Solucions de xip per a aplicacions sanitàries i dispositius mèdics
La planificació necessària per dissenyar xips per a aplicacions mèdiques és força diferent d'altres àrees, i fins i tot molt diferent dels mercats de missió crítica com els cotxes autònoms.No obstant això, independentment del tipus de dispositiu mèdic, el disseny de xips mèdics s'enfrontarà a tres grans reptes: consum d'energia, seguretat i fiabilitat.
En el desenvolupament de semiconductors utilitzats en l'assistència sanitària, els desenvolupadors primer han d'assegurar-se que el baix consum d'energia dels dispositius mèdics, els dispositius implantables són requisits més estrictes per a això, ja que aquests dispositius s'han de col·locar quirúrgicament al cos i eliminar-los, el consum d'energia hauria de ser menor. , en general, els metges i pacients volen que els dispositius mèdics implantables puguin durar de 10 a 20 anys, en lloc de reemplaçar una bateria cada pocs anys.
La majoria dels dispositius mèdics no implantables també requereixen dissenys d'ultra baixa potència, perquè aquests dispositius funcionen principalment amb bateries (com ara els rastrejadors de fitness al canell).Els desenvolupadors han de tenir en compte tecnologies com els processos de baixes fuites, els dominis de tensió i els dominis d'alimentació commutables per reduir el consum d'energia activa i en espera.
La fiabilitat és la probabilitat que el xip compleixi bé la funció requerida en un entorn determinat (dins del cos humà, al canell, etc.) durant un període de temps determinat, que variarà en funció de l'ús del dispositiu mèdic.La majoria de fallades es produeixen en l'etapa de fabricació o prop del final de la vida útil, i la causa exacta variarà en funció de les característiques específiques del producte.Per exemple, la vida útil d'un ordinador portàtil o dispositiu mòbil és d'aproximadament 3 anys.
Els errors al final de la vida útil es deuen principalment a l'envelliment del transistor i a l'electromigració.L'envelliment es refereix a la degradació gradual del rendiment del transistor al llarg del temps, que finalment condueix a la fallada de tot el dispositiu.L'electromigració, o moviment no desitjat dels àtoms a causa de la densitat de corrent, és una causa important de fallada d'interconnexió entre transistors.Com més gran sigui la densitat de corrent a través de la línia, més probabilitats de fallada a curt termini.
El correcte funcionament dels dispositius mèdics és fonamental, per la qual cosa s'ha de garantir la fiabilitat al principi de la fase de disseny i durant tot el procés.Al mateix temps, també és fonamental reduir la variabilitat en la fase de producció.Synopsys ofereix una solució completa d'anàlisi de fiabilitat, anomenada comunament anàlisi de fiabilitat PrimeSim, que inclou la comprovació de regles elèctriques, simulació de fallades, anàlisi de variabilitat, anàlisi d'electromigració i anàlisi d'envelliment del transistor.
Les dades mèdiques confidencials recollides pels dispositius mèdics s'han de protegir perquè el personal no autoritzat no pugui accedir a la informació mèdica privada.Els desenvolupadors han d'assegurar-se que els dispositius mèdics no siguin susceptibles a cap forma de manipulació, com ara la possibilitat que persones sense escrúpols pirategin un marcapassos per fer mal a un pacient.A causa de la nova epidèmia de pneumònia, l'àmbit mèdic utilitza cada cop més dispositius connectats per reduir el risc de contacte amb pacients i per comoditat.Com més connexions remotes s'estableixin, més gran serà el potencial de violacions de dades i altres atacs cibernètics.
Des de la perspectiva de les eines de disseny de xips, els desenvolupadors de xips de dispositius mèdics no utilitzen eines diferents de les que s'utilitzen en altres escenaris d'aplicació;EDA, nuclis IP i eines d'anàlisi de fiabilitat són essencials.Aquestes eines ajudaran als desenvolupadors a planificar eficaçment per aconseguir dissenys de xips de potència ultra baixa amb una major fiabilitat, alhora que tenen en compte les limitacions d'espai i els factors de seguretat, que són importants per a la salut del pacient, la seguretat de la informació i la seguretat de la vida.
En els darrers anys, el nou brot de la corona també ha fet que cada vegada més persones s'adonin de la importància dels sistemes mèdics i els dispositius mèdics.Durant l'epidèmia, es van utilitzar ventiladors per ajudar els pacients amb lesions pulmonars greus amb respiració assistida.Els sistemes de ventilació utilitzen sensors i processadors de semiconductors per controlar els senyals vitals.Els sensors s'utilitzen per determinar la velocitat, el volum i la quantitat d'oxigen del pacient per respiració i per ajustar el nivell d'oxigen exactament a les necessitats del pacient.El processador controla la velocitat del motor per ajudar el pacient a respirar.
I el dispositiu d'ecografia portàtil pot detectar símptomes virals com lesions pulmonars en pacients i identificar ràpidament les característiques de la pneumònia aguda associada al nou coronavirus sense esperar a les proves d'àcid nucleic.Aquests dispositius anteriorment utilitzaven cristalls piezoelèctrics com a sondes d'ultrasons, que normalment costaven més de 100.000 dòlars.En substituir el cristall piezoelèctric per un xip semiconductor, el dispositiu costa només uns quants milers de dòlars i permet una detecció i una avaluació més fàcils del cos intern del pacient.
El nou coronavirus està en augment i encara no s'ha acabat del tot.És important que els llocs públics controlin la temperatura d'un gran nombre de persones.Les càmeres d'imatge tèrmica actuals o els termòmetres infrarojos de front sense contacte són dues maneres habituals de fer-ho, i aquests dispositius també es basen en semiconductors com sensors i xips analògics per convertir dades com la temperatura en lectures digitals.
El sector sanitari necessita eines avançades d'EDA per afrontar els reptes en constant canvi actuals.Les eines avançades d'EDA poden proporcionar una varietat de solucions, com ara la implementació de capacitats de processament de dades en temps real a nivells de maquinari i programari, integració del sistema (integrant tants components com sigui possible en una plataforma d'un sol xip) i avaluar l'impacte de baix nivell. dissenys de potència sobre dissipació de calor i durada de la bateria.Els semiconductors són un component important de molts dispositius mèdics actuals, que ofereixen funcions com ara control operacional, processament i emmagatzematge de dades, connectivitat sense fils i gestió de l'energia.Els dispositius mèdics tradicionals no depenen tant dels semiconductors, i els dispositius mèdics que apliquen semiconductors no només compleixen les funcions dels dispositius mèdics tradicionals, sinó que també milloren el rendiment dels dispositius mèdics i redueixen els costos.
La indústria dels dispositius mèdics està evolucionant a un ritme ràpid i els desenvolupadors de xips estan dissenyant i continuen impulsant la innovació en la propera generació de dispositius implantables, dispositius mèdics hospitalaris i wearables sanitaris.
Categories de productes
-
Solucions de subministrament de xips d'electrònica de consum
-
Servei únic d'adquisició de xips de grau industrial
-
Solució de subministrament de xip de classe de comunicació electrònica...
-
Solucions d'inventari de backlog de components electrònics
-
Aprovisionament global de components electrònics d'un...
-
Subministrament de components electrònics per al registre de vehicles...
