广告

工程化先进连接器满足便携式医疗设备要求

2021-03-05 Harwin内容市场营销专员Wendy Jane Preston 阅读:
便携式医疗设备越来越朝向更小尺寸的趋势发展,这将对其设计采用的组件产生深远影响,其中包括连接器及其支撑电缆组件,设备制造商需要能够通过连接器供应商分销合作伙伴建立的支持网络购买合适的硬件。

医疗行业正在面临着巨大的人员和资源挑战,因而相关的医疗领域正处在艰难的时期。许多国家人口老龄化给医疗系统带来越来越大的压力,而医疗系统却已经在疲惫地应对预算紧张和人员短缺问题。正在全球泛滥的COVID-19大流行对医务人员和医疗设备都提出了进一步的计划外需求。ti5ednc

ti5ednc

1:现代便携式医疗设备示例。ti5ednc

在过去十年中,医疗保健行业经历了重大变革。为了改善护理各个阶段的生活质量,人们更加重视对慢性病的家庭监护(甚至在适当情况下进行家庭治疗)。这种方式除了使患者更为方便之外,还降低了相关成本。目前在家中测量的参数包括血糖水平、血压和血氧饱和度等指标,而家庭治疗现在甚至包括透析等复杂的过程。但是,正如本文将要讨论的那样,这种改变也在医疗设备设计和零部件的使用等方面带来了新挑战。ti5ednc

那么,这种改变对医疗保健提供商和为其服务的设备制造商意味着什么?对于家庭监护/治疗,上述改变都有非常明显的含义。在这种新形势下,设备不再由训练有素的医学专家操作,而是由没有使用经验的普通民众操作。同样重要的是,要最大限度地提高响应能力并缩短反应时间,同时还有较大比例的医疗设备专门开发用于医护人员、现场医生和急救人员。与家用设备一样,这些专业设备必须紧凑、轻巧且坚固。ti5ednc

便携式医疗设备越来越朝向更小尺寸的趋势发展,这将对其设计采用的组件产生深远影响,其中包括连接器及其支撑电缆组件,设备制造商需要能够通过连接器供应商分销合作伙伴建立的支持网络购买合适的硬件。根据市场分析机构Verified Market Research最近进行的一项研究,全球医疗连接器市场目前确定是一个充满活力的领域,正在经历两位数的增长,如果预测正确,到2026年该市场将达到42.8亿美元。ti5ednc

选定医疗连接器主要目的

考虑到医疗相关应用的紧要性,互连解决方案的长期可靠性非常重要。由于医疗设备不再处于稳定的临床环境,因而将会承受更大的应力。例如,当护理人员对危及生命的情况做出快速反应时,设备掉落、撞击或震动的概率就会增大。在这些情况下,需要更高的耐用性以防止组件(进而导致设备)发生故障,否则将使患者面临更大的危险。同样,对更高便携性的需求意味着需要更多考虑产品在尺寸和重量方面的限制。ti5ednc

尺寸、重量和功率考虑

便携式医疗设备更加紧凑的趋势以及轻量化的需求可能会对互连方案产生重大影响。为了满足尺寸、重量和功率(SWaP)等方面的要求,能够同时传输功率和数据信号的连接器可能是明智的选择,这些类型连接器具有用于这些功能的专用引脚。由于省去第二对连接器,可以节省系统空间并减轻外壳的重量。当电源引脚传输大电流,但又彼此接近时,将它们嵌入到有效的绝缘材料中至关重要,这样可以防止电源线和信号线之间出现电气短路(flashover)问题,避免对设备的数据准确性或电源连续性产生不利影响。ti5ednc

电磁干扰

在医院、疗养院或家庭环境中使用的所有设备都必须遵守严格的电磁兼容性(EMC)标准。因此,需要某种形式的内部屏蔽,以便使通过连接器/电缆传输的信号或功率不会干扰系统中的其他数据。同样,也不能允许外部干扰源破坏连接器/电缆内的信号传输。金属后壳可以整合到连接器设计,而电缆则可以采用编织屏蔽层,支撑电缆同样需要网状编织。为了保持用户的永久安全,避免静电放电(ESD)风险是需要解决的另一问题。ti5ednc

环境因素

护理人员和现场医疗设备需要在户外使用,并可能暴露在任何天气条件下。裸露区域的防水密封有助于降低液体进入设备内部的风险,避免造成损坏。连接器还应具备抗高湿度和温度波动能力。ti5ednc

如果训练有素的医务人员急于解决紧迫问题,或者如果家庭医疗用户没有适当操作设备,都可能造成连接器在配对过程中损坏。智能连接器设计在功能上可帮助容错,并防止出现方向错误。ti5ednc

由于医疗设备涉及的任务繁重,建议使用螺钉固定(或其他形式锁定)以提高连接器的固定程度。考虑到医护人员经常遇到的快速变化场景,可能需要快速且易于执行的修复固定。在某些应用中,还需要将后槽(backpot)用于连接器。在此设计中,连接器后部电缆入口处空隙中充满了环氧树脂(然后硬化),这样可以减轻电缆的应力,以防止电缆被拉出。ti5ednc

可信工程化互连

凭借强大的机械牢固性和紧凑的外形尺寸,Harwin的高密度超可靠连接器解决方案已被设计用于多种不同的医疗设备。使用这些坚固连接器的最新项目包括便携式呼吸机、超声诊断系统、脑电图(EEG)装置和众多患者监护系统。ti5ednc

ti5ednc

图2Harwin公司Datamate连接器的闩锁版本,可为便携式呼吸机系统的警报系统提供电缆连接。ti5ednc

Harwin的2mm间距Datamate连接器和1.25mm间距Gecko连接器系列中集成有精密加工的触点,且经过高度优化,可用于医疗设备,特别是紧凑型便携式型号的设计。这些触点采用四指夹(4-finger clip)设计,即使在极端应用条件下,也可确保互连完整性不会中断。每个触点都使用高级铍铜设计,意味着即便遭受冲击或振动,始终会有至少一个接合表面保持电气连接。ti5ednc

Harwin连接器的耐用性还意味着可支持高数量的配对循环(Datamate超过500次,Gecko超过1000次)。高质量玻璃填充热塑性绝缘材料用于将触点引脚彼此隔离,还可提供现成的电缆组件以及柔性印刷电路(FPC)选件。FPC基于覆铜箔的聚酰亚胺架构,并有粘合的覆盖层,与传统电缆相比,FPC是减小占用空间和实现更紧密弯曲的理想选择。Gecko-SL上具有的先接合再锁定(mate-before-lock)固定技术能够确保配对双方固定在一起,避免了费时的插口操作(jacking actions),从而加快了配对过程。ti5ednc

总之,需要为非医院病床等新兴应用确定最合适的医疗连接器组件,这一点非常重要。随着医疗保健提供商越来越依赖小型便携式设备,医疗连接器组件也需要针对系统小型化而设计。因此,这些连接器必须能够满足所有属性的组合,即高性能、高密度、安全的操作和确信的可靠度。ti5ednc

本文为EDN电子技术设计 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
  • “中国IC设计成就奖”提名产品简介:业界首款车规级超高 GD25/55LT是业界首款超高速四通道的SPI NOR Flash产品系列 ,最高时钟频率达到200MHz,数据吞吐率高达200MB/s,是现有产品的3倍以上。内置ECC算法与CRC校验功能,在提高可靠性的同时延长了产品使用寿命,DQS和DLP功能为高速系统设计提供了保障。通过了车载AEC-Q100的认证。GD25/55LT系列产品是业内最高性能,超高可靠性的四通道SPI NOR Flash车规级解决方案,在满足车载应用对Flash即时响应需求的同时又满足了功能安全的要求。
  • “中国IC设计成就奖”提名产品简介:4Gb 3.3V 串行 NAND 单芯片设计的串行通信方案,引脚少、封装尺寸小,且在同一颗粒上集成了存储阵列和控制器,并带有内部ECC模块,使其在满足数据传输效率的同时,既节约了空间,又提升了稳定性。
  • “中国IC设计成就奖”提名产品简介:昆仑芯2代优势 昆仑芯科技已经量产了两代云端AI芯片产品。昆仑芯2代于2021年8月量产,基于自研架构,采用全球领先的7nm制程,是国内首款采用GDDR6显存的通用AI芯片,并高度集成ARM CPU 。昆仑芯2代是在1代的经验之上,面向真实客户需求打造的极致通用性、易用性的通用人工智能芯片,对推动国内AI芯片技术研发和商业落地都具有重要价值,未来还将赋能高性能计算机集群、生物计算、智能交通等更广泛应用空间。
  • “中国IC设计成就奖”提名产品:X9高性能智能座舱芯片X9 为国内外Tier1和主机厂提供了极具竞争优势的高端座舱SoC方案,加快了研发速度并显著降低了研发成本
  • 基于光学测量的可穿戴生命体征监测方案 生命体征监测包括测量一系列能显示个人健康状况的生理参数。心率是最常见的参数之一,可以通过心电图来检测,心电图可以测量心跳的频率,最重要的是,可以测量心跳的变化。心率变化往往由活动引起。在睡眠或休息时,节奏较慢,但往往会随着身体活动、情绪反应、压力或焦虑等因素而加快。本文将结合亚德诺半导体公司(ADI)的相关产品与技术提供基于光学测量的可穿戴生命体征监测方案。
  • 为何要校准? 请您试想一下,如果您的仪器不太准确,甚至是不太安全时,会对您造成什么影响呢?校准并非是“微调”您的测试仪器,而是确保您可以安全、可靠地使用仪器,获得所需的准确的测量结果。它是一种质量保证。
  • 利用Fluke 8588A改进55系列校准器的检定 福禄克的55XX系列多产品校准器,一台就是一个小型的校准实验室,可检定各类仪表,如数字多用表、热工二次仪表等。而校准器也需要定期检查和校准,以保障日常工作的可信度。本文阐述了如何简化其校准过程。
  • 兼具传感器偏置应用所需精度和可重复性的可调高压电源 有没有一种简单的办法来创建适合传感器偏置应用的高压电源?当然,只需使用集成精密反馈电阻的IC。
  • 聚焦运动健康新常态,TI芯科技助力智能手表新风潮 近年来,随着手机厂商持续投入,智能手表市场活力十足。在COVID-19肆虐全球的后疫情时代,智能手表被赋予了新的使命,融合了血氧、心率、ECG监测、体温、血糖、血压监测等能够体现人们运动状态和健康指标的功能已经成为刚需。
  • 服务器用组装式大电流功率电感WPZ WPZ以锰锌铁氧体作为磁芯,拥有低损耗,高Bs;超高饱和电流;线圈与焊盘为一体式连接等特点。
  • 一文看懂:0欧电阻、电感、磁珠单点接地时有啥区别? 人们认为大地能够吸收所有电荷,始终维持稳定,是最终的地参考点。虽然有些板子没有接大地,但发电厂是接大地的,板子上的电源最终还是会返回发电厂入地。如果把模拟地和数字地大面积直接相连,会导致互相干扰。
  • 西门子与AWS深化合作,共同推进云计算工业数字化转型 西门子与AWS携手提高西门子Xcelerator解决方案组合的可访问性、可扩展性及灵活性;通过技术合作和新服务的提供,助力企业降低产品设计和生产复杂度
广告
热门推荐
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
面包芯语
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了