作者：Doug Rasor，德州儀器新興醫療應用卸任副總裁，以及 Mir Imran，InCube, Inc. 創辦人兼總裁

醫療電子產品在過去 30 年有長足的發展。回顧 1980 年的可植入式去顫器、1982 年的血管修復術及 1990 年代中期的冠狀動脈支架等發明，可看出科技大大促進醫療裝置的發明，使得醫療專業人員能夠不斷提升治療的精確性及確定性 (圖 1)。

圖 1. 半導體技術創新使得產業改觀

過去 30 年以來創新的步伐飛快，而未來 20 年將更加迅速。本文僅就醫療電子產品方面的幾個潛在面向加以描述。

使用技術預測未來

若要看出未來醫療的趨勢，較好的方法是了解現今創新的情況。許多將在 2029 年成為看護標準的技術目前已引進醫學界。臨床試驗時期、美國食品藥物管理局 (FDA) 許可、醫學研究補助及其他因素將讓這些創新在全世界被廣泛采用與實施。

個人化醫療、可植入裝置及光學技術等方面將出現某些顯著的變化。然而，若要有效地部署及管理這些醫療解決方案當中的無線裝置，就必須著眼于裝置在互動上的網絡規模、傳輸的數據量、整體裝置尺寸及所需傳輸范圍。

解決方案目的的臨界性是免除干擾影響的重要因素。雖然 Wi-Fi 或無線局域網絡 (WLAN)、Bluetooth? 及 Bluetooth 低功耗技術等無線接口本身可用于較大規模的網絡實作，而且此低功耗技術能改善原本 Bluetooth 技術所采用的多項組件，然而，裝置操作環境中的干擾范圍與數量，會使得這類界面無法用于某些應用。

因此，許多可植入裝置及重要看護裝置都需要專屬的解決方案，以便對電磁干擾 (EMI)、靈敏度以及范圍等需求提供更好的控制與認知。目前，Continua Alliance 選擇 Bluetooth 作為無線解決方案的平臺。

個人化醫療

現今的社會有"疾病看護"體系，但沒有健康看護體系。在未來的 15 至 20 年，技術創新會將更多保健、早期偵測及預防方面的投資與責任轉移到消費者一方。

在未來 20 年內，全世界絕大多數的人口將能自行使用具備成像及非成像功能的診斷裝置檢測自身的健康狀態。例如，胃調節器 (gastric pacemaker) 可植入人體內治療過胖及酗酒等問題。數位創可貼可用來監控傷口狀況，并反饋感染跡象。馬桶內建的高效能傳感器可持續測量大小便中的細菌數，并警告感染及其他疾病的發生。這些只是其中的一小部份。

手機可作為一個強大的平臺，能根據預定參數向個人及其健康看護服務人員提供及時反饋。未來 20 年內，在糖尿病患者出現實際癥狀之前，他們的手機可能可以預先向病患和醫生警告糖尿病性休克的發生。目前已經有數百種不同的應用可藉由醫療技術讓病患能夠監控其健康狀態，并進行自我看護。

數據完整性與存取，以及系統靈活性與機動性，是大多數病患看護系統的重要因素。透過以太網絡或無線網絡等接口，醫院能使院內及病患家中所有的設備形成網絡。現今的接口能夠讓醫生運用醫院內部網絡或病患的家庭安全系統或手機，從遠程聯機到病患身上配戴的無線傳感器，而這整套系統是運用以太網絡或醫療呼叫中心持續監控病患的居家情況。Bluetooth 及 Zigbee? 等無線接口也可發揮作用。除了耗電量之外，數據速率及范圍是選用無線接口時必須考慮的另外兩項重點。

2.4 GHz 的高頻率范圍提供全球的涵蓋范圍，并提供許多通道的高速數據速率及負載周期，但是，低頻率可增大訊號范圍。對于多通道的全身監控，范圍可局限在固定位置，而數據速率可增加至較大。監控多個傳感器時，范圍則會比數據速率更為重要。較終而言，解決方案的選擇必須符合系統耗電及數據傳輸等需求。

可植入機械裝置

未來 20 年內，全部的可植入裝置將使用電子裝置提供非侵入性評估。例如，現今的心臟手術支架只能用來疏通動脈，未來的支架將在其壁面加裝采用無線射頻辨識 (RFID) 技術的傳感器，只要將感應棒掃過病患的胸部，就能以無線方式取得血管狀況的反饋。

含有傳感器的人造磁盤將植入病患的臀部、脊椎或膝關節 (圖 2)，以便以非侵入性方式監控該部位受力大小，并判斷植入裝置是否正常運作。如果受力過大，或者植入裝置未正常運作，傳感器會先行警告病患及健康看護服務人員，以利進行立即調整。

圖 2. 人體內的電子裝置

現今的高效能傳感器并未廣泛用于醫療裝置，因為體內的蛋白質及免疫系統會攻擊這些裝置，而使得這些傳感器無法發揮長期效用。在未來的 20 年，細胞生物學將用來避免人體將傳感器視為異物。對于所有可植入裝置而言，生物材料兼容的裝置將變得至關重要。

光學技術

不久，光學相關技術將讓醫療專業人員得以觀察人體組織的化學變化。使用某些吸收及反射屬性呈現出人體組織后，醫生將能夠以非侵入性的方式，迅速并輕易地區別正常組織與癌癥前期組織。此技術特別適用于觀測食道、皮膚及口腔的危急狀況。

光譜學將在未來 20 年廣泛用于直腸息肉的早期偵測。直腸光學探針將插入病患體內，以確實判斷是否有直腸息肉，以及是否需要進行結腸鏡檢查。

每年進行的結腸鏡檢查超過 1 億次，而此技術較終將減少病患的非必要性醫療步驟次數，進而降低健康看護成本。同時，探針的非侵入性將有利于不愿進行結腸鏡檢查的病患進行預防篩檢，以確保身體健康。

另一項未來的光學技術將運用長光波進行皮下組織的醫療影像。此技術將用于腹腔鏡手術中控制靜脈之前的血管檢視，以區分神經及血管等。所有這些技術將運用電子裝置，以及雷射與 LED 等光電裝置。

干細胞療法

論及未來醫療的趨勢，絕不能忽略未來 20 年將受到廣泛運用的干細胞療法。在科學界，目前已逐漸了解如何將干細胞轉換成不同功能的細胞類型。培養及分離干細胞需要多種裝置，其中使用電子裝置的生化反應器能營造適合的環境來區分細胞的類型，并且將細胞置入所需的位置。

在區分可用類型的細胞方面，電子裝置也有關鍵功用。創新技術將用于把細胞遞送回病患體內。生物材料在細胞置入體內進行修復及再生的過程中，將扮演重大的角色。

前景一片光明

創新發展難以預測，未來 20 年的醫療趨勢可能與如今的預測不同，極可能演變得更加先進，因此，目前尚未出現的創新技術可能再經過 10 年的發展后，將成為看護的標準。

醫療技術的領域相當龐大，其中的機會無限寬廣。雖然現今許多創新技術都在美國開展，但是西歐、俄羅斯、以色列、中國及印度等國所進行的全球合作，正在促進這些未來趨勢的實現。未來的前景一片光明可期，德州儀器期盼能夠在醫療看護演進的過程中盡一份心力。

德州儀器廣泛的模擬及嵌入式處理解決方案兼具高質量與可靠性，而且長年來在醫療電子裝置市場中不斷投注心力，已在市場上占據領導地位，因此，絕對能夠協助醫療設備制造商不斷地提升產品的質量。

參考文獻

如需獲得更多醫療解決方案信息, 敬請訪問 www.ti.com.cn/medical.

關于作者

Doug Rasor 擁有 27 年以上的半導體產業經驗，并且在 2009 年初于德州儀器新興醫療應用副總裁任內退休，當時負責與大學院校、風險資本投資人及醫療裝置創新開發公司建立關系。出任副總裁之前，Doug 經營一家公司，負責發掘、拓展及籌劃德州儀器進入新興高成長市場的商機。其他的經歷還包括數個現場銷售及業務單位營銷工作。Doug 擁有美國萊特州立大學系統工程學位，并且曾于資訊工程研究所攻讀。

Mir Imran 為 InCube, Inc. 創辦人兼總裁，該公司為硅谷各醫療及因特網公司的培訓公司。透過這家培訓公司及先前經營的成果，Mir 創設多家醫療及高科技公司。目前 Mir 擔任 Surface Genesis、CardioVasc、Zonare、JStreetData.com 及 IntraPace 的負責人。Mir 也是 Percusurge 與 Cardiac Pathways的創辦人兼負責人。Percusurge 是 2000 年被 Medtronic 出資購入的血液循環系統裝置營銷與開發商，而Cardiac Pathways 是 2001 年被 Boston Scientific 出資購入的導管開發商。Mir 擁有美國羅格斯大學生物工程學 BSEE 及 MS 學位。