隨著移動(dòng)通信技術(shù)的迅速發(fā)展以及應(yīng)用軟件市場(chǎng)的迅猛增長(zhǎng)，可穿戴技術(shù)與市場(chǎng)將迎來(lái)一個(gè)“爆發(fā)期”?？纱┐髟O(shè)備的興起推動(dòng)了可穿戴醫(yī)療設(shè)備市場(chǎng)的崛起，心率、睡眠質(zhì)量以及血液中營(yíng)養(yǎng)水平測(cè)量等設(shè)備不斷涌入市場(chǎng)。終端醫(yī)療產(chǎn)品的百花齊放，必然會(huì)對(duì)上游的電子元器件行業(yè)產(chǎn)生疊加效應(yīng)，演繹出全新的發(fā)展意義。

　　1 可穿戴醫(yī)療設(shè)備的興起

　　從2013年開(kāi)始，智能眼鏡、智能手環(huán)、智能手表等消費(fèi)領(lǐng)域的可穿戴設(shè)備蓬勃興起，對(duì)此多家市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行了預(yù)測(cè)，雖然數(shù)據(jù)各異，但都相當(dāng)看好這一市場(chǎng)。

　　IMS預(yù)計(jì)，2016年，可穿戴智能設(shè)備全球銷售額將達(dá)60億美元；BergInsight預(yù)計(jì)，2017年，全球可穿戴設(shè)備出貨量將達(dá)6400萬(wàn)個(gè)；BIIntelligence預(yù)計(jì)，2014年，全球可穿戴設(shè)備出貨量將達(dá)到1億個(gè)，2018年將達(dá)到3億個(gè)，按每個(gè)平均價(jià)格42美元計(jì)算，銷售額將超過(guò)120億美元；ABIResearch預(yù)計(jì)，2018年，全球可穿戴設(shè)備出貨量將達(dá)到4.85億個(gè)，銷售額190億美元；TechnalysisResearch預(yù)計(jì)，2018年全球可穿戴設(shè)備出貨量將達(dá)7050萬(wàn)個(gè)，銷售額117億美元，2013年這一數(shù)字分別為990萬(wàn)和21億美元；IDC預(yù)計(jì)，2014年，全球可穿戴設(shè)備出貨量將達(dá)到1900萬(wàn)個(gè)，比2013年增加2倍，2018年將達(dá)到1.119億個(gè)；NextMarket預(yù)計(jì)，2014年，全球智能手表產(chǎn)量將達(dá)到1500萬(wàn)塊，2020年將達(dá)到3.73億塊。據(jù)國(guó)內(nèi)某產(chǎn)業(yè)研究所統(tǒng)計(jì)，2013年，中國(guó)可穿戴設(shè)備的總體市場(chǎng)規(guī)模為16.8億元，同比增長(zhǎng)151%。隨著各大廠商的關(guān)注度和市場(chǎng)需求的增長(zhǎng)，2015年中國(guó)可穿戴設(shè)備的增長(zhǎng)有望出現(xiàn)峰值，突破百億達(dá)到130億元的規(guī)模，同比增長(zhǎng)200%。

　　如今這股可穿戴“風(fēng)潮”逐漸蔓延至醫(yī)療行業(yè)。未來(lái)幾年，中國(guó)智能醫(yī)療電子市場(chǎng)規(guī)模也將不斷擴(kuò)大。有報(bào)告顯示，2012年中國(guó)可穿戴便攜移動(dòng)醫(yī)療設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)4.2億元，2015年預(yù)計(jì)將超過(guò)10億元，2017年將接近50億元。依據(jù)ABI數(shù)據(jù)，2012年已約有3千萬(wàn)的無(wú)線可穿戴式健康傳感器應(yīng)用于醫(yī)療電子領(lǐng)域，而可穿戴式傳感器市場(chǎng)將以41%的年增長(zhǎng)率增加，預(yù)計(jì)到2017年，可穿戴式傳感器的用量將達(dá)到1.69億。

　　可穿戴醫(yī)療設(shè)備是一個(gè)高速發(fā)展的市場(chǎng)，它與智能手機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)以及快速擴(kuò)大的老年人保健市場(chǎng)具有同樣的增長(zhǎng)步調(diào)。手腕式血糖控制儀、聲波加速體內(nèi)胰島素分泌器、可穿戴除顫器、治療腦瘤的可穿戴式交變電場(chǎng)、治療頭痛的電離子透入療法儀以及幫助老年癡呆癥患者喚起記憶的智能眼鏡等，都是可穿戴醫(yī)療設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用。

　　智能可穿戴設(shè)備的興起會(huì)催生更大的移動(dòng)醫(yī)療市場(chǎng)，這有助于疾病爆發(fā)前的預(yù)防，不論患者身處何地，都可借助有線或無(wú)線方式連接手機(jī)及互聯(lián)網(wǎng)的便攜醫(yī)療設(shè)備，相關(guān)醫(yī)務(wù)人員都可以監(jiān)測(cè)其生命體征進(jìn)行疾病防控。此外，運(yùn)動(dòng)心率監(jiān)測(cè)儀、智能電子血壓計(jì)等可穿戴消費(fèi)類醫(yī)療設(shè)備市場(chǎng)是一個(gè)極具潛力的細(xì)分市場(chǎng)。正如互聯(lián)網(wǎng)家電與傳統(tǒng)家電廠商的區(qū)別一樣，互聯(lián)網(wǎng)的營(yíng)銷模式與傳統(tǒng)模式的差異在價(jià)格上有了最直接的表現(xiàn)，普通電子血壓計(jì)的售價(jià)近千元，而聯(lián)網(wǎng)的智能電子血壓計(jì)售價(jià)還不到一半。有調(diào)研機(jī)構(gòu)對(duì)目前醫(yī)療設(shè)備行業(yè)整體的利潤(rùn)率進(jìn)行了分析，在硬件上仍有一定的盈利空間。

　　2 元器件的協(xié)同發(fā)展

　　優(yōu)質(zhì)的可穿戴醫(yī)療設(shè)備應(yīng)體貼患者、穿戴舒適且成本親民，具備尺寸小巧、使用方便、堅(jiān)固耐用、兼容無(wú)線連接以及長(zhǎng)電池壽命等優(yōu)勢(shì)特征，這需要配套的相關(guān)元器件具有一些獨(dú)特的性能，以滿足未來(lái)可穿戴設(shè)備的小型化、低功耗與大量采用無(wú)線技術(shù)這幾個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。

　　目前，已能設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一個(gè)僅需單個(gè)紐扣鋰電池供電的醫(yī)用設(shè)備（如：無(wú)線ECG、心率、氧含量、呼吸、體溫監(jiān)測(cè)設(shè)備）。通過(guò)測(cè)量來(lái)自傳感器的信息、對(duì)其進(jìn)行數(shù)字化、然后發(fā)送至手機(jī)、進(jìn)而傳輸給醫(yī)生，實(shí)現(xiàn)下一階段的數(shù)據(jù)處理，疾病檢測(cè)、預(yù)防和建議等。移動(dòng)裝置已從早期僅作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹薪槊襟w或儲(chǔ)存媒體，發(fā)展到不僅可做運(yùn)算、顯示，與使用者互動(dòng)的工具，還能透過(guò)設(shè)備內(nèi)置或外接元件，甚至采用定制化方式來(lái)實(shí)現(xiàn)可穿戴醫(yī)療產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。

　　許多消費(fèi)者已在使用的自助式電離子透入產(chǎn)品，可針對(duì)多種病癥（如頭痛、感冒瘡和皺紋等）進(jìn)行給藥，制造這類低成本的一次性藥物分配器，需用到集成度高、高能效、小型化、采用標(biāo)準(zhǔn)元器件以及嵌入無(wú)線功能的醫(yī)療市場(chǎng)用半導(dǎo)體產(chǎn)品，比如經(jīng)濟(jì)高效的高性能MCU。近10年來(lái)，伴隨半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步，中央處理器無(wú)論在運(yùn)行速度、節(jié)電效能和封裝尺寸上都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。此外，可編程閃存的容量近年也有了大幅的提升，這保證了醫(yī)療應(yīng)用中大量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的需要。穿戴式醫(yī)療設(shè)備的核心控制器的研制與選用中，高效能、介面接口以及功率消耗是需關(guān)注的重要參數(shù)。

　　傳感器是可穿戴醫(yī)療設(shè)備的關(guān)鍵器件之一。傳感器及傳感控制電路用于感知外部信號(hào)，以及搜集各類信號(hào)的反饋。核心控制器則用來(lái)處理、量測(cè)、分析信號(hào)，以及導(dǎo)入程序，然后做出反應(yīng)。隨著精密制造、半導(dǎo)體工藝以及微機(jī)電技術(shù)的發(fā)展，前端傳感器模組以傳感控制電路出現(xiàn)了輕薄短小的演進(jìn)趨勢(shì)，這些器件包括陀螺儀、加速度計(jì)、溫度傳感器、微型電極、微型光學(xué)元件、小型泵與壓脈帶、微型麥克風(fēng)以及可撓性傳感器等，傳感器的小型化有助于實(shí)現(xiàn)穿戴式裝置在醫(yī)療器材的身體接觸部位的細(xì)微化，如可撓式傳感器，可貼附于人體皮膚上進(jìn)行生理信號(hào)的測(cè)量。在傳感控制電路上，根據(jù)應(yīng)用可能包含前級(jí)放大器、高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）、可調(diào)節(jié)濾波器、驅(qū)動(dòng)電路與反饋機(jī)制等，傳統(tǒng)醫(yī)療設(shè)備常以多顆不同功能的器件組成特定應(yīng)用的傳感控制電路，目前醫(yī)療專用的傳感器控制IC的開(kāi)發(fā)進(jìn)程正在加快。

　　可穿戴醫(yī)療設(shè)備所需的小型元件的研發(fā)正在加快。日本TDK和阿爾卑斯電氣等元器件制造商計(jì)劃2014年陸續(xù)啟動(dòng)面向“可穿戴式終端”的元器件生產(chǎn)。TDK從2014年1月開(kāi)始生產(chǎn)比之前產(chǎn)品更小的無(wú)線通信元件。阿爾卑斯電氣計(jì)劃引入可彎曲觸摸屏的生產(chǎn)設(shè)備并啟動(dòng)量產(chǎn)。在晶體振蕩器方面，日本大真空公司開(kāi)發(fā)出了比之前產(chǎn)品薄40%的超小型產(chǎn)品，已于2014年2月開(kāi)始量產(chǎn)，計(jì)劃最初每月生產(chǎn)200萬(wàn)個(gè)，之后會(huì)根據(jù)訂單情況來(lái)決定是否增產(chǎn)。村田制作所除了生產(chǎn)如長(zhǎng)0.25毫米、寬0.125毫米的超微細(xì)的積層陶瓷電容器外，還開(kāi)始生產(chǎn)超小型晶體振蕩器，這些元件僅為智能手機(jī)的超小型元件的一半大小，產(chǎn)品附加值高。

　　在可穿戴醫(yī)療設(shè)備與智能設(shè)備的連結(jié)上，第四代藍(lán)牙（Bluetooth4.0）是當(dāng)前較新的一項(xiàng)近距離無(wú)線傳輸技術(shù)。借助第四代藍(lán)牙技術(shù)的格式，符合ISO傳輸規(guī)范的低能耗傳輸模式逐漸普及，尤其是第四代藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)中有專屬于生理信號(hào)中血壓、血糖、體溫和心跳的協(xié)議，這為開(kāi)發(fā)醫(yī)療專用藍(lán)牙器件提供了參考。如今智能移動(dòng)設(shè)備除擁有強(qiáng)大的運(yùn)算處理能力外，還整合了各種傳感器以及日新月異的顯示器件，適用于多種信號(hào)傳輸技術(shù)的器件將一并得到發(fā)展。

　　此外，由于醫(yī)療法規(guī)的要求，可穿戴醫(yī)療設(shè)備的電性安全與電磁兼容（EMC）性的標(biāo)準(zhǔn)，遠(yuǎn)高于普通的消費(fèi)類電子產(chǎn)品，因此防電磁波干擾這類元器件的研發(fā)與選用就非常重要，必須在前端的傳感器控制電路的設(shè)計(jì)中加以考量。隨著小型化設(shè)計(jì)的進(jìn)一步完善，可穿戴設(shè)備也可能是植入式的，比如紐扣、戒指等，這可能會(huì)帶來(lái)生產(chǎn)企業(yè)和相關(guān)行業(yè)新一輪的沖擊與重組。

　　3 結(jié)束語(yǔ)

　　在2013年的互聯(lián)網(wǎng)趨勢(shì)報(bào)告中，就有分析人士指出可穿戴技術(shù)將成為下一個(gè)10年的大機(jī)會(huì)，預(yù)計(jì)未來(lái)幾十年內(nèi)，可穿戴設(shè)備及新的設(shè)備類型將成為新的增長(zhǎng)點(diǎn)，并且引發(fā)一場(chǎng)個(gè)人數(shù)據(jù)的革命。隨著諸如Nike、FitBit、Jawbone、iHealth及其他廠家的產(chǎn)品為人們提供幫助其衡量和管理健身水平的數(shù)據(jù)，消費(fèi)者對(duì)醫(yī)療保健類可穿戴設(shè)備的需求會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)。相關(guān)的元器件制造商將從中受益，比如芯片封測(cè)、互聯(lián)性模組、柔性電路板、金屬結(jié)構(gòu)件、MEMS芯片以及微型電聲與微型光學(xué)器件、電池及電池管理系統(tǒng)等，都將在易用性、高穩(wěn)定性與安全性、簡(jiǎn)單且安全的連結(jié)、低功率消耗、支持寬幅低電壓、高精度小尺寸以及低成本等多個(gè)方面迎來(lái)技術(shù)進(jìn)步甚至換代。

　　作者簡(jiǎn)介：李會(huì)凱（1975—），男，河南漯河人，講師，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)控制技術(shù)。