便携式ECG监视对新进入医疗电子市场的中国本土厂商而言是一个合适的切入点。一方面,它的市场规模的增长将是非常可观的,另一方面,本土厂商的技术积累已经可以开始在这个领域耕耘。
我们先来大略了解ECG的市场规模。美国市场2009年的ECG市场规模是9亿多美元,每年增长速度在4%以上,2011年预计超过10亿美元。欧洲市场2009的ECG市场规模是4.1亿美元,将以每年2.7%的速度增长,2011年将超过4.20亿美元。
随着新一轮医改的推进,便携式心电监测仪作为基础医疗器械中的重要部分,2010年在中国市场的销售额有望达到35亿元,较上一年增长25%。
便携式ECG的功能需求
那么,这个市场对便携式心电图仪有什么样的要求,我们如何达到这些要求呢?
续航时间延长。功耗是便携式ECG最需要关心的指标。心电图有两大类,一种是静态的,坐着测试心脏一个瞬间的状态;一种是动态心电图,带在身上,连续一星期或几天了解心脏的跳动规律,真正判断心脏部位的健康状况。这个就是我们通常所说的便携式的ECG,对于这一类ECG市场来说,IC功耗需要做到很低,因为它一般电池供电居多并且要求续航时间长。一般至少要保证8到10个小时。这主要是为了让患有心脏病的人士也能正常地上班或外出活动,就目前的锂电池容量来看,这对系统的功耗设计是一个挑战,设计人员必须对系统架构和每一个用到的器件都要提出严格的功耗预算要求。
精度。精度不够会造成病人贻误病情或者误报,为病人带来不必要的麻烦。提高精度必须克服人体的共模电压和干扰。克服这点就要求模拟前端具有足够的共模抑制能力,以及优越的滤波性能,或者是ADC和处理器有足够的动态范围和运算能力。
模拟前端的性能和 PCB 面积对于便携式 ECG 而言非常关键。心电信号是很微弱的,传到体表后通过体表采集,这个信号就更加微弱。人体的各种动作,身体的其它器官以及身体的极化电压、外界干扰等等都能对采集电信号造成干扰;如果是胎声ECG监测,信号从体内反映到体表就更加困难,所以ECG对模拟采集前端要求非常苛刻。
还有便携式ECG必须注意的,那就是数据传输:由于心脏病人在发病时基本上打电话和行走都有困难,而且常常老眼昏花,因此便携式心电监测仪必须具有自动无线发送、无线接收和自动语音报告的功能。如这幅图片,仪器在采集病人体征后,传送到医生处分析,一旦有危急状况,通过GSM网络短信传送到家人或医生手机,家人或医生赶来急救。
便携式ECG传输示意图
来源:网络iQWesmc
至于设备采用的是2G GSM/GPRS还是3G WCDMA/CDMA2000无线连接技术,那倒不是太重要,因为发送心电图数据不需要太大的带宽,接收来自个人保健医生的指令也不需要太多文本数据。
[转下一页:如何缩减成本?]
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因为是个人消费,便携式ECG性价比也是考虑的重点之一。不仅是国内厂商,国外厂商也注意到价格已经成为人们购买时考虑的重点,他们都采取了有效措施来缩减成本。
例如GE,GE医疗针对中国农村市场,就成功地见小了原材料成本,他们是怎么做的呢?用软件替代硬件功能、大量削减硬件使用、缩小产品体积,这样来节省原材料成本,通过这些举措,推出了操作条目更少,界面也更直观、外壳不易摔伤的产品。它的医疗集团抓住中国新一轮医改的机会,全线挺进中国农村市场,计划在2010年底之前,再推出针对中国农村市场开发的便携式心电图仪等,这些新产品的热销,将使得 GE医疗器械销售收入翻倍增长。
飞利浦也是,通过兼并本土厂商的方式,进一步缩减了成本。例如,它收购了深圳市金科威实业有限公司的股权。这个金科威原本就主攻低端心电监测仪市场,在县级医院和社区、农村医疗机构等市场有优势,并采用细化分销商的模式,在地级市设有独家分销商,有着庞大的经销商网络。在飞利浦注资后,金科威采用了占领市场的新策略,其产品价格低于竞争对手20%左右,将保修条款从业内通用的2年提高到5年。
这是国际厂商的表现。在价格削减方面本土厂商一贯是当仁不让。例如北京美高仪软件技术有限公司,推出了价格只有国际品牌30%左右的家用心电监测仪(MGY-M1型),而且还集心脏保健、心血管疾病预防及检测监控等多功能为一体。我前几天在淘宝上搜了一下,淘宝上已经有1500到2300块就能买到的整机,根据它自己的说明,持续纪录时间能做到24小时,可以通过USB接口与PC机进行数据传输。
[转下一页:易用性和外观设计——超思是如何出奇制胜的]
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所以,除了价格优势,本土厂商应根据自身特点,将创新的关键点放在产品易用性和外观设计上,从而在市场上出奇制胜。超思研制的Touch微型心电监测仪就是一个明证。超思公司与洛可可设计公司合作,设计出了造型超前、和传统心电监测仪差别较大的Touch微型心电检测仪.他们这款心电检测仪的推出,还有个有趣的故事。
当年超思在德国科隆展展出他们的医疗电子产品,被德国展馆赶了出来,原因是产品对某个著名国际品牌的模仿度太高了。痛定思痛,超思找到一家工业设计公司,看看有没有进入欧洲市场的途径。这家工业设计公司检索了很多资料,发现这个品牌所有的用户反馈中,有一部分人认为这个品牌测不准。这是一个非常著名的国际品牌,为什么会有测不准的现象呢?这个工业设计公司发现有这个品牌产品有个使用说明:使用过程中手肘关节要与胸部保持10公分距离。为什么要有个这样的说明呢,他们不断地做测试,最后发现,如果不保持这个距离,心电仪就容易检测到手肘的电极,会造成结果不准。但因为心电测试大部分是给老人用的,老人体力一般不够好,将这一严格产品顶在胸口,手肘抬起来很累,而手肘慢慢垂下来以后,心电仪检测到手肘的电极,就造成结果不准。于是超思委托这家工业设计公司,设计出我们现在图片上看到的“歪把子”的心电检测仪。这样在操作过程中使用者能够非常容易就达到使用要求,不会因为操作的问题影响到测量结果。第二年,超思又带着产品进入科隆展,不但没有被驱逐,还得到了红点设计大奖。欧洲的订单是源源不断。这款产品已经很多年了,现在还在卖。
超思“歪把子”ECG产品iQWesmc
现在市场有一个趋势越来越明显,那就是越来越多的 ECG 产品要求具备更多的功能,例如通过便携式媒体存储电子病历、无线传输以及在具有触摸功能的大型 LCD 显示屏上显示 2D/3D 图像。
了解了上面这些,这里给个小帖士,本土厂商抓住欧美市场该做到哪些方面的功课呢?
[转下一页:如何抓住欧美市场的脉搏]
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要保证便携式心电监测仪在欧美市场畅销,至少有4点是非常关键的:第一,测量的数据必须是非常正确和精确的,而且可靠性要非常好;第二,可充电电池的连续工作时间至少是10小时,即可连续工作一整天;第三,像之前提到的,产品外形必须既美观时尚,又方便易用。还有一点,就是传输。
那么,如果向欧美市场消费者保证所测量的数据是正确的和精确的呢?很简单,只要你使用经过美国FDA(美国食品和药品管理局)和欧洲CE认证的算法就可以了。目前全球获得FDA和CE认证的ECG算法并不多,国内比较熟悉的有美国阿拉巴马州伯明翰Kenitic的ECG算法,因为飞思卡尔公司曾经公开推出了采用Kenitic ECG算法的单片ECG解决方案。
如何选择ECG元器件
厂商在元器件选择时最好依据两个原则:一是市场的主流方案;二是容易替换。
医疗设备的生产大部分都是小批量采购,很难让元器件供应商为你专门进行定制开发,采购能力不如消费和通信设备制造商强势,同时医疗电子产品的生命周期很长,设计中要特别小心元器件的停产问题。
如果需要降低功耗,可以选择TI最新的一款模拟前端(ADS1298),可以降低95%的功耗。降低BOM单这款产品也可以派上用场,它基本上ECG/EEG所需的前端模拟电路所有功能集于一身,减小了95%的器件数量,将BOM成本减小了一半。
希望得到很好的共模抑制比呢,可以考虑ADI的新款仪表放大器,这款产品在体积、性能功耗上都有改进。
飞思卡尔片上ECG方案。它这个片上ECG方案,是用飞思卡尔的硬件加上Monebo软件,Monebo软件采用了Kinetic ECG算法,这个算法是通过了FDA许可的,对于进军美国市场有优势。
以上内容节选自《国际电子商情》在2010秋季IIC元器件馆《2011年便携式医疗电子市场的机遇和挑战》主题演讲。除了便携式ECG,该演讲还分享了便携式血糖仪、便携式血氧仪市场状况和发展趋势,后续将会有详细内容,敬请关注。9月10日下午14:00-14:40该演讲将会在西安IIC展会进行,欢迎前来关注指导。