Mikroshēmu risinājumi veselības aprūpes un medicīnas ierīču lietojumiem

Īss apraksts:

Mākslīgā intelekta (AI) tehnoloģija ir bijusi veiksmīga slimnīcās, valkājamās ierīcēs un ikdienas ārstu apmeklējumos.Medicīnas speciālisti var izmantot ierīces, kas izmanto AI un VR tehnoloģiju, lai veiktu diagnostikas darbus, atbalstītu robotu ķirurģiju, apmācītu ķirurgus un pat ārstētu depresiju.Paredzams, ka globālais AI veselības aprūpes tirgus līdz 2028. gadam sasniegs 120 miljardus ASV dolāru. Medicīnas ierīces tagad var būt mazāka izmēra un atbalstīt dažādas jaunas funkcijas, un šīs inovācijas ir iespējamas, pateicoties pusvadītāju tehnoloģiju nepārtrauktai attīstībai.


Produkta informācija

Produktu etiķetes

Plānošana

Plānošana, kas nepieciešama, lai izstrādātu mikroshēmas medicīniskiem lietojumiem, ievērojami atšķiras no citām jomām un pat ļoti atšķiras no misijai kritiskiem tirgiem, piemēram, pašbraucošām automašīnām.Tomēr neatkarīgi no medicīniskās ierīces veida medicīniskās mikroshēmas dizains saskarsies ar trim galvenajām problēmām: enerģijas patēriņš, drošība un uzticamība.

Mazjaudas dizains

Izstrādājot veselības aprūpē izmantojamos pusvadītājus, izstrādātājiem vispirms ir jānodrošina, lai medicīnas ierīču zemais enerģijas patēriņš, implantējamās ierīces tam izvirzītu stingrākas prasības, jo šādas ierīces ir ķirurģiski jāievieto ķermenī un jāizņem, enerģijas patēriņam jābūt mazākam. , parasti ārsti un pacienti vēlas, lai implantējamās medicīniskās ierīces varētu kalpot 10 līdz 20 gadus, nevis ik pēc dažiem gadiem, lai nomainītu akumulatoru.

Lielākajai daļai neimplantējamo medicīnisko ierīču ir nepieciešamas arī īpaši mazjaudas konstrukcijas, jo šādas ierīces galvenokārt darbojas ar akumulatoru (piemēram, fitnesa izsekotāji uz plaukstas locītavas).Izstrādātājiem ir jāapsver tādas tehnoloģijas kā zemas noplūdes procesi, sprieguma domēni un pārslēdzami jaudas domēni, lai samazinātu aktīvās un gaidstāves enerģijas patēriņu.

Uzticams dizains

Uzticamība ir iespējamība, ka mikroshēma noteiktā vidē (cilvēka ķermeņa iekšienē, uz plaukstas locītavas u.c.) labi pildīs nepieciešamo funkciju noteiktā laika periodā, kas mainīsies atkarībā no medicīniskās ierīces lietošanas veida.Lielākā daļa kļūmju rodas ražošanas posmā vai tuvu kalpošanas laika beigām, un precīzs iemesls var atšķirties atkarībā no izstrādājuma specifikas.Piemēram, klēpjdatora vai mobilās ierīces kalpošanas laiks ir aptuveni 3 gadi.

Kļūdas ekspluatācijas beigās galvenokārt ir saistītas ar tranzistoru novecošanos un elektromigrāciju.Novecošana attiecas uz pakāpenisku tranzistora veiktspējas pasliktināšanos laika gaitā, kas galu galā noved pie visas ierīces kļūmes.Elektromigrācija jeb nevēlama atomu kustība strāvas blīvuma dēļ ir svarīgs tranzistoru savstarpējā savienojuma atteices cēlonis.Jo lielāks strāvas blīvums caur līniju, jo lielāka ir kļūmes iespēja īstermiņā.

Medicīnisko ierīču pareizai darbībai ir izšķiroša nozīme, tāpēc uzticamība ir jānodrošina pašā projektēšanas fāzes sākumā un visa procesa laikā.Tajā pašā laikā būtiska ir arī ražošanas fāzes mainīguma samazināšana.Synopsys piedāvā pilnīgu uzticamības analīzes risinājumu, ko parasti dēvē par PrimeSim uzticamības analīzi, kas ietver elektrisko noteikumu pārbaudi, kļūdu simulāciju, mainīguma analīzi, elektromigrācijas analīzi un tranzistora novecošanas analīzi.

Drošs dizains

Medicīnisko ierīču savāktie konfidenciālie medicīniskie dati ir jāaizsargā, lai nesankcionēti darbinieki nevarētu piekļūt privātai medicīniskai informācijai.Izstrādātājiem ir jānodrošina, ka medicīniskās ierīces nav pakļautas jebkāda veida manipulācijām, piemēram, iespējai negodīgiem cilvēkiem uzlauzt elektrokardiostimulatoru, lai kaitētu pacientam.Jaunās pneimonijas epidēmijas dēļ medicīnas jomā arvien vairāk tiek izmantotas savienotas ierīces, lai samazinātu saskarsmes risku ar pacientiem un ērtības labad.Jo vairāk tiek izveidoti attālināti savienojumi, jo lielāks ir datu pārkāpumu un citu kiberuzbrukumu potenciāls.

No mikroshēmu projektēšanas rīku viedokļa medicīnas ierīču mikroshēmu izstrādātāji neizmanto rīkus, kas atšķiras no tiem, kas tiek izmantoti citos lietojumprogrammu scenārijos;EDA, IP kodoli un uzticamības analīzes rīki ir svarīgi.Šie rīki palīdzēs izstrādātājiem efektīvi plānot īpaši mazjaudas mikroshēmu dizainu ar paaugstinātu uzticamību, vienlaikus ņemot vērā telpas ierobežojumus un drošības faktorus, kas ir svarīgi pacientu veselībai, informācijas drošībai un dzīvības drošībai.

Pēdējos gados jaunais kroņa uzliesmojums ir licis arvien vairāk cilvēku saprast medicīnas sistēmu un medicīnas ierīču nozīmi.Epidēmijas laikā ventilatori tika izmantoti, lai palīdzētu pacientiem ar smagu plaušu traumu ar asistētu elpošanu.Ventilatoru sistēmās tiek izmantoti pusvadītāju sensori un procesori, lai uzraudzītu svarīgus signālus.Sensori tiek izmantoti, lai noteiktu pacienta ātrumu, tilpumu un skābekļa daudzumu vienā elpas vilcienā un pielāgotu skābekļa līmeni tieši pacienta vajadzībām.Procesors kontrolē motora ātrumu, lai palīdzētu pacientam elpot.

Pārnēsājamā ultraskaņas ierīce var atklāt vīrusu simptomus, piemēram, plaušu bojājumus pacientiem, un ātri noteikt ar jauno koronavīrusu saistītās akūtas pneimonijas pazīmes, negaidot nukleīnskābju pārbaudi.Šādas ierīces iepriekš izmantoja pjezoelektriskos kristālus kā ultraskaņas zondes, kas parasti maksāja vairāk nekā 100 000 USD.Nomainot pjezoelektrisko kristālu pret pusvadītāju mikroshēmu, ierīce maksā tikai dažus tūkstošus dolāru un ļauj vieglāk noteikt un novērtēt pacienta iekšējo ķermeni.

Jaunais koronavīruss pieaug un vēl nav pilnībā beidzies.Publiskām vietām ir svarīgi pārbaudīt temperatūru lielam skaitam cilvēku.Pašreizējās termiskās attēlveidošanas kameras vai bezkontakta pieres infrasarkanie termometri ir divi izplatīti veidi, kā to izdarīt, un šīs ierīces izmanto arī pusvadītājus, piemēram, sensorus un analogās mikroshēmas, lai pārveidotu datus, piemēram, temperatūru, ciparu rādījumos.

Veselības aprūpes nozarei ir nepieciešami uzlaboti EDA rīki, lai risinātu mūsdienu mainīgās problēmas.Uzlabotie EDA rīki var nodrošināt dažādus risinājumus, piemēram, reāllaika datu apstrādes iespēju ieviešanu aparatūras un programmatūras līmenī, sistēmas integrāciju (pēc iespējas vairāk komponentu integrēšana vienas mikroshēmas platformā) un zemas slodzes ietekmes novērtēšanu. jaudas dizains attiecībā uz siltuma izkliedi un akumulatora darbības laiku.Pusvadītāji ir svarīga daudzu pašreizējo medicīnas ierīču sastāvdaļa, nodrošinot tādas funkcijas kā darbības kontrole, datu apstrāde un uzglabāšana, bezvadu savienojamība un jaudas pārvaldība.Tradicionālās medicīnas ierīces nav tik atkarīgas no pusvadītājiem, un medicīniskās ierīces, kurās tiek izmantoti pusvadītāji, ne tikai veic tradicionālo medicīnas ierīču funkcijas, bet arī uzlabo medicīnas ierīču veiktspēju un samazina izmaksas.

Medicīnas ierīču nozare attīstās strauji, un mikroshēmu izstrādātāji izstrādā un turpina virzīt inovācijas nākamās paaudzes implantējamās ierīcēs, slimnīcu medicīnas ierīcēs un veselības aprūpes valkājamās ierīcēs.


  • Iepriekšējais:
  • Nākamais:

  • Uzrakstiet savu ziņu šeit un nosūtiet to mums