部分醫療保健類產品的動向及芯片解決方案

作者 / 王影　 《電子產品世界》編輯(100086)

摘要：介紹了體征信號檢測產品及助聽器等的發展趨勢，及相關的芯片解決方案。

1 體征信號檢測的趨勢

1.1 院內院外產品的融合

　　ADI公司醫療健康事業部亞太區市場總監王勝介紹，據一家美國咨詢公司的調查，70%~80%的人認為可穿戴需要和健康聯系在一起。所以現在可穿戴無一例外在健康功能上大做文章。

　　其實很多健康功能在醫院里已有，但是這些產品和所謂的“院外”不一樣，盡管功能性是一樣的，測量原理甚至都一樣，但是測量條件不同，這帶來很多挑戰。首先它變小了，變得用戶不專業了，變得條件多樣化;而不像在醫院，有固定的操作人員、固定的環境，測量準確度非常高，且不太在乎功耗，甚至不在乎成本。所以院內的專業設備廠商在往產品小型化發展;院外的健康設備廠商在往診斷級的院內設備的質量靠近，即使不要認證，但是產品質量也要達到同等級別。

　　現在市場上云端服務的健康管理公司越來越多，催生院外的健康功能產品越來越多。

　　所以從趨勢來看，院內院外這兩塊的發展方向在往一起靠攏。院內的醫療設備廠商在發展便攜式、無線傳輸，使患者不只是躺在床上，很多可以實時檢測。院外的在往院內的設備質量靠近，甚至很多做了醫療認證。

1.2 ADI的解決方案

　　這種趨勢對ADI是有益的，因為ADI在之前非常專注在醫療設備領域，現在正把這些技術延伸出來，緊跟市場需求，來開發很多有益市場接受的院外產品和方案。

　　ADI在醫療電子監測方面重點關注有兩大類：醫療影像檢測類和體征信號監測類。本文主要介紹體征信號監測類。

　　所謂體征信號包括體溫、心率、心電、血氧、呼吸等。ADI的產品包括專業的監護類產品(多用于醫院內)和可穿戴產品(個人消費品或個人健康產品)。具體來說，ADI在光電技術、生理阻抗測量、生理電勢采集、溫度、運動狀態監測以及環境相關(如氣體，CO2以及紫外線監測等)等領域都有持續投資，產品方案在市場上有極大認可。

　　尤其是在光電法測量生理體征信號方面，ADI的ADPD系列傳感器及信號處理方案，正被大品牌客戶設計使用，例如ADPD142，APD153, ADPD144以及ADPD174等是集成高的方案(光電二極管+ LED + 模擬前端采集AFE +LED驅動器+ 環境光抑制等，輸出是I2C的數字量)，體積也很小，功耗很低(十分靈活的配置)，性能好(在體積、功耗都很有優勢的同時)以及非常成熟的方案(早已有大量出貨)。可用于診斷級產品，也可適用于消費級的產品相關體征信號的采集，例如心率， 血氧含量等。其中，ADPD174GGI，可以大大簡化系統級光學結構設計的挑戰，解決內部環境光干擾問題等，進而保證最終產品的一致性和生產環節的成本和效率，目前此模塊產品已被全球知名的可穿戴設備廠商采納， 并已經大量出貨。

　　除此以外，2018年夏天ADI量產了新一代光電測量模塊產品ADPD188，使得該類應用在功耗、性能、設計簡易度、簡化客戶的產線流程以及成本等方面又獲得了優化和突破進展。

　　ADI的系列低功耗、單導聯、心率監護儀模擬前端 (AFE) AD8232以及最新的AD8233，專為滿足新興的健身設備、便攜式/佩戴式監控設備和遠程健康監護設備的ECG(心電圖)信號調理要求而設計。

　　與當前很多集成解決方案中采用的拓撲結構不同，AD8233高度靈活的模擬濾波配置采用雙極高通濾波器，結合芯片內部的儀表放大器架構和無使用約束運算(增益)放大器，支持用戶采用多極低通濾波技術來消除線路噪聲和其他干擾，并可提供在關斷(shutdown)模式下的導聯脫落監測功能。它為系統設計人員提供了靈活性，將健身和醫療監護的價值和性能提升到一個新的水平。

　　另外一款高集成度的ADAS1000完全可以用于類似的應用場合，提供高質量高集成的多導聯心電、呼吸及起搏器檢測以及其他功能于一身的解決方案，是高性能診斷級ECG監測的首選方案。

　　在醫院用及家用便攜式醫療電子領域，ADI擁有一系列創新產品和解決方案，例如支持多種便攜式醫療保健領域的高精度、低功耗片上計量儀ADuCM350，已在國內和國外的幾家有代表性的大客戶中都取得了進展。

　　除此以外， 在運動檢測的相關領域，ADI擁有一系列創新產品和解決方案，突破性的超低功耗3軸數字MEMS產品ADXL362在運動檢測喚醒模式下功耗僅為300 nA，其超低功耗的特征是可穿戴運動監測設備的理想解決方案;同樣，ADI看中低功耗對用戶的價值，所以更高性能，以及更加合理價格的類似產品也將陸續推出。

2 助聽器等醫療產品對元器件提出了更高要求

　　安森美半導體醫療分部亞太區市場部經理楊正龍稱，隨著全球人口老齡化，助聽器、血糖監測儀、監護儀等醫療產品升溫。

　　好的產品當然需要好的元器件方案來提供支持，例如助聽器產品，一方面由于佩戴者的心理因素，希望助聽器比較小且不易被發現，這樣就需要元器件的尺寸不能過大;另外一方面，每個佩戴助聽器的患者所使用的環境不一樣，使用習慣也不一樣，需要助聽器提供的功能多樣化，這樣就需要助聽器元器件功能多，運算能力強。再有，每次更換電池從經濟、環保、便利度上都不值得提倡，所以需要元器件能夠提供可充電的功能。

　　關于血糖儀，現在市場上的血糖監測儀屬于較老的產品，每次需要創傷并用試紙驗血才能達到檢驗的目的。目前在發達國家開始流行的是連續血糖監測儀，這種檢測儀可以24小時不間斷，自動監測同時會發警報通知患者，這樣就大大降低患者風險，提高了便利性，這樣的產品需要提供的元器件精度要高，具備醫療資格認證。

　　安森美半導體在醫療行業有30多年的經驗，積累了相關的技術， 隨著市場的發展，安森美半導體推出了更為強大的助聽器DSP方案，這種方案不是簡單的DSP，而是把最新的藍牙低功耗5.0 (BLE 5.0)的芯片集成進去，可以支持從助聽器到手機的無線音頻傳輸功能，同時支持MFi 和Android 手機。2017年安森美半導體推出了Ezairo 7150， 2018年在德國漢諾威醫療器械展上推出封裝更小、功耗更低的Ezairo 7160 系列，同時簡化客戶需要做的工作，提供了完備的“交鑰匙”方案，節省客戶從研發到生產的時間，提高客戶的競爭力， 同時針對終端用戶群體，可以更加便利地使用助聽器。

　　另外，安森美半導體推出了業界首款支持音頻傳輸的BLE 5.0芯片方案RSL10， 其性能特性通過美國第三方測試，可以達到1090 EEMBC? ULPMark CP @ 3 V、1260 EEMBC ULPMark CP @ 2.1 V，通過使用安森美半導體自有的音頻傳輸協議，可以讓有聽力障礙的人群更能便捷享受聽音樂、看電視。

　　本文來源于《電子產品世界》2018年第12期第8頁，歡迎您寫論文時引用，并注明出處。