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被动转主动 医疗设备走入家庭
小巧 精致潮流当道

【作者: 丁于珊】2013年02月01日 星期五

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「未来的看诊方式,或许已经不再是病人到医院去,而是在家里利用自己的医疗设备自行检测之后,再由医生进行远距医疗,」工研院电子与光电研究所副所长刁国栋描绘着未来的医疗愿景。


在通讯技术与医疗电子科技日益进步下,远程照护市场也逐渐成熟,要达到这样的愿景已经不再是难事;事实上,在健保支出不断失控、医病关系不对等的压力之下,大家不断在寻找解决方案,远距医疗或行动照护成为近几年重要的议题。



图一 : 新的半导体技术正朝向使医疗设备更小巧、更低功率需求、以及削减总体成本迈进。医疗设备芯片发展呈现高整合度、小型化,高能效、以及标准化四大趋势。
图一 : 新的半导体技术正朝向使医疗设备更小巧、更低功率需求、以及削减总体成本迈进。医疗设备芯片发展呈现高整合度、小型化,高能效、以及标准化四大趋势。

透过这两种方式,不仅可以减少健保支出,医生或病人也可以节省不少等待时间。而这也意味着,病人需要透过医疗设备来监控自身的健康状况,也因此,医疗电子正朝向可携式、小型化发展。


以小博大 可携式医疗商机大

在各种行动装置已经融入人们生活之后,消费者已习惯行动装置所带来的便利性,并将这样的特点带入其他电子产业中,包括医疗设产业。行动医疗照护克服了时间及地域的限制,让医疗服务可以随时随地进行。美国食品和药物管理局(FDA)也批准,可以利用iPad或iPhone来做为如计算机断层扫描(CT)、磁共振成像(MRI)等医疗影像诊断放射学的辅助产品。


一些医生已经开始采用iPad等平板计算机来做为医疗纪录工具,一些业者也开始针对医疗需求开发专用平板计算机,藉此提升医护人员效率。在病人端,更可以看到不少行动装置开始加入一些血糖检测、心率监测等功能,各种医疗APP也逐渐兴起。


图二 : 家庭医疗的蓝芽低功耗方案使用模式
图二 : 家庭医疗的蓝芽低功耗方案使用模式

除此之外,由于居家医疗设备技术门坎相较于临床医疗低,可携式医疗设备成为许多厂商的热门选择,不只传统医疗设备厂商,其他如Motorola、Nike等也推出智能手表等可穿戴式的产品,抢攻健康照护市场。小型化成为这些可携式医疗设备的设计关键,家用便携的医疗设备发展更为迅速,并逐渐成为主流产品。


根据市调公司IMS Research最新报告显示,自我监控的医疗设备需求成长将大于远距医疗,即使没有适合的医疗保健系统,消费者仍希望在家能够监测和管理自己的健康。


「如果因为价格太过昂贵,病人没办法负担,或是操作复杂,导致使用率不高,再好的医疗设备也没有用,」工研院生医与医材研究所生医电子与影像技术组研究员包舜华表示,在朝向可携式发展的同时,医疗设备也逐渐平价化且易使用。


据研究,美国已有88%的医生会透过血糖计、心率监测器等可携式医疗设备来追踪病人在家中的状况。而市调公司Databeans统计,2011年居家医疗领域营收达191亿美元,尽管占整体营收比例不高,但正稳定成长中。


技术门坎高 高集成度为设计关键

可携式医疗设备包括电子血压计、电子血糖仪、心率监测器、便携式心电图仪等生理讯号检测健康照护设备,另外一些较为大型的专业医疗仪器如超音波,在体积上也开始「压缩」,有了便携型的产品,这些都替医生及病人带来极大的便利性。「过去是病人到医院做检查,现在则是仪器主动到病人身边检测,」刁国栋解释医病模式的改变。


相较于消费性电子,医疗设备中的芯片在技术门坎上较高,电压、电流或静电防护上的安全规范上也较为严格。此外,对传统的医疗设备来说,体积和功耗并不是考虑设计之一,但对于可携式或可穿戴式产品来说,更长的电池寿命和小的电路尺寸都是重要关键,增加任何的附加功能,都要考虑到功耗、电路尺寸,且还必须具备足够的运算能力。甚至,对于一些抛弃式的贴片型产品来说,成本也极为重要。



图三
图三

这些改变对于传统医疗设备制造商带来极大的挑战,但却为半导体业者带来新商机。为了因应这些挑战,新的半导体技术正朝向使医疗设备更小巧、更低功率需求、以及削减总体成本迈进。医疗设备芯片发展呈现高整合度、小型化,高能效、以及标准化四大趋势。


例如,ADI就针对这样的需求,推出系列医用产品解决方案,如具有芯片内建JESD 204B串联接口的八信道超音波接收器,透过此接口,ADI的AD9671八信道接收器能够使超音波系统中的I/O数据路由比其他的数据接口标准减少80%。这不仅简化超音波设备中的电路板设计,同时也符合业界对于更高数据速率、更多信道数量、以及更大影像分辨率的需求,进而因应生产厂商,设计小巧、高性能超音波系统的需要。


无线化浪潮吹入医疗设备

为了能够和个人健康数据做链接,可携式医疗设备通常都附有无线传输接口。这些用来自我监测的医疗设备为低功耗无线传输技术带来极大的发展机会。根据IMS Research预测,带有无线传输接口的健康监测设备在未来五年内出货将达5千万个,其中一部分被用来管理远距医疗系统。


国际之间的通讯传输标准很多,但是要采用哪一种,厂商各有不同的考虑。除了安全性、成本、主动性,耗能也是关键因素之ㄧ,其中,Bluetooth、ANT两种传输标准倍受关注,符合可携式设备及低功耗的需求,因此,在医疗设备的市场不断扩大。



图四 : 医院医疗环境的蓝芽低功耗方案使用模式
图四 : 医院医疗环境的蓝芽低功耗方案使用模式

Bluetooth

Bluetooth在智能手机上的普及率已高达九成,蓝牙技术联盟董事长Chris Hansen表示,蓝牙技术正在经历第二波发展浪潮,朝着以往无线技术从未涉足的装置和市场迈进。在新一代Bluetooth技术开发时,以降低功耗为目标,大幅改善了过去Bluetooth2.0的功耗问题,因此让Bluetooth4.0的应用范畴扩大不少,也开启其医疗及健身领域监测装置市场。


在Bluetooth 4.0技术中,提供了血压计、血糖计等可携式医疗设备的无线连接、传输功能,满足及时监控、追踪的应用倠仇,且拥有极低功耗的特色,大大提高医疗设备使用上便利性。


不过,工研院服务系统科技中心健康照护服务组副组长赖才雅表示,考虑到苹果在其iPhone 4S、iPhone5及New iPad中内建Bluetooth 4.0,若使用Bluetooth 4.0,则必需和苹果的设备绑在一起,因此目前采用4.0标准的厂商并不多。


ANT

相较于Bluetooth 4.0,ANT开放度显得较高,且应用规范以制定完整,因此较Bluetooth 4.0有优势。


ANT是由加拿大公司Dynastream Innovations自主协议,具备面向各种运动用的小型传感器应用规范,其能够作为标准功能嵌入智能手机的特点,是许多厂商拥护ANT的一大原因。ANT至今已被运用在运动和健身装备,而医疗保健应用的ANT+市场也逐步成长,日后更将制定血压计及活动量计使用的应用规范。


国外目前也已有医院导入ANT+,透过此传输技术将病人的健康信息传回后台系统,以监测病人状况。


结论

随着生活水平逐渐提高,未来可携式医疗设备将会有更多元化的发展空间。然而尽管商机诱人,但市场却大多被欧美日等国家所垄断,除了切入门坎极高,没有医疗品牌也是原因之一。刁国栋表示,台湾有HTC、ASUS、ACER等消费性电子品牌,但却没有属于自己的医疗品牌。


也因此,台湾必须尽快找到利基点,如工研院领军打出第一仗,要在超音波扫描仪芯片上保有自主性技术,不仅希望为低迷的IC产业找到新的出海口,也为了不在未来被中国厂商所取代,往高附加价值方向发展。


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