与智能同行：医疗电子控制器的挑战与变革
医疗电子控制器正悄然实现技术革新，未来会是怎样的智能医疗新时代?看安森美、艾迈斯欧司朗、芯科科技和迈瑞生物等大咖怎么说！
编者按：
在当今医疗科技飞速发展的浪潮中，医疗电子控制器如同智慧的大脑，精准地指挥着各种医疗设备的运行，从精密手术机器人到便携式健康监测器，无一不在彰显着其不可或缺的地位。随着物联网、人工智能和大数据的深度融合，医疗电子控制器的应用边界不断拓展，不仅提升了诊疗效率和精度，更为小型化和智能化医疗、安全可靠的医疗设备等开辟了广阔前景。
针对医疗电子控制器当前的应用现状和未来的发展方向，产业链上下游的半导体器件资深应用专家和医疗设备制造商就此展开对话，洞悉半导体器件的应用空间及趋势。
对话导览：
1.简要谈谈当前医疗电子设备在性能上提出了哪些需求和挑战?做出了哪些应对方案?
2.医疗设备种类繁多，功能各异。能否结合具体案例谈谈在促进医疗电子控制器实现小型化和智能化中实现了哪些创新应用方案?
3.在医疗电子控制器的半导体器件选择中，如何把控器件的稳定性与可靠性，以保障设备的质量与安全?
4.能否结合具体产品方案谈谈目前某医疗电子控制器的半导体器件(包括MCU、功率器件及vwin IC等)的用量情况如何?具体有哪些参数要求?
5.未来几年内，医疗电子控制器领域有哪些值得关注的市场应用和发展趋势?
受访嘉宾：
1.简要谈谈当前医疗电子设备在性能上提出了哪些需求和挑战？做出了哪些应对方案？
艾迈斯欧司朗屠磊：性能上的需求直接反应在对功耗更苛刻的要求上，而更低的功耗则直接提高了对散热、封装、工艺等标准的要求。对于这些技术挑战，加大开发投入是必不可缺的。正所谓“兵马未动，粮草先行。”比如普及的CT成像技术，目前仍有不少的局限性，比如黑白成像、噪声伪影以及空间分辨率导致的小型病灶不清晰而影响诊断等。
面对这些挑战，艾迈斯欧司朗正在研发的光子计数Photon Counting科技正是CT成像技术的一大飞跃。传统CT探测器容易受到物理分隔的限制，而光子计数探测器通过半导体晶体直接读取光子信息，并由阳极靶面密集的像素矩阵接收，显著提高了X光射线的利用率及图像的空间分辨率，达到提升图像质量的效果，提供更精确的诊断。
芯科科技Brian Blum：随着用户需求的变化，医疗电子设备在性能方面的需求也与日俱增，例如更快的数据处理速度、更稳定可靠的网络连接、更低的能量消耗等，这些需求也对半导体技术的发展提出了挑战。芯科科技作为半导体行业的领先企业，拥有丰富的专业知识和深厚的技术积累，并推出了新产品来应对这些挑战。
芯科科技最新的低功耗蓝牙BG26 SoC采用ARM® Cortex®-M33 CPU和用于射频与安全子系统的专用内核，以多核形式实现了性能更高的计算能力。同时，凭借出色的传输功率和卓越的接收器灵敏度，可确保连接性能，并维持高数据速率，减少重传次数以节省功率和信道容量，确保了产品的可靠性。此外，通过嵌入人工智能/机器学习硬件加速器，还可以在处理速度提高8倍的情况下，将功耗降低为原来的1/6，实现更高的能效。
2.医疗设备种类繁多，功能各异。能否结合具体案例谈谈在促进医疗电子控制器实现小型化和智能化中实现了哪些创新应用方案?
安森美Henry Yang：安森美耕耘医疗行业已经有三十多年的历史，例如在专业助听器的产品化落地中，安森美解决方案集成了多核处理器、先进的音频处理算法、低功耗蓝牙模块和丰富外围接口的系列核心产品，能够实现卓越的音质、长电池寿命和无线连接功能，帮助助听器制造商打造出高质量、智能化的助听器产品，显著提升用户的听觉体验。特别是专业助听器平台的全球性能标杆Ezairo 83XX系列片上系统(SoC)解决方案，集成了高性能的模拟和数字信号处理功能，以及电源管理和无线连接能力，为助听器制造商提供了一个高度集成的平台，可以实现高性能的助听器解决方案。
芯科科技Brian Blum：在小型化方面，随着技术的发展，半导体芯片的尺寸在不断缩小，再借助芯片级封装(CSP)等先进的封装技术，可以帮助医疗电子设备变得更加紧凑，显著减小体积。在智能化方面，通过采用多核形式的芯片可使医疗电子设备实现性能更高的计算能力，同时借助集成的人工智能/机器学习硬件加速功能可以提高处理速度;通过无线通信技术，设备能够方便地与其他医疗设备、智能手机或云端服务器进行通信和数据交换，以实现远程医疗、移动医疗等应用。
芯科科技推出了多款小型化、智能化产品，可用于医疗电子设备。除了上述提到的BG26 SoC，BG27 SoC也专为微型联网设备打造，微型2.3x2.6mm封装，低至0.8V工作，适配医疗设备，已应用于牙齿监测，采集唾液数据诊断健康。
3.在医疗电子控制器的半导体器件选择中，如何把控器件的稳定性与可靠性，以保障设备的质量与安全?
中科乐普李学瑞：在半导体器件的使用上，目前更倾向选择国外供应商，因其质量和供应链稳定性较高，鲜少遭遇因器件质量问题影响产品的情况。国内厂商的器件在质量与供应方面也表现稳定，但当前使用较少。未来若有更多优质国产品牌，或将增加其在医疗电子领域的应用。
赛乐医疗钱成：在医疗电子控制器元器件时选择上，我们重点关注过电流、高电压承受力及EMC性能。国外元器件在长期稳定性和寿命方面表现更优，会更倾向选用。
4.能否结合具体产品方案谈谈目前某医疗电子控制器的半导体器件(包括MCU、功率器件及模拟IC等)的用量情况如何?具体有哪些参数要求?
迈瑞生物郑宝堂：目前，医疗电子控制器中半导体器件的用量稳定，依订单规模而定。前沿设备往往采用较为成熟的技术，如单台设备及类似工作站的产品。在参数要求上，MCU的选择偏重于平台化和成熟性，对核心性能要求并不高。十几年来，相关技术标准和需求变化不大，行业更倾向于使用经过时间验证的解决方案。
中科乐普李学瑞：我主要专注于FPGA相关工作。在医疗电子领域，MCU、功率器件及模拟IC的使用量通常由具体设备的功能和设计需求决定。
赛乐医疗钱成：在医疗电子控制器领域，半导体器件的用量根据设备类型和规模而异。以小型手持医疗设备为例，如牙科专用工具，每款产品可能仅需单一微控制器(MCU)。功率器件的使用量同样有限，因为这类设备体积较小。在选择MCU时，重点考量的是其提供的I/O口数量和功能，倾向于使用经验证的品牌，以确保可靠性和性能满足需求。对于手持式医疗设备而言，MCU的选择更注重实际应用中的稳定性和功能实现，而非追求极端的参数指标。
5.未来几年内，医疗电子控制器领域有哪些值得关注的市场应用和发展趋势?
芯科科技Brian Blum：得益于半导体技术的快速发展，远程医疗、可穿戴医疗、便携式医疗设备成为人们重点关注的领域。无线连接技术正是这些设备实现更广泛功能和更高性能的重要基础。芯科科技始终在利用自己多样化的无线技术支持这些医疗设备的开发，帮助设备追踪患者的生理状况，提供远程护理功能，这对于降低医疗保健的成本和提高医疗保健服务的可获取性而言日益重要。芯科科技还会不断创新，进一步将众多特性和功能集成到越来越小、越来越高效的芯片产品中。新的制造节点和持续的创新将不断提高产品性能，支持医疗设备制造商打造出更小型、更便宜、功能更适用的产品。
艾迈斯欧司朗屠磊：对于临床医学，成像效果的提升将直接提升诊断的准确率。如光子计数技术，相较于传统的CT成像，光子计数可以提供彩色成像，帮助诊断小尺寸病灶，并提高图像信噪比，有效杜绝由于噪声带来的成像不清晰。但除了成效效果外，光子计数更大的优势是其增加了CT扫描的安全性——光子计数支持使用效率更高的显影剂，提高了医疗诊断的准确性和安全性。虽然目前光子计数技术仍在开发的过程中，但我们有理由相信，在不久后的将来，随着技术的进一步发展和应用拓展，光子计数有望在全球范围内得到更广泛的应用，为人类健康事业的发展做出更大的贡献。AI在线诊断等革命性的CT成像技术的引入，对传感器读出速率、精度和准确度，都有更高的要求和挑战;半导体光学探测器包括光子计数探测器的发展可以更好的和应用端相结合，提升医疗产业整体升级速度。
迈瑞生物郑宝堂：未来，医疗电子控制器肯定会国产化。家庭医疗设备普及与个性化健康管理将被重点推进，同时专业医疗领域应用拓展，全面提升医疗健康产业水平。
中科乐普李学瑞：未来医疗电子领域，家庭便捷式医疗设备及健康监测系统将被重点关注，以顺应老龄化社会需求。智能穿戴设备，如健康监测手表，因其数据可靠性和即时健康状况检测能力，具有强劲发展潜力。此外，AI分析技术应用于ECG心电图、血氧等生命体征监测，实现预警功能，同样被视为前景广阔的领域。
结语：
近年来，医疗电子控制器的设计趋向于小型化、智能化和低功耗，以适应更多复杂应用场景的需求。同时，随着对患者隐私保护意识的增强，数据安全与隐私保护成为了控制器开发的重要考量，加密技术和安全协议的应用日益广泛。此外，为了应对医疗设备的长期稳定运行挑战，控制器可靠性和耐用性的重视程度也得到了显著提升，半导体器件的质量显得尤为重要。
展望未来，医疗电子控制器的发展将更加聚焦于集成度更高的系统级芯片(SoC)设计，以及与云端服务的无缝连接，以实现医疗数据的实时分析和智能决策支持。同时，随着5G通信技术和AI在线诊断的普及，高速数据传输将为远程医疗和即时诊断带来革命性变革。
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审核编辑 黄宇
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