RF CMOS組件正準(zhǔn)備大舉進(jìn)軍醫(yī)療領(lǐng)域，在醫(yī)療影像、DNA測(cè)試等應(yīng)用中，扮演連結(jié)身體各部位器官的角色。以上是一場(chǎng)在美國(guó)舊金山國(guó)際固態(tài)電路會(huì)議(ISSCC)開(kāi)幕前夕的研討會(huì)上，參與的產(chǎn)業(yè)界專(zhuān)家所做的結(jié)論。

      在該場(chǎng)研討會(huì)上，與會(huì)者發(fā)表了醫(yī)療植入裝置所使用的RF通訊技術(shù)，以及可供研究與商業(yè)應(yīng)用的“人體局域網(wǎng)絡(luò)(body-area network)”組件。此外專(zhuān)家們還介紹了一種RF的進(jìn)階應(yīng)用，可創(chuàng)造一種手持式的DNA分析儀，或是效果更好的醫(yī)療影像系統(tǒng)。

      精采的內(nèi)容讓這場(chǎng)在星期天晚上舉行的研討會(huì)吸引了超過(guò)200位的聽(tīng)眾。不過(guò)也有與會(huì)者認(rèn)為，由于該市場(chǎng)商機(jī)分散，因此進(jìn)入不易。“我們會(huì)來(lái)到這場(chǎng)研討會(huì)的原因，是認(rèn)為芯片產(chǎn)業(yè)的下一個(gè)機(jī)會(huì)是醫(yī)療領(lǐng)域，但這個(gè)市場(chǎng)的胃納量似乎只有幾十萬(wàn)、幾百萬(wàn)顆，不像手機(jī)領(lǐng)域那樣一年有數(shù)十億的組件需求。”一位聽(tīng)眾在問(wèn)答時(shí)間提出心中疑惑。

      針對(duì)以上問(wèn)題，身為與會(huì)專(zhuān)家之一的哈佛大學(xué)(Harvard)研究員Donhee Ham表示：“如果從可拋棄式傳感器(disposable sensors)的角度來(lái)看，這個(gè)市場(chǎng)將會(huì)非常非常大。”他并補(bǔ)充：“另外，如果我們能大量生產(chǎn)低價(jià)診斷系統(tǒng)，我們就能將全球性的健康照護(hù)帶到目前缺乏此類(lèi)服務(wù)的區(qū)域。”

      研討會(huì)主持人、華盛頓大學(xué)(University of Washington)教授Jacques Rudell也表示：“相關(guān)的應(yīng)用有很多，分散在不同的領(lǐng)域，因此很難說(shuō)市場(chǎng)規(guī)模大不大。”[page]

已經(jīng)發(fā)展蓬勃的醫(yī)療用無(wú)線技術(shù)

      醫(yī)療設(shè)備制造商Medtronic的技術(shù)研究員Javaid Masoud在研討會(huì)上介紹了該公司如何使用RF組件做為心臟植入裝置間的通訊連結(jié)。Medtronic是402~405 MHz醫(yī)療植入裝置通訊服務(wù)(Medical Implant Communications Services，MICS)標(biāo)準(zhǔn)的催生者；該公司于2006年5月推出首款使用MICS的心臟植入裝置，到2008年7月為止，已經(jīng)有12萬(wàn)8,000套植入病患體內(nèi)。

      上述值入裝置采用Medtronic的自有技術(shù)，不過(guò)目前包括Zarlink等公司也有出貨Medtronic所研發(fā)的芯片。“我們自己設(shè)計(jì)無(wú)線電路、天線、基頻芯片以及通訊協(xié)議。”Masoud表示：“我們認(rèn)為必須自己投入設(shè)計(jì)的原因，是因?yàn)閼?yīng)用的獨(dú)特性。”目前該公司在多種不同植入裝置中都有采用MICS組件，治療范圍從糖尿病到帕金森氏癥等。

      華盛頓大學(xué)的Brian Otis則發(fā)表了一份報(bào)告，介紹該校正在進(jìn)行的、應(yīng)用范圍廣闊的RF人體局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)：“我們將把初期研究結(jié)果推向動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。”據(jù)了解，研究人員正透過(guò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，研究實(shí)驗(yàn)室白老鼠的腦波，以及野外麻雀如何學(xué)會(huì)唱歌等等。

      至于在人類(lèi)身上的應(yīng)用，RF傳感器網(wǎng)絡(luò)則可提供老人照護(hù)、眼科植入裝置，以及針對(duì)神經(jīng)癱瘓者的腦波訊號(hào)監(jiān)測(cè)等。這些應(yīng)用對(duì)通訊模塊的共同需求條件，則是低成本、低耗電與輕量，為了迎合以上需求，研究人員試圖使用模擬與數(shù)字訊號(hào)處理器來(lái)取代通用處理器，并以能量采集技術(shù)來(lái)免除電池的搭載，以被動(dòng)組件或微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)組件來(lái)提供無(wú)線電。

      專(zhuān)門(mén)主辦科技與商業(yè)課程的CMOS Emerging Technologies公司代表Kris Iniewski表示，醫(yī)療測(cè)試與影像系統(tǒng)市場(chǎng)一年的營(yíng)收估計(jì)可達(dá)300億美元，而且可望隨著DNA測(cè)試設(shè)備的興起，膨脹到1億美元以上。

      “這是一個(gè)被芯片業(yè)者低估的領(lǐng)域。”Iniewski指出：“該領(lǐng)域有不少由飛利浦(Philips)、西門(mén)子(Siemens)與奇異(GE)等公司所開(kāi)發(fā)的ASIC，卻很少有標(biāo)準(zhǔn)型產(chǎn)品。”他預(yù)期，一般通訊系統(tǒng)應(yīng)用的組件在1990年代由ASIC轉(zhuǎn)向ASSP的趨勢(shì)，將會(huì)在接下來(lái)的幾年內(nèi)也出現(xiàn)在醫(yī)療測(cè)試設(shè)備領(lǐng)域。

      舉例來(lái)說(shuō)，一臺(tái)現(xiàn)在要價(jià)200萬(wàn)美元的核磁共振(MRI)系統(tǒng)，需要透過(guò)低成本組件的使用以更親近市場(chǎng)；計(jì)算機(jī)斷層掃瞄器(CT scanners)的靈敏度，也需要透過(guò)組件技術(shù)的進(jìn)展來(lái)提升。“目前大多數(shù)我所知的相關(guān)組件都是以0.18或0.35微米制程生產(chǎn)，其實(shí)那類(lèi)應(yīng)用的芯片不一定要最先進(jìn)的制程技術(shù)。”Iniewski補(bǔ)充。[page]

應(yīng)用潛力無(wú)窮的新興DNA測(cè)試儀

      哈佛大學(xué)的Ham介紹了一種手持式DNA測(cè)試儀，靈敏度號(hào)稱比目前市面上尺寸相當(dāng)于兩臺(tái)桌上型PC的同類(lèi)儀器還高。該設(shè)備使用核磁共振原理，內(nèi)含CMOS RF芯片以及價(jià)值3美元、瓶蓋大小的磁石，靈敏度據(jù)說(shuō)達(dá)到pico-molecular等級(jí)，也就是能在40兆的水分子中，偵測(cè)到單個(gè)目標(biāo)蛋白質(zhì)。

      這種DNA測(cè)試設(shè)備能用于癌癥、糖尿病的治療，也能用來(lái)檢查環(huán)境污染物。“我們正考慮在哈佛醫(yī)學(xué)院與其它地區(qū)醫(yī)院的實(shí)際臨床試驗(yàn)中使用這種系統(tǒng)，”Ham表示：“我們希望這套設(shè)備能找到實(shí)際應(yīng)用。”

      美國(guó)加州理工學(xué)院(California Institute of Technology)的研究人員也將在ISSCC上發(fā)表一篇論文，介紹該校在磁性生物傳感器領(lǐng)域的研究進(jìn)展，該技術(shù)的目標(biāo)也是取代目前市面上昂貴的DNA測(cè)試儀。該校電機(jī)系教授Ali Hajimiri表示，該種DNA儀器也是可以帶著走的，可望應(yīng)用于個(gè)人化醫(yī)療、危險(xiǎn)物質(zhì)偵測(cè)以及醫(yī)療診斷。