醫療電子市場增長 智能便攜應用由IC支撐

          隨著社會的發展和技術的進步，人們對醫療、健康、生活質量、疾病護理等方面提出了越來越高的要求。同時，高新領域電子技術的各種治療和監護手段越來越先進，也使得醫療產品突破了以往觀念的約束和限制，在信息化、微型化、實用化等方面得到了長足發展。

　　    醫療電子市場持續增長

　　    ●醫療電子終端向便攜式發展。

　　    ●醫療電子市場連續25年增長，未來將成為半導體市場主要推動力。

　　    醫療和健康領域正在漸漸從關注疾病治療向保健方向轉變。盡管這兩者都是以健康服務為最終目的，但是前者主要是有針對性地“對癥下藥”，而后者則更傾向于為一般消費者提供更全面的健康解決方案。龐大的老齡化群體和慢性疾病患者等群體的社會需求，使醫療產業、保健產業亟須發展和應用新的技術和產品。

　　    隨著社會的發展和人們生活水平的提高，對一些多發性的慢性疾病、殘疾障礙以及神經功能失調疾病的治療需求越來越迫切，人們的健康意識也普遍增強。特別是在醫院內“一次性治愈”目標很難實現的情況下，新的需求應運而生。除了醫院的診斷設備，可家用的醫療及保健電子設備的需求更加突出，如在疾病預防和協助診斷、慢性病的長期監測及治療、老年人護理等方面。另外，包括慢性疾病的監測、控制和治療在內，醫療保健需要同時實現在臨床上的診斷準確性和日常家用的普及性，同時也需要引導人們建立以預防和早期診斷為導向的健康觀念。比如對于盲人、癲癇癥、糖尿病等患者，傳統醫療護理手段所帶來的長期臨床生活是社會和病人都無法承擔的，而離開了醫院又會造成生活質量的下降。于是醫療電子終端產品的普遍發展趨勢將主要是便攜式、穿戴式，某些特殊方面還向植入式發展，以實現“隨時隨地”的動態、連續的檢測和初步診斷。可以預見，在不遠的將來，這些便攜、可穿戴或植入式的醫療及保健電子設備將給人類的生活提供極大便利，產生重大的影響。

　　    在世界范圍內，醫療電子市場連續25年增長，很有可能成為未來半導體市場的主要驅動力。全球醫療保健費用每年約為5萬億美元，而中國的醫療保健則消耗了GDP的5%，平均每年增加38%。特別是從全球醫用半導體行業的收入來看，醫用半導體行業的幾個主要的部分預計在未來5年內年均復合增長率(CAGR)達到10%左右。

　　    而另一份來自Databeans(Sept.2008)的數據則預計，在未來5年醫用集成電路市場的年增長率將高達14%，甚至高于消費類集成電路(11%)和計算機集成電路(9%)的增長。可以看出，在21世紀醫用集成電路的重大革新將像上世紀80年代的電子計算機、90年代的移動通信一樣，成為影響全球半導體市場的主要推動力。

　　    世界范圍內的醫療電子市場同時會帶動我國的醫療電子產業。比如現階段我國的“銀發產業”剛剛起步，根據中國國家老齡委提供的數據，到2010年老年人用品市場需求量將達到10萬億元。而且隨著中國經濟社會的持續發展，各方面因素將為“銀發產業”蓬勃發展提供更加強大的動力。在推動經濟增長的同時，借助產業發展也可以緩解老齡化問題給社會帶來的壓力，使老年人生活質量得到提高，身心健康得到保障。

　　    我國醫療電子產業面臨發展機遇

　　    ●我國醫療電子市場增速超過世界市場。

　　    ●抓機遇應關注醫療信息系統和醫療電子兩個方面。

　　    醫療電子產業的涵蓋范圍非常廣，超聲波成像、計算機斷層掃描等應用電子設備以及電子血壓計、血糖儀等消費類終端產品都屬于醫療電子范疇。在我國的電子信息產業中，醫療電子產業是很重要的一環，是最貼近民生的電子信息產業細分行業之一。2009年4月份《電子信息產業調整和振興規劃》的出臺以及國家新醫改方案的公布，尤其是8500億元醫改的投入，將對我國的醫療電子產業帶來積極的影響。而且政策中還特別強調了要加強在醫療電子產業領域自主創新能力的建設，這無疑為我國醫療電子產業帶來了很好的發展機遇。另外，醫療設備行業的高速增長也將刺激醫療電子市場的需求，據預測，當前我國醫療電子市場規模為250多億元，同比增速在16%以上，超過了全球市場的增長率。

　　    要抓住這個難得的發展機遇，我國醫療電子產業應在如下兩個方面有所建樹：一方面是在醫療信息系統領域。這一領域迫切需要提高

遠程醫療水平，它的實現則依賴于信息傳輸和管理技術。另一方面是在醫療電子領域。

　　    這兩個方面的要求，需要在技術上關注網絡標準與便攜技術的走勢。一是網絡互聯操作標準。幾年前一些著名國際企業包括思科、IBM、英特爾、三星電子等成立了“持續健康聯盟”產業組織，以進行標準選擇、互用性指南的編寫等工作。ADI亞太區醫療事業部也認識到“為了適應醫療體系的網絡化建設，從長遠發展來看互聯的數據平臺變得非常重要”。二是便攜醫療產品與技術。隨著人們健康意識、健康需求及相應支付能力的不斷提高，以及醫療電子隨著集成電路技術的發展不斷涌現出小型化、集成化、網絡化、數字化、智能化的趨勢，都將成為便攜醫療電子快速增長的催化劑。在便攜醫療產品中，電子血壓計、便攜血糖儀、電子助聽器等便攜式設備占到家用便攜產品市場的90%，而便攜式多參數監護儀、便攜式超聲診斷儀、便攜式胎兒監測儀、便攜式心電圖儀位居我國醫用便攜設備市場前列。此外，基層醫療機構所需的低成本、高可靠性、操作簡單的X光機、超聲診斷儀、核磁共振設備和計算機斷層掃描設備的市場容量也將大幅提升。而這些產品所涉及的智能化、小型化、低功耗、高分辨率的技術都備受關注。

　　    IC技術在醫療領域應用廣泛

　　    ●四種類型的應用需要IC技術來實現智能、小型化的目標。

　　    ●未來醫療電子應用領域中集成電路技術的研究熱點將在8個方面。

　　    集成電路技術在醫療電子領域內的應用非常廣泛，大致可分為下述四種不同的應用類型：

　　    1.醫學影像———這一類型包括超聲波、計算機化的X射線斷層掃描(CT)、核磁共振成像(MRI)、X射線、正電子發射斷層顯像等；2.醫療儀器———主要是實驗室配套電子設備、透析機、分析儀器、外科手術設備、牙科設備等；3.消費型醫療設備———偏重于患者(可家用，非臨床)使用的終端設備，包括數字體溫計、血糖計、血壓計、胰島素泵、心率計、輔助聽力(數字助聽)等；4.診斷、患者監護與治療設備———協助醫生判斷(主要是臨床使用)的相應設備，包括心電圖、腦電圖、血氧計、血壓計、溫度計、呼吸計、除顫器、植入設備等。

　　    這四種類型基本涵蓋了醫療電子領域的各種應用。其中后兩類，特別是消費型醫療設備尤其需要通過先進的集成電路技術來達到智能化、小型化、低功耗、高分辨率等目標。

　　    通過便攜、可穿戴或植入式的設備，可以實現人體相關體征信號的動態采集和連續監測。而智能化、低成本的設備可用于醫院、家庭和其他非醫院環境，并通過網絡接入等技術實現遠程醫療，這樣可以更合理地配置醫療資源，提供更高水平的醫療服務，同時減緩醫院就診壓力。普及后還可供大范圍內的人群使用：如病人用來治療、健康人用來預防、老年人用于輔助護理、年輕人用于鍛煉健身等等，它可提供早診治的信息，具有對人體最小干預(無創/微創)的特點等等。

　　    圍繞以上四種類型的醫療電子應用中日益凸顯的關鍵技術問題，世界上集成電路領域最權威的會議———國際固態電路會議(ISSCC)的技術專題委員會在2009年預測了在未來醫療電子應用領域中集成電路技術的研究熱點，這些熱點包括以下幾個方面。1.人工輔助聽覺、視覺、無線肌肉刺激、神經刺激，這類研究重點在于需要對人體安全無危害，包括和人體組織的電極接觸界面、泄漏電流檢測、過熱斷電等。同時還要求系統的可靠性、外殼包裝、集成度和工作壽命等。2.傳感量、生物分子檢測(如DNA等)、神經感知、集成核磁共振等。3.超小型，遙控或遠程診斷。4.自適應控制的場景分析與管理方法等。5.無線測量技術中的瓶頸，如數據流壓縮、拓寬頻道等。6.帶有馬達和姿態控制的智能內窺鏡膠囊。7.pH值的測量陣列(離子敏感的場效應管，ISFET)。8.其他系統級需求。

　　    在這些預測的研究熱點中，既有針對某一種具體應用提出了更進一步的功能研究(如用于腸胃內窺鏡中的馬達和姿態控制)，也有對從應用中提煉出的共性關鍵技術(如對于無線通信技術方面的瓶頸分析)，還有對于生物醫療與集成電路的交叉學科發展趨勢(如需要更完善的知識結構和傳感技術完成生物分析檢測等)。

　　    從技術實現的角度來看，上述醫療應用中有關的信息工程在醫療電子領域面臨的根本性問題可分為四個主要方面：

　　    一是數據采集。電子電路需要通過傳感器

來感知物理世界。在實際世界中的各種物理量需要首先轉換成為電信號，之后才能夠由集成電路進行處理。采用適合類型的傳感器對適合的物理量進行采集，以及與傳感器的接口進行完善的交互控制就顯得尤為重要。

　　    二是數據處理。將外界物理量信息提取成電信號后，還需要做初步的信號調理和采樣、變換、濾波等預處理操作，并將原始數據進行存儲或是根據一定的算法做分析計算。

　　    三是數據傳輸。經過處理的數據還需要進行傳遞，通過由集總的控制設備進行數據融合后才能夠判斷。它可分為基帶通信和射頻通信，前者大部分是電信號通過有線連接或是通過人體組織等導電介質傳輸，后者主要是用無線電磁波通過空氣等介質傳輸。

　　    四是能量供應。對于一般的醫療電子設備而言，體積微型化和工作壽命的延長是矛盾的，因為電源的體積往往與其可提供的能量大小成比例。這樣就需要在進行低功耗、低能耗設計研究的同時，開發出新的能量供應方式如能量恢復、光電池效應、壓電效應等，保證醫療設備(特別是便攜式、植入式)的續航能力。