國內(nèi)醫(yī)生資源短缺，看病難等問題時(shí)刻困擾著我們每個(gè)人，在這樣的環(huán)境下發(fā)展可穿戴醫(yī)療設(shè)備十分必要，市面上也確實(shí)充斥著林林總總的可穿戴醫(yī)療設(shè)備。然而，大部分可穿戴醫(yī)療產(chǎn)品只是打著“醫(yī)療”的幌子招搖撞騙，實(shí)際上沒有多少“醫(yī)療”和“保健”的作用，在設(shè)計(jì)中也存在諸多缺陷，無法將真實(shí)有效地?cái)?shù)據(jù)反饋給用戶。對于目前可穿戴醫(yī)療設(shè)備市場，有哪些問題亟待解決？又有哪些迷局需要突破？

　　功耗壁壘如何破？

　　可穿戴醫(yī)療設(shè)備和眾多可穿戴設(shè)備 一樣存在著一項(xiàng)致命缺陷——電池續(xù)航能力差。解決電池續(xù)航問題的關(guān)鍵無疑是增加電池容量以及降低設(shè)備功耗，而以目前的技術(shù)來說，配置大容量電池則意味著需 要增加設(shè)備的體積，對此相信大家很容易權(quán)衡做出選擇。因此，在攻克系統(tǒng)低功耗挑戰(zhàn)方面，低功耗的MCU能解決可穿戴醫(yī)療設(shè)備的能效問題，并有效的延長電池 壽命。

　　由于MCU是大多數(shù)可穿戴設(shè)備的核心，因此利用低功耗MCU在解決可穿戴醫(yī)療設(shè)備續(xù)航問題時(shí)，還需保證設(shè)備的性能以及模擬集成度。

　　目前，可穿戴市場上主要有兩種 MCU方案：第一種是基于ARM Cortex-M處理器，另一種是基于Cortex-A系列。Cortex-A系列MCU在基于Android的可穿戴設(shè)備上或是最佳選擇，并且 Cortex-A系列能實(shí)現(xiàn)更高的性能，但是此方案難以滿足可穿戴設(shè)備的低功耗要求。因此，在大部分廠商更傾向于選擇Cortex-M核MCU。 Silicon Labs美洲區(qū)市場營銷總監(jiān)Raman Sharma表示，基于ARM Cortex-M處理器的MCU為可穿戴產(chǎn)品提供了最佳的解決方案，是可穿戴醫(yī)療應(yīng)用的理想選擇。

　　Silicon Labs美洲區(qū)市場營銷總監(jiān)Raman Sharma

　　Raman進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)，目前的低 功耗MCU逐漸導(dǎo)入睡眠模式的設(shè)計(jì)，這一設(shè)計(jì)可讓在非系統(tǒng)運(yùn)作高峰期的大部分時(shí)間里處于低功耗睡眠狀態(tài)，進(jìn)一步降低裝置整體功耗。Silicon Labs的EFM32 Gecko MCU系列產(chǎn)品是業(yè)內(nèi)最節(jié)能的32位MCU，非常適合功耗敏感、電池供電的可穿戴應(yīng)用。

　　Gecko MCU的低功耗傳感器接口（LESENSE）和外設(shè)反射系統(tǒng)（PRS）對于可穿戴設(shè)備的超低功耗預(yù)算來說發(fā)揮了重要作用。即使當(dāng)MCU在深度休眠模式 時(shí)，LESENSE接口也能自動(dòng)的收集和處理傳感器數(shù)據(jù)，這使得MCU能夠盡可能長時(shí)間保持在低功耗模式，并且同時(shí)跟蹤傳感器狀態(tài)和事件。PRS監(jiān)視復(fù)雜 的系統(tǒng)級事件，并且允許不同的MCU外設(shè)之間進(jìn)行自主通信，同時(shí)保持CPU盡可能長時(shí)間的處于節(jié)能休眠模式，從而降低了整體系統(tǒng)的能耗。此外，大多數(shù) EFM32 MCU都擁有包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器和運(yùn)算放大器在內(nèi)的模擬前端。

　　存儲(chǔ)器件封裝難問題如何破？

　　便攜式可穿戴醫(yī)療設(shè)備的創(chuàng)新大大促進(jìn)了最小化半導(dǎo)體元件體積的需求。這些創(chuàng)新要求在有限的外形尺寸中存儲(chǔ)更多的數(shù)據(jù)。要滿足這一點(diǎn)，許多醫(yī)療設(shè)備設(shè)計(jì)人員轉(zhuǎn)而采用創(chuàng)新型裸片存儲(chǔ)器解決方案。

　　盡管裸片是存儲(chǔ)器件體積最小的外 觀形式，然而在處理、存儲(chǔ)和裝配時(shí)將面臨巨大挑戰(zhàn)。采用裸片的傳統(tǒng)方式是向半導(dǎo)體供貨商訂購整塊晶圓。但是，這就要求醫(yī)療設(shè)備制造商尋求切割晶圓及鍵合晶 圓的解決方案。對于一些制造商來說，這超出了他們的能力范圍。雖然可將這些服務(wù)付費(fèi)外包，但有一種替代解決方案是購買“框架內(nèi)晶圓”——某種經(jīng)過切割的晶 圓。將經(jīng)切割的晶圓置于用金屬框架支撐的粘性薄膜中交運(yùn)。 通過訂購這樣的晶圓，醫(yī)療設(shè)備制造商將獲得供分揀和貼裝的小塊裸片。

　　下一個(gè)挑戰(zhàn)是如何將裸片電氣連接 到應(yīng)用中。傳統(tǒng)的做法是用環(huán)氧樹脂將裸片固化在電路板上，然后用焊線來電氣連接裸片。這樣裸片就被封裝在一個(gè)保護(hù)性的環(huán)氧樹脂外殼中。這可不是一件簡單的 事，由于對裸片的放置精度有很高要求，需要特殊的設(shè)備。一種備用方案是使用“帶凸塊裸片”（ bumped die ）。這樣的裸片已將其焊盤金屬化，并將壓焊點(diǎn)固定在焊盤上。可采用回流焊接技術(shù)將帶凸塊的裸片面朝下直接連接到PCB上。由于硅裸片和PCB的熱膨脹 （CTE）系數(shù)不同，帶凸塊的裸片存在焊點(diǎn)剪切應(yīng)變的風(fēng)險(xiǎn)。出于這種原因，帶凸塊的裸片通常在底部填充額外的粘結(jié)劑，以提供更堅(jiān)固的機(jī)械連接并減少CTE 不匹配的影響。

　　采用裸片大小存儲(chǔ)器件的最新解決 方案是芯片級封裝（CSP）。CSP采用金屬再分布層（RDL）將焊盤連接到接觸面積更大的新區(qū)域，從而允許使用較大的焊珠。使用傳統(tǒng)的晶圓加工工具在晶 圓級應(yīng)用這一額外的金屬RDL。通過介質(zhì)層將RDL與裸片電氣隔離，使之僅與裸片上原始的焊盤相連。然后，再在RDL上覆蓋另一介質(zhì)層，使新的較大的焊盤 裸露在外。較大的焊接接觸面積增強(qiáng)了機(jī)械連接，無需像帶凸塊裸片那樣在底部填充粘結(jié)劑。這樣就得到了一個(gè)裸片大小的封裝，能夠?qū)⑺缤魏纹渌砻尜N裝器 件那樣裝配到電路板上。Microchip Technology目前大量提供各種采用CSP的EEPROM和閃存器件。CSP封裝提供對于便攜式醫(yī)療應(yīng)用至關(guān)重要的裸片級外形尺寸，同時(shí)攻克了使用 裸片的技術(shù)難題。

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　　用戶接受度低如何破？

　　市場上類似于智能手表，智能手環(huán)等檢測體征參數(shù)的智能硬件產(chǎn)品不計(jì)其數(shù)，可真正打動(dòng)消費(fèi)者的產(chǎn)品寥寥無幾。可穿戴醫(yī)療電子產(chǎn)業(yè)鏈尚未完善，產(chǎn)品功能局限太大，再加上此類產(chǎn)品在技術(shù)、價(jià)格等方面龍蛇混雜，所以大部分所謂的可穿戴設(shè)備不能有效地用于監(jiān)測和分析人們的健康數(shù)據(jù)。

　　光聚科技的董事長于東方認(rèn)為： “不論是智能手表還是智能手環(huán)，都是從人們熟悉的產(chǎn)品形態(tài)出發(fā)，以期讓老百姓易于接受。但這些僅憑手表、手環(huán)的產(chǎn)品形態(tài)，哪怕是有著很酷、很炫的外觀也仍 然無法引起使用者強(qiáng)烈的共鳴，因?yàn)樗鉀Q不了專業(yè)性的問題，更解決不了使用信任度的問題！”眾所周知，人體生理參數(shù)的檢測以及相關(guān)數(shù)據(jù)分析是個(gè)十分復(fù)雜的 工程，對檢測環(huán)境、檢測時(shí)間、傳感器佩戴位置都有嚴(yán)格的要求。雖然市面上很多可穿戴醫(yī)療產(chǎn)品號稱能隨時(shí)隨地檢測出使用者的心率、脈搏、血壓等體征參數(shù)，但 這些數(shù)據(jù)絕大多數(shù)不具專業(yè)性和數(shù)據(jù)有效性，也就是說很多諸如此類的所謂“大數(shù)據(jù)”是不滿足“循證醫(yī)學(xué)”要求的！醫(yī)務(wù)人員當(dāng)然也無法通過這些數(shù)據(jù)提供給人們 有效的健康診斷。

　　光聚科技董事長于東方認(rèn)為，單憑智能手表、智能手環(huán)形態(tài)無法引起使用者強(qiáng)烈的共鳴。

　　于東方表示，任何新技術(shù)，從試用 到最終被人們所接受都是需要過程的積累，智能手表和智能手環(huán)之類的產(chǎn)品在普及“移動(dòng)健康管理”概念的過程中有著不可忽視的作用，但說到底，只有真正為使用 者提供專業(yè)有效的醫(yī)療服務(wù)才是可穿戴醫(yī)療電子的制勝之道。于東方接著說到，光聚的穿戴式移動(dòng)健康設(shè)備與常見的運(yùn)動(dòng)健康產(chǎn)品不一樣，前者涉及到有特殊疾病的 人群，但不等同于專業(yè)的醫(yī)療檢測設(shè)備。光聚利用其高性能可穿戴醫(yī)療健康芯片，將專業(yè)醫(yī)療器械的部分功能做進(jìn)消費(fèi)電子產(chǎn)品中，把專業(yè)的體征數(shù)據(jù)變成一般人看 得懂的數(shù)據(jù)。

　　醫(yī)療保健物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)之爭如何破？

　　醫(yī)療保健領(lǐng)域是最能從物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中受益的行業(yè)，物聯(lián)網(wǎng)原理已經(jīng)用于改善護(hù)理接入，提高護(hù)理質(zhì)量，最重要的是，降低醫(yī)療費(fèi)用。

　　對于大量復(fù)雜設(shè)備需要彼此通信的任何環(huán)境來說，標(biāo)準(zhǔn)都是一個(gè)固有挑戰(zhàn)--這也正是醫(yī)療保健領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)的情況。人們已達(dá)成了普遍共識，即確立更廣泛使用的通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)是推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)普及的關(guān)鍵。

　　幸運(yùn)的是，標(biāo)準(zhǔn)化組織正在攜手護(hù) 理服務(wù)提供者，努力創(chuàng)建監(jiān)控設(shè)備之間的無線通信指南?？刁w佳健康聯(lián)盟（Continua? Health Alliance）成立于2006年，是醫(yī)療保健公司和技術(shù)公司的聯(lián)盟，旨在建立可互操作的個(gè)人健康解決方案指南，而飛思卡爾是該組織的成員之一。康體佳 健康聯(lián)盟已經(jīng)發(fā)布了一系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，以確?；ゲ僮餍?；今后，購買康體佳認(rèn)證設(shè)備的機(jī)構(gòu)可確保與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的其他認(rèn)證設(shè)備互連。

　　康體佳設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)是大型標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境的組成部分。大型環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)包括由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）建立的信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，電氣和電子工程師協(xié)會(huì)（IEEE?）建立的工程標(biāo)準(zhǔn)。

　　在無線技術(shù)中， IEEE為 LAN設(shè)定了Wi-Fi（IEEE 802.11）和ZigBee（IEEE 802.15.4）網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)；為PAN設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)包括藍(lán)牙、BLE，以及IEEE 802.15.4j和IEEE 802.15.6，這些都是與體域網(wǎng)（BAN）相關(guān)的IEEE標(biāo)準(zhǔn)。蜂窩網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)包括GSM/UMTS?和CDMA。專有無線網(wǎng)絡(luò)仍然在醫(yī)療環(huán)境的常規(guī)應(yīng) 用特別是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中發(fā)揮作用，但隨著行業(yè)不斷向標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)發(fā)展，其作用似乎被削弱。

　　預(yù)測已久的醫(yī)療保健物聯(lián)網(wǎng)革命已經(jīng)開始。同時(shí)， 我們看到，物聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)化構(gòu)建模塊和機(jī)器對機(jī)器通信構(gòu)建模塊相繼建立，還添加了服務(wù)層以完善基礎(chǔ)架構(gòu)。飛思卡爾非常高興可以參與這場革命，向物聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療保健 解決方案提供端到端處理和連接解決方案、致力于建立相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)、幫助渴望從醫(yī)療保健物聯(lián)網(wǎng)中受益的組織加快創(chuàng)新。

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