Чиповые решения для здравоохранения и медицинского оборудования

Краткое описание:

Технология искусственного интеллекта (ИИ) успешно применяется в больницах, портативных устройствах и при обычных посещениях врачей.Медицинские работники могут использовать устройства, использующие технологии искусственного интеллекта и виртуальной реальности, для выполнения диагностических работ, поддержки роботизированной хирургии, обучения хирургов и даже лечения депрессии.Ожидается, что к 2028 году мировой рынок искусственного интеллекта в здравоохранении достигнет 120 миллиардов долларов. Медицинские устройства теперь могут быть меньше по размеру и поддерживать множество новых функций, и эти инновации стали возможными благодаря продолжающемуся развитию полупроводниковых технологий.

Отправьте нам электронное письмо

Информация о продукте

Теги продукта

Планирование

Планирование, необходимое для разработки чипов для медицинских приложений, сильно отличается от планирования в других областях и даже сильно отличается от критически важных рынков, таких как беспилотные автомобили.Однако независимо от типа медицинского устройства при разработке медицинских чипов возникнут три основные проблемы: энергопотребление, безопасность и надежность.

Дизайн с низким энергопотреблением

При разработке полупроводников, используемых в здравоохранении, разработчики должны в первую очередь обеспечить низкое энергопотребление медицинских устройств, к имплантируемым устройствам предъявляются более строгие требования, поскольку такие устройства необходимо хирургическим путем помещать в организм и удалять, энергопотребление должно быть ниже. В целом, врачи и пациенты хотят, чтобы имплантируемые медицинские устройства могли прослужить от 10 до 20 лет, а не заменять батарею каждые несколько лет.

Большинству неимплантируемых медицинских устройств также требуются конструкции со сверхнизким энергопотреблением, поскольку такие устройства в основном питаются от батарей (например, фитнес-трекеры на запястье).Разработчикам необходимо рассмотреть такие технологии, как процессы с низкой утечкой, домены напряжения и переключаемые домены мощности, чтобы снизить потребление активной и резервной мощности.

Надежная конструкция

Надежность — это вероятность того, что чип будет хорошо выполнять требуемую функцию в данной среде (внутри тела человека, на запястье и т. д.) в течение заданного периода времени, который будет меняться в зависимости от использования медицинского изделия.Большинство сбоев происходит на этапе производства или ближе к концу срока службы, а точная причина будет зависеть от особенностей продукта.Например, срок службы ноутбука или мобильного устройства составляет примерно 3 года.

Отказы в конце срока службы в первую очередь связаны со старением транзисторов и электромиграцией.Под старением подразумевается постепенное ухудшение характеристик транзистора с течением времени, что в конечном итоге приводит к выходу из строя всего устройства.Электромиграция, или нежелательное движение атомов из-за плотности тока, является важной причиной нарушения межсоединения между транзисторами.Чем выше плотность тока в линии, тем больше вероятность отказа в краткосрочной перспективе.

Правильная работа медицинских устройств имеет решающее значение, поэтому надежность необходимо обеспечивать в самом начале этапа проектирования и на протяжении всего процесса.В то же время крайне важно снизить изменчивость на этапе производства.Synopsys предлагает комплексное решение для анализа надежности, обычно называемое PrimeSim Reliability Analysis, которое включает в себя проверку электрических правил, моделирование неисправностей, анализ изменчивости, анализ электромиграции и анализ старения транзисторов.

Безопасный дизайн

Конфиденциальные медицинские данные, собираемые медицинскими устройствами, должны быть защищены, чтобы посторонний персонал не мог получить доступ к частной медицинской информации.Разработчики должны гарантировать, что медицинские устройства не подвержены какой-либо форме вмешательства, например, возможности недобросовестных лиц взломать кардиостимулятор с целью причинения вреда пациенту.В связи с новой эпидемией пневмонии медицина все чаще использует подключенные устройства для снижения риска контакта с пациентами и для удобства.Чем больше удаленных подключений установлено, тем выше вероятность утечки данных и других кибератак.

С точки зрения инструментов проектирования чипов разработчики чипов медицинского оборудования не используют инструменты, отличные от тех, которые используются в других сценариях применения;EDA, IP-ядра и инструменты анализа надежности — все это необходимо.Эти инструменты помогут разработчикам эффективно планировать создание микросхем со сверхнизким энергопотреблением и повышенной надежностью, принимая во внимание ограничения по пространству и факторы безопасности, которые важны для здоровья пациентов, информационной безопасности и безопасности жизни.

В последние годы новая вспышка короны также заставила все больше и больше людей осознать важность медицинских систем и медицинских устройств.Во время эпидемии аппараты искусственной вентиляции легких использовались для оказания помощи пациентам с тяжелым повреждением легких с помощью искусственного дыхания.В системах искусственной вентиляции легких используются полупроводниковые датчики и процессоры для мониторинга жизненно важных сигналов.Датчики используются для определения скорости, объема и количества кислорода на вдох, а также для точной регулировки уровня кислорода в соответствии с потребностями пациента.Процессор контролирует скорость двигателя, помогая пациенту дышать.

А портативное ультразвуковое устройство может обнаруживать у пациентов вирусные симптомы, такие как поражение легких, и быстро выявлять особенности острой пневмонии, связанной с новым коронавирусом, не дожидаясь тестирования на нуклеиновую кислоту.Раньше в таких устройствах в качестве ультразвуковых датчиков использовались пьезоэлектрические кристаллы, стоимость которых обычно превышала 100 000 долларов.Заменив пьезоэлектрический кристалл полупроводниковым чипом, устройство стоит всего несколько тысяч долларов и позволяет облегчить обнаружение и оценку внутренних органов пациента.

Новый коронавирус находится на подъеме и еще не полностью искоренен.Для общественных мест важно проверять температуру большого количества людей.Современные тепловизионные камеры или бесконтактные инфракрасные термометры для лба — два распространенных способа сделать это, и эти устройства также используют полупроводники, такие как датчики и аналоговые чипы, для преобразования данных, таких как температура, в цифровые показания.

Отрасль здравоохранения нуждается в передовых инструментах EDA для решения сегодняшних постоянно меняющихся задач.Усовершенствованные инструменты EDA могут предоставлять различные решения, такие как реализация возможностей обработки данных в реальном времени на аппаратном и программном уровнях, системная интеграция (интеграция как можно большего количества компонентов в однокристальную платформу) и оценка влияния низкопроизводительных технологий. Силовые расчеты по рассеиванию тепла и времени автономной работы.Полупроводники являются важным компонентом многих современных медицинских устройств, обеспечивая такие функции, как оперативное управление, обработка и хранение данных, беспроводное соединение и управление питанием.Традиционные медицинские устройства не так сильно зависят от полупроводников, а медицинские устройства, в которых применяются полупроводники, не только выполняют функции традиционных медицинских устройств, но также улучшают характеристики медицинских устройств и снижают затраты.

Индустрия медицинского оборудования развивается быстрыми темпами, и разработчики чипов разрабатывают и продолжают внедрять инновации в следующем поколении имплантируемых устройств, больничных медицинских устройств и носимых медицинских устройств.

Предыдущий: Решения по поставке микросхем класса электронной связи

Следующий: Универсальная служба закупок чипов промышленного класса

Напишите здесь свое сообщение и отправьте его нам