五大趋势对医疗电子元器件市场的影响

国际金属加工网 2021年03月18日

至少在当前阶段,推动智慧医疗发展的主力还是信息技术。从信息技术,尤其是电子半导体技术角度看,当前智慧医疗(或数字化医疗)要重点发展的方向有哪些呢?

文︱罗艺

图︱Omida

医疗健康是大市场,根据市场研究机构沙利文(Frost&Sullivan)公司的数据,全球医疗保健行业2020年收入达到2万亿美元,未来增速也非常喜人。大水养大鱼,全球医疗设备有数千亿美元规模,国内市场也达数千亿人民币,虽然并非所有设备都与电子相关,但以数字医疗为代表的新型医疗方案是医疗设备市场增长的主要驱动力,这其中最闪亮的就是可穿戴设备与医疗物联网,根据Juniper Research的数据,到2023年,医疗可穿戴设备市场将达到600亿美元,联合市场研究公司(Allied Market Research)则估算,全球医疗物联网市场将达到1368亿美元。

数字化医疗(或智慧医疗)正在重塑医疗健康产业的格局,而在信息技术不断革新的背景下,数字化医疗本身的意义也在不断被颠覆。从早期的电子处方、数字化病例、医疗协作平台,到基于人工智能与网络通信技术的智慧医疗和远程诊断,结合了当前最先进的传感器、人工智能技术和运动控制技术的手术机器人与联网手术室也逐渐走向实用,而基于大数据的个人精准医疗,将会变得越来越普遍。

智慧医疗五大趋势

据咨询公司麦肯锡分析,全球智慧医疗发展体现五大趋势。

趋势一,全周期健康管理。消费者需求正在从“医疗”向“健康”延伸,需要包括健康管理、健康生活、疾病预防和康复护理等全周期服务。以新加坡为例,政府成立保健促进局(Health Promotion Board),通过宣传循证医学与疾病预防知识,鼓励居民养成健康生活习惯,从而降低疾病发生率与进展风险。此外,新加坡保健促进局还重点推进非医疗机构患者护理路径,以减少居民医院就诊次数。

趋势二,高质量临床结果。医疗失误与过度医疗造成巨大资源浪费。美国研究表明,门诊误诊率可高达5%,约10%的患者死亡由误诊造成。世界卫生组织估计,即使在发达国家,每年也有7%的住院患者发生医疗感染。由于过度医疗,仅在美国每年就造成超过2100亿美元的医疗资源浪费。以上数据表明,医疗服务体系急需提升诊疗质量,而医院作为医疗服务的主体需要根本转变。

趋势三,零售化健康服务。在成熟市场,单一医院为全体患者提供全部服务的模式正被逐步取代,医院与其他医疗服务提供方(如家庭医生、诊所、药房、康复中心等)不断深入整合,形成相互依存的生态系统。例如在美国,领先的零售药房可提供多种常规检测和治疗服务。在中国,政府正通过大力发展家庭医生服务、社区卫生中心和第三方服务机构,推动医疗服务去中心化。

趋势四,主动型患者参与。如今,全球各地患者掌握更多医疗知识并积极参与医疗决策过程。他们主动问询信息,并开始明确表达治疗和支付方案偏好。同时,技术创新使线上问诊、多学科诊疗等新型医疗模式更加可及,推动医院向以患者为中心的运营模式发展。

趋势五,精细化开支管理。日益增加的医疗开支,使支付方和医院对成本控制的需求更为迫切。全球主要国家卫生开支均持续增长:美国医疗支出占GDP比重超17%;中国医疗支出占GDP的比重约为6%,且逐年上升,许多省市面临医保预算压力。各国医疗系统都在推动基于价值的支付方式改革,促使医疗机构与支付方共同承担风险,如美国引入“按治疗事支付”(Episode of Care),中国试点按疾病诊断相关分组付费(DRG)等。

麦肯锡还指出,实现智慧医疗需要具备五大要素,即跨机构互联互通、自动化高效运营、全流程重塑体验、大数据驱动决策,以及持续性创新机制。

这五大要素中多与电子信息技术相关。例如跨机构互联互通需要构建支持实时数据连通共享的信息系统,这就需要医院与各机构建立统一的数据标准和结构,就数据采集、存储、传输和使用等操作建立规范,确保数据在安全私密的前提下被合理使用;自动化高效运营则需利用物联网感知技术优化医院内部资产管理流程,支持人员及物资实时可识别、可追踪、可溯源;全流程就医体验重塑上,更离不开电子技术,无论是智能预约及上传记录,还是利用可穿戴设备实时监测与提醒,以及自动分诊、便携式检查、用药提醒和远程随访等,都必须有硬件设备支持才能得以实现。

当然,麦肯锡也指出,尽管信息技术必不可少,但智慧医院并不只是一个信息化项目。相反,智慧医院是由管理人员、医生、护士等共同参与的系统工程,需要建立持续的开放合作机制,以便更快发现问题,提出创新方案,并在医院内试点和推广解决方案,从而改善医疗质量和患者体验,优化临床流程,有效控制成本。

图:医疗电子应用分类数据


医疗级电子元器件发展的三个方向

但至少在当前阶段,推动智慧医疗发展的主力还是信息技术。从信息技术,尤其是电子半导体技术角度看,当前智慧医疗(或数字化医疗)要重点发展的方向有哪些呢?

第一,低功耗、高精度传感器技术及传感器融合。随着可穿戴医疗设备及植入式医疗器械的发展,对便携式或微型医疗健康用传感器的要求主要集中在三点,即更高精准度、更小尺寸以及更低功耗。作为传感器的一个重要分支,医疗级传感器设计与应用必须考虑人体因素的影响,考虑生物信号的特殊性、复杂性,考虑生物医学传感器的生物相容性、可靠性、安全性,例如传感器的形状和结构应与被检测部位的解剖结构相适应,使用时,对被测组织的损害要小,传感器对被测对象的影响要小,不会对生理活动带来负担,不干扰正常生理功能。正因为传感器是佩戴或植入身体,所以对尺寸要求及其严格,通常情况越小越好,采用更先进的半导体工艺制造传感器是当前的重点研究方向。功耗也是大问题,可穿戴设备或植入设备都是电池供电,甚至是无电池工作模式,这就对传感器系统的低功耗设计提出严峻挑战。此外,医疗健康中需要检测监控的参数多种多样,因此,传感器融合也是将成为医疗设备的一个研究重点。

第二,广泛连接。医疗物联网将越来越普及,设备信息联网成为必需。特别是随着新型冠状病毒大流行,患者更倾向于在家中实现普通疾病的诊断治疗与康复监控,远程诊断和虚拟护理得到了空前增长。即便在医院就诊,医院的自动化运营与智慧诊断流程,也将引入越来越多的医疗健康联网设备,这将帮助医生从患者处获取实时数据,从而更好地监控他们的健康状况,给出更贴合个人的康复治疗方案。2019年3月16日,位于解放军总医院海南医院的神经外科主任医师凌至培,通过中国移动5G网络实时传送的高清视频画面,远程操控手术3个小时,成功为身处北京中国人民解放军总医院的一位患者完成了“脑起搏器”植入手术。据悉,这是全国首例基于5G的远程人体手术。未来远程诊断、远程看护以及远程手术将更为普及,医护场景需要更可靠、完全、实时、高效的网络环境。

第三,人工智能与大数据深度结合。人工智能在智慧医疗领域主要有三个方面的应用:一是虚拟助理系统,帮助医生、护士、技术员做诊断护理;二是大数据的集成、挖掘,当前如何安全、不侵犯个人隐私地使用医疗健康数据是急需解决的问题;三是以智能影像为代表的人工智能诊断快速发展。根据IDTechEx 的“ 2020~2030年医疗诊断中的人工智能:影像识别,播放器,临床应用,预测”报告,到2030年,由于人工智能能够比人类更高效地分析数据,医学影像识别人工智能的使用将增长近3,000%。通过简化影像分析过程,该技术有望改善诊断方案,最大程度缩短治疗时间。

医疗电子元器件长期成长可期

据市场研究机构Omida估算,2020年疫情引发呼吸机及医疗影像设备销售大涨,因此带动了相关电子元器件的销售,使得2020年医疗半导体相比2019年增长近10%,但2021年这种增长势头恐不能持续。不过医疗半导体长期势头看好,主要理由如下:远程医疗健康应用的快速发展;设备更替——新设备的半导体用量都远超旧设备;人工智能在医疗与健康领域的增长;便携式与可穿戴医疗健康设备的增长;以及个人健康设备中医护功能的增加。

图:医疗电子器件分类营收数据

MarketsandMarkets则更为乐观,这家市场研究机构认为,2026年全球医疗电子元器件市场规模可达88亿美元,2021至2026年复合增长率为6.9%。其中传感器将占细分市场的最大份额(Omida将光电器件与其他传感器分开了,Omida报告中两者相加市场份额约为22%,也是最大份额)。

不过,从MarketsandMarkets的统计数据来看,前十五大医疗电子元器件厂商全部都是国外厂商,国内厂商虽然在元器件级别有所参与,但一般是在信号链处理部分,核心的传感器、处理器和专用ASIC方面涉足很少。但随着国产设备厂商的逐渐崛起,医疗电子元器件国产供应链也将逐渐成熟起来。

(粤讯)

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