Rozwiązania chipowe do zastosowań w służbie zdrowia i urządzeniach medycznych

Krótki opis:

Technologia sztucznej inteligencji (AI) z powodzeniem sprawdza się w szpitalach, urządzeniach do noszenia i podczas rutynowych wizyt lekarskich.Specjaliści medyczni mogą używać urządzeń wykorzystujących technologię AI i VR do wykonywania prac diagnostycznych, wspierania chirurgii robotycznej, szkolenia chirurgów, a nawet leczenia depresji.Oczekuje się, że do 2028 r. globalny rynek opieki zdrowotnej oparty na sztucznej inteligencji osiągnie wartość 120 miliardów dolarów. Urządzenia medyczne mogą teraz być mniejsze i obsługiwać wiele nowych funkcji, a innowacje te są możliwe dzięki ciągłej ewolucji technologii półprzewodników.


Szczegóły produktu

Tagi produktów

Planowanie

Planowanie wymagane do zaprojektowania chipów do zastosowań medycznych różni się znacznie od innych obszarów, a nawet bardzo różni się od rynków o znaczeniu krytycznym, takich jak samochody autonomiczne.Jednak niezależnie od rodzaju urządzenia medycznego, projekt chipa medycznego stanie przed trzema głównymi wyzwaniami: zużyciem energii, bezpieczeństwem i niezawodnością.

Konstrukcja o małej mocy

Opracowując półprzewodniki stosowane w opiece zdrowotnej, projektanci muszą przede wszystkim zadbać o to, aby w przypadku urządzeń medycznych, urządzeń wszczepialnych, niskie zużycie energii było bardziej rygorystyczne wymagania, ponieważ takie urządzenia muszą być chirurgicznie umieszczane w ciele i usuwane, pobór mocy powinien być niższy Ogólnie rzecz biorąc, lekarze i pacjenci chcą, aby wszczepialne wyroby medyczne mogły służyć od 10 do 20 lat, a nie co kilka lat wymieniać baterię.

Większość wyrobów medycznych innych niż wszczepialne wymaga również konstrukcji o bardzo niskim poborze mocy, ponieważ takie urządzenia są przeważnie zasilane z baterii (np. monitory kondycji na nadgarstku).Deweloperzy muszą wziąć pod uwagę technologie, takie jak procesy o niskim upływie, domeny napięciowe i przełączalne domeny mocy, aby zmniejszyć zużycie energii w trybie aktywnym i w trybie gotowości.

Niezawodna konstrukcja

Niezawodność to prawdopodobieństwo, że chip będzie dobrze spełniał wymaganą funkcję w danym środowisku (wewnątrz ciała człowieka, na nadgarstku itp.) przez określony czas, który będzie się różnić w zależności od sposobu użytkowania wyrobu medycznego.Większość awarii ma miejsce na etapie produkcji lub pod koniec życia, a dokładna przyczyna będzie się różnić w zależności od specyfiki produktu.Na przykład żywotność laptopa lub urządzenia mobilnego wynosi około 3 lata.

Awarie związane z zakończeniem okresu eksploatacji wynikają głównie ze starzenia się tranzystorów i elektromigracji.Starzenie się oznacza stopniową degradację wydajności tranzystora w miarę upływu czasu, co ostatecznie prowadzi do awarii całego urządzenia.Elektromigracja, czyli niepożądany ruch atomów wynikający z gęstości prądu, jest ważną przyczyną awarii połączeń między tranzystorami.Im wyższa gęstość prądu w linii, tym większe ryzyko awarii w krótkim okresie.

Prawidłowe działanie wyrobów medycznych jest niezwykle istotne, dlatego należy zadbać o niezawodność już na samym początku fazy projektowania oraz w trakcie całego procesu.Jednocześnie istotne jest również zmniejszenie zmienności na etapie produkcji.Synopsys oferuje kompletne rozwiązanie do analizy niezawodności, powszechnie nazywane analizą niezawodności PrimeSim, które obejmuje sprawdzanie reguł elektrycznych, symulację usterek, analizę zmienności, analizę elektromigracji i analizę starzenia tranzystorów.

Bezpieczny projekt

Poufne dane medyczne gromadzone przez wyroby medyczne należy zabezpieczyć tak, aby osoby nieupoważnione nie miały dostępu do prywatnych informacji medycznych.Twórcy muszą zadbać o to, aby urządzenia medyczne nie były podatne na jakiekolwiek formy manipulacji, takie jak możliwość włamania się do rozrusznika serca przez pozbawione skrupułów osoby, aby wyrządzić krzywdę pacjentowi.Ze względu na nową epidemię zapalenia płuc w medycynie coraz częściej stosuje się urządzenia połączone w celu zmniejszenia ryzyka kontaktu z pacjentami i dla wygody.Im więcej zdalnych połączeń zostanie nawiązanych, tym większe jest ryzyko naruszeń danych i innych cyberataków.

Z punktu widzenia narzędzi do projektowania chipów twórcy chipów do urządzeń medycznych nie korzystają z narzędzi innych niż te stosowane w innych scenariuszach zastosowań;Niezbędne są EDA, rdzenie IP i narzędzia do analizy niezawodności.Narzędzia te pomogą programistom skutecznie planować projekty chipów o ultraniskim poborze mocy i zwiększonej niezawodności, przy jednoczesnym uwzględnieniu ograniczeń przestrzennych i czynników bezpieczeństwa, które są ważne dla zdrowia pacjentów, bezpieczeństwa informacji i bezpieczeństwa życia.

W ostatnich latach nowa epidemia korony sprawiła, że ​​coraz więcej osób zdaje sobie sprawę ze znaczenia systemów i wyrobów medycznych.Podczas epidemii używano respiratorów, aby wspomagać oddychanie pacjentów z ciężkim uszkodzeniem płuc.Systemy respiratorów wykorzystują czujniki półprzewodnikowe i procesory do monitorowania sygnałów życiowych.Czujniki służą do określenia częstości, objętości i ilości tlenu na oddech pacjenta oraz do dostosowania poziomu tlenu dokładnie do potrzeb pacjenta.Procesor steruje prędkością silnika, aby pomóc pacjentowi w oddychaniu.

Przenośne urządzenie ultradźwiękowe może wykryć u pacjentów objawy wirusowe, takie jak zmiany w płucach, i szybko zidentyfikować cechy ostrego zapalenia płuc związanego z nowym koronawirusem, bez czekania na badanie kwasu nukleinowego.W takich urządzeniach jako sondy ultradźwiękowe wykorzystywano wcześniej kryształy piezoelektryczne, które zwykle kosztowały ponad 100 000 dolarów.Dzięki zastąpieniu kryształu piezoelektrycznego chipem półprzewodnikowym urządzenie kosztuje zaledwie kilka tysięcy dolarów i pozwala na łatwiejsze wykrycie i ocenę ciała wewnętrznego pacjenta.

Liczba zachorowań na nowy koronawirus rośnie i jeszcze się nie skończyła.W miejscach publicznych ważne jest sprawdzanie temperatury dużej liczby osób.Obecne kamery termowizyjne lub bezdotykowe czołowe termometry na podczerwień to dwa popularne sposoby, a urządzenia te również wykorzystują półprzewodniki, takie jak czujniki i układy analogowe, do przekształcania danych, takich jak temperatura, na odczyty cyfrowe.

Branża opieki zdrowotnej potrzebuje zaawansowanych narzędzi EDA, aby sprostać współczesnym, stale zmieniającym się wyzwaniom.Zaawansowane narzędzia EDA mogą zapewnić różnorodne rozwiązania, takie jak wdrażanie możliwości przetwarzania danych w czasie rzeczywistym na poziomie sprzętu i oprogramowania, integracja systemu (integracja jak największej liczby komponentów w platformę jednoukładową) czy ocena wpływu niskich projekty zasilania dotyczące rozpraszania ciepła i żywotności baterii.Półprzewodniki są ważnym elementem wielu obecnych urządzeń medycznych, zapewniającym takie funkcje, jak kontrola operacyjna, przetwarzanie i przechowywanie danych, łączność bezprzewodowa i zarządzanie energią.Tradycyjne wyroby medyczne nie są aż tak zależne od półprzewodników, a urządzenia medyczne wykorzystujące półprzewodniki nie tylko pełnią funkcje tradycyjnych wyrobów medycznych, ale także poprawiają działanie wyrobów medycznych i obniżają koszty.

Branża wyrobów medycznych rozwija się w szybkim tempie, a twórcy chipów projektują i nadal wprowadzają innowacje w następnej generacji wyrobów do wszczepiania, szpitalnych wyrobów medycznych i urządzeń do noszenia w służbie zdrowia.


  • Poprzedni:
  • Następny:

  • Napisz tutaj swoją wiadomość i wyślij ją do nas