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醫(yī)療產業(yè)模式從治療轉向保健，便攜醫(yī)療設備將大行其道
得益于中國政府新醫(yī)改的推動和人民大眾對健康保健的重視，以及家用與醫(yī)用市場的不同特性成就了中國便攜/家庭醫(yī)療電子市場快速平穩(wěn)的成長趨勢。未來3年，中國便攜/家庭醫(yī)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(guī)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(yī)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(yī)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?！?a href="http://m.makelele.cn/tags/adi/" target="_blank">ADI公司亞太醫(yī)療事業(yè)資深業(yè)務經理周文勝指出。
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與ADI公司一樣，全世界半導體廠商都對中國的便攜/家庭醫(yī)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(yī)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(yī)療電子將是他們要極力守住的最大戰(zhàn)場之一?！爸袊腿蚴袌鰧Ρ銛y式醫(yī)療設備的需求巨大，中國必將成為最大的醫(yī)療電子生產者和市場之一?！?a target="_blank">Microchip醫(yī)療產品部首席產品市場工程師范徐進說道。
圖1：便攜醫(yī)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。
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即將走熱的幾種便攜醫(yī)療設備
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中國醫(yī)療產業(yè)的模式正在發(fā)生改變，這也催生了更龐大的便攜醫(yī)療設備市場?！白罱鼛啄?，醫(yī)療產業(yè)的模式已經從治病向保健轉變。所以，我們預測血壓監(jiān)測計、血糖計、低成本心率監(jiān)測計等將是未來的熱門醫(yī)療產品，也將是所有家庭中最常見的設備?！憋w思卡爾半導體工業(yè)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(yī)院中使用的呼吸機、心電監(jiān)護儀必然會有越來越大的市場需求。一些原來只在醫(yī)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(xù)被開發(fā)出來?！彼e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(jiān)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(jiān)護，以幫助醫(yī)生判斷，在某種運動狀態(tài)下患者的心電圖狀況。有時，在心電圖（ECG）中加入MEMS，還會監(jiān)控病人不正常情況的發(fā)生，例如患者跌倒等狀況，從而讓醫(yī)生和患者的監(jiān)護人能夠及時發(fā)現這些突發(fā)狀況。
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便攜醫(yī)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(jiān)測計等設備當作遠程監(jiān)測設備，能將數據從病人的手機等RF設備發(fā)送到醫(yī)院或者醫(yī)生辦公室的數據庫服務器之中，用于自動診斷。”
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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(yī)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(jiān)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(chuàng)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?！?/p>
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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(yī)療設備市場的熱門產品。
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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(chuàng)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(jiān)視設備或可植入式監(jiān)視設備，用于快速醫(yī)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(yī)療設備的通信系統?！?/p>
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賽靈思公司亞太地區(qū)市場及應用總監(jiān)張宇清則認為，中國的新醫(yī)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(yī)院間的資源共享，在全國范圍內建立起實用共享的醫(yī)藥衛(wèi)生信息系統，從而實現醫(yī)療服務資源的最優(yōu)整合和最大協同效應。這將對醫(yī)療電子起到重大推動作用。此外，在新醫(yī)改的推動下，農村以及二、三級城市和社區(qū)醫(yī)療電子配備需求將快速釋放，而家用與醫(yī)用市場的不同特性也將成就中國便攜醫(yī)療電子市場“快、穩(wěn)”的成長趨勢，便攜式醫(yī)療電子生產企業(yè)面臨著巨大的機遇。
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圖2：張宇清：農村以及二、三級城市和社區(qū)醫(yī)療電子配備需求將快速釋放，中國便攜醫(yī)療電子市場呈現“快、穩(wěn)”的成長趨勢。
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元器件如何滿足新一代便攜/家庭醫(yī)療設備的需求？
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便攜化的趨勢，要求醫(yī)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?！翱偟恼f來，對便攜式醫(yī)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(yī)療電子應用根據功耗和集成度的不同，其具體規(guī)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?！?a href="http://m.makelele.cn/tags/ti/" target="_blank">TI中國MSP430業(yè)務部經理刁勇指出。
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圖3：刁勇：對便攜式醫(yī)療設計而言，最關鍵的兩大因素就是低功耗和高集成度。
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集成眾多數字功能與模擬功能的SoC是便攜式醫(yī)療設備中將會優(yōu)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(yī)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(jié)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(fā)此類產品的技術實力?！?何英偉表示。
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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?！盇lf-Egil Bogen分析道，“從技術角度來看，愛特梅爾面臨的挑戰(zhàn)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?！?/p>
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(yī)療電子產品具有不同類型傳感器、控制和需要信號調節(jié)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(yī)療設備仍然很重要?！?/p>
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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(xù)發(fā)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?！?/p>
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他還從成本方面強調了便攜醫(yī)療設備的需求：對于便攜式/家庭醫(yī)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?？梢詭盱`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(yī)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。
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“此外，中國市場對于醫(yī)療電子產品的零缺陷可靠性和連接性要求也很重視?！憋w思卡爾的何英偉補充道。
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徐進還對各種便攜設備之間的差異提出如下觀點：“醫(yī)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?！贝送猓赋?，由于便攜醫(yī)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。
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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(yī)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(fā)風險和投資成本并縮短開發(fā)周期，從而加快產品開發(fā)過程。”此外，他還分析道：“醫(yī)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(fā)器以支持更高帶寬的傳輸?！?/p>
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山寨醫(yī)療產品已誕生，如何楊長避短？
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“家用便攜醫(yī)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(yī)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(yī)療設備成為最有可能出現的“山寨”產品領域?！敝芪膭僬f道，“在中國一些地區(qū)因其產業(yè)鏈分工非常細致，產業(yè)鏈的配套非常完善，從而誕生了龐大的山寨機產業(yè)，所以很多電子企業(yè)憑借它在產業(yè)和技術方面的儲備和積累，未來有機會進入到家用便攜醫(yī)療電子產品的領域。?”
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不過，他接著分析，在醫(yī)用便攜醫(yī)療電子產品方面，由于專業(yè)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(wěn)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(fā)并引進新的技術來滿足市場的需求。
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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(yī)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?！?/p>
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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(yī)療設備，我認為必然出現模仿現象?！毙爝M說道，“雖然某些仿冒產品可以滿足市場對于中低端醫(yī)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(yī)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(yī)療設備和提供最高的安全性。
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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(wěn)健的認證方法?！彼又f：“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。”
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優(yōu)秀產品先知
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針對便攜醫(yī)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(yī)療領域的地位。同時，TI集成了MSP430微處理器和RF收發(fā)器的CC430可為便攜式醫(yī)療設備提供優(yōu)異的RF連接性和更高的集成度。
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Microchip的最新系列8位和16位PIC ?微控制器采用XLP技術，具有業(yè)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(yī)療應用至關重要
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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(fā)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。
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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(fā)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。
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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(fā)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。
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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(yī)療應用的簡單集成功能。
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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(zhí)行GPIO擴展和減少中斷請求等功能。
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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(jiān)
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