家用便携式医疗设备的市场分析与设计方案对比

　　受惠于中国政府医疗改革以及居民对健康保健的重视，中国便携医疗电子市场规模从2006年的80亿元迅速扩大到2011的280亿元！面对如此诱人的市场，本土医疗电子业者却面临诸多难题：外国医疗电子巨头中国布局已经完成、本土医疗电子缺乏准入门槛、缺乏相关标准以及认证机构、缺乏核心技术、缺乏有效创新体系等等。那么，本土医疗电子企业该如何分食便携医疗电子这块诱人的蛋糕？

　　一、 中国便携式医疗电子产品市场现状与未来

　　“医疗电子产业是永远的朝阳产业！”中国医疗器械行业协会专家委员会委员王晓庆博士这样评价医疗电子行业，“其他领域很少有价值十几亿的单件产品，但是在医疗电子领域有！全球先进技术都是首先应用于军事技术，其次就应用在医疗领域。”

　　赛迪顾问半导体研究中心总经理李树翀则从数据分析了医疗电子产业的发展，他表示赛迪顾问在研究时将便携式医疗电子产品分为家用便携和医用便携两大类，家用 便携包括便携式电子血压计、便携血糖仪和数字体温计产品等。医用便携产品包括便携心脏除颤器、动态脑电图、多参数便携监护仪、便携式超声诊断仪等。根据赛 迪顾问的研究，从2006年到2008年，便携式医疗电子产品市场呈现出加速增长的势态，而且没有受到金融危机的影响，2008年市场的总量达到127亿 的规模。

　　

　　图1 中国便携式医疗电子产品市场规模

　　他特别指出便携式医疗电子产品市场的抗风险能力比较强，主要原因是：

　　1、市场处于普及的初级阶段，所以不存在市场饱和所谓的受金融危机影响。

　　2、目前整个便携式医疗电子市场需要面对的是中国内需市场，目前基本上没有受到金融危机的影响。

　　3、国人健康意识的提升。

　　

　　图2 2008年中国便携式医疗电子产品市场结构

　　他的研究发现，在便携式医疗电子市场中，家用电子市场达到65.4%的份额，而且市场呈现加速增长的态势，2008年市 场的增长速度达到28%！该市场中的电子血压计、便携式血糖仪和电子助听器占据了90％以上的销售份额。由于目前市场普及率还不高，加之中国人口基数比较 大，所以他认为家用便携式医疗电子产品前景非常好。

　　

　　图3 2008年中国家用便携式电子产品结构

　　他指出由于上述三类产品超过90%的份额，也从另一个层面说明目前许多家用电子医疗产品在中国市场上还没有开始普及。也说明中国家用便携医疗电子市场的潜力非常之大。

　　中国医用便携医疗电子市场规模整体的增长速度比家用产品的增长速度要慢一些，从已有的数据来看，多参数便携式监护仪和智能输液棒的增长速度非常快，增速在10%-15%之间。在这个市场中，便携式多参数监护仪、便携式超声诊断仪占据了50％以上的市场。

　　

　　图4 中国医用便携式医疗电子产品市场结构

 

　　二、本土医疗整机厂商和IC元器件厂商的机遇在哪里？

　　李树翀指出从2008年中国便携医疗电子市场的品牌结构来看，便携式电子医疗市场前八位占据了52%的市场份额，其他的48%市场由别的企业占领，“这说明便携式医疗电子产品市场的品牌集中度还不高，对中国厂商来说机会还存在。”他表示。

　　

　　图6 中国便携式医疗电子产品市场领先厂商

　　另外，他强调未来便携式医疗电子产品发展呈现出几个特点，别是是无线化、网络化、远程化、微创化和更编便携化，“尤其是 是远程化，在医疗下乡以后，把便携式的医疗产品普及到二、三级城市甚至农村地区，这对提高整体的医疗服务水平有一定的帮助。但是光靠设备和仪器是没有办法 把服务水平提高到一个新的台阶的。因为医疗产需要人的掌控和分析。”他指出，“所以远程化、网络化会成为未来医疗电子产品发展的一个重要特点，这也给本土 厂商带来了机遇。”

　　

　　图7 医疗电子产品发展趋势

　　ADI保健业务部门技术总监Tom O’Dwyer则介绍了ADI针对医疗电子精密检测测量方面的最新产品和解决方案，例如ADI三轴加速计，可以用于对未受监护老年病人的摔倒检测、生理检 测测量仪器的正确定位、CPR过程中检查合适的恢复运动等。由于医疗电子设备是跟病人身体直接接触的电子设备，所以电气隔离设计尤为重要，目前要遵守的电 气隔离标准是IEC60601，Tom还特别介绍了ADI在医疗电子设备电气隔离方面的解决方案。

　　

　　图8 电气隔离在医疗电子设备中

　　德州仪器MSP430微控制器业务发展经理刁勇则介绍了基于TI超低功耗微控制器MSP430的便携医疗电子解决方案。 刁勇认为随着便携医疗产品小型化、高性能、低功耗、低成本发展趋势日益明显，TI推出了包括DSP、MCU、电源管理在内的一整套产品。而MSP430则 是其中代表性产品，因为它具备高集成度、高性能处理、低成本以及超低功耗等特点所以大量应用于便携式医疗电子产品，目前已有的应用包括便携式血糖仪、便携 式血氧测量仪器、便携式心电仪器以及便携式数字温度计等多种应用。

　　

　　图9 MSP430具备很高的集成度

　　他重点绍了基于MSP430的血糖仪解决方案，完整的血糖仪只需要一颗MSP430就可以完成。如果一天典型的测量次数大概在1-2次，整个系统功耗是2uA，用一个钮扣电池供电，整个产品可以工作五至十年而无需更换电池！

　　德州仪器高性能模拟产品技术应用工程师陈红生则介绍了TI针对ECG系统的高性能解决方案。他指出TI实际上提供一整套解决方案，针对典型医疗的前端模块 和后端ECG处理，主要是三个部分，一个是EC机的管理前端，一个是数字听诊器的管理前端，还有血氧的管理前端。TI可以提供所有参考设计板。

　　

　　图10 ECG系统组成框图

　　Actel技术支持培训经理戴梦麟则介绍了低功耗Flash FPGA在便携式医疗设备上的应用，他指出Flash工艺具备低功耗优势、上电即行、单芯片带来的总成本优势、天然的安全优势和可靠性优势等特点，所以非 常适合便携式医疗电子产品应用。他特别将IGLOO Nano 系列 FPGA的功耗和其他厂商的FPGA产品进行了比较。

　　

　　图11 IGLOO Nano 系列 FPGA 功耗比较

　　另外他还特别提醒医疗设备设计人员要关注因辐射而导致的可靠性问题，“辐射有很多种，有些粒子，有些来自于 EMIEMC，就是电磁波干扰。最重要的是属于中子类的干扰，因为中子是体积最小的粒子，可以穿透很小的背景和整个地球。”他强调，“屏蔽的方式解决不了 中子的影响，中子可能会导致可编程器件中晶体管状态的翻转，会影响设备的可靠性。”

　　

　　图12 带电粒子引发的软错误和固错误

　　他指出对于Flash工艺器件来说，它对固错误有免疫性，因为Flash晶体管不会随意翻转，虽然有瞬态翻转，但瞬态过了以后会恢复生产。

　　美国风河系统公司中国技术客户经理郝猛则介绍了风河公司在医疗领域的新技术和解决方案，他特别对医疗设备的互操作性和安全性进行了分析，“在设计医疗设备 的时候，应更多考虑怎么和运营商怎么和其他产品的互通性、互操作性，从而降低运营商的运营成本，提供更低成本、更可靠的服务。”他指出，“医疗设备的安全 性有非常多的国际标准，总的来说安全性标准分为IEC61508，这是最基本的对软件安全的标准，对医疗的标准是IEC60601，除了IEC之外，还有 一些行业标准。”

　　

　　图13 医疗电子设备安全标准

　　他指出风河提供不同层次OS，可以把系统安全需求以更短时间内通过ITU或者安全认证的标准，把这些应用OS进行绑定， 可以加快产品研发的速度。在安全认证方面，风河也有相应的部门，通过不同的部门可以帮助客户更快、更方便的通过标准认证。例如VxWorks、CERT 、BSP可以完成安全认证测试。

　　

　　图14 风河医疗安规解决方案

　　他还介绍了风河Hypervisor管理技术，它可以抽象出来三个不同的虚拟板，它们有自己CPU的执行资源，同时还有 自己的Memory资源，也有自己的虚拟设备、外部设备，在终端控制这一块会接到不同的板子上。它们之间不会互相干扰，从而满足安全性要求苛刻的应用和非 安全性苛刻资源的支配。

　　

　　图15 风河Hypervisor管理技术

　　来自研祥集团产品管理中心医疗产品线产品经理王霞分享了研祥医疗器械研发成果，她指出研祥的产品已经广泛应用在生命信息 监护、临床检验及试剂、医学超声成像四大临床医疗设备上。尺寸从大到小涵盖PC/104主板、3.5寸嵌入式主板、4寸嵌入式主板、COM Express模块化主板等。例如研祥基于英特尔凌动平台，采用英特尔945GSE，目前在医疗监护仪上使用。

　　

　　图16 研祥产品在医疗监护仪上的应用

　　因为医疗设备关系到患者的生命，所以对医疗电源有特别需求，医疗电源必须除了要符合安全、漏电、EMI-RF辐射和防护 方面的相关标准外，还要获得GMP的认证。EN60950是适用于通用电源的国际安全规范，但医疗电源的国际安全规范是更严格的IEC601-1A2。作为本土医疗电源的主要供应商，广州金升阳公司也在研讨会现场展示了自主开发的医疗电源模块，这些模块都符合医疗认证标准。

　　

　　图17 广州金升阳公司自主开发的医疗电源模块