IC性能對(duì)醫(yī)療診斷精度影響分析

迄今為止在醫(yī)療電子設(shè)備中仍然難覓中國(guó)本土芯片的身影，貌似高深莫測(cè)的醫(yī)療電子領(lǐng)域?qū)π酒心男┨厥庖?？本土芯片廠商又如何才能有機(jī)會(huì)切入這一利潤(rùn)巨大的市場(chǎng)呢？

　　醫(yī)療電子設(shè)備主要可以分為三大類(lèi)，包括醫(yī)學(xué)影像類(lèi)（如彩超、核磁、黑白超聲、X光機(jī)等）；生理特征類(lèi)（如監(jiān)護(hù)儀、心電儀、血壓計(jì)、血糖儀等）；臨床檢驗(yàn)類(lèi)（如生化分析儀等）。其中醫(yī)學(xué)影像診斷設(shè)備的市場(chǎng)規(guī)模最大，由于全球人口老齡化的加劇和人們?cè)絹?lái)越重視對(duì)慢性疾病的預(yù)防，透過(guò)超聲波檢查的初期診斷需求不斷高漲，使得該市場(chǎng)規(guī)模還在持續(xù)擴(kuò)大中。據(jù)市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)Transparency Market Research預(yù)測(cè)，2012年全球超聲診斷設(shè)備市場(chǎng)將達(dá)到48.178億美元，到2017年將達(dá)到61.148億美元，以4.9%的年均復(fù)合增長(zhǎng)率在成長(zhǎng)。

　　在過(guò)去很長(zhǎng)一段時(shí)間里，超聲診斷設(shè)備市場(chǎng)被GE、西門(mén)子、飛利浦等為數(shù)不多的幾家國(guó)際大廠壟斷，品牌優(yōu)勢(shì)過(guò)度放大，致使產(chǎn)品價(jià)格居高不下。直到近幾年，隨著中國(guó)企業(yè)殺入這一市場(chǎng)，才將價(jià)格拉到一個(gè)較為合理的水平（市場(chǎng)均價(jià)大約是5年前的三分之一）。目前國(guó)內(nèi)有多家超聲診斷設(shè)備制造商，僅在深圳地區(qū)就云集了邁瑞、開(kāi)立科技、藍(lán)韻、理邦、恩普、威爾德、京柏等廠商，其中邁瑞生產(chǎn)的全數(shù)字超聲診斷系統(tǒng)技術(shù)先進(jìn)、成像質(zhì)量高，占國(guó)內(nèi)市場(chǎng)較大的份額，并且已經(jīng)出口參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)。

　　從市場(chǎng)銷(xiāo)售情況來(lái)看，中國(guó)廠商產(chǎn)品出口和內(nèi)銷(xiāo)的比例大約是6:4。造成這一現(xiàn)象的主要原因有二：一是因?yàn)楹Ｍ馐袌?chǎng)的容量更大；二是因?yàn)楹椭袊?guó)醫(yī)療器械市場(chǎng)過(guò)于嚴(yán)苛的管理政策相比，海外市場(chǎng)的準(zhǔn)入門(mén)檻更低，產(chǎn)品推出市場(chǎng)的周期更短。

　　IC性能對(duì)醫(yī)療診斷精度有決定性影響

　　深圳市藍(lán)韻實(shí)業(yè)有限公司成立于1994年，專注于醫(yī)療設(shè)備的研發(fā)與制造，目前已向市場(chǎng)推出了數(shù)字超聲、放射影像、臨床檢驗(yàn)、血液透析、呼吸麻醉、醫(yī)療IT六大系列產(chǎn)品，現(xiàn)有員工1，100余人，產(chǎn)值及銷(xiāo)售額逐年按40%的速度遞增。該公司副總裁孟國(guó)海表示：“超聲診斷設(shè)備是所有醫(yī)療電子設(shè)備中設(shè)計(jì)最復(fù)雜的一類(lèi)產(chǎn)品，線位控制技術(shù)水平的高低直接決定了檢測(cè)精度。”

　　從工作原理來(lái)說(shuō)，超聲診斷設(shè)備的工作過(guò)程可以分為信號(hào)采集和信號(hào)處理兩大部分。其設(shè)計(jì)難點(diǎn)在于，當(dāng)超聲波在人體內(nèi)傳播時(shí)，其能量將被人體組織吸收，隨著探測(cè)深度的增加，超聲波的能量會(huì)出現(xiàn)大幅衰減，信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍極大，增加了檢測(cè)難度。為了提高設(shè)備的準(zhǔn)確度，就需要使用TGC深度時(shí)間增益補(bǔ)償電路，即用一定的電壓曲線來(lái)控制放大器的增益，以使得不同深度下的超聲回波能夠獲得不同的放大倍數(shù)，從而起到補(bǔ)償作用。

　　與此有關(guān)的IC包括運(yùn)算放大器、單路／雙路及八進(jìn)制的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)ADC、數(shù)字信號(hào)處理器以及可變?cè)鲆嫘头糯笃?、高壓模擬開(kāi)關(guān)等。沒(méi)有性能可靠的芯片根本就無(wú)法設(shè)計(jì)出可靠的醫(yī)療設(shè)備，而且芯片互相之間需要完全兼容，即將多款不同芯片搭配在一起也不會(huì)因兼容問(wèn)題而產(chǎn)生系統(tǒng)錯(cuò)誤。

　　由于醫(yī)療電子設(shè)備IC用量少，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量與穩(wěn)定性的要求又極高，因此該領(lǐng)域的芯片供應(yīng)被德州儀器、ADI、日立、美信等為數(shù)不多的國(guó)際大廠壟斷，幾乎看不到本土供應(yīng)商的身影。德州儀器在數(shù)字方面的實(shí)力更強(qiáng)，可以針對(duì)具體應(yīng)用如血液分析提供現(xiàn)成的算法；ADI在模擬方面有更強(qiáng)的技術(shù)積累，在高集成度方面做得最好，例如927x系列將低噪聲放大器（LNA）、可變?cè)鲆娣糯笃鳎╒GA）、抗鋸齒濾波器（AAF）以及多通道模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器（ADC）集成在一顆單芯片里；而美信的方案選擇了模擬集成、ADC獨(dú)立的思路。

　　深圳市開(kāi)立科技有限公司2011年彩超出貨量達(dá)到4，000臺(tái)，僅次于邁瑞，位居全國(guó)第二。該公司研發(fā)中心副總裁周文平也證實(shí)，開(kāi)立科技的核心IC基本上以歐美供應(yīng)商為主，連日韓企業(yè)都鮮有躋身其中，即便是周邊通用型阻容器件也全部選擇臺(tái)灣地區(qū)供應(yīng)商。對(duì)此他解釋道：“經(jīng)過(guò)逐年發(fā)展深圳超聲產(chǎn)業(yè)已形成集聚效應(yīng)，因此上游IC供應(yīng)商的服務(wù)支持很充分，并不會(huì)因?yàn)槭菄?guó)際供應(yīng)商而感到不便。雖然本土產(chǎn)品單價(jià)較低，但由于產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性的不確定，如果設(shè)備后期返修率過(guò)高，綜合成本實(shí)際上更高，因此整機(jī)企業(yè)不敢輕易嘗試。”

　　此外他還表示，在穩(wěn)定性的基礎(chǔ)之上，隨著市場(chǎng)對(duì)便攜式設(shè)備需求的增長(zhǎng)，集成度將是未來(lái)選擇芯片供應(yīng)商的主要考慮因素。