返回首页
当前位置: CompoTech China > 技术应用 >

ADI:小体积、低功耗、抗噪声,移动医疗三大关卡

时间:2016-06-28 08:01来源:Compotech 作者:任苙萍 点击:
焦点1:生命体征侦测
随着全球陆续迈入高龄社会,传统医疗管理模式受到挑战,强调"医养结合"的医疗照护产业因而备受关注。根据法国市场调研公司 ReportLinker 在今年4月底发布报告显示,2015 年全球医疗传感器市场产值预估为 82.1 亿美元。2016~2022 年该市场将以复合年成长率 (CAGR) 为 8.5% 的速度稳步上扬——包括诊断、监测、医疗、摄影、保健和健身等应用,至 2022 年可达 150.1亿美元;而就医成本攀升,人们有增加居家保健服务的倾向。此外,全世界癌症、急性心肌梗塞和糖尿病例增加,加上术后康复需求,亦带动医疗传感器市场迅速茁壮。
 
在可预见的未来,监测设备因为门诊、护理中心和居家照护的病患监测需求上升,将是增长最快的产品;而制造商为增加用于居家照护的便携式医疗装置市场渗透率,将建置或增加远程病患监测功能,亦有助医疗传感器的销售。就供货商类型而言,一阶占 48%、二阶占 36%、三阶占 16%;从地理区域观察,北美由于改善医疗保健基础设施、高阶医疗装置需求,以及居家治疗与完善通路结构的力道驱动,囊括半数市场份额,欧洲和亚太区各占 25%,其中亚太区是成长最快者,诊所诊断及后续治疗程序为应用大宗。领头厂商如附表所示。
 
表:2015 医疗传感器前十大供货商

排名

供货商

1

日立医疗系统 (Hitachi Medical Systems)

2

飞利浦 (Philips)

3

西门子医疗 (Siemens Healthcare)

4

东芝医疗事业 (Toshiba Medical Systems)    ※现由 Canon 并购

5

意法半导体 (STMicroelectronics N.V.)

6

亚德诺半导体 (Analog Devices)

7

爱特梅尔 (Atmel)    ※现由戴乐格半导体 (Dialog Semiconductor并购)

8

安华高 (Avago)

9

博通 (Broadcom)    ※现由 Avago 并购

10

恩智浦半导体 (NXP)

资料来源:ReportLinker公司 (2016/04)
 
移动医疗增添环境变数
作为美国医疗传感器及模拟混合信号处理首屈一指供货商的 ADI,创立迄今逾 50 个年头,历经多次策略性组织调整,在相关线性组件、混合信号、微机电系统 (MEMS) 和数字处理器有完整布署。在便携/穿戴式医疗产品耕耘甚久的 ADI 亚太区医疗行业市场经理王胜表示,从出货的单片数量来看,目前运动手环等消费电子仍明显多于专业市场,但基于下列原因,ADI 相当看好轻量级专业设备的发展前景。首先,医疗院所检测不一定在定点发生,更多时候是由医护人员以手持或行动装置进行,甚至要用户随身携带实时监测;其次,心电图、血压、血糖等监测须长时间或定期追踪,促使医务需求往家用市场延伸。
 

照片人物:ADI 亚太区医疗行业市场经理王胜
 
最后是医疗服务商的兴起,与银发小区或民政系统的串联,或将带动租赁医疗设备的成长。王胜指出,专业产品"认证"送检流程耗时长,有时单是排队就须耗上大半年,有心此道的业者对于开发周期与产品性能的拿捏格外重要。他提醒,专业行动医疗设备的开发有三大关卡须克服:小体积、低功耗,且精确度不容妥协;若是手持或穿戴,还须顾虑电池容量小、如何延长工作时间的问题。此外,行动医疗由于工作环境可能不如大医院专用检查室理想,对于噪声处理须更细腻,足以应对生物电位、阻抗、动作、温湿度与环境等干扰,才不会令数据失准。
 
王胜透露,ADI 之所以能在便携式/穿戴式医疗装置表现突出,尤其在生物电位测量如ECG、光电式测量、生物阻抗、运动检测与温度等五项技术领域,皆已取得商用成果;美国通用电子、中国迈瑞医疗等领头的医疗巨头是ADI的重要客户,今年更与健康信息公司 LifeQ 共同开发"非侵入式"人体体征信号采集及数据处理系统,以追踪心率、睡眠质量、血乳酸、卡路里摄取量,以及透过唾液皮质醇做压力标记等生理参数。ADI早先已有量产集多种传感器输入于一身的低功耗生物阻抗计量单芯片 ADuCM350,可协助快速开发血糖仪与体脂计及其他传感器信号的采集。
 
AFE精度决定信号质量,光电侦测方兴未艾
ADuCM350 整合可配置多传感器开关矩阵、硬件波形发生器和离散傅立叶变换 (DFT) 引擎构成的 16 位精度"模拟前端"(AFE),并备有处理子系统和工业标准软件开发环境,支持完整产品开发路线图。在生理指标转换成数字数据的过程,负责撷取信号、模拟滤波、数据转换和功率放大的 AFE 是重要桥梁,对后续信号处理及数据判读影响甚巨。ADI 用于心电图/心率 (ECG /HRM) 和生物电位量测的 AFE 产品 AD8232,纳入双极高通及低通滤波器,可消除动作噪声和电极半电池电位;未指定运算放大器的设计,可打造三极低通滤波器以消除额外噪声。
  

图:AD8232是高效AFE产品,可广泛应用在各项行动医疗设备

资料来源:ADI网站
为提高系统线路频率和共模抑制性能,AD8232 内置一个放大器用于右侧驱动 (RLD) 等受驱导联应用,使用者可依个别需求选择滤波器的截止频率;然一旦放大器轨电压发生导联脱落等突变,系统会自动给出导联脱落指示信号。"生命体征侦测"是医疗诊断与治疗基础,而"生物光电"(Biophotonics) 更是新兴领域;以可见光 (通常是绿光) 或红外光感测手腕、手指指腹或耳垂的微血管血液流动,以侦测心率即为典型应用之一。为避免高的功耗消耗,动作对测量精度的影响或环境光线影响信号接收,ADI 光电传感器模块 ADPD 系列因内部集成的光电二极管 (PD) 接收端电容小、噪声少,可提高灵敏度,同时集成业内最好的环境光抑制处理机制。
 
ADI 精密滤波技术可将环境光的高频干扰拒于门外,让 ADPD 系列可专注接收窄幅脉冲及微弱光信号——ADPD142 已将光电二极管、LED、AFE、LED 驱动与环境光抑制等整合其中;ADPD174 进一步解决系统级光学结构设计和生产加工,大幅提高产品精度和一致性,同时降低系统成本、缩短开发周期。在低功耗表现方面,ADI 在不影响信号传送的情况下,缩小接收端光电二极管电容,进而减少 LED 发光时间的脉冲宽度,尽可能保留电力,颇具系统宏观。
(责任编辑:helen)
(0)
0%
------分隔线----------------------------
发表评论
请自觉遵守互联网相关的政策法规,严禁发布色情、暴力、反动的言论。
评价:
表情:
用户名:密码: 验证码:点击我更换图片
推荐内容