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胃癌是常見的消化系統惡性腫瘤之一, 可侵及胰頭和十二指腸, 這也是胃癌直接浸潤擴散的重要途徑。為了更好的實施手術來改善患者預后, 本文選擇本院胃癌侵及胰頭十二指腸患者, 觀察不同手術方式對此類患者的手術效果。現報告如下。
1 資料與方法
1. 1 一般資料 選擇本院2010~2014年收治的胃癌侵及胰頭和十二指腸患者共60例, 同時排除營養不良一般情況差而不能耐受手術患者、排除淋巴結轉移在第3站患者。所選患者淋巴結轉移局限在第1站或部分第2站患者, 無遠處轉移, 上述患者分為觀察組和對照組, 觀察組患者36例, 其中男22例, 女14例;平均年齡46.9歲;體重最小46 kg, 最大59 kg, 平均體重52.9 kg。對照組患者24例, 其中男15例, 女9例;平均年齡48.2歲;體重最小45 kg, 體重最大57 kg, 平均體重51.1 kg。兩組患者一般資料方面差異無統計學意義(P>0.05), 具有可比性。
1. 2 方法 兩組患者均采用氣管插管全身麻醉, 麻醉成功后實施手術, 觀察組患者實施根治性手術, 根據胃癌侵襲情況, 實施胃大部分切除(或全切), 對第1站和第2站淋巴結進行清掃, 切除侵襲的十二指腸和胰頭, 根據Child法對消化道進行重建, 胰、空腸二層套入式吻合, 胰管內放置支架和導管, 膽腸吻合口放置T管。對照組患者實施姑息性手術, 實施胃大部分切除或者全切術, 根據胃癌侵襲范圍實施胃空腸吻合(或胃造口術)。兩組患者均做好術后處理, 積極處理術后并發癥等。
1. 3 觀察指標 觀察兩組患者術后12、24、48個月的生存情況;觀察兩組患者術后并發癥(吻合口瘺、急性胰腺炎、腸瘺、感染等)發生情況;對患者術前和術后12個月的應用狀況進行檢測, 檢測白蛋白、轉鐵蛋白水平改變情況。
1. 4 統計學方法 采用SPSS17.0統計學軟件對數據進行統計學分析。計量資料以均數±標準差( x-±s)表示, 采用t檢驗;計數資料采用χ2檢驗。P
2 結果
2. 1 兩組患者術后并發癥發生情況 觀察組術后發生吻合口瘺1例、急性胰腺炎2例、腸瘺2例、感染2例, 并發癥發生率為19.4%;對照組發生吻合口瘺1例、急性胰腺炎0例、腸瘺2例、感染1例, 并發癥發生率為16.7%;觀察組術后并發癥發生率和對照組比較, 差異無統計學意義(P>0.05)。
2. 2 兩組患者術后不同時間生存情況比較 觀察組患者術后12個月生存率和對照組比較, 差異無統計學意義(P>0.05);觀察組術后24、48個月生存率分別高于同期對照組生存率, 差異有統計學意義(P
2. 3 兩組患者術前和術后12個月白蛋白、轉鐵蛋白水平檢測結果 觀察組患者術前白蛋白、轉鐵蛋白水平分別和對照組術前比較, 差異無統計學意義(P>0.05);觀察組患者術后12個月白蛋白、轉鐵蛋白水平分別高于對照組術后同期水平, 差異有統計學意義(P
3 討論
在胃癌擴散途徑中, 胃癌直接浸潤是重要途徑之一, 賁門癌和胃底癌的擴散部位主要是食管, 胃竇部位癌灶容易向十二指腸和胰頭部位進行擴散, 同時也可發生淋巴結轉移, 即使早期胃癌也可發生淋巴結轉移, 而淋巴結轉移情況和癌灶侵襲程度有關, 所以在治療胃癌時, 為了防止淋巴結轉移以及防止向遠處轉移, 手術要切除病變部位以及周圍相關淋巴結, 同時要實施術后化療, 這樣就有力的防止了向遠處轉移[1, 2]。本文所選的胃癌侵及胰頭和十二指腸患者中, 部分患者實施姑息性手術, 觀察組實施根治性手術, 觀察組患者的手術后生存率高于對照組, 觀察組患者術后營養狀況改善情況優于對照組, 觀察組術后并發癥發生情況和對照組差異無統計學意義(P>0.05), 本文觀察組選擇根治性手術打破傳統的姑息性手術觀點, 傳統手術認為根治性手術創傷大, 并不能提高患者生存率, 反而增加患者病死率[3]。
綜上所述, 胃癌侵及胰頭十二指腸的根治性手術能夠提高患者生存率, 減少術后并發癥, 改善患者生存質量, 效果顯著, 值得借鑒。
參考文獻
[1] 潘忠良, 徐建敏, 張學淼.胰十二指腸切除術在胃癌治療中的應用.中國癌癥雜志, 2004, 14(5):441-442.
電子健康檔案系統是一個應用軟件,能讓醫護人員在任何醫療服務環境中管理患者病史。其中一些具體信息包括:患者基本信息、預約日程安排、健康保險計劃、內科和外科病史、過敏史、現在和過去的用藥史、醫療問題、免疫接種、實驗室和放射科登錄系統、電子處方和再配處方、決策支持系統、治療方案、轉院和咨詢追蹤。
在過去10年里,施行電子健康檔案的力度日益高漲。動力之一就是要改善患者護理的質量。美國國家醫學研究院名為“跨越質量鴻溝”(Crossing the Quality Chasm)的藍圖提出,通過施行有決策支持的藥物計算機化醫囑輸入系統(Computerized Physician Order Entry,CPOE),每年可以使10萬多人免于死亡。現在這個系統在多數電子健康檔案中成為了必不可少的標準。在2009年健康信息管理系統學會(HIMSS)的主題演講中,凱薩醫療機構(Kaiser Permanente)的CEO喬治?哈沃森稱,在美國包括治療不力在內的醫療失誤將成為導致死亡的第三大因素,而這些失誤是可以避免的。在另一項研究中,蘭德公司(RAND Corporation)和信息技術領導中心(Center for Information Technology Leadership)估算,施行健康信息技術(Health Information Technology,HIT)每年可以減少800億美元的醫護開支。盡管好處顯而易見,電子健康檔案在美國的使用卻是進展緩慢,并且面臨許多障礙。
應用過程中面臨的挑戰
將紙質系統轉變為電子系統并不像購買一些硬件和軟件并將它們組裝在一起那樣簡單。在變得對行醫有價值之前,執業診所將紙質系統轉變為電子系統通常要經歷長達一年時間低效和效益受損的日子。許多電子健康檔案銷售商建議,在使用電子健康檔案的前幾個月,將患者預約的診癥時間減少50%,這意味著診所會在這個時期失去一半收入。患者護理也受到影響,因為當他們主動積極地使用電子健康檔案時,上門找醫生的次數就更少了。一些人會選擇去另一家(離家或公司更近的)診所,在那里他們能夠立刻得到診療。這種收入損失十分可觀,因為在美國通常一個15分鐘的面診費用為250美元,而一個小時的手術要費用為5000-10000美元。如此一來,電子健康檔案應用的頭號大敵就是成本。
施行一個新的電子健康檔案系統,要進行非常嚴格的前期工作。醫院和醫療診所必須小心謹慎地在一大群銷售商中挑選一個電子健康檔案系統,滿足它們在信息技術和業務流程方面的需要。信息技術基礎設施可能需要用新硬件和軟件來升級,以支撐電子健康檔案系統并改善其連通性和安全性。
沒有一個電子健康檔案系統是重樣的。定制太昂貴,而且可能并不適合基于SaaS(Software as a Service,軟件即服務)的應用。所以挑選一個適用于現有業務流程的系統并不容易。許多電子健康檔案系統設計比較落后,是利用20世紀60年代開發的MUMPS語言編寫的。這些系統往往用戶友好度較低,并且在使用過程中會引起許多問題。然而,老式系統仍然主導著大型醫院市場,因為在這類市場中沒有太多選擇。
據估計,施行一個持久的電子健康檔案系統所要做的努力中,多達80%用于將電子健康檔案系統整合進入已有的臨床工作流程。由于要滿足醫護人員的工作習慣和臨床患者的需要,所以醫護人員高度參與電子健康檔案系統整合是關鍵。診所進行整合工作的關鍵是重新設計工作流程并自定義模板。
重新設計工作流程是指,隨著電子健康檔案代替紙質記錄,診所員工和顧客的診療習慣要隨之做必要的改變。由于醫護人員使用新的電子健康檔案系統來作圖記錄,他們必須接受在電腦上工作這種不同的做事方式,以及隨著流程的改變如何與支持人員合作。比如,與手寫記錄相比,醫生(和患者)或許會發現,敲鍵盤或者在檢查室里放臺電腦,同時進行問診,這有點讓人分心,或者說改變了醫患的互動方式。而對一些醫生來說,在一天結束的時候才寫所有患者記錄或許不切實際或沒有效率。解決原有流程和引入新系統后,改變流程之間的這些問題是電子健康檔案成功的關鍵。
美國政府的資金激勵政策
美國政府意識到了醫院和診所在采用電子健康檔案過程中所面臨的挑戰。作為奧巴馬總統在2009年簽署生效的法案的一部分,《經濟與臨床醫療信息技術法案》(HITECH Act)意在促進采用并富有成效地應用健康信息技術。大約192億美元的福利基金將用于醫療保險和醫療補貼,以激勵醫院和診所購買和使用電子健康檔案系統。
什么是醫療保險和醫療補貼呢?它們是美國政府醫護保險計劃,意在幫助一些特定人群,他們買不起自己的保險。醫療保險是一個社會保險計劃,為65歲及以上人群提供健康保險。醫療補貼用于那些低收入和/或殘障人群。醫生如果通過這兩個政府計劃提供他們的一些服務,就有資格獲得電子健康檔案系統資助。
在“美國醫療保險獎金發放時間表”中顯示,如果在2011年某個醫生能夠證明其“富有成效地應用”了電子病歷( Electronic Medical Record,EMR),那么他就有資格在這一年獲得1.8萬美元的醫療保險獎金,之后每年發放,到2015年總額達到4.4萬美元。如果在2012年后采用電子健康檔案系統,獎金就會減少。“美國醫療補貼獎金發放時間表”中顯示,醫療補貼患者眾多的診所的醫生有資格獲得高達近6.5萬美元的獎金。為符合資格的醫院所設置的激勵獎金將以不同方式發放。一些醫院會獲得200萬美元的基礎獎金,并依據醫療保險/醫療補貼人數比例免除相應費用。沒有獎金上限,先到先得,直到基金告罄。
《經濟與臨床醫療信息技術法案》還為美國國家衛生信息技術協調辦公室(ONCHIT)提供了資助。此辦公室于2004年始建,監督健康信息技術標準,貫徹實施相應策略并影響評估。該辦公室設立的目標是,“到2014年讓每個美國人都用上電子健康檔案”,并且發展全國健康信息技術基礎設施,便于電子健康檔案應用和信息交流。許多計劃已經建立,以促進健康信息技術的發展和電子健康檔案的應用。下面讓我們來看三個例子。
第一,州醫療信息交換合作協議項目(State Health Information Exchange Cooperative Agreement Program)。這是一個5.48億美元的獎金計劃,支持各州或國家指定地區(SDE)在其行政轄區內建立醫護人員之間進行醫療信息交流計劃(HIE)。州醫療信息交流計劃集中在電子處方、檢驗結果電子化發送和臨床經驗交流上。聯邦醫療信息交流基金的每個接受者都要制定出策略和運作計劃,將現有網絡和新網絡連接起來。此計劃可以保證全美50個州的電子健康檔案的推進工作。
第二,健康信息技術推廣計劃(Health Information Technology Extension Program)。6.77億美元用于支持全美62個區域性推廣中心(REC),覆蓋了美國所有地區,以保證對全美各社區醫護人員提供足量支持。區域性推廣中心將支持并服務醫護人員,以幫助他們快速接受電子健康檔案并富有成效地應用。在加利福尼亞州,如果一名醫生可以克服困難使用電子健康檔案,那么他就能獲得大約價值4100美元的免費服務。這些區域性推廣中心還可以與電子健康檔案銷售商進行談判爭取一定數量的折扣,惠及所在州的醫護人員。
第三,醫療信息技術勞動力發展計劃(Health IT Workforce Development Program)。隨著醫護系統具有越來越高的技術含量,醫護人員將需要高技術水平的醫療信息技術專家來輔助他們采用并高效應用電子健康檔案。此計劃的目標就是要訓練出一批新的醫療信息技術專業勞動力,以改善醫護質量、安全和成本效益。美國國家衛生信息技術協調辦公室已經提供了1.16億美元的獎金資助82所社區學院和5所大學以支持這個項目。
預期發展和投資機會
《經濟與臨床醫療信息技術法案》資金激勵的結果就是,醫療信息技術成了產業,2011年正經歷大幅增長,這種增長預計將會持續好多年。許多行業里的部門機構和公司促成了這種繁榮,包括電子健康檔案銷售公司、計算機硬件公司、采用電子健康檔案的醫院和診所,以及受到資助提供電子健康檔案輔助服務的政府部門。
2010年末,美國國家衛生信息技術協調辦公室制定了暫行規定來認證電子健康檔案系統。所有電子健康檔案銷售商必須要在五年內經過三個階段的認證。自2011年6月開始,6個認證機構已經對350個電子健康檔案系統和155個標準模型進行了完全認證。進行認證是為了保證這些電子健康檔案系統可以幫助醫生進行高效應用,以獲得電子健康檔案獎金。據醫療保險和醫療補貼中心(Center of Medicare and Medicaid,CMS)稱,到目前為止醫療保險已經支出了7500萬美元獎勵那些已確證可以富有成效地應用經過認證的電子健康檔案的醫護人員。甚至那些在《經濟與臨床醫療信息技術法案》簽署之前使用電子健康檔案的機構也可以獲得獎金。一個很好的例子就是,加利福尼亞州的凱薩醫療機構,該機構在2009年之前就投資了45億美元用于實施Epic系統。它們現在只要向醫療保險和醫療補貼中心證明它們富有成效地應用了此系統,就能獲得5億美元的激勵獎金。
事實上,全球調查公司RNCOS已經在其名為“美國醫療信息技術市場分析”的最新研究中估測,從2012年到2014年美國醫療信息技術產業將增長24%,電子健康檔案和移動醫療設備的支持將更高。研究顯示,目前在醫療信息技術上的支出每年約800億美元。RNCOS的研究顯示,美國72%的醫生使用智能手機;20%擁有iPad并且已經有超過1萬臺移動式醫療設備在使用。所有這些都為移動醫療市場助了東風,預計從2012年到2014年會增長22%,如此也就推動了醫療信息技術的發展。越來越多的電子健康檔案在其應用過程中正將iPad和筆記本電腦囊括進來。
針對人們對健康保障越來越高的要求,不免提出這樣的問題,維持身體健康一定得要仰賴醫生嗎?而答案也正在逐步顯現,隨著科技進步,醫療行為正從醫院走出,轉而進入互聯網家庭,讓現代人的就醫習慣和醫療設備市場面臨巨大轉變。
根據市場研究機構Databeans預測,至2011年全球醫療電子用半導體產值將超過40億美元,以家用市場成長速度最快,平均年成長率高達12%。另一研究機構BCCResearch的最新調查報告也指出,全球家用醫療設備市場規模將從2007年的146億美元,至2012年時增加到204億美元,年均復合增長率(cAGR)將達到6.8%。輔助復健、治療設備、監視/傳感器與遙測設備等,成為家用電子醫療市場的大頭,僅以血糖測量儀來看在2007年就有70億美元商機,而到了2012年將成長到89億美元;而有益健康的家用醫療設備,預估更將大舉成長25%。
全球醫療電子市場的熱鬧,受到以下趨勢影響:(1)人口老齡化;(2)發達國家和發展中國家的人們對于增進健康照顧的期望持續增加;(3)保險公司和雇主在醫療開銷的支付和保險范圍逐漸消減,但受保人或病患需繳納的費用卻日益增加;(4)日新月異的科技可針對許多癥狀較輕微的疾病,給予早期分析、預防與治療。
其中,人口老齡化是推動家用醫療電子發展的主力之一,也是全世界各國都面臨的問題。根據聯合國報告指出,公元2000年全球老年人口達6億人,預估至2050年將增至20億,老年人口比例將高達21%。人口數最多的中國,同樣也將擁有最多的老年人口。根據國家統計局的數據顯示,2007年65歲及以上人口占全國總人口的比重達到8.1%,估計到2025年,老年人口將從現在的1億4千6百萬,增加到2億9千萬人。
BCC分析報告也指出,若以區域性來看家用醫療電子市場的銷售額百分比,美國與加拿大目前是最大、也是成長最快的市場,占有全球市場的34.2%;而藥品和醫療器械產品在其醫藥總產值中各占一半的歐盟占28.9%;包含中國在內的其它二十個發展中國家,則占市場比例的22.8%。
從生病了才看醫生的治療,到疾病的預防,在電子科技的推波助瀾之下,保健醫學將是未來的顯學。不但大型的醫院用治療儀也逐漸朝便攜式、經濟型家用康復治療器的方向發展,例如,全自動體外電擊器、生育監測儀等;每個家庭也會將家庭醫療與保健視為必要的投資,選購家用醫療電子設備就像選購電視與冰箱等家電般平常。
醫療電子發展提出高標準嚴要求
上面一系列的數據顯示,家用便攜式醫療電子設備已成為醫療事業領域的熱點而備受關注,在這種強烈市場需求的推動下,吸引了越來越多國內外設計和制造廠商的目光,各種新型的技術及產品一一呈現。
整體性能的提升需要各環節的有力支撐
醫療電子設備的研發也給設計者提出了很多特殊的要求和挑戰。美國國家儀器公司(NI)技術市場部工程師倪斌表示,對便攜式醫療電子的要求往往是高性價比、小巧便攜、準確性,同時也更關注其硬件指標的高精度、高可靠性、以及更強大的醫療分析與功能集成性。尤其對于監控設備而言,設備可靠性成為與病人生命息息相關的一部分。另外從市場角度而言,要使得設備能夠及時的打入市場,更多集成的高級分析功能已也成為將來的技術熱點。
MIPs科技公司戰略營銷經理Ian Anderton則認為,醫療設備通常要比其他大多數工業設備有更高的性能,需要在設備中整合若干復雜的功能和接口。獲取自各種傳感器的數據需要利用-∑轉換器從模擬轉換為數字,并利用數字信號處理(DsP)技術進行處理,該技術通常不用于標準的微控制器。MIPS科技的微控制器有一個包括DSP ASE的選項,它是一系列超過40個DSP中心指令,可以加速常見于醫療設備軟件類型的DsP算法,包括:快速傅立葉變換(FFT)和有限(FIR)及無限(IIR)脈沖響應濾波器。
同時他還指出,醫療設備還需具備局域網和個人區域網通信等類似于其他工業設備的能力。這些配置中的任何一個都需要具備存儲器管理能力的高性能32位處理器,以實現網絡的高數據傳輸率,支持用于這類環境的RTOs(實時操作系統)。在網絡上傳輸的數據越敏感,就越需要具有嵌入數據安全保護功能的MCU。作為4K內核系列一部分的MIPS32 4KSd內核,可以通過一個叫做smartMIPS的特定應用擴展(AsE)提供這種保護能力。它增加了用于算法的密碼加速,例如RSA、Ecc、DES和AEs。SmartMIPS還包括一個安全存儲管理單元(MMu),它可以加擾高速緩存接口,進一步提高所提供的保護等級。增加smartMIPS擴展只增加了不到10%的內核尺寸,卻可以利用軟件唯一的實現方法實現高達10倍的性能。
德州儀器(TI)公司亞太區高效能模擬產品市場開發經理陳炳文也表示對這一領域的關注,他提出,在網絡方面,無線通信技術對醫療電子產品有較大貢獻,比如藍牙技術、WiFi技術以及Zigbee技術等都在醫療電子產品中扮演著重要的角色。在此方面,TI支持范圍廣泛的無線協議,藍牙、WLAN、ZigBee等。其推出的AFE58xx系列面向便攜式超聲波設備的新型模擬前端(AFE)。這個系列的首款器件AFE5805帶給超聲波設備極為清晰的影響效果。2007年7月,TI又了該系列的第二款產品一AFE5804,實現了在便攜式超聲波應用中的低功耗。AFE醫療超聲波系列產品的最新成員是TI在2007年10月推出的業界首款16N道AFE5851與8道5gAVE5801產品,它們在電源效率與封裝面積方面實現了革命性的突破,使手持式超聲波系統產品能放到醫生的口袋里面。
低功耗要求始終是關注的重點
醫療電子設備的改善與相應電子技術的提高息息相關,創新的半導體產品與貼合市場需求的解決方案才能讓我們看到更多更好的設備。對便攜式醫療設備來說,除高 可靠性外,更重要的因素就是低功耗。低功耗除了可延遲電池設備使用壽命、減輕它的重量和體積外,還有另外一個好處:因為一般低功耗需要用的電流和電壓較低,所以其產生的EMI也相應比較小,那么對其他設備的干擾也就相應要更小。相信這也是意欲進入便攜式醫療電子設備市場的各大廠商格外關注的技術指標。
MIPS公司的Ian Anderton表示,為了用最低的工作頻率實現較高的性能等級,MIPs科技用于Mcu市場的處理器采用了非常有效的微架構,它構建了一個5段或8段流水線,可以實現高于1.5DMIPS/MHz的性能水平。同時通過不斷提高電源效率降低電源供應成本,從而延長電池驅動系統的運行時間。
ADI公司市場部經理陸磊則提到,家用醫療電子設備對系統及各主要單元的要求通常包括低功耗、高性能、高集成度以及豐富的外設和接口。而ADI Blackfin處理器可支持動態電源管理和很低的待機功耗,能夠提供較高的單位功耗運算能力,非常適合家用醫療設備要求,同時滿足低功耗和高性能的要求。
在實現低功耗方面,更有多家半導體廠商提出了基于本身產品架構的旨在提高能源效率的特色品牌,包括美國國家半導體公司的PowerWise品牌,IBM和Freeseale大力推動的Power Architecture品牌等等。這些品牌正在逐漸擴展,其倡導的綠色節能概念已經不僅僅局限于自身產品的研發生產,而是已經滲透到從單芯片設計到系統開發的每個環節,作為一種設計理念被更多的芯片生產商以及系統應用商接納和采用,在便攜式家用醫療設備領域亦是如此。
輔助設計工具的采用將大大節省設計時間提高設計效率
可以說,因為和人體的健康、生命息息相關,無論是便攜式醫療設備還是遠程監控設備,從局部設計到整體性能的保證都有極高的要求。相關電子廠商要爭得屬于自己的那一塊蛋糕,一方面要從提高自身產品的可靠性和高性能入手,另一方面也要不斷縮短產品設計周期,以搶占市場先機。為實現這一目標,一些先進的功能強大的設計工具便成為設計工程師提高設計效率的不二之選。
Actel公司產品市場拓展高級經理Hezi Saar就表示,標準FPGA可為醫療電子市場帶來重要的優勢:快速上市和靈活性。對于家庭測試、監控和診斷應用的醫療電子設備而言,Actel的單芯片混合信號Fusion FPGA提供了前所未有的高集成度,能夠實現家用測試和監控設備的系統、功率和熱管理一從系統掉電/上電功能到數據記錄和溫度感測。由于家用醫療設備需要低功耗和延長電池壽命,具有超低功耗Flash Freeze模式和功能豐富的Actel 5μW IGLOO FPGA便能為設計人員提供低至競爭可編程解決方案1/1700的功耗。在胰島素泵中,超低功耗IGLOO FPGA可以將額外的黏膠邏輯和多功能―從人機接口(HMI)、顯示、存儲和通信控制以至微控制器功能一引進于單一封裝中,從而節省材料清單、電路板面積、功耗和成本;而在成像應用方面,雖然一些醫療設備仍然使用墻壁電源,便攜式趨勢正對超便攜式超聲波成像系統造成重大影響,因此,這些應用不僅需要延長電池壽命,還需要大功率計算和高效的存儲器存取。由于低功耗、可靠性和小型封裝對便攜式成像應用日益重要,超低功耗IGLOO FPGA已獲選在下一代便攜式成像設備中,用來處理設備的功率和重置管理功能,提供節能和延長電池壽命的優勢。而且,FPGA產品還可提供耐輻射功能。
而NI的倪斌則認為,LabVIEW技術與NI的硬件平臺可以簡化這類FPGA應用的開發,加快開發流程與速度。通過LabVIEW的圖形化編程方式,可以直接對FPGA進行編程而無需額外的工具和語言的要求,LabVIEw能自行將圖形化代碼編譯并下載到FPGA中,同時NI集成FPGA的硬件開發平臺,如CompactRIO,結合了IO電路、實時控制器,并兼容任意的NIC系列模塊,幫助工程師實現快速開發復雜的醫療設備。
可以看到,無論是采用哪種設計工具,工程師都可借助其中龐大的工具庫和強大的軟件處理功能,為設計節省更多的時間,專注于更高性能的實現,從而高效地推出更有競爭力的產品。
國內醫療電子產業任重道遠
作為21世紀最具潛力的明星產業之一,醫療電子產業得到越來越多的半導體廠商的關注和參與,而中國作為世界最大的消費市場無疑會成為眾商家的必爭之地,在這個巨大利益的分配中,國內的醫療電子產業又是怎樣一種狀況,面對眾多國際知名廠商的沖擊,它們是否能突圍而出走出一條自己的特色之路呢?
NI公司的倪斌表示,目前醫療電子設備的競爭異常激烈,相對國外廠商手握高尖端技術不同,國內設備就技術含量而言相對較低,而國內廠商的優勢在于快速定位開發方向以及及時降低開發成本。面對國內這個日益增長的醫療市場,如果不能通過快速的、有針對性及創新性的開發應用醫療系統,并及時搶占市場的話,則會在未來林立起更多的競爭對手,從而更難以在市場上生存。所以,對于國內醫療電子的開發而言,首先需要能在市場中找到適合自身企業的機會與產品定位,一味專注于低技術含量產品的價格戰,不如高屋建瓴的通過增加產品附加值來提高利潤。接下來,快速的開發流程是必須要具備的,只有高效率的原型化并產品化,才能快速將產品推向市場,同時根據市場反饋或產品反饋,設計人員需要及時改善設計及產品性能從而滿足變化的市場要求。最終,通過自身的努力為民族產業在高精尖的醫療電子領域爭取一席之地。
對此,TI公司的陳炳文的觀點是,在中國市場,目前醫療電子產品主要還是偏重于大型的醫療器械生產。未來,醫療設備也將向數字化方向發展,并且要求診斷結果越來越精確。同時,一些廠商也已經注意到為了便于隨時關注、監測身體狀況,個人或家庭化醫療產品正在迅速發展,例如家用血糖儀、血壓計等各種檢測和監測設備。現在,個人保健醫療用品正朝著多功能化方向發展,并必將成為未來市場新寵。中國醫療電子產品的市場優勢在于其龐大的內需。由于中國人口老齡化的趨勢愈演愈烈,政府在這方面的投入隨之增加,使醫療電子產品有更大的市場。但是,為了保持競爭優勢,就更要求醫療電子廠商在保證其設備質量的基礎上對設備功能進行優化、提升。
總體上,國內醫療電子產業的發展仍滯后于很多發達國家,相關的醫療電子企業在技術革新和適應市場變化的能力上尚待提高。尤其在當前產業熱點已經轉向擁有龐大市場空間的家用便攜式醫療電子設備時,怎樣快速捕捉到國內市場的 特殊需求并迅速做出反應,加大新品開發力度,加快產品研發速度,同時不斷提升產品安全性、可靠性等質量保證,應該是眾多國內醫療電子廠商思考和解決的重點。
向隨時隨地的健康保障推進
根據專業研究機構Databeans最新的報告內容,2007年醫療半導體市場由Toshiba、意法半導體與德州儀器等大廠所獨占。然而隨著更多新興需求的增加,越來越多其它供貨商正逐漸分食這塊市場大蛋糕。由于產品設計對于更小尺寸、更低功耗與更高速度的要求提高,因此傳感器、電源芯片、數據轉換器等成為醫療電子需求最大的半導體器件,而信號調節和處理、接口以及無線技術等則成為最看好的新興產品領域。
診斷與治療為醫療電子現階段最主要的應用范疇,不過,快速成長的家用醫療電子市場才是半導體供貨商最看好的商機焦點。尤其在發展中國家市場,家用醫療設備成長更為快速,人們花費在醫療上的開支也節節高升。然而,傳統的醫療基礎設施不能完全滿足現有需求,而建設與醫療成本皆高昂,人力資源也不一定足夠,因此有市場分析師認為,家用醫療電子設備可能如手機般,以跳躍式的成長,在短期間內獲得實現。
關鍵詞:智能可穿戴;安全;信息;電池
DOI:10.3969/j.issn.1005-5517.2015.8.003
UL:智能可穿戴設備的合規性指導、安全等方面意義正日益凸顯
現今可穿戴式設備的用途日漸廣泛,應用環境迥異,目前歐美等市場,政府已經開始慢慢出臺政策監管這一行業,中國也將緊跟歐美市場,致力出臺相關政策。所以要符合各國各地區的法規要求,是可穿戴式設備進入市場的第一個挑戰。此外,國際上并不存在指定或單一標準來評估所有的可穿戴式設備,且不同顧客與零售商可能提出額外要求,這些不確定因素都將直接提高可穿戴式產品開發的復雜度與風險性。
由于可穿戴設備制造商多為中小型企業,他們對國際法規缺乏明確了解,并無法充分整合產業鏈中有效資源,因此在發展過程中面臨比較大的挑戰。與此同時,可穿戴設備的安全問題也是很重要的挑戰因素。以智能眼鏡為例,鏡架若采用金屬材質,運作過程中所產生的熱,很容易借由金屬更快導熱到人體皮膚,于是就有熱的危險,因此標準規定:長時間穿戴在人體的電子產品,金屬表面溫度不可超過48℃;此外,金屬若有銳角就存在穿刺皮膚的危險:喇叭耳機存有輻射與音波的疑慮:耳機音壓不穩或長時間過大可能對耳膜造成傷害:提供能量的電池會有熱與火的危險:產品附加的LED燈可能對人眼或皮膚造成傷害:上網視頻通訊傳輸功能牽涉隱私安全:甚至邊開車邊使用智能眼鏡可能涉及違反交通安全法規等。上述不勝枚舉的安全問題都是制造商在開發產品時,以及消費者使用穿戴式電子產品時必須考慮的重點。
TUV SUD:檢測認證驅動可穿戴的發展
在這個快速發展的行業,可穿戴產品需要高品質、創新的功能、完美的網絡連接和時尚的外觀生存。毫無疑問,目前的手機廠商以他們的出色的網絡連接知識和專門的工藝,以獲得智能手表在可穿戴產業的優勢。但除了手環和智能手表,顯然體育和健身可穿戴服裝是另一個大有前途的領域,這使得傳統的運動服制造商和新的創新公司參加了比賽。同樣地,時尚和奢華配飾制造商可以擴大其產品范圍到可穿戴產業,通過具有隱蔽可穿戴功能提高及引人注目的設計以創造新的可穿戴產品,所以,時尚和奢華配飾將是另一個大有競爭力的可穿戴產業領域,當然這也包括具有隱蔽可穿戴功能的奢華機械手表。在未來,幾乎可以肯定,穿戴式醫療設備將在個人和公共衛生保健體系中發揮重要作用。
隨著可穿戴設備日益演化,從智能珠寶到智能服裝,接近人體使用的設備的安全風險的變成更大的關注。當設備制成附著到人體長期皮膚接觸的設備時,可穿戴設備可能會有更高的安全風險時,包括使用潛在皮膚刺激性物質,無意識長期皮膚燒傷效應,并使用在動作的設備時,意想不到的機械傷害,特別是在無意識狀態如熟睡中。當越來越多的設備可以連接或甚至植入人體的不同部分,使可穿戴設備的潛在危險增加。
迄今為止,沒有關于可穿戴裝置專門的安全標準。隨著越來越多的前所未有的功能整合,可穿戴裝置帶來比其他傳統的通信和不能穿戴的醫療和保健產品,并與人體連續使用更多的潛在風險。由于大多數可穿戴產品都在中國制造,TUV南德意志集團正處在一個很好的位置,來自官方機構和制造商在本地獲得最新的可穿戴產品信息。作為市場領導者,TUV南德意志集團將為行業伙伴提供新型可穿戴式產品的專業咨詢服務以及測試和認證服務,在未來,隨著創新的可穿戴功能拓展,我們的服務范圍也將擴大。
Gartner:新互動與新機遇
可穿戴設備將提供廣泛的新興體驗與數字業務商機,但其分散復雜的市場也給開發者帶來了挑戰。到2020年,成熟市場內35%以上的人口將至少擁有一件可穿戴電子設備(不包括頭戴式耳機)。在Gartner的近期研究中, “可穿戴”一詞意指以某種方式穿戴在身體上的計算設備,以便與裝在口袋或包內的智能手機等單獨設備形成對照。這有意擴大了定義外延,不僅涵蓋了智能手表等眾所周知的設備,而且還包括了智能衣物、智能珠寶、智能鞋具、耳機、眼鏡等個人飾品,充氣自行車頭盔等安全產品,以及醫療/健身傳感器。可穿戴設備不僅局限于人類,用于跟蹤或寵物健身的智能寵物項圈也已面市。
可穿戴時代才剛剛開始。研究人員與產品開發者正在研發各種新型可穿戴設備,例如智能指甲、可穿戴“自拍無人機”、智能隱形眼鏡以及皮下傳感器。從長遠看來,部分可穿戴設備將從被動感應與顯示功能發展到諸如裁縫機器人等更加主動的角色。此外,Gartner還預計可穿戴技術將快速演進,以支持新型可穿戴設備,并在諸如智能手表之類的成熟領域內改進功能特性。這些技術演進領域包括觸感織物、新型顯示屏技術、改進后的電池與可印刷電子產品。
就經濟意義而言,可穿戴設備多種多樣,難以歸類為一個“市場”,但一系列重要趨勢將影響整體領域,并影響終端用戶與參與可穿戴產品及服務開發的企業機構。
這些趨勢,一個關鍵的的主題是可穿戴設備領域將迎來快速發展。各企業機構必須設計系統與架構來應對變化,并應使用雙模式IT等原則來實現必要的敏捷性。
IHS:新興可穿戴設備更能引起人們關注
雖然可穿戴設備,在現階段被廣泛認知,智能手表等早已經走進人們生活。據IHS跟蹤超過25個不同可穿戴技術產品類別的研究(助聽器等),他們都具有數十億美元的市場,而且更多的新興應用如智能服裝、頭戴設備等,似乎更能引起人們的關注。
這其中也有經歷過高速增長,近年來,如影像等類別產品。據IHS預計,GoPro公司2019年將營收33億美元,而其公司在2014年收入為17億美元。這其中絕大部分原因都是因為運動相機的原因。
頭戴式設備也被業界普遍看好。Oculus Rift將在2016年的第一季度上市,這是一款虛擬現實設備,并且音頻/視頻內容方面有良好的體驗,而在游戲方面Oculus公司宣布與Microsoft's Xbox平臺合作。而另一款頭戴設備,HTCVive預計和Oculus Rift時間相同。
ST:可穿戴MCU要低功耗、小封裝
目前市場上可穿戴產品形態可謂是百花齊放。根據功能可以分成健康類、運動類、時尚類等等。健康類可穿戴產品主要用做生理特征的測量,比如心率,血氧,血壓等。跑步愛好者們希望跑步時所佩帶的耳機可以自動檢測當前的心率,從而可以讓自己的心率保持在減脂帶當中從來達到更好的鍛煉效果。藍牙耳機可以以一種新的形態出現,平時不用的時候可以放在手腕上作為健康腕帶。另外,支付功能在將來會變成可穿戴產品的標配,大家可以想象在公交車、地鐵上只需把手腕一揮既可以完成支付的動作。海邊游泳時也可以非常方便的用手環或者手表來買瓶礦泉水。
可穿戴產品理想的MCU需要符合以下要求,即低功耗、小封裝以及在業界有無成功案例。意法半導體MCU廣泛應用于各種腕帶,手表以及眼鏡當中。包括全球最大的手機廠商出品的可穿戴系列等等都是使用了ST的MCU產品。STM32L系列低功耗產品運行時功耗低至86μA/MHz,在STOP模式下即保持所有RAM中數據時僅消耗400nA電流。STM32LO以及STM32L4系列更集成了多種低功耗外設,比如低功耗定時器,低功耗UART,低功耗ADC等等進一步降低了系統的整體功耗。當然,除了MCU之外傳感器、藍牙等都是可穿戴產品中不可缺少的部件。
Littelfuse:為可穿戴設備制造商提供專業的保護
隨著消費者越來越熱衷于可穿戴設備,不斷變小的外形以及對于改善設備性能的需求,如何采用先進的電路保護技術以保護產品便成為電路設計人員所面臨的挑戰。據IDTechEx預測,其全球銷售額預計將從2014年的140億美元增長至2024年的超過700億美元。
可穿戴技術對電路設計人員而言,是一種有趣的挑戰。為什么?想想這些設備被設計成與消費者密切相關的產品。因為他們是直接通過接觸皮膚進行穿戴,極大的暴露風險是使用者產生的靜電。不幸的是,即使最簡單的人體接觸便極可能產生短暫的靜電放電(ESD)。如果沒有適當的保護,任何傳感器電路、蓄電池充電接口、按鈕、或數據輸入輸出可以為ESD提供進入可穿戴設備的路徑,對電子產品造成不可挽回的傷害。
針對這些潛在的ESD電路威脅,Littelfuse公司不斷投資于新工藝的開發,繼續加強他們半導體ESD保護器件。可穿戴設備制造商受益于專業提供的電路保護技術,因為他們有助于提高產品的安全性和可靠性。
降低鉗位電壓,保護最敏感的電路:在靜電放電事件中,靜電放電保護器的主要工作是盡可能地分流和消散盡可能多的靜電放電瞬態脈沖。更低的電容,避免干擾高速數據傳輸:雖然電路保護是靜電放電保護器件的主要目的,但是起到這層效果的同時,還應不會對受保護電路的日常運轉造成干擾。
更小的外形尺寸,適合可穿戴設備有限的電路板空間:不管一種保護器件的性能有多么優良,如果對其所要保護的應用不適配,也不會特別有用。
美光:可穿戴產品“跨越鴻溝”
對很多人而言,可穿戴設備是智能手表或健身監測器的代名詞。經過多年發展,這兩種產品已趨近成熟,也受到越來越多的關注。雖然還有不少創新空間,但它們已經足夠成熟。根據Geoffrey A Moore在1991年最早提出的產品鴻溝概念,這兩類產品都已“跨越了鴻溝”。簡單來說,就是現在不僅創新者和早期采用者(也稱作“有遠見的人”)對這些產品感興趣,實用主義者也對它們青睞有加。
在智能手表和健身監測器繼續搶占更多消費者心理份額的同時,可穿戴設備領域的許多其他創新也取得了顯著進展。
錄音錄像和社交活動:GoPro生產的高品質相機廣泛用于沖浪、滑雪、跳傘等運動領域。這些相機有眾多配套的附件,讓用戶能以有趣的角度將相機裝到各種表面上,從而拍出如果不用專業設備根本無法獲得的照片和視頻。
提升生產力:可穿戴設備可廣泛用于諸多商業應用(例如,手術、機器故障診斷和修理)。頭頂顯示器中的信息能夠根據具體環境變化,從而起到提升生產力、提高效率和改善工作流程質量的作用。雖然Google Glass的首款原型機算不上成功的商業案例,不過它為這一擁有巨大潛力的產品類別奠定了基礎。
體育鍛煉:可穿戴技術越來越接近現實生活,從而推開了顛覆性使用體驗的大門。它能夠全面豐富運動體驗,包括提供相關數據以幫助激發用戶的運動熱情、促進用戶加強體育鍛煉,并最終改善他們的運動效果。智能織物是健身用可穿戴設備發展的另一個方向,與現在傳感器位于外部設備上不同,智能織物是直接將傳感器嵌入織物內部。雖然智能織物屬于比較新的產品類別,它卻蘊含著巨大潛力。
游戲、娛樂和虛擬現實:簡單來說,虛擬現實(VR)就是用計算機模擬生活場景,創造身臨其境的多媒體體驗。這項技術可以模擬現實世界中實際存在的實體,也可以模擬虛幻世界,并且可以讓用戶與虛擬現實世界互動。
Silicon Labs:可穿戴設備廠商正在尋求產品差異化
目前,可穿戴電子產品主要包括智能手表、腕帶和臂帶設備、智能眼鏡等。腕戴式健身手環和智能手表正從基本的加速計式“智能型計步器”邁向包含心率監測器之類的生物識別感測。帶動這股趨勢的是,制造商在成長迅速的可穿戴裝置市場中尋求差異化,以及經過教育的消費者想要以更有效的訓練來盡量提升能效與體能。
大多數可穿戴產品的功能正變得日趨復雜化,例如腕帶和臂帶產品主要是通過動作跟蹤來采集健身或者健康方面的數據,包括步伐數、運動里程、能量消耗、心臟/脈搏速率、血氧飽和度等。
但還有另一項健康數據在之前的大多數產品中卻被忽視了,這就是紫外線(UV)指數檢測。鑒于過量的紫外線照射會侵害人的皮膚,甚至誘發皮膚癌,所以用戶對于可穿戴產品具有紫外線檢測功能的需求正在逐漸上升,那么將紫外線指數檢測加入智能手表、腕帶和臂帶設備等可穿戴產品的標準功能中就顯得越發必要了。
在上述趨勢的推動下,現在有越來越多的可穿戴產品開發商開始重視在他們的產品中加入非入侵式光電監測器和紫外線指數檢測功能,因為他們希望通過提供這新功能來尋求可穿戴產品的差異化設計。
過去在穿戴式設計中加入心率傳感器需要比較大的空間,現在把比較小的高靈敏度光電二極管跟模擬數字轉換器整合起來,加上模擬濾波與LED驅動器,這樣就能大大降低噪聲層,使用較少位數的模擬數字轉換器,并且縮小體積。
能效和電池壽命是設計可穿戴產品時的兩個最重要的考量因素,這兩個因素是相互關聯的。成功的可穿戴計算產品必須有一個很長的電池壽命,因為消費者不希望每天都要摘下他們的可穿戴產品或每兩天充一次電。由用戶可自行更換的紐扣電池供電的可穿戴產品正變得越來越受歡迎,特別是如果更換間隔是4-6個月或更長時間。
ADI:高集成度.小體積.低功耗、低成本
目前已在市場上比較成熟的手表以及手環類產品已經日趨成熟,除此以外,健康類可穿戴產品已經在鞋、帽以及眼鏡的出現,除此以外,可穿戴的腦電產品也會快會在市場上出現,其可實現更加炫酷好玩的應用體現,例如你的睡眠監測將更加準確科學,你對外界環境的變化的反應將被監測或量化,例如帶有腦電監測的耳機,可以監測你對哪類音樂的不同反應等,這些都可以用來開發非常有趣的應用。配飾類的智能化產品也使得可穿戴家族的產品系類更加豐富。
除了新型的傳感器IC外,對于模擬調理及數字處理IC,其共性需求是類似類似的高集成度、小體積、低功耗以及低成本的傳感器硬件在將來的可穿戴設備開發中會成為越發關鍵的要素;后臺數據的分析處理及反饋到終端用戶將是維持用戶持續使用的必經之路:但是我們要意識到,就目前的市場應用情況及技術發展來看,對于運動的檢測及計量相對成熟,但是對于在運動狀態下的相關生命體征信號快速及精確的監測目前還有改進的空間。所以相對應的會催生和提升傳感器及信號處理方面的新技術進步和發展,例如光電法測量體征信號如心率,血氧含量及其他健康指數等,這需要更新的光電傳感器技術以及相應的系統級數據處理技術,其中包括日常運動情況下的持續準確測量以及采集到數據的后臺融合及分析使用等。
對可穿戴設備來說,硬件層面最大的挑戰就是功耗和體積,自然半導體廠商會在如何降低功耗以及提高集成度方面大做文章,尤其是對于健康保健類功能所需要的傳感器以及混合信號產品方面的產品。除此以外,半導體廠商還會在提供硬件支持的同時,推出并完善整體方案的服務包括相關軟件及數據處理等。
零距離連接用戶,福祿克擁抱移動互聯
隨著智能手機終端的大屏化、中國品牌的崛起和手機應用體驗的不斷提升,移動互聯正在逐步取代PC互聯,成為用戶上網、聊天、購物、搜索的不二之選。我國電信產業目前正式進入了4CJ時代,4CJ網絡正在以更快的通信速度、更低的資費及對大數據量傳輸的承載力在未來極大促進移動互聯的發展。