研祥104-1816在醫療器械行業的應用

研祥智能科技股份有限公司 姬紅軍

研祥104-1816在醫療器械行業的應用

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1　醫療器械市場概述

隨著科技進步，醫療行為正從醫院走出，轉而進入互聯網家庭，讓現代人的就醫習慣和醫療設備市場正面臨巨大轉變。中國近年GDP年增長率始終保持在7%左右的水平，而醫療器械產業的發展速度約為GDP增長速度的兩倍，醫療器械行業正成長為最具吸引力的市場之一。

綜合分析中國醫療器械市場的增長原因主要如下：

（1）新醫改政策

從2009年4月初，我國出臺8,500億元新醫改方案，8,500億是醫療體制改革方案確定未來三年醫改投入的總額。新醫改主要包括四個方面：農村醫療基礎設施、公共醫療、城市醫療服務和基礎醫療的報銷。這幾個方面將使中國醫療系統和觀念實現“重治療”到“重預防”的轉變。首先這些轉變帶來的是對于基礎醫療設備實實在在的需求，例如超聲、X線機、生化儀和心電圖儀這類 “基礎設備”將會是中國政府集中采購的重點。在新醫改政策的刺激下，基層醫院“填補缺口”和“更新換代”將促使相關基礎設備市場迎來大幅增長，相關企業將迎來產能釋放和業績大幅增長的時代。

（2）替代進口

在高端醫療器械領域，高端精密儀器由于技術相對復雜，研發投入高，替代難度大，目前依然是跨國公司的天下，主要高端市場80%以上的份額被跨國企業占據，多數關鍵技術被發達國家大公司所壟斷。短時間內不具備突破能力。而對于高端耗材，由于研發難度相對較小，同時很多新興領域國內具有很好的技術實力，所以存在替代進口的機會。目前國內三家醫療器械上市企業都在不同程度上實現了核心產品的替代進口，從而帶動企業的高速發展。

（3）消費升級

伴隨著GDP持續增長帶動的消費升級以及醫藥市場的結構調整，中國醫療器械市場將長期保持15%以上的增速。一方面全球醫療器械市場規模大致為全球藥品市場規模的40%，而我國這一比例近年來雖然有所提高，但是仍然不到15%，消費升級動力依舊強勁。

（4）老齡化

老齡化將帶動醫療器械整體需求，尤其是伴隨經濟水平提升的對自我診斷需求的提升將大力推動家用醫療器械的高速發展。我國的 65 歲以上人口從1982 年的 4,900 萬提高到了2008 年的1.1億人，占總人口比例從1982年的4.9%提高到了2008年的8.3%， 預計到2030年這比例將達到25%。我國老年人口患有慢性疾病的概率超過80%，同時具有兩種以上慢性病老人在60%以上。（數據來源：國家老齡委）

中國醫療器械市場潛力巨大，將維持快速增長。全球醫療器械行業成長性優于藥品市場，未來將維持10%～15%的復合增速。雖然發達國家占據了78%的市場份額，然而以中國為代表的發展中國家市場正經歷著快速的成長，依靠成本優勢和研發積累提升產業鏈地位。不斷增加的醫療費用支出、日益提升的消費能力和健康意識將是推動行業發展的積極因素，醫藥衛生體制改革給行業發展注入額外動力，成為釋放被壓抑需求和打開未來潛在空間的誘發力量。資源配置再平衡、升級換代以及產業轉移等內外部動力相互交織。此外，隨著消費者保健意識的加強，家庭醫療器械的需求會不斷攀升。

2　醫療器械發展方向及要求

醫療器械將借助科技優勢，實現醫電一體化。產業升級大勢所趨，中國醫療器械行業從傳統制造走向高科技發展之路。制造加工是中國醫療器械行業發展的基礎，經過積累已經建立了完整的產品體系，并在中低端產品領域建立了舉足輕重的地位。中國醫療器械積極進行技術升級，爭取內需市場和外部產業轉移機遇。產品質量、技術結構方面的提升使得中國企業在監護、醫學影像設備、臨床實驗室設備和微創介入治療等領域獲取了顯著成果。創新發展的大趨勢不可逆轉，計算機斷層掃描、核磁共振、心電生理儀器、人工關節等將是下一步占領的制高點。

依據醫療器械計算機斷層掃描（CT）、超聲成像系統、血液細胞分析儀設備的需求特點，對主控器要求如下：

? 尺寸小巧，易集成，可以應用于多種設備中，便于標準化采購 ；

? 可靠性高，功耗低，要全密封環境運行確保系統的穩定高效，以防止自然散熱灰塵對環境影響；

? 強大的處理能力，滿足醫療影像數據處理要求；

? 寬電壓輸入供電，避免電壓波動影響設備的檢查質量；

? 控制類板卡三防處理，避免受環境不可控因素影響；

? 具有網絡接入及數據聯網共享功能，便于數據電子化閱覽或病情數據分析。

3　系統描述

醫療器械涉及計算機斷層掃描（CT）、超聲成像系統、血液細胞分析儀等，以下我們單獨介紹計算機體層攝影（CT）的具體應用方案。

計算機體層攝影機

計算機體層攝影（CT）是一種醫療成像技術，它通過單軸旋轉從一系列二維X射線圖像中產生人體內部器官的三維圖像。與圖像上會出現許多重疊投影的傳統X射線攝影術相比，CT圖像具有顯著提高的對比度。

隨著諸如CT之類的診斷成像系統的出現（它們要求復雜且密集的圖像處理），半導體在開發具有更高密度、靈活性和性能的系統的過程中扮演著重要角色。

X射線切片數據是通過X射線源生成的，后者圍繞帶有X射線探測器的物體旋轉，該探測器正對X射線源的中心位置。整個旋轉結構稱為“機架”，而從給定角度投射的X射線則稱為“剖面” ，當物體緩慢通過機架時，每次旋轉都按順序捕獲1000個剖面。數據采集系統通常包含多個通道卡，后者具有一組閃爍體光電二極管固體探測器，探測器后面跟隨一個讀出電子器件。

每個光電二極管都會產生與像素接收的X射線強度成比例關系的電流。通道卡通常具有前端，便于ADC將探測器中的電流積分并轉換成數值。研祥104-1816作為該設備的主控器，通過擴展的通道卡，用于將CT掃描儀的光電二極管陣列中的低電平電流直接數字化。每個DCC通道都提供雙路開關集成器前端來對光電二極管中的電流進行處理。此配置允許進行連續電流積分（以避免任何輸入信號的丟失）：其中一個集成器輸出將被板載A/D轉換器數字化，另一個輸出則對輸入電流進行積分。

所有通道卡中的數字數據都會通過高速路（LVDS接口）傳輸至控制器卡和104-1816主控器。可以共享給醫院各個電腦服務器，醫生可以在其中查看 CT圖像。然后，這些數字數據將由稱為“層析重建”的數學程序進行合成。

用于工控主板是醫療成像應用的理想選擇，工控板+運動控制卡可用于對機架的旋轉、工作臺的移動（向上/向下和向里/向外）、機架的傾斜（便于獲得不同角度的圖像）和其它功能（例如X射線束的開啟和關閉）進行準確控制。另一項重要的是直接集成千兆以太網收發器可實現高速全雙工點對點數據傳輸。PCI Express? PHY用于將 PCI Express媒體接入層（MAC）連接至PCI Express串行鏈路。

研祥嵌入式主板104-1816主要承擔CT機控制、采集、圖像處理、顯示及數據傳輸角色，隨著計算機、通信、微電子、圖像顯示等醫療配套技術的不斷進步以及臨床對無創診斷技術的日漸提高，加之新醫改的大力推動，預計未來5年內，我國超聲影像設備市場將以不低于9%的年復合增速成長，至2016年底市場需求規模將有望突破100億元大關。

4　產品特點

104-1816是一款基于Intel?新一代凌動Bay Trail SoC平臺的104主板，CPU選用Future Intel?Celeron?processor for Intelligent Systems（based on 22nm Intel?Silvermont microarchitecture），圖形核心整合INTEL第七代圖形引擎、兩條顯示管線，支持DX11及3D輸出。104-1816CL2NA擁有豐富的接口類型及PCI-104可擴展接口，可廣泛應用于醫療、軍工、自動化、電力等領域。

產品特點：

? 板載Bay Trail E3845 1.91GHz 四核CPU；

? 板載4GB DDR3L內存；

? 2個10/100/1000 Mbps以太網控制器；

? 支持VGA+LVDS雙顯示；

? 尺寸小巧：105mm×95mm；

? 標準PCI-104擴展槽。

104-1816主板

5　結語

醫療器械行業是一個多學科交叉、知識密集、資金密集型的高技術產業，進入門檻較高，創新發展的大趨勢不可逆轉；計算機斷層掃描、核磁共振、心電生理儀器等一系列的醫電一體化設備發展創新，研祥有足夠的實力滿足實際應用、更加人性化的設計滿足客戶的各方需求。