快速邁進(jìn)便攜和智能醫(yī)療新時代

Kaiser Family Foundation于2012年5月發(fā)布的醫(yī)療保健支出報(bào)告顯示，2010年僅美國就在醫(yī)療保健上花費(fèi)了2.6萬億美元，人均8402美元。而且自1970年以來，美國人均醫(yī)療保健支出比國內(nèi)生產(chǎn)總值的增長平均高出2.4個百分點(diǎn)。隨著醫(yī)療保健所占的支出份額增加，個人、家庭和企業(yè)獲得合適醫(yī)療服務(wù)的能力也相應(yīng)減弱了。分析報(bào)告稱，造成醫(yī)療保健開支增長的主因是醫(yī)療新技術(shù)，有些人甚至認(rèn)為有一半的支出增長與使用新技術(shù)有關(guān)。

便攜式醫(yī)療需求最旺盛

ADI公司亞太區(qū)醫(yī)療行業(yè)市場經(jīng)理王勝認(rèn)為，全球老齡化以及人們對健康的日益重視，都會使得醫(yī)療電子的剛性市場需求持續(xù)強(qiáng)勁?！澳承﹤鹘y(tǒng)高端醫(yī)療設(shè)備的技術(shù)掌握在少數(shù)公司手中的局面逐步被打破，越來越多的行業(yè)和新的公司參與其中，都在加速新產(chǎn)品和應(yīng)用的誕生，例如家庭/個人電子醫(yī)療的普及”。他同時提及的其它促進(jìn)因素還包括：政府相關(guān)醫(yī)療政策及投入方面的特殊傾斜、以及與家用保健系統(tǒng)相關(guān)的保險(xiǎn)業(yè)的加入等。

據(jù)賽迪顧問2012年最新數(shù)據(jù)報(bào)告統(tǒng)計(jì)，2011年中國便攜醫(yī)療電子市場規(guī)模為269.5億元，同比增長29.1%。據(jù)預(yù)測，2012年中國便攜醫(yī)療電子市場將實(shí)現(xiàn)銷售額348.4億元，同比增長29.1%；2013年則實(shí)現(xiàn)銷售額447.5億元，同比增長28.5%；2014年突破500億元大關(guān)，市場達(dá)573.2億元，同比增長28.1%。

從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的角度分析，2011年中國便攜式醫(yī)療電子產(chǎn)品主要有兩塊：家用便攜式醫(yī)療電子產(chǎn)品和醫(yī)用便攜式醫(yī)療電子產(chǎn)品。其中，家用便攜式醫(yī)療電子產(chǎn)品占據(jù)64.6%，消費(fèi)者仍是便攜醫(yī)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(yī)療電子市場達(dá)174.1億元，同比增長28.3%。

“醫(yī)療電子產(chǎn)品的主流趨勢仍然是高性能和低成本，從專業(yè)醫(yī)療機(jī)構(gòu)向家庭和個人的使用轉(zhuǎn)變?！蓖鮿俜治稣f，隨著人口老齡化問題的加劇，家用監(jiān)護(hù)式和便攜式醫(yī)療設(shè)備應(yīng)該是發(fā)展方向之一。他否認(rèn)了便攜式醫(yī)療設(shè)備就意味著低性能的說法，認(rèn)為只是部分應(yīng)用在場地和方式上的轉(zhuǎn)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(yī)療監(jiān)護(hù)設(shè)備未來的發(fā)展趨勢。

除了傳統(tǒng)的個人醫(yī)療電子設(shè)備(血壓計(jì)、血糖儀)因其技術(shù)和市場已很成熟，從而受到全球消費(fèi)者的認(rèn)可外，那些以預(yù)防和監(jiān)測為主的家用醫(yī)療設(shè)備，例如生命體征信號測量等，也將帶動未來的便攜式醫(yī)療電子設(shè)備市場的發(fā)展。同時，產(chǎn)品的兼容性設(shè)計(jì)已成為越來越多用戶，尤其是醫(yī)療機(jī)構(gòu)的青睞，例如新型的數(shù)字平板X光機(jī)，最好能夠兼容現(xiàn)有的設(shè)備，只需更換探測器及相關(guān)軟件即可，而不需要更換整機(jī)。

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ADI單導(dǎo)聯(lián)心率監(jiān)護(hù)模擬前端AD8232

ADI近期針對各類生命體征監(jiān)護(hù)應(yīng)用推出了一款低功耗、單導(dǎo)聯(lián)、心率監(jiān)護(hù)儀模擬前端(AFE)AD8232，專為滿足新興的健身設(shè)備、便攜式/佩戴式監(jiān)控設(shè)備和遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)設(shè)備的ECG信號調(diào)理要求而設(shè)計(jì)。與當(dāng)前很多集成解決方案中采用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不同，AD8232的模擬濾波配置采用雙極高通濾波器，結(jié)合芯片內(nèi)部的儀表放大器架構(gòu)和無使用約束運(yùn)算增益放大器，支持用戶采用多極低通濾波技術(shù)來消除線路噪聲和其他干擾。

TI方面則認(rèn)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(yīng)用創(chuàng)新日益增多，這使醫(yī)療專業(yè)人員突破了實(shí)驗(yàn)室或辦公室的限制，能夠與偏遠(yuǎn)地區(qū)或急診病患互聯(lián)。

TI醫(yī)療營銷總監(jiān)Steven Dean日前撰文指出，集成模擬信號鏈可達(dá)到節(jié)省空間及能耗的顯著效果。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(shù)據(jù)輸出。既能減少系統(tǒng)的組件數(shù)還能增加通道、減少系統(tǒng)噪聲、簡化設(shè)計(jì)，并縮短產(chǎn)品上市時間。

此外，嵌入式處理器在超聲波系統(tǒng)中平衡運(yùn)算能力、靈活性、電池使用時間及系統(tǒng)尺寸方面也扮演著重要角色。在超聲波系統(tǒng)中，現(xiàn)在的高性能DSP也可提供足夠電量來進(jìn)行系統(tǒng)后端數(shù)據(jù)處理。DSP的編程性可幫助工程師運(yùn)用最新的軟件算法，而不需要更換系統(tǒng)硬件。高集成DSP片上系統(tǒng)(SOC)提供恰當(dāng)?shù)腄SP處理、一般用途控制、專用外圍組件、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，有助于開發(fā)人員減少電路板空間及設(shè)計(jì)時間。

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(qū)高性能模擬產(chǎn)品業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理宋浩然介紹說，AFE4300把針對重量測量與身體組成成分測量的兩個單獨(dú)的信號鏈前端整合至單一器件中，無需專業(yè)技術(shù)，便可快速為稱重應(yīng)用增加身體成分測量功能。此外，該器件的3個BCM通道可在手到手、腳到腳甚至從手到腳的整個身體間實(shí)現(xiàn)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(zhǔn)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(zhǔn)確測量細(xì)胞外液(ECW)和細(xì)胞內(nèi)液(ICW)的選項(xiàng)。

醫(yī)療電子未來發(fā)展方向之二則是智能化醫(yī)療時代的到來。王勝表示，整個智能化醫(yī)療市場面臨長期而良好的機(jī)遇。具體來說，多層螺旋掃描CT、彩色超聲機(jī)、數(shù)字平板X光機(jī)、生命體征信號檢測、以及遠(yuǎn)程醫(yī)療診斷系統(tǒng)等，都必將是快速發(fā)展的應(yīng)用領(lǐng)域。

作為智能醫(yī)療時代最具代表性的業(yè)務(wù)，遠(yuǎn)程醫(yī)療和醫(yī)療體系的網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)，不但同步帶動了無線傳輸方式、數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控設(shè)備和數(shù)據(jù)平臺的大發(fā)展，更能夠在一定程度上解決目前醫(yī)療設(shè)施和資源的短缺、醫(yī)療結(jié)構(gòu)水平層次不齊、以及患者負(fù)擔(dān)較重的問題，尤其是疑難雜癥的遠(yuǎn)程會診、慢性病的監(jiān)控等困難，這些因素同樣成為推動遠(yuǎn)程醫(yī)療不斷快速發(fā)展的動力因素。

邁入智能化醫(yī)療時代

而在Steven Dean看來，無線連接的醫(yī)療設(shè)備具有大幅成長的潛力?！霸谡麄€生態(tài)體系中整合幾個單獨(dú)的應(yīng)用，就可以發(fā)展遠(yuǎn)程保健及遠(yuǎn)程醫(yī)療的創(chuàng)新服務(wù)?！?Steven Dean表示，“數(shù)據(jù)完整性(data integrity)、系統(tǒng)靈活性(system flexibility)及便攜性(mobility)是病患監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的重要因素。”[!--empirenews.page--]

進(jìn)一步來看，Wi-Fi及以太網(wǎng)絡(luò)等的接口，可使醫(yī)院內(nèi)的所有設(shè)備形成網(wǎng)絡(luò)，還能連接到病患家中。現(xiàn)今的接口讓操作醫(yī)療裝置的人員通過無線人體傳感網(wǎng)與病患進(jìn)行遠(yuǎn)程連接。運(yùn)用醫(yī)院的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)或鏈接，與病患的家居安全系統(tǒng)、保健集成管理器(aggregation manager)或手機(jī)進(jìn)行連接，讓護(hù)理人員或呼叫中心持續(xù)監(jiān)控病患的在家時的情況，并能同時保護(hù)病患隱私。Continua Health Alliance是一個非營利開放性產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，成員包括醫(yī)療保健及科技公司，旨在共同提升個人醫(yī)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(biāo)準(zhǔn)。

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醫(yī)療應(yīng)用無線標(biāo)準(zhǔn)一覽

“遠(yuǎn)程醫(yī)療是未來發(fā)展的趨勢，它將可以為偏遠(yuǎn)地區(qū)提供良好的醫(yī)療服務(wù)，使那里的患者也可以得到大城市的專業(yè)醫(yī)療診斷和治療?！辟愳`思(Xilinx)亞太區(qū)新興業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理黃文杰說，“賽靈思28nm All Programmable器件可以提供可靠的、高速的數(shù)據(jù)傳遞和實(shí)時圖像處理系統(tǒng)，而這恰恰是遠(yuǎn)程醫(yī)療中必不可少的。”

他進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)稱，要滿足客戶對“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(shè)計(jì)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(jī)會成為醫(yī)療電子設(shè)計(jì)者真正的系統(tǒng)核心，實(shí)現(xiàn)可編程的系統(tǒng)軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)的系統(tǒng)集成。

Altera公司醫(yī)療業(yè)務(wù)部高級市場經(jīng)理John Sotir則表示，智能醫(yī)療解決方案，包括從連續(xù)采集患者數(shù)據(jù)，相對于時間點(diǎn)測量數(shù)據(jù)對趨勢進(jìn)行分析的便攜式醫(yī)療監(jiān)控設(shè)備，到使用復(fù)雜算法處理方法對全部人口進(jìn)行復(fù)雜數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)，將有望成為未來智能化醫(yī)療的基礎(chǔ)與核心。他介紹說，Altera的可編程邏輯在單一平臺上應(yīng)用了高級集成技術(shù)，支持各種醫(yī)療設(shè)備解決方案，從可穿戴式監(jiān)視器、隨身看護(hù)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硬件加速方法實(shí)現(xiàn)高級成像平臺，使用生物信息和高性能計(jì)算平臺，可將產(chǎn)品性能提高幾個數(shù)量級。