આરોગ્યસંભાળ અને તબીબી ઉપકરણ એપ્લિકેશનો માટે ચિપ સોલ્યુશન્સ
તબીબી એપ્લિકેશનો માટે ચિપ્સ ડિઝાઇન કરવા માટે જરૂરી આયોજન અન્ય ક્ષેત્રો કરતાં તદ્દન અલગ છે, અને તે પણ સ્વ-ડ્રાઇવિંગ કાર જેવા મિશન-ક્રિટીકલ બજારોથી ખૂબ જ અલગ છે.તબીબી ઉપકરણના પ્રકારને ધ્યાનમાં લીધા વિના, જો કે, તબીબી ચિપ ડિઝાઇન ત્રણ મુખ્ય પડકારોનો સામનો કરશે: પાવર વપરાશ, સલામતી અને વિશ્વસનીયતા.
હેલ્થકેરમાં ઉપયોગમાં લેવાતા સેમિકન્ડક્ટર્સના વિકાસમાં, વિકાસકર્તાઓએ સૌ પ્રથમ ખાતરી કરવી જોઈએ કે તબીબી ઉપકરણોનો ઓછો વીજ વપરાશ, ઇમ્પ્લાન્ટેબલ ઉપકરણો આ માટે વધુ કડક આવશ્યકતાઓ છે, કારણ કે આવા ઉપકરણોને શસ્ત્રક્રિયા દ્વારા શરીરમાં મૂકવાની અને દૂર કરવાની જરૂર છે, પાવર વપરાશ ઓછો હોવો જોઈએ. , સામાન્ય રીતે, ડોકટરો અને દર્દીઓ ઇચ્છે છે કે ઇમ્પ્લાન્ટ કરી શકાય તેવા તબીબી ઉપકરણો 10 થી 20 વર્ષ ટકી શકે, બેટરી બદલવા માટે દર થોડા વર્ષો કરતાં.
મોટાભાગના બિન-ઇમ્પ્લાન્ટેબલ તબીબી ઉપકરણોને અલ્ટ્રા-લો-પાવર ડિઝાઇનની પણ જરૂર હોય છે, કારણ કે આવા ઉપકરણો મોટાભાગે બેટરીથી ચાલતા હોય છે (જેમ કે કાંડા પર ફિટનેસ ટ્રેકર્સ).વિકાસકર્તાઓએ સક્રિય અને સ્ટેન્ડબાય પાવર વપરાશ ઘટાડવા માટે ઓછી-લિકેજ પ્રક્રિયાઓ, વોલ્ટેજ ડોમેન્સ અને સ્વિચ કરી શકાય તેવા પાવર ડોમેન્સ જેવી તકનીકોને ધ્યાનમાં લેવાની જરૂર છે.
વિશ્વસનીયતા એ સંભાવના છે કે ચિપ આપેલ વાતાવરણમાં (માનવ શરીરની અંદર, કાંડા પર, વગેરે) ચોક્કસ સમયગાળા માટે જરૂરી કાર્ય સારી રીતે કરશે, જે તબીબી ઉપકરણના ઉપયોગના આધારે બદલાશે.મોટાભાગની નિષ્ફળતાઓ ઉત્પાદનના તબક્કે અથવા જીવનના અંતની નજીક થાય છે, અને ચોક્કસ કારણ ઉત્પાદનની વિશિષ્ટતાઓને આધારે બદલાય છે.ઉદાહરણ તરીકે, લેપટોપ અથવા મોબાઇલ ઉપકરણનું આયુષ્ય આશરે 3 વર્ષ છે.
જીવનના અંતની નિષ્ફળતાઓ મુખ્યત્વે ટ્રાન્ઝિસ્ટર વૃદ્ધત્વ અને ઇલેક્ટ્રોમિગ્રેશનને કારણે છે.વૃદ્ધત્વ એ સમય જતાં ટ્રાન્ઝિસ્ટરની કામગીરીના ધીમે ધીમે અધોગતિનો સંદર્ભ આપે છે, જે આખરે સમગ્ર ઉપકરણની નિષ્ફળતા તરફ દોરી જાય છે.ઇલેક્ટ્રોમિગ્રેશન, અથવા વર્તમાન ઘનતાને કારણે અણુઓની અનિચ્છનીય હિલચાલ, ટ્રાન્ઝિસ્ટર વચ્ચે ઇન્ટરકનેક્શન નિષ્ફળતાનું એક મહત્વપૂર્ણ કારણ છે.રેખા દ્વારા વર્તમાન ઘનતા જેટલી વધારે છે, ટૂંકા ગાળામાં નિષ્ફળતાની શક્યતા વધારે છે.
તબીબી ઉપકરણોનું યોગ્ય સંચાલન મહત્વપૂર્ણ છે, તેથી ડિઝાઇન તબક્કાની શરૂઆતમાં અને સમગ્ર પ્રક્રિયા દરમિયાન વિશ્વસનીયતાની ખાતરી કરવી જરૂરી છે.તે જ સમયે, ઉત્પાદન તબક્કામાં પરિવર્તનશીલતા ઘટાડવી પણ જરૂરી છે.સિનોપ્સિસ સંપૂર્ણ વિશ્વસનીયતા વિશ્લેષણ ઉકેલ પ્રદાન કરે છે, જેને સામાન્ય રીતે પ્રાઇમસિમ વિશ્વસનીયતા વિશ્લેષણ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, જેમાં વિદ્યુત નિયમની તપાસ, ફોલ્ટ સિમ્યુલેશન, પરિવર્તનશીલતા વિશ્લેષણ, ઇલેક્ટ્રોમાઇગ્રેશન વિશ્લેષણ અને ટ્રાન્ઝિસ્ટર વૃદ્ધત્વ વિશ્લેષણનો સમાવેશ થાય છે.
તબીબી ઉપકરણો દ્વારા એકત્રિત કરવામાં આવેલ ગોપનીય તબીબી ડેટાને સુરક્ષિત રાખવાની જરૂર છે જેથી અનધિકૃત કર્મચારીઓ ખાનગી તબીબી માહિતીનો ઉપયોગ કરી શકે નહીં.વિકાસકર્તાઓએ એ સુનિશ્ચિત કરવાની જરૂર છે કે તબીબી ઉપકરણો કોઈપણ પ્રકારની છેડછાડ માટે સંવેદનશીલ નથી, જેમ કે અનૈતિક વ્યક્તિઓ પેસમેકરને હેક કરીને દર્દીને નુકસાન પહોંચાડવાની શક્યતા.ન્યુમોનિયાના નવા રોગચાળાને કારણે, તબીબી ક્ષેત્ર દર્દીઓ સાથે સંપર્કનું જોખમ ઘટાડવા અને સુવિધા માટે વધુને વધુ કનેક્ટેડ ઉપકરણોનો ઉપયોગ કરી રહ્યું છે.જેટલા વધુ રિમોટ કનેક્શન્સ સ્થાપિત થાય છે, તેટલા ડેટા ભંગ અને અન્ય સાયબર હુમલાની સંભાવના વધારે છે.
ચિપ ડિઝાઈન ટૂલ્સના પરિપ્રેક્ષ્યમાં, મેડિકલ ડિવાઈસ ચિપ ડેવલપર્સ અન્ય એપ્લીકેશન સિનારિયોમાં વપરાતા ટૂલ્સથી અલગ કોઈ ટૂલ્સનો ઉપયોગ કરતા નથી;EDA, IP કોરો અને વિશ્વસનીયતા વિશ્લેષણ સાધનો બધા જરૂરી છે.આ ટૂલ્સ ડેવલપર્સને વધારાની વિશ્વસનીયતા સાથે અલ્ટ્રા-લો પાવર ચિપ ડિઝાઈન હાંસલ કરવા માટે અસરકારક રીતે આયોજન કરવામાં મદદ કરશે, જ્યારે જગ્યાની મર્યાદાઓ અને સલામતી પરિબળોને ધ્યાનમાં લઈને, જે દર્દીના સ્વાસ્થ્ય, માહિતી સુરક્ષા અને જીવન સલામતી માટે મહત્વપૂર્ણ છે.
તાજેતરના વર્ષોમાં, નવા તાજ ફાટી નીકળવાના કારણે વધુને વધુ લોકોને તબીબી પ્રણાલીઓ અને તબીબી ઉપકરણોના મહત્વનો અહેસાસ થયો છે.રોગચાળા દરમિયાન, વેન્ટિલેટરનો ઉપયોગ ફેફસામાં ગંભીર ઈજાવાળા દર્દીઓને શ્વાસ લેવામાં મદદ કરવા માટે કરવામાં આવતો હતો.વેન્ટિલેટર સિસ્ટમ્સ મહત્વપૂર્ણ સંકેતોનું નિરીક્ષણ કરવા માટે સેમિકન્ડક્ટર સેન્સર અને પ્રોસેસર્સનો ઉપયોગ કરે છે.સેન્સરનો ઉપયોગ દર્દીના દર, જથ્થા અને શ્વાસ દીઠ ઓક્સિજનની માત્રા નક્કી કરવા અને દર્દીની જરૂરિયાતો અનુસાર ઓક્સિજનના સ્તરને બરાબર ગોઠવવા માટે થાય છે.દર્દીને શ્વાસ લેવામાં મદદ કરવા માટે પ્રોસેસર મોટરની ગતિને નિયંત્રિત કરે છે.
અને પોર્ટેબલ અલ્ટ્રાસાઉન્ડ ઉપકરણ દર્દીઓમાં ફેફસાના જખમ જેવા વાયરલ લક્ષણો શોધી શકે છે અને ન્યુક્લીક એસિડ પરીક્ષણની રાહ જોયા વિના નવા કોરોનાવાયરસ સાથે સંકળાયેલ તીવ્ર ન્યુમોનિયાના લક્ષણોને ઝડપથી ઓળખી શકે છે.આવા ઉપકરણો અગાઉ અલ્ટ્રાસાઉન્ડ પ્રોબ્સ તરીકે પીઝોઇલેક્ટ્રિક સ્ફટિકોનો ઉપયોગ કરતા હતા, જેની કિંમત સામાન્ય રીતે $100,000 કરતાં વધુ હોય છે.પીઝોઇલેક્ટ્રિક ક્રિસ્ટલને સેમિકન્ડક્ટર ચિપ સાથે બદલીને, ઉપકરણની કિંમત માત્ર થોડા હજાર ડૉલર છે અને દર્દીના આંતરિક શરીરની સરળ તપાસ અને મૂલ્યાંકન માટે પરવાનગી આપે છે.
નવો કોરોનાવાયરસ વધી રહ્યો છે અને હજી સંપૂર્ણ રીતે સમાપ્ત થયો નથી.જાહેર સ્થળોએ મોટી સંખ્યામાં લોકોનું તાપમાન તપાસવું મહત્વપૂર્ણ છે.વર્તમાન થર્મલ ઇમેજિંગ કેમેરા અથવા નોન-કોન્ટેક્ટ ફોરહેડ ઇન્ફ્રારેડ થર્મોમીટર આ કરવા માટેની બે સામાન્ય રીતો છે, અને આ ઉપકરણો પણ સેમીકન્ડક્ટર જેવા કે સેન્સર્સ અને એનાલોગ ચિપ્સ પર આધાર રાખે છે જેથી તાપમાન જેવા ડેટાને ડિજિટલ રીડિંગમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે.
હેલ્થકેર ઉદ્યોગને આજના સતત બદલાતા પડકારોને પહોંચી વળવા માટે અદ્યતન EDA સાધનોની જરૂર છે.એડવાન્સ્ડ EDA ટૂલ્સ વિવિધ ઉકેલો પ્રદાન કરી શકે છે, જેમ કે હાર્ડવેર અને સોફ્ટવેર સ્તરો પર રીઅલ-ટાઇમ ડેટા પ્રોસેસિંગ ક્ષમતાઓને અમલમાં મૂકવી, સિસ્ટમ એકીકરણ (સિંગલ-ચિપ પ્લેટફોર્મમાં શક્ય તેટલા બધા ઘટકોને એકીકૃત કરવા), અને નીચા-ચીપની અસરનું મૂલ્યાંકન કરવું. ગરમીના વિસર્જન અને બેટરી જીવન પર પાવર ડિઝાઇન.સેમિકન્ડક્ટર એ ઘણા વર્તમાન તબીબી ઉપકરણોનો એક મહત્વપૂર્ણ ઘટક છે, જે ઓપરેશનલ કંટ્રોલ, ડેટા પ્રોસેસિંગ અને સ્ટોરેજ, વાયરલેસ કનેક્ટિવિટી અને પાવર મેનેજમેન્ટ જેવા કાર્યો પૂરા પાડે છે.પરંપરાગત તબીબી ઉપકરણો સેમિકન્ડક્ટર પર એટલા નિર્ભર નથી અને તબીબી ઉપકરણો કે જે સેમિકન્ડક્ટર્સને લાગુ કરે છે તે માત્ર પરંપરાગત તબીબી ઉપકરણોના કાર્યો જ નથી કરતા, પરંતુ તબીબી ઉપકરણોની કામગીરીમાં પણ સુધારો કરે છે અને ખર્ચ ઘટાડે છે.
તબીબી ઉપકરણ ઉદ્યોગ ઝડપી ગતિએ વિકસિત થઈ રહ્યો છે, અને ચિપ વિકાસકર્તાઓ ઇમ્પ્લાન્ટેબલ ઉપકરણો, હોસ્પિટલના તબીબી ઉપકરણો અને હેલ્થકેર વેરેબલ્સની આગામી પેઢીમાં નવીનતા ડિઝાઇન કરી રહ્યા છે અને ચાલુ રાખી રહ્યા છે.
