医疗电子为什么难？ADI给出参考答案

医疗设备领域，目前主要是国外厂商在主导，但近年来，国内厂商有了长足长足进步。以数字平板X光机探测器为例，国内近年来发展得如火如荼，一举打破国外垄断，从传统医疗设备生产商，到X光整机厂商，再到TFT等显示屏生产厂商等，新入者纷纷以此为突破口，进军专业医疗电子设备。蔓延全球的新型冠状肺炎，对世界经济影响深远，针对新冠肺炎的斗争，将真正成为“全民”斗争。防疫抗疫物资生产与运输是当前的重中之重，其中，电子行业为确保抗疫物资正常生产发挥了关键作用，尤其是医学影像、呼吸机与红外测温枪等医用电子设备，成为社会焦点。新冠疫情的持续对电子行业发展带来了不确定性，但同时也为医疗电子产业发展带来重大机遇，快速诊断与远程监护设备等应用有望加速落地，智慧医疗也迎来了新机遇。

基于此背景，探索科技（techsugar）策划此次《医者仁“芯”,医疗电子元器件的历史性机遇》专题采访，与核心厂商共同探讨医疗电子元器件行业当前状况及发展趋势。本期受访者是ADI中国区医疗行业市场总监彭智峰。

ADI中国区医疗行业市场总监彭智峰

做好院外监护，须能复制院内设备精度

近几年，中国医疗市场飞速发展，2014年中国医疗卫生总支出3.52万亿元，占GDP比重为5.5%。随后的5年中，这个数字增长到了约6万亿元，占GDP比重达到了6.6%。社会医疗支出越来越高，对各种类型的医疗器械需求量明显增加。

彭智峰表示，当今中国，健康管理与智慧医疗的理念已深入人心，与之相关的“几乎每一款电子产品都会成为市场爆款”。以智能可穿戴设备为例，据公开数据显示，2019年第一季度，全球可穿戴设备总出货量4960万台，中国可穿戴设备出货量为1950万台，年复合增长率为34.7%，已经成为全球第一的智能可穿戴市场。

特别的，随着中国社会老龄化加速，多种医疗设备将有机会以“数倍于以往速度”的状态迅猛发展，其中，远程监护(RPM)、具有临床功能的智能可穿戴、慢病管理、数字化远程诊疗以及体外诊断中的快速诊断（POCT），都值得重点关注。

彭智峰认为，医疗设备行业将会出现以下发展趋势：

• 家用及可穿戴健康监测市场，特别是远程监护或者具有临床监测精度的智能可穿戴设备会呈现爆发式增长，院内服务会更多往院外转移。

  
  

• 要想做好院外监护，必须将院内监护的精准度“复制”到院外。智能可穿戴产品将开始具备更多的健康体征信号监测功能（如：血氧监测、心电心率监测、睡眠监测等），并具有（或接近）临床精准度的医疗健康监测功能，可穿戴设备未来将有望变成千万消费者的刚需产品。

  
  

• 国家医保局在2019年第三季度发文，将互联网诊疗纳入医保，事实上，北京已于3月3日完成首单“互联网+”诊疗报销。我们判断，本次疫情过后，政府政策和社会资本对互联网诊疗服务的支持力度有望将进一步加大。

以CT应用为例详解医疗电子元器件特性

彭智峰告诉探索科技（techsugar），ADI十分看好中国医疗市场，并做到了早布局，深耕耘，现在已经从传统的专业医疗领域延伸到消费领域，与互联网医疗、大数据计算相结合，并渐渐发展了移动健康类应用。“ADI不断加强产品与各类解决方案的开发，整合软件与算法，以提供本地化技术服务，为迎接医疗应用市场爆发式增长做好了准备。”

ADI的技术与产品覆盖健康医疗全产业链，从预防、诊断、治疗，到疾病管理，都有成熟的解决方案，在大多数需要数据转换和信号处理的医疗器械产品中，都能找到ADI的方案，例如医疗影像(如CT、超声等)、监护仪、体外诊断设备以及可穿戴健康医护产品。

彭智峰强调，作为涉及生命安全的产品，医疗设备对电子元器件的精度、效率、可靠性、安全性要求显著高于消费电子等应用领域。就性能而言，不同医疗设备对核心器件的性能要求区别很大。

以当前疫情中获得关键应用的CT系统为例，从CT探测器到多通道模拟数据采集系统(ADAS)的信号链中，必须考虑如下要求：

• ADAS必须具有极低的噪声性能，以保持良好的空间分辨率，降低X射线剂量，并具有极低的电流输出以实现高动态范围性能；

  
  

• 为了避免图像伪影并确保良好的对比度，转换器前端必须具有出色的线性度性能并可提供低功耗工作模式，以降低热敏型探测器的冷却要求；

  
  

• ADC必须具有至少24位的高分辨率才能获得更优质、更清晰的图像，同时还要具有快速采样速率（短至100μs），以便数字化探测器读数；

  
  

• 此外，ADC采样速率还必须支持多路复用，这样就可以使用较少数量的转换器，并且减小整个系统的尺寸和功耗。

ADI的典型解决方案主要有两款芯片构成，即ADAS1135电路数字转换器与ADAS1256 COF（Chip-On-Flex）256通道集成前端模块。

ADAS1135具备24位精度，有256个通道，适于多通道、小电流采集数据的医疗CT(计算机断层)、工业和安检扫描仪，及光电二极管传感器应用。其主要技术特性包括：无电荷损失、无死区时间的同步采样；超低噪声；可配置电流输入范围；集成了2个可配置采样速率的高速ADC、内部缓冲器、用于数据采集的去耦和旁路电容；LVDS/CMOS串行接口；片上温度传感器。

ADAS1256适用于数字X射线。除了单芯片集成256通道、16位分辨率、22us线路扫描速度等性能外，ADAS1256 COF解决方案还提供了9种功耗模式，功耗模式的切换功能便于用户自行选择适应当时需求的最佳功耗、噪声模式。

对于病人来说，辐射剂量是最为关心的问题之一。X射线对病人本身也会造成伤害，对于这点，ADAS1256 COF解决方案能降低探测器本身的噪声，因此在X射线剂量很少时，低噪声的探测器也能够接收并清晰呈现图像。

作为全球最大的医疗电子元器件厂商，ADI产品线非常丰富。除了上述的医学影像应用，彭智峰还列举了多款当红产品。在快速诊断（POCT）领域，ADI有模拟前端AD5940系列，该系列具有智能自主控制功能，用于针对皮肤阻抗和人体阻抗测量的医疗健康相关生物阻抗系统；而模拟前端 AD8233系列满足新兴健身设备、便携式/佩戴式监控设备和远程健康监护设备的ECG信号调理要求，二者可配合使用。

在光电法测量生理体征信号方面，ADI的ADPD系列传感器及信号处理方案被广泛使用。最新一代光电测量模块型号为ADPD188，这一代进一步大幅度提高了进光效率和电流转化率（CTR），使得该类应用在功耗、性能、设计简易度、简化客户的产线流程以及成本等方面又有优化和进展。

每代产品性能升级1/3

在谈及人工智能在医护诊断应用的前景时，彭智峰说：“人工智能+医疗很火，但真正落地比较少，不过我对这个前景持续看好。目前人工智能技术在医疗设备领域的应用主要集中于智能诊疗、智能影像识别、智能可穿戴设备相关的智能健康管理、医疗机器人等几个方面。将人工智能应用于医学影像的识别、诊断，以及与具有医疗等级的智能可穿戴设备结合进行远程医疗，将会是下一个热点。”

彭智峰表示，ADI在医疗健康领域的产品和方案不是“一代拳王”，而是几十年的持续积累才形成当前的领先局面，ADI在医疗应用上还有足够深远的战略规划技术与产品，持续投入的目的，是持续深挖电子技术在医疗应用上的能力，引领医疗设备市场发展趋势，为用户（患者）和医生解决他们在医护过程中面临的实际问题。“ADI希望与客户共同努力，在产品应用与业务模式等方面大胆创新，突破已有产品形态的边界，让医疗电子为解决我们面临的‘看病难’、‘看病贵’、 ‘医疗资源分布不均’等难题做出做出应有的贡献。”

“从总体性能提升的角度来看，ADI新产品通常至少能比前代产品提高1/3，多数情况下我们都能更大幅度提升性能。而且ADI提升性能，往往并不会增加用户的总成本。” 彭智峰认为，提质不提价是ADI的医疗方案的特点，而且每款开创性新品，常常给整机厂商更来创造革命性产品的机会。

中国医疗设备业已经在部分领域取得关键突破

医疗设备领域，目前主要是国外厂商在主导，但近年来，国内厂商有了长足长足进步，而且部分嗅到商业机会的健康设备公司，也想切入到医疗领域。彭智峰表示，如果要跨越门槛进入医疗领域，首先需要去想办法获得行业经验，然后才能从具体细分领域切入，例如CT、X光机设备的信号采集模块与探测器模块等。

“以数字平板X光机探测器为例，国内近年来发展得如火如荼，一举打破国外垄断，从传统医疗设备生产商，到X光整机厂商，再到TFT等显示屏生产厂商等，新入者纷纷以此为突破口，进军专业医疗电子设备。”

彭智峰认为，无论是智能可穿戴、医疗影像与监护，还是体外诊断市场，中国医疗电子市场都拥有巨大潜力，ADI将在发挥最强项的信号调理和信号处理能力基础上，集成电源、无线传输等完整信号链，推出模组，乃至完整的系统级解决方案，同时也将战略性投入，持续关注并积极参与医疗领域新技术研究，并重点投资新兴技术和产品开发。彭智峰最后强调补充：“ADI将继续以开放的心态，和诊断、治疗、预防、疾病管理等全生态链合作伙伴一起通力合作，共同推动中国医疗行业技术发展。”