便携与无线将成为医疗电子技术新趋势

　便携化趋势的多层面意义

　　便携化已逐渐成为医疗电子市场的发展方向之一。消费类市场对移动产品的要求主要为满足用户的使用体验，便携性在医疗产品市场的作用与消费类基本相同，目的依然是给患者和医护人员更便利和有效的操作手段；但另一方面，除了使用方便以外，对于政府开支和社会福利也有更深层的意义。

　　ADI（Analog Devices Inc.）公司高速转换器部门高级应用工程师Rob Reeder说，便携性的趋势使许多“高端”特征降级为典型的低端或便携的特征。一般来说，这一趋势随着工业和电子行业的技术进步而发展。由于这些进步已将器件的体积、功耗和性能指标推到极限，因此日益增长的要求是将便携式设备从低端系统变为高端系统。拿超声仪器来说，高端超声系统是非常昂贵的，并且依赖于应用和市场需求进行不同的划分。尽管超声系统作为临床医疗和预防性维护工具已逐渐为人们所了解，但是最初的使用率还是较低的，这是因为便携式超声系统的成本不仅包括用于采购成本，而且也包括对新用户进行培训的成本；但随着远期效益完全超过成本代价时，便携式超声系统将日益普及。

　　在便携医疗电子设计方面，TI认为，无论是开发血糖仪、数字血压计、血气（Blood Gas）计、数字脉搏/心率监测仪，或是数字体温计，都会涉及到五个系统层面的模块：电源/电池管理、控制及数据处理、传感器输入的放大及A/D转换、若干类型的显示以及传感器单元本身。一般来说，以上设备均为电池驱动、微控制器控制的手持设备，并采用不同的生物传感器（Bio-Sensor）进行测量。但很明显，由于仪表类型及特性设定对传感、处理及信息显示的要求不同，这些模块实际实现的拓扑结构也会有很大差异。源于延长电池使用时间的需求和使用者对其健康状况了解的迫切性，医疗仪器主要设计考虑因素为超低功耗、高效率，以及短时间响应的高精度。额外的要求也将带来更多的需要，如额外的内存以支持历史波形（Historical Profiling）的纪录，电缆线或无线接口以用于将数据上载至家用、医生办公室内的计算机或是访问传感器，甚至可能要求音频反馈以用于简单的良好/不良好指示或是更为复杂的逐步使用说明。添加此类特性而不增加功耗是对此类应用的重大挑战。TI终端设备市场营销经理Jonathan BeaRField认为，便携式医疗设备在设备本身和内部的电路两方面给产品设计带来了新挑战。而且从技术以外的更宏观的角度讲，便携推动的医疗技术变革对整个社会和经济都有一定影响。比如政府和一些医疗机构非常支持便携技术的推行，他们希望医疗电子设备能给用户在监控自身健康方面有更多的自由度，因为医院如果能对病人实行远程监控和管理，则必然会减轻社会对更多病房和医护人员的需求，相关政府开支就可以节省下来。

　　无线技术带来高效管理模式

　　伴随便携趋势而来的必然是对无线功能的追求，实现设备的无线接入除了能更有效的扩展产品便携化带来的便利、灵活的体验，另一方面也使医疗机构的各项管理实现了更高的效率。

　　爱尔兰高威国立大学信息技术系研究人员认为，无线传感器网络（WSN）技术可使医疗仪器更有效地发挥作用。目前WSN在医疗方面的应用已不限于仅用RFID实现定位或系统登入，许多医疗仪器，例如常用的生命体征监测仪、输液泵、呼吸机等发送的数据都可以通过WSN与医院的中央管理系统实现无线整合。电子仪器的统一管理也可使医疗机构既有的投资得到保护；同时，具有Ad-hoc网络特性的WSN可使兼容的医疗仪器随意添加到网络中，医疗数据的收集可具备更高的准确度，病人或病床的移动也能更方便地实现记录和更新，给医疗机构带来更简洁的管理方式。病人的位置和某些身体状况可被随时确定，其信息的隐私性也可得到充分保证。

　　医疗器械也给WSN的构架提出了许多较高的要求，首先医用仪器关系到病人和用户的生命和健康，因此WSN所用的元件必须无害，而且对其他的医用设备也不能有任何干扰；另一方面对于WSN产品来说也需要有极高的可靠性、自组织性，和抗干扰性。

　　MEMS：未来的主流技术

　　MEMS是微机电系统（Micro Electro-Mechanical Systems）的缩写，指极微小尺度（通常为0.001mm ~ 0.1mm）上的电子和机械技术。MEMS技术可有效降低产品尺寸并同时增强功能，其概念在技术上能够实现之前就已广为人知。美国物理学家Richard Feynman在其1959年发表的著名讲座《Theres Plenty of Room at the Bottom》中就讨论了原子尺度的工程技术，如高密度集成电路及其应用等。当用于生产电子元器件的半导体生产加工技术被改造并用于MEMS之后，其生产和 应用开 始 变 得 普 及 。

目前医疗领域为MEMS技术的演进和应用提供了动力。咨询机构A. M. Fitzgerald & Associates公司的Alissa Fitzgerald认为，MEMS在医学方面十分具有吸引力，可用于微流体（Micro-fluidic）系统、微型胰岛素泵、动脉瘤压力传感器（Aneurysm pressure sensor）、微型内窥镜系统等微型器件的设计制造；也可在视网膜修补等应用中发挥作用。In-Stat认为，当全球人口老龄化趋势日趋明显的今天，与糖尿病和心血管等疾病相关的保健问题使医疗电子市场变成了对MEMS技术极具吸引力的领域；此外，MEMS已经开始为这些问题提供十分有效的解决方案，但其在医疗电子领域仍然不太可能造成十分巨大的影响，而会一直保持较低调的态势。

　　许多科研机构已经开始了尖端MEMS医疗产品的研发。美国国家航空航天局（NASA）正在开发基于MEMS技术的医用传感器，其不但可用于普通的医疗领域，还可适用于外层空间站内的特殊环境。该技术主要用于血压测量，特别是充血性心力衰竭；脑水肿（高脑压）患者体内的流体状况监控，另外还有用于辅助药物输送的方案。NASA 的医用系列MEMS传感器根据某压力传感器的核心方案而设计，通过晶圆溶解工艺制造。设计方案为无线可植入式，但不需要电池作为能源驱动，电源主要来自一个手持无线电发射器，可以在最长6英寸（约15cm）的距离上实现对传感器的供电和控制。
    医疗电子目前已成为低迷的半导体行业的新亮点，似乎给IC业带来一剂良药，让便携、移动、无线等曾经风靡一时的技术和应用在新的市场重新焕发活力。许多半导体厂商在数年前就已预测到医疗市场的巨大潜力而纷纷开始了相关的研发和市场培养。由于医疗电子市场带来的广阔空间，除了让该领域的传统大厂继续维持和扩大自己的盈利，还培养了一批新的市场参与者。
非常感谢“罗加刚”的投稿!