Chip-megoldások egészségügyi és orvostechnikai alkalmazásokhoz

Rövid leírás:

A mesterséges intelligencia (AI) technológia sikeres volt a kórházakban, a hordható eszközökben és a rutin orvosi látogatásokban.Az egészségügyi szakemberek mesterséges intelligencia és VR technológiát alkalmazó eszközöket használhatnak diagnosztikai munkák elvégzésére, robotsebészet támogatására, sebészek képzésére, és akár depresszió kezelésére is.A mesterséges intelligencia globális piaca 2028-ra várhatóan eléri a 120 milliárd dollárt. Az orvosi eszközök már kisebb méretűek lehetnek, és számos új funkciót támogatnak, és ezeket az innovációkat a félvezető technológia folyamatos fejlődése teszi lehetővé.


Termék leírás

Termékcímkék

Tervezés

Az orvosi alkalmazásokhoz használt chipek tervezéséhez szükséges tervezés teljesen eltér a többi területtől, sőt nagyon eltér a kritikus fontosságú piacoktól, például az önvezető autóktól.Az orvosi eszköz típusától függetlenül azonban az orvosi chip tervezése három fő kihívással néz szembe: energiafogyasztás, biztonság és megbízhatóság.

Alacsony fogyasztású kialakítás

Az egészségügyben használatos félvezetők fejlesztése során a fejlesztőknek először is gondoskodniuk kell arról, hogy az orvostechnikai eszközök alacsony fogyasztása, a beültethető eszközök ennél szigorúbb követelményeket támasztanak, mert az ilyen eszközöket műtéti úton kell a szervezetbe helyezni és eltávolítani, az energiafogyasztás alacsonyabb legyen. Általánosságban elmondható, hogy az orvosok és a betegek azt szeretnék, ha a beültethető orvostechnikai eszközök 10-20 évig kitarthatnak, nem pedig néhány évente cserélnék ki az akkumulátort.

A legtöbb nem beültethető orvosi eszköz is rendkívül alacsony fogyasztású kialakítást igényel, mivel az ilyen eszközök többnyire akkumulátorról működnek (például a csuklón lévő fitneszkövetők).A fejlesztőknek figyelembe kell venniük az olyan technológiákat, mint az alacsony szivárgású folyamatok, a feszültségtartományok és a kapcsolható teljesítménytartományok az aktív és készenléti energiafogyasztás csökkentése érdekében.

Megbízható kivitel

A megbízhatóság annak a valószínűsége, hogy a chip adott környezetben (az emberi testen belül, a csuklón stb.) meghatározott ideig jól ellátja a szükséges funkciót, ami az orvostechnikai eszköz használatától függően változik.A legtöbb meghibásodás a gyártási szakaszban vagy az élettartam végén következik be, és a pontos ok a termék sajátosságaitól függően változik.Például egy laptop vagy mobileszköz élettartama körülbelül 3 év.

Az élettartam végén bekövetkező meghibásodások elsősorban a tranzisztorok öregedésének és elektromigrációjának tudhatók be.Az öregedés a tranzisztorok teljesítményének fokozatos csökkenését jelenti az idő múlásával, ami végül a teljes eszköz meghibásodásához vezet.Az elektromigráció vagy az atomok áramsűrűség miatti nem kívánt mozgása a tranzisztorok közötti összeköttetés meghibásodásának fontos oka.Minél nagyobb az áramsűrűség a vezetéken keresztül, annál nagyobb a meghibásodás esélye rövid távon.

Az orvostechnikai eszközök megfelelő működése kritikus fontosságú, ezért a megbízhatóságot már a tervezési fázis elején és a folyamat során is biztosítani kell.Ugyanakkor a termelési fázis változékonyságának csökkentése is elengedhetetlen.A Synopsys teljes körű megbízhatósági elemzési megoldást kínál, amelyet PrimeSim megbízhatósági elemzésnek neveznek, és amely magában foglalja az elektromos szabályellenőrzést, a hibaszimulációt, a variabilitáselemzést, az elektromigrációs elemzést és a tranzisztorok öregedésének elemzését.

Biztonságos tervezés

Az orvostechnikai eszközök által gyűjtött bizalmas egészségügyi adatokat védeni kell, hogy illetéktelen személyek ne férhessenek hozzá a magán egészségügyi információkhoz.A fejlesztőknek gondoskodniuk kell arról, hogy az orvosi eszközök ne legyenek kitéve semmilyen manipulációnak, például annak lehetőségére, hogy gátlástalan személyek feltörjék a szívritmus-szabályozót, hogy ezzel károsítsák a pácienst.Az új tüdőgyulladás járvány miatt az orvostudomány egyre gyakrabban alkalmaz csatlakoztatott eszközöket a betegekkel való érintkezés kockázatának csökkentése és a kényelem érdekében.Minél több távoli kapcsolat jön létre, annál nagyobb az adatszivárgások és egyéb kibertámadások lehetősége.

A chiptervező eszközök szempontjából az orvostechnikai eszközök chip-fejlesztői nem használnak más eszközöket, mint a többi alkalmazási forgatókönyv;Az EDA, az IP magok és a megbízhatóságelemző eszközök mind elengedhetetlenek.Ezek az eszközök segítenek a fejlesztőknek abban, hogy hatékonyan tervezzék megnövelt megbízhatósággal rendelkező, rendkívül alacsony fogyasztású chipterveket, miközben figyelembe veszik a helyszűke és a biztonsági tényezőket, amelyek fontosak a betegek egészsége, az információbiztonság és az életbiztonság szempontjából.

Az elmúlt években az új koronajárvány is egyre több emberben tudatosította az orvosi rendszerek és orvosi eszközök fontosságát.A járvány idején lélegeztetőgépekkel segítették a súlyos tüdősérülést szenvedő betegeket légzéssegítéssel.A lélegeztető rendszerek félvezető érzékelőket és processzorokat használnak a létfontosságú jelek figyelésére.A szenzorok segítségével meghatározható a páciens légvételenkénti sebessége, térfogata és oxigénmennyisége, valamint pontosan a páciens szükségleteihez igazítható az oxigénszint.A processzor szabályozza a motor sebességét, hogy segítse a páciens légzését.

A hordozható ultrahangos készülék pedig képes felismerni a vírusos tüneteket, például a tüdőelváltozásokat a betegeknél, és gyorsan azonosítani az új koronavírussal összefüggő akut tüdőgyulladás jellemzőit anélkül, hogy megvárná a nukleinsavtesztet.Az ilyen eszközök korábban piezoelektromos kristályokat használtak ultrahangszondákként, amelyek általában több mint 100 000 dollárba kerültek.A piezoelektromos kristályt félvezető chipre cserélve a készülék mindössze néhány ezer dollárba kerül, és lehetővé teszi a páciens belső testének könnyebb észlelését és felmérését.

Az új koronavírus egyre terjed, és még nincs teljesen vége.A nyilvános helyeken fontos, hogy nagyszámú ember hőmérsékletét ellenőrizzék.A jelenlegi hőkamerák vagy az érintés nélküli homlok infravörös hőmérők két gyakori módja ennek, és ezek az eszközök félvezetőkre, például érzékelőkre és analóg chipekre is támaszkodnak az adatok, például a hőmérséklet digitális leolvasásokká történő átalakításához.

Az egészségügyi ágazatnak fejlett EDA-eszközökre van szüksége ahhoz, hogy megfeleljen napjaink folyamatosan változó kihívásainak.A fejlett EDA eszközök sokféle megoldást kínálhatnak, például valós idejű adatfeldolgozási képességek megvalósítását hardver és szoftver szinten, rendszerintegrációt (a lehető legtöbb komponens integrálása egy chipes platformba), valamint az alacsony szintű adatfeldolgozás hatásának értékelését. teljesítménytervek a hőelvezetésre és az akkumulátor élettartamára vonatkozóan.A félvezetők számos jelenlegi orvosi eszköz fontos alkotóelemei, és olyan funkciókat biztosítanak, mint a működési vezérlés, az adatfeldolgozás és -tárolás, a vezeték nélküli kapcsolat és az energiagazdálkodás.A hagyományos orvosi eszközök nem függnek annyira a félvezetőktől, és a félvezetőket alkalmazó orvosi eszközök nemcsak a hagyományos orvosi eszközök funkcióit látják el, hanem javítják az orvostechnikai eszközök teljesítményét és csökkentik a költségeket.

Az orvostechnikai eszközök iparága gyors ütemben fejlődik, a chip-fejlesztők pedig a következő generációs beültethető eszközök, kórházi orvosi eszközök és egészségügyi hordható eszközök tervezésén és fejlesztésén dolgoznak.


  • Előző:
  • Következő:

  • Írja ide üzenetét és küldje el nekünk