快速邁進(jìn)便攜和智能醫療新時(shí)代

Kaiser Family Foundation于2012年5月發(fā)布的醫療保健支出報告顯示，2010年僅美國就在醫療保健上花費了2.6萬(wàn)億美元，人均8402美元。而且自1970年以來(lái)，美國人均醫療保健支出比國內生產(chǎn)總值的增長(cháng)平均高出2.4個(gè)百分點(diǎn)。隨著(zhù)醫療保健所占的支出份額增加，個(gè)人、家庭和企業(yè)獲得合適醫療服務(wù)的能力也相應減弱了。分析報告稱(chēng)，造成醫療保健開(kāi)支增長(cháng)的主因是醫療新技術(shù)，有些人甚至認為有一半的支出增長(cháng)與使用新技術(shù)有關(guān)。

 

便攜式醫療需求最旺盛

 

ADI公司亞太區醫療行業(yè)市場(chǎng)經(jīng)理王勝認為，全球老齡化以及人們對健康的日益重視，都會(huì )使得醫療電子的剛性市場(chǎng)需求持續強勁。“某些傳統高端醫療設備的技術(shù)掌握在少數公司手中的局面逐步被打破，越來(lái)越多的行業(yè)和新的公司參與其中，都在加速新產(chǎn)品和應用的誕生，例如家庭/個(gè)人電子醫療的普及”。他同時(shí)提及的其它促進(jìn)因素還包括：政府相關(guān)醫療政策及投入方面的特殊傾斜、以及與家用保健系統相關(guān)的保險業(yè)的加入等。

 

據賽迪顧問(wèn)2012年最新數據報告統計，2011年中國便攜醫療電子市場(chǎng)規模為269.5億元，同比增長(cháng)29.1%。據預測，2012年中國便攜醫療電子市場(chǎng)將實(shí)現銷(xiāo)售額348.4億元，同比增長(cháng)29.1%；2013年則實(shí)現銷(xiāo)售額447.5億元，同比增長(cháng)28.5%；2014年突破500億元大關(guān)，市場(chǎng)達573.2億元，同比增長(cháng)28.1%。

 

從產(chǎn)品結構的角度分析，2011年中國便攜式醫療電子產(chǎn)品主要有兩塊：家用便攜式醫療電子產(chǎn)品和醫用便攜式醫療電子產(chǎn)品。其中，家用便攜式醫療電子產(chǎn)品占據64.6%，消費者仍是便攜醫療產(chǎn)品的主要受眾。需求也日趨多樣化，特別是對血壓、血糖、血脂及心跳檢測等功能的需求。2011年，中國家用便攜醫療電子市場(chǎng)達174.1億元，同比增長(cháng)28.3%。

 

“醫療電子產(chǎn)品的主流趨勢仍然是高性能和低成本，從專(zhuān)業(yè)醫療機構向家庭和個(gè)人的使用轉變。”王勝分析說(shuō)，隨著(zhù)人口老齡化問(wèn)題的加劇，家用監護式和便攜式醫療設備應該是發(fā)展方向之一。他否認了便攜式醫療設備就意味著(zhù)低性能的說(shuō)法，認為只是部分應用在場(chǎng)地和方式上的轉化而已，“更便攜、更安全、更低耗、更智能、以及更高的診斷級性能”依舊是家用級醫療監護設備未來(lái)的發(fā)展趨勢。

 

除了傳統的個(gè)人醫療電子設備(血壓計、血糖儀)因其技術(shù)和市場(chǎng)已很成熟，從而受到全球消費者的認可外，那些以預防和監測為主的家用醫療設備，例如生命體征信號測量等，也將帶動(dòng)未來(lái)的便攜式醫療電子設備市場(chǎng)的發(fā)展。同時(shí)，產(chǎn)品的兼容性設計已成為越來(lái)越多用戶(hù)，尤其是醫療機構的青睞，例如新型的數字平板X(qián)光機，最好能夠兼容現有的設備，只需更換探測器及相關(guān)軟件即可，而不需要更換整機。

 

 

ADI單導聯(lián)心率監護模擬前端AD8232
 

 

ADI近期針對各類(lèi)生命體征監護應用推出了一款低功耗、單導聯(lián)、心率監護儀模擬前端(AFE)AD8232，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，AD8232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。

TI方面則認為，集成使便攜性和低成本成為可能。以超聲波影像為例，便攜式及手持裝置的超聲波應用創(chuàng )新日益增多，這使醫療專(zhuān)業(yè)人員突破了實(shí)驗室或辦公室的限制，能夠與偏遠地區或急診病患互聯(lián)。

 

TI醫療營(yíng)銷(xiāo)總監Steven Dean日前撰文指出，集成模擬信號鏈可達到節省空間及能耗的顯著(zhù)效果。AFE可取代分立式多通道LNA、VCA、PGA、低通濾波器、及高速ADC的所有功能，進(jìn)而提供LVDS數據輸出。既能減少系統的組件數還能增加通道、減少系統噪聲、簡(jiǎn)化設計，并縮短產(chǎn)品上市時(shí)間。

 

此外，嵌入式處理器在超聲波系統中平衡運算能力、靈活性、電池使用時(shí)間及系統尺寸方面也扮演著(zhù)重要角色。在超聲波系統中，現在的高性能DSP也可提供足夠電量來(lái)進(jìn)行系統后端數據處理。DSP的編程性可幫助工程師運用最新的軟件算法，而不需要更換系統硬件。高集成DSP片上系統(SOC)提供恰當的DSP處理、一般用途控制、專(zhuān)用外圍組件、及優(yōu)化影像視頻壓縮等功能，是符合成本效益的低功耗單封裝解決方案，有助于開(kāi)發(fā)人員減少電路板空間及設計時(shí)間。

 

該公司日前力推的是其“業(yè)界首款全面集成型模擬前端AFE4300，可進(jìn)行體重及體成分測量(BCM)”。TI中國區高性能模擬產(chǎn)品業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理宋浩然介紹說(shuō)，AFE4300把針對重量測量與身體組成成分測量的兩個(gè)單獨的信號鏈前端整合至單一器件中，無(wú)需專(zhuān)業(yè)技術(shù)，便可快速為稱(chēng)重應用增加身體成分測量功能。此外，該器件的3個(gè)BCM通道可在手到手、腳到腳甚至從手到腳的整個(gè)身體間實(shí)現分段阻抗分析(BIA)，提高整體測量精度，其四極(tetra-polar)測量技術(shù)可消除電極阻抗對準確度的影響。AFE4300流耗低于1mA，電源電壓范圍在2V- 3.6V之間，并提供使用生物阻抗光譜(BIS)準確測量細胞外液(ECW)和細胞內液(ICW)的選項。

 

醫療電子未來(lái)發(fā)展方向之二則是智能化醫療時(shí)代的到來(lái)。王勝表示，整個(gè)智能化醫療市場(chǎng)面臨長(cháng)期而良好的機遇。具體來(lái)說(shuō)，多層螺旋掃描CT、彩色超聲機、數字平板X(qián)光機、生命體征信號檢測、以及遠程醫療診斷系統等，都必將是快速發(fā)展的應用領(lǐng)域。

 

作為智能醫療時(shí)代最具代表性的業(yè)務(wù)，遠程醫療和醫療體系的網(wǎng)絡(luò )化建設，不但同步帶動(dòng)了無(wú)線(xiàn)傳輸方式、數據采集及監控設備和數據平臺的大發(fā)展，更能夠在一定程度上解決目前醫療設施和資源的短缺、醫療結構水平層次不齊、以及患者負擔較重的問(wèn)題，尤其是疑難雜癥的遠程會(huì )診、慢性病的監控等困難，這些因素同樣成為推動(dòng)遠程醫療不斷快速發(fā)展的動(dòng)力因素。

邁入智能化醫療時(shí)代

 

而在Steven Dean看來(lái)，無(wú)線(xiàn)連接的醫療設備具有大幅成長(cháng)的潛力。“在整個(gè)生態(tài)體系中整合幾個(gè)單獨的應用，就可以發(fā)展遠程保健及遠程醫療的創(chuàng )新服務(wù)。” Steven Dean表示，“數據完整性(data integrity)、系統靈活性(system flexibility)及便攜性(mobility)是病患監護系統的重要因素。”

 

進(jìn)一步來(lái)看，Wi-Fi及以太網(wǎng)絡(luò )等的接口，可使醫院內的所有設備形成網(wǎng)絡(luò )，還能連接到病患家中?，F今的接口讓操作醫療裝置的人員通過(guò)無(wú)線(xiàn)人體傳感網(wǎng)與病患進(jìn)行遠程連接。運用醫院的內部網(wǎng)絡(luò )或鏈接，與病患的家居安全系統、保健集成管理器(aggregation manager)或手機進(jìn)行連接，讓護理人員或呼叫中心持續監控病患的在家時(shí)的情況，并能同時(shí)保護病患隱私。Continua Health Alliance是一個(gè)非營(yíng)利開(kāi)放性產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，成員包括醫療保健及科技公司，旨在共同提升個(gè)人醫療保健的質(zhì)量，此聯(lián)盟已選擇 Bluetooth Low Energy(BLE)及 Zigbee技術(shù)做為首選標準。

 

 

醫療應用無(wú)線(xiàn)標準一覽
 

 

“遠程醫療是未來(lái)發(fā)展的趨勢，它將可以為偏遠地區提供良好的醫療服務(wù)，使那里的患者也可以得到大城市的專(zhuān)業(yè)醫療診斷和治療。”賽靈思(Xilinx)亞太區新興業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理黃文杰說(shuō)，“賽靈思28nm All Programmable器件可以提供可靠的、高速的數據傳遞和實(shí)時(shí)圖像處理系統，而這恰恰是遠程醫療中必不可少的。”

 

他進(jìn)一步強調稱(chēng)，要滿(mǎn)足客戶(hù)對“低成本、低功耗、高性能、高密度”產(chǎn)品的需求，可編程平臺幾乎目前已成為設計者的唯一選擇。賽靈思28nm All Programmable器件中含有大量硬件可編程的邏輯電路、存儲器和DSP，有軟件可編程的多核ARM Cortex A9，還有可編程的模擬電路，如13G，28G SerDes及ADC等。這些功能的集成讓All Programmable FPGA有機會(huì )成為醫療電子設計者真正的系統核心，實(shí)現可編程的系統軟硬件協(xié)同設計的系統集成。

 

Altera公司醫療業(yè)務(wù)部高級市場(chǎng)經(jīng)理John Sotir則表示，智能醫療解決方案，包括從連續采集患者數據，相對于時(shí)間點(diǎn)測量數據對趨勢進(jìn)行分析的便攜式醫療監控設備，到使用復雜算法處理方法對全部人口進(jìn)行復雜數據挖掘等技術(shù)，將有望成為未來(lái)智能化醫療的基礎與核心。他介紹說(shuō)，Altera的可編程邏輯在單一平臺上應用了高級集成技術(shù)，支持各種醫療設備解決方案，從可穿戴式監視器、隨身看護診斷，直至便攜式保健服務(wù)解決方案。Altera固有的并行和可定制硬件支持通過(guò)硬件加速方法實(shí)現高級成像平臺，使用生物信息和高性能計算平臺，可將產(chǎn)品性能提高幾個(gè)數量級。