快速迈进便携和智能医疗新时代

Kaiser Family Foundation于2012年5月发布的医疗保健支出报告显示，2010年仅美国就在医疗保健上花费了2.6万亿美元，人均8402美元。而且自1970年以来，美国人均医疗保健支出比国内生产总值的增长平均高出2.4个百分点。随着医疗保健所占的支出份额增加，个人、家庭和企业获得合适医疗服务的能力也相应减弱了。分析报告称，造成医疗保健开支增长的主因是医疗新技术，有些人甚至认为有一半的支出增长与使用新技术有关。

便携式医疗需求最旺盛

ADI公司亚太区医疗行业市场经理王胜认为，全球老龄化以及人们对健康的日益重视，都会使得医疗电子的刚性市场需求持续强劲。“某些传统高端医疗设备的技术掌握在少数公司手中的局面逐步被打破，越来越多的行业和新的公司参与其中，都在加速新产品和应用的诞生，例如家庭/个人电子医疗的普及”。他同时提及的其它促进因素还包括：政府相关医疗政策及投入方面的特殊倾斜、以及与家用保健系统相关的保险业的加入等。

据赛迪顾问2012年最新数据报告统计，2011年中国便携医疗电子市场规模为269.5亿元，同比增长29.1%。据预测，2012年中国便携医疗电子市场将实现销售额348.4亿元，同比增长29.1%；2013年则实现销售额447.5亿元，同比增长28.5%；2014年突破500亿元大关，市场达573.2亿元，同比增长28.1%。

从产品结构的角度分析，2011年中国便携式医疗电子产品主要有两块：家用便携式医疗电子产品和医用便携式医疗电子产品。其中，家用便携式医疗电子产品占据64.6%，消费者仍是便携医疗产品的主要受众。需求也日趋多样化，特别是对血压、血糖、血脂及心跳检测等功能的需求。2011年，中国家用便携医疗电子市场达174.1亿元，同比增长28.3%。

“医疗电子产品的主流趋势仍然是高性能和低成本，从专业医疗机构向家庭和个人的使用转变。”王胜分析说，随着人口老龄化问题的加剧，家用监护式和便携式医疗设备应该是发展方向之一。他否认了便携式医疗设备就意味着低性能的说法，认为只是部分应用在场地和方式上的转化而已，“更便携、更安全、更低耗、更智能、以及更高的诊断级性能”依旧是家用级医疗监护设备未来的发展趋势。

除了传统的个人医疗电子设备(血压计、血糖仪)因其技术和市场已很成熟，从而受到全球消费者的认可外，那些以预防和监测为主的家用医疗设备，例如生命体征信号测量等，也将带动未来的便携式医疗电子设备市场的发展。同时，产品的兼容性设计已成为越来越多用户，尤其是医疗机构的青睐，例如新型的数字平板X光机，最好能够兼容现有的设备，只需更换探测器及相关软件即可，而不需要更换整机。

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ADI单导联心率监护模拟前端AD8232

ADI近期针对各类生命体征监护应用推出了一款低功耗、单导联、心率监护仪模拟前端(AFE)AD8232，专为满足新兴的健身设备、便携式/佩戴式监控设备和远程健康监护设备的ECG信号调理要求而设计。与当前很多集成解决方案中采用的拓扑结构不同，AD8232的模拟滤波配置采用双极高通滤波器，结合芯片内部的仪表放大器架构和无使用约束运算增益放大器，支持用户采用多极低通滤波技术来消除线路噪声和其他干扰。

TI方面则认为，集成使便携性和低成本成为可能。以超声波影像为例，便携式及手持装置的超声波应用创新日益增多，这使医疗专业人员突破了实验室或办公室的限制，能够与偏远地区或急诊病患互联。

TI医疗营销总监Steven Dean日前撰文指出，集成模拟信号链可达到节省空间及能耗的显著效果。AFE可取代分立式多通道LNA、VCA、PGA、低通滤波器、及高速ADC的所有功能，进而提供LVDS数据输出。既能减少系统的组件数还能增加通道、减少系统噪声、简化设计，并缩短产品上市时间。

此外，嵌入式处理器在超声波系统中平衡运算能力、灵活性、电池使用时间及系统尺寸方面也扮演着重要角色。在超声波系统中，现在的高性能DSP也可提供足够电量来进行系统后端数据处理。DSP的编程性可帮助工程师运用最新的软件算法，而不需要更换系统硬件。高集成DSP片上系统(SOC)提供恰当的DSP处理、一般用途控制、专用外围组件、及优化影像视频压缩等功能，是符合成本效益的低功耗单封装解决方案，有助于开发人员减少电路板空间及设计时间。

该公司日前力推的是其“业界首款全面集成型模拟前端AFE4300，可进行体重及体成分测量(BCM)”。TI中国区高性能模拟产品业务发展经理宋浩然介绍说，AFE4300把针对重量测量与身体组成成分测量的两个单独的信号链前端整合至单一器件中，无需专业技术，便可快速为称重应用增加身体成分测量功能。此外，该器件的3个BCM通道可在手到手、脚到脚甚至从手到脚的整个身体间实现分段阻抗分析(BIA)，提高整体测量精度，其四极(tetra-polar)测量技术可消除电极阻抗对准确度的影响。AFE4300流耗低于1mA，电源电压范围在2V- 3.6V之间，并提供使用生物阻抗光谱(BIS)准确测量细胞外液(ECW)和细胞内液(ICW)的选项。

医疗电子未来发展方向之二则是智能化医疗时代的到来。王胜表示，整个智能化医疗市场面临长期而良好的机遇。具体来说，多层螺旋扫描CT、彩色超声机、数字平板X光机、生命体征信号检测、以及远程医疗诊断系统等，都必将是快速发展的应用领域。

作为智能医疗时代最具代表性的业务，远程医疗和医疗体系的网络化建设，不但同步带动了无线传输方式、数据采集及监控设备和数据平台的大发展，更能够在一定程度上解决目前医疗设施和资源的短缺、医疗结构水平层次不齐、以及患者负担较重的问题，尤其是疑难杂症的远程会诊、慢性病的监控等困难，这些因素同样成为推动远程医疗不断快速发展的动力因素。

迈入智能化医疗时代

而在Steven Dean看来，无线连接的医疗设备具有大幅成长的潜力。“在整个生态体系中整合几个单独的应用，就可以发展远程保健及远程医疗的创新服务。” Steven Dean表示，“数据完整性(data integrity)、系统灵活性(system flexibility)及便携性(mobility)是病患监护系统的重要因素。”[!--empirenews.page--]

进一步来看，Wi-Fi及以太网络等的接口，可使医院内的所有设备形成网络，还能连接到病患家中。现今的接口让操作医疗装置的人员通过无线人体传感网与病患进行远程连接。运用医院的内部网络或链接，与病患的家居安全系统、保健集成管理器(aggregation manager)或手机进行连接，让护理人员或呼叫中心持续监控病患的在家时的情况，并能同时保护病患隐私。Continua Health Alliance是一个非营利开放性产业联盟，成员包括医疗保健及科技公司，旨在共同提升个人医疗保健的质量，此联盟已选择 Bluetooth Low Energy(BLE)及 Zigbee技术做为首选标准。

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医疗应用无线标准一览

“远程医疗是未来发展的趋势，它将可以为偏远地区提供良好的医疗服务，使那里的患者也可以得到大城市的专业医疗诊断和治疗。”赛灵思(Xilinx)亚太区新兴业务拓展经理黄文杰说，“赛灵思28nm All Programmable器件可以提供可靠的、高速的数据传递和实时图像处理系统，而这恰恰是远程医疗中必不可少的。”

他进一步强调称，要满足客户对“低成本、低功耗、高性能、高密度”产品的需求，可编程平台几乎目前已成为设计者的唯一选择。赛灵思28nm All Programmable器件中含有大量硬件可编程的逻辑电路、存储器和DSP，有软件可编程的多核ARM Cortex A9，还有可编程的模拟电路，如13G，28G SerDes及ADC等。这些功能的集成让All Programmable FPGA有机会成为医疗电子设计者真正的系统核心，实现可编程的系统软硬件协同设计的系统集成。

Altera公司医疗业务部高级市场经理John Sotir则表示，智能医疗解决方案，包括从连续采集患者数据，相对于时间点测量数据对趋势进行分析的便携式医疗监控设备，到使用复杂算法处理方法对全部人口进行复杂数据挖掘等技术，将有望成为未来智能化医疗的基础与核心。他介绍说，Altera的可编程逻辑在单一平台上应用了高级集成技术，支持各种医疗设备解决方案，从可穿戴式监视器、随身看护诊断，直至便携式保健服务解决方案。Altera固有的并行和可定制硬件支持通过硬件加速方法实现高级成像平台，使用生物信息和高性能计算平台，可将产品性能提高几个数量级。