Medizintechnik CT Geraet 2000x701
Board-to-Board csatlakozó az orvostechnika területén

Board-to-Board csatlakozó az orvostechnika területén

A megfelelő kapcsolatok az orvosi technika területén (orvostechnika)

Az orvosi technika (orvostechnika) területén a hálózatba kapcsolt MedTech-eszközök, egyre több intelligens érzékelővel, fogják uralni a színtért. A legszigorúbb előírások és a legmagasabb szintű meghibásodás elleni védelem határozzák meg azt az irányt, amelyet a felhasznált termékeknek és alkatrészeknek követniük kell. A miniatürizálás, az adatadatátviteli sebesség és az elektromágneses sugárzás kifejezetten azok a követelmények, amelyeknek a Board-to-Board csatlakozóknak csatlakozó meg kell felelniük. A hardverfejlesztő számára ezek olyan kritériumok, amelyek jelentősen meghatározzák a készülék tervezését.
BILD 5b FP 08 32 MV SH 115 1640x1195px
Ma a betegeknek még az egészségügyi rendszer struktúráihoz kell alkalmazkodniuk. Holnap már – és a Deloitte előrejelzései 2025-re vonatkoznak – az egészségügyi ellátás pontosan fordítva, a betegekhez, tartózkodási helyükhöz és időbeli igényeikhez igazodik majd. Ezt a „4P-orvoslás” (predictive, preventative, personalized, participatory) irányába tett lépést számos digitális innováció segíti elő.

Ez a paradigmaváltás a gyógyászati eszközök gyártóinál is megmutatkozik majd. Az intelligens érzékelők száma az Internet of Medical Things (IoMT) hálózatba kapcsolt termékek számának növekedésével együtt emelkedik. A betegellátás kényelme javul, például az elektronikus betegkartonhoz való vezeték nélküli kapcsolódás, valamint a vitális paraméterek valós idejű továbbítása és figyelemmel kísérése révén. Az adatelemzés, a kognitív módszerek és a robotika további lehetőségeket nyit meg az egészségügyben.

A nagy sebesség és az EMC az orvostechnika eszközök középpontjában

Az orvosi képalkotó rendszerek, mint például a CT-szkennerek, az MRI-készülékek és a digitális röntgenkészülékek, valós időben akár 20 Gbit/s kép- és betegadatot is feldolgoznak. Ugyanez vonatkozik a távorvoslás és a távfelügyelet alkalmazásaira is. Hasonlóképpen a sebészeti robotikában is szükség van a képek és vezérlőparancsok valós idejű átvitelére a sebész konzolja és a robotrendszer között. A nagy felbontású endoszkópia, valamint az implantálható eszközök és a betegmegfigyelő rendszerek további olyan területek, amelyek az adatátvitelre támaszkodnak, ugyanakkor nagy hangsúlyt fektetnek az EMC-tervezési szempontokra is az zavartűrés és a betegbiztonság érdekében. 

További tendenciák, mint például a többforrású érzékelők elterjedése és az egyre inkább hálózatba kapcsolt teljes rendszerek, gyors, megbízható és biztonságos adatátvitelt igényelnek különböző interfészeken keresztül – ez a tény különösen igaz a medtech-eszközökre. Ebben a folyamatban a jelintegritás (jelintegritás) döntő szerepet játszik, mivel az alkalmazásokban a nagy pontosságú és megbízható adatok dominálnak. Az állandó áramok és a pontos adatok elengedhetetlenek a készülékek működési biztonságának, megbízhatóságának és hatékonyságának biztosításához. A nagy bitráták – részben nagy távolságokon át – olyan zavarok esetén, mint a zaj, a (visszacsatolási) veszteségek, valamint a torzítások és a áthallás, olyan mértékben ronthatják az elektromos jeleket, hogy hibák lépnek fel és a készülékek meghibásodnak. 

A vonatkozó ipari szabványok betartása

Groessenvergleich
2. ábra: Egy régi, 5,08 mm-es raszter-ű D-sorozatú DIN-csatlakozó, alatta pedig az új, 0,8 mm-es raszter-ű Zero8
Az Európai Unióban érvényes Orvosi Eszközökre vonatkozó rendelet (MDR) vagy az Egyesült Államokban érvényes Food and Drug Administration (FDA) előírások keretein belül biztosítani kell a készülékek engedélyezését és biztonságos használatát. Emellett minden hardvertervező számára fontos szempont, hogy az orvostechnikai eszközökben egyre kisebbé váló beépítési teret még hatékonyabban kihasználják, miközben az eszközökre nehezedő terhelések – például ütések, rezgések és lengések, valamint hő- és kémiai környezeti hatások – továbbra is megkövetelik az összes eszköz robusztusságát.

Ezenkívül három célzott, alkalmazásspecifikus ipari szabvány létezik a medtech-eszközökre vonatkozóan, amelyeket minden tervezés során figyelembe kell venni. Először is az ISO 80369-1, amely az orvosi eszközök vagy kiegészítők helytelen csatlakoztatásának kockázatát csökkentő tervezési módszertannal foglalkozik. Másodszor az IEC 60601 szabvány, amely leírja az alapvető biztonságra és a lényeges teljesítményjellemzőkre vonatkozó általános követelményeket, beleértve az elektromágneses zavarokat (EMI) és az elektromágneses összeférhetőséget (EMC). Harmadszor pedig az ISO 13485 szabvány, amely a minőségbiztosítási rendszerekre vonatkozik, és amely felelős a gyártási folyamatban használt alkatrészek és eljárások nyomonkövethetőségéért. 

Board-to-board csatlakozó-ek jelátvitelre

Ahogy az orvostechnikai eszközök összetettsége és integrációs sűrűsége egyre növekszik, és a rendelkezésre álló szűk térben meglévő és új funkciókat kell integrálni, úgy a nyomtatott áramköri lapok közötti hídként szolgáló NYÁK-NYÁK csatlakozó-ekkel szemben támasztott követelmények is rendkívül magasak. A legkülönbözőbb alkalmazási helyek és területek rezgésekkel és rázkódásokkal terhelik az eszközöket. A csatlakozó-eknek gondoskodniuk kell a mikromozgások mellett is hosszú távú érintkezési biztonságról. A robusztusság, az adatátvitel és az EMC-árnyékolás a hardverfejlesztők számára a mechanikus készüléktervezés három sarokköve.

A legújabb generációs csatlakozóknak (csatlakozó) minimalizálniuk kell a jelátvitel zavarait, és a csatlakozók érintkezőinek kialakítását tökéletesen ehhez kell igazítani. Ezért mindig az a cél, hogy elkerüljék az adatátvitel kockázatait, amelyek közé elsősorban az anyag- és geometriai változásokból eredő impedanciaingadozások, valamint a beillesztési veszteség (Insertion Loss) és a visszatérési veszteség (Return Loss) okozta csillapítás, illetve a keresztbeszélés (áthallás) tartoznak.

A jelvédelem mint alap

Burst Screen
3. ábra: Jelzavarok az árnyékolt (balra) és az árnyékolatlan (jobbra) csatlakozó.
Az elektromágneses hatások tekintetében a nagy sebességű jelek különleges jelvédelmet igényelnek. Egy csatlakozó (csatlakozó) ekkor akár zavarforrásként, akár elnyelőként is működhet. Ilyenkor ajánlott a jelvédelem árnyékoló lemez (árnyékolólemez) segítségével, hogy az érzékeny jeleket megvédjék a külső hatásoktól. Az alábbi képen látható, hogy már egy kis elektromos impulzus is eltorzíthatja a hasznos jelet. 
A vevő már egy rövid, 0,5 kV-os burst-impulzus után sem tudja egyértelműen értelmezni a HDMI-jel digitális állapotait, míg az árnyékolt csatlakozó jelátvitele még 4,4 kV-nál is stabilan működik. 

Az LK kapcsolási induktivitás (kölcsönös induktivitás) a csatlakozó (csatlakozó) elektromos viszonyait írja le mindkét funkcióban – forrásként és nyelőként. Ez mind az áramzavar-állóságra (zavartűrés), mind az áramzavar-kibocsátásra (zavarkibocsátás) vonatkozik. Ha az indukált feszültség (Uind), a generátor feszültsége (UGen) és a generátorállandó (kGen) ismertek, akkor a maximálisan megengedett kapcsolási induktivitás (kölcsönös induktivitás, LK) értéke a következő egyenlettel határozható meg:

LK = Uind / (UGen * kGen) (1. egyenlet)

A kapcsolási induktivitás (kölcsönös induktivitás) emellett segít a felhasználónak abban, hogy az elektromágneses összeférhetőség szempontjából a megfelelő csatlakozót (csatlakozó) válassza ki, és elkerülje a költség- és időigényes próba-hiba módszerű vizsgálatokat az EMC-Laborban. Erre egy példa: egy HDMI-jel esetében 4,4 kV feszültség mellett az adott esetre vonatkozó maximális kölcsönös induktivitás-értéket 47 pH-ban határozták meg. Ha az érték meghaladja ezt a szintet, a jel továbbítása már nem zavarmentes.

Kifejezetten igényes ipari alkalmazásokhoz

Zero8 Geschirmt ungeschirmt
4. ábra: A Zero8 árnyékolatlan (bal oldalon) és árnyékolt (jobb oldalon) kivitelben.
Az ept Zero8 termékcsaládját az orvostechnika (orvostechnika) ezen magas követelményeinek megfelelően tervezték, és a nagyfokú skálázhatóságnak köszönhetően ideálisan alkalmazkodik az egyedi igényekhez – a típusok, a rétegmagasság (halmozási magasság) és a pólusszám egyénileg választható. Az aljzatok és a csatlakozók (csatlakozó) jelenleg mid-profile és low-profile típus kaphatók, a jövőben pedig high-profile és hajlított változatban is elérhetők lesznek. A különböző beépítési magasságoknak köszönhetően a Zero8 csatlakozókkal 6,00 mm-től 21,00 mm-ig terjedő kártyatávolságok valósíthatók meg, a pólusszám pedig 12 és 80 között változtatható. Az árnyékolás érdekében a csatlakozópár mindkét oldala védelemmel ellátott kivitelben választható, természetesen az összes Zero8 csatlakozó egymással kompatibilis és szabadon kombinálható. 

A ScaleX kétoldalas csatlakozási technológia ellenáll az ipari alkalmazások zord körülményeinek, és biztosítja a megbízható érintkezést mechanikai terhelés, például ütések és rezgések esetén is. Ezen felül csatlakoztatott állapotban minden irányban kompenzálja a készülékek oldalán fellépő tűréseket. Az EMC-árnyékolás köszönhetően a jelek ipari környezetben védve vannak a külső hatásoktól, az anyagminőség pedig akár 16 Gbit/s-os adatátviteli sebesség garantál.

További információk a Zero8-ról »
Nem szabad alábecsülni a nagy sebességű alkalmazásokhoz megfelelő csatlakozó (csatlakozó) kiválasztásának fontosságát. Amint itt leírtuk, különösen az orvostechnika területen számos követelmény érvényesül egyszerre. Milyen mechanikai vagy elektromos tulajdonságoknak kell megfelelniük a NYÁK-NYÁK csatlakozó-eknek, vagy hogyan alakul a csatlakozó csatlakozóperifériája – ezek mind aprólékos részletkérdések, amelyek pinről pinre döntő jelentőségűek lehetnek a kiválasztás során. 

Érdekel?

Akkor válassza ki most az európai gyártmányú csatlakozó-jét:

A kiválasztás visszaállítása
Terméklista
Motive Web Kurzbeschreibung Kontakt 1640x1195px
Van még kérdése?
Akkor kérjük, vegye fel velünk a kapcsolatot!

Érdeklődés az űrlapon

keresztül: +49 (0) 8861 2501 0

sales@ept.de
Köszönjük! Hamarosan

felvesszük Önnel a kapcsolatot, hogy megbeszéljük az igényeit. Elkészítjük és elküldjük Önnek a részletes jelentést a nagy sebességű tulajdonságokról, valamint az S-paramétereket a saját tervének szimulációjához.

Kérje meg a HighSpeed jellemzőit és az S-paramétereket saját tervének szimulálásához

A *-gal jelölt mezők kitöltése kötelező.
Adatvédelmi nyilatkozatunkat itt olvashatja el.

Üzenete elküldésre került.

Köszönjük érdeklődését – kérését a lehető leghamarabb feldolgozzuk.

Kapcsolatfelvételi űrlap

A *-gal jelölt mezők kitöltése kötelező.

Személyes adatok

Az Ön üzenete

Adatvédelem

Adatvédelmi nyilatkozatunkat itt olvashatja el.

Üzenete elküldésre került.

Köszönjük érdeklődését – kérését a lehető leghamarabb feldolgozzuk.

Kapcsolatfelvételi űrlap

A *-gal jelölt mezők kitöltése kötelező.

Személyes adatok

Visszahívás

Az Ön üzenete

Érdekel

Tájékoztató anyagok

Adatvédelem

Adatvédelmi nyilatkozatunkat itt olvashatja el.

Köszönjük érdeklődését

Itt töltheti le a fehér könyvet:

Fehér könyv letöltése

Mielőtt letölthetné a fehér könyvet, kérjük, töltse ki az alábbi mezőket. Köszönjük.

A *-gal jelölt mezők kitöltése kötelező.

Személyes adatok

Adatvédelem

Adatvédelmi nyilatkozatunkat itt olvashatja el.

Üzenete elküldésre került.

Köszönjük, hogy érdeklődik az Electronica utáni hálózatépítő rendezvényünk iránt. Megvizsgáljuk kérését, és a lehető leghamarabb visszaigazoljuk részvételét.

Érdeklődési űrlap

A *-gal jelölt mezők kitöltése kötelező.

Személyes adatok

Adatvédelem

Adatvédelmi nyilatkozatunkat itt olvashatja el.

Köszönjük, hogy megkeresett minket

Megvizsgáljuk az Ön igényeit, és a lehető leghamarabb visszajelzünk Önnek.

A szükséges csatlakozóval kapcsolatos követelményei

A *-gal jelölt mezők kitöltése kötelező, kérjük, töltse ki őket.

Kapcsolattartó

Az Ön kérés

Rossz fájlformátum! Kérjük, válasszon PDF vagy JPG fájlt.
Adatvédelmi nyilatkozatunkat itt olvashatja el.

Köszönjük, hogy megkeresett minket

Megvizsgáljuk az Ön igényeit, és a lehető leghamarabb visszajelzünk Önnek.

csatlakozó-Individualisierung anfragen

A *-gal jelölt mezők kitöltése kötelező, kérjük, töltse ki őket.

Kapcsolattartó

Az Ön kérés

Rossz fájlformátum! Kérjük, válasszon PDF vagy JPG fájlt.
Adatvédelmi nyilatkozatunkat itt olvashatja el.