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被動轉主動 醫療設備走入家庭
小巧 精緻潮流當道

【作者: 丁于珊】   2013年02月01日 星期五

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「未來的看診方式,或許已經不再是病人到醫院去,而是在家裡利用自己的醫療設備自行檢測之後,再由醫生進行遠距醫療,」工研院電子與光電研究所副所長刁國棟描繪著未來的醫療願景。


在通訊技術與醫療電子科技日益進步下,遠端照護市場也逐漸成熟,要達到這樣的願景已經不再是難事;事實上,在健保支出不斷失控、醫病關係不對等的壓力之下,大家不斷在尋找解決方案,遠距醫療或行動照護成為近幾年重要的議題。



圖一 :  新的半導體技術正朝向使醫療設備更小巧、更低功率需求、以及削減總體成本邁進。醫療設備晶片發展呈現高整合度、小型化,高能效、以及標準化四大趨勢。
圖一 : 新的半導體技術正朝向使醫療設備更小巧、更低功率需求、以及削減總體成本邁進。醫療設備晶片發展呈現高整合度、小型化,高能效、以及標準化四大趨勢。

透過這兩種方式,不僅可以減少健保支出,醫生或病人也可以節省不少等待時間。而這也意味著,病人需要透過醫療設備來監控自身的健康狀況,也因此,醫療電子正朝向可攜式、小型化發展。


以小博大 可攜式醫療商機大

在各種行動裝置已經融入人們生活之後,消費者已習慣行動裝置所帶來的便利性,並將這樣的特點帶入其他電子產業中,包括醫療設產業。行動醫療照護克服了時間及地域的限制,讓醫療服務可以隨時隨地進行。美國食品和藥物管理局(FDA)也批准,可以利用iPad或iPhone來做為如電腦斷層掃描(CT)、磁共振成像(MRI)等醫療影像診斷放射學的輔助產品。


一些醫生已經開始採用iPad等平板電腦來做為醫療紀錄工具,一些業者也開始針對醫療需求開發專用平板電腦,藉此提升醫護人員效率。在病人端,更可以看到不少行動裝置開始加入一些血糖檢測、心率監測等功能,各種醫療APP也逐漸興起。


圖二 :  家庭醫療的藍芽低功耗方案使用模式
圖二 : 家庭醫療的藍芽低功耗方案使用模式

除此之外,由於居家醫療設備技術門檻相較於臨床醫療低,可攜式醫療設備成為許多廠商的熱門選擇,不只傳統醫療設備廠商,其他如Motorola、Nike等也推出智慧手錶等可穿戴式的產品,搶攻健康照護市場。小型化成為這些可攜式醫療設備的設計關鍵,家用便攜的醫療設備發展更為迅速,並逐漸成為主流產品。


根據市調公司IMS Research最新報告顯示,自我監控的醫療設備需求成長將大於遠距醫療,即使沒有適合的醫療保健系統,消費者仍希望在家能夠監測和管理自己的健康。


「如果因為價格太過昂貴,病人沒辦法負擔,或是操作複雜,導致使用率不高,再好的醫療設備也沒有用,」工研院生醫與醫材研究所生醫電子與影像技術組研究員包舜華表示,在朝向可攜式發展的同時,醫療設備也逐漸平價化且易使用。


據研究,美國已有88%的醫生會透過血糖計、心率監測器等可攜式醫療設備來追蹤病人在家中的狀況。而市調公司Databeans統計,2011年居家醫療領域營收達191億美元,儘管占整體營收比例不高,但正穩定成長中。


技術門檻高 高集成度為設計關鍵

可攜式醫療設備包括電子血壓計、電子血糖儀、心率監測器、便攜式心電圖儀等生理訊號檢測健康照護設備,另外一些較為大型的專業醫療儀器如超音波,在體積上也開始「壓縮」,有了便攜型的產品,這些都替醫生及病人帶來極大的便利性。「過去是病人到醫院做檢查,現在則是儀器主動到病人身邊檢測,」刁國棟解釋醫病模式的改變。


相較於消費性電子,醫療設備中的晶片在技術門檻上較高,電壓、電流或靜電防護上的安全規範上也較為嚴格。此外,對傳統的醫療設備來說,體積和功耗並不是考量設計之一,但對於可攜式或可穿戴式產品來說,更長的電池壽命和小的電路尺寸都是重要關鍵,增加任何的附加功能,都要考慮到功耗、電路尺寸,且還必須具備足夠的運算能力。甚至,對於一些拋棄式的貼片型產品來說,成本也極為重要。



圖三
圖三

這些改變對於傳統醫療設備製造商帶來極大的挑戰,但卻為半導體業者帶來新商機。為了因應這些挑戰,新的半導體技術正朝向使醫療設備更小巧、更低功率需求、以及削減總體成本邁進。醫療設備晶片發展呈現高整合度、小型化,高能效、以及標準化四大趨勢。


例如,ADI就針對這樣的需求,推出系列醫用產品解決方案,如具有晶片內建JESD 204B串聯介面的八通道超音波接收器,透過此介面,ADI的AD9671八通道接收器能夠使超音波系統中的I/O資料路由比其他的資料介面標準減少80%。這不僅簡化超音波設備中的電路板設計,同時也符合業界對於更高資料速率、更多通道數量、以及更大影像解析度的需求,進而因應生產廠商,設計小巧、高性能超音波系統的需要。


無線化浪潮吹入醫療設備

為了能夠和個人健康資料做連結,可攜式醫療設備通常都附有無線傳輸介面。這些用來自我監測的醫療設備為低功耗無線傳輸技術帶來極大的發展機會。根據IMS Research預測,帶有無線傳輸介面的健康監測設備在未來五年內出貨將達5千萬個,其中一部分被用來管理遠距醫療系統。


國際之間的通訊傳輸標準很多,但是要採用哪一種,廠商各有不同的考量。除了安全性、成本、主動性,耗能也是關鍵因素之ㄧ,其中,Bluetooth、ANT兩種傳輸標準倍受關注,符合可攜式設備及低功耗的需求,因此,在醫療設備的市場不斷擴大。



圖四 :  醫院醫療環境的藍芽低功耗方案使用模式
圖四 : 醫院醫療環境的藍芽低功耗方案使用模式

Bluetooth

Bluetooth在智慧手機上的普及率已高達九成,藍牙技術聯盟董事長Chris Hansen表示,藍牙技術正在經歷第二波發展浪潮,朝著以往無線技術從未涉足的裝置和市場邁進。在新一代Bluetooth技術開發時,以降低功耗為目標,大幅改善了過去Bluetooth2.0的功耗問題,因此讓Bluetooth4.0的應用範疇擴大不少,也開啟其醫療及健身領域監測裝置市場。


在Bluetooth 4.0技術中,提供了血壓計、血糖計等可攜式醫療設備的無線連接、傳輸功能,滿足及時監控、追蹤的應用倠仇,且擁有極低功耗的特色,大大提高醫療設備使用上便利性。


不過,工研院服務系統科技中心健康照護服務組副組長賴才雅表示,考慮到蘋果在其iPhone 4S、iPhone5及New iPad中內建Bluetooth 4.0,若使用Bluetooth 4.0,則必需和蘋果的設備綁在一起,因此目前採用4.0標準的廠商並不多。


ANT

相較於Bluetooth 4.0,ANT開放度顯得較高,且應用規範以制定完整,因此較Bluetooth 4.0有優勢。


ANT是由加拿大公司Dynastream Innovations自主協議,具備面向各種運動用的小型感測器應用規範,其能夠作為標準功能嵌入智慧手機的特點,是許多廠商擁護ANT的一大原因。ANT至今已被運用在運動和健身裝備,而醫療保健應用的ANT+市場也逐步成長,日後更將制定血壓計及活動量計使用的應用規範。


國外目前也已有醫院導入ANT+,透過此傳輸技術將病人的健康資訊傳回後台系統,以監測病人狀況。


結論

隨著生活水平逐漸提高,未來可攜式醫療設備將會有更多元化的發展空間。然而儘管商機誘人,但市場卻大多被歐美日等國家所壟斷,除了切入門檻極高,沒有醫療品牌也是原因之一。刁國棟表示,台灣有HTC、ASUS、ACER等消費性電子品牌,但卻沒有屬於自己的醫療品牌。


也因此,台灣必須盡快找到利基點,如工研院領軍打出第一仗,要在超音波掃描儀晶片上保有自主性技術,不僅希望為低迷的IC產業找到新的出海口,也為了不在未來被中國廠商所取代,往高附加價值方向發展。


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