随时随地的健康保障,离我们还有多远?

需求催生市场

随着人们对健康与身体保健的重视程度越来越高，以及医疗产业电子化、信息化的加速，医疗电子作为一种新兴产业显示出极大的市场潜力。从中国市场来看，2006年，在经济加速发展、医院信息化进程加快及国家相关政策变化等几方面有利因素的影响下，中国医疗电子市场规模继续加速增长，销售额突破200亿元，达到210.8亿元，同比增长15.6％，明显高于全球同类市场增长水平，预计未来几年中国医疗电子市场增长趋势不变，2011年中国医疗电子市场规模有望接近500亿元。

针对人们对健康保障越来越高的要求，不免提出这样的问题，维持身体健康一定得要仰赖医生吗?而答案也正在逐步显现，随着科技进步，医疗行为正从医院走出，转而进入互联网家庭，让现代人的就医习惯和医疗设备市场面临巨大转变。

根据市场研究机构Databeans预测，至2011年全球医疗电子用半导体产值将超过40亿美元，以家用市场成长速度最快，平均年成长率高达12％。另一研究机构BCCResearch的最新调查报告也指出，全球家用医疗设备市场规模将从2007年的146亿美元，至2012年时增加到204亿美元，年均复合增长率(cAGR)将达到6.8％。辅助复健、治疗设备、监视／传感器与遥测设备等，成为家用电子医疗市场的大头，仅以血糖测量仪来看在2007年就有70亿美元商机，而到了2012年将成长到89亿美元；而有益健康的家用医疗设备，预估更将大举成长25％。

全球医疗电子市场的热闹，受到以下趋势影响：(1)人口老龄化；(2)发达国家和发展中国家的人们对于增进健康照顾的期望持续增加；(3)保险公司和雇主在医疗开销的支付和保险范围逐渐消减，但受保人或病患需缴纳的费用却日益增加；(4)日新月异的科技可针对许多症状较轻微的疾病，给予早期分析、预防与治疗。

其中，人口老龄化是推动家用医疗电子发展的主力之一，也是全世界各国都面临的问题。根据联合国报告指出，公元2000年全球老年人口达6亿人，预估至2050年将增至20亿，老年人口比例将高达21％。人口数最多的中国，同样也将拥有最多的老年人口。根据国家统计局的数据显示，2007年65岁及以上人口占全国总人口的比重达到8.1％，估计到2025年，老年人口将从现在的1亿4千6百万，增加到2亿9千万人。

BCC分析报告也指出，若以区域性来看家用医疗电子市场的销售额百分比，美国与加拿大目前是最大、也是成长最快的市场，占有全球市场的34.2％；而药品和医疗器械产品在其医药总产值中各占一半的欧盟占28.9％；包含中国在内的其它二十个发展中国家，则占市场比例的22.8％。

从生病了才看医生的治疗，到疾病的预防，在电子科技的推波助澜之下，保健医学将是未来的显学。不但大型的医院用治疗仪也逐渐朝便携式、经济型家用康复治疗器的方向发展，例如，全自动体外电击器、生育监测仪等；每个家庭也会将家庭医疗与保健视为必要的投资，选购家用医疗电子设备就像选购电视与冰箱等家电般平常。

医疗电子发展提出高标准严要求

上面一系列的数据显示，家用便携式医疗电子设备已成为医疗事业领域的热点而备受关注，在这种强烈市场需求的推动下，吸引了越来越多国内外设计和制造厂商的目光，各种新型的技术及产品一一呈现。

整体性能的提升需要各环节的有力支撑

医疗电子设备的研发也给设计者提出了很多特殊的要求和挑战。美国国家仪器公司(NI)技术市场部工程师倪斌表示，对便携式医疗电子的要求往往是高性价比、小巧便携、准确性，同时也更关注其硬件指标的高精度、高可靠性、以及更强大的医疗分析与功能集成性。尤其对于监控设备而言，设备可靠性成为与病人生命息息相关的一部分。另外从市场角度而言，要使得设备能够及时的打入市场，更多集成的高级分析功能已也成为将来的技术热点。

MIPs科技公司战略营销经理Ian Anderton则认为，医疗设备通常要比其他大多数工业设备有更高的性能，需要在设备中整合若干复杂的功能和接口。获取自各种传感器的数据需要利用－∑转换器从模拟转换为数字，并利用数字信号处理(DsP)技术进行处理，该技术通常不用于标准的微控制器。MIPS科技的微控制器有一个包括DSP ASE的选项，它是一系列超过40个DSP中心指令，可以加速常见于医疗设备软件类型的DsP算法，包括：快速傅立叶变换(FFT)和有限(FIR)及无限(IIR)脉冲响应滤波器。

同时他还指出，医疗设备还需具备局域网和个人区域网通信等类似于其他工业设备的能力。这些配置中的任何一个都需要具备存储器管理能力的高性能32位处理器，以实现网络的高数据传输率，支持用于这类环境的RTOs(实时操作系统)。在网络上传输的数据越敏感，就越需要具有嵌入数据安全保护功能的MCU。作为4K内核系列一部分的MIPS32 4KSd内核，可以通过一个叫做smartMIPS的特定应用扩展(AsE)提供这种保护能力。它增加了用于算法的密码加速，例如RSA、Ecc、DES和AEs。SmartMIPS还包括一个安全存储管理单元(MMu)，它可以加扰高速缓存接口，进一步提高所提供的保护等级。增加smartMIPS扩展只增加了不到10％的内核尺寸，却可以利用软件唯一的实现方法实现高达10倍的性能。

德州仪器(TI)公司亚太区高效能模拟产品市场开发经理陈炳文也表示对这一领域的关注，他提出，在网络方面，无线通信技术对医疗电子产品有较大贡献，比如蓝牙技术、WiFi技术以及Zigbee技术等都在医疗电子产品中扮演着重要的角色。在此方面，TI支持范围广泛的无线协议，蓝牙、WLAN、ZigBee等。其推出的AFE58xx系列面向便携式超声波设备的新型模拟前端(AFE)。这个系列的首款器件AFE5805带给超声波设备极为清晰的影响效果。2007年7月，TI又了该系列的第二款产品一AFE5804，实现了在便携式超声波应用中的低功耗。AFE医疗超声波系列产品的最新成员是TI在2007年10月推出的业界首款16N道AFE5851与8道5gAVE5801产品，它们在电源效率与封装面积方面实现了革命性的突破，使手持式超声波系统产品能放到医生的口袋里面。

低功耗要求始终是关注的重点

医疗电子设备的改善与相应电子技术的提高息息相关，创新的半导体产品与贴合市场需求的解决方案才能让我们看到更多更好的设备。对便携式医疗设备来说，除高 可靠性外，更重要的因素就是低功耗。低功耗除了可延迟电池设备使用寿命、减轻它的重量和体积外，还有另外一个好处：因为一般低功耗需要用的电流和电压较低，所以其产生的EMI也相应比较小，那么对其他设备的干扰也就相应要更小。相信这也是意欲进入便携式医疗电子设备市场的各大厂商格外关注的技术指标。

MIPS公司的Ian Anderton表示，为了用最低的工作频率实现较高的性能等级，MIPs科技用于Mcu市场的处理器采用了非常有效的微架构，它构建了一个5段或8段流水线，可以实现高于1.5DMIPS／MHz的性能水平。同时通过不断提高电源效率降低电源供应成本，从而延长电池驱动系统的运行时间。

ADI公司市场部经理陆磊则提到，家用医疗电子设备对系统及各主要单元的要求通常包括低功耗、高性能、高集成度以及丰富的外设和接口。而ADI Blackfin处理器可支持动态电源管理和很低的待机功耗，能够提供较高的单位功耗运算能力，非常适合家用医疗设备要求，同时满足低功耗和高性能的要求。

在实现低功耗方面，更有多家半导体厂商提出了基于本身产品架构的旨在提高能源效率的特色品牌，包括美国国家半导体公司的PowerWise品牌，IBM和Freeseale大力推动的Power Architecture品牌等等。这些品牌正在逐渐扩展，其倡导的绿色节能概念已经不仅仅局限于自身产品的研发生产，而是已经渗透到从单芯片设计到系统开发的每个环节，作为一种设计理念被更多的芯片生产商以及系统应用商接纳和采用，在便携式家用医疗设备领域亦是如此。

辅助设计工具的采用将大大节省设计时间提高设计效率

可以说，因为和人体的健康、生命息息相关，无论是便携式医疗设备还是远程监控设备，从局部设计到整体性能的保证都有极高的要求。相关电子厂商要争得属于自己的那一块蛋糕，一方面要从提高自身产品的可靠性和高性能入手，另一方面也要不断缩短产品设计周期，以抢占市场先机。为实现这一目标，一些先进的功能强大的设计工具便成为设计工程师提高设计效率的不二之选。

Actel公司产品市场拓展高级经理Hezi Saar就表示，标准FPGA可为医疗电子市场带来重要的优势：快速上市和灵活性。对于家庭测试、监控和诊断应用的医疗电子设备而言，Actel的单芯片混合信号Fusion FPGA提供了前所未有的高集成度，能够实现家用测试和监控设备的系统、功率和热管理一从系统掉电／上电功能到数据记录和温度感测。由于家用医疗设备需要低功耗和延长电池寿命，具有超低功耗Flash Freeze模式和功能丰富的Actel 5μW IGLOO FPGA便能为设计人员提供低至竞争可编程解决方案1／1700的功耗。在胰岛素泵中，超低功耗IGLOO FPGA可以将额外的黏胶逻辑和多功能―从人机接口(HMI)、显示、存储和通信控制以至微控制器功能一引进于单一封装中，从而节省材料清单、电路板面积、功耗和成本；而在成像应用方面，虽然一些医疗设备仍然使用墙壁电源，便携式趋势正对超便携式超声波成像系统造成重大影响，因此，这些应用不仅需要延长电池寿命，还需要大功率计算和高效的存储器存取。由于低功耗、可靠性和小型封装对便携式成像应用日益重要，超低功耗IGLOO FPGA已获选在下一代便携式成像设备中，用来处理设备的功率和重置管理功能，提供节能和延长电池寿命的优势。而且，FPGA产品还可提供耐辐射功能。

而NI的倪斌则认为，LabVIEW技术与NI的硬件平台可以简化这类FPGA应用的开发，加快开发流程与速度。通过LabVIEW的图形化编程方式，可以直接对FPGA进行编程而无需额外的工具和语言的要求，LabVIEw能自行将图形化代码编译并下载到FPGA中，同时NI集成FPGA的硬件开发平台，如CompactRIO，结合了IO电路、实时控制器，并兼容任意的NIC系列模块，帮助工程师实现快速开发复杂的医疗设备。

可以看到，无论是采用哪种设计工具，工程师都可借助其中庞大的工具库和强大的软件处理功能，为设计节省更多的时间，专注于更高性能的实现，从而高效地推出更有竞争力的产品。

国内医疗电子产业任重道远

作为21世纪最具潜力的明星产业之一，医疗电子产业得到越来越多的半导体厂商的关注和参与，而中国作为世界最大的消费市场无疑会成为众商家的必争之地，在这个巨大利益的分配中，国内的医疗电子产业又是怎样一种状况，面对众多国际知名厂商的冲击，它们是否能突围而出走出一条自己的特色之路呢?

NI公司的倪斌表示，目前医疗电子设备的竞争异常激烈，相对国外厂商手握高尖端技术不同，国内设备就技术含量而言相对较低，而国内厂商的优势在于快速定位开发方向以及及时降低开发成本。面对国内这个日益增长的医疗市场，如果不能通过快速的、有针对性及创新性的开发应用医疗系统，并及时抢占市场的话，则会在未来林立起更多的竞争对手，从而更难以在市场上生存。所以，对于国内医疗电子的开发而言，首先需要能在市场中找到适合自身企业的机会与产品定位，一味专注于低技术含量产品的价格战，不如高屋建瓴的通过增加产品附加值来提高利润。接下来，快速的开发流程是必须要具备的，只有高效率的原型化并产品化，才能快速将产品推向市场，同时根据市场反馈或产品反馈，设计人员需要及时改善设计及产品性能从而满足变化的市场要求。最终，通过自身的努力为民族产业在高精尖的医疗电子领域争取一席之地。

对此，TI公司的陈炳文的观点是，在中国市场，目前医疗电子产品主要还是偏重于大型的医疗器械生产。未来，医疗设备也将向数字化方向发展，并且要求诊断结果越来越精确。同时，一些厂商也已经注意到为了便于随时关注、监测身体状况，个人或家庭化医疗产品正在迅速发展，例如家用血糖仪、血压计等各种检测和监测设备。现在，个人保健医疗用品正朝着多功能化方向发展，并必将成为未来市场新宠。中国医疗电子产品的市场优势在于其庞大的内需。由于中国人口老龄化的趋势愈演愈烈，政府在这方面的投入随之增加，使医疗电子产品有更大的市场。但是，为了保持竞争优势，就更要求医疗电子厂商在保证其设备质量的基础上对设备功能进行优化、提升。

总体上，国内医疗电子产业的发展仍滞后于很多发达国家，相关的医疗电子企业在技术革新和适应市场变化的能力上尚待提高。尤其在当前产业热点已经转向拥有庞大市场空间的家用便携式医疗电子设备时，怎样快速捕捉到国内市场的 特殊需求并迅速做出反应，加大新品开发力度，加快产品研发速度，同时不断提升产品安全性、可靠性等质量保证，应该是众多国内医疗电子厂商思考和解决的重点。

向随时随地的健康保障推进

根据专业研究机构Databeans最新的报告内容，2007年医疗半导体市场由Toshiba、意法半导体与德州仪器等大厂所独占。然而随着更多新兴需求的增加，越来越多其它供货商正逐渐分食这块市场大蛋糕。由于产品设计对于更小尺寸、更低功耗与更高速度的要求提高，因此传感器、电源芯片、数据转换器等成为医疗电子需求最大的半导体器件，而信号调节和处理、接口以及无线技术等则成为最看好的新兴产品领域。

诊断与治疗为医疗电子现阶段最主要的应用范畴，不过，快速成长的家用医疗电子市场才是半导体供货商最看好的商机焦点。尤其在发展中国家市场，家用医疗设备成长更为快速，人们花费在医疗上的开支也节节高升。然而，传统的医疗基础设施不能完全满足现有需求，而建设与医疗成本皆高昂，人力资源也不一定足够，因此有市场分析师认为，家用医疗电子设备可能如手机般，以跳跃式的成长，在短期间内获得实现。

医疗设备与电子技术的革新及整合，让人们可以居家照顾并监测自己的健康状况，而不需完全仰赖医护人员或住进医院。家用医疗电子设备与系统主要为预防导向，并由消费者的需求所主导，这些智能型设备的使用接口亲和，甚至可穿在身上记录病患信息，并且能透过无线网络传送，不仅有益人们及早发现健康问题，也能协助医生有效掌握病患状况。

试着想象当我们刷牙时，牙刷中的生化传感器可以立即检查血糖与口腔细菌数，握住牙刷的刷柄就可将我们的个人医疗信息传送到数据库中。此外，戴上嵌有微电脑屏幕的眼镜，便可以帮助记住东西所放的位置和其他人的信息，这些都是家用医疗电子正在研发的设备。未来，也许连我们贴在伤口的绷带都能以光纤制作并侦测病毒或细菌数量，主动提醒我们更换；或者，还有能够发现并摧毁成为肿瘤的癌细胞的设备，以及药品调配的设备等，这意味着未来许多治疗及诊断性的医疗设备，可以朝“消费性商品”的方向发展，同时也能刺激更多厂商开发智能型且易于携带、使用的消费性电子医疗器材。

半导体厂商的投入与技术研发，希冀未来每个人都可以用更便利与经济的方式照顾自己的健康，甚至在意外发生或危难时，在医护人员尚未到达时，可以作为救援自己或别人的帮手，这一美好的未来正离我们越来越近。