醫療產品部首席產品市場工程師范徐進說道。
圖1：便攜醫療電子對于小體積、低功耗、低價格和易于使用的器件提出新要求。
?
即將走熱的幾種便攜醫療設備
?
中國醫療產業的模式正在發生改變，這也催生了更龐大的便攜醫療設備市場。“最近幾年，醫療產業的模式已經從治病向保健轉變。所以，我們預測血壓監測計、血糖計、低成本心率監測計等將是未來的熱門醫療產品，也將是所有家庭中最常見的設備。”飛思卡爾半導體工業部市場經理何英偉預測道。而周文勝則補充道：“除此之外，一些可以在家庭或小型社康醫院中使用的呼吸機、心電監護儀必然會有越來越大的市場需求。一些原來只在醫院應用的產品，例如心電圖也會走入家庭。此外，還有一些前瞻性的家用產品也會陸續被開發出來。”他舉例說，今天心血管疾病對人類的殺傷力非常大，這樣，心電圖（ECG）可能就變成了一個我們日常就需要監護的指標。而且，在心電圖設備上加入到一些前瞻性的技術，例如采用加速度傳感器來對患者的動作進行監護，以幫助醫生判斷，在某種運動狀態下患者的心電圖狀況。有時，在心電圖（ECG）中加入MEMS，還會監控病人不正常情況的發生，例如患者跌倒等狀況，從而讓醫生和患者的監護人能夠及時發現這些突發狀況。
?
便攜醫療設備中正在加入更多的功能，其中最重要的就是通信功能。何英偉說道：“比如可以把心率監測計等設備當作遠程監測設備，能將數據從病人的手機等RF設備發送到醫院或者醫生辦公室的數據庫服務器之中，用于自動診斷。”
?
除上面的設備外，Altera市場經理Paul Chan認為便攜式超聲設備、外部除顫器、起博系統和遙測設備等也將是便攜/家庭醫療設備市場的熱門產品。Lattice低密度及混合信號方案市場總監Gordon Hands補充道：“另一個人們經常使用的保健設備是助聽器。在這方面，數碼電子可以通過信號處理帶來重大的創新。更先進的產品還可以更好地與藍牙手機等普通電子設備集成在一起。”
?
?
圖2：Paul Chan：便攜式超聲設備、外部除顫器、起博系統和遙測設備等也將是便攜/家庭醫療設備市場的熱門產品。
?
Atmel市場推廣副總裁Alf-Egil Bogen也補充道：“我們看到預防、早期診斷和治療的創新技術正在不斷涌現。主要應用包括小型化的自主式便攜監視設備或可植入式監視設備，用于快速醫療樣本原位分析的芯片實驗室 (labs-on-chip)，以及用于家庭，診所和成像醫療設備的通信系統。”
?
?
賽靈思公司亞太地區市場及應用總監張宇清則認為，中國的新醫改方案更加注重電子信息技術的應用，提出了通過信息化手段，建立醫院間的資源共享，在全國范圍內建立起實用共享的醫藥衛生信息系統，從而實現醫療服務資源的最優整合和最大協同效應。這將對醫療電子起到重大推動作用。此外，在新醫改的推動下，農村以及二、三級城市和社區醫療電子配備需求將快速釋放，而家用與醫用市場的不同特性也將成就中國便攜醫療電子市場“快、穩”的成長趨勢，便攜式醫療電子生產企業面臨著巨大的機遇。
?
圖2：張宇清：農村以及二、三級城市和社區醫療電子配備需求將快速釋放，中國便攜醫療電子市場呈現“快、穩”的成長趨勢。
?
?
元器件如何滿足新一代便攜/家庭醫療設備的需求？
?
便攜化的趨勢，要求醫療電子設備必須具備小體積、低功耗、低價格和易于使用的特點。這對元器件供應商提出了新的要求。“總的說來，對便攜式醫療設計而言，最關鍵的兩大因素就是低功耗和高集成度。當然，便攜式心電圖/血糖測量儀或血壓計等不同的便攜式醫療電子應用根據功耗和集成度的不同，其具體規格也會產生差異。但不管怎么說，功耗和集成度還是設計時的關鍵所在。”TI中國MSP430業務部經理刁勇指出。
?
圖3：刁勇：對便攜式醫療設計而言，最關鍵的兩大因素就是低功耗和高集成度。
?
集成眾多數字功能與模擬功能的SoC是便攜式醫療設備中將會優先選擇的平臺。各廠商均在進行高度的集成趨勢。“在某些中低端醫療產品中，目前的趨勢是使用專用SoC產品，以最大限度地縮小產品尺寸和降低成本。因此，ADC、運算放大器和調節器等現有的模擬器件，有些將被嵌入到MCU之中，而飛思卡爾擁有開發此類產品的技術實力。” 何英偉表示。
?
?
圖4：Alf-Egil Bogen：假冒產品不僅竊取了OEM 廠商的收益，而且如果產品讀數或分析結果錯誤，還會給病患帶來生命威脅。
“通常來說，這類設備需要很高的集成度，以便實現多種功能如分析、數據記錄和傳輸。”Alf-Egil Bogen分析道，“從技術角度來看，愛特梅爾面臨的挑戰是提高性能、降低功耗，并通過大批量生產來降低單位產品的成本。”
但是，Microchip的徐進指出，并不是所有的模擬器件均適合集成。他分析道：“醫療電子產品具有不同類型傳感器、控制和需要信號調節的接口，都需要模擬器件，如ADC和運算放大器。幾乎所有Microchip的PIC 微控制器，從8位到32位系列，都具有集成了作為標準功能的ADC。然而，由于更高的性能要求，并不是所有的應用都可以采用集成解決方案。獨立高分辨率ADC和高精度運算放大器對于便攜式醫療設備仍然很重要。”
?
Lattice的Gordon Hands也表示：“我們預期ADC、DAC和放大器，以及時鐘生成和電源管理功能，這些基本的模擬功能將繼續發揮作用。這些模擬功能在任何系統中都非常重要，無論它的數字內容是什么。在這方面，萊迪思的ispClock5400D和我們的ProcessorPM電源管理IC被用作多個設計的標準。”
?
他還從成本方面強調了便攜醫療設備的需求：對于便攜式/家庭醫療市場的主要要求，與我們在消費電子市場看到的一樣。把器件價格降到1美元以下，把功耗降到10uW左右，是至關重要的。可以帶來靈活性以及有助于產品快速上市的解決方案也非常重要。很少有便攜式/家庭醫療設備設計師能夠象設計ASIC那樣，可以享有12個月以上的設計周期。
?
“此外，中國市場對于醫療電子產品的零缺陷可靠性和連接性要求也很重視。”飛思卡爾的何英偉補充道。
?
徐進還對各種便攜設備之間的差異提出如下觀點：“醫療設備之間的差異在于處理器速度、內存大小和外設功能，這些特征因設計要求而不同。例如，血糖儀對圖形和計算能力的要求低于便攜式心電圖機。”此外，他指出，由于便攜醫療設備將走向消費市場，所以廠商對于外觀設計越來越重視，芯片廠商也要考慮這方面的要求。
?
張宇清從另外一個層面闡述了客戶的新需求：“面對以更低成本提供更高性能的壓力，醫療設備生產商希望供應商能夠充分理解其要求并提供支持IP重利用的平臺。這將可以降低開發風險和投資成本并縮短開發周期，從而加快產品開發過程。”此外，他還分析道：“醫療設備的圖像質量隨著設備更新不斷提高，需要以更快的速度處理更多的數據。設備間的連接需要以更低的成本運行更高的帶寬。低成本Spartan-6 LXT 系列中采用了3.2Gbps收發器以支持更高帶寬的傳輸。”
?
山寨醫療產品已誕生，如何楊長避短？
?
“家用便攜醫療電子產品因其需求范圍廣、需求量大且價格逐步下降而實現高速增長，從而占據了大部分中國便攜醫療電子市場。也因此使得 “山寨”產品油然而生，如血糖儀、血壓儀、血氧儀等家用便攜醫療設備成為最有可能出現的“山寨”產品領域。”周文勝說道，“在中國一些地區因其產業鏈分工非常細致，產業鏈的配套非常完善，從而誕生了龐大的山寨機產業，所以很多電子企業憑借它在產業和技術方面的儲備和積累，未來有機會進入到家用便攜醫療電子產品的領域。?”
?
不過，他接著分析，在醫用便攜醫療電子產品方面，由于專業性高且操作復雜、價格較高且應用領域固定，購買者更注重產品測量穩定性和精確性，目前本土廠商還不能在短期內解決這些難題，這就有待于國際廠商研發并引進新的技術來滿足市場的需求。
?
Gordon Hands也認為，多年來山寨產品在消費電子產品市場一直屢見不鮮，這種現象在醫療產品市場也會趨于增多。“萊迪思通過允許設計人員把其設計封在萊迪思的可編程芯片之內，來對抗這一趨勢。一旦封裝起來，這些芯片就無法復制，而且由于這些芯片是獨一無二的，因此也不能在公開市場上買到。這就給試圖復制產品設計的人造成了巨大障礙。”
?
Microchip更認為部分山寨產品還可以滿足用戶對中低市場的需求。“由于中國市場需求日益增長，以及依賴進口醫療設備，我認為必然出現模仿現象。”徐進說道，“雖然某些仿冒產品可以滿足市場對于中低端醫療設備需求，但其他仿冒品可能給用戶帶來危險甚至潛在的生命威脅，尤其是涉及一次性部件的設備。通過微控制器進行數字認證是確保醫療設備用于其原定用途的一個辦法。憑借其跳碼算法，Microchip的Keeloq技術適用于驗證醫療設備和提供最高的安全性。
?
而Atmel的Alf-Egil Bogen則是堅決反對對山寨產品。他表示：“假冒產品不僅竊取了OEM 廠商的收益，而且如果產品讀數或分析結果錯誤，還會給病患帶來生命威脅，導致對處于可預防或可控狀況的病人采取不適當的治療處理，更嚴重的是會導致病人死亡。因此，制造商必須強制實施比條形碼或全息圖更穩健的認證方法。”他接著說：“就以我們提供用于血糖儀的器件為例，通常這些儀器使用某種可替代或耗費性試紙或化學試劑。這類設備的關鍵要素之一，是必須有方法確保測試條都是來自OEM廠商的可靠產品，并可正確讀取與特定試紙組群相關的校準信息。我們的芯片經專門設計以集成進這些設備中，能防止電腦黑客或克隆者復制儀表，或提供質量較差的耗材。”
?
優秀產品先知
?
針對便攜醫療設備連接性與高集成度需求，TI將分別在2009年第四季度和2010年一季度推出MSP430F552X和MSP430F550X，這兩個系列均提供了USB接口，將進一步強化MSP430在便攜式醫療領域的地位。同時，TI集成了MSP430微處理器和RF收發器的CC430可為便攜式醫療設備提供優異的RF連接性和更高的集成度。
?
Microchip的最新系列8位和16位PIC ?微控制器采用XLP技術，具有業內最低的睡眠電流(低至20 nA)、USB等集成外設，LCD、RTCC和mTouchTM電容式觸摸傳感。低功率和集成度相結合，消除了外部元件，降低了設計的復雜性，并使其能夠以最低的功耗運行，從而延長電池壽命，這對于便攜式醫療應用至關重要
?
MC13224 Platform in Package是飛思卡爾的最新低功耗802.15.4 IC。MC13224顯著降低了功耗，同時提高了集成度，降低了總體解決方案成本。802.15.4收發器與一個32位MCU組合在一起，具有足夠的內存用于運行包括ZigBee和WirelessHARTTM在內的比較復雜的協議堆疊。
?
Atmel是最早推出集成超寬帶(UWB)技術的MCU廠商之一。其CAP可定制微控制器具有獨特的性能，配備一個金屬可編程數字邏輯模塊，通過快速定制就可承載一個UWB接口。Atmel首款ARM Cortex-M3閃存微控制器SAM3器件，集成了高速 (480 Mbps) USB設備兼接發器 (Device-and-Transceiver)、4位192 Mbps 的SDIO/SDCard 2.0、8位384 Mbps MMC 4.3主機和片上48 Mpbs SPI接口。
?
賽靈思最新的Spartan-6 FPGA對性能和靈活性進行了理想的結合，可滿足標準和高分辨率圖像處理、視頻分析、多通道視頻編碼等方面的要求，實現更快速更高效的視頻傳輸。利用基于嵌入式DSP邏輯片實現的高度并行架構，基于Spartan-6 FPGA開發的系統能夠以全幀速率處理原始分辨率的圖像數據。同時還可利用經濟的可定制MicroBlaze 軟處理器實現領先的視頻分析功能。
?
Altera低成本、低功耗Cyclone III FPGA的邏輯密度在5K至120K LE之間；為DSP功能提供4Mbits嵌入式RAM，以及288個18x18乘法器。這樣，工程師在設計中挑選合適的SOC解決方案時能夠有較多的選擇余地。Altera的MAX II CPLD器件設計用于低成本、低功耗應用，非常適合實現家庭/便攜式醫療應用的簡單集成功能。
?
萊迪思的ispMACH4000ZE系列提供從1000到大約7500門的可編程邏輯。功耗最低只有18uW ，最小封裝尺寸為4mmx4mm。ispMACH4000經常充當微處理器的輔助芯片，執行GPIO擴展和減少中斷請求等功能。
?
ADI很快會推出采用新技術的具備超低功耗和同樣高性能前端的SOC解決方案，這個也值得期待。
工商網監
評論