“智能+”時代加速到來，高性能模擬技術(shù)助推智慧醫(yī)療落地

隨著中國政府在2019年政府工作報告首次提出“智能+”，業(yè)界預(yù)測諸多傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)智能化升級的步伐將大大加快。而對于普通民眾來說，“智能+”與醫(yī)療產(chǎn)業(yè)緊密結(jié)合的智慧醫(yī)療服務(wù)無疑與日常生活最為息息相關(guān)。事實上，根據(jù)全球人工智能專業(yè)調(diào)研機構(gòu)Tractica的預(yù)測，全球醫(yī)療人工智能市場在2025年將超過340億美元。另一組數(shù)據(jù)也顯示了智能醫(yī)療在中國的迅猛發(fā)展態(tài)勢——人工智能醫(yī)療市場規(guī)模從2016年的96.61億元、2017的136.5億飆升至2018年的204億，保持了40%以上的復(fù)合年增長率。

在去年底前的一場業(yè)界峰會上，全球高性能模擬技術(shù)提供商ADI中國區(qū)總裁Jerry Fan也曾指出，AI應(yīng)用在中國最有可能發(fā)展起來的領(lǐng)域是醫(yī)療保健，一方面是中產(chǎn)階級醫(yī)療保健需求的崛起，另外是遠(yuǎn)程醫(yī)療。他認(rèn)為中國的醫(yī)療資源的分配非常不平衡，需要遠(yuǎn)程醫(yī)療這樣的方式將集中在一線城市的醫(yī)療資源輸送到偏遠(yuǎn)地區(qū)。此外，中國龐大的人口基數(shù)以及老齡化的社會現(xiàn)狀，對醫(yī)療保健資源有著迫切需求。

醫(yī)療智能+時代，模擬技術(shù)扮演數(shù)字化賦能關(guān)鍵先生

人工智能帶來的潛在增長也引起半導(dǎo)體企業(yè)的關(guān)注，ADI就將醫(yī)療的數(shù)字化作為其多元化核心戰(zhàn)略之一，與汽車無人駕駛、5G、能源、工業(yè)自動化一起作為ADI的五大核心戰(zhàn)略。事實上，根據(jù)《2018世界人工智能產(chǎn)業(yè)藍(lán)皮書》，中國AI企業(yè)所涉及的領(lǐng)域包括醫(yī)療健康、金融、商業(yè)、教育和安防等，其中醫(yī)療健康領(lǐng)域最多，占22%。AI在醫(yī)療健康領(lǐng)域中主要的應(yīng)用方向為醫(yī)學(xué)影像、輔助診斷、藥物研發(fā)、健康管理和疾病預(yù)測。

 “ADI深耕醫(yī)療電子領(lǐng)域數(shù)十載，始終將領(lǐng)先模擬技術(shù)與醫(yī)療產(chǎn)業(yè)深度融合，面對新一輪的技術(shù)革命，依托核心技術(shù)優(yōu)勢，堅持以創(chuàng)新應(yīng)對產(chǎn)業(yè)萬變?！盇DI醫(yī)療業(yè)務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用經(jīng)理俞毅剛近日在面對媒體采訪時提到。據(jù)相關(guān)調(diào)研機構(gòu)報告顯示，未來十年，醫(yī)療健康行業(yè)的創(chuàng)業(yè)投資也將迎來自己的黃金時代。中國作為世界人口大國，醫(yī)療資源分配不均、城鄉(xiāng)醫(yī)療服務(wù)水平懸殊等問題也在進(jìn)一步推動著眾多醫(yī)療機構(gòu)走向智能化、信息化。

福布斯全球數(shù)字經(jīng)濟 100 強（ Digital 100 ）榜單前十位入選企業(yè)。

智能化時代，模擬技術(shù)正在扮演積極的關(guān)鍵角色。在福布斯首次發(fā)布的全球數(shù)字經(jīng)濟100 強榜單（Digital 100）中，以高性能模擬技術(shù)見長的ADI就榮登榜單，并作為前十名中僅有的兩家半導(dǎo)體技術(shù)提供商之一，排在第 7 位。隨著智能化在醫(yī)療領(lǐng)域需求的不斷滲透，基于各種高性能傳感器的模擬信號鏈產(chǎn)品在醫(yī)療智能化浪潮中發(fā)揮著越來越關(guān)鍵的作用，模擬技術(shù)也迎來更為廣闊的發(fā)展空間。

而且隨著數(shù)字技術(shù)的進(jìn)步，對高精度、高速度、低功耗模擬產(chǎn)品的需求不斷擴大，而模擬產(chǎn)品在很大程度上決定了當(dāng)今數(shù)字設(shè)備的性能?！霸朴嬎?、大數(shù)據(jù)、人工智能等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展正在促進(jìn)醫(yī)療智能化的落地。在以計算力為核心的數(shù)字經(jīng)濟時代，模擬技術(shù)和器件發(fā)揮著不可或缺的作用，起到了連接真實世界與數(shù)字世界的關(guān)鍵橋梁作用?！?俞毅剛指出，“所以這也是ADI能夠入選數(shù)字經(jīng)濟排行榜單的原因?！?/p>

從移動醫(yī)療到智慧醫(yī)療，高精度、低功耗數(shù)據(jù)采集是關(guān)鍵

在年初的消費電子展（CES2019）上，ADI就演示了生命體征監(jiān)測手表如何基于多傳感器平臺提供復(fù)雜的生命體征測量解決方案，以及用于各種生物醫(yī)學(xué)解決方案的算法。典型應(yīng)用是健康管理和家庭護(hù)理?！昂喍灾?，我們將全部所需的傳感器和前端都集成到一個電池供電的可變平臺中，以幫助客戶提取重要的人體健康數(shù)據(jù)，并與ADI公司一系列解決方案相關(guān)聯(lián)?！?俞毅剛解釋道。

ADI在CES2019上用生命體征監(jiān)測手表演示多傳感器平臺解決方案

這個演示手表demo基于ADI公司的傳感器、模擬前端和微處理器，利用傳感器ADPD1081進(jìn)行心率連續(xù)監(jiān)測，使用加速度計ADXL362監(jiān)測運動和活動，使用高精度生物電位/電化學(xué)前端AD5940測量皮膚電活動和身體成分，使用低噪聲心率監(jiān)護(hù)儀AD8233測量心電圖，使用熱敏電阻測量皮膚溫度手表內(nèi)部存儲器中可同時存儲多個參數(shù)數(shù)據(jù)，供日后進(jìn)行數(shù)據(jù)檢索和離線分析，手表的配置、存儲和保留數(shù)據(jù)利用Windows桌面VSM列表進(jìn)行監(jiān)測。

“基于移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧醫(yī)療設(shè)備發(fā)展，可以預(yù)見的是大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)涉及醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)（IoMT）生態(tài)系統(tǒng)，將包含數(shù)以百萬計甚至數(shù)十億的低能耗、高性能醫(yī)療健康監(jiān)測設(shè)備、臨床可穿戴設(shè)備和遠(yuǎn)程傳感器?！?俞毅剛指出。醫(yī)生依靠這些儀器，能實時不斷的采集病人的數(shù)據(jù)指標(biāo)，如生命體征、身體活動等信息，有效地管理或調(diào)整治療方案。此外，普通人也可以利用IoMT設(shè)備來幫助檢測自己的飲食和健身狀況，預(yù)防疾病的發(fā)生。

事實上，諸多行業(yè)巨頭近幾年也加快了在這一領(lǐng)域及健康醫(yī)療數(shù)據(jù)平臺的布局，例如蘋果的可穿戴設(shè)備Apple Watch與健康數(shù)據(jù)平臺Health Kit，谷歌的Google Fit等。而在國內(nèi)，隨著“互聯(lián)網(wǎng)＋醫(yī)療”深入推進(jìn)信息化，以及“健康中國”建設(shè)的全面提速，可穿戴便攜移動醫(yī)療設(shè)備同樣掀起高潮，其關(guān)注度、需求度都在不斷提升，有望步入新一輪快速發(fā)展期。

可穿戴設(shè)備成為人工智能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

在俞毅剛看來，不同于專業(yè)級醫(yī)療設(shè)備偏重高精度、高質(zhì)量的追求，移動醫(yī)療設(shè)備還要兼顧實用性，將小型化、低成本等場景化因素考慮進(jìn)去，這些都是 ADI 醫(yī)療電子創(chuàng)新整體解決方案最能發(fā)揮優(yōu)勢的用武之地。ADI支持多種便攜式醫(yī)療保健領(lǐng)域的高精度、低功耗片上計量儀ADuCM350便已在國內(nèi)國外的幾家代表性大客戶中都取得里程碑式的進(jìn)展；在運動檢測的相關(guān)領(lǐng)域，ADI突破性的超低功耗3軸數(shù)字MEMS產(chǎn)品ADXL362在運動檢測喚醒模式下功耗僅為300 nA，其超低功耗的特征正是可穿戴運動監(jiān)測設(shè)備的理想解決方案；ADI低功耗、單導(dǎo)聯(lián)的心率監(jiān)護(hù)儀模擬前端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信號調(diào)理要求而設(shè)計。

作為大健康產(chǎn)業(yè)的一部分，小型便攜式、智能化的醫(yī)用設(shè)備、健康管理設(shè)備在智慧醫(yī)療的帶動下蓬勃發(fā)展，尤其以運動、心律、血壓、血糖、睡眠等監(jiān)測為主的各類醫(yī)療設(shè)備較前幾年有了成熟發(fā)展，結(jié)合手機App產(chǎn)品的移動應(yīng)用不但提高了此類設(shè)備的銷售量，還積累了海量的生活化數(shù)據(jù)，使數(shù)據(jù)服務(wù)類產(chǎn)業(yè)逐漸增多。此外，慢性病管理需求日益增多，在監(jiān)測手段和方法上催生了新的產(chǎn)品形態(tài)和相應(yīng)的技術(shù)革新要求。

單導(dǎo)聯(lián)的心率監(jiān)護(hù)儀模擬前端 (AFE) 廣泛應(yīng)用與便攜心率監(jiān)測應(yīng)用。

高性能模擬技術(shù)加碼智慧醫(yī)學(xué)影像，開啟高分辨率圖像診斷時代

業(yè)界普遍認(rèn)為智能影像診斷是“人工智能+醫(yī)療”較快落地的應(yīng)用領(lǐng)域，特別是基于醫(yī)學(xué)影像的智能識別是適合AI技術(shù)發(fā)揮其所長的醫(yī)學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域，目前全球該領(lǐng)域的創(chuàng)業(yè)公司達(dá)1000多家。

1895年Wilhelm Conrad R?tgen發(fā)現(xiàn)X射線為醫(yī)療成像領(lǐng)域奠定了基礎(chǔ)，也讓他獲得了第一個諾貝爾物理學(xué)獎，也自那以后X射線技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為一門廣泛的科學(xué)學(xué)科。盡管走到人工智能的今天，現(xiàn)代醫(yī)療成像系統(tǒng)已經(jīng)運用完全不同的物理原理和處理技術(shù)，但都有一個共同點：采用模擬數(shù)據(jù)采集前端進(jìn)行信號調(diào)理，并將原始成像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到數(shù)字域。同樣的，盡管今天智能影像識別涉及醫(yī)學(xué)圖像分割、圖像配準(zhǔn)、圖像融合、圖像壓縮、圖像重建等多個領(lǐng)域，而其中最本源的還是數(shù)字圖像采集——高性能、高分辨率的醫(yī)療影像采集成像依然是實現(xiàn)人工智能的關(guān)鍵源。 “高精度、高集成度的模擬前端，為數(shù)字平板X-光機、CT、高端彩色超聲設(shè)備等高質(zhì)量醫(yī)學(xué)圖像的智能診斷提供了可靠保證?！庇嵋銊傊赋?。

例如，ADI推出的最新一代ADAS1135為256通道、24位電流數(shù)字轉(zhuǎn)換器模塊，作為業(yè)內(nèi)首款 256 通道、24 位電流數(shù)字轉(zhuǎn)換器模塊適于多通道、小電流采集數(shù)據(jù)的醫(yī)療CT(計算機斷層)、工業(yè)和安檢掃描儀，及光電二極管傳感器應(yīng)用。同時，ADI還推出了可用于醫(yī)療、工業(yè)和安保CT掃描儀數(shù)據(jù)采集的128通道多版本ADAS1134。

256通道、24位電流數(shù)字轉(zhuǎn)換器模塊ADAS1135

單芯片集成256通道、16位分辨率、22us線路掃描速度等性的ADAS1256 COF（Chip-On-Flex）解決方案也必須一提。由于功耗與噪聲不能同時達(dá)到最低的要求，所以功耗模式的切換功能就能使得用戶自行選擇適應(yīng)當(dāng)時需求的最佳功耗、噪聲模式，為此該芯片還提供了9種功耗模式。此外，對于病人來說除了關(guān)心診斷準(zhǔn)確性外，隨著健康意識的加強越來越關(guān)心診斷過程的輻射劑量。因為在做各種檢查時，X射線對病人本省也會造成傷害。對于這點，ADAS1256 COF解決方案降低探測器本身的噪聲，所以在X射線劑量很少時，低噪聲的探測器也能夠接收并清晰呈現(xiàn)圖像。ADI最近又推出了新一代更高掃描速度、更低噪聲、更低功耗的新一代解決方案ADAS1258。

256通道模擬前端COF模塊ADAS1256。

“數(shù)字采樣模擬前端這個微小的功能模塊雖然深藏于復(fù)雜機器內(nèi)部，但其性能卻會對整個系統(tǒng)的最終圖像質(zhì)量產(chǎn)生至關(guān)重要的影響。它的信號鏈包括一個檢測元件、一個低噪聲放大器(LNA)、一個濾波器和一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)?！?俞毅剛指出。在醫(yī)療成像領(lǐng)域的電子設(shè)計中，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的動態(tài)范圍、分辨率、精度、線性度和噪聲要求帶來了最嚴(yán)苛的挑戰(zhàn)。

貫穿大健康生態(tài)全產(chǎn)業(yè)鏈，共同推動智慧醫(yī)療行業(yè)發(fā)展

“ADI的技術(shù)與產(chǎn)品貫穿了大健康全產(chǎn)業(yè)鏈，包括預(yù)防、診斷、治療以及管理階段，ADI也非?？春冕t(yī)療電子領(lǐng)域的技術(shù)前景，將持續(xù)關(guān)注并積極投資相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品開發(fā)?！?俞毅剛表示，“ADI醫(yī)療業(yè)務(wù)團隊也有生物醫(yī)學(xué)方面的專家，能夠幫助整個團隊提供更契合于實際用戶的解決方案?！睋?jù)悉，ADI本地還有對醫(yī)療行規(guī)有深入理解的技術(shù)專家，會與客戶共同完成相關(guān)醫(yī)療標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中性能及可靠性方面的設(shè)計挑戰(zhàn)。

“ADI希望通過不斷投入，和客戶一起幫助最終的患者和醫(yī)生解決他們面臨的實際問題，開創(chuàng)性地在業(yè)務(wù)模式和產(chǎn)品應(yīng)用形態(tài)等方面突破已有邊界。同時ADI也將以更開放的心態(tài)，與全生態(tài)鏈合作伙伴通力合作，共同推動中國醫(yī)療行業(yè)技術(shù)發(fā)展，助力早日實現(xiàn)人民健康長壽的‘健康中國’目標(biāo)?！庇嵋銊倧娬{(diào)道。