醫(yī)療級電子元器件發(fā)展的三個方向

但至少在當前階段,推動智慧醫(yī)療發(fā)展的主力還是信息技術。從信息技術,尤其是電子半導體技術角度看,當前智慧醫(yī)療(或數(shù)字化醫(yī)療)要重點發(fā)展的方向有哪些呢?

第一,低功耗、高精度傳感器技術及傳感器融合。隨著可穿戴醫(yī)療設備及植入式醫(yī)療器械的發(fā)展,對便攜式或微型醫(yī)療健康用傳感器的要求主要集中在三點,即更高精準度、更小尺寸以及更低功耗。作為傳感器的一個重要分支,醫(yī)療級傳感器設計與應用必須考慮人體因素的影響,考慮生物信號的特殊性、復雜性,考慮生物醫(yī)學傳感器的生物相容性、可靠性、安全性,例如傳感器的形狀和結構應與被檢測部位的解剖結構相適應,使用時,對被測組織的損害要小,傳感器對被測對象的影響要小,不會對生理活動帶來負擔,不干擾正常生理功能。正因為傳感器是佩戴或植入身體,所以對尺寸要求及其嚴格,通常情況越小越好,采用更先進的半導體工藝制造傳感器是當前的重點研究方向。功耗也是大問題,可穿戴設備或植入設備都是電池供電,甚至是無電池工作模式,這就對傳感器系統(tǒng)的低功耗設計提出嚴峻挑戰(zhàn)。此外,醫(yī)療健康中需要檢測監(jiān)控的參數(shù)多種多樣,因此,傳感器融合也是將成為醫(yī)療設備的一個研究重點。

第二,廣泛連接。醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)將越來越普及,設備信息聯(lián)網(wǎng)成為必需。特別是隨著新型冠狀病毒大流行,患者更傾向于在家中實現(xiàn)普通疾病的診斷治療與康復監(jiān)控,遠程診斷和虛擬護理得到了空前增長。即便在醫(yī)院就診,醫(yī)院的自動化運營與智慧診斷流程,也將引入越來越多的醫(yī)療健康聯(lián)網(wǎng)設備,這將幫助醫(yī)生從患者處獲取實時數(shù)據(jù),從而更好地監(jiān)控他們的健康狀況,給出更貼合個人的康復治療方案。2019年3月16日,位于解放軍總醫(yī)院海南醫(yī)院的神經(jīng)外科主任醫(yī)師凌至培,通過中國移動5G網(wǎng)絡實時傳送的高清視頻畫面,遠程操控手術3個小時,成功為身處北京中國人民解放軍總醫(yī)院的一位患者完成了“腦起搏器”植入手術。據(jù)悉,這是全國首例基于5G的遠程人體手術。未來遠程診斷、遠程看護以及遠程手術將更為普及,醫(yī)護場景需要更可靠、完全、實時、高效的網(wǎng)絡環(huán)境。

第三,人工智能與大數(shù)據(jù)深度結合。人工智能在智慧醫(yī)療領域主要有三個方面的應用:一是虛擬助理系統(tǒng),幫助醫(yī)生、護士、技術員做診斷護理;二是大數(shù)據(jù)的集成、挖掘,當前如何安全、不侵犯個人隱私地使用醫(yī)療健康數(shù)據(jù)是急需解決的問題;三是以智能影像為代表的人工智能診斷快速發(fā)展。根據(jù)IDTechEx 的“ 2020～2030年醫(yī)療診斷中的人工智能:影像識別,播放器,臨床應用,預測”報告,到2030年,由于人工智能能夠比人類更高效地分析數(shù)據(jù),醫(yī)學影像識別人工智能的使用將增長近3,000%。通過簡化影像分析過程,該技術有望改善診斷方案,最大程度縮短治療時間。

醫(yī)療電子元器件長期成長可期

據(jù)市場研究機構Omida估算,2020年疫情引發(fā)呼吸機及醫(yī)療影像設備銷售大漲,因此帶動了相關電子元器件的銷售,使得2020年醫(yī)療半導體相比2019年增長近10%,但2021年這種增長勢頭恐不能持續(xù)。不過醫(yī)療半導體長期勢頭看好,主要理由如下:遠程醫(yī)療健康應用的快速發(fā)展;設備更替——新設備的半導體用量都遠超舊設備;人工智能在醫(yī)療與健康領域的增長;便攜式與可穿戴醫(yī)療健康設備的增長;以及個人健康設備中醫(yī)護功能的增加。

圖:醫(yī)療電子器件分類營收數(shù)據(jù)

MarketsandMarkets則更為樂觀,這家市場研究機構認為,2026年全球醫(yī)療電子元器件市場規(guī)模可達88億美元,2021至2026年復合增長率為6．9%。其中傳感器將占細分市場的最大份額(Omida將光電器件與其他傳感器分開了,Omida報告中兩者相加市場份額約為22%,也是最大份額)。

不過,從MarketsandMarkets的統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看,前十五大醫(yī)療電子元器件廠商全部都是國外廠商,國內(nèi)廠商雖然在元器件級別有所參與,但一般是在信號鏈處理部分,核心的傳感器、處理器和專用ASIC方面涉足很少。但隨著國產(chǎn)設備廠商的逐漸崛起,醫(yī)療電子元器件國產(chǎn)供應鏈也將逐漸成熟起來。