攸关人身健康的医疗照护产业已成为近年半导体与光电产业竞相投入的领域，随着研发技术的不断进展，以往只能在医院使用的诊断设备逐步达到小型化随身化的成果，甚至搭配越显智能的无线感测技术与塑料电子的应用，让科技改善人类生活质量的愿景及早落实，本文将以半导体产业在医疗电子上的进展，勾勒出技术应用的面貌。
据Espicom调查显示，2005年，全球医疗产品市场规模约1562亿美元，其中，医疗电子产品市场规模为700亿美元左右。2006年，全球医疗器材市场产值达1831.7亿美元，其中，更以医疗电子为成长最快速的领域。年复合增长率达12％。据有关部门提供的数据研究统计，2007年上半年，中国医疗电子市场规模达到122亿元人民币，市场保持强劲增长势头，同比增速为16.3％，超过了全球市场12％的同比增长率，全年市场规模突破240亿元人民币。
中国医疗电子市场的快速发展，也带动起一批相关产业。目前中国大陆已拥有医疗电子生产企业830多家，主要分布在广东、江苏、北京、上海、浙江、山东和辽宁。从医用电子仪器设备、医用射频仪器、医用超声仪器、医用激光设备及仪器到医用生化分析仪器已经形成一个品种丰富的产业集群。目前中国医疗电子仅占全球份额的3％，相比其他电子产业的规模还较为渺小，但是由于中国医院信息化进程加快，一系列相关政策扶持，可以预见的是，中国医疗电子市场规模将继续加速增长，在整个半导体产业面临严冬的今天，医疗电子或许是很多本土芯片设计、系统集成公司的救命稻草。
ADI提供医疗业界最广泛的数字处理解决方案
结合模拟，混合信号，嵌入式处理器与MEMS(微机电系统)等技术造就ADI(美商亚德诺)成为医疗解决方案最为完整的厂商，提供成像系统更佳的解决方案，更加精密且更具可携式病患监测设计，以及更加可靠的家庭监控设备。
由于医院、医疗诊所以及移动式急救装置在例行性、预防性、以及急性的医疗照护方面，对于高性能可携式超音波设备的依赖度日益提升，超音波设备的设计工程师必须要在影像质量与电源效率两者之间取得较佳平衡上，设法去符合崭新多变的需求。为了配合此项需要，ADI推出两款全新的8信道(octal)超音波接收器产品。AD9272的特点为具有业界最低的终端噪声，可以应用在以手推式装置为主，需要较优越影像质量的高中阶超音波设备中，而AD9273则是同级产品中最具电源效率的组件，能够因应可携式超音波系统的需要。
AD 927x系列组件以单颗IC取代先前的分离式解决方案，这些组件具有8个信道，每一组信道都包含低噪声放大器(LNA)、可变增益放大器(VGA)、抗锯齿滤波器(AAF)、以及12位模拟数字转换器(ADC)。对于可携式超音波设备而言，AD9273具有在12位与40MSPS下，每组通道低于100mW领先业界的功率耗损，能够延长可携式超音波设备的电池使用时间。
此外，ADI最新推出两款全新的惯性传感器——ADIS16405与ADIS16300，能在医疗仪器等多种应用中简单且价格合理地实现复杂的运动与导航控制，扩展了其获奖的iSensor智能传感器产品系列。ADIS164056自由度(6DoF)惯性测量单元(IMU)内建简单的高性能三轴磁力计传感器，可用于提高首向准确度。ADIS163004自由度(4DoF)IMU则具有业界突破性的价格，其价格仅为其他同级产品的1／10。
ADIS16405可提供预校准且预对准的惯性与磁性传感器，大大简化了IMU传感器全部功能的实现过程。ADIS16300是业界最低成本的精密多轴惯性传感器，可支持各种全新应用，包括医疗成像设备、修复术、外科仪器及工业车辆导航。这些产品与ADI公司IMU系列的其他产品一起，为客户提供引脚兼容的选择方案，赋予他们充分的选择权和极大的弹性，以满足多种不同的性价比需求。”
德州仪器专攻医疗影像革新
嵌入式处理器与模拟技术大厂德州仪器(TI)对促进医疗影像应用的小型化与便携性有着完整的布局，日前该公司一口气宣布推出超过15款专用嵌入式处理器产品系列，将可协助医师与临床医师获得更快、更精准的诊断结果，医疗影像设备制造商也可藉这些产品开发新型医疗技术，促进现有产品的小型化与便携性。这些处理器主要针对各种医疗影像应用，包括超音波、计算机断层摄影(CT)、正子计算机断层扫描(PET)、核磁共振摄影(MRI)、数位x光(digital x-ray)、光学同调断层扫描(OCT)以及其他新开发的医疗技术。这些处理器协同TI全系列通用与专用模拟产品，不仅可提供完整的信号链解决方案，还可改善全球成千上万民众的医疗服务诊断速度与实用性。
嵌入式数字信号处理器为极具弹性的可编程装置，可透过更新软件与算法立即升级。大专院校、软件工程师与研发中心不断开发新算法，以提高诊断影像的清晰度、深度及实用性。透过TI可扩充式处理器，可轻易将新型算法加载现场使用的机器中。对设备制造商而言，这种型态的快速更新可延长设备使用寿命，而且还可增强设备功能。对临床医师与患者而言，提高影像质量有利于改善诊断与医疗服务。
除改善医疗影像质量外，TI处理器与高效能模拟产品还可加快医疗诊断速度。TMS320C6455与TMS320C6452等高效能单核处理器非常适用于需要进行实时工作的影像技术，如超音波、数字x光、OCT、高光谱影像及其他新兴应用。TMS320DM644x系列产品充分利用TI获业界一致公认的强大影像功能，能显著改善影像应用的后端处理。可携式应用与掌上型应用也可从TI低功耗OMAP及TMS320C67x处理器平台显著获益，此两款处理器平台可提供较传统可程序逻辑组件(FPGA)更优异的效能一功率。TI以DaVinci技术为基础的系列产品可提供完美结合外围、内存与处理器的完整处理解决方案，并能大幅缩小电路板空间、降低系统复杂性，在实现更小型产品的同时加速产品上市进程。
此外，嵌入式处理器与TI的DLPTM技术还可为制造商提供全新影像技术工具。诸如组织弹性影像技术(tissue elasticity imaging)、高光谱影像(hyperspectral imaging)、适应性患者专用影像(adaptive patient-specific imaging)、3D／4D影像(3D／4D imaging)以及静脉查看(vein viewing)等新技术都充分利用TI多种高效能、低功耗装置的功能。例如，专为TI处理器开发的新型算法可支持实时患者专用组织弹性影像，进而实现最佳诊断质量。对于需要大量实时处理工作的3D／4D影像技术而言，TI处理器可提高3D胎儿影像的丰富性以进行
医疗分析，并可同时支持有效的4D心血管应用。DLP技术可突显患者的血管，让诊疗更方便，进而消除位置视图不清的问题。
针对影像OEM厂商面临的诸多挑战，TI从处理信号链开始着手——先将设备取得的模拟信号数字化，并加以分析，再将其转换回模拟信号，供医师与临床医师查看。除信号链外，TI还拥有电源管理、频率、接口、放大器以及数据转换器等解决方案，可为医疗影像技术领域提供业界最丰富的半导体系列产品。
OMNlVlSION推出低功耗医用传感器
CMOS影像传感器领先供货商OmniVision推出医疗影像传感器产品组合中最新的成员OV6930。该新款低功率OV6930是一种SquareGA，方形图形数组(400×400像素)，CMOS影像传感器，光学格式为1／10英寸，封装尺寸为1.8mm×1.8mm，这使之成为要求外径小于2.8mm的摄影头应用(如用于微创医疗程序的医用内窥镜)的理想首选。
OV6930采用3μm OmniPixel3-HS图像技术，从而实现同类产品中最优异的3300mV／Lux-秒的微旋光性能。当前市面上还没有其他CMOS影像传感器能够具有如此小巧的“身形”，同时提供与OV6930相媲美的高性能和灵敏度，这使得OV6930成为医疗设备市场上一种非常引人注目的解决方案。
OmniVision产品营销总监Grahame Cooney指出：“OmniVision的第一代医用传感器(OV6920)已成功被多家获美国食品和药物管理局(FDA)或全球其他监管部门批准的客户采用。凭借OV6930，OmniVision能够进一步拓展其在医疗成像市场所取得的成功。该传感器的尺寸和性能为范围更广的医用内窥镜应用提供了支持，包括结肠镜检查、胃镜检查、产科／妇科(OB／GYN)、泌尿检查和支气管镜检查。”
OV6930通过对正在申请专利的新串行I／O的控制以RAW—RGB格式提供全帧或裁切模拟影像。该串行I／O支持多达14英尺的双线布线，在使用10时功耗低至80mW，而不使用10时，功耗低至10mW。该产品具有一个图像数组，能够在全400×400分辨率下以每秒30帧的速度运行，在400×200分辨率下以每秒60帧的速度运行，并具有简化的曝光控制，可通过串行接口进行程序设计。OV6930通过减少或消除可造成影像污染(如固定模式噪声和污点)的照明或电学因素来生成清晰、稳定的彩色影像，并借助专有的传感器技术来改善影像质量。
飞思卡尔与Monebo合力共推出创新心血管监视平台
飞思卡尔半导体与Monebo科技公司协同合作，为使用心电图(ECG)技术的医疗仪器提供更为完善的平台。“单芯片ECG”解决方案结合了Monebo的KineticECG软件与飞思卡尔的嵌入式处理技术，让医疗仪器制造商能够制作出更易于使用的ECG监视工具。
心电图(ECG)是医疗单位最常用来分辨心血管状态、并监控病患健康的重要工具。根据全球卫生组织(WHO)的数据显示，心血管疾病在全球都是造成死亡的主要因素。2005年，全球预估约有1750万人死于心血管疾病，占了所有死亡者的30％。在这些死者数字当中，有760万人系死于突发性心脏病、570万人则死于中风。到2015年，预计每年将会有2000万人死于心血管疾病，其中仍以突发性心脏病与中风为主。许多死亡案例先前均无明显的心血管疾病史。
为了协助专业医事人员取得心血管数据，Monebo科技研制了Kinetic ECG算法，该项算法可有效地处理并解译ECG的波形信号。它同时具备高精确度的QRS(Q波形、R波形与S波形)侦测及特性解译、心跳类别、区间测量及节奏解译等等，最多可同时分析1 6组捕捉到的ECG数据。
将Kinetic算法与飞思卡尔的处理器结合，就能让设计者在产品中加入更先进的ECG监控功能、并迅速推出产品。飞思卡尔的嵌入式MPUs与MCUs均包含了必要的整合性，可以将创新的技术加入到次世代的医疗装置之中，而美国食品药物管理局(FDA)510(k)对于Kinetic算法的核准，更加速了终端装置的审核过程。
Monebo软件可以和飞思卡尔的主要MCU及嵌入式MPU产品线相结合，像是8位的HCS08、16位的数字信号控制器(DSC)、32位的ColdFire、PowerQUICC与i，MX组件等等。这种软硬件解决方案的组合，其优点在于：
·迅速上市－让FDA验证更为顺畅，缩短研发时间
·延伸性－医疗装置设计者可以透过飞思卡尔嵌入式处理器与Monebo软件的独特功能，开发出更佳的设计
·更低的研发成本－单芯片ECG解决方案已经过彻底的测试与验证，可以为医疗设计者提供“一次购足”的便利性。
单芯片ECG解决方案十分适合各种应用技术，例如：
·事件记录：自动触发警讯，以便警告心脏问题并通告诊断支持
·临床病患监视：随时监视病患，以便医师立即取得病情信息
·用药：内部评量临床试验、或监视与调整病患的用药剂量
·监控心血管复原状况
·家庭医疗：便于在家中监控病患的便携设备
·健康与健身：可监控心脏状态并调整运动量的仪器
意法半导体(ST)与Debiotech发布一次性胰岛素纳米泵原型设计
Debiotech和意法半导体发布的微型胰岛素输液泵的评测原型产品可安装在一次性敷贴上，为患者连续输送胰岛素注射液，糖尿病患者更容易取得药物，治疗效率和生活品质方面更取得巨大改善。这个高度微型化的一次性胰岛素注射泵融合了Debiotech的胰岛素输注系统技术和ST的微射流MEMS芯片的量产能力。纳米泵的尺寸只有现有胰岛素泵的1／4，可以装在几乎看不见的敷贴上。
微射流技术还能更好地控制胰岛素液的注射量，更精确地模仿胰岛自然分泌胰岛素的过程，同时还能检测泵可能发生的故障，更好地保护患者的安全。
胰岛素注射泵疗法或者连续皮下注射胰岛素(CSII)可以替代一天必须输注几次的单次胰岛素注射法，这种疗法越来越被人们看好。按照CSII治疗方法，糖尿病患者连接一个可编程的注射泵，注射泵与一个贮液器相连，胰岛素就从这个贮液器输注到人体皮下组织内，在一天的输液过程中，可根据病人的情况设定液量。
这个由Debiotech开发、ST产业化的胰岛素注射泵标志着微射流MEMS技术被最先应用到糖尿病治疗中。
