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ADI剖析專業和行動醫療電子創新趨勢,協助中國業者迎接2018爆發點

本文作者:王勝       點擊: 2018-02-23 13:41
前言:
ADI醫療健康事業部亞太區市場總監王勝
伴隨IoT和AI兩大“強心劑”持續影響,資訊化、行動化、智慧化成為全球醫療電子產業發展的主軸,而由於與市場供需、國家政策等因素相關,中國更成為全球重要的醫療電子市場之一,成長速度遠遠高於全球。

基於對整個醫療電子市場的深刻理解,特別是掌握中國本土市場和研發趨勢的一手資料和資訊,ADI醫療健康事業部亞太區市場總監王勝在2017深圳國際電子展暨第六屆深圳國際嵌入式系統展(ELEXCON 2017)期間,與主流媒體深入交流了中國醫療電子現狀和未來發展趨勢。據王勝介紹,近年來,中國專業醫療市場始終保持高於GDP的2倍,即15%左右的增速穩定成長。而行動健康(包含穿戴式)也並未如某些評論提到出現低潮,而是經過市場整合之後呈現更加理性和健康的發展趨勢,全球的平均成長率大概在8%-10%之間,如蘋果、三星、Garmin等巨頭的整體出貨量仍呈現成長,中國市場更是引領全球,增速超過30%,年出貨量過千萬者並不在少數。
 

圖1. ADI醫療健康事業部亞太區市場總監王勝在ELEXCON 2017同期接受主流媒體採訪

宏觀+微觀驅動力分析,ADI戰略聚焦醫療健康市場
從宏觀角度來看,高齡化趨勢帶來的健康問題;藥品與醫療設備消費比不匹配,例如在中國,藥品與醫療設備的消費比為5:1,而在發達國家平均僅為1:1;針對中國醫療資源配置不均而對應佈局農村、社區等的新一輪醫改政策推動,都為醫療設備市場帶來相當大的成長空間。

王勝還以實例強調了醫療與其他產業的互補滲透趨勢,例如賓士在2017年上海的亞洲CES上展示了如何在車內監測人體的體徵訊號,並把駕駛員的狀態監測資訊和車輛狀況相關資訊整合起來,實現更具安全性、人性化的駕駛體驗,這些都預示著醫療健康和各行各業的漸進融合,而這一切都在在驅動整個醫療健康市場的加速前進。

聚焦微觀市場驅動分析,王勝坦言每年與ADI產生生意的醫療客戶數量都保持雙位元數以上的增速;另一方面則是醫療電子領域ADI客戶自身的成長情況,據悉業界的重要客戶在2017年都保持了很好的增速,尤其是行動穿戴式領域中,有許多都擁有30%左右的增速。「加速度一直都在,」王勝總結道,「所以對於ADI而言,Healthcare BU本身也在不斷擴充,從原來的專業醫療領域,漸漸擴展囊括行動健康類應用,從傳統的專業醫療領域延伸到消費領域,甚至滲透到其他業界中。但初衷不變,醫療健康市場一直是ADI的戰略聚焦點之一。」
 

圖2. 策略聚焦醫療健康市場,ADI全面覆蓋專業和行動兩大領域
 
引領行動醫療創新,ADI“雙角度”切入呈現整體解決方案
 不論是傳統的專業醫療設備還是穿戴式類的行動醫療設備,便攜化、可行動、便於個人/家庭應用都是公認的發展趨勢。然而不同于專業醫療偏重於高性能、高品質的追求,行動醫療設備必須兼顧實用性,將小型化、低成本等場景化因素考慮進去,而這些都將是ADI創新整體解決方案最能發揮優勢的用武之地。

 ADI創新技術全面覆蓋各種體檢信號監測
 對於行動醫療來說,最重要功能的就是體征信號監測,通過光電、阻抗、生理電勢、體溫、運動、環境等體征信號測量技術,ADI可全方位實現心率/ECG、血壓、血氧、運動、體脂、溫度、呼吸等重要體征信號的監測。
  

 

圖3. ADI整體解決方案覆蓋全系列的體徵訊號監測

 ADI從全信號鏈角度提供整體解決方案
但如果從信號鏈角度考慮,ADI則提供了從感測器、信號調理,到電源&能量採集、信號處理及聯通雲端的資料通信技術,結合ADI自有或者聯合協力廠商的軟體演算法配套,通過收購Linear加強自身的電源技術優勢,可以說ADI提供了覆蓋整個信號鏈的完整解決方案。
 

圖4. ADI提供覆蓋整個信號鏈路的行動醫療整體解決方案

ADI從低功耗、診斷級性能、高集成度即小體積、完整的系統級解決方案及專業技術服務等多維度出發,滿足行動醫療中高性能與場景化應用特點結合的需求。

據王勝介紹,不同於專業醫療領域,行動醫療特別是穿戴式領域中講求“短平快”,客戶需要的是完整解決方案,只需簡單二次開發後即可投入市場,因而ADI提供了一系列的系統級方案。“可以說,演算法、集成、模組等都是迎合市場需求的手法,這也是ADI在行動醫療領域佔據領先市佔率的原因,”王勝補充道。
 

圖5. 針對行動醫療特殊需求,ADI提供完整的系統級解決方案

與時俱進推出系統級解決方案體現了ADI的技術硬實力,例如應用於運動檢測的業界最低功耗加速度感測器ADXL362,這款突破性的超低功耗3軸數位MEMS產品在運動檢測喚醒模式下功耗僅為300nA,其超低功耗的特徵是穿戴式運動監測設備的理想解決方案。王勝直言,“這款產品堪稱極致,也是一款受業界追捧的明星產品”。在低功耗的基礎上,ADXL362兼具小體積和低信噪比,而這種近乎極致的高性能體現,可以延伸出多種智慧應用,例如智慧床墊等的睡眠期間體征信號監測就是其中之一。

對於心電ECG採集,ADI的AD8233專用模擬前端,已被多家心電手環和心電胸貼產品所採納。此款晶片提供的超小體積,超低功耗,合理的價格策略,以及提供幾乎所有ECG採集所需的電路均被集成的特點,也正在吸引更多的用戶注意,並帶來越來越多的生意回報。

而技術實力的另一個代表就是當下很火的光電測量技術,例如ADI的ADPD1XX系列集成光電測量模組,其中的ADPD174即為集成有LED,PD和類比前端AFE電路的全集成,高性能,小體積的光電測量模組,可用於穿戴式產品中的PPG信號的採集等。據王勝介紹,在光電測量技術中,如何抑制內部反射光與外部環境光,也就是降低干擾,對應抑制這一點而言,業界就花了1~2年時間才搞定,對於這類業界痛點,設計和實現才是關鍵,而這正是ADI技術始終關注的“差異化方向”。目前,在光電法測量生理體征信號方面,ADI的ADPD系列感測器及信號處理方案,正在被幾乎所有大的品牌客戶設計使用,而在2018年,ADI還將繼續在光電測量應用中推出解決客戶深層次系統級設計痛點的明星產品。
 
打破專業醫療高精尖壁壘,ADI助長中國本土新勢力
儘管專業醫療和行動醫療的側重點會有不同,但彼此之間仍有不少重合,例如王勝提到將大型監護儀中的技術改進之後就可以延伸可擕式的監護產品。ADI在行動醫療領域的強勢表現正是源於其以往在專業醫療電子領域數十年紮根積澱的經驗。目前,專業醫療應用中的行動化及可擕式應用的趨勢也相當明顯。
 

圖6. ADI在最有代表性的專業醫療影像應用方面的技術/方案概覽

得益於整個宏觀政策及市場需求的推動,專業醫療電子需求正盛,而且競爭格局變化不斷。以數位平板X光機探測器為例,據王勝介紹,國內近年來發展得如火如荼,一舉打破過去的國外壟斷,從傳統醫療設備生產商,到X光整機廠商,再到例如TFT等的顯示幕生產廠商等新入者紛紛以此為突破口進軍專業醫療電子設備。ADI積極推進中國戰略,將國外先進技術和研發經驗引入,助力“三國”本土勢力迅速擴張,王勝自豪地直言,“中國行業內幾乎所有的大製造商都是ADI的客戶。”

 需求擴增及高性能要求的雙重挑戰下,ADI新近推出高集成度的數位x射線類比前端ADAS1256。作為業內首款在單晶片基礎上集成256通道的方案,ADAS1256是Chip-On-Flex的COF模組,是x光機平板探測器讀出晶片的理想方案。因此,ADAS1256不僅可提供高解析度的數位x射線圖像,更能夠降低病患所受x射線的照射量。據悉,這款產品出貨量非常大,相比傳統的CCD或CMOS模式產品,可實現更高品質的圖像,性價比也更高,也更利於設備的小型化,在這一領域ADI擁有全球絕對領先的市占率,尤其是在亞洲地區。  
 

圖7.數位X射線類比前端ADAS1256可實現數千通道的採集。
 在醫療超音波這一個相對成熟的醫療影像應用中,ADI在接收通道的類比前端(AFE)晶片中已量產數代產品,從上個世紀被譽為“金牌標準”產品的AD833x,到後來推出的業內第一個全整合類比前端AD927x,再到現在最新的AD967x,ADI一直在引領市場變化迎合客戶不斷變化的設計需求。除此以外,ADI還在線性發送技術上擴大投入,並推出了線性發送的專用DAC產品AD9106等,而其幾乎被所有開發醫療超音波線性發送端的使用者所採納。

    針對CT等高階醫療設備,ADI深知市場上對於多層數、低x射線劑量、縮短上市時間、更低系統成本的趨勢與挑戰,先後推出更高整合度、更小尺寸、更低功耗、更低雜訊的128通道的ADAS1128/9和256通道的ADAS1134/5來支援越來越多中國本土公司自行研發以及從低階到高階延伸的進階需求,打破以往被全球領先廠商壟斷的局面。
 
熱門AI前端,加強服務與支援,共迎醫療人工智慧的爆發
 華興資本最新發佈的2018醫療健康產業展望報告指出,隨著政策傾斜(如首部針對醫療大資料應用政策正式公布實行)和資本追逐、熱錢湧入,醫療人工智慧在2017進入了發展元年,在2018年可望成為新的爆發點。對於媒體關心的AI與醫療結合的熱點話題,王勝表示:「隨著AI發展的日益火熱,節點端資料的精準採集愈發顯得關鍵。ADI目前的專業醫療和行動醫療的解決方案其實都可以放在結合AI的應用大環境下來審視。」

保證前端資料的可靠及無線傳輸的商業化施行,醫療電子的AI化就可更聚焦在後端演算法級的資料價值挖掘上,而在這一層面上,ADI不僅於2016年收購了Sypris Electronics LLC的網路安全解決方案(CSS)業務,以期增強自身的安全無線電通訊解決方案,更聯合協力廠商共同開發資料採擷體系,以更好地服務於客戶。「一些深入的合作也將在CES 2018上有所展示。」王勝透露。

此外,以高性能產品和系統級方案為核心,ADI還建立了實力雄厚的軟體演算法團隊以及專業的本地技術支援團隊,以為客戶提供深入的技術服務。這不僅是體現ADI致力於因應客戶迎接醫療人工智慧的市場爆發機遇,也可以從其中看出ADI在中國佈局醫療電子領域的策略節奏。

更多ADI產品及應用視頻,請參閱:
http://www.analog.com/pr171117/videos