2018 年初,德勤發(fā)布的最新《2018年全球醫(yī)療行業(yè)展望-移動(dòng)醫(yī)療的變革》報(bào)告中指出2017年~2021年全球醫(yī)療支出預(yù)計(jì)將以每年4.1%的速度增長,而2012年~2016年的增速僅為 1.3%。人口老年化進(jìn)程加快帶來的慢性病管理需求激增,創(chuàng)新技術(shù)一如物聯(lián)網(wǎng)(IoT)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算以及人工智能(AI)等的快速發(fā)展,再加上國家產(chǎn)業(yè)政策助力,都使得醫(yī)療行業(yè)成為嫁接民生問題與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的全球熱點(diǎn)。
而作為醫(yī)療行業(yè)的新生力量,移動(dòng)醫(yī)療更是風(fēng)生水起,從傳感器件級(jí)的增長即可窺見一斑。據(jù)Research and Markets分析,醫(yī)療傳感器市場預(yù)計(jì)將于2022年達(dá)到150億美元,而2016年到2022年期間的復(fù)合增長率為8.5%,增速最快的是亞太地區(qū),其中,中國市場更是一枝獨(dú)秀。基于對中國本土醫(yī)療市場和研發(fā)趨勢一手?jǐn)?shù)據(jù)和信息的透徹掌握,ADI醫(yī)療健康事業(yè)部,亞太區(qū)市場總監(jiān)王勝直言,近年來,移動(dòng)健康(包含可穿戴)經(jīng)過市場整合之后呈現(xiàn)更加理性和健康的發(fā)展勢頭,全球的平均增長率大概在8%~10%之間,如蘋果、三星、Garmin等巨頭出貨量整體還是呈現(xiàn)增長,中國市場更是引領(lǐng)全球,增速超過30%,年出貨量達(dá)到千萬量級(jí)者并不在少數(shù)。
圖1. ADI醫(yī)療健康事業(yè)部,亞太區(qū)市場總監(jiān)王勝
135解鎖全體征監(jiān)測技術(shù),ADI重量級(jí)方案布局移動(dòng)醫(yī)療市場信號(hào)鏈前端
眾所周知,在應(yīng)用場景擴(kuò)展融合的前提下,結(jié)合小型化、便攜化、成本效益的同時(shí)注重性能與指標(biāo)是智能醫(yī)療發(fā)展的關(guān)鍵,而這歸根結(jié)底是對技術(shù)實(shí)力的考驗(yàn)。據(jù)王勝介紹,目前,ADI已全方位覆蓋光電、阻抗、生理電勢、體溫、運(yùn)動(dòng)以及環(huán)境等體征信號(hào)采集和處理技術(shù),可以為各種移動(dòng)醫(yī)療應(yīng)用場景提供全面的重要體征數(shù)據(jù)采集和處理技術(shù)方案,涵蓋心率、ECG、血壓、血氧、運(yùn)動(dòng)、體脂、睡眠時(shí)呼吸等醫(yī)療保健關(guān)鍵體征指標(biāo)的監(jiān)測功能設(shè)計(jì)目標(biāo):
圖2. 一圖匯總ADI移動(dòng)醫(yī)療全體征監(jiān)測方案。
光電測量:在體征信號(hào)監(jiān)測技術(shù)中,源于其精細(xì)的結(jié)構(gòu)、光學(xué)設(shè)計(jì)等技術(shù)的突破,光電測量手段其實(shí)是近年來非?;鸬募夹g(shù),王勝坦言,就如何抑制內(nèi)部反射光與外部環(huán)境光,即降低干擾這一點(diǎn)而言,業(yè)界就花了1~2年時(shí)間才搞定。
事實(shí)上,在光電法測量生理體征信號(hào)方面,ADI 的 ADPD 系列傳感器及信號(hào)處理方案正在被幾乎所有大的品牌客戶使用,例如代表性的ADPD174可以說是目前市面上集成度非常高的光電測量模組,在集成光電二極管,LED,模擬前端采集AFE,LED驅(qū)動(dòng)器以及環(huán)境光抑制等的同時(shí),兼具小體積,低功耗(源于其靈活的配置),不僅可用于專業(yè)醫(yī)療診斷級(jí)產(chǎn)品也可適用于消費(fèi)級(jí)的產(chǎn)品相關(guān)體征信號(hào)的采集。剛剛量產(chǎn)的ADPD188更是一代升級(jí)的模組方案產(chǎn)品,使得用戶的最終產(chǎn)品開發(fā)周期大大縮短并和容易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的性能提升和成本優(yōu)化。

圖3. ADI的ADPD系列傳感器及信號(hào)處理方案正在被幾乎所有大的品牌客戶使用。
就生理電勢&阻抗測量而言,最成熟的應(yīng)用就是測量呼吸以及心電圖(ECG)。ADI其實(shí)提供了ECG單導(dǎo)聯(lián)和多導(dǎo)聯(lián)兩種方案,以性價(jià)比為優(yōu)勢的單導(dǎo)聯(lián)ADI心率監(jiān)護(hù)儀模擬前端AD8233因其超小體積和超低功耗等特點(diǎn),目前已被多家心電手環(huán)和心電胸貼廠商看重并應(yīng)用。而對應(yīng)單導(dǎo)聯(lián)方案,ADI另外一款高集成度的ADAS1000集成多導(dǎo)聯(lián)心電,呼吸及起搏器檢測等功能于一身,是高性能診斷級(jí)ECG監(jiān)測的首選方案。

圖4.ADI多導(dǎo)聯(lián)方案ADAS1000成為高性能診斷級(jí)ECG監(jiān)測的首選。
其次,生理電勢&阻抗測量的另一重要應(yīng)用就是體脂(BMI)和皮膚阻抗(GSR/EDA等)分析以及對情緒的監(jiān)測。一方面,通過阻抗測量技術(shù)監(jiān)測皮膚阻抗,測量壓力,另一方面,結(jié)合光電測量法,測量心率變異性,通過算法將二者結(jié)合,即可分析出更深入的情緒壓力監(jiān)測產(chǎn)品。

圖5. 情緒壓力監(jiān)測已成移動(dòng)醫(yī)療新方向,ADI模塊化方案助力客戶加速產(chǎn)品上市時(shí)間。
由于在運(yùn)動(dòng)檢測喚醒模式下僅為300 nA的超低功耗特性,ADI的ADXL362在運(yùn)動(dòng)監(jiān)測方面是一款堪稱極致的方案,其超低功耗的特征已成為可穿戴運(yùn)動(dòng)監(jiān)測設(shè)備的理想解決方案。而繼ADXL362之后,ADI推出的升級(jí)方案ADXL363,更是再度提升了整體性能,其在輸出數(shù)據(jù)速率為100 Hz時(shí)功耗低于2 μA,在運(yùn)動(dòng)觸發(fā)喚醒模式下功耗為270 nA。

圖6. 超低功耗的ADI運(yùn)動(dòng)監(jiān)測MEMS產(chǎn)品ADXL362堪稱極致。
當(dāng)然,除了這幾大領(lǐng)域的重量級(jí)產(chǎn)品推出,包括像紫外UV、空氣質(zhì)量監(jiān)測等環(huán)境監(jiān)測產(chǎn)品ADI都已一一布局。王勝認(rèn)為,紫外測量其實(shí)和光電測量手段類似,只是側(cè)重點(diǎn)不同。另外,紫外的特殊點(diǎn)在于它是一個(gè)相對值,需要多組測試數(shù)據(jù),因而也需要做大量的實(shí)驗(yàn)來比對,雖然目前ADI還沒有正式推出量產(chǎn)產(chǎn)品,但是在這一塊的技術(shù)積累已經(jīng)很深入,推出高性能產(chǎn)品只是時(shí)間問題。
布局移動(dòng)醫(yī)療,強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合的ADI致力于提供系統(tǒng)級(jí)解決方案此外,以信號(hào)鏈角度入手,從前端傳感器的信號(hào)采集,ADC調(diào)理,MCU/CPU處理,無線傳輸?shù)皆贫艘约捌渲械?a target="_blank">電源&能量采集,ADI做到了全信號(hào)鏈覆蓋,甚至還協(xié)同客戶以及合作伙伴提供了相應(yīng)的軟件算法以及云端的處理等,致力于提供系統(tǒng)級(jí)的解決方案。
移動(dòng)醫(yī)療講求短平快,完整或者近乎完整的解決方案才是客戶剛需。因此,如何在發(fā)揮ADI最強(qiáng)項(xiàng)的信號(hào)調(diào)理和信號(hào)處理能力基礎(chǔ)上,集成電源、無線傳輸?shù)韧暾盘?hào)鏈,推出模組、甚至是完整的系統(tǒng)級(jí)解決方案都是ADI布局移動(dòng)醫(yī)療的重中之重。在收購Linear之后,ADI引入了其特色的電源&能量采集方案,結(jié)合傳統(tǒng)優(yōu)勢,打通一條完整的信號(hào)鏈路。

圖7. ADI攜全信號(hào)鏈產(chǎn)品發(fā)力移動(dòng)醫(yī)療市場剛需——系統(tǒng)級(jí)解決方案。
加強(qiáng)前端數(shù)據(jù)采集+大數(shù)據(jù)/AI技術(shù)加持,ADI布局的是移動(dòng)醫(yī)療的“未來”正如王勝在之前介紹ADI的ADPD系列傳感器及信號(hào)處理方案是所提及的,目前,這套方案在光電法測量生理體征信號(hào)方面,正在被幾乎所有大的品牌客戶設(shè)計(jì)使用。而在2018年,ADI還將繼續(xù)在光電測量應(yīng)用中推出解決客戶深層次系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)痛點(diǎn)的明星產(chǎn)品。當(dāng)然,這還只是ADI在2018年發(fā)力技術(shù)的冰山一角。除此以外,在接下來ADI也將在阻抗測量硬件不多完善和優(yōu)化的同時(shí),開發(fā)可用于實(shí)際應(yīng)用的相關(guān)算法和數(shù)據(jù)深度挖掘的系統(tǒng)化的方案。另外,在移動(dòng)健康應(yīng)用的框架內(nèi),ADI將從晚上單一傳感器的數(shù)據(jù)采集和處理向多傳感器的融合優(yōu)化和處理方向發(fā)力,為用戶提供更全方位的健康數(shù)據(jù)采集和挖掘。
眾所周知,醫(yī)療數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度主要取決于前端數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品的性能、測量方案和部位以及背后的算法三個(gè)因素。而傳感器數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的建立和大數(shù)據(jù)分析的應(yīng)用將成為影響移動(dòng)醫(yī)療,乃至整個(gè)醫(yī)療健康領(lǐng)域應(yīng)用的兩個(gè)重要外圍因素。王勝表示,“ADI 目前的專業(yè)醫(yī)療和移動(dòng)醫(yī)療的解決方案其實(shí)都可以放在結(jié)合AI的應(yīng)用大環(huán)境下來審視?!倍?strong style="">ADI 也在 AI 及大數(shù)領(lǐng)域和合作伙伴正開展深入的合作,其中包括自己在軟件及 IT 資源上的不多投入和加強(qiáng)。
從 2016 年收購 Sypris Electronics LLC 的網(wǎng)絡(luò)安全解決方案(CSS)業(yè)務(wù)開始,ADI 就已經(jīng)在著手布局AI端,期望通過增強(qiáng)自身的安全無線電通信解決方案,同時(shí)聯(lián)合第三方共同開發(fā)數(shù)據(jù)挖掘體系,以更好地服務(wù)于客戶。我們相信后續(xù)為迎合市場的需求變化,ADI將繼續(xù)不斷完善數(shù)自身據(jù)處理能力和外部伙伴合作相結(jié)合的方式,提供全鏈路的方案和支持。
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原文標(biāo)題:基于全體征監(jiān)測技術(shù)加碼AI應(yīng)用,ADI 正深化其移動(dòng)醫(yī)療布局
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