Kiibilahendused tervishoiu- ja meditsiiniseadmete rakenduste jaoks

Lühike kirjeldus:

Tehisintellekti (AI) tehnoloogia on olnud edukas haiglates, kantavates seadmetes ja rutiinsetes meditsiinilistes külastustes.Meditsiinitöötajad saavad kasutada tehisintellekti ja VR-tehnoloogiat kasutavaid seadmeid diagnostikatööde tegemiseks, robotkirurgia toetamiseks, kirurgide koolitamiseks ja isegi depressiooni raviks.Ülemaailmne tehisintellekti tervishoiuturg ulatub 2028. aastaks eeldatavasti 120 miljardi dollarini. Meditsiiniseadmed on nüüd väiksemad ja toetavad mitmesuguseid uusi funktsioone ning need uuendused on võimalikud tänu pooljuhttehnoloogia jätkuvale arengule.


Toote üksikasjad

Tootesildid

Planeerimine

Meditsiinirakenduste jaoks mõeldud kiipide kujundamiseks vajalik planeerimine on teistest valdkondadest üsna erinev ja isegi väga erinev missioonikriitilistest turgudest, nagu isejuhtivad autod.Olenemata meditsiiniseadme tüübist seisab meditsiinikiibi disain silmitsi kolme peamise väljakutsega: energiatarve, ohutus ja töökindlus.

Madala võimsusega disain

Tervishoius kasutatavate pooljuhtide väljatöötamisel peavad arendajad esmalt tagama, et meditsiiniseadmete madal energiatarve, siirdatavad seadmed on selleks rangemad nõuded, kuna sellised seadmed tuleb kirurgiliselt kehasse asetada ja eemaldada, voolutarve peaks olema väiksem. Üldiselt soovivad arstid ja patsiendid, et siirdatavad meditsiiniseadmed võiksid kesta 10–20 aastat, mitte iga paari aasta tagant aku vahetamiseks.

Enamik mitteimplaneeritavaid meditsiiniseadmeid nõuavad ka ülimadala võimsusega konstruktsioone, kuna sellised seadmed töötavad enamasti akutoitel (näiteks randmel olevad treeningujälgijad).Arendajad peavad aktiivse ja ooterežiimi energiatarbimise vähendamiseks arvestama selliste tehnoloogiatega nagu vähese lekkega protsessid, pingepiirkonnad ja lülitatavad toitepiirkonnad.

Usaldusväärne disain

Töökindlus on tõenäosus, et kiip täidab antud keskkonnas (inimkeha sees, randmel jne) vajalikku funktsiooni hästi kindlaksmääratud aja jooksul, mis varieerub sõltuvalt meditsiiniseadme kasutusest.Enamik tõrkeid ilmnevad tootmisetapis või eluea lõpus ning täpne põhjus varieerub olenevalt toote spetsiifikast.Näiteks sülearvuti või mobiilseadme eluiga on ligikaudu 3 aastat.

Eluea lõpu tõrked on peamiselt tingitud transistoride vananemisest ja elektromigratsioonist.Vananemine viitab transistori jõudluse järkjärgulisele halvenemisele aja jooksul, mis lõpuks viib kogu seadme rikkeni.Elektromigratsioon ehk voolutihedusest tingitud aatomite soovimatu liikumine on transistoride vahelise ühenduse katkemise oluline põhjus.Mida suurem on liini läbiv voolutihedus, seda suurem on lühiajalise rikke tõenäosus.

Meditsiiniseadmete nõuetekohane töö on kriitilise tähtsusega, mistõttu tuleb töökindlus tagada juba projekteerimisetapi alguses ja kogu protsessi vältel.Samal ajal on oluline ka varieeruvuse vähendamine tootmisfaasis.Synopsys pakub täielikku töökindlusanalüüsi lahendust, mida tavaliselt nimetatakse PrimeSimi töökindluse analüüsiks, mis hõlmab elektrireeglite kontrollimist, rikete simulatsiooni, varieeruvuse analüüsi, elektromigratsiooni analüüsi ja transistori vananemise analüüsi.

Turvaline disain

Meditsiiniseadmete kogutud konfidentsiaalsed meditsiiniandmed tuleb kaitsta nii, et volitamata töötajad ei pääseks juurde privaatsele meditsiinilisele teabele.Arendajad peavad tagama, et meditsiiniseadmed ei oleks vastuvõtlikud mis tahes viisil võltsimisele, näiteks võimalusele, et hoolimatute isikute sissemurdmine südamestimulaatorisse, et patsienti kahjustada.Seoses uue kopsupõletiku epideemiaga kasutab meditsiinivaldkond patsientidega kokkupuute riski vähendamiseks ja mugavuse huvides üha enam ühendatud seadmeid.Mida rohkem kaugühendusi luuakse, seda suurem on andmetega seotud rikkumiste ja muude küberrünnakute võimalus.

Kiibi kujundamise tööriistade vaatenurgast ei kasuta meditsiiniseadmete kiibi arendajad tööriistu, mis erinevad muude rakenduste stsenaariumide puhul kasutatavatest tööriistadest;EDA, IP tuumad ja töökindluse analüüsi tööriistad on kõik olulised.Need tööriistad aitavad arendajatel tõhusalt kavandada ülimadala võimsusega kiibilahendusi, millel on suurem töökindlus, võttes samal ajal arvesse ruumipiiranguid ja ohutustegureid, mis on olulised patsiendi tervise, teabeturbe ja eluohutuse seisukohalt.

Viimastel aastatel on uus kroonipuhang pannud üha rohkem inimesi mõistma meditsiinisüsteemide ja meditsiiniseadmete tähtsust.Epideemia ajal kasutati raske kopsukahjustusega patsientide abistamiseks hingamisaparaate.Ventilaatorisüsteemid kasutavad elutähtsate signaalide jälgimiseks pooljuhtandureid ja protsessoreid.Andurite abil määratakse patsiendi sagedus, maht ja hapnikukogus hingetõmbe kohta ning hapnikutaseme reguleerimine täpselt patsiendi vajadustele vastavaks.Protsessor juhib mootori kiirust, et aidata patsiendil hingata.

Kaasaskantav ultraheliseade suudab tuvastada viiruslikke sümptomeid, nagu kopsukahjustused patsientidel, ja kiiresti tuvastada uue koronaviirusega seotud ägeda kopsupõletiku tunnused, ootamata nukleiinhappetesti.Sellised seadmed kasutasid varem ultrahelisondidena piesoelektrilisi kristalle, mis maksavad tavaliselt üle 100 000 dollari.Asendades piesoelektrilise kristalli pooljuhtkiibiga, maksab seade vaid paar tuhat dollarit ning võimaldab patsiendi sisekeha kergemini tuvastada ja hinnata.

Uus koroonaviirus on tõusuteel ja pole veel täielikult läbi.Avalikes kohtades on oluline kontrollida suure hulga inimeste temperatuuri.Praegused termopildikaamerad või kontaktivabad otsaesise infrapunatermomeetrid on selleks kaks levinumat viisi ning need seadmed tuginevad ka pooljuhtidele, nagu andurid ja analoogkiibid, et teisendada andmeid, nagu temperatuur, digitaalseteks näidudeks.

Tervishoiutööstus vajab täiustatud EDA tööriistu, et tulla toime tänapäevaste pidevalt muutuvate väljakutsetega.Täiustatud EDA tööriistad võivad pakkuda erinevaid lahendusi, nagu näiteks reaalajas andmetöötluse võimaluste rakendamine riist- ja tarkvara tasemel, süsteemi integreerimine (võimalikult paljude komponentide integreerimine ühe kiibi platvormiks) ja madala koormuse mõju hindamine. soojuse hajumise ja aku tööea võimsuse disainilahendused.Pooljuhid on paljude praeguste meditsiiniseadmete oluline komponent, pakkudes selliseid funktsioone nagu töö juhtimine, andmetöötlus ja salvestamine, traadita ühenduvus ja toitehaldus.Traditsioonilised meditsiiniseadmed ei sõltu pooljuhtidest nii palju ning pooljuhte kasutavad meditsiiniseadmed ei täida mitte ainult traditsiooniliste meditsiiniseadmete funktsioone, vaid parandavad ka meditsiiniseadmete jõudlust ja vähendavad kulusid.

Meditsiiniseadmete tööstus areneb kiires tempos ning kiipide arendajad kavandavad ja jätkavad innovatsiooni edendamist järgmise põlvkonna siirdatavates seadmetes, haigla meditsiiniseadmetes ja tervishoius kasutatavates kantavates seadmetes.


  • Eelmine:
  • Järgmine:

  • Kirjutage oma sõnum siia ja saatke see meile