Chipløsninger for helsetjenester og medisinsk utstyr

Kort beskrivelse:

Kunstig intelligens (AI)-teknologi har vært vellykket på sykehus, bærbare enheter og rutinemessige medisinske besøk.Medisinske fagfolk kan bruke enheter som bruker AI- og VR-teknologi for å utføre diagnostisk arbeid, støtte robotkirurgi, trene kirurger og til og med behandle depresjon.Det globale AI-helsemarkedet forventes å nå $120 milliarder innen 2028. Medisinsk utstyr er nå i stand til å være mindre i størrelse og støtte en rekke nye funksjoner, og disse innovasjonene er muliggjort av den fortsatte utviklingen av halvlederteknologi.


Produkt detalj

Produktetiketter

Planlegger

Planleggingen som kreves for å designe brikker for medisinske applikasjoner er ganske forskjellig fra andre områder, og til og med veldig forskjellig fra oppdragskritiske markeder som selvkjørende biler.Uavhengig av type medisinsk utstyr vil imidlertid medisinsk brikkedesign møte tre store utfordringer: strømforbruk, sikkerhet og pålitelighet.

Design med lav effekt

I utviklingen av halvledere brukt i helsevesenet, må utviklerne først sørge for at det lave strømforbruket til medisinsk utstyr, implanterbare enheter er strengere krav til dette, fordi slike enheter må plasseres kirurgisk i kroppen og fjernes, strømforbruket bør være lavere Generelt vil leger og pasienter at implanterbart medisinsk utstyr kan vare i 10 til 20 år, i stedet for hvert par år for å erstatte et batteri.

De fleste ikke-implanterbare medisinske enheter krever også design med ultralav effekt, fordi slike enheter for det meste er batteridrevne (for eksempel treningsmålere på håndleddet).Utviklere må vurdere teknologier som lavlekkasjeprosesser, spenningsdomener og byttebare strømdomener for å redusere aktivt strømforbruk og standby-strømforbruk.

Pålitelig design

Pålitelighet er sannsynligheten for at brikken vil utføre den nødvendige funksjonen godt i et gitt miljø (inne i menneskekroppen, på håndleddet osv.) i en spesifisert tidsperiode, som vil variere avhengig av bruken av det medisinske utstyret.De fleste feil oppstår på produksjonsstadiet eller nær slutten av levetiden, og den eksakte årsaken vil variere avhengig av produktets spesifikasjoner.For eksempel er levetiden til en bærbar datamaskin eller mobil enhet omtrent 3 år.

Slutt-of-life feil skyldes først og fremst transistor aldring og elektromigrasjon.Aldring refererer til den gradvise forringelsen av transistorytelsen over tid, noe som til slutt fører til feil på hele enheten.Elektromigrering, eller uønsket bevegelse av atomer på grunn av strømtetthet, er en viktig årsak til sammenkoblingssvikt mellom transistorer.Jo høyere strømtetthet gjennom ledningen, jo større er sjansen for feil på kort sikt.

Riktig drift av medisinsk utstyr er avgjørende, så pålitelighet må sikres helt i begynnelsen av designfasen og gjennom hele prosessen.Samtidig er det viktig å redusere variasjonen i produksjonsfasen.Synopsys tilbyr en komplett pålitelighetsanalyseløsning, ofte referert til som PrimeSim Reliability Analysis, som inkluderer elektrisk regelkontroll, feilsimulering, variasjonsanalyse, elektromigrasjonsanalyse og transistoraldringsanalyse.

Sikkert design

De konfidensielle medisinske dataene som samles inn av medisinsk utstyr må sikres slik at uautorisert personell ikke kan få tilgang til privat medisinsk informasjon.Utviklere må sørge for at medisinsk utstyr ikke er mottakelig for noen form for tukling, for eksempel muligheten for at skruppelløse personer hacker seg inn i en pacemaker for å skade en pasient.På grunn av den nye lungebetennelsesepidemien, bruker det medisinske feltet i økende grad tilkoblede enheter for å redusere risikoen for kontakt med pasienter og for enkelhets skyld.Jo flere eksterne forbindelser som etableres, jo større er potensialet for datainnbrudd og andre cyberangrep.

Fra perspektivet til brikkedesignverktøy, bruker brikkeutviklere for medisinsk utstyr ingen andre verktøy enn de som brukes i andre applikasjonsscenarier;EDA, IP-kjerner og pålitelighetsanalyseverktøy er alle viktige.Disse verktøyene vil hjelpe utviklere med å planlegge effektivt for å oppnå ultra-laveffekt brikkedesign med økt pålitelighet, samtidig som de tar hensyn til plassbegrensninger og sikkerhetsfaktorer, som er viktige for pasienthelse, informasjonssikkerhet og livssikkerhet.

De siste årene har det nye kroneutbruddet også fått flere og flere til å innse viktigheten av medisinske systemer og medisinsk utstyr.Under epidemien ble ventilatorer brukt for å hjelpe pasienter med alvorlig lungeskade med assistert pust.Ventilatorsystemer bruker halvledersensorer og prosessorer for å overvåke vitale signaler.Sensorene brukes til å bestemme pasientens hastighet, volum og oksygenmengde per pust og for å justere oksygennivået nøyaktig til pasientens behov.Prosessoren kontrollerer motorhastigheten for å hjelpe pasienten med å puste.

Og den bærbare ultralydenheten kan oppdage virale symptomer som lungelesjoner hos pasienter og raskt identifisere trekk ved akutt lungebetennelse assosiert med det nye koronaviruset uten å vente på nukleinsyretesting.Slike enheter brukte tidligere piezoelektriske krystaller som ultralydsonder, som vanligvis koster mer enn $100.000.Ved å erstatte den piezoelektriske krystallen med en halvlederbrikke, koster enheten bare noen få tusen dollar og muliggjør enklere oppdagelse og vurdering av pasientens indre kropp.

Det nye koronaviruset er på vei oppover og er ikke helt over ennå.Det er viktig for offentlige steder å sjekke temperaturen til et stort antall mennesker.Nåværende termiske bildekameraer eller infrarøde termometre uten kontakt i pannen er to vanlige måter å gjøre dette på, og disse enhetene er også avhengige av halvledere som sensorer og analoge brikker for å konvertere data som temperatur til digitale avlesninger.

Helseindustrien trenger avanserte EDA-verktøy for å møte dagens stadig skiftende utfordringer.Avanserte EDA-verktøy kan tilby en rekke løsninger, for eksempel implementering av sanntidsdatabehandlingsevner på maskinvare- og programvarenivå, systemintegrasjon (integrering av så mange komponenter som mulig i en enkeltbrikkeplattform) og evaluering av virkningen av lav- kraftdesign på varmespredning og batterilevetid.Halvledere er en viktig komponent i mange nåværende medisinske enheter, og gir funksjoner som driftskontroll, databehandling og lagring, trådløs tilkobling og strømstyring.Tradisjonelt medisinsk utstyr er ikke like avhengig av halvledere, og medisinsk utstyr som bruker halvledere utfører ikke bare funksjonene til tradisjonelle medisinske enheter, men forbedrer også ytelsen til medisinsk utstyr og reduserer kostnadene.

Industrien for medisinsk utstyr utvikler seg i et raskt tempo, og chiputviklere designer og fortsetter å drive innovasjon i neste generasjon implanterbare enheter, medisinsk utstyr for sykehus og wearables for helsevesenet.


  • Tidligere:
  • Neste:

  • Skriv din melding her og send den til oss