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IC性能对医疗诊断精度影响分析

发布时间:2020-06-30 19:32:41 阅读: 来源:冷缠带厂家

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?

本文引用地址: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。

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