便攜與無(wú)線(xiàn)將成為醫療電子技術(shù)新趨勢

　便攜化趨勢的多層面意義

　　便攜化已逐漸成為醫療電子市場(chǎng)的發(fā)展方向之一。消費類(lèi)市場(chǎng)對移動(dòng)產(chǎn)品的要求主要為滿(mǎn)足用戶(hù)的使用體驗，便攜性在醫療產(chǎn)品市場(chǎng)的作用與消費類(lèi)基本相同，目的依然是給患者和醫護人員更便利和有效的操作手段；但另一方面，除了使用方便以外，對于政府開(kāi)支和社會(huì )福利也有更深層的意義。

　　ADI（Analog Devices Inc.）公司高速轉換器部門(mén)高級應用工程師Rob Reeder說(shuō)，便攜性的趨勢使許多“高端”特征降級為典型的低端或便攜的特征。一般來(lái)說(shuō)，這一趨勢隨著(zhù)工業(yè)和電子行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步而發(fā)展。由于這些進(jìn)步已將器件的體積、功耗和性能指標推到極限，因此日益增長(cháng)的要求是將便攜式設備從低端系統變?yōu)楦叨讼到y。拿超聲儀器來(lái)說(shuō)，高端超聲系統是非常昂貴的，并且依賴(lài)于應用和市場(chǎng)需求進(jìn)行不同的劃分。盡管超聲系統作為臨床醫療和預防性維護工具已逐漸為人們所了解，但是最初的使用率還是較低的，這是因為便攜式超聲系統的成本不僅包括用于采購成本，而且也包括對新用戶(hù)進(jìn)行培訓的成本；但隨著(zhù)遠期效益完全超過(guò)成本代價(jià)時(shí)，便攜式超聲系統將日益普及。

　　在便攜醫療電子設計方面，TI認為，無(wú)論是開(kāi)發(fā)血糖儀、數字血壓計、血氣（Blood Gas）計、數字脈搏/心率監測儀，或是數字體溫計，都會(huì )涉及到五個(gè)系統層面的模塊：電源/電池管理、控制及數據處理、傳感器輸入的放大及A/D轉換、若干類(lèi)型的顯示以及傳感器單元本身。一般來(lái)說(shuō)，以上設備均為電池驅動(dòng)、微控制器控制的手持設備，并采用不同的生物傳感器（Bio-Sensor）進(jìn)行測量。但很明顯，由于儀表類(lèi)型及特性設定對傳感、處理及信息顯示的要求不同，這些模塊實(shí)際實(shí)現的拓撲結構也會(huì )有很大差異。源于延長(cháng)電池使用時(shí)間的需求和使用者對其健康狀況了解的迫切性，醫療儀器主要設計考慮因素為超低功耗、高效率，以及短時(shí)間響應的高精度。額外的要求也將帶來(lái)更多的需要，如額外的內存以支持歷史波形（Historical Profiling）的紀錄，電纜線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)接口以用于將數據上載至家用、醫生辦公室內的計算機或是訪(fǎng)問(wèn)傳感器，甚至可能要求音頻反饋以用于簡(jiǎn)單的良好/不良好指示或是更為復雜的逐步使用說(shuō)明。添加此類(lèi)特性而不增加功耗是對此類(lèi)應用的重大挑戰。TI終端設備市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理Jonathan BeaRField認為，便攜式醫療設備在設備本身和內部的電路兩方面給產(chǎn)品設計帶來(lái)了新挑戰。而且從技術(shù)以外的更宏觀(guān)的角度講，便攜推動(dòng)的醫療技術(shù)變革對整個(gè)社會(huì )和經(jīng)濟都有一定影響。比如政府和一些醫療機構非常支持便攜技術(shù)的推行，他們希望醫療電子設備能給用戶(hù)在監控自身健康方面有更多的自由度，因為醫院如果能對病人實(shí)行遠程監控和管理，則必然會(huì )減輕社會(huì )對更多病房和醫護人員的需求，相關(guān)政府開(kāi)支就可以節省下來(lái)。

　　無(wú)線(xiàn)技術(shù)帶來(lái)高效管理模式

　　伴隨便攜趨勢而來(lái)的必然是對無(wú)線(xiàn)功能的追求，實(shí)現設備的無(wú)線(xiàn)接入除了能更有效的擴展產(chǎn)品便攜化帶來(lái)的便利、靈活的體驗，另一方面也使醫療機構的各項管理實(shí)現了更高的效率。

　　愛(ài)爾蘭高威國立大學(xué)信息技術(shù)系研究人員認為，無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )（WSN）技術(shù)可使醫療儀器更有效地發(fā)揮作用。目前WSN在醫療方面的應用已不限于僅用RFID實(shí)現定位或系統登入，許多醫療儀器，例如常用的生命體征監測儀、輸液泵、呼吸機等發(fā)送的數據都可以通過(guò)WSN與醫院的中央管理系統實(shí)現無(wú)線(xiàn)整合。電子儀器的統一管理也可使醫療機構既有的投資得到保護；同時(shí)，具有Ad-hoc網(wǎng)絡(luò )特性的WSN可使兼容的醫療儀器隨意添加到網(wǎng)絡(luò )中，醫療數據的收集可具備更高的準確度，病人或病床的移動(dòng)也能更方便地實(shí)現記錄和更新，給醫療機構帶來(lái)更簡(jiǎn)潔的管理方式。病人的位置和某些身體狀況可被隨時(shí)確定，其信息的隱私性也可得到充分保證。

　　醫療器械也給WSN的構架提出了許多較高的要求，首先醫用儀器關(guān)系到病人和用戶(hù)的生命和健康，因此WSN所用的元件必須無(wú)害，而且對其他的醫用設備也不能有任何干擾；另一方面對于WSN產(chǎn)品來(lái)說(shuō)也需要有極高的可靠性、自組織性，和抗干擾性。

　　MEMS：未來(lái)的主流技術(shù)

　　MEMS是微機電系統（Micro Electro-Mechanical Systems）的縮寫(xiě)，指極微小尺度（通常為0.001mm ~ 0.1mm）上的電子和機械技術(shù)。MEMS技術(shù)可有效降低產(chǎn)品尺寸并同時(shí)增強功能，其概念在技術(shù)上能夠實(shí)現之前就已廣為人知。美國物理學(xué)家Richard Feynman在其1959年發(fā)表的著(zhù)名講座《Theres Plenty of Room at the Bottom》中就討論了原子尺度的工程技術(shù)，如高密度集成電路及其應用等。當用于生產(chǎn)電子元器件的半導體生產(chǎn)加工技術(shù)被改造并用于MEMS之后，其生產(chǎn)和 應用開(kāi) 始 變 得 普 及 。

目前醫療領(lǐng)域為MEMS技術(shù)的演進(jìn)和應用提供了動(dòng)力。咨詢(xún)機構A. M. Fitzgerald & Associates公司的Alissa Fitzgerald認為，MEMS在醫學(xué)方面十分具有吸引力，可用于微流體（Micro-fluidic）系統、微型胰島素泵、動(dòng)脈瘤壓力傳感器（Aneurysm pressure sensor）、微型內窺鏡系統等微型器件的設計制造；也可在視網(wǎng)膜修補等應用中發(fā)揮作用。In-Stat認為，當全球人口老齡化趨勢日趨明顯的今天，與糖尿病和心血管等疾病相關(guān)的保健問(wèn)題使醫療電子市場(chǎng)變成了對MEMS技術(shù)極具吸引力的領(lǐng)域；此外，MEMS已經(jīng)開(kāi)始為這些問(wèn)題提供十分有效的解決方案，但其在醫療電子領(lǐng)域仍然不太可能造成十分巨大的影響，而會(huì )一直保持較低調的態(tài)勢。

　　許多科研機構已經(jīng)開(kāi)始了尖端MEMS醫療產(chǎn)品的研發(fā)。美國國家航空航天局（NASA）正在開(kāi)發(fā)基于MEMS技術(shù)的醫用傳感器，其不但可用于普通的醫療領(lǐng)域，還可適用于外層空間站內的特殊環(huán)境。該技術(shù)主要用于血壓測量，特別是充血性心力衰竭；腦水腫（高腦壓）患者體內的流體狀況監控，另外還有用于輔助藥物輸送的方案。NASA 的醫用系列MEMS傳感器根據某壓力傳感器的核心方案而設計，通過(guò)晶圓溶解工藝制造。設計方案為無(wú)線(xiàn)可植入式，但不需要電池作為能源驅動(dòng)，電源主要來(lái)自一個(gè)手持無(wú)線(xiàn)電發(fā)射器，可以在最長(cháng)6英寸（約15cm）的距離上實(shí)現對傳感器的供電和控制。
    醫療電子目前已成為低迷的半導體行業(yè)的新亮點(diǎn)，似乎給IC業(yè)帶來(lái)一劑良藥，讓便攜、移動(dòng)、無(wú)線(xiàn)等曾經(jīng)風(fēng)靡一時(shí)的技術(shù)和應用在新的市場(chǎng)重新煥發(fā)活力。許多半導體廠(chǎng)商在數年前就已預測到醫療市場(chǎng)的巨大潛力而紛紛開(kāi)始了相關(guān)的研發(fā)和市場(chǎng)培養。由于醫療電子市場(chǎng)帶來(lái)的廣闊空間，除了讓該領(lǐng)域的傳統大廠(chǎng)繼續維持和擴大自己的盈利，還培養了一批新的市場(chǎng)參與者。
非常感謝“羅加剛”的投稿!