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來(lái)源：AVNET 隨著(zhù)社會(huì )的發(fā)展，人們對醫療健康、生活質(zhì)量、疾病護理等方面的要求越來(lái)越高。同時(shí)，依托于電子信息技術(shù)的治療和監護手段越來(lái)越先進(jìn)，也使得醫療電子產(chǎn)品在智能化、微型化和實(shí)用化等方面得到了長(cháng)遠發(fā)展。這也為集成電路技術(shù)在醫療電子領(lǐng)域內帶來(lái)了廣闊且多樣化的應用。 電子醫療設備的發(fā)展 目前，集成電路應用在四個(gè)關(guān)鍵的電子醫療領(lǐng)域設備中，即醫學(xué)影像設備、醫療儀器設備、消費型醫療設備、診斷及患者監護與治療設備。在這四個(gè)領(lǐng)域中，尤其是消費型醫療設備需要通過(guò)先進(jìn)的集成電路技術(shù)來(lái)達到智能化、小型化、低功耗、高分辨率等目標。 醫療設備的首要目標始終是使醫療保健準確、有效、方便、可負擔，同時(shí)使治療更安全、創(chuàng )傷更小。這些改進(jìn)的重點(diǎn)是以更小的外形尺寸來(lái)使用更少的功率，并將信號安全地傳送到目的地。傳感器、模數轉換器、射頻和微控制器都是關(guān)鍵因素。圖像和信號處理也是如此，越來(lái)越多的人工智能也被添加到這些系統中，以便監測和診斷任務(wù)更簡(jiǎn)單，更快速，且希望比人工執行得的更準確。 芯片賦能醫療設備 面向消費者市場(chǎng)的芯片，往往在成本，準確性和可靠性方面與醫療電子的臨床專(zhuān)業(yè)設備不同，臨床的設備更看重高質(zhì)量的部件和系統設計。 但是，隨著(zhù)人口老齡化對更多居家醫療服務(wù)的需求，及更廣泛的電子醫療設備（如可穿戴監視器）的應用，這些界限逐漸變得模糊起來(lái)。 集成電路可分為數字和模擬集成電路這兩大類(lèi)。這兩種IC都被廣泛應用于醫療設備中。數字IC如微處理器、FPGA、存儲器（RAM、ROM和閃存）和數字ASIC等組件，數字IC能最大限度地提高電路密度。模擬IC被用于運算放大器、線(xiàn)性調節器、鎖相環(huán)、振蕩器和有源濾波器。模擬IC更關(guān)注半導體器件的物理特性，如增益、匹配、功率耗散和電阻。模擬信號放大和過(guò)濾的保真度是很關(guān)鍵的環(huán)節。因此，模擬IC使用的有源器件面積比數字IC設計大，電路密度通常較低。 幾乎所有類(lèi)型的芯片，包括數字IC和模擬IC， 從MEMS到DSP和FPGA，都被廣泛用于醫療設備中，而且越來(lái)越多的芯片具有內置的安全性。在目前的醫療設備中，ASIC因為能夠滿(mǎn)足客戶(hù)化定制而得到了廣泛的應用，它可以被設計成適合確切需求的系統和功能。 典型的應用包括計算機斷層掃描的X射線(xiàn)計數IC、助聽(tīng)器（帶有μC、DSP和音頻引擎的數字IC；帶有ADC、DAC、麥克風(fēng)IF、電源等支持功能的混合信號IC）、帶有NFC讀出的連續溫度測量（用于病人監測、懷孕控制和醫療物品的運輸等）以及血糖、凝血等血液分析。 FPGAs則被廣泛的應用于變化迅速的領(lǐng)域，“與時(shí)俱進(jìn)”的優(yōu)勢，使得可編程性的FPGA和SoC被廣泛用于醫療設備和應用中。FPGA和自適應SoC被用于各種場(chǎng)景，包括醫用超聲、數字X-Rays、CT、MR和PET掃描儀，以及診斷、手術(shù)和其他臨床設備中。 說(shuō)到醫療電子IC，那就不得不提到3D IC，即三維集成電路。3D-IC將不同的處理、內存、射頻、傳感器和其他功能塊集成到多個(gè)堆疊的硅芯片上，通過(guò)某種類(lèi)型的連接器（如硅通孔）連接。這種芯片節省了空間，但其復雜性使得設計和集成問(wèn)題更加棘手。醫療領(lǐng)域是3D集成電路的目標市場(chǎng)和技術(shù)驅動(dòng)，它們對外形的尺寸、功率、能耗源、熱能和電磁效應都有著(zhù)高要求。雖然整體市場(chǎng)規模沒(méi)有消費電子大，但隨著(zhù)人口老齡化加劇，市場(chǎng)規模也在不斷增長(cháng)中。 未來(lái)展望 目前，電子醫療設備的主要用途是研究、收集公共衛生數據、維護和獲取病人記錄以及病人保健。但隨著(zhù)設備轉向監測、診斷或通過(guò)手術(shù)或其他治療方法進(jìn)行治療，如神經(jīng)技術(shù)中的藥物輸送和神經(jīng)刺激，半導體在這些設備中的使用范圍正在擴大。監測系統還包括在病人家中使用的植入式臨床設備，將數據傳回給醫生，或從病人身上的傳感器上獲得有關(guān)生命體征系統的監測服務(wù)。 醫療芯片用于改善醫療保健的一系列芯片和創(chuàng )新，這些新的技術(shù)和應用層出不窮�？梢哉f(shuō)新冠疫情在一定程度上加速了應用創(chuàng )新和技術(shù)升級。相信未來(lái)在醫療IC和設備的“呵護”下，人們的生活會(huì )更加健康美好！ |
