部分醫(yī)療保健類產(chǎn)品的動(dòng)向及芯片解決方案

作者 / 王影　 《電子產(chǎn)品世界》編輯(100086)

摘要：介紹了體征信號檢測產(chǎn)品及助聽器等的發(fā)展趨勢，及相關(guān)的芯片解決方案。

1 體征信號檢測的趨勢

1.1 院內(nèi)院外產(chǎn)品的融合

　　ADI公司醫(yī)療健康事業(yè)部亞太區(qū)市場總監(jiān)王勝介紹，據(jù)一家美國咨詢公司的調(diào)查，70%~80%的人認(rèn)為可穿戴需要和健康聯(lián)系在一起。所以現(xiàn)在可穿戴無一例外在健康功能上大做文章。

　　其實(shí)很多健康功能在醫(yī)院里已有，但是這些產(chǎn)品和所謂的“院外”不一樣，盡管功能性是一樣的，測量原理甚至都一樣，但是測量條件不同，這帶來很多挑戰(zhàn)。首先它變小了，變得用戶不專業(yè)了，變得條件多樣化;而不像在醫(yī)院，有固定的操作人員、固定的環(huán)境，測量準(zhǔn)確度非常高，且不太在乎功耗，甚至不在乎成本。所以院內(nèi)的專業(yè)設(shè)備廠商在往產(chǎn)品小型化發(fā)展;院外的健康設(shè)備廠商在往診斷級的院內(nèi)設(shè)備的質(zhì)量靠近，即使不要認(rèn)證，但是產(chǎn)品質(zhì)量也要達(dá)到同等級別。

　　現(xiàn)在市場上云端服務(wù)的健康管理公司越來越多，催生院外的健康功能產(chǎn)品越來越多。

　　所以從趨勢來看，院內(nèi)院外這兩塊的發(fā)展方向在往一起靠攏。院內(nèi)的醫(yī)療設(shè)備廠商在發(fā)展便攜式、無線傳輸，使患者不只是躺在床上，很多可以實(shí)時(shí)檢測。院外的在往院內(nèi)的設(shè)備質(zhì)量靠近，甚至很多做了醫(yī)療認(rèn)證。

1.2 ADI的解決方案

　　這種趨勢對ADI是有益的，因?yàn)锳DI在之前非常專注在醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域，現(xiàn)在正把這些技術(shù)延伸出來，緊跟市場需求，來開發(fā)很多有益市場接受的院外產(chǎn)品和方案。

　　ADI在醫(yī)療電子監(jiān)測方面重點(diǎn)關(guān)注有兩大類：醫(yī)療影像檢測類和體征信號監(jiān)測類。本文主要介紹體征信號監(jiān)測類。

　　所謂體征信號包括體溫、心率、心電、血氧、呼吸等。ADI的產(chǎn)品包括專業(yè)的監(jiān)護(hù)類產(chǎn)品(多用于醫(yī)院內(nèi))和可穿戴產(chǎn)品(個(gè)人消費(fèi)品或個(gè)人健康產(chǎn)品)。具體來說，ADI在光電技術(shù)、生理阻抗測量、生理電勢采集、溫度、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測以及環(huán)境相關(guān)(如氣體，CO2以及紫外線監(jiān)測等)等領(lǐng)域都有持續(xù)投資，產(chǎn)品方案在市場上有極大認(rèn)可。

　　尤其是在光電法測量生理體征信號方面，ADI的ADPD系列傳感器及信號處理方案，正被大品牌客戶設(shè)計(jì)使用，例如ADPD142，APD153, ADPD144以及ADPD174等是集成高的方案(光電二極管+ LED + 模擬前端采集AFE +LED驅(qū)動(dòng)器+ 環(huán)境光抑制等，輸出是I2C的數(shù)字量)，體積也很小，功耗很低(十分靈活的配置)，性能好(在體積、功耗都很有優(yōu)勢的同時(shí))以及非常成熟的方案(早已有大量出貨)。可用于診斷級產(chǎn)品，也可適用于消費(fèi)級的產(chǎn)品相關(guān)體征信號的采集，例如心率， 血氧含量等。其中，ADPD174GGI，可以大大簡化系統(tǒng)級光學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)，解決內(nèi)部環(huán)境光干擾問題等，進(jìn)而保證最終產(chǎn)品的一致性和生產(chǎn)環(huán)節(jié)的成本和效率，目前此模塊產(chǎn)品已被全球知名的可穿戴設(shè)備廠商采納， 并已經(jīng)大量出貨。

　　除此以外，2018年夏天ADI量產(chǎn)了新一代光電測量模塊產(chǎn)品ADPD188，使得該類應(yīng)用在功耗、性能、設(shè)計(jì)簡易度、簡化客戶的產(chǎn)線流程以及成本等方面又獲得了優(yōu)化和突破進(jìn)展。

　　ADI的系列低功耗、單導(dǎo)聯(lián)、心率監(jiān)護(hù)儀模擬前端 (AFE) AD8232以及最新的AD8233，專為滿足新興的健身設(shè)備、便攜式/佩戴式監(jiān)控設(shè)備和遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)設(shè)備的ECG(心電圖)信號調(diào)理要求而設(shè)計(jì)。

　　與當(dāng)前很多集成解決方案中采用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不同，AD8233高度靈活的模擬濾波配置采用雙極高通濾波器，結(jié)合芯片內(nèi)部的儀表放大器架構(gòu)和無使用約束運(yùn)算(增益)放大器，支持用戶采用多極低通濾波技術(shù)來消除線路噪聲和其他干擾，并可提供在關(guān)斷(shutdown)模式下的導(dǎo)聯(lián)脫落監(jiān)測功能。它為系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員提供了靈活性，將健身和醫(yī)療監(jiān)護(hù)的價(jià)值和性能提升到一個(gè)新的水平。

　　另外一款高集成度的ADAS1000完全可以用于類似的應(yīng)用場合，提供高質(zhì)量高集成的多導(dǎo)聯(lián)心電、呼吸及起搏器檢測以及其他功能于一身的解決方案，是高性能診斷級ECG監(jiān)測的首選方案。

　　在醫(yī)院用及家用便攜式醫(yī)療電子領(lǐng)域，ADI擁有一系列創(chuàng)新產(chǎn)品和解決方案，例如支持多種便攜式醫(yī)療保健領(lǐng)域的高精度、低功耗片上計(jì)量儀ADuCM350，已在國內(nèi)和國外的幾家有代表性的大客戶中都取得了進(jìn)展。

　　除此以外， 在運(yùn)動(dòng)檢測的相關(guān)領(lǐng)域，ADI擁有一系列創(chuàng)新產(chǎn)品和解決方案，突破性的超低功耗3軸數(shù)字MEMS產(chǎn)品ADXL362在運(yùn)動(dòng)檢測喚醒模式下功耗僅為300 nA，其超低功耗的特征是可穿戴運(yùn)動(dòng)監(jiān)測設(shè)備的理想解決方案;同樣，ADI看中低功耗對用戶的價(jià)值，所以更高性能，以及更加合理價(jià)格的類似產(chǎn)品也將陸續(xù)推出。

2 助聽器等醫(yī)療產(chǎn)品對元器件提出了更高要求

　　安森美半導(dǎo)體醫(yī)療分部亞太區(qū)市場部經(jīng)理?xiàng)钫埛Q，隨著全球人口老齡化，助聽器、血糖監(jiān)測儀、監(jiān)護(hù)儀等醫(yī)療產(chǎn)品升溫。

　　好的產(chǎn)品當(dāng)然需要好的元器件方案來提供支持，例如助聽器產(chǎn)品，一方面由于佩戴者的心理因素，希望助聽器比較小且不易被發(fā)現(xiàn)，這樣就需要元器件的尺寸不能過大;另外一方面，每個(gè)佩戴助聽器的患者所使用的環(huán)境不一樣，使用習(xí)慣也不一樣，需要助聽器提供的功能多樣化，這樣就需要助聽器元器件功能多，運(yùn)算能力強(qiáng)。再有，每次更換電池從經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、便利度上都不值得提倡，所以需要元器件能夠提供可充電的功能。

　　關(guān)于血糖儀，現(xiàn)在市場上的血糖監(jiān)測儀屬于較老的產(chǎn)品，每次需要?jiǎng)?chuàng)傷并用試紙驗(yàn)血才能達(dá)到檢驗(yàn)的目的。目前在發(fā)達(dá)國家開始流行的是連續(xù)血糖監(jiān)測儀，這種檢測儀可以24小時(shí)不間斷，自動(dòng)監(jiān)測同時(shí)會發(fā)警報(bào)通知患者，這樣就大大降低患者風(fēng)險(xiǎn)，提高了便利性，這樣的產(chǎn)品需要提供的元器件精度要高，具備醫(yī)療資格認(rèn)證。

　　安森美半導(dǎo)體在醫(yī)療行業(yè)有30多年的經(jīng)驗(yàn)，積累了相關(guān)的技術(shù)， 隨著市場的發(fā)展，安森美半導(dǎo)體推出了更為強(qiáng)大的助聽器DSP方案，這種方案不是簡單的DSP，而是把最新的藍(lán)牙低功耗5.0 (BLE 5.0)的芯片集成進(jìn)去，可以支持從助聽器到手機(jī)的無線音頻傳輸功能，同時(shí)支持MFi 和Android 手機(jī)。2017年安森美半導(dǎo)體推出了Ezairo 7150， 2018年在德國漢諾威醫(yī)療器械展上推出封裝更小、功耗更低的Ezairo 7160 系列，同時(shí)簡化客戶需要做的工作，提供了完備的“交鑰匙”方案，節(jié)省客戶從研發(fā)到生產(chǎn)的時(shí)間，提高客戶的競爭力， 同時(shí)針對終端用戶群體，可以更加便利地使用助聽器。

　　另外，安森美半導(dǎo)體推出了業(yè)界首款支持音頻傳輸?shù)腂LE 5.0芯片方案RSL10， 其性能特性通過美國第三方測試，可以達(dá)到1090 EEMBC? ULPMark CP @ 3 V、1260 EEMBC ULPMark CP @ 2.1 V，通過使用安森美半導(dǎo)體自有的音頻傳輸協(xié)議，可以讓有聽力障礙的人群更能便捷享受聽音樂、看電視。

　　本文來源于《電子產(chǎn)品世界》2018年第12期第8頁，歡迎您寫論文時(shí)引用，并注明出處。