医疗电子目前已成为低迷的半导体行业的新亮点。便携、移动、无线等曾经风靡一时的技术和应用在新的市场重新焕发活力。中国刚刚出台的“新医改”方案背后巨大的投入计划和广阔的医疗设备市场更是吸引了众多国际厂商对中国医疗电子市场的关注。
便携式医疗设备产品对半导体产品提出的主要要求是高性能和低功耗，应用于家庭医疗设备的半导体产品则主要要求集成度高、高性能和低功耗。便携产品一般希望采用SoPC(可编程片上系统)，并且是低功耗器件。便携医疗设备对于元器件的需求一方面表现为永无止境地对高性能IC的需求，另一方面则是因为应用领域而带来的在省电、低成本和设计简单等方面的要求。
随着IC技术的发展，医疗电子设备将会趋于更加小巧、更加智能且更易于连接。伴随便携趋势而来的必然是对无线功能的追求，实现设备的无线接人能更有效的扩展产品便携化带来的便利、灵活的体验。
针对便携医疗应用，系统设计涉及五大模块：电源／电池管理、控制及数据处理、传感器输入的放大及A／D转换、若干类型的显示以及传感器单元本身。围绕着高性能、高集成度和低功耗的要求，各大积极投身医疗电子领域的厂商尽显其能，并在便携设备的信息采集和数据处理、传送功能上进一步拓展，以适应无线趋势的要求。
●Maxim
Maxim新推出的产品包括max1358、max1359、max1360、max1329、max1330、max1331等。这些产品都是高度集成的数据采集系统，内部包含了信号调理、数据转换、实时时钟、用户接口、电源管理以及系统支持。这些器件与微控制器，如maxq2000配合使用，可构成完整的解决方案，在主电池电压低至1.8V时仍能保持正常工作。
Maxim开发了多种产品，从基于低功耗微处理器的数据采集器到有效延长电池寿命的低功耗电源管理电路。为了简化系统设计、减少器件数量、降低系统功耗，Maxim推出了高集成度混合信号微处理器以及智能化更高的电池和电源管理芯片。MAX1359是针对这类系统开发的完备的16位数据采集系统，采用节省空间的40引脚TQFN(薄型)封装，3.3V供电时仅消耗1.7mA的电流，用于实现模拟接口、信号采集和数据转换功能，非常适合便携式医疗设备的应用。其典型应用为便携血糖仪，利用MAX1359的内部温度传感器进行芯片校准，补偿血糖传感器所处位置的外部温度。系统可利用测量值修正传感器温度，提供精确读数，系统成本也有所降低。
●Microchip
Microchip成立了专门的医疗产品事业部，通过与医疗设备制造商的密切合作来应对医疗电子市场出现的种种挑战。以横向应用和通用为理念设计的Microchip半导体产品可广泛适用于各种领域，包括具体的便携设备(诊断成像、有氧治疗和病患监护)和家用设备(生命体征监测、疾病控制、康复、遵医用药监控和医疗信息查询终端)。
而Microchip的8位、16位和32位微处理器，低功耗高精度的模拟器件和串行EEPROM存储器也都可用于医疗电子设备。PIC微控制器、运算放大器、数据转换器和其他产品全部都具有显著的低功耗特性，可以满足便携式医疗电子市场对低功耗、高性能的要求。除了低静态电流，产品的性能也非常优越，可以提供超过一般境况下使用这些功耗所能具备的控制能力。其封装小巧，通过纳瓦技术实现低功耗。这对最大化便携式医疗设备中的电池使用寿命至关重要。另外，Microchip开发工具具有众所周知的易学性，还可帮助减少开发风险。Microchip开发工具一直以非常易于掌握及与所有8位／16位单片机产品相兼容而享誉业界，这将有助于大大降低开发风险。质量是选择集成电路解决方案时需要考虑的另一个重要因素。
另外，Microchip能够利用诸如以太网、USB、Zigbee无线网络协议、IrDA红外线协议和控制器局域网(CAN)等在内的片上通信外设轻松地为产品增添连接性能。这对便携医疗设备远程连接功能的实现具有重要意义。
●TI
TI推出了一系列模拟产品和MCU产品。其中，模拟产品主要有数据转换器、接口集成电路、运算放大器和电源管理等。例如，OPA365是一款高精度运算放大器，该器件采用创新的零交越、单输入架构，从而实现无跳变轨至轨性能。OPA365具有超低失真、极低噪声、50MHz增益带宽，因而适用于多种单电源应用，包括数据采集、测试测量及便携式医疗系统等。
TI公司的MSP430产品有四大特点：超低功耗；高集成度；164—RISC内核；简单易用。MSP430产品被广泛地应用在各个领域，包括耳温枪、血压计、血糖计、血氧计、便携ECG检测仪、胎心检测仪和低频理疗仪等。
德州仪器面向便携式电子产品宣布推出TPS6507x系列单芯片电源管理集成电路。最新电源管理单元(PMU)实施全部排序与默认选项，可为包括TIOMAP与数字信号处理器在内的当前领先处理器提供电源。TPS65070与TPS65073产品高度集成了3个高效率2.25MHz、1.5ADC／DC降压转换器(支持内核处理器、存储器以及I／O电压)、两个通用200mALDO、白光LED背景照明(可支持达
在医疗电子便携化进程中，必须解决待机时间、可靠性以及产品体积等问题。FPGA厂商带来了更加可靠、体积更小、功耗更低的FPGA解决方案以迎接与推动这—趋势。
半导体供应商将必须向这些客户提供定期升级并加快产品上市速度。定期升级要求系统采取灵活的架构，因此FPGA可能会大显身手。FPGA是可编程的、灵活的和可重新使用的，后期的许多升级工作只涉及软件的改变。
●赛灵思
赛灵思公司在DSP和嵌入式处理领域的领先技术将会补充并推动这一行业发展。设备制造商可以利用赛灵思公司的FPGA器件来缩短开发周期。FPGA在医疗领域的应用已经从简单接口扩展功能和桥接转换功能，延伸到数字信号处理和系统内部高速互联领域。使用FPGA实现核心算法、复杂控制、高速接口(例如PCIexpress接口，SATA接口，以太网接口等)和一体化集成设计。
内嵌处理器的FPGA(如Virtex—5FXT)非常适合作为医疗电子系统中的高度整合的一体化系统核心。Virtex—5FXT平台，是业界首个提供多达两个业界标准的PowerPC440处理器模块的FPGA产品，加上高性能DSP和高速SesDes，对于需要高分辨率图像处理、高性能数据分析、高速数据传输的设备开发非常理想。Virtex—5作为高端FPGA的主流产品，已经广泛应用在医疗系统中，一些应用场景如：PCIexpress接口、SATA接口、以太网接口；高速数据缓存和高速查表；高性能滤波器和其他核心算法；ADC／DAC接口和各种复杂控制；图像处理和显示。
低成本FPGA，例如Spaftan—3／
●ADI
ADI最新推出18款分辨率为10至16位的高功效模数转换器(ADC)，与许多同类竞争ADC相比，功耗降低了60%，但仍具备一流的噪声性能和动态范围。更高的功效使得无线基站具有更高的系统可靠性和更高的成本效益；更长的电池续航能力和更小的外形尺寸有益于便携式医疗设备；而在不增加功率预算情况下提高的数据转换通道密度，则使高级成像图像分辨率得到了增强。
该系列转换器的旗舰产品为AD9268，其集成度和节能特性可使系统工程师在不增加产品的电路板尺寸或功耗的情况下增加通路数，在手持设备和其它低功耗应用中，同样能够实现更高的系统性能，并可延长诸如便携式频谱分析仪等手持设备的电池续航能力。
另外，ADI最新推出业界尺寸最小、功耗最低的仪表放大器——AD8235。该器件的尺寸比铅笔头还小，加上超低的功耗，使之非常适合用于高功效、轻巧、便携的医疗设备和消费类保健护理设备，包括家用ECG(心电图)监护仪、输液泵和运动监护医疗设备等。这种设备可以提高病人的舒适度，同时帮助医生连续和可靠地对病人进行监护。AD8235产品的推出正是根据当今便携医疗设备的特殊需求开发的高集成芯片，也是如今国际市场上体积最小、性能最强、同时功耗最低的芯片，将推动便携医疗设备市场的新一轮革新。
远程医疗成为便携设备的“终极”目标
远程医疗是使用技术远程监视、诊断，有时甚至进行治疗。当前需要把病例电子化，需要从过去的信息收集(电子病例)转变为更积极的远程测试、检测和防御功能。目前，远程医疗通常要使用一些便携式或家用诊断器件，测量血压、心率以及其他生命体征，以便进行跟踪。然后通过网络发送给医生或医疗提供商，以监控结果。这可以通过多种方法实现，包括有线连接(如以太网和USB)和无线连接(如蓝牙、Wi—Fi和ZigBee)。在自动远程医疗中，关键药物疗法可根据联网传感器和器件收集的信息进行实时调整。通过比较病人的实时数据和历史数据，可在合理范围内自动调节剂量。
目前所使用的接口允许护理人员通过病患身上佩戴的无线身体传感器网络与病患远程连接。这样就可充分利用医院的内部网，或者连接至病患的家庭安防系统或手机。该系统连接至以太网或呼叫中心，从而在不会干扰病患的情况下持续进行监控。诸如蓝牙、ZigBee等其他无线接口也有望应用在消费类医疗设备和便携式病患监护设备领域。选择的方案要尽量达成低功耗，同时又满足数据传输的要求。
在新兴的远程医疗、药物跟踪和病人信息记录等应用的推动下，众多半导体厂商也推出支持有线／无线接口的医疗芯片和方案。例如，飞思卡尔的32bitColdfire产品可以用来支持便携式医疗监护设备的USB和以太网连接；飞思卡尔正在打造一款远程医疗演示产品，来验证其“Wellness”(全面健康)概念。其目标是通过集成全面服务远程医疗单元的特点，展示i.MX处理器针对远程医疗市场的具体功能。这—演示单元将是现有的i.MX31产品开发套件(PDK)的扩充，包括针对便携式医疗应用的额外功能。而思科已经在新奥尔良医院实现了全面的无缝无线连接。目前的医疗电子芯片厂商大多拥有支持无线连接的产品，以应对远程及无线连接的发展趋势。
远程医疗可以方便的监测术后病人的生命体征，实际上降低了病人的医疗成本，也节约了医院的医疗资源。除此之外，对于在家休养的病患来说，检测其生命体征也能产生更为准确的测量结果，患者在家中更放松，获得的结果能更好的代表患者的正常身体状况。远程医疗的灵活性可以兼顾更好的监测效果和积极的生活方式。
医疗设备网络化所带来的这些益处也有着非常重大的现实意义。在中国，由于医疗资源尤其是高端优质医疗资源的缺乏和地区间分布不均衡引起了广被诟病的“看病难”问题，远程医疗的发展和全面实现，使身在某些不发达地区的重症患者有可能通过远程医疗获得高水平医生的救治而重获新生。
结语
便携式医疗设备由于其独特性，对芯片的要求要高于常规的便携式产品。除了低功耗，低成本、小型化(高集成度)等基本要求外，便携性的趋势使许多“高端”特征降级为典型的便携特征。随着工业和电子行业的技术进步而发展，这些进步已将器件的体积、功耗和性能指标推到极限，因此日益增长的要求是将便携式设备从低端系统变为高端系统。因此，未来的智能化及无线通信和体外控制将成为其新的功能亮点。
同时，芯片制造商和系统设计师的努力方向还有很多。高速率和低功耗的兼顾关系非常重要，尤其对于远程医疗来说其关键性尤为突出。由于高集成度带来的信号干扰等问题，也亟需实现最优化处理。便携式医疗产品需要把众多的性能集成到一个微型的芯片上，因此对单位体积的设备内具有的功能要求更高，需要更精确地处理更多更复杂的模拟和数字信号。这自然也带来了散热问题以及可靠性、设计复杂度等的挑战。这些都需要芯片供应商不断致力于技术的创新和进步。
新型医疗设备需要改善整体速度、质量和准确度。未来的便携式医疗设备将更小型化、更具移动性以及可以进行无线数据交换以提供远程医疗服务。这些趋势驱使着半导体器件根据应用的不同而朝更高精度、更高性能或者更低功耗、更高集成度发展。
医疗设备的便携化、网络化将是未来医疗设备市场的强劲推动力，从宏观角度来说，它甚至将推动整个社会和经济发生一场新的变革。