據(jù)世界衛(wèi)生組織的數(shù)據(jù),心血管病已經(jīng)成為造成全球人口死亡的主要因素。ECG(心電圖)監(jiān)視儀是醫(yī)療保健機構用來確定心臟狀況、監(jiān)視病人健康的重要工具,在人們越來越重視健康、醫(yī)療電子市場快速成長的大環(huán)境中,ECG市場也得到相應發(fā)展,無論是對于國際還是本土醫(yī)療電子廠商來說,這都是一塊巨大誘人的蛋糕。
“我們認為ECG監(jiān)視儀(以下簡稱ECG)對新進入醫(yī)療電子市場的中國本土廠商而言是一個合適的切入點。因為ECG的市場將越來越多元化,不只是病房、體檢等場合,還會以不同形式的高質(zhì)量和易用產(chǎn)品進入個人家庭,我們相信其市場規(guī)模的增長將是非??捎^的?!盇DI亞太區(qū)醫(yī)療事業(yè)資深業(yè)務經(jīng)理周文勝指出。
ECG(心電圖)監(jiān)視儀對于醫(yī)療電子廠商是一塊巨大誘人的蛋糕OUDesmc
誠然,ECG市場規(guī)模僅就中國而言也讓人不容忽視。據(jù)iSuppli公司報告,中國政府大規(guī)模投資于醫(yī)療保健產(chǎn)業(yè),將促進中國醫(yī)療電子設備的銷售強勁增長。2009年中國醫(yī)療電子設備銷售額從33億美元增長到39億美元。未來幾年將保持這種強勁勢頭,復合年增長率將達21%,到2013年上升到86億美元。其中,病人監(jiān)視器2008-2013年的復合年增長率將達18.5%。本土廠商若能利用地域和成本優(yōu)勢、采取緊跟貼身服務策略抓住ECG內(nèi)需市場,相信大有可為。
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模擬前端是關鍵
周文勝指出,進入ECG市場技術上有一定的門檻,尤其是中高性能的產(chǎn)品。ECG的設計主要挑戰(zhàn)之一是來自人體的共模電壓和干擾??朔@點就要求模擬前端具有足夠的共模抑制能力,以及優(yōu)越的濾波性能,或者是ADC和處理器有足夠的動態(tài)范圍和運算能力。
ADI亞太區(qū)醫(yī)療事業(yè)資深業(yè)務經(jīng)理周文勝OUDesmc
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TI模擬器件事業(yè)部業(yè)務拓展工程師王勝也表達了相同的看法。他說,ECG在設備實現(xiàn)上芯片層面或板級層面的重要部分是模擬前端。心電信號是很微弱的,傳到體表后通過體表采集,這個信號就更加微弱。人體的各種動作,身體的其它器官以及身體的極化電壓、外界干擾等等都能對采集電信號造成干擾;如果是胎聲ECG監(jiān)測,信號從體內(nèi)反映到體表就更加困難,所以ECG對模擬采集前端要求非常苛刻。
正是看到了這一商機,TI開發(fā)出了一款專門針對ECG/EEG(腦電圖)市場的模擬前端ADS1298,它集成了一個24位8通道ADC和很多功能模塊,還附加了溫度傳感器功能,基本上能將典型的ECG/EEG所需的前端模擬電路所有功能集于一身。
王勝強調(diào),這樣的集成可以在縮小設計板面積的同時提高精度控制。他解釋說,ADS1298 ADC里面集成的所有功能,目前來看都可以用分離器件來做,如放大器、振蕩器等,但這樣很難控制精度和功耗,更難把所有的分離器件集成在很小的范圍之內(nèi),以一個芯片全部集成之后,ECG設備設計者不用特別關心分離電路如何實現(xiàn),同時器件數(shù)量可以降低95%。
與此同時,ADS1298功耗上的降低也是非常明顯的,相比市場已有方案,ADS1298功耗可以降低95%左右,比如市場上同類產(chǎn)品一般是100倒200mW的功耗,ADS1298通道典型功耗是0.75mW。不僅如此,ECG模擬前端需要很強的抗共模能力,國際標準要求100厘米左右的抑制能力,ADS1298達到了110厘米。
“同樣的功能,客戶需要花的錢是30~50美元,而TI這款芯片可以降低接近一半左右成本,這一點對客戶來說是非常具有吸引力?!蓖鮿僬f,“我的工作會直接接觸到中國本土廠商,他們對這款芯片的反應非常好?!?
ADI則可為ECG提供具有最好共模抑制比的儀表放大器AD8221。周文勝表示:“ADI新推出的AD8235是如今國際市場上體積最小、性能最強、同時功耗最低的儀表放大器, 它可滿足ECG便攜化趨勢的特殊需求?!?
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ECG發(fā)展趨勢
ECG的下一步差異化開發(fā)亮點是精度、準確度、小型化、易用化和更長電池壽命。周文勝指出:“ECG的發(fā)展趨勢之一是精度和小型化/易用化同時在不斷改進,這也對ECG應用的電子元器件提出更高要求。電路結構簡化和設備精度進一步提高,要求電子器件具更高的模擬精度、更強的運算能力(如從低位單片機轉(zhuǎn)向高位單片機或DSP)、以及更高的集成度和低功耗,有時在某些方面還需要新技術實現(xiàn)較大的提高。”
例如,他補充道,ADI的磁耦隔離芯片就是一個典型的新技術替代老技術(光耦)簡化系統(tǒng)電路的例子。ADI的USB隔離芯片ADuM4160可以滿足醫(yī)療隔離5KV的要求,具有很小的尺寸、成本、功耗和散熱,可極大簡化系統(tǒng)設計的復雜度,也有助于加快醫(yī)療設備的上市速度。
基于飛思卡爾片上ECG方案的便攜式心電圖檢測設備OUDesmc
王勝更強調(diào)功耗對電池壽命的影響。他說,功耗是ECG尤其是便攜式ECG最需要關心的指標。心電圖有兩大類,一種是靜態(tài)的,坐著測試心臟一個瞬間的狀態(tài);一種是動態(tài)心電圖,帶在身上,連續(xù)一星期或幾天了解心臟的跳動規(guī)律,真正判斷心臟部位的健康狀況。尤其是對于后一類ECG市場來說,IC功耗需要做到很低,因為它一般電池供電居多并且要求續(xù)航時間長。同時,由于是個人醫(yī)療電子消費,性價比也是考慮的重點之一。
飛思卡爾公司微控制器方案事業(yè)部消費與工業(yè)應用產(chǎn)品總監(jiān)Aiden Mitchell則認為,對于心臟監(jiān)測系統(tǒng)開發(fā)人員來講,產(chǎn)品復雜度不斷增長是他們面臨的一大挑戰(zhàn),例如有更多的心律失常狀況要進行檢測、需要有更高的準確度等等,因此方案選擇非常重要。
“我們的片上ECG方案使用的控制器涵蓋了從低端8位HCS08和16位數(shù)字信號控制器,直到高端的32位ColdFire、PowerQUICC以及i.MX器件,這樣可使開發(fā)人員能夠根據(jù)其產(chǎn)品應用性能、操作功率、集成和系統(tǒng)成本需求自由選擇ECG應用。”他說。
雖然目前ECG市場活躍的多為國際廠商,然而,相信成本因素還是會為本土廠商在諸如電源、傳感器等方面帶來應用商機,尤其是隨著本土終端廠商切入ECG市場,本地化的供應鏈將逐漸成型。
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責編:Quentin