RF技术新蓝海？无线芯片进军医疗应用市场

RF CMOS 组件正准备大举进军医疗领域，在医疗影像、DNA测试等应用中，扮演连结身体各部位器官的角色。以上是一场在美国旧金山国际固态电路会议(ISSCC)开幕前夕的研讨会上，参与的产业界专家所做的结论。

在该场研讨会上，与会者发表了医疗植入装置所使用的RF通讯技术，以及可供研究与商业应用的“人体局域网络(body-area network)”组件。此外专家们还介绍了一种RF的进阶应用，可创造一种手持式的DNA分析仪，或是效果更好的医疗影像系统。

精采的内容让这场在星期天晚上举行的研讨会吸引了超过200位的听众。不过也有与会者认为，由于该市场商机分散，因此进入不易。“我们会来到这场研讨会的原因，是认为芯片产业的下一个机会是医疗领域，但这个市场的胃纳量似乎只有几十万、几百万颗，不像手机领域那样一年有数十亿的组件需求。”一位听众在问答时间提出心中疑惑。

针对以上问题，身为与会专家之一的哈佛大学(Harvard)研究员Donhee Ham表示：“如果从可抛弃式传感器(disposable sensors)的角度来看，这个市场将会非常非常大。”他并补充：“另外，如果我们能大量生产低价诊断系统，我们就能将全球性的健康照护带到目前缺乏此类服务的区域。”

研讨会主持人、华盛顿大学(University of Washington)教授Jacques Rudell也表示：“相关的应用有很多，分散在不同的领域，因此很难说市场规模大不大。”

已经发展蓬勃的医疗用无线技术

医疗设备制造商Medtronic的技术研究员Javaid Masoud在研讨会上介绍了该公司如何使用RF组件做为心脏植入装置间的通讯连结。Medtronic是402~405 MHz医疗植入装置通讯服务(Medical Implant Communications Services，MICS)标准的催生者；该公司于2006年5月推出首款使用MICS的心脏植入装置，到2008年7月为止，已经有12万8,000套植入病患体内。

上述值入装置采用Medtronic的自有技术，不过目前包括Zarlink等公司也有出货Medtronic所研发的芯片。“我们自己设计无线电路、天线、基频芯片以及通讯协议。”Masoud表示：“我们认为必须自己投入设计的原因，是因为应用的独特性。”目前该公司在多种不同植入装置中都有采用MICS组件，治疗范围从糖尿病到帕金森氏症等。

华盛顿大学的Brian Otis则发表了一份报告，介绍该校正在进行的、应用范围广阔的RF人体局域网络技术：“我们将把初期研究结果推向动物实验。”据了解，研究人员正透过无线传感器网络，研究实验室白老鼠的脑波，以及野外麻雀如何学会唱歌等等。

至于在人类身上的应用，RF传感器网络则可提供老人照护、眼科植入装置，以及针对神经瘫痪者的脑波讯号监测等。这些应用对通讯模块的共同需求条件，则是低成本、低耗电与轻量，为了迎合以上需求，研究人员试图使用模拟与数字讯号处理器来取代通用处理器，并以能量采集技术来免除电池的搭载，以被动组件或微机电系统(MEMS)组件来提供无线电。

专门主办科技与商业课程的CMOS Emerging Technologies公司代表Kris Iniewski表示，医疗测试与影像系统市场一年的营收估计可达300亿美元，而且可望随着DNA测试设备的兴起，膨胀到1亿美元以上。

“这是一个被芯片业者低估的领域。”Iniewski指出：“该领域有不少由飞利浦(Philips)、西门子(Siemens)与奇异(GE)等公司所开发的ASIC，却很少有标准型产品。”他预期，一般通讯系统应用的组件在1990年代由ASIC转向ASSP的趋势，将会在接下来的几年内也出现在医疗测试设备领域。

举例来说，一台现在要价200万美元的核磁共振(MRI)系统，需要透过低成本组件的使用以更亲近市场；计算机断层扫瞄器(CT scanners)的灵敏度，也需要透过组件技术的进展来提升。“目前大多数我所知的相关组件都是以0.18或0.35微米制程生产，其实那类应用的芯片不一定要最先进的制程技术。”Iniewski补充。

应用潜力无穷的新兴DNA测试仪

哈佛大学的Ham介绍了一种手持式DNA测试仪，灵敏度号称比目前市面上尺寸相当于两台桌上型PC的同类仪器还高。该设备使用核磁共振原理，内含CMOS RF芯片以及价值3美元、瓶盖大小的磁石，灵敏度据说达到pico-molecular等级，也就是能在40兆的水分子中，侦测到单个目标蛋白质。

这种DNA测试设备能用于癌症、糖尿病的治疗，也能用来检查环境污染物。“我们正考虑在哈佛医学院与其它地区医院的实际临床试验中使用这种系统，”Ham表示：“我们希望这套设备能找到实际应用。”

美国加州理工学院(California Institute of Technology)的研究人员也将在ISSCC上发表一篇论文，介绍该校在磁性生物传感器领域的研究进展，该技术的目标也是取代目前市面上昂贵的DNA测试仪。该校电机系教授Ali Hajimiri表示，该种DNA仪器也是可以带着走的，可望应用于个人化医疗、危险物质侦测以及医疗诊断。

(参考原文： Radio chips dial into medical apps，by Rick Merritt)

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