全球智慧醫(yī)療行業(yè)浪潮已至，創(chuàng)新發(fā)展是重點

 隨著全球人口老齡化的不斷加劇和醫(yī)療資源的日益緊張，各國政府和民眾都越來越重視智慧醫(yī)療產(chǎn)業(yè)。智慧科技能夠賦能醫(yī)療打破地域、空域、時域與資源的限制，極大提升醫(yī)療服務(wù)的效能、效率和效益，智慧醫(yī)療是醫(yī)療未來發(fā)展的重要方向。ADI 亞太區(qū)醫(yī)療業(yè)務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用經(jīng)理俞毅剛在接受筆者采訪時表示，目前醫(yī)療設(shè)備產(chǎn)業(yè)整體步入高速增長階段，智能診療，智能影像識別，智能可穿戴設(shè)備相關(guān)的智能健康管理，醫(yī)療機器人等幾個方面將是醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域的應(yīng)用的主要發(fā)展方向。將人工智能應(yīng)用于的醫(yī)學(xué)影像的識別、診斷;以及具有醫(yī)療等級的智能可穿戴設(shè)備結(jié)合遠(yuǎn)程醫(yī)療的使用將會是下一個熱點。

目前，全球智慧醫(yī)療產(chǎn)業(yè)正處于穩(wěn)步發(fā)展階段，市場規(guī)模不斷擴大。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2016 至 2018 年全球智慧醫(yī)療服務(wù)支出年復(fù)合增長率約為 60%，預(yù)計 2019 年全球智慧醫(yī)療服務(wù)產(chǎn)業(yè)規(guī)模有望達(dá)到 4000 億美元。巨大的市場情勢下，產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)企業(yè)開始積極搶占市場，全球智慧醫(yī)療產(chǎn)業(yè)的春天正在到來。針對 ADI 在醫(yī)療領(lǐng)域的布局，俞毅剛做了詳細(xì)的介紹。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、治療以及疾病管理階段。在醫(yī)療電子監(jiān)測和監(jiān)測方面的重點關(guān)注應(yīng)用主要有兩大類：醫(yī)療影像檢測類和體征信號監(jiān)測類。

·醫(yī)療影像檢測類

ADI 在光電、生理電勢、生理阻抗、運動，體溫等各類高精度，高性能，高可靠性的傳感器、信號處理前端和集成模塊都在為體征信號監(jiān)測的智能醫(yī)療設(shè)備和可穿戴設(shè)備提供可靠易用的方案。同時，COF(Chip-On-Flex)，高精度、高集成度的模擬前端，也在為數(shù)字平板 X- 光機，CT，高端彩色超聲設(shè)備的高質(zhì)量醫(yī)學(xué)圖像的智能診斷提供了可靠保證。另外 ADI 在電源管理，信號處理及數(shù)據(jù)通信方面突出的技術(shù)和產(chǎn)品也為現(xiàn)在和未來的智能醫(yī)療設(shè)備所需的更低功耗、更小體積，遠(yuǎn)程互聯(lián)提供了完整系統(tǒng)級解決方案。

目前，ADI 最新一代 ADAS1135 為 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。該模塊主要技術(shù)特性包括：無電荷損失、無死區(qū)時間的同步采樣;超低噪聲;可配置電流輸入范圍;集成了 2 個可配置采樣速率的高速 ADC、內(nèi)部緩沖器、用于數(shù)據(jù)采集的去耦和旁路電容;LVDS/CMOS 串行接口;片上溫度傳感器。

ADAS1135 采用 15x15mm 的 324 引腳扁型 SiP BGA 封裝，內(nèi)部包含了電源和基準(zhǔn)電壓的去耦電容。球柵陣列為 18x18 全陣列，焊球間距為 0.8mm，焊球直徑 0.45mm。0.8mm 的焊球間距可使引腳間多布線，從而減少很多激光孔和埋孔，提高 PCB 的成品率、可靠性，進(jìn)而降低成本。同時推出 128 通道版本 ADAS1134。此外，ADI 還推出了 ADAS1256 COF(Chip-On-Flex)256 通道集成前端模塊，適用于數(shù)字 X 射線。除了單芯片集成 256 通道、16 位分辨率、22us 線路掃描速度等性能外，ADAS1256 COF 解決方案還提供了 9 種功耗模式。眾所周知，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。同時，對于病人來最關(guān)心的 X 射線等輻射劑量問題，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 的最新一代產(chǎn)品 ADAS1258 也已經(jīng)推出，進(jìn)一步優(yōu)化速度和功耗，集成更多系統(tǒng)級功能，并已在行業(yè)重要客戶中實際測試和最終產(chǎn)品開發(fā)。另外在超聲的模擬前端芯片解決方案方面，ADI 的相關(guān)產(chǎn)品一直引領(lǐng)著行業(yè)內(nèi)類似產(chǎn)品和方案的趨勢，如下圖所示對此類產(chǎn)品衍生過及代表產(chǎn)品的總結(jié)，從中不難看出 ADI 在此領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。

·體征信號監(jiān)測類

除了以上醫(yī)療影像檢測應(yīng)用中的主打技術(shù)和產(chǎn)品，在體征信號監(jiān)測方面，ADI 的產(chǎn)品和方案，更是引領(lǐng)趨勢，解決用戶最核心的問題，并獲得十分可觀的市場回報， 其中包括專業(yè)的監(jiān)護類產(chǎn)品(多用于醫(yī)院內(nèi))和可穿戴產(chǎn)品(個人消費品或個人健康產(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、運動狀態(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)投資以及產(chǎn)品方案在市場上的極大認(rèn)可。

a. 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，正在被幾乎所有大品牌客戶設(shè)計使用。ADI 專門應(yīng)用于光電法的各類生理體征信號的監(jiān)測的具有獨特優(yōu)勢的產(chǎn)品 ADPD 系列，例如 ADPD142，ADPD153， ADPD144 以及 ADPD174 等都是目前市面上集成度最高(Photodiode + LED + 模擬前端采 AFE +LED driver + 環(huán)境光抑制等，輸出就是 I2C 的數(shù)字量)，也是體積最小，功耗最低(十分靈活的配置)，性能最好(在體積，功耗都很有優(yōu)勢的同時)以及非常成熟的方案(早已有大量出貨)解決方案?？捎糜谠\斷級產(chǎn)品也可適用于消費級的產(chǎn)品相關(guān)體征信號的采集，例如心率， 血氧含量等。ADI 公司最新一代光電測量模塊產(chǎn)品 ADPD188 更是進(jìn)一步大幅度提高了進(jìn)光效率和電流轉(zhuǎn)化率(CTR);使得該類應(yīng)用在功耗、性能、設(shè)計簡易度、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。

b. ADI 的系列低功耗、單導(dǎo)聯(lián)、心電圖 ECG 模擬前端 (AFE) 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)護設(shè)備的 ECG 信號調(diào)理要求而設(shè)計。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)計人員提供了靈活性，將健身和醫(yī)療監(jiān)護的價值和性能提升到一個新的水平。

c. ADI 專門用于高精度阻抗測量的模擬前端 AD5940 為身體阻抗分析 BIA，皮電活動 EDA/GSR 等提供了簡單易用，一步到位的解決方案。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 已在國內(nèi)和國外的幾家有代表性的大客戶中都取得里程碑式的進(jìn)展， 最新一代更高精度、更低功耗片上計量儀 ADucM355 也已量產(chǎn)。

d. ADI 新推出的最新一代高性能多模傳感前端 ADPD4000 系列，可以同時支持 PPG，ECG 和生物阻抗(Bio-Z)，并且在信噪比，功耗上進(jìn)一步提升，為小體積，高性能的整體穿戴解決方案提供了更便捷設(shè)計。

e. 在體溫監(jiān)測方面，ADI 的 ADT7422 數(shù)字溫度傳感器在體溫范圍內(nèi)達(dá)到 0.1°C 的精度，4x4mm 的極小封裝，數(shù)字溫度直接輸出。ADT5912 模擬溫度傳感器能在 -20°C to 90°C 達(dá)到 0.1°C 的精度。 這些溫度傳感器在小尺寸，高精度，低功耗方面都能很好地滿足穿戴產(chǎn)品的設(shè)計。

f. 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 300nA，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。同樣，我們看中低功耗對用戶的價值，所以更高性能，以及更加合理價格的類似產(chǎn)品也將陸續(xù)推出。

另外一款高集成度的 ADAS1000，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。

除此以外，作為高性能信號鏈代表廠商，ADI 一直致力于提供領(lǐng)先于業(yè)界的小劑量、快速、高精度體外診斷儀器 IVD 解決方案。體外診斷儀器包含多種不同的技術(shù)，例如光譜分析、聚合酶鏈(PCR)、電化學(xué)、酸堿度(ISE、pH)、液面、流控和樣本處理功能、自動控制以及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等，系統(tǒng)集成很復(fù)雜。其中，光學(xué)系統(tǒng)控制和精度是系統(tǒng)的關(guān)鍵要素;為降低成本和確保一致性，試劑容量控制很重要;測量速度非常重要，且對溫度波動很敏感。ADI 提供各類放大器用于 I/V 轉(zhuǎn)換、濾波器設(shè)計、信號調(diào)理和 ADC 驅(qū)動，并提供數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、信號處理、溫度監(jiān)測和電源管理解決方案，使體外診斷儀器應(yīng)用的產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性達(dá)到最佳程度。除體外診斷儀器之外，ADI 還提供包括輸液泵、呼吸機、麻醉機等多種醫(yī)療和生命科學(xué)儀器解決方案。同時，為助力客戶面向市場快速推出產(chǎn)品，ADI 提供評估板、仿真工具和應(yīng)用專業(yè)技術(shù)，為客戶的設(shè)計和開發(fā)工作提供支持。

新興技術(shù)如何推動智慧醫(yī)療?

近幾年，隨著圖像識別、自然語言處理等 AI 技術(shù)以及 5G、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等新興技術(shù)的發(fā)展和成熟，且在國家政策的大力支持與鼓勵下，智慧醫(yī)療行業(yè)邁入發(fā)展新紀(jì)元。

對此，俞毅剛表示，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 榮登榜單。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。“云計算、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。

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。ADI 以上各產(chǎn)品和方案，都不是單一的一代產(chǎn)品，而是具有戰(zhàn)略規(guī)劃的系列產(chǎn)品，目的是盡量引領(lǐng)市場的發(fā)展趨勢，解決用戶系統(tǒng)級應(yīng)用難題和最終用戶使用體驗的全面提升。所以在性能提升和成本優(yōu)化方面不斷改進(jìn)，進(jìn)而鞏固性價雙面優(yōu)勢的市場地位。當(dāng)然，對于不同的應(yīng)用場景和具體的設(shè)計目標(biāo)以及用戶的判別條件的差異，有不同的相對性能比較結(jié)論。通常情況下，我們的新產(chǎn)品在總體性能上的提升至少要在前一代產(chǎn)品的基礎(chǔ)上提高 1/3 或以上，多數(shù)情況下我們都能實現(xiàn)更大幅度的性能。對于開創(chuàng)性的產(chǎn)品，通?？梢詭椭麢C廠商帶來的性能提升會更顯著。當(dāng)然，我們通常不會在整體性能提升的同時，給用戶帶來系統(tǒng)級成本上的增加。

ADI 非常看好醫(yī)療領(lǐng)域的技術(shù)和業(yè)務(wù)的前景，將持續(xù)的戰(zhàn)略專注，并積極參與相關(guān)的研討并投資相關(guān)的技術(shù)和產(chǎn)品開發(fā)。事實上，ADI 自己醫(yī)療業(yè)務(wù)團隊已經(jīng)有生物醫(yī)學(xué)方面的專家，幫助整個團隊提供更好的方案給客戶。除此以外，我們本地還有對醫(yī)療行規(guī)有深入理解的技術(shù)專家，他們會和客戶共同完成相關(guān)醫(yī)療標(biāo)準(zhǔn)中所以規(guī)范的性能及可靠性方面的設(shè)計挑戰(zhàn)。以及相當(dāng)規(guī)模的軟件開發(fā)團隊，以及第三方合作伙伴，會給提供軟硬件及系統(tǒng)級應(yīng)用的全方位的解決方案。

ADI 希望通過自己的不斷投入，和我們的客戶一起，幫助最終的患者(或使用者)和醫(yī)生解決他們面臨的問題，例如測量精度、使用方便性、成本及可靠性等問題。更希望與我們客戶的不懈努力，能夠開創(chuàng)性地在業(yè)務(wù)模式和產(chǎn)品應(yīng)用形態(tài)等方面，突破已有產(chǎn)品形態(tài)的邊界，在醫(yī)療電子應(yīng)用，為解決我們共同面臨的“看病難，看病貴”、“醫(yī)療資源分布布局”、“分級診療”以及“完善基層醫(yī)療設(shè)施”等挑戰(zhàn)做出自己的行業(yè)貢獻(xiàn)。ADI 將繼續(xù)以開放的心態(tài)，與從預(yù)防、診斷到治療、疾病管理的全生態(tài)鏈合作伙伴一起通力合作，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)。

智慧醫(yī)療的現(xiàn)狀和挑戰(zhàn)

談到中國醫(yī)療電子市場的發(fā)展現(xiàn)狀以及面臨的挑戰(zhàn)，俞毅剛認(rèn)為，在體征信號監(jiān)測類設(shè)備，低功耗、診斷級性能、高集成 / 小體積，設(shè)計周期短是目前面臨的挑戰(zhàn)。為此 ADI 提供了完整系統(tǒng)級解決方案和參考設(shè)計，專門技術(shù)團隊提供系統(tǒng)級的專業(yè)支持和技術(shù)服務(wù)。在醫(yī)療影像檢測類，如 X 光平板探測器，設(shè)計面臨的挑戰(zhàn)有：更低 X 射線劑量，快速動態(tài)圖像，便攜，減少設(shè)計周期等。CT 面臨的挑戰(zhàn)有：更多層數(shù)(16 層 -》 64 層 -》128 層 -》 320 層)，更低 X 射線劑量，更低系統(tǒng)成本，縮短上市時間等。ADI 提供的更高通道數(shù)，完整信號鏈、更低功耗，更快速，更低噪聲的集成子系統(tǒng)，具競爭力的成本和連貫的路線圖，配合專門的專家團隊提供系統(tǒng)級應(yīng)用支持，幫助客戶克服挑戰(zhàn)，加快設(shè)計到發(fā)布時間。