IC性能对医疗诊断精度影响分析

迄今为止在医疗电子设备中仍然难觅中国本土芯片的身影，貌似高深莫测的医疗电子领域对芯片有哪些特殊要求？本土芯片厂商又如何才能有机会切入这一利润巨大的市场呢？

　　医疗电子设备主要可以分为三大类，包括医学影像类（如彩超、核磁、黑白超声、X光机等）；生理特征类（如监护仪、心电仪、血压计、血糖仪等）；临床检验类（如生化分析仪等）。其中医学影像诊断设备的市场规模最大，由于全球人口老龄化的加剧和人们越来越重视对慢性疾病的预防，透过超声波检查的初期诊断需求不断高涨，使得该市场规模还在持续扩大中。据市场研究机构Transparency Market Research预测，2012年全球超声诊断设备市场将达到48.178亿美元，到2017年将达到61.148亿美元，以4.9%的年均复合增长率在成长。

　　在过去很长一段时间里，超声诊断设备市场被GE、西门子、飞利浦等为数不多的几家国际大厂垄断，品牌优势过度放大，致使产品价格居高不下。直到近几年，随着中国企业杀入这一市场，才将价格拉到一个较为合理的水平（市场均价大约是5年前的三分之一）。目前国内有多家超声诊断设备制造商，仅在深圳地区就云集了迈瑞、开立科技、蓝韵、理邦、恩普、威尔德、京柏等厂商，其中迈瑞生产的全数字超声诊断系统技术先进、成像质量高，占国内市场较大的份额，并且已经出口参与国际竞争。

　　从市场销售情况来看，中国厂商产品出口和内销的比例大约是6:4。造成这一现象的主要原因有二：一是因为海外市场的容量更大；二是因为和中国医疗器械市场过于严苛的管理政策相比，海外市场的准入门槛更低，产品推出市场的周期更短。

　　IC性能对医疗诊断精度有决定性影响

　　深圳市蓝韵实业有限公司成立于1994年，专注于医疗设备的研发与制造，目前已向市场推出了数字超声、放射影像、临床检验、血液透析、呼吸麻醉、医疗IT六大系列产品，现有员工1，100余人，产值及销售额逐年按40%的速度递增。该公司副总裁孟国海表示：“超声诊断设备是所有医疗电子设备中设计最复杂的一类产品，线位控制技术水平的高低直接决定了检测精度。”

　　从工作原理来说，超声诊断设备的工作过程可以分为信号采集和信号处理两大部分。其设计难点在于，当超声波在人体内传播时，其能量将被人体组织吸收，随着探测深度的增加，超声波的能量会出现大幅衰减，信号动态范围极大，增加了检测难度。为了提高设备的准确度，就需要使用TGC深度时间增益补偿电路，即用一定的电压曲线来控制放大器的增益，以使得不同深度下的超声回波能够获得不同的放大倍数，从而起到补偿作用。

　　与此有关的IC包括运算放大器、单路／双路及八进制的数据转换系统ADC、数字信号处理器以及可变增益型放大器、高压模拟开关等。没有性能可靠的芯片根本就无法设计出可靠的医疗设备，而且芯片互相之间需要完全兼容，即将多款不同芯片搭配在一起也不会因兼容问题而产生系统错误。

　　由于医疗电子设备IC用量少，对产品质量与稳定性的要求又极高，因此该领域的芯片供应被德州仪器、ADI、日立、美信等为数不多的国际大厂垄断，几乎看不到本土供应商的身影。德州仪器在数字方面的实力更强，可以针对具体应用如血液分析提供现成的算法；ADI在模拟方面有更强的技术积累，在高集成度方面做得最好，例如927x系列将低噪声放大器（LNA）、可变增益放大器（VGA）、抗锯齿滤波器（AAF）以及多通道模拟数字转换器（ADC）集成在一颗单芯片里；而美信的方案选择了模拟集成、ADC独立的思路。

　　深圳市开立科技有限公司2011年彩超出货量达到4，000台，仅次于迈瑞，位居全国第二。该公司研发中心副总裁周文平也证实，开立科技的核心IC基本上以欧美供应商为主，连日韩企业都鲜有跻身其中，即便是周边通用型阻容器件也全部选择台湾地区供应商。对此他解释道：“经过逐年发展深圳超声产业已形成集聚效应，因此上游IC供应商的服务支持很充分，并不会因为是国际供应商而感到不便。虽然本土产品单价较低，但由于产品质量稳定性的不确定，如果设备后期返修率过高，综合成本实际上更高，因此整机企业不敢轻易尝试。”

　　此外他还表示，在稳定性的基础之上，随着市场对便携式设备需求的增长，集成度将是未来选择芯片供应商的主要考虑因素。