Chipoplossingen voor toepassingen in de gezondheidszorg en medische apparatuur
De planning die nodig is om chips voor medische toepassingen te ontwerpen is heel anders dan op andere gebieden, en zelfs heel anders dan op missiekritieke markten zoals zelfrijdende auto's.Ongeacht het type medisch apparaat zal het ontwerp van medische chips echter met drie grote uitdagingen worden geconfronteerd: stroomverbruik, veiligheid en betrouwbaarheid.
Bij de ontwikkeling van halfgeleiders die in de gezondheidszorg worden gebruikt, moeten ontwikkelaars er eerst voor zorgen dat het lage stroomverbruik van medische apparaten, implanteerbare apparaten, hiervoor strengere eisen stellen, omdat dergelijke apparaten operatief in het lichaam moeten worden geplaatst en verwijderd, moet het stroomverbruik lager zijn Over het algemeen willen artsen en patiënten dat implanteerbare medische apparaten 10 tot 20 jaar meegaan, in plaats van dat er om de paar jaar een batterij moet worden vervangen.
De meeste niet-implanteerbare medische apparaten vereisen ook ontwerpen met een ultralaag vermogen, omdat dergelijke apparaten meestal op batterijen werken (zoals fitnesstrackers om de pols).Ontwikkelaars moeten technologieën overwegen zoals processen met weinig lekkage, spanningsdomeinen en schakelbare energiedomeinen om het actieve en stand-by-energieverbruik te verminderen.
Betrouwbaarheid is de waarschijnlijkheid dat de chip de vereiste functie goed zal vervullen in een bepaalde omgeving (in het menselijk lichaam, om de pols, etc.) gedurende een bepaalde periode, die zal variëren afhankelijk van het gebruik van het medische hulpmiddel.De meeste storingen doen zich voor in de productiefase of tegen het einde van de levensduur, en de exacte oorzaak zal variëren afhankelijk van de specifieke kenmerken van het product.De levensduur van een laptop of mobiel apparaat is bijvoorbeeld ongeveer 3 jaar.
Storingen aan het einde van de levensduur zijn voornamelijk te wijten aan veroudering van transistoren en elektromigratie.Veroudering verwijst naar de geleidelijke verslechtering van de prestaties van de transistor in de loop van de tijd, wat uiteindelijk leidt tot het falen van het hele apparaat.Elektromigratie, of ongewenste beweging van atomen als gevolg van stroomdichtheid, is een belangrijke oorzaak van storingen in de verbinding tussen transistors.Hoe hoger de stroomdichtheid door de lijn, hoe groter de kans op uitval op korte termijn.
De goede werking van medische apparaten is van cruciaal belang, dus de betrouwbaarheid moet worden gegarandeerd aan het begin van de ontwerpfase en gedurende het hele proces.Tegelijkertijd is het verminderen van de variabiliteit in de productiefase ook essentieel.Synopsys biedt een complete oplossing voor betrouwbaarheidsanalyse, gewoonlijk PrimeSim Reliability Analysis genoemd, die controle van elektrische regels, foutsimulatie, variabiliteitsanalyse, elektromigratieanalyse en analyse van transistorveroudering omvat.
De vertrouwelijke medische gegevens die door medische apparaten worden verzameld, moeten worden beveiligd, zodat onbevoegd personeel geen toegang heeft tot persoonlijke medische informatie.Ontwikkelaars moeten ervoor zorgen dat medische apparaten niet vatbaar zijn voor enige vorm van manipulatie, zoals de mogelijkheid dat gewetenloze individuen een pacemaker hacken om een patiënt schade te berokkenen.Als gevolg van de nieuwe longontstekingsepidemie maakt de medische wereld steeds meer gebruik van verbonden apparaten om het risico op contact met patiënten te verminderen en voor het gemak.Hoe meer externe verbindingen er tot stand worden gebracht, hoe groter de kans op datalekken en andere cyberaanvallen.
Vanuit het perspectief van chipontwerptools gebruiken chipontwikkelaars van medische apparatuur geen andere tools dan die welke in andere toepassingsscenario's worden gebruikt;EDA, IP-cores en tools voor betrouwbaarheidsanalyse zijn allemaal essentieel.Deze tools zullen ontwikkelaars helpen effectief te plannen om chipontwerpen met ultralaag vermogen en grotere betrouwbaarheid te realiseren, terwijl rekening wordt gehouden met ruimtebeperkingen en veiligheidsfactoren, die belangrijk zijn voor de gezondheid van patiënten, informatiebeveiliging en levensveiligheid.
De afgelopen jaren heeft de nieuwe kroonuitbraak ook steeds meer mensen doen beseffen hoe belangrijk medische systemen en medische hulpmiddelen zijn.Tijdens de epidemie werden ventilatoren gebruikt om patiënten met ernstig longletsel te helpen met geassisteerde ademhaling.Beademingssystemen maken gebruik van halfgeleidersensoren en processors om vitale signalen te monitoren.De sensoren worden gebruikt om de snelheid, het volume en de hoeveelheid zuurstof per ademhaling van de patiënt te bepalen en het zuurstofniveau precies af te stemmen op de behoeften van de patiënt.De processor regelt de motorsnelheid om de patiënt te helpen bij het ademen.
En het draagbare echoapparaat kan virale symptomen zoals longlaesies bij patiënten detecteren en snel kenmerken van acute longontsteking identificeren die verband houden met het nieuwe coronavirus, zonder te wachten op nucleïnezuurtests.Dergelijke apparaten gebruikten voorheen piëzo-elektrische kristallen als ultrasone sondes, die doorgaans meer dan $ 100.000 kosten.Door het piëzo-elektrische kristal te vervangen door een halfgeleiderchip kost het apparaat slechts een paar duizend dollar en maakt het een eenvoudigere detectie en beoordeling van het interne lichaam van de patiënt mogelijk.
Het nieuwe coronavirus is in opkomst en is nog niet helemaal voorbij.Voor openbare plaatsen is het belangrijk om de temperatuur van een groot aantal mensen te controleren.De huidige warmtebeeldcamera's of contactloze infraroodthermometers voor het voorhoofd zijn twee veelgebruikte manieren om dit te doen, en deze apparaten zijn ook afhankelijk van halfgeleiders zoals sensoren en analoge chips om gegevens zoals temperatuur om te zetten in digitale metingen.
De gezondheidszorgsector heeft geavanceerde EDA-instrumenten nodig om de steeds veranderende uitdagingen van vandaag aan te kunnen.Geavanceerde EDA-tools kunnen een verscheidenheid aan oplossingen bieden, zoals het implementeren van real-time gegevensverwerkingsmogelijkheden op hardware- en softwareniveau, systeemintegratie (het integreren van zoveel mogelijk componenten in een platform met één chip) en het evalueren van de impact van laag- energieontwerpen op warmteafvoer en levensduur van de batterij.Halfgeleiders vormen een belangrijk onderdeel van veel huidige medische apparaten en bieden functies zoals operationele controle, gegevensverwerking en -opslag, draadloze connectiviteit en energiebeheer.Traditionele medische apparaten zijn niet zo afhankelijk van halfgeleiders, en medische apparaten die halfgeleiders gebruiken, vervullen niet alleen de functies van traditionele medische apparaten, maar verbeteren ook de prestaties van medische apparaten en verlagen de kosten.
De industrie voor medische hulpmiddelen evolueert in een snel tempo, en chipontwikkelaars ontwerpen en blijven innovatie stimuleren in de volgende generatie implanteerbare apparaten, medische apparaten in ziekenhuizen en wearables voor de gezondheidszorg.
Producten categorieën
-
Oplossingen voor de levering van chips voor consumentenelektronica
-
One-stop-chipaankoopservice voor industriële kwaliteit
-
Elektronische communicatieklasse chipleveringsoplossing...
-
Oplossingen voor het inventariseren van elektronische componentenachterstanden
-
Wereldwijde inkoop van elektronische componenten van een...
-
Levering van elektronische componenten voor voertuigreg...
