行业分析Allied Market Research近期发布的一份报告预测,全球行动医疗市场从现在起的10年间年复合增长率(CAGR)将达到33.5%。移动医疗的好处已获广泛认可。藉由这种技术,病人不必受限于定点照护设施(如医院、诊所等),便可自行在家监测慢性病,以及疗程结束后或术后的恢复进度。
图1 : 移动医疗技术让病人不必受限于定点照护设施,可自行在家监测慢性病,以及疗程结束后或术后的恢复进度。 (资料来源:journal.ahima.org) |
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移动医疗意味着医生和临床医师无须出门,就可获得所需要的关于病人心血管问题或糖尿病的准确而全面的数据,变得非常方便,也避免了可能引起潜在创伤的环境。然而从这项技术获益的不仅止于病人。在人口老龄化问题需要解决和资源往往非常有限的情况下,移动医疗也有利于医疗专业人员。移动医疗成为收集患者重要资讯的高效方法,同时减少了会诊时间。
如今各种不同的医疗监测设备越来越盛行,包括心率监测器、血糖监测器、心电图分析仪等。要充分利用移动医疗带来的市场,医疗设备制造商需要技术合作伙伴的支援。
支援移动医疗的远程监测设备需要:
1.高效能—尽量延长电池使用时间
2.小型—患者穿戴监测设备时不会感觉不适
3.高性价比—锁定具吸引力的价位,促进更大的市场买力
4.前瞻性保证—可能需要包含附加功能,但无需衍生成本昂贵的设计更动
这些标准对医疗半导体制造商施加相当大的压力。过去当他们面对监测/感测系统必要的IC技术时,以下是他们所提供的方案选择:
1.将许多标准分立元件结合在一起,如放大器IC、数据转换IC和电源管理IC。
2.考虑一个完整的客制化系统单晶片(SoC)方案。
这两种不同的选项当然都有显著缺点。分立方案由于是现成的元件所组成,本身已具特定的功能任务,无法进行优化。这意味着它不能达到期望的性能基准。此外,分立元件占据电路板相对大的面积,而且功耗相当可观。反之,客制化方案能提升性能水准,尽量缩减印刷电路板(PCB)空间,并显著降低功耗,但需要更长的开发周期、大量前期投资,和一定程度的风险(要先确保足以支付前期开发费用的单位销量,可能有难度)。这使医疗设计团队陷入严重困境—牺牲系统性能或者承受更高成本。针对这一问题,有远见的半导体制造商已开始寻求折衷的方法—使用整合度更高的客制SoC方案,可兼顾分立方案的快速生产周期和更低成本的优势。
安森美半导体透过采用先进的晶片堆叠技术,已能解决这问题。公司推出了多晶片系统级封装(SiP)方案,包含携带式医疗系统设计规定的许多关键元件。安森美半导体的Struix产品包含一个微控制器、一个客制设计的类比前端(AFE)和一个32位元专用标准产品(ASSP),交互堆叠在一个紧密的6mm x 6mm QFN封装。
Struix ULPMC10微控制器能藉由32位元、工作频率高达30MHz 的ARM Cortex-M3核心处理器处理数据。它可提供512k 位元晶片上快闪记忆体和24k位元静态随机记忆体(SRAM),可储存重要的程式和用户数据。它还包含一个3路输入的12位元类比数位转换器(ADC)、一个即时时脉、一个锁相回路和一个温度感测器。它的超低动态和静态功耗极适用于电池供电的可携式操作—正如病患监测装置的需求。微控制器在工作时仅消耗200 μA/MHz,待机时则低于500 nA。该方案的微控制器使其极其灵活,将来系统更新以新一代的微控制器替换即可完成,AFE不受影响。
似乎可以确定,未来几年,技术会对我们的医疗保健方式产生更大的影响。远程监测将可提高患者的生活品质。为实现这愿景,医疗设备制造商必须提供更先进、高效能的半导体方案,以克服面临的工程和成本问题。 (本文作者Jakob Nielsen任职于安森美半导体消费者健康产品线高级经理)