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MEDICAL 10 - APRILE 2016

FPGA

si dei progressi in campo medicale nel corso degli ultimi

cinquant’anni.

I problemi della longevità

Il fattore di crescita più importante per l’industria della

sanità, e di conseguenza per il mercato delle apparecchia-

ture medicali, è l’aumento previsto della popolazione

mondiale. Oggi, la popolazione globale si attesta attorno

a circa 7,3 miliardi di persone; entro il 2050, dovrebbe

crescere secondo le previsioni fino a 9,7 miliardi. Men-

tre oggi le persone con 65 anni e più rappresentano cir-

ca il 23% della popolazione mondiale, entro il 2050 tale

numero sarà verosimilmente il 32%, ovvero 3,1 miliardi

di persone. Questi cittadini anziani saranno di certo il

segmento della popolazione che con più probabilità ne-

cessiterà di cure me-

diche regolari. La

crescita e, di pari

passo, l’invecchia-

mento della popola-

zione rappresenta-

no una grande sfida

per la comunità me-

dica globale e per i

governi, che stanno

via via passando ver-

so sistemi sanitari

regolati dallo Stato.

La crescita della

popolazione costi-

tuisce anche una

grande opportunità

per l’innovazione

nell’elettronica me-

dicale e negli altri

campi della scienza

medica. Il mercato

medicale dovrebbe

crescere fino a 212

miliardi di dollari

entro il 2019, ed en-

tro la stessa data la spesa per i semiconduttori raggiunge-

rà secondo le previsioni i 6 miliardi di dollari. L’industria

dell’elettronica medicale era in passato largamente con-

solidata, e grandi aziende come Siemens o General Elec-

tric sviluppavano nuove generazioni di sistemi elettronici

per applicazioni medicali senza subire particolari pressio-

ni. Al giorno d’oggi invece, prodotti come le macchine

a raggi X o a ultrasuoni sono diventate una commodity.

Oggi ci si rende conto che non è difficile entrare in que-

sto segmento applicativo maturo e a basso rischio, anche

se si tiene conto degli oneri legati alla certificazioni. Oggi

assistiamo a un boom di startup specializzate in apparec-

chiature medicali, e si tratta di un boom a livello globale,

con un grande numero di nuove compagnie provenien-

ti dalla Cina e dal Sud America che entrano nel merca-

to. Alcuni Paesi, come la Cina e il Brasile, favoriscono i

prodotti nazionali, e di conseguenza stanno emergendo

nuove società per servire questi nuovi mercati. La nuova

concorrenza sta naturalmente aumentando le pressioni

per tutti gli attori del mercato, in termini sia di time-to-

market, sia di prezzi. Allo stesso tempo, sta anche gene-

rando una spinta verso una crescita più rapida del valore

aggiunto e dell’innovazione all’interno del mondo me-

dicale, a beneficio di tutti. Il mercato richiede oggi più

integrazione di funzionalità e più portabilità. Le strutture

mediche disponevano in passato di una macchina specia-

lizzata per una funzione particolare. Ciascuna di tali mac-

chine aveva grandi dimensioni e, qualora fossero state ne-

cessarie più macchine diverse, esse avrebbero occupato

molto spazio all’interno di una stanza di ospedale. Per

di più, i sistemi non necessariamente comunicavano fra

loro o erano compatibili l’uno con l’altro, il che generava

ulteriori complicazioni. Oggi sta sempre più emergendo

la domanda di un singolo apparecchio che svolga più fun-

zioni. Analogamente, gli utenti preferiscono un fattore

di forma più piccolo, di modo che l’apparecchio occupi

meno spazio e che sia più semplice da spostare da una

stanza all’altra. Molto meglio addirittura se l’apparecchio

è alimentato a batteria, di modo da poter esser usato in

aree prive di elettricità o nelle ambulanze. Allo stesso

tempo, esiste un’esigenza crescente di poter integrare

in tempo reale ciascun sistema con altri apparecchi, ad

esempio per variare le dosi di un farmaco in risposta alla

modifica dei parametri vitali di un paziente. I sistemi di

monitoraggio dei pazienti, in passato, erano molto sem-

plicistici. Essi disponevano di qualche canale analogico

di acquisizione di dati biotelemetrici, elaboravano i dati

in modo molto semplice e visualizzavano le informazio-

ni così ottenute su un monitor. Si trattava di applicazioni

molto semplici realizzate sfruttando processori dedicati

come quelli offerti da aziende come TI o Freescale.

Ad esempio, un sistema di monitoraggio del paziente

deve essere in grado di comunicare al ventilatore e alla

pompa di infusione. Se i parametri vitali di un paziente

iniziano improvvisamente a variare, entrambi i sistemi de-

vono rispondere in modo appropriato, con la pompa di

ventilazione che regola l’ossigeno e la pompa di infusio-

ne che adatta il dosaggio del farmaco. Essi devono anche

comunicare alla rete principale dell’ospedale di modo

da informare lo staff medico sulle emergenze, mentre le

informazioni devono essere conservate sul lungo perio-