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中国医用芯片市场增长快,高品质方案促进大健康刚需

作者:王莹时间:2020-02-04来源:电子产品世界收藏

日前爆发的武汉疫情,人们再度关注器械的紧缺,以及关键半导体芯片的作用,同时思考远程如何更好地落地,智能可穿戴设备如何提高精度,AI如何加速等。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/202002/409601.htm

不久前,电子产品世界记者访问了ADI中国区行业市场总监彭智峰先生,请他介绍了医疗器械当年的市场状况,及ADI的解决方案。

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1 世界和中国的医疗器械市场

医疗在中国乃至世界是非常有前景的行业。因为医疗有着非常特殊的特性:随着人口的稳步增长,医疗服务会相应增长。

据统计,从2017—2018年,亚太区年均增长率是20%,未来3年增长潜力巨大(表1)。亚太区将是全球收入增长的主要驱动力,其中,中国是亚太区的最重要市场。

表1 全球医疗半导体的营收

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出货量角度,亚太区的出货数量是最大的(如表2)。预计2015—2022年,亚太区继续保持最快的增长速度,2017—2018年增长率为23%。

表2 全球医疗半导体的出货量

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通过表1与表2数据的对比分析,可以看出亚太区的医疗器械平均售价是最低的,这也意味着随着中国本土医疗器械企业的发展,尤其是高端医疗器械,中国具有收入增长的最高潜力。

2 中国医疗器械市场的主要驱动力

1)政策是中国医疗器械市场的一个主要驱动力

 互联网医疗/远程医疗报销会进入医保

在2019年的第3季度,卫计委、医保局出台了政策,相关的互联网医疗要进入医保,要求各地卫生部门制订价格政策。这意味着国家希望把慢病管理或远程诊疗发展起来,因为中国进入了老龄化国家。

 医疗器械的国产替代。

在相同条件下,可能政策上会更倾向于,例如招标会更集中于本土企业。

2)可穿戴领域发展快。中国已经成为全球第一大智能可穿戴市场。

基于对主要市场和产品趋势的判断,ADI认为远程监护以及加上具有临床精度的健康监测功能的智能可穿戴设备会呈现爆发式的增长,内设备会更多外转移。

●   健康或亚健康人群会佩戴一些心电、血氧的监护设备,上传数据到云端,方便医生进行远程的判断。

●   慢病管理和数字化远程诊疗,这也是从5年甚至10年前就已经在全球兴起的趋势,现在仍然方兴未艾。

3 医疗健康的4类产品

医疗健康分为4个步骤:预防、诊断、治疗、疾病管理(如下图)。image.png

 预防。发展最快的是消费级可穿戴产品。有些健康人群或接近亚健康的人群,会佩戴手环、手表来监测一些体征信号,主要用于健康监测或预防。例如糖尿病前期患者,可以佩戴健康监测手环等可穿戴设备,用来监测血糖或相关的体检信号,诸如今天是不是吃得太多了,运动量是否足够,不然长此以往会走向糖尿病、。

 诊断。包括医疗影像、体外诊断、体征信号检测。做体检的人都知道,去医院照X光/拍CT属于医疗影像,验血属于体外诊断,这些是基本的医疗检测手段。

 治疗。需要ICU(重症加强护理病房)监护和检测设备,以及外科的手术设备等。

 疾病管理。包括移动监护和慢病管理。

ADI的半导体产品贯穿了上述的整个医疗健康领域。ADI的特点是针对各种设备都有相应的芯片解决方案,与国际国内的领先厂商都有相应的合作。ADI的优势是有完整的信号链,而不仅仅是单个的产品。

4 三大医疗器械市场及ADI的作用

1)医疗影像&监护

据中国医疗器械蓝皮书(2019版),中国医学影像市场规模发展速度高于全球,2010—2017年的年均增长率为7%(注:全球为1%),各级医疗机构影像设备新购置以及老旧设备更新换代的需求不断提升。

影像分为CT(计算机断层扫描)、核磁共振(MRI)、超声、X光、DSA(数字减影血管造影)等。全球医疗影像市场中,X线类影像设备,诸如CR(计算机X线摄影)、DR(数字X线摄影)占据超过1/3的市场份额。

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老牌外资企业GE、西门子、飞利浦在全球和中国均占据较大市场份额。不过,随着中国本土技术消化和政策的扶持,国内企业也在蓬勃发展,正出现进口替代趋势。

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可以说,医疗数字影像领域是ADI的强项,ADI与全球最大的几家厂商有长期的合作。ADI的产品一代代在迭代,帮助客户实现更高精度的数据传输,更高精度的影像。以下介绍几种主流产品及ADI的最新解决方案。

 数字平板X光机(探测器)。在医院里做体检或拍片子时,患者会躺在床上或站立着,拍肺部等器官的照片。为此,ADI有ADAS1256信号链的处理(如下图)。

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 超声。每年职工员工体检时,超声检查是一个必不可少的,检查身体的不同部位,具有比较灵活以及对于人体的软组织会比较清晰的特点。下图是ADI超声系统解决方案的信号链,模拟信号转换成数字信号。

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 CT。CT是医院设备里最典型的大型设备,首先它的单价很高,在医院设备里是最贵的设备之一。另外CT对临床精度的要求最高,从信号处理角度分为16通道、64通道,正向128通道的发展,不同的扫描通道数导致对数据的精度有影响。总体趋势是:通道数越高,数据精度或者图像清晰度越高;X射线的剂量低/噪声低;缩短上市时间;更低系统成本,这不仅体现在价格上,更多是在可靠性、服务的便捷性、响应速度等方面。

为此,ADI也有信号链的解决方案,ADAS1128/9、ADAS1134/5。实际上,ADI很早就开始与包括中国在内的领先客户一起共同成长,用在了他们的主要产品上。

ADI在CT领域典型的高端产品ADAS1135,具有256通道,是新一代的模拟/数字转换模块,分辨率达24位。

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2)体外诊断

人们去医院检验科验血或组织液的时候,这种设备把你身体里的液体、血液、组织液提取出来,放到外界,然后通过数字或反应的方式去检测血液里或身体中某项或几项基本的身体指标,诸如血气、血糖等。

体外诊断是医疗或临床医疗里的一大分支。有数据统计表明,在全球几大医疗器械或医药分子领域中,体外诊断排名第2(注:排名第一的是医疗影像,因影像设备的单价高),所以体外诊断也是医疗领域非常重要的临床应用场景。

从市场看(如下图),我国IVD(体外诊断产品)市场增长非常迅速。

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典型的ICD是生化分析仪。生化设备的基本原理是利用一些酶反应或者组织液反应,或者光的折射方式等,把模拟信号通过ADC(模拟/数字转换器)芯片转化为数字信号,最后得出身体的某个组织的血氧、血糖等参数。

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ADI的主要应用也是以信号链的方式体现。例如血糖仪或动态血糖仪里有ADI的一些芯片应用。另外,ADI还有一些相关的电源管理解决方案,这得益于ADI收购了凌力尔特公司。因为体外诊断设备相对于检验科的设备来说,对于电源的要求是非常精准,不能有干扰信号,凌力尔特在电源管理方面有独到的优势。

3)智能可穿戴设备

全球可穿戴设备的出货量是非常大的,且增长可观。据IDC统计,2019年第1季度全球出货量4960万台,同比增长55%。预计智能可穿戴设备未来仍会保持快速发展,到2021年可达2.82亿只。

 中国已经成为全球第一的智能可穿戴市场。据IDC的数据,2019年第1季度,中国可穿戴设备市场出货量为1950万台,同比增长34.7%。市场集中度进一步向头部几个厂家集中。

在功能需求方面,ADI从合作伙伴、第三方的市场运营机构的数字中看到,对于可穿戴市场,最关键、最期待的功能是健康监测功能。因为只有这个功能才会把可穿戴设备从潮人玩具最终变成普遍刚需。

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健康监测或智能可穿戴的核心功能是什么?其实就是体能信号检测。有哪些基本的指标呢?心率、心电、BMI(身体质量指数)等指标原本是泾渭分明的,这种所谓的体征信号监测来自于医院内,医生在ICU(重症加强护理病房)或者CCU(心内科的重症监护室)里有监护设备来监测体征信号。医院外原本没有这些功能的,但是随着医学或慢病诊疗的发展,慢慢地这些体征监测信号延展到院外,现在有些领先的可穿戴设备厂家,手表上具有血氧监测、心率等功能,原来只是消费级产品,现在开始慢慢往具有医疗监测精度或临床监测精度上转变。

这些产品的要求对于医院内和医院外来说也不一样,医院内更追求高性能(注:这是ADI传统的强项)。医院外要求低功耗、高性能、无线传输、数据服务等。

下图介绍了ADI的体征信号监测在可穿戴设备中的应用。对于几大基本特征,诸如心率、心电、血氧等,ADI都有相应的传感器,包括体温、阻抗、光学等,从模拟信号处理到数字信号处理,从无线通讯到最后的算法,是一套完整的解决方案。因为对于终端客户或应用场景,大家最需要的是一个场景,一揽子解决方案可提供一个判断,以解释这种信号和数字带来的意义。

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下图是ADI体征信号采集和处理的主要技术及产品,主要是硬件。

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体征信号里,从基本原理出发分类,分为以下几类:光电、阻抗、生理电势、体温、运动、环境,ADI产品中,红颜色的是新产品。ADI产品都具备这样一些特征:低功耗、诊断级信号,完整的解决方案、专利技术服务等。

ADI的优势是能提供诊断级性能。那么,一个可穿戴场景为什么要诊断级性能?如果大家比较清楚的话,可穿戴设备在五六年前就比较火了,相对有一个概念——万物互联、人体大数据。但是在最近几年又有点降温,因为在医疗领域,医生不认可。关键原因是采集的数据不够准确。所以未来在可穿戴应用场景下,消费级的电子产品也需要往诊疗级性能上靠,才能真正地实现它原始的使命,最终在医院外也实现慢病管理,或者远程医疗。

下图是ADI对于智能可穿戴/健康可穿戴/大健康领域的一站式总体解决方案。为此,ADI在美国还专门把所有的解决方案作出一个手表,这是跟一家美国公司合作的。这个产品证明了ADI在所有产品级别的方方面面能够提供一些应用,能够提供方案演示、客观评估、快速算法等。

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5 欢迎国产芯片同台竞技

现在国产芯片替代的呼声也比较高,这对ADI是不是带来了一些挑战?

实际上,这是个广泛存在的话题,不仅仅是在医疗半导体领域。从行业人士角度来看,ADI不仅不排斥,反而感到很欣慰,因为看到很多中国的模拟半导体企业有自己的能力和产品。

ADI已发展了50多年,经历了包括欧美日半导体企业的众多竞争,现在又有了国内很多欣欣向荣的模拟半导体企业的竞争,总体上对行业是好事,希望在竞争过程中,各家把自己的能力和优势都发挥出来,激励这个行业继续往下一个阶段的创新去演进,为最终的客户提供更好的、更好的服务。

同时,竞争对ADI有促进、激励的作用。希望在竞争中继续激发ADI对于创新的追求,引导出更多对最终用户更有价值的创新。

6 ADI在AI方面的发展规划

AI是未来的一个必然趋势。

AI分几个层面。ADI更关注的是前端的信息传输精准度的挑战。ADI将与合作伙伴携手实现整个AI,例如提升信息层面的精准度,包括诊断一些病情,或者问题判决的准确度。

实际上,ADI现在已经开始有一些这样的尝试,包括在跟一些客户做非常深度的AI层面的合作,来提高整个疾病判定的准确。但是ADI短期内不会做AI处理器,或者做太多的非常直接的AI算法。



关键词: 医疗 医院

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