Solucións de chip para aplicacións sanitarias e de dispositivos médicos

Descrición curta:

A tecnoloxía de intelixencia artificial (IA) tivo éxito en hospitais, dispositivos portátiles e visitas médicas rutineiras.Os profesionais médicos poden usar dispositivos que utilizan tecnoloxía AI e VR para realizar traballos de diagnóstico, apoiar cirurxía robótica, formar cirurxiáns e mesmo tratar a depresión.Espérase que o mercado global de saúde da intelixencia artificial alcance os 120.000 millóns de dólares en 2028. Os dispositivos médicos agora poden ser máis pequenos e admitir unha variedade de novas funcións, e estas innovacións son posibles pola evolución continua da tecnoloxía de semicondutores.


Detalle do produto

Etiquetas de produtos

Planificación

A planificación necesaria para deseñar chips para aplicacións médicas é bastante diferente doutras áreas, e incluso moi diferente dos mercados de misión crítica como os coches autónomos.Non obstante, independentemente do tipo de dispositivo médico, o deseño de chips médicos enfrontarase a tres grandes desafíos: consumo de enerxía, seguridade e fiabilidade.

Deseño de baixa potencia

No desenvolvemento de semicondutores utilizados na saúde, os desenvolvedores deben primeiro asegurarse de que o baixo consumo de enerxía dos dispositivos médicos, os dispositivos implantables son requisitos máis estritos para iso, porque tales dispositivos deben ser colocados cirurxicamente no corpo e eliminados, o consumo de enerxía debe ser menor. , en xeral, os médicos e os pacientes queren que os dispositivos médicos implantables poidan durar de 10 a 20 anos, en lugar de substituír unha batería cada poucos anos.

A maioría dos dispositivos médicos non implantables tamén requiren deseños de baixo consumo, porque estes dispositivos funcionan na súa maioría con batería (como os rastreadores de fitness no pulso).Os desenvolvedores deben considerar tecnoloxías como procesos de baixa fuga, dominios de tensión e dominios de enerxía conmutables para reducir o consumo de enerxía activa e en espera.

Deseño fiable

A fiabilidade é a probabilidade de que o chip realice ben a función requirida nun ambiente determinado (dentro do corpo humano, no pulso, etc.) durante un período de tempo determinado, que variará dependendo do uso do dispositivo médico.A maioría dos fallos ocorren na fase de fabricación ou preto do final da vida útil, e a causa exacta variará dependendo das características específicas do produto.Por exemplo, a vida útil dun portátil ou dispositivo móbil é de aproximadamente 3 anos.

Os fallos ao final da súa vida útil débense principalmente ao envellecemento do transistor e á electromigración.O envellecemento refírese á degradación gradual do rendemento do transistor ao longo do tempo, que eventualmente leva a un fallo de todo o dispositivo.A electromigración, ou movemento non desexado dos átomos debido á densidade de corrente, é unha causa importante de falla de interconexión entre transistores.Canto maior sexa a densidade de corrente a través da liña, maior será a posibilidade de falla a curto prazo.

O correcto funcionamento dos dispositivos médicos é fundamental, polo que a fiabilidade debe garantirse ao comezo da fase de deseño e durante todo o proceso.Ao mesmo tempo, tamén é fundamental reducir a variabilidade na fase de produción.Synopsys ofrece unha solución completa de análise de fiabilidade, comúnmente coñecida como PrimeSim Reliability Analysis, que inclúe a comprobación de regras eléctricas, simulación de fallos, análise de variabilidade, análise de electromigración e análise de envellecemento do transistor.

Deseño seguro

Os datos médicos confidenciais recollidos polos dispositivos médicos deben estar protexidos para que o persoal non autorizado non poida acceder á información médica privada.Os desenvolvedores deben asegurarse de que os dispositivos médicos non sexan susceptibles a ningunha forma de manipulación, como a posibilidade de que persoas sen escrúpulos pirateen un marcapasos para danar a un paciente.Debido á nova epidemia de pneumonía, o campo médico utiliza cada vez máis dispositivos conectados para reducir o risco de contacto cos pacientes e por comodidade.Cantas máis conexións remotas se establezan, maior será o potencial de violacións de datos e outros ataques cibernéticos.

Desde a perspectiva das ferramentas de deseño de chips, os desenvolvedores de chips de dispositivos médicos non usan ferramentas diferentes ás utilizadas noutros escenarios de aplicación;EDA, núcleos IP e ferramentas de análise de fiabilidade son esenciais.Estas ferramentas axudarán aos desenvolvedores a planificar eficazmente para lograr deseños de chips de potencia ultra baixa cunha maior fiabilidade, tendo en conta as limitacións de espazo e os factores de seguridade, que son importantes para a saúde do paciente, a seguridade da información e a seguridade da vida.

Nos últimos anos, o novo brote da coroa tamén fixo que cada vez máis persoas se decataran da importancia dos sistemas médicos e dos dispositivos médicos.Durante a epidemia, utilizáronse ventiladores para axudar aos pacientes con lesión pulmonar grave con respiración asistida.Os sistemas de ventilación usan sensores e procesadores de semicondutores para controlar os sinais vitais.Os sensores úsanse para determinar a taxa de osíxeno do paciente, o volume e a cantidade de osíxeno por respiración e para axustar o nivel de osíxeno exactamente ás necesidades do paciente.O procesador controla a velocidade do motor para axudar ao paciente a respirar.

E o dispositivo de ultrasóns portátil pode detectar síntomas virais como lesións pulmonares en pacientes e identificar rapidamente as características da pneumonía aguda asociada ao novo coronavirus sen esperar ás probas de ácido nucleico.Estes dispositivos utilizaban anteriormente cristais piezoeléctricos como sondas de ultrasóns, que normalmente custaban máis de 100.000 dólares.Ao substituír o cristal piezoeléctrico por un chip semicondutor, o dispositivo custa só uns poucos miles de dólares e permite unha detección e avaliación do corpo interno do paciente máis doado.

O novo coronavirus está en aumento e aínda non rematou por completo.É importante que os lugares públicos comproben a temperatura dun gran número de persoas.As cámaras de imaxe térmica actuais ou os termómetros infravermellos de fronte sen contacto son dúas formas habituais de facelo, e estes dispositivos tamén dependen de semicondutores como sensores e chips analóxicos para converter datos como a temperatura en lecturas dixitais.

O sector da saúde necesita ferramentas avanzadas de EDA para afrontar os retos en constante cambio de hoxe.As ferramentas EDA avanzadas poden proporcionar unha variedade de solucións, como a implementación de capacidades de procesamento de datos en tempo real a nivel de hardware e software, a integración do sistema (integrando o maior número posible de compoñentes nunha plataforma dun só chip) e a avaliación do impacto dos deseños de enerxía sobre disipación de calor e duración da batería.Os semicondutores son un compoñente importante de moitos dispositivos médicos actuais, que ofrecen funcións como control operativo, procesamento e almacenamento de datos, conectividade sen fíos e xestión de enerxía.Os dispositivos médicos tradicionais non dependen tanto dos semicondutores, e os dispositivos médicos que aplican semicondutores non só realizan as funcións dos dispositivos médicos tradicionais, senón que tamén melloran o rendemento dos dispositivos médicos e reducen os custos.

A industria dos dispositivos médicos está a evolucionar a un ritmo acelerado e os desenvolvedores de chips están deseñando e seguen impulsando a innovación na próxima xeración de dispositivos implantables, dispositivos médicos hospitalarios e wearables sanitarios.


  • Anterior:
  • Seguinte:

  • Escribe aquí a túa mensaxe e envíanolo