Rešitve čipov za uporabo v zdravstvu in medicinskih napravah

Kratek opis:

Tehnologija umetne inteligence (AI) je bila uspešna v bolnišnicah, nosljivih napravah in rutinskih zdravniških obiskih.Zdravstveni delavci lahko uporabljajo naprave, ki uporabljajo tehnologijo AI in VR, za izvajanje diagnostičnega dela, podporo robotski kirurgiji, usposabljanje kirurgov in celo zdravljenje depresije.Globalni trg zdravstvenega varstva z umetno inteligenco naj bi do leta 2028 dosegel 120 milijard dolarjev. Medicinske naprave so zdaj lahko manjše in podpirajo različne nove funkcije, te inovacije pa omogoča nadaljnji razvoj polprevodniške tehnologije.


Podrobnosti o izdelku

Oznake izdelkov

Načrtovanje

Načrtovanje, potrebno za oblikovanje čipov za medicinske aplikacije, se precej razlikuje od drugih področij in celo zelo razlikuje od kritičnih trgov, kot so samovozeči avtomobili.Ne glede na vrsto medicinskega pripomočka pa se bo načrtovanje medicinskega čipa soočilo s tremi velikimi izzivi: porabo energije, varnostjo in zanesljivostjo.

Zasnova z nizko porabo energije

Pri razvoju polprevodnikov, ki se uporabljajo v zdravstvu, morajo razvijalci najprej zagotoviti nizko porabo energije medicinskih naprav, naprave za vsaditev so strožje zahteve za to, ker je treba takšne naprave kirurško namestiti v telo in odstraniti, poraba energije mora biti nižja Na splošno zdravniki in pacienti želijo, da medicinske naprave za vsaditev zdržijo 10 do 20 let, namesto da vsakih nekaj let zamenjajo baterijo.

Večina medicinskih pripomočkov, ki jih ni mogoče vsaditi, zahteva tudi modele z izjemno nizko porabo energije, ker se takšne naprave večinoma napajajo iz baterij (kot so merilniki telesne pripravljenosti na zapestju).Razvijalci morajo upoštevati tehnologije, kot so procesi z majhnim uhajanjem, napetostne domene in preklopne domene moči, da zmanjšajo porabo energije v aktivnem stanju in stanju pripravljenosti.

Zanesljiv dizajn

Zanesljivost je verjetnost, da bo čip dobro opravljal zahtevano funkcijo v danem okolju (znotraj človeškega telesa, na zapestju itd.) v določenem časovnem obdobju, ki se bo razlikovalo glede na uporabo medicinskega pripomočka.Večina okvar se pojavi v fazi proizvodnje ali tik ob koncu življenjske dobe, natančen vzrok pa se razlikuje glede na posebnosti izdelka.Na primer, življenjska doba prenosnika ali mobilne naprave je približno 3 leta.

Okvare ob koncu življenjske dobe so predvsem posledica staranja tranzistorjev in elektromigracije.Staranje se nanaša na postopno slabšanje zmogljivosti tranzistorja skozi čas, kar sčasoma privede do okvare celotne naprave.Elektromigracija ali neželeno premikanje atomov zaradi gostote toka je pomemben vzrok za okvaro medsebojne povezave med tranzistorji.Večja kot je gostota toka skozi napeljavo, večja je možnost kratkoročne okvare.

Pravilno delovanje medicinskih pripomočkov je ključnega pomena, zato je treba zanesljivost zagotoviti na samem začetku faze načrtovanja in v celotnem procesu.Hkrati je nujno tudi zmanjšanje variabilnosti v proizvodni fazi.Synopsys ponuja popolno rešitev za analizo zanesljivosti, običajno imenovano PrimeSim Reliability Analysis, ki vključuje preverjanje električnih pravil, simulacijo napak, analizo variabilnosti, analizo elektromigracije in analizo staranja tranzistorja.

Varna zasnova

Zaupne zdravstvene podatke, ki jih zbirajo medicinske naprave, je treba zavarovati, tako da nepooblaščeno osebje ne more dostopati do zasebnih zdravstvenih podatkov.Razvijalci morajo zagotoviti, da medicinske naprave niso dovzetne za kakršno koli obliko poseganja, kot je možnost, da brezvestni posamezniki vdrejo v srčni spodbujevalnik in tako poškodujejo bolnika.Zaradi nove epidemije pljučnice medicinsko področje vedno bolj uporablja povezane naprave za zmanjšanje tveganja stika z bolniki in za udobje.Bolj kot je vzpostavljenih oddaljenih povezav, večja je možnost za vdor podatkov in druge kibernetske napade.

Z vidika orodij za načrtovanje čipov razvijalci čipov za medicinske naprave ne uporabljajo orodij, ki se razlikujejo od tistih, ki se uporabljajo v scenarijih drugih aplikacij;EDA, jedra IP in orodja za analizo zanesljivosti so bistveni.Ta orodja bodo razvijalcem pomagala pri učinkovitem načrtovanju za doseganje zasnov čipov z ultra nizko porabo energije s povečano zanesljivostjo, pri čemer bodo upoštevali prostorske omejitve in varnostne dejavnike, ki so pomembni za zdravje pacientov, varnost informacij in varnost življenja.

V zadnjih letih se zaradi novega kroničnega izbruha vedno več ljudi zaveda pomena medicinskih sistemov in medicinskih pripomočkov.V času epidemije so z ventilatorji pomagali bolnikom s hudimi pljučnimi poškodbami z asistiranim dihanjem.Ventilatorski sistemi uporabljajo polprevodniške senzorje in procesorje za spremljanje vitalnih signalov.Senzorji se uporabljajo za določanje pacientove hitrosti, volumna in količine kisika na vdih ter prilagajanje ravni kisika natančno bolnikovim potrebam.Procesor nadzira hitrost motorja, da pacientu pomaga pri dihanju.

Prenosna ultrazvočna naprava lahko zazna virusne simptome, kot so pljučne lezije pri bolnikih, in hitro prepozna značilnosti akutne pljučnice, povezane z novim koronavirusom, ne da bi čakala na testiranje nukleinske kisline.Takšne naprave so prej uporabljale piezoelektrične kristale kot ultrazvočne sonde, ki običajno stanejo več kot 100.000 $.Z zamenjavo piezoelektričnega kristala s polprevodniškim čipom naprava stane le nekaj tisoč dolarjev in omogoča lažjo detekcijo in oceno bolnikovega notranjega telesa.

Novi koronavirus je v porastu in še ni povsem mimo.Za javna mesta je pomembno, da se temperatura meri pri velikem številu ljudi.Trenutne termovizijske kamere ali brezkontaktni čelni infrardeči termometri so dva običajna načina za to, te naprave pa se zanašajo tudi na polprevodnike, kot so senzorji in analogni čipi za pretvorbo podatkov, kot je temperatura, v digitalne odčitke.

Industrija zdravstvenega varstva potrebuje napredna orodja EDA za soočanje z današnjimi nenehno spreminjajočimi se izzivi.Napredna orodja EDA lahko zagotovijo različne rešitve, kot je implementacija zmogljivosti obdelave podatkov v realnem času na ravni strojne in programske opreme, sistemska integracija (integracija čim več komponent v platformo z enim čipom) in ocenjevanje vpliva nizko načrtovanje moči glede odvajanja toplote in življenjske dobe baterije.Polprevodniki so pomemben sestavni del številnih trenutnih medicinskih naprav, saj zagotavljajo funkcije, kot so nadzor delovanja, obdelava in shranjevanje podatkov, brezžična povezljivost in upravljanje porabe energije.Tradicionalne medicinske naprave niso tako odvisne od polprevodnikov, medicinske naprave, ki uporabljajo polprevodnike, pa ne opravljajo le funkcij tradicionalnih medicinskih naprav, temveč tudi izboljšajo delovanje medicinskih naprav in zmanjšajo stroške.

Industrija medicinskih pripomočkov se hitro razvija in razvijalci čipov načrtujejo in nadaljujejo z inovacijami v naslednji generaciji naprav za vsaditev, bolnišničnih medicinskih pripomočkov in nosljivih pripomočkov za zdravstveno nego.


  • Prejšnja:
  • Naslednji:

  • Tukaj napišite svoje sporočilo in nam ga pošljite