2018年04月29日 | 一文汇总ADI移动医疗全体征监测方案

2018 年初，德勤发布的最新《2018年全球医疗行业展望-移动医疗的变革》报告中指出2017年~2021年全球医疗支出预计将以每年4.1%的速度增长，而2012年~2016年的增速仅为 1.3%。人口老年化进程加快带来的慢性病管理需求激增，创新技术一如物联网(IoT)、大数据、云计算以及人工智能(AI)等的快速发展，再加上国家产业政策助力，都使得医疗行业成为嫁接民生问题与经济发展的全球热点。

而作为医疗行业的新生力量，移动医疗更是风生水起，从传感器件级的增长即可窥见一斑。据Research and Markets分析，医疗传感器市场预计将于2022年达到150亿美元，而2016年到2022年期间的复合增长率为8.5%，增速最快的是亚太地区，其中，中国市场更是一枝独秀。基于对中国本土医疗市场和研发趋势一手数据和信息的透彻掌握，ADI医疗健康事业部，亚太区市场总监王胜直言，近年来，移动健康（包含可穿戴）经过市场整合之后呈现更加理性和健康的发展势头，全球的平均增长率大概在8%~10%之间，如苹果、三星、Garmin等巨头出货量整体还是呈现增长，中国市场更是引领全球，增速超过30%，年出货量达到千万量级者并不在少数。

图1. ADI医疗健康事业部，亚太区市场总监王胜

135解锁全体征监测技术，ADI重量级方案布局移动医疗市场信号链前端

众所周知，在应用场景扩展融合的前提下，结合小型化、便携化、成本效益的同时注重性能与指标是智能医疗发展的关键，而这归根结底是对技术实力的考验。据王胜介绍，目前，ADI已全方位覆盖光电、阻抗、生理电势、体温、运动以及环境等体征信号采集和处理技术，可以为各种移动医疗应用场景提供全面的重要体征数据采集和处理技术方案，涵盖心率、ECG、血压、血氧、运动、体脂、睡眠时呼吸等医疗保健关键体征指标的监测功能设计目标：

图2. 一图汇总ADI移动医疗全体征监测方案。

光电测量：在体征信号监测技术中，源于其精细的结构、光学设计等技术的突破，光电测量手段其实是近年来非常火的技术，王胜坦言，就如何抑制内部反射光与外部环境光，即降低干扰这一点而言，业界就花了1~2年时间才搞定。

事实上，在光电法测量生理体征信号方面，ADI 的 ADPD 系列传感器及信号处理方案正在被几乎所有大的品牌客户使用，例如代表性的ADPD174可以说是目前市面上集成度非常高的光电测量模组，在集成光电二极管，LED，模拟前端采集AFE，LED驱动器以及环境光抑制等的同时，兼具小体积，低功耗（源于其灵活的配置），不仅可用于专业医疗诊断级产品也可适用于消费级的产品相关体征信号的采集。刚刚量产的ADPD188更是一代升级的模组方案产品，使得用户的最终产品开发周期大大缩短并和容易实现产品的性能提升和成本优化。

图3. ADI的ADPD系列传感器及信号处理方案正在被几乎所有大的品牌客户使用。

就生理电势&阻抗测量而言，最成熟的应用就是测量呼吸以及心电图(ECG)。ADI其实提供了ECG单导联和多导联两种方案，以性价比为优势的单导联ADI心率监护仪模拟前端AD8233因其超小体积和超低功耗等特点，目前已被多家心电手环和心电胸贴厂商看重并应用。而对应单导联方案，ADI另外一款高集成度的ADAS1000集成多导联心电，呼吸及起搏器检测等功能于一身，是高性能诊断级ECG监测的首选方案。

图4. ADI多导联方案ADAS1000成为高性能诊断级ECG监测的首选。

其次，生理电势&阻抗测量的另一重要应用就是体脂(BMI)和皮肤阻抗（GSR/EDA等）分析以及对情绪的监测。一方面，通过阻抗测量技术监测皮肤阻抗，测量压力，另一方面，结合光电测量法，测量心率变异性，通过算法将二者结合，即可分析出更深入的情绪压力监测产品。

图5. 情绪压力监测已成移动医疗新方向，ADI模块化方案助力客户加速产品上市时间。

由于在运动检测唤醒模式下仅为300 nA的超低功耗特性，ADI的ADXL362在运动监测方面是一款堪称极致的方案，其超低功耗的特征已成为可穿戴运动监测设备的理想解决方案。而继ADXL362之后，ADI推出的升级方案ADXL363，更是再度提升了整体性能，其在输出数据速率为100 Hz时功耗低于2 µA，在运动触发唤醒模式下功耗为270 nA。

图6. 超低功耗的ADI运动监测MEMS产品ADXL362堪称极致。

当然，除了这几大领域的重量级产品推出，包括像紫外UV、空气质量监测等环境监测产品ADI都已一一布局。王胜认为，紫外测量其实和光电测量手段类似，只是侧重点不同。另外，紫外的特殊点在于它是一个相对值，需要多组测试数据，因而也需要做大量的实验来比对，虽然目前ADI还没有正式推出量产产品，但是在这一块的技术积累已经很深入，推出高性能产品只是时间问题。

布局移动医疗，强强联合的ADI致力于提供系统级解决方案

此外，以信号链角度入手，从前端传感器的信号采集，ADC调理，MCU/CPU处理，无线传输到云端以及其中的电源&能量采集，ADI做到了全信号链覆盖，甚至还协同客户以及合作伙伴提供了相应的软件算法以及云端的处理等，致力于提供系统级的解决方案。

移动医疗讲求短平快，完整或者近乎完整的解决方案才是客户刚需。因此，如何在发挥ADI最强项的信号调理和信号处理能力基础上，集成电源、无线传输等完整信号链，推出模组、甚至是完整的系统级解决方案都是ADI布局移动医疗的重中之重。在收购Linear之后，ADI引入了其特色的电源&能量采集方案，结合传统优势，打通一条完整的信号链路。

图7. ADI携全信号链产品发力移动医疗市场刚需——系统级解决方案。

加强前端数据采集+大数据/AI技术加持，ADI布局的是移动医疗的“未来”

正如王胜在之前介绍 ADI的ADPD系列传感器及信号处理方案是所提及的，目前，这套方案在光电法测量生理体征信号方面，正在被几乎所有大的品牌客户设计使用。而在2018年，ADI还将继续在光电测量应用中推出解决客户深层次系统级设计痛点的明星产品。当然，这还只是ADI在2018年发力技术的冰山一角。除此以外，在接下来ADI也将在阻抗测量硬件不多完善和优化的同时，开发可用于实际应用的相关算法和数据深度挖掘的系统化的方案。另外，在移动健康应用的框架内，ADI将从晚上单一传感器的数据采集和处理向多传感器的融合优化和处理方向发力，为用户提供更全方位的健康数据采集和挖掘。

众所周知，医疗数据的准确度主要取决于前端数据采集产品的性能、测量方案和部位以及背后的算法三个因素。而传感器数据标准的建立和大数据分析的应用将成为影响移动医疗，乃至整个医疗健康领域应用的两个重要外围因素。王胜表示，“ADI 目前的专业医疗和移动医疗的解决方案其实都可以放在结合AI的应用大环境下来审视。”而且 ADI 也在 AI 及大数领域和合作伙伴正开展深入的合作，其中包括自己在软件及 IT 资源上的不多投入和加强。

从 2016 年收购 Sypris Electronics LLC 的网络安全解决方案（CSS）业务开始，ADI 就已经在着手布局AI端，期望通过增强自身的安全无线电通信解决方案，同时联合第三方共同开发数据挖掘体系，以更好地服务于客户。我们相信后续为迎合市场的需求变化，ADI将继续不断完善数自身据处理能力和外部伙伴合作相结合的方式，提供全链路的方案和支持。