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(jī)構(gòu)用來(lái)確定心臟狀況、監(jiān)視病人健康的重要工具,在人們?cè)絹?lái)越重視健康、醫(yī)療電子市場(chǎng)快速成長(zhǎng)的大環(huán)境中,ECG市場(chǎng)也得到相應(yīng)發(fā)展,無(wú)論是對(duì)于國(guó)際還是本土醫(yī)療電子廠商來(lái)說(shuō),這都是一塊巨大誘人的蛋糕。
“我們認(rèn)為ECG監(jiān)視儀(以下簡(jiǎn)稱ECG)對(duì)新進(jìn)入醫(yī)療電子市場(chǎng)的中國(guó)本土廠商而言是一個(gè)合適的切入點(diǎn)。因?yàn)镋CG的市場(chǎng)將越來(lái)越多元化,不只是病房、體檢等場(chǎng)合,還會(huì)以不同形式的高質(zhì)量和易用產(chǎn)品進(jìn)入個(gè)人家庭,我們相信其市場(chǎng)規(guī)模的增長(zhǎng)將是非??捎^的?!盇DI亞太區(qū)醫(yī)療事業(yè)資深業(yè)務(wù)經(jīng)理周文勝指出。

ECG(心電圖)監(jiān)視儀對(duì)于醫(yī)療電子廠商是一塊巨大誘人的蛋糕XIQesmc
誠(chéng)然,ECG市場(chǎng)規(guī)模僅就中國(guó)而言也讓人不容忽視。據(jù)iSuppli公司報(bào)告,中國(guó)政府大規(guī)模投資于醫(yī)療保健產(chǎn)業(yè),將促進(jìn)中國(guó)醫(yī)療電子設(shè)備的銷(xiāo)售強(qiáng)勁增長(zhǎng)。2009年中國(guó)醫(yī)療電子設(shè)備銷(xiāo)售額從33億美元增長(zhǎng)到39億美元。未來(lái)幾年將保持這種強(qiáng)勁勢(shì)頭,復(fù)合年增長(zhǎng)率將達(dá)21%,到2013年上升到86億美元。其中,病人監(jiān)視器2008-2013年的復(fù)合年增長(zhǎng)率將達(dá)18.5%。本土廠商若能利用地域和成本優(yōu)勢(shì)、采取緊跟貼身服務(wù)策略抓住ECG內(nèi)需市場(chǎng),相信大有可為。
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模擬前端是關(guān)鍵
周文勝指出,進(jìn)入ECG市場(chǎng)技術(shù)上有一定的門(mén)檻,尤其是中高性能的產(chǎn)品。ECG的設(shè)計(jì)主要挑戰(zhàn)之一是來(lái)自人體的共模電壓和干擾??朔@點(diǎn)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(dòng)態(tài)范圍和運(yùn)算能力。
 ADI亞太區(qū)醫(yī)療事業(yè)資深業(yè)務(wù)經(jīng)理周文勝XIQesmc
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TI模擬器件事業(yè)部業(yè)務(wù)拓展工程師王勝也表達(dá)了相同的看法。他說(shuō),ECG在設(shè)備實(shí)現(xiàn)上芯片層面或板級(jí)層面的重要部分是模擬前端。心電信號(hào)是很微弱的,傳到體表后通過(guò)體表采集,這個(gè)信號(hào)就更加微弱。人體的各種動(dòng)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(duì)采集電信號(hào)造成干擾;如果是胎聲ECG監(jiān)測(cè),信號(hào)從體內(nèi)反映到體表就更加困難,所以ECG對(duì)模擬采集前端要求非??量獭?
正是看到了這一商機(jī),TI開(kāi)發(fā)出了一款專(zhuān)門(mén)針對(duì)ECG/EEG(腦電圖)市場(chǎng)的模擬前端ADS1298,它集成了一個(gè)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?gòu)?qiáng)調(diào),這樣的集成可以在縮小設(shè)計(jì)板面積的同時(shí)提高精度控制。他解釋說(shuō),ADS1298 ADC里面集成的所有功能,目前來(lái)看都可以用分離器件來(lái)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(gè)芯片全部集成之后,ECG設(shè)備設(shè)計(jì)者不用特別關(guān)心分離電路如何實(shí)現(xiàn),同時(shí)器件數(shù)量可以降低95%。
與此同時(shí),ADS1298功耗上的降低也是非常明顯的,相比市場(chǎng)已有方案,ADS1298功耗可以降低95%左右,比如市場(chǎng)上同類(lèi)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(qiáng)的抗共模能力,國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)要求100厘米左右的抑制能力,ADS1298達(dá)到了110厘米。
“同樣的功能,客戶需要花的錢(qián)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(diǎn)對(duì)客戶來(lái)說(shuō)是非常具有吸引力。”王勝說(shuō),“我的工作會(huì)直接接觸到中國(guó)本土廠商,他們對(duì)這款芯片的反應(yīng)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(guó)際市場(chǎng)上體積最小、性能最強(qiáng)、同時(shí)功耗最低的儀表放大器, 它可滿足ECG便攜化趨勢(shì)的特殊需求。”
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ECG發(fā)展趨勢(shì)
ECG的下一步差異化開(kāi)發(fā)亮點(diǎn)是精度、準(zhǔn)確度、小型化、易用化和更長(zhǎng)電池壽命。周文勝指出:“ECG的發(fā)展趨勢(shì)之一是精度和小型化/易用化同時(shí)在不斷改進(jìn),這也對(duì)ECG應(yīng)用的電子元器件提出更高要求。電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化和設(shè)備精度進(jìn)一步提高,要求電子器件具更高的模擬精度、更強(qiáng)的運(yùn)算能力(如從低位單片機(jī)轉(zhuǎn)向高位單片機(jī)或DSP)、以及更高的集成度和低功耗,有時(shí)在某些方面還需要新技術(shù)實(shí)現(xiàn)較大的提高?!?
例如,他補(bǔ)充道,ADI的磁耦隔離芯片就是一個(gè)典型的新技術(shù)替代老技術(shù)(光耦)簡(jiǎn)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(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜度,也有助于加快醫(yī)療設(shè)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(cè)設(shè)備XIQesmc
王勝更強(qiáng)調(diào)功耗對(duì)電池壽命的影響。他說(shuō),功耗是ECG尤其是便攜式ECG最需要關(guān)心的指標(biāo)。心電圖有兩大類(lèi),一種是靜態(tài)的,坐著測(cè)試心臟一個(gè)瞬間的狀態(tài);一種是動(dòng)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(dòng)規(guī)律,真正判斷心臟部位的健康狀況。尤其是對(duì)于后一類(lèi)ECG市場(chǎng)來(lái)說(shuō),IC功耗需要做到很低,因?yàn)樗话汶姵毓╇娋佣嗖⑶乙罄m(xù)航時(shí)間長(zhǎng)。同時(shí),由于是個(gè)人醫(yī)療電子消費(fèi),性價(jià)比也是考慮的重點(diǎn)之一。
飛思卡爾公司微控制器方案事業(yè)部消費(fèi)與工業(yè)應(yīng)用產(chǎn)品總監(jiān)Aiden Mitchell則認(rèn)為,對(duì)于心臟監(jiān)測(cè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員來(lái)講,產(chǎn)品復(fù)雜度不斷增長(zhǎng)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(jìn)行檢測(cè)、需要有更高的準(zhǔn)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(hào)控制器,直到高端的32位ColdFire、PowerQUICC以及i.MX器件,這樣可使開(kāi)發(fā)人員能夠根據(jù)其產(chǎn)品應(yīng)用性能、操作功率、集成和系統(tǒng)成本需求自由選擇ECG應(yīng)用?!彼f(shuō)。
雖然目前ECG市場(chǎng)活躍的多為國(guó)際廠商,然而,相信成本因素還是會(huì)為本土廠商在諸如電源、傳感器等方面帶來(lái)應(yīng)用商機(jī),尤其是隨著本土終端廠商切入ECG市場(chǎng),本地化的供應(yīng)鏈將逐漸成型。
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責(zé)編:Quentin