醫(yī)療電子市場(chǎng)持續(xù)增長(zhǎng)

    ●醫(yī)療電子終端向便攜式發(fā)展。

    ●醫(yī)療電子市場(chǎng)連續(xù)25年增長(zhǎng)，未來將成為半導(dǎo)體市場(chǎng)主要推動(dòng)力。

    醫(yī)療和健康領(lǐng)域正在漸漸從關(guān)注疾病治療向保健方向轉(zhuǎn)變。盡管這兩者都是以健康服務(wù)為最終目的，但是前者主要是有針對(duì)性地“對(duì)癥下藥”，而后者則更傾向于為一般消費(fèi)者提供更全面的健康解決方案。龐大的老齡化群體和慢性疾病患者等群體的社會(huì)需求，使醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、保健產(chǎn)業(yè)亟須發(fā)展和應(yīng)用新的技術(shù)和產(chǎn)品。

    隨著社會(huì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，對(duì)一些多發(fā)性的慢性疾病、殘疾障礙以及神經(jīng)功能失調(diào)疾病的治療需求越來越迫切，人們的健康意識(shí)也普遍增強(qiáng)。特別是在醫(yī)院內(nèi)“一次性治愈”目標(biāo)很難實(shí)現(xiàn)的情況下，新的需求應(yīng)運(yùn)而生。除了醫(yī)院的診斷設(shè)備，可家用的醫(yī)療及保健電子設(shè)備的需求更加突出，如在疾病預(yù)防和協(xié)助診斷、慢性病的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)及治療、老年人護(hù)理等方面。另外，包括慢性疾病的監(jiān)測(cè)、控制和治療在內(nèi)，醫(yī)療保健需要同時(shí)實(shí)現(xiàn)在臨床上的診斷準(zhǔn)確性和日常家用的普及性，同時(shí)也需要引導(dǎo)人們建立以預(yù)防和早期診斷為導(dǎo)向的健康觀念。比如對(duì)于盲人、癲癇癥、糖尿病等患者，傳統(tǒng)醫(yī)療護(hù)理手段所帶來的長(zhǎng)期臨床生活是社會(huì)和病人都無法承擔(dān)的，而離開了醫(yī)院又會(huì)造成生活質(zhì)量的下降。于是醫(yī)療電子終端產(chǎn)品的普遍發(fā)展趨勢(shì)將主要是便攜式、穿戴式，某些特殊方面還向植入式發(fā)展，以實(shí)現(xiàn)“隨時(shí)隨地”的動(dòng)態(tài)、連續(xù)的檢測(cè)和初步診斷�？梢灶A(yù)見，在不遠(yuǎn)的將來，這些便攜、可穿戴或植入式的醫(yī)療及保健電子設(shè)備將給人類的生活提供極大便利，產(chǎn)生重大的影響。

    在世界范圍內(nèi)，醫(yī)療電子市場(chǎng)連續(xù)25年增長(zhǎng)，很有可能成為未來半導(dǎo)體市場(chǎng)的主要驅(qū)動(dòng)力。全球醫(yī)療保健費(fèi)用每年約為5萬億美元，而中國(guó)的醫(yī)療保健則消耗了GDP的5%，平均每年增加38%。特別是從全球醫(yī)用半導(dǎo)體行業(yè)的收入來看，醫(yī)用半導(dǎo)體行業(yè)的幾個(gè)主要的部分預(yù)計(jì)在未來5年內(nèi)年均復(fù)合增長(zhǎng)率(CAGR)達(dá)到10%左右。

    而另一份來自Databeans(Sept.2008)的數(shù)據(jù)則預(yù)計(jì)，在未來5年醫(yī)用集成電路市場(chǎng)的年增長(zhǎng)率將高達(dá)14%，甚至高于消費(fèi)類集成電路(11%)和計(jì)算機(jī)集成電路(9%)的增長(zhǎng)�？梢钥闯觯�在21世紀(jì)醫(yī)用集成電路的重大革新將像上世紀(jì)80年代的電子計(jì)算機(jī)、90年代的移動(dòng)通信一樣，成為影響全球半導(dǎo)體市場(chǎng)的主要推動(dòng)力。

    世界范圍內(nèi)的醫(yī)療電子市場(chǎng)同時(shí)會(huì)帶動(dòng)我國(guó)的醫(yī)療電子產(chǎn)業(yè)。比如現(xiàn)階段我國(guó)的“銀發(fā)產(chǎn)業(yè)”剛剛起步，根據(jù)中國(guó)國(guó)家老齡委提供的數(shù)據(jù)，到2010年老年人用品市場(chǎng)需求量將達(dá)到10萬億元。而且隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的持續(xù)發(fā)展，各方面因素將為“銀發(fā)產(chǎn)業(yè)”蓬勃發(fā)展提供更加強(qiáng)大的動(dòng)力。在推動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的同時(shí)，借助產(chǎn)業(yè)發(fā)展也可以緩解老齡化問題給社會(huì)帶來的壓力，使老年人生活質(zhì)量得到提高，身心健康得到保障。

    集成化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、智能化的趨勢(shì)，都將成為便攜醫(yī)療電子快速增長(zhǎng)的催化劑。在便攜醫(yī)療產(chǎn)品中，電子血壓計(jì)、便攜血糖儀、電子助聽器等便攜式設(shè)備占到家用便攜產(chǎn)品市場(chǎng)的90%，而便攜式多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀、便攜式超聲診斷儀、便攜式胎兒監(jiān)測(cè)儀、便攜式心電圖儀位居我國(guó)醫(yī)用便攜設(shè)備市場(chǎng)前列。此外，基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)所需的低成本、高可靠性、操作簡(jiǎn)單的X光機(jī)、超聲診斷儀、核磁共振設(shè)備和計(jì)算機(jī)斷層掃描設(shè)備的市場(chǎng)容量也將大幅提升。而這些產(chǎn)品所涉及的智能化、小型化、低功耗、高分辨率的技術(shù)都備受關(guān)注。

    IC技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用廣泛

    ●四種類型的應(yīng)用需要IC技術(shù)來實(shí)現(xiàn)智能、小型化的目標(biāo)。

    ●未來醫(yī)療電子應(yīng)用領(lǐng)域中集成電路技術(shù)的研究熱點(diǎn)將在8個(gè)方面。

    集成電路技術(shù)在醫(yī)療電子領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用非常廣泛，大致可分為下述四種不同的應(yīng)用類型：

    1.醫(yī)學(xué)影像———這一類型包括超聲波、計(jì)算機(jī)化的X射線斷層掃描(CT)、核磁共振成像(MRI)、X射線、正電子發(fā)射斷層顯像等；2.醫(yī)療儀器———主要是實(shí)驗(yàn)室配套電子設(shè)備、透析機(jī)、分析儀器、外科手術(shù)設(shè)備、牙科設(shè)備等；3.消費(fèi)型醫(yī)療設(shè)備———偏重于患者(可家用，非臨床)使用的終端設(shè)備，包括數(shù)字體溫計(jì)、血糖計(jì)、血壓計(jì)、胰島素泵、心率計(jì)、輔助聽力(數(shù)字助聽)等；4.診斷、患者監(jiān)護(hù)與治療設(shè)備———協(xié)助醫(yī)生判斷(主要是臨床使用)的相應(yīng)設(shè)備，包括心電圖、腦電圖、血氧計(jì)、血壓計(jì)、溫度計(jì)、呼吸計(jì)、除顫器、植入設(shè)備等。

    這四種類型基本涵蓋了醫(yī)療電子領(lǐng)域的各種應(yīng)用。其中后兩類，特別是消費(fèi)型醫(yī)療設(shè)備尤其需要通過先進(jìn)的集成電路技術(shù)來達(dá)到智能化、小型化、低功耗、高分辨率等目標(biāo)。

    通過便攜、可穿戴或植入式的設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)人體相關(guān)體征信號(hào)的動(dòng)態(tài)采集和連續(xù)監(jiān)測(cè)。而智能化、低成本的設(shè)備可用于醫(yī)院、家庭和其他非醫(yī)院環(huán)境，并通過網(wǎng)絡(luò)接入等技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程醫(yī)療，這樣可以更合理地配置醫(yī)療資源，提供更高水平的醫(yī)療服務(wù)，同時(shí)減緩醫(yī)院就診壓力。普及后還可供大范圍內(nèi)的人群使用：如病人用來治療、健康人用來預(yù)防、老年人用于輔助護(hù)理、年輕人用于鍛煉健身等等，它可提供早診治的信息，具有對(duì)人體最小干預(yù)(無創(chuàng)/微創(chuàng))的特點(diǎn)等等。

    圍繞以上四種類型的醫(yī)療電子應(yīng)用中日益凸顯的關(guān)鍵技術(shù)問題，世界上集成電路領(lǐng)域最權(quán)威的會(huì)議———國(guó)際固態(tài)電路會(huì)議(ISSCC)的技術(shù)專題委員會(huì)在2009年預(yù)測(cè)了在未來醫(yī)療電子應(yīng)用領(lǐng)域中集成電路技術(shù)的研究熱點(diǎn)，這些熱點(diǎn)包括以下幾個(gè)方面。1.人工輔助聽覺、視覺、無線肌肉刺激、神經(jīng)刺激，這類研究重點(diǎn)在于需要對(duì)人體安全無危害，包括和人體組織的電極接觸界面、泄漏電流檢測(cè)、過熱斷電等。同時(shí)還要求系統(tǒng)的可靠性、外殼包裝、集成度和工作壽命等。2.傳感量、生物分子檢測(cè)(如DNA等)、神經(jīng)感知、集成核磁共振等。3.超小型，遙控或遠(yuǎn)程診斷。4.自適應(yīng)控制的場(chǎng)景分析與管理方法等。5.無線測(cè)量技術(shù)中的瓶頸，如數(shù)據(jù)流壓縮、拓寬頻道等。6.帶有馬達(dá)和姿態(tài)控制的智能內(nèi)窺鏡膠囊。7.pH值的測(cè)量陣列(離子敏感的場(chǎng)效應(yīng)管，ISFET)。8.其他系統(tǒng)級(jí)需求。

    在這些預(yù)測(cè)的研究熱點(diǎn)中，既有針對(duì)某一種具體應(yīng)用提出了更進(jìn)一步的功能研究(如用于腸胃內(nèi)窺鏡中的馬達(dá)和姿態(tài)控制)，也有對(duì)從應(yīng)用中提煉出的共性關(guān)鍵技術(shù)(如對(duì)于無線通信技術(shù)方面的瓶頸分析)，還有對(duì)于生物醫(yī)療與集成電路的交叉學(xué)科發(fā)展趨勢(shì)(如需要更完善的知識(shí)結(jié)構(gòu)和傳感技術(shù)完成生物分析檢測(cè)等)。

    從技術(shù)實(shí)現(xiàn)的角度來看，上述醫(yī)療應(yīng)用中有關(guān)的信息工程在醫(yī)療電子領(lǐng)域面臨的根本性問題可分為四個(gè)主要方面：

    一是數(shù)據(jù)采集。電子電路需要通過傳感器

    來感知物理世界。在實(shí)際世界中的各種物理量需要首先轉(zhuǎn)換成為電信號(hào)，之后才能夠由集成電路進(jìn)行處理。采用適合類型的傳感器對(duì)適合的物理量進(jìn)行采集，以及與傳感器的接口進(jìn)行完善的交互控制就顯得尤為重要。

    二是數(shù)據(jù)處理。將外界物理量信息提取成電信號(hào)后，還需要做初步的信號(hào)調(diào)理和采樣、變換、濾波等預(yù)處理操作，并將原始數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)或是根據(jù)一定的算法做分析計(jì)算。

    三是數(shù)據(jù)傳輸。經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)還需要進(jìn)行傳遞，通過由集總的控制設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)融合后才能夠判斷。它可分為基帶通信和射頻通信，前者大部分是電信號(hào)通過有線連接或是通過人體組織等導(dǎo)電介質(zhì)傳輸，后者主要是用無線電磁波通過空氣等介質(zhì)傳輸。

    四是能量供應(yīng)。對(duì)于一般的醫(yī)療電子設(shè)備而言，體積微型化和工作壽命的延長(zhǎng)是矛盾的，因?yàn)殡娫吹捏w積往往與其可提供的能量大小成比例。這樣就需要在進(jìn)行低功耗、低能耗設(shè)計(jì)研究的同時(shí)，開發(fā)出新的能量供應(yīng)方式如能量恢復(fù)、光電池效應(yīng)、壓電效應(yīng)等，保證醫(yī)療設(shè)備(特別是便攜式、植入式)的續(xù)航能力。

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