關鍵字：便攜醫療電子
不僅如此，智能化、網絡化、微型化、更高性能需求等趨勢，都在成為便攜醫療電子下一步升級改良的新動力，它們是便攜醫療電子快速增長的催化劑，與此同時，終端產品的品牌集中度低、外資品牌產品價格高昂，也成為中國本土OEM的新興市場機會所在。
多因素發酵市場需求
中國個人醫療電子市場與歐美市場相比，很顯然，中國的醫療設備市場需求增長速度高于全球的平均增長率。各研究機構數據顯示，2011年中國醫療電子產業收益達50-80億美元，同比增長20%以上，預計2012年將達70-110億美元，進一步增長20%以上。歸結來說，中國便攜式醫療電子市場快步增長的因素可分為四個方面。
 e絡盟亞太區董事奧瑪·平加利 |
首先，中國有巨大的人口基數，同時老齡化人口在逐年快速遞增，人們的健康意識也在不斷加強，醫療設備行業將受到消費升級、國家政策、醫療信息化及技術革命的推動，其市場需求將持續保持增長。不但如此，中國個人或家庭醫療設備的普及率還遠遠低于歐美國家，成長空間更為巨大。舉例來說，中國的糖尿病患者人口比例很高(占總人口的1/10)，但在這些糖尿病患者中，城市的血糖儀普及率不足10％，在郊區則不到3％。與發達國家相比，這個市場的潛力很大。
其次，隨著中國本土醫療設備制造研發能力的提高，本土醫療設備制造商也正在逐步從全球的行業巨頭手里擴大市場份額，尤其是在發展中國家的醫療市場，中國企業的身影隨處看見，而且這些企業的產品也不再只是局限于低端產品。越來越多的行業和新公司參與其中，也將加速新產品和應用的誕生，如家庭/個人電子醫療的普及；某些傳統高端醫療設備的技術掌握在少數公司手中的局面逐步被打破，越來越多的供應商參與其中。
e絡盟亞太區董事奧瑪·平加利認為，從電子產品設計及制造角度而言，中國是過去20年期間積累了眾多發展優勢，尤其通過過去五年的穩步發展成功建立了一個高度發達的科技生態系統。該生態系統能夠保障大量元器件更快供貨，提高了原型設計效率并有效保障對首批生產產品進行小型試用活動。中國憑借這個業已成熟的科技生態系統，能夠幫助新興的醫療電子模塊縮短產品設計周期，加快產品上市速度，因此已成為制造商進行投資的必然選擇之所。
 ADI亞太區醫療行業市場經理王勝 |
第三，政府相關醫療政策及投入方面的特殊傾斜，都有利于醫療電子行業的快速發展。中國政府分別于2002年和2009年頒布并實施了兩個政策性文件，這些措施為醫療和護理市場注入了動力。另外，隨著醫療事業的發展，很多原來被認為是醫療行業邊緣產業如與家用保健系統相關的保險業也將越來越多地參與到醫療事業的建設中來，同樣會帶動醫療電子的發展。
第四，新的需求引領市場向前發展。電子血壓計、便攜式血糖儀等檢測產品已經被廣大用戶所接受，并逐漸成為家庭必備的醫療設備。而集成化、網絡化、數字化、智能化、遠程化的趨勢，也就是技術升級的需求在引發便攜醫療電子新一輪快速增長。便攜式醫療電子消費化之路也不是一蹴而就，普及尚需時日，正是這種不成熟給了很多市場機會。
“整個產業鏈從供方到需方包括市場環境，技術以及政策都在正向推動醫療電子行業的快速發展。”ADI公司亞太區醫療行業市場經理王勝總結說。他還表示，ADI公司專門建立了全球性的醫療保健團隊，專注于市場開發、產品定義、技術及方案服務等，戰略性的扶持與傾斜在醫療電子領域。
市場的蛋糕在哪里？
便攜與家用醫療電子的前景已經毋庸置疑，但具體到應用終端，究竟市場機會在哪里？這一切要從醫療電子的發展現狀和趨勢說起，一個很重要的觀點值得厘清的是，“家用并不意味著低性能。”王勝強調說，“相當一部分應用只是應用場地和應用方式的轉化，已不再局限于傳統的專業醫療機構場所使用。”他指出，家用醫療監護設備在技術上的發展趨勢概括起來就是“更便攜、更安全、更低耗、更智能以及更高診斷級的性能”。
就終端產品來說，首當其沖的就是以預防檢測為主的便攜式電子產品，主要包括技術和市場相對很成熟的電子血壓計、便攜式血糖儀和電子助聽器，他們大約占據了90%以上家用醫療電子的銷售份額。由于市場普及率還不高，隨著健康教育的普及與健康意識的推廣，以及家用醫療設備技術的不斷革新和制造成本的不斷降低，這類預防檢測類家用醫療設備將面向包括慢性疾病患者、術后康復以及中老年人在內的所有用戶群，成為人們生活中的必需品。
其次是診斷級的家庭醫療設備需求冉冉上升。隨著醫療基礎的不斷成熟，診斷級的家庭醫療設備亦將得到快速發展，其他新的技術和應用將帶動未來便攜式醫療電子設備市場的發展。例如，針對個人和家庭應用的生命體征信號測量等。“我們預計未來個人監護與診斷以及運動狀態監測等設備也會走入家庭和個人應用場合。”王勝說。
 飛思卡爾亞太區市場營銷和業務拓展經理黃耀君 |
第三，醫療電子將向網絡化、遠程化的發展也是解決有些地區醫療資源不足問題的可選途徑之一。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。相信這些新興的醫療電子應用的出現，不久的將來會給我們的生活帶來深遠的影響。
飛思卡爾亞太區市場營銷和業務拓展經理黃耀君表示：“除了傳統的便攜醫療設備，我們發現家庭醫療中心正在獲得市場關注。作為醫療樞紐，該中心可以與各類醫療設備相連，收集、記錄和分析數據，并適時提供健康警報或告警。將來，此中心將與醫院相連，由醫生在線提供深度的專業意見。根據這個趨勢，我們也看到傳統的便攜醫療設備正在增加有線連接(USB)和無線連接(BTLE，ZIGBEE)。”
電子元器件分銷商威雅利技術市場與應用技術部副總經理韓偉強也預計，在智能手機的普及下，手機中的軟件可通過藍牙或無線(WIFI)讀取設備中的數據，并將數據通過互聯網上傳到相關醫療機構系統里，實時監控使用者的健康數據，或用戶將數據保存，將來用于定期體檢交醫生評估身體健康狀況。
 威雅利技術市場與應用技術部副總經理韓偉強 |
e絡盟的平加利也指出，醫療電子正趨向進一步微型化、便攜式、無線功能、定制化、個性化方向發展，一些新興市場及成熟市場預計也將獲得增長。與此同時，他還認為：“整體上來說，雖然產品需求的不斷變化能夠促進醫療設備工程師改進產品設計，但嵌入式技術領域的進步才是醫療電子行業創新發展的直接因素。”
此外，由于多數農村地區的醫療服務有限，從而促進了遙距醫療設備及服務的快速發展。EPCOS銷售經理廖偉粦介紹說，在某些發達國家，現場交互式控制臺加移動式保健臺式機已經應用于遙距醫療網絡系統。
有專家預計，若能采取有效措施改善二線城市及農村居民醫療保健服務水平，并保障其享有醫療保險，那么可提供遠程醫療服務的連接設備市場將會取得極大的增長。中國市場在該領域的發展毫不遜于美國、東歐及巴西市場。隨著中國增強對中高檔范圍電子設備的本土制造及設計，中國將成為世界重要的出口國之一。
新興應用終端及方案實例
醫療電子產品的主流趨勢是性能的提高、成本的降低，從面向專業醫療機構(如醫院、健康中心等)的使用向著家庭和個人的使用發展，以及某些核心技術的壟斷局面逐漸被打破，越來越多的新型的醫療設備不斷涌現。下面將為讀者介紹幾個新興應用終端及方案，包括ADI基于低功耗模擬前端AD8232的手掌式醫療超聲、健康手機、e絡盟的便攜式ECG、艾默生的醫護人員專用平板電腦、愛普科斯產品組合等。
ADI的王勝表示，醫療電子對半導體產品的要求更加廣泛而多樣，其中包括高速度、高精度、高集成度、低功耗、合理的成本控制等要求外，還要具有高可靠性、高穩定性、安全性以及某些特定功能半導體芯片須滿足醫療行業規范等。這對相關的半導體解決方案的集成度、精度和功耗等都提出很高的要求。醫療設備便攜性的提高，要求設備元件更高的集成度和更小的尺寸；安全性的提高，要求設備具有判斷誤操作的能力、患者與設備、網絡之間的電氣隔離等。同時，又要保證芯片具有有效的數據傳輸和管理方式等特性。功耗的降低、互聯能力的提高，將使家用醫療監護設備更適合家庭使用環境，減少使用成本并使醫患溝通更加便捷，治療效果更佳顯著。這些都是半導體公司必須面臨的問題和挑戰。
他說，在便攜式醫療設備方案上，ADI可以提供非常靈活的選擇。對于個人運動狀態監測(計步器、跌倒檢測等)，心率監測以及心電圖(ECG)系統，ADI不僅提供芯片級產品，同時還可以提供給用戶實際的演示系統和參考設計。再比如，越來越被廣泛應用的觸摸屏式操作方式，ADI也可以提供芯片解決方案如AD7147、AD7148等。
ADI近期針對各類生命體征監護應用推出了一款低功耗、單導聯、心率監護儀模擬前端(AFE)AD8232，專為滿足新興的健身設備、便攜式/佩戴式監控設備和遠程健康監護設備的ECG信號調理要求而設計。“與競爭解決方案相比，AD8232 AFE的尺寸縮小50%，功耗降低多達20%。”王勝解釋說，“與當前很多集成解決方案中采用的拓撲結構不同，AD8232高度靈活的模擬濾波配置采用雙極高通濾波器，結合芯片內部的儀表放大器架構和無使用約束運算(增益)放大器，支持用戶采用多極低通濾波技術來消除線路噪聲和其他干擾。”
通過在模擬域的單級中執行高增益和高通信號調理，AD8232能夠在單電源電壓上工作時適應電極DC失調，而不會影響性能或信號質量。通過模擬輸出，AD8232可與分立式ADC配對，或與具有嵌入式ADC的微控制器配對，它為系統設計人員提供了靈活性，將健身和醫療監護的價值和性能提升到一個新的水平。
下面是ADI與Signostics的合作的成功應用案例——手掌式醫療超聲。
另一個應用案例則是由中衛萊康科技發展(北京)有限公司推出的基于AD8232設計，綜合了智能手機功能的便攜式心電監測設備。這款“心搏士”遠程心電監測儀實現了更小體積、更長待機時間，而且心電波形更準確。同時，AD8232的高集成度大大降低了元器件數量和BOM成本，且抗干擾能力更強，可靠性更高。
手掌式醫療超聲
作為一款具備專業的醫療監護和遠程診斷功能的智能手機，該心電監測儀在提供心電監測、血糖/血壓監測功能之外，當前智能手機所具備的主流功能一樣不少——4.3寸顯示屏、雙攝像頭、藍牙3.0、WIFI無線上網、FM收音機等，如此豐富的功能集成無疑對設計師實現更小的體積、更長的待機時間、更穩定的性能都帶來極大的挑戰。
不過，這款健康手機仍然可以實現220小時的超長待機！作為一款同時擁有智能手機通信功能的心率監測儀產品，其心率監護儀功能模塊對“心博士”整體的功耗特性影響很大。AD8232超低工作功耗和電池直接供電方式讓中衛萊康設計時可以更輕松實現苛刻的功耗預算——180uA(典型值)的工作電源電流，而且具有關斷功能，可延長電池壽命；采用靈活的2.0V至3.6V工作電壓范圍，可以直接由電池供電，不需要電源轉換器，省掉電源轉換帶來的功耗損失。
再例如在運動檢測，包括計步器，用于老人的跌倒檢測，以及體育健身時佩戴的卡路里計量等，都會用到運動監測產品，ADI最近推出一款業界功耗最低的MEMS加速度計ADXL362。ADXL362是一款3軸數字MEMS加速度計，在運動檢測喚醒模式下功耗僅為300nA，與最接近的競爭傳感器相比，相同模式下的功耗低60%。在全速測量模式下，數據速率為100Hz時，ADXL362的功耗為2μA，比相同頻率下工作的競爭MEMS加速度計低80%。極低的功耗使ADXL362可用于需要數月甚至數年電池壽命的應用，此類應用中更換電池可能不切實際或者對設備或操作人員有危險。除了固有的低功耗工作特性，ADXL362 MEMS加速度計還有其他能夠提高系統級功效的重要特性。ADXL362可用作智能型、連續工作、運動激活開關的一部分。當配備喚醒狀態輸出引腳時，運動傳感器可繞過處理器即時觸發啟動系統功能的開關，從而進一步降低系統功耗。
e絡盟的平加利提到：“一些便攜式產品未來將會取得快速發展，例如便攜式ECG。”他說，心血管疾病是當今發病率和死亡率最高的疾病之一，據研究，每年全球死于心血管病的人數超過1700人。目前，本病的診斷主要依靠心電圖儀(ECG)，普通ECG因體積太大不能攜帶，因此只能對病人的心電信號進行短期記錄。而便攜式ECG，如動態心電圖儀和Holter監護儀，方便攜帶，可以24小時不間斷地記錄多達10萬個心動周期，因此大大增加了發現非持續性心律失常和臨時心肌缺血的可能性。
便攜式ECG通常包括電極、模擬前端(AFE)、MCU/DSP、ZigBee模塊、SD卡、蜂鳴器、電池和顯示屏。電極檢測人體心電信號，并傳送到模擬前端進行放大、帶通濾波(高通和低通)以及A/D轉換；根據耦合方式，模擬前端分為交流耦合和直流耦合，由于診斷帶寬內的低峰-峰噪聲性能以及高精度下的低功耗，直流耦合成為目前ECG模擬前端的主導設計方式；模擬前端的數字輸出由處理單元進行處理，實時心電圖可在屏幕上顯示，并存儲在SD卡中，同時，該處理單元可實現二次微分小波變換算法，以識別異常心電圖QSR波，如發現異常，則由蜂鳴器提示報警，此外，可通過ZigBee無線網絡，將ECG數據傳送到遠程監控中心。
平加利預計未來的便攜式ECG將具備更多功能，如自動診斷和遠程無線通信。自動診斷是在軟件算法和檢測到的心電信號的基礎上，對病人的一般情況進行判斷，如有任何問題，例如檢測到心臟病發作，則配備遠程無線通信模塊(如GSM模塊)的便攜式ECG將立即向病人家屬或醫生發送報警信息。
艾默生網絡能源為專供醫護人員使用的平板電腦提供一款高性能、低功耗的參考設計。這是設計上最切合醫護人員病例記錄、診斷、治療工作需要的便攜式計算機，專用平板電腦的重點要求包括：可以隨時隨地連接到其他醫療系統，例如醫院主機和相關的網絡系統；具備足夠的計算能力，可以執行復雜的應用軟件，其中包括診斷、數據處理和分析、通信等應用程序；高清晰度的圖形處理能力；低功耗的特性，確保一次充電可以支持長時間的操作。
Emerson醫護人員專用平板電腦
這款便攜式計算機采用英特爾(Intel)Atom處理器E6xx Atom 嵌入式處理器，外型時尚輕巧纖薄，易于使用，與市場上最受歡迎的消費類平板電腦無異，但又能滿足醫療設備廠商的要求。這款電腦采用響應靈敏的觸控屏幕作為人機接口，而且配備影像清晰細致的10.1英寸顯示器、持續開機的無線上網功能、可支持多種操作系統的配置和容量多達32GB的固態存儲器。此外，這款便攜式計算機還配備一組特強的電池組，確保每次充電之后可以連續操作一段極長的時間。整臺平板電腦的重量不超過1.5kg，很方便隨身攜帶，另外的特性還包括無風扇設計、平面顯示器采用防水設計、抗靜電、抗震優化。
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EPCOS的MEMS元件
EPCOS的廖偉粦也認為新的便攜式醫療設備應能夠通過線纜、局域網、藍牙、ZigBee,、PLC、ADSL等于各種無線或有線設備進行通訊。最小的設備可以是一個模塊并能植入到現有的便攜式設備中，如移動電話和平板電腦。為此，愛普科斯產品組合包括最小的壓力傳感器、各種微型聲表面波元件和貼片型多層壓敏電阻，其功能包括傳感、無線傳輸和接口保護。愛普科斯壓力傳感器采用MEMS技術，芯片尺寸僅為1×1mm，這足以讓客戶將其植入到移動或便攜設備中。聲表面波元件廣泛應用于各種無線通訊設備中，貼片型多層壓敏電阻廣泛地用于便攜式設備的輸入或輸出接口保護。
飛思卡爾在今年稍早的時間推出首個基于ARM Cortex M0+處理器的Kinetis L系列MCU，旨在降低功耗，適于滿足便攜醫療需求。Kinetis L系列為有線連接提供了USB接口。對于無線連接，飛思卡爾提供了ZigBee產品系列，并計劃推出BTLE。
給中國OEM廠商的建議
目前，中國醫療電子增長速度已經遠遠高于世界的平均水平。相關的醫療政策及越來越被重視的個人/家庭醫療市場都將繼續推動整個行業的發展。相應的，隨著便攜式醫療設備的門檻降低，越來越多的OEM廠商加入進來。廠商要想進入市場并在市場上保持長期增長，進而不斷增加市場份額，除了半導體元器件廠商提供具有差異化和競爭優勢的IC產品、演示系統和參考設計，以及專業醫療市場和系統應用團隊的技術支持服務外，還需要從自身情況出發，打造自身的競爭力。
ADI的王勝建議OEM有兩個方面需要注意：“其一是要有核心技術，其二是要有良好的市場策略和營銷渠道。而兩者都要與時俱進，不斷地進行創新。尤其在與國外傳統的醫療設備巨頭的競爭中，隨著中國中小型醫療設備供應商的技術進步，它們將與國內領先的設備供應商一起從國外的競爭對手那里爭得更多的全球市場份額。”
而在技術方面，這些用戶在設計醫療電子產品時通常會面臨某些共性問題，比如如何兼顧性能與成本、功耗與體積、滿足市場需求和差異化設計，開發周期與面世時間的壓力，功能實現和滿足行規等方面的困難和挑戰。“解決這些困難一方面需要明確的產品定義和長時間的技術積累以及專業的技術開發團隊的配合，同時也離不開恰當的方案和供應商的選擇。與此同時，醫療設備制造商更需要提高市場前瞻性判斷能力，并且能夠提早投入、提早儲備。對本土企業本身而言，如果進入這個市場而未能抓住細分潛力市場，恰當定位自己的產品，則將很難在市場上處于不敗之地。”王勝說。
王勝繼續表示，無論從投資的力度、銷售額的增長速度、市場份額，還是從ADI全球專門的醫療保健(Healthcare)市場及產品開發團隊以及本地專注醫療保健市場和應用的團隊的建設等方面都可看出，在ADI的整體戰略中，醫療保健市場處于非常顯著而至關重要的位置。“更重要的是ADI在醫療保健領域有著自己清晰的遠景策略和務實有效的執行策略。”他說，“ADI在繼續加大在傳統電子醫療設備應用方面的投入的同時，更會一如既往在某些新興的醫療電子領域追加更多投資，其中包括產品研發、系統方案開發、參考設計以及客戶端的現場支持服務，為醫療行業客戶帶來差異化設計并快速面市，保持市場的競爭優勢。”
飛思卡爾的黃耀君也表示：“我們看到大量OEM/ODM涌向市場，但大多數都沒有自己的品牌。品牌打造至關重要，廠商需要時間來贏得客戶的信任和投資。”在中國，目前外資品牌在市場上占主導地位，這些外資品牌包括歐姆龍、強生、羅氏、雅培，國產品牌只占很小的一部分。“我們認為在家用醫療市場，當地的醫療工業需要打造品牌知名度和樹立消費者信心，而不僅僅依靠低價格。”他說。
愛普科斯的廖偉粦也強調醫療企業關鍵在于可靠和創新。他說：“中國的醫療市場仍然處于初期階段：先進的核心技術仍然依賴進口。不過我們看到這一現象正在改變，并且我們已經與國內及國際客戶協同開展本地化產品設計。”
此外，威雅利的韓偉強還提醒本土OEM廠商加強軟件開發能力。“因為智能手機應用軟件為高級語言開發，建議客戶多在這方面下點功夫，方便、易用、美觀的用戶界面，必定是成功的關鍵。在差異化方面，我們可提供整體參考解決方案，縮短客戶產品開發周期。”他說。
移動設備訪問
