國內(nèi)醫(yī)生資源短缺，看病難等問題時刻困擾著我們每個人，在這樣的環(huán)境下發(fā)展可穿戴醫(yī)療設備十分必要，市面上也確實充斥著林林總總的可穿戴醫(yī)療設備。然而，大部分可穿戴醫(yī)療產(chǎn)品只是打著“醫(yī)療”的幌子招搖撞騙，實際上沒有多少“醫(yī)療”和“保健”的作用，在設計中也存在諸多缺陷，無法將真實有效地數(shù)據(jù)反饋給用戶。對于目前可穿戴醫(yī)療設備市場，有哪些問題亟待解決？又有哪些迷局需要突破？

　　功耗壁壘如何破？

　　可穿戴醫(yī)療設備和眾多可穿戴設備 一樣存在著一項致命缺陷——電池續(xù)航能力差。解決電池續(xù)航問題的關鍵無疑是增加電池容量以及降低設備功耗，而以目前的技術來說，配置大容量電池則意味著需 要增加設備的體積，對此相信大家很容易權衡做出選擇。因此，在攻克系統(tǒng)低功耗挑戰(zhàn)方面，低功耗的MCU能解決可穿戴醫(yī)療設備的能效問題，并有效的延長電池 壽命。

　　由于MCU是大多數(shù)可穿戴設備的核心，因此利用低功耗MCU在解決可穿戴醫(yī)療設備續(xù)航問題時，還需保證設備的性能以及模擬集成度。

　　目前，可穿戴市場上主要有兩種 MCU方案：第一種是基于ARM Cortex-M處理器，另一種是基于Cortex-A系列。Cortex-A系列MCU在基于Android的可穿戴設備上或是最佳選擇，并且 Cortex-A系列能實現(xiàn)更高的性能，但是此方案難以滿足可穿戴設備的低功耗要求。因此，在大部分廠商更傾向于選擇Cortex-M核MCU。 Silicon Labs美洲區(qū)市場營銷總監(jiān)Raman Sharma表示，基于ARM Cortex-M處理器的MCU為可穿戴產(chǎn)品提供了最佳的解決方案，是可穿戴醫(yī)療應用的理想選擇。

　　Silicon Labs美洲區(qū)市場營銷總監(jiān)Raman Sharma

　　Raman進一步強調(diào)，目前的低 功耗MCU逐漸導入睡眠模式的設計，這一設計可讓在非系統(tǒng)運作高峰期的大部分時間里處于低功耗睡眠狀態(tài)，進一步降低裝置整體功耗。Silicon Labs的EFM32 Gecko MCU系列產(chǎn)品是業(yè)內(nèi)最節(jié)能的32位MCU，非常適合功耗敏感、電池供電的可穿戴應用。

　　Gecko MCU的低功耗傳感器接口（LESENSE）和外設反射系統(tǒng)（PRS）對于可穿戴設備的超低功耗預算來說發(fā)揮了重要作用。即使當MCU在深度休眠模式 時，LESENSE接口也能自動的收集和處理傳感器數(shù)據(jù)，這使得MCU能夠盡可能長時間保持在低功耗模式，并且同時跟蹤傳感器狀態(tài)和事件。PRS監(jiān)視復雜 的系統(tǒng)級事件，并且允許不同的MCU外設之間進行自主通信，同時保持CPU盡可能長時間的處于節(jié)能休眠模式，從而降低了整體系統(tǒng)的能耗。此外，大多數(shù) EFM32 MCU都擁有包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器和運算放大器在內(nèi)的模擬前端。

　　存儲器件封裝難問題如何破？

　　便攜式可穿戴醫(yī)療設備的創(chuàng)新大大促進了最小化半導體元件體積的需求。這些創(chuàng)新要求在有限的外形尺寸中存儲更多的數(shù)據(jù)。要滿足這一點，許多醫(yī)療設備設計人員轉(zhuǎn)而采用創(chuàng)新型裸片存儲器解決方案。

　　盡管裸片是存儲器件體積最小的外 觀形式，然而在處理、存儲和裝配時將面臨巨大挑戰(zhàn)。采用裸片的傳統(tǒng)方式是向半導體供貨商訂購整塊晶圓。但是，這就要求醫(yī)療設備制造商尋求切割晶圓及鍵合晶 圓的解決方案。對于一些制造商來說，這超出了他們的能力范圍。雖然可將這些服務付費外包，但有一種替代解決方案是購買“框架內(nèi)晶圓”——某種經(jīng)過切割的晶 圓。將經(jīng)切割的晶圓置于用金屬框架支撐的粘性薄膜中交運。 通過訂購這樣的晶圓，醫(yī)療設備制造商將獲得供分揀和貼裝的小塊裸片。

　　下一個挑戰(zhàn)是如何將裸片電氣連接 到應用中。傳統(tǒng)的做法是用環(huán)氧樹脂將裸片固化在電路板上，然后用焊線來電氣連接裸片。這樣裸片就被封裝在一個保護性的環(huán)氧樹脂外殼中。這可不是一件簡單的 事，由于對裸片的放置精度有很高要求，需要特殊的設備。一種備用方案是使用“帶凸塊裸片”（ bumped die ）。這樣的裸片已將其焊盤金屬化，并將壓焊點固定在焊盤上?？刹捎没亓骱附蛹夹g將帶凸塊的裸片面朝下直接連接到PCB上。由于硅裸片和PCB的熱膨脹 （CTE）系數(shù)不同，帶凸塊的裸片存在焊點剪切應變的風險。出于這種原因，帶凸塊的裸片通常在底部填充額外的粘結(jié)劑，以提供更堅固的機械連接并減少CTE 不匹配的影響。

　　采用裸片大小存儲器件的最新解決 方案是芯片級封裝（CSP）。CSP采用金屬再分布層（RDL）將焊盤連接到接觸面積更大的新區(qū)域，從而允許使用較大的焊珠。使用傳統(tǒng)的晶圓加工工具在晶 圓級應用這一額外的金屬RDL。通過介質(zhì)層將RDL與裸片電氣隔離，使之僅與裸片上原始的焊盤相連。然后，再在RDL上覆蓋另一介質(zhì)層，使新的較大的焊盤 裸露在外。較大的焊接接觸面積增強了機械連接，無需像帶凸塊裸片那樣在底部填充粘結(jié)劑。這樣就得到了一個裸片大小的封裝，能夠?qū)⑺缤魏纹渌砻尜N裝器 件那樣裝配到電路板上。Microchip Technology目前大量提供各種采用CSP的EEPROM和閃存器件。CSP封裝提供對于便攜式醫(yī)療應用至關重要的裸片級外形尺寸，同時攻克了使用 裸片的技術難題。

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　　用戶接受度低如何破？

　　市場上類似于智能手表，智能手環(huán)等檢測體征參數(shù)的智能硬件產(chǎn)品不計其數(shù)，可真正打動消費者的產(chǎn)品寥寥無幾。可穿戴醫(yī)療電子產(chǎn)業(yè)鏈尚未完善，產(chǎn)品功能局限太大，再加上此類產(chǎn)品在技術、價格等方面龍蛇混雜，所以大部分所謂的可穿戴設備不能有效地用于監(jiān)測和分析人們的健康數(shù)據(jù)。

　　光聚科技的董事長于東方認為： “不論是智能手表還是智能手環(huán)，都是從人們熟悉的產(chǎn)品形態(tài)出發(fā)，以期讓老百姓易于接受。但這些僅憑手表、手環(huán)的產(chǎn)品形態(tài)，哪怕是有著很酷、很炫的外觀也仍 然無法引起使用者強烈的共鳴，因為它解決不了專業(yè)性的問題，更解決不了使用信任度的問題！”眾所周知，人體生理參數(shù)的檢測以及相關數(shù)據(jù)分析是個十分復雜的 工程，對檢測環(huán)境、檢測時間、傳感器佩戴位置都有嚴格的要求。雖然市面上很多可穿戴醫(yī)療產(chǎn)品號稱能隨時隨地檢測出使用者的心率、脈搏、血壓等體征參數(shù)，但 這些數(shù)據(jù)絕大多數(shù)不具專業(yè)性和數(shù)據(jù)有效性，也就是說很多諸如此類的所謂“大數(shù)據(jù)”是不滿足“循證醫(yī)學”要求的！醫(yī)務人員當然也無法通過這些數(shù)據(jù)提供給人們 有效的健康診斷。

　　光聚科技董事長于東方認為，單憑智能手表、智能手環(huán)形態(tài)無法引起使用者強烈的共鳴。

　　于東方表示，任何新技術，從試用 到最終被人們所接受都是需要過程的積累，智能手表和智能手環(huán)之類的產(chǎn)品在普及“移動健康管理”概念的過程中有著不可忽視的作用，但說到底，只有真正為使用 者提供專業(yè)有效的醫(yī)療服務才是可穿戴醫(yī)療電子的制勝之道。于東方接著說到，光聚的穿戴式移動健康設備與常見的運動健康產(chǎn)品不一樣，前者涉及到有特殊疾病的 人群，但不等同于專業(yè)的醫(yī)療檢測設備。光聚利用其高性能可穿戴醫(yī)療健康芯片，將專業(yè)醫(yī)療器械的部分功能做進消費電子產(chǎn)品中，把專業(yè)的體征數(shù)據(jù)變成一般人看 得懂的數(shù)據(jù)。

　　醫(yī)療保健物聯(lián)網(wǎng)標準之爭如何破？

　　醫(yī)療保健領域是最能從物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中受益的行業(yè)，物聯(lián)網(wǎng)原理已經(jīng)用于改善護理接入，提高護理質(zhì)量，最重要的是，降低醫(yī)療費用。

　　對于大量復雜設備需要彼此通信的任何環(huán)境來說，標準都是一個固有挑戰(zhàn)--這也正是醫(yī)療保健領域物聯(lián)網(wǎng)的情況。人們已達成了普遍共識，即確立更廣泛使用的通信協(xié)議標準是推進物聯(lián)網(wǎng)普及的關鍵。

　　幸運的是，標準化組織正在攜手護 理服務提供者，努力創(chuàng)建監(jiān)控設備之間的無線通信指南?？刁w佳健康聯(lián)盟（Continua? Health Alliance）成立于2006年，是醫(yī)療保健公司和技術公司的聯(lián)盟，旨在建立可互操作的個人健康解決方案指南，而飛思卡爾是該組織的成員之一?？刁w佳 健康聯(lián)盟已經(jīng)發(fā)布了一系列標準規(guī)范，以確?；ゲ僮餍裕唤窈?，購買康體佳認證設備的機構(gòu)可確保與物聯(lián)網(wǎng)應用中的其他認證設備互連。

　　康體佳設備標準是大型標準環(huán)境的組成部分。大型環(huán)境標準包括由國際標準化組織（ISO）建立的信息技術標準，電氣和電子工程師協(xié)會（IEEE?）建立的工程標準。

　　在無線技術中， IEEE為 LAN設定了Wi-Fi（IEEE 802.11）和ZigBee（IEEE 802.15.4）網(wǎng)絡標準；為PAN設定的標準包括藍牙、BLE，以及IEEE 802.15.4j和IEEE 802.15.6，這些都是與體域網(wǎng)（BAN）相關的IEEE標準。蜂窩網(wǎng)絡標準包括GSM/UMTS?和CDMA。專有無線網(wǎng)絡仍然在醫(yī)療環(huán)境的常規(guī)應 用特別是物聯(lián)網(wǎng)應用中發(fā)揮作用，但隨著行業(yè)不斷向標準架構(gòu)發(fā)展，其作用似乎被削弱。

　　預測已久的醫(yī)療保健物聯(lián)網(wǎng)革命已經(jīng)開始。同時， 我們看到，物聯(lián)網(wǎng)自動化構(gòu)建模塊和機器對機器通信構(gòu)建模塊相繼建立，還添加了服務層以完善基礎架構(gòu)。飛思卡爾非常高興可以參與這場革命，向物聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療保健 解決方案提供端到端處理和連接解決方案、致力于建立相應標準、幫助渴望從醫(yī)療保健物聯(lián)網(wǎng)中受益的組織加快創(chuàng)新。

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