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.

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.
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.
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

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.
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 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

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.
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

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 »
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:
Terméklista

Van még kérdése?
Akkor kérjük, vegye fel velünk a kapcsolatot!
Érdeklődés az űrlapon
keresztül: +49 (0) 8861 2501 0
sales@ept.de
Akkor kérjük, vegye fel velünk a kapcsolatot!
Érdeklődés az űrlapon
keresztül: +49 (0) 8861 2501 0
sales@ept.de

