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醫療電子 行動登場!
「醫」網打盡

【作者: 王岫晨】   2008年09月15日 星期一

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生病了或想做身體檢查,還得大老遠跑去醫院大排長龍嗎?別鬧了,都已經是Mobile的時代,上醫院也變得「行動」化了。透過半導體無線通訊、邏輯、感測、記憶與更省能的電源管理技術,醫療設備也可以輕鬆帶著走。醫療設備帶給一般使用者的印象,不外乎就是體積龐大、造價昂貴、深鎖在醫院的病房裡,一般人平時很難窺其全貌,且使用這些醫療設備的人也似乎都與生病劃上等號。


慢慢地,大型醫療設備也變得「可攜式」化了。然而過去的「可攜式」醫療設備,其實指的僅是「有輪子」可移動的醫療設備,體積依舊龐大,只不過可藉由輪子通過房門移動位置罷了。然而時至今日,這項概念已經改變,許多醫療裝置都已經「小型化」與「行動化」,不僅能隨處移動,有些甚至能穿戴在身上。當然這樣的趨勢將會帶給行動醫療裝置許多如產品體積和內部電路設計的新挑戰。


會有這樣的趨勢,主要是因為醫療方式的改變,政府和醫療機構正努力將醫療看護的決定權交由病患自行決定。為了讓病患不必長時間待在醫院或醫生辦公室,醫界已開始使用攜帶方便並可遠距連線的醫療監控系統,包括血糖計到可攜式心電圖系統等所有相關儀器。這些可攜式醫療裝置發展重點在於使其更便於攜帶並具備遠程連線能力,且能迅速蒐集資料並確保資料品質。


可攜式醫療電子登場!

由於人口愈加老齡化、醫療成本不斷升高以及新興經濟體對醫療照護的需求日益擴大,使得新型醫療解決方案的需求急速增加。例如可攜式和低成本的超音波設備就是其中之一,它們主要適用於醫療病房、救護車、行動檢傷分級(mobile triage)和偏遠地區。由Frost & Sullivan所提出的市場預測顯示,可攜式或掌上型超音波系統的複合年成長率高達19.2%,在2010年之前的銷售量可望達到3.3億套。


此外,由於醫療方式的演進,醫療診斷技術也必須迅速轉變,目前新一代設備和掌上型裝置必須能夠放置在病床旁協助診斷。這類設備的處理解決方案不僅必須具備高效能和低耗電等特色,還須透過系統單晶片整合以降低電路板面積和零件數目,以量測、監控並顯示類比生理輸入訊號,如體溫、血壓和其他重要生命跡象等。


「相對於不動就是行動!」這是醫生對於行動醫療最簡潔的定義。行動醫療的概念相當廣泛,基本上就是透過各種可攜式設備結合通訊技術,使患者可以隨時隨地獲得醫療服務與資源。行動醫療又可以區分為在醫院內的行動化醫療設備建置及服務,以及在醫院外的遠距醫療、健康照護等。而逐漸老年化的社會,以及保健觀念的日漸普及,也都使得行動醫療市場和產業前景看好。行動醫療的概念已是未來醫療和科技產業的重要趨勢。


根據Databeans的定義,醫療電子可以概略分為三個主要應用類別,包括家庭、影像、以及診斷與治療。預估至2011年,整體醫療電子用半導體產值將超過40億美元。其中,診斷與治療佔48%、家庭市場佔37%、而影像市場則佔有15%。這些應用當中成長速度最快的是家庭應用市場,平均年成長率高達12%。家用市場產品主要是以消費性產品為主,狹義如血糖機、血壓計、耳溫槍、快速體溫計、膽固醇計、數位驗孕器、細菌感染顯示器等,甚至廣義的健康醫療器材如跑步機、健身器材、心跳檢測儀、體重計及體脂計等,都包括在醫療電子的範圍當中。


可攜式醫療電子系統

盛群半導體設計中心產品二處處長王明坤表示,可攜式醫療電子系統一般都需要結合化學試片,大都有專利保護,進入門檻較高,在信號檢測與分析上常需要結合統計、運算、信號放大處理與專業經驗判斷等,不像是手機或PC產業,只要懂得整合元件等知識即可進入。且醫療電子一旦產品經過認證,更改MCU解決方案的機會不大,產品供應鏈較為封閉。一般針對可攜式電子系統之產品要求包括:省電、價格低、操作簡易、輕便、準確與記憶容量大等特點。


此外,可攜式消費型醫療電子產品對於尺寸與功耗的要求更為嚴格,需仰賴半導體元件持續整合,才能達成體積與成本縮減的目標。一般醫療試劑產生的電子信號很小,因此MCU需具備準確的放大電路,快速A/D轉換以及運算功能,並且也必須非常省電。


當然隨著醫療影像系統變得更精巧和容易攜帶,設計這類日益複雜的系統時產生的各種問題,也需要晶片設計商來加以解決。例如日新月異的可攜式超音波系統,其產品設計複雜度又高,製造商需要可擴充和高度整合的解決方案,以便提高醫療影像的畫質、降低耗電量並使超音波系統更易於為大眾所使用。晶片設計商必須在不影響效能和影像品質的情形下,達成系統超低耗電及高密度的要求。


一般來說,可攜式醫療裝置都是由五個基本要件所構成,隨著系統不同,這些要素的效能顯然也有差異。這五個要件包括:


  • ●感測器介面與訊號鏈;


  • ●MCU/DSP;


  • ●資料傳輸介面;


  • ●電池和電源管理;


  • ●顯示器和顯示介面。



感測器介面與訊號鏈

無論讀取體溫、脈博、血糖或其它生物特徵的感測器,關鍵都在於使用適當的訊號鏈。第一級電路是儀表放大器是訊號鏈,第二級電路通常是低耗電運算放大器,訊號鏈的第三級電路則是由效能良好的Δ-Σ或SAR類比數位轉換器所構成,它們可以提供單週期濾波穩定和根據命令進行轉換等功能,以便簡化類比數位轉換器周圍電路設計,同時提高轉換速度和支援更大的來源端阻抗。透過適當的設計和零件選擇,設計人員可將乾淨、精確和真正有意義的訊號送到系統微控制器或DSP。


所有可攜式醫療電子的工作原理大都是相同的,也就是都會有一個感測器,這樣的感測器分為兩種,一種是化學反應式的試紙,如血糖計、驗孕計等,都是透過試紙來檢測血液中的糖份反應或者懷孕狀況進而轉變成為化學訊號等,另一種是將生物特徵與數量轉變成電子訊號的感測元件,例如將溫度、血壓與心跳等訊號透過感測器轉換為電子訊號傳送至機器做進一步分析。


也因此,感測器可說是醫療電子裝置的重要元件,待測的物理量透過感測器轉換成電子訊號,再進一步交由MCU與ADC等元件進行訊號轉換與處理,經演算的資料透過顯示器顯示,使用者便可清楚知道所欲量測的健康情況。


MCU/DSP

醫療監控裝置會產生大量的原始資料,至於資料儲存和變動趨勢分析、變化記錄、訊息回授、大型系統連結以及診斷演算法的執行,通常都是由系統控制器負責。在系統處理需求和功耗限制間取得平衡對產品的成敗影響很大。較為簡易的可攜式醫療設備,通常使用8-bit MCU便已經足夠。而對於需求複雜運算與龐大數據資料量的場合,則使用運算速度更快的DSP。


目前已有許多廠商在其MCU當中增加記憶體,同時整合 RF、USB、加密和 LCD 介面等周邊,因此設計人員能夠將所需的功能加入高階應用領域,例如個人醫療與可攜式儀器等。提升效能、功能與降低耗電這些彼此衝突的需求是現今業界面臨的最大挑戰,設計人員都希望事半功倍,因此針對行動醫療應用的MCU,必須具備降低現有功耗,同時可開發出耗電量極低的新設計。


另外,隨著醫療診斷設備的便利性增加與成本降低,相關處理解決方案不僅必須協助設備製造商減少應用開發複雜性和時間,還須將產品體積與成本降到最低。常用的MCU必須以合理的價格提供低耗電、完整訊號鏈和強大的應用開發支援,進而滿足設備製造商的需求。


一般可攜式醫療器材屬於家用簡單檢測用途,僅用於檢測例如血壓、血糖檢測等單純數據,與醫院中所使用的複雜檢測設備稍有不同,這也是可攜式醫療設備與大型醫療設備的差異,在於其複雜度、精確性、可靠度等,當然成本與MCU或DPS等級也不同另外。


電池與電源管理

較簡易的系統可以使用普通電池,較大型系統則能使用不同類型和體積的充電電池。一些如動態電源路徑管理等的功能可以讓系統從不同的電池充電路徑取得電力,這表示電池用盡的裝置只要接上電源就能立即使用,不需等待充電完成。這項特性對醫療系統很重要,因為它們必須能配合突發狀況使用。另一項重要功能是追蹤電池的真正阻抗,而不僅止於簡單地測量電壓或計算電荷數目。阻抗追蹤技術則能讓系統精確計算剩餘使用時間,而且整個電池壽命期間的誤差都不會超過1%,這能讓系統使用電池的所有可用電力,進而提供更長運行時間。工程師在設計初期就應確定電源需求,這能協助他們做出適當的系統層級取捨,滿足應用產品對攜帶方便性和即時處理效能的要求。


資料傳輸介面

醫療電子產品的資料界面已從RS232線路升級到有線和無線乙太網路連線,以及近距和遠距無線連結。醫院可以利用這些新界面連接院內和病患家裡的所有設備。病患只要隨身帶著無線感測器模組,就會連結到家庭保全系統的監視器,並與遠端的醫生連線。整個系統會連接到乙太網路或醫療服務中心,讓醫院隨時都能接收和監控病患狀態,而不會影響他們的居家隱私。


無線通訊也在行動醫療應用中扮演關鍵角色。隨著WLAN、3G、Wi-Fi、WiMAX、Zigbee等無線通訊技術日漸成熟,搭配更為輕巧的行動電子設備如手機、NB等,使得行動醫療的推動更為有利。


顯示器

可視性是顯示裝置的重要效能之一,選擇正確的背光源解決方案可以增強這方面的效能,這對病患讀取畫面上的體溫值、心電圖或其它數據都有幫助。可攜式系統的電源是由電池提供,因此無論背光解決方案採用電感設計或是以電荷泵浦為基礎的較簡易架構,它們只要提供寬廣的輸入電壓範圍,就能為系統省下額外的穩壓電路。而使用觸控螢幕控制不僅能簡化可攜式產品的使用,還能免除傳統的按鍵以大幅縮小產品體積。觸控螢幕控制可用來提供螢幕功能選單、輸入/輸出資料顯示微調,以及在螢幕上顯示更大和更容易使用的觸控按鍵。


上述所提到的五個基本要素等元件,對於可攜式醫療電子產品來說都是缺一不可的。過去MCU、ADC、Sensor等元件都單獨存在,暨佔空間也非常耗電。而目前的趨勢是已經開始將ADC等元件整合到MCU之中,如此不僅可以縮小體積、減少成本,耗電量也可以降低。


盛群成熟MCU技術勇闖醫療電子

盛群半導體(Holtek)的產品是以各種MCU為主,針對可攜式醫療電子產品,初期將以家用市場為目標。面對現今醫療電子市場的趨勢,各樣器材都不只具備單一的運動或量測基本功能,許多都還增加了記錄功能、統計、甚至分析與通訊等能力,以便達成作為醫療前端用途的角色。


《圖一 盛群半導體設計中心產品二處處長王明坤(左)、產品二處市場企劃部專案副理林宏嚴》
《圖一 盛群半導體設計中心產品二處處長王明坤(左)、產品二處市場企劃部專案副理林宏嚴》

盛群半導體設計中心產品二處處長王明坤表示,盛群在2008年推出的大點數LCD、大容量ROM及RAM的Tinypower系列應用在運動器材如跑步機、腳踏車等產品上尤其適合。此外2009年起,盛群也將推出一系列16-bit ADC晶片,該系列產品不僅大幅提高量測的解析度,可符合各項醫療監測的需求,同時也承襲了一貫的完整周邊配備,對現今醫療電子產品功能多樣化、高整合度特別適用。舉凡血糖計、血壓計、耳溫槍、額溫槍、體脂計與體重計等都是可以應用的範圍。而為了便利可攜式醫療電子產品所測得的數據資料能夠快速傳送給電腦進行統計,盛群也致力於發展各式介面如I2C、UART與USB等。


目前盛群已經成功打入數位驗孕器、細菌感染顯示器等市場。目前該市場的產品使用盛群解決方案的總數量達到每年800萬。以數位驗孕器為例,過去第一代與第二代的解決方案,LCD顯示器上只僅能提供是否懷孕的資訊,而第三代解決方案已可顯示懷孕週數。而體重計應用方面,目前也已有使用盛群解決方案的客戶進行產品的量產。預計未來隨著TinyPower Flash MCU整合快速A/D及16-bit ADC晶片,將可適用於更寬廣的可攜式醫療電子領域。


盛群是唯一成功打入歐美市場的台灣MCU廠商。所主推的產品線中,包括輸入輸出型快閃記憶體MCU的HT48FxxE系列,與低功耗MCU的HT56系列都是非常適合可攜式醫療電子裝置使用的MC產品線。HT48FxxE系列支援10萬次的線上程式設計,保存資料有效期達10年,其內部EEPROM支援100萬次的擦/寫週期。HT56系列則是低功耗LCD模/數型MCU。例如HT56R64便具有快速RC與內部RC喚醒功能,以及多種低功耗模式。在越來越多的應用中,需要更低功耗的MCU,來延長產品使用壽命,因此,低功耗也成為MCU的一個發展趨勢。HT56Rxx系列MCU具有1.8V超低啟動電壓,非常適合可攜式醫療電子設備等產品。


盛群半導體產品二處市場企劃部專案副理林宏嚴也說明,可攜式醫療電子的運算耗電量是重要考量,MCU運算的效能與耗電量是成正比的,因此可攜式醫療電子裝置與一般行動裝置一樣,在需求足夠的效能同時,也要求最小的耗電。目前MCU在行動裝置上的應用趨勢在於,效能夠用就好,但耗電量必須達到最低。盛群針對此種行動省能應用所開發的TinyPower技術,最大特性在於其MCU運算效能與同類型產品相同,但低功耗的表現卻是最強,因此非常適合行動裝置的應用,當然包括可攜式醫療電子裝置等產品。


王明坤認為,醫療電子跨入的門檻高,畢竟醫療產業具備高專業性,一般僅具備數位技術的電子廠商想跨入尚不容易,必須擁有相關醫療系統合作夥伴的配合,提供醫療專業知識,並了解醫療產業需求,才能成功打入該市場。盛群半導體在MCU領域所累積的經驗不容置疑,更是成功打入國際市場的台灣MCU廠商,配合策略夥伴的協助,目前已經積極進軍可攜式醫療電子與車用電子等指標性市場,發展前景可說是十分耀眼。


《圖二 德州儀器亞洲區市場開發MSP430/C2000產品經理陳俊宏》
《圖二 德州儀器亞洲區市場開發MSP430/C2000產品經理陳俊宏》

TI改變21世紀醫療保健技術

針對可攜式醫療電子領域,德州儀器(TI)許多解決方案都非常適用。針對療影像市場的超音波系統,TI便發表了兩款完整的類比前端(AFE)元件,應用範圍涵蓋可攜式到高階超音波醫療診斷等各種設備。AFE58xx系列可以提高新型超音波系統設計的影像畫質和降低耗電,其中首款元件AFE5805是針對可攜式超音波市場的需求設計,相較傳統解決方案最多可減少50%的空間使用、20%的耗電量和40%的雜訊。


《圖三 內建TI MSP430微控制器的血糖測量器,擁有超低耗電以及龐大的晶片內建記憶體和完整類比周邊元件,提供便利的醫療照護。》
《圖三 內建TI MSP430微控制器的血糖測量器,擁有超低耗電以及龐大的晶片內建記憶體和完整類比周邊元件,提供便利的醫療照護。》

AFE5805是專為可攜式超音波系統所設計,是類比訊號鏈的完整解決方案,具有耗電低、體積精巧和解析度高等優點。不僅能減少零件數目,將耗電量減少至每通道只有122mW,雜訊也比最接近的競爭產品降低40%,在2MHz頻率的雜訊強度只有0.85nV/rtHz,這種低雜訊特性不但適合可攜式設備,也能用於高通道密度的中階超音波系統。


AFE5804則是該系列的第二款裝置,特別適合需要低功耗及小體積的超音波系統。此款八通道AFE的耗電量,較同類型裝置減少30%,可協助多種可攜式系統,延長電池供電時間,並提昇影像畫質。完全整合式的AFE5804,可在1.25nV/rtHz及40MSPS的狀況下達到各通道102mW的效能,並維持可攜式設備的影像畫質。此款八通道裝置包含低雜訊放大器(LNA)、電壓控制衰減器(VCA)、可程式增益放大器(PGA)、低通濾波器(LPF),以及含有LVDS資料輸出的12位元10MSPS至50MSPS類比數位轉換器。ADC的LVDS輸出,可減少連接ASIC或FPGA的介面線路數,如此可達到可攜式系統所需的系統整合高密度。


《圖四 MSP430F5xx是TI針對可攜式醫療等多種行動用途而開發的新款MCU》
《圖四 MSP430F5xx是TI針對可攜式醫療等多種行動用途而開發的新款MCU》

至於MCU部分,德州儀器亞洲區市場開發MSP430/C2000產品經理陳俊宏指出,TI過去便已經針對可攜式醫療診斷設備,發表一款具備掌上型醫療應用所需完整訊號鏈的MSP430FG4270系統單晶片。這款MCU內建低成本可攜式醫療診斷設備所需的完整功能,包括龐大的晶片內建記憶體和完整類比週邊,有效降低如個人血壓監測計、肺活量計、脈動血氧計和心跳監測器等可攜式應用的零件成本和系統使用空間。其16位元RISC架構也可針對可攜式應用設計人員的關注重點提供最佳效能並延長電池壽命。


而新近所發表的新一代MSP430F5xx系列MCU能大幅提升效能並降低耗電,部分應用甚至不需外接電池。新款MCU可針對效能達25MHz的裝置提供低功耗,同時增加快閃記憶體與RAM,並整合射頻、USB、加密與LCD介面等周邊。由於運行耗電量僅160μA/MHz,且待機時可達1.5μA,因此可延長電池壽命,而內建這款產品的可攜式應用更可使用較小型的電池,至於使用太陽能、振動能源或人體溫度的能量收集系統等應用,則完全不需要電池。


另外,類比數位轉換器當然也是可攜式醫療電子設備當中不可或缺的重要元件。TI一系列10/12位元8通道類比數位轉換器,耗電低且小體積,可協助醫療影像等應用縮小體積並降低耗電。ADS5281系列提供高解析度、65MSPS最大取樣速率、低雜訊和先進數位濾波功能,對於可攜式超音波及核磁共振儀等敏感的影像應用是相當重要的功能。


ADS5281、ADS5282和ADS5287等系列的耗電量比其它解決方案減少三成,在65MSPS最大取樣速率下,ADS5281產品線的每通道耗電最低只有77mW。此系列轉換器還支援動態調整,可將30MSPS取樣速率下的每通道耗電減少至48mW。ADS5281系列可與VCA8500組成一套完整的醫療應用訊號鏈解決方案,並將50MSPS速率下的每通道耗電減少至130mW以下。


《圖五 可攜式醫療電子應用之心率計》
《圖五 可攜式醫療電子應用之心率計》

德州儀器與Logic共推醫療創新開發套件與系統模組

為了滿足消費者需求,提供體積更小且更容易操作的醫療產品,德州儀器與Logic推出全新開發套件,可協助客戶快速推出醫療產品。Zoom Medical OMAP35x開發套件與配套系統模組(SOM)採用TI的OMAP35x處理器,可提供開發人員更有經濟效益、更簡化的設計與生產流程,以開發醫療、工業及其他嵌入式應用。


此款開發套件可協助醫療產品公司開發精密型整合式醫療裝置,包含進階圖形使用者介面、智慧型即時生理訊號處理,以及有線或無線的病患監控與資料記錄等應用。這些功能皆可在低成本且高彈性的軟體開發環境中完成,而醫療開發套件的 SOM 設計更提供快速生產功能,可避免額外的測試或產品發佈工作。


NS的CTSD技術降低產品功耗

類比技術大廠美國國家半導體(NS)針對醫療電子應用也有相關的類比數位轉換器方案推出。NS亞太區放大器產品市場經理龔銘潭便表示,NS目前便有一款適用於可攜式超音波醫療設備,採用連續時間sigma-delta(CTSD)技術的高速類比/數位轉換器上市。此款8通道、12位元、50MSPS的ADC12EU050類比/數位轉換器是PowerWise高能源效率晶片系列產品,其特點是無混疊訊號取樣頻寬可達25MHz,但功耗則比採用管線架構的競爭產品低一半,僅350mW。由於這款晶片在低功率技術上取得新的突破,因此可以利用該晶片延長可攜式超音波醫療設備的電池壽命並減低散熱量。


《圖六 NS亞太區放大器產品市場經理龔銘潭》
《圖六 NS亞太區放大器產品市場經理龔銘潭》

回顧過去,CTSD技術一直是各大學及資訊業者的熱門研究課題。NS成功推出ADC12EU050晶片,成為首家將試驗成功的CTSD技術應用到生產線的晶片商。NS未來並計劃推出更多採用CTSD技術的類比/數位轉換器產品,讓造影系統、通訊設備以及測試和測量儀表等電子產品能夠以極低的功率發揮動態效能。連續時間架構的優點,在於可以添加訊號調節等訊號路徑功能,而且同時又可為類比/數位轉換器增添能濾除混疊訊號的濾波功能,使系統設計得以大幅精簡。


NS的資料轉換產品型號齊備,而且其功能具加值能力,例如快速8位元類比/數位轉換器(速度達3GSPS)、速度高達170MSPS而輸入頻寬達1.1GHz的12及14位元類比/數位轉換器,以及易於使用、速度達1MSPS且接腳和功能都可相容的8、10、12及14位元低功率類比/數位轉換器和數位/類比轉換器系列。NS的PowerWise資料轉換產品只耗用最少的能源便可發揮高效能,對於醫療造影系統及更多應用場合都非常適宜。


《圖七 ADC12EU050非常適合可攜式超音波系統應用》
《圖七 ADC12EU050非常適合可攜式超音波系統應用》

NS資料轉換器ADC12EU050技術規格及特色

12位元、低功率、8進位制CTSD的ADC12EU050類比/數位轉換器可提供達25MHz的無混疊訊號取樣頻寬,轉換速度高達40MSPS至50MSPS,訊號雜訊比及失真(SINAD)為68dB,而訊號雜訊比則為70dBFS。若以1.2V的供電電壓及50MSPS的取樣速度作業,這款晶片的每通道功耗僅為44mW,總功耗更低至350mW。由於ADC12EU050晶片的串列輸出模式可以根據需要而設定,因此線路互連設計可以進一步簡化。串列輸出有業界標準的LVDS及可調節低電壓訊號傳輸(SLVS)兩種模式可供選擇。ADC12EU050晶片採用68接腳的 LLP 封裝,大小只有10mmx10mm,而且可在攝氏-40至85度的溫度範圍內作業。


ADC12EU050晶片的CTSD架構優於傳統的管線架構,其優點如下:


  • * 更低功耗;


  • * 內建能濾除混疊訊號的低通、磚牆式濾波器,可將頻帶外的訊號濾除,以免這些訊號與頻帶內的低頻訊號混疊,並且無需像管線式轉換器一樣進行大量的訊號超取樣;


  • * 內建容易驅動的純電阻式輸入級,無需另外加設取樣及保持放大器;


  • * 內建鎖相迴路及壓控振盪器,可以執行時脈調節功能,讓系統設計工程師可以採用成本較低的時脈振盪電路;


  • * 內建即時超載回復(IOR)電路,其優點是即使輸入訊號超過預先設定的極限,也可在一個時脈周期內從飽和狀態下恢復。



ADI提升影像品質與電源性能

由於醫院、醫療診所以及可攜式急救裝置在例行性、預防性、以及急性的醫療照護方面,對於高性能可攜式超音波設備的依賴度日益提昇,因此超音波設備的設計工程師必須要在影像品質與電源效率兩者之間取得較佳平衡上,設法去符合嶄新多變的需求。為了配合此項需要,美商亞德諾(ADI),發表兩款八通道超音波接收器產品。


ADI大中華區應用工程總監李財旺表示,AD 9272的特點為其低終端雜訊,可以應用在以手推式裝置為主,需要較優越影像品質的高中階超音波設備中,而AD9273則是同級產品中最具電源效率的元件,能夠因應可攜式超音波系統的需要。


《圖八 ADI大中華區應用工程總監李財旺》
《圖八 ADI大中華區應用工程總監李財旺》

這些元件是依AD 9271所開發,該元件是第一款將完整的八通道超音波接收器整合於單晶片當中,而且目前仍然在全球各地被應用於超音波設備當中。AD 927x系列元件以單顆積體電路取代先前的分離式解決方案,這些元件具有八個通道,每一組通道都包含低雜訊放大器、可變增益放大器(VGA)、抗鋸齒濾波器(AAF)、以及12位元類比數位轉換器。


AD 927x系列家族中的元件為醫療設備設計工程師在針對不同的影像模式衡量電源與性能時提供了彈性。AD 9272與AD 9273都具有一組串列周邊介面,讓設計工程師得以針對任何特定的影像模式、探測、或是電源需求,進一步的將雜訊與電源性能客製化。設計工程師可以藉由修改SPI暫存器而將超音波信號處理架構予以最佳化,藉以盡可能的獲得最好的雜訊性能或是最長的電池使用時間。還有一套易於使用的軟體工具可以簡化每一項設定。


ADI以其資料轉換技術與專業知識,擴展超音波解決方案產品系列,產品線可以應用在以手推式裝置為基礎以及使用電池供電的可攜式超音波設備中,能夠將影像品質提昇至最高,同時降低電源耗損。


結語

可攜式醫療電子裝置的發展,未來新技術將不斷出現,例如使用者只要透過家用掃描儀,就能將身體資訊傳送給遠處的醫生進行健康狀況的診斷。這些虛擬醫生可能在世界任何角落,病患則只需在家裡、辦公室或渡假地點等地即可。


目前可攜式醫療裝置已能在病患需要的時間和地點提供醫療支援。而許多新興的構思或應用要能夠實現,就必須透過半導體廠商為這些電子裝置提供適合的半導體元件。而半導體廠商也必須與醫療產業緊密結合,畢竟醫療產業是個封閉的市場,跨入門檻高,而許多醫療數據的分析更需要專業人士才擁有相關知識。因此,在深入了解與醫療產業的需求,半導體廠商才能開發出適合的產品規格與足夠效能的產品,協助醫療設備的製造商,開發出最佳的設計。


行動醫療的概念,在於提供數位化、視覺化、互動化與人性化的醫療環境。隨著各方面環境的成熟,未來可攜式醫療電子裝置將可大幅改善醫療效率和品質,並為科技產業、醫療產業與病患間構築起三贏的醫療網路,這也正是行動醫療的具體實踐。


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