未來(lái)醫療成像更具個(gè)性化，對半導體產(chǎn)品要求廣泛而多樣

中國醫療保健行業(yè)正以前所未有的速度發(fā)展。研究機構預測，目前中國是世界上第三大醫療市場(chǎng)，預計未來(lái)五到七年，中國將成為世界第二大醫療市場(chǎng)。中國制定了一系列廣泛的政策措施，包括深化醫療改革實(shí)施方案（2009-2011）、“十二五”計劃、健康中國2020戰略規劃及外商投資產(chǎn)業(yè)指導目錄等，都將為中國企業(yè)提供一個(gè)極大的發(fā)展機會(huì )，政府通過(guò)集中解決迫切需要改進(jìn)的醫院設施及醫療設施，從而進(jìn)一步將技術(shù)整體提升到高端設備水平。

隨著(zhù)全球醫療電子市場(chǎng)的節節攀升以及中國“十二五”規劃對醫療行業(yè)的大力推動(dòng)，本土醫療電子廠(chǎng)商也正在逐漸加大研發(fā)投入并加快其產(chǎn)品開(kāi)發(fā)速度。根據《中國醫療電子行業(yè)戰略研究》報告，中國醫療電子的市場(chǎng)規模將從2010年的403.1億元增長(cháng)到2013年的692.5億元，年均復合增長(cháng)率達19.8%。其中，中國高端醫療電子市場(chǎng)的需求大幅提升，尤其是醫療成像設備，如超聲、CT、MRI、PET-CT和X射線(xiàn)設備等。

e絡(luò )盟亞太區董事奧瑪·平加利

e絡(luò )盟亞太區董事奧瑪·平加利先生表示，作為高端醫療電子的醫療成像設備市場(chǎng)，其發(fā)展的關(guān)鍵在于硬件開(kāi)發(fā)，IT及服務(wù)行業(yè)領(lǐng)域的進(jìn)步也將有力促進(jìn)其發(fā)展。

數字X光機將取代傳統設備

醫學(xué)成像技術(shù)正在不斷發(fā)展和進(jìn)步。首先，X射線(xiàn)由膠片發(fā)展為數字文件。由于數字信號處理(DSP)的廣泛使用，現在采集點(diǎn)就可將X射線(xiàn)信號轉換成數字圖像，并且不會(huì )降低圖像的清晰度。數字文件擁有許多好處，其中包括免去了處理膠片所需的成本和時(shí)間，以及更加可靠的信息存儲。實(shí)時(shí)繪制數字圖像的這種能力實(shí)現了手術(shù)過(guò)程中數字X射線(xiàn)機器的使用，從而讓醫生可以在確切的手術(shù)時(shí)間看到精確的圖像。

奧瑪·平加利先生介紹，數字X光機是在數字圖像處理和X射線(xiàn)技術(shù)相結合的基礎上產(chǎn)生X光片，它配備取代傳統塑料膠片的X射線(xiàn)探測器，從而生成數字化圖像。與傳統設備相比，數字X光機具有質(zhì)量更優(yōu)、成像速度更快的特點(diǎn)，更重要的是，它減少了成像所需的輻射量。

數字X光機通常使用直接或間接轉換型平板探測器(FPD)檢測X射線(xiàn)。直接轉換型FPD由非晶硒層和TFT陣列組成，可將接收到的X射線(xiàn)直接轉換為電信號；而間接轉換型FPD由非晶硅層、光電二極管陣列和TFT陣列組成，先通過(guò)非晶硅層將X射線(xiàn)轉換成可見(jiàn)光，然后通過(guò)光電二極管陣列再轉換為電信號。

處理器用來(lái)控制TFT陣列上所施加的偏置電壓，并按特定順序通過(guò)多路復用技術(shù)，將存儲在TFT中的電荷傳送至信號采集電路。信號采集電路包括模擬前端，可將電荷轉換為電壓，并將代表X射線(xiàn)功率水平的電壓信號進(jìn)行放大，放大后的信號經(jīng)過(guò)A/D轉換器轉換成數字信號，然后通過(guò)數字信號處理器(DSP)處理生成圖像。這些圖像可以屏幕顯示、打印或傳送到遠程終端，用于醫療診斷。

隨著(zhù)FPD新材料的引進(jìn)和數字圖像處理技術(shù)的發(fā)展，數字X光機將具有更高的分辨率和更加精確的圖像重建，極可能取代傳統的X光設備。

數字X光機架構原理圖

在過(guò)去的幾年中，隨著(zhù)手推車(chē)式超聲波系統日漸被便攜式或手持式超聲波設備所代替，超聲波設備變得更加小型化。體積的縮小將使大范圍的醫療保健應用成為可能，便攜式和手持式超聲波系統將醫療保健帶到農村及偏遠地區、災區、醫院病房、生活救助機構和救護車(chē)上。

2010年，我國超聲市場(chǎng)規模達到7.6億美元，約占全球超聲市場(chǎng)的14.6%。預計未來(lái)5年，國內超聲市場(chǎng)將以每年8.2%左右的速度增長(cháng)。2015年，中國超聲市場(chǎng)可望達到11億美元的規模，約占全球超聲市場(chǎng)的16.4%，有望成為全球超聲第一大市場(chǎng)。

目前，中、高端臺式彩超仍以國外品牌為主。在中端機領(lǐng)域，國內企業(yè)主要是深圳邁瑞和汕頭超聲參與競爭。在低端機領(lǐng)域，國內企業(yè)具有較強優(yōu)勢。國產(chǎn)中、高端彩超與國外同類(lèi)產(chǎn)品的差距主要存在于兩方面：一是成像性能、圖像分辨率等基礎超聲成像技術(shù)；二是先進(jìn)的超聲成像功能。目前，國內企業(yè)在造影成像技術(shù)和實(shí)時(shí)三維成像功能方面取得了初步突破。

ADI亞太區醫療行業(yè)市場(chǎng)經(jīng)理王勝

ADI公司亞太區醫療行業(yè)市場(chǎng)經(jīng)理王勝介紹，在醫用超聲機方案中，ADI可提供系列產(chǎn)品，并可方便實(shí)現管腳兼容設計，大大簡(jiǎn)化了設計周期，并縮短了用戶(hù)的產(chǎn)品系列化的進(jìn)程。以ADI與Signostics的合作為例，在手掌式醫療超聲中，就包含了ADI模擬前端電路及MEMS產(chǎn)品。

ADI與Signostics的合作的成功應用案例——手掌式醫療超聲。

醫療成像系統銷(xiāo)售的前十名

成像技術(shù)進(jìn)步，對半導體產(chǎn)品要求提高

由于成像模式已發(fā)展成熟，半導體企業(yè)在有關(guān)模擬器件性能的規格制定方面已取得重大進(jìn)步。模擬及混合信號半導體器件近來(lái)也取得突破，因此，工程師通過(guò)采用高度集成的32溝道模擬前端及模塊進(jìn)行超聲設備制造。

另外，通過(guò)采用FPGA可以增強數字信號處理器功能并降低成本。通過(guò)提高數據壓縮技術(shù)，不僅能夠降低性能成本，而且工程師能夠集中精力優(yōu)化設備性能，使在有效使用壽命期間的設備在接通主干線(xiàn)時(shí)更加充分利用電源。這些方式不僅有利于超聲領(lǐng)域，對成像技術(shù)也能發(fā)揮同樣的效果。通過(guò)集中開(kāi)發(fā)特定醫療成像應用的核心功能，而非采取一刀切的方式，將有效降低非重復性工程成本。

醫療電子對半導體產(chǎn)品的要求更加廣泛而多樣，除了高速度、高精度、高集成度、低功耗、合理的成本控制等要求外，還要具有高可靠性、高穩定性、安全性以及某些特定功能半導體芯片須滿(mǎn)足醫療行業(yè)規范等。這對相關(guān)的半導體解決方案的集成度、精度和功耗等都提出很高的要求。

e絡(luò )盟亞太區董事奧瑪·平加利表示，醫療電子產(chǎn)品的主流趨勢是性能的提高、成本的降低，以及某些核心技術(shù)的壟斷局面逐漸被打破，越來(lái)越多的新型的醫療設備不斷涌現。同時(shí)，產(chǎn)品在更新?lián)Q代時(shí)的兼容設計已成為越來(lái)越多用戶(hù)，尤其是醫療機構的青睞?！袄缧滦偷臄底制桨錢(qián)光機，最好能夠兼容現有的設備，只需更換探測器及相關(guān)軟件即可，而不需要更換整機?！?

研華數字醫療行業(yè)開(kāi)發(fā)經(jīng)理林欽裕

面對目前的經(jīng)濟環(huán)境，醫療電子工程師主要依靠技術(shù)手段以獲得競爭優(yōu)勢，通過(guò)延長(cháng)產(chǎn)品有效使用壽命，降低產(chǎn)品均攤成本，從而幫助醫療電子供應商降低生產(chǎn)成本。而九十年代制造的超聲儀器圖像處理功能很大程度上取決于定制ASIC、專(zhuān)有接口及背板，且其制造費用及產(chǎn)品有效使用壽命期間均攤成本更高。

研華數字醫療行業(yè)開(kāi)發(fā)經(jīng)理林欽裕指出，X86平臺發(fā)展至今，運作更加穩定，效能越來(lái)越高，加上科技進(jìn)步，設備商發(fā)展速度加快，X86會(huì )是醫療成像設備發(fā)展的趨勢。醫療產(chǎn)業(yè)對于穩定性、少量多樣特性與供貨周期需7~10年的需求，需要合適的伙伴來(lái)滿(mǎn)足，甚至是長(cháng)期合作。研華為全球排名前十大的醫療設備商供貨10多年，很多國內知名的醫療設備商皆是其客戶(hù)?！拔覀兎?wù)的全球前十大客戶(hù)也積極投入國內市場(chǎng)，發(fā)展符合中國市場(chǎng)的專(zhuān)用設備。這幾年研華在中國醫療產(chǎn)業(yè)的生意也發(fā)展不錯，可預見(jiàn)未來(lái)中國市場(chǎng)對全球醫療發(fā)展影響力將持續加深”，林欽裕表示。

工程師在設計醫療設備時(shí)，首要的一個(gè)目標就是要不斷提高設備在一系列應用中的性?xún)r(jià)比。在進(jìn)行核心功能、存儲子系統以及接口設計時(shí)，必須考慮多領(lǐng)域因素影響，無(wú)論是整體技術(shù)還是單個(gè)元件選擇。例如：開(kāi)發(fā)可將X射線(xiàn)粒子能量轉化為光子能的計算機斷層掃描設備X射線(xiàn)閃爍體時(shí)，需要非常關(guān)注采用的稀土材料質(zhì)量。

艾默生網(wǎng)絡(luò )能源亞太區高級市埸經(jīng)理容遠洪

艾默生網(wǎng)絡(luò )能源亞太區高級市埸經(jīng)理容遠洪介紹，過(guò)去30 多年來(lái)，艾默生網(wǎng)絡(luò )能源的工程專(zhuān)家一直致力為醫療設備設計及開(kāi)發(fā)各種電源產(chǎn)品。有關(guān)的醫療設備包括成像系統、實(shí)驗室分析儀器、臨床和分子診斷設備、牙科手術(shù)設備、眼科和外科手術(shù)設備/一般醫療設備。2012年9月18日，艾默生網(wǎng)絡(luò )能源宣布旗下各款符合醫療認證安全標準的可配置交流/直流電源已取得ANSI/AAMI ES60601-1:2005/IEC 60601-1 的醫療安規認證。開(kāi)發(fā)醫療設備的工程師可以放心采用這些高度靈活的電源產(chǎn)品，以確保所開(kāi)發(fā)的醫療設備符合有關(guān)認證的最新規定，不會(huì )被時(shí)代淘汰。

艾默生網(wǎng)絡(luò )能源提供多款符合不同醫療認證的可配置交流/直流電源——uMP系列