Terveydenhuollon suuria haasteita maailmanlaajuisesti ovat Covid-19-pandemia, väestön ikääntyminen ja terveydenhoitoalan ammattilaisten puute. Uusimmat terveydenhuollon laitteet ja teknologiat muodostavat merkittävät puitteet kliinisiä prosesseja varten ja teholähteistä on saatavissa luotettavasti sähkötehoa.
|
Artikkelin on kirjoittanut Chris Maidment, joka toimii TDK-Lambdalla markkinointijohtajana. Hän on työskennellyt elektroniikkateollisuudessa yli 30 vuotta. Aiemmin hän työskenteli 26 vuotta TDK:lla tuotemarkkinoinnin päällikkönä. TDK-Lambdalla hän vastaa tuotteiden teknisestä markkinoinnista EMEA-alueella. |
Yksi kehittyneiden terveydenhuollon teholähderatkaisujen pisimpään toimineista ja luotettavimmista valmistajista on TDK-Lambda. Yhtiön tuotteita käytetään monissa uusimman teknologian lääkintälaitteissa ja -järjestelmissä kuten magneettikuvauksen (MRI), tietokonetomografian (CT) ja fotoniemissiotomografian (PET) skannereissa, röntgenjärjestelmissä, hematologia-analysaattoreissa, DNA-laitteissa, potilasmonitoreissa, ultraääniskannereissa, leikkausroboteissa sekä dialyysilaitteissa. Yhtiö on yli 40 vuotta tehnyt yhteistyötä lääkintälaitteiden toimittajien kanssa maailmanlaajuisesti.
Sähköverkko syöttää vaihtovirtaa, joka muutetaan lääkintälaitteille sopivaksi tasavirraksi AC/DC-teholähteessä. Koska potilaan hoitaminen edellyttää jatkuvatoimisten kriittisten laitteiden käyttöä, laitevalmistajat asettavat suuret odotukset ja vaatimukset teholähteiden luotettavuudelle. Mikä sitten tekee näistä teholähteistä niin luotettavia? Tarkastellaan seuraavassa asiaa yksityiskohtaisemmin eri terveydenhuollon laitteiden ja kalustojen yhteydessä.
Tietokonetomografian skannerit
CT-skannerit on yksi nopeasti kehittyvä terveydenhuollon laitteiden ryhmä. Nämä erikoistuneet kuvantamiseen ja testaamiseen tarkoitetut laitteet ovat laajasti käytössä terveydenhoidon laitoksissa. Röntgensädettä ja tietokonelaskentaa hyödyntämällä niillä saadaan otettua kehosta poikkileikkauskuvia. Samalla kun röntgensäteitä lähetetään kuvantamista varten, röntgensäteitä tuottava putki CT-skannerin rungon sisällä pyörii 360 astetta potilasvuoteen ympäri.
Kuva 1: Röntgensäteitä lähettävä runkokehikko (putki ja ilmaisin), potilasvuode ja valvontapöytä (tietokoneen ohjauspaneeli) muodostavat CT-skannerin.
Teholähteistä syötetään virtaa kuvankäsittelyä ja muita ohjaintoimintoja varten CT-kuvauksen aikana kehitysasteen mukaisia perustoimintoja tukien. Sen vuoksi on ratkaisevan tärkeää, että nämä laitteet ovat erittäin luotettavia ja tehokkaita. CT-skannerit ovat kalliita, jopa satoja tuhansia euroja maksavia laitteita ja on olennaista, että niiden käyttöaika on hyvin pitkä.
Viipalekuvantamiseen tarkoitettujen CT-skannerien kehitystyö on viime aikoina edistynyt siten, että teräviä 3D-kuvia voidaan tuottaa sekunnissa useita kymmeniä sen sijaan, että yhden kuvan tuottaminen vaati aikaisemmin useita sekunteja. Sydän ja aivot saadaan nyt tarkasti kuvattua 4D CT -kuvantamisessa tapahtuneen viimeaikaisen kehityksen ansiosta. Lisäksi diagnostisen kuvantamisen tulosten tarkkuutta voidaan parantaa tekoälyä käyttämällä.
Nyt kun sairaalalaitteiden ominaisuudet ovat entistä kehittyneempiä ja tarkkuudeltaan parempia, on myös entistä tärkeämpää pyrkiä vähentämään kohinan vaikutuksia. TDK-Lambdan valikoimassa on myös sähköverkkoon tarkoitettuja EMC-suotimia kohinan hillitsemiseksi.
Potilaan hyvinvointi on tärkeää prosessin kaikissa vaiheissa. Teholähteen jäähdytystuulettimesta lähtevä ääni voi kuulostaa häiritsevältä ja väsyttävältä niin potilaasta kuin laitteen käyttäjästäkin. TDK-Lambda on kiinnittänyt tähän erityisesti huomiota kahdessa uusimmassa monilähtöisessä modulaarisessa teholähteessään.
QM-sarjan teholähteet tarjoamat tehotasot ovat 550 watista 2000 wattiin ja ne on varustettu enimmillään 18 lähdöllä. Jopa 91 % hyötysuhteellaan ne vähentävät sisäisiä häviöitä hyödyntämällä pienillä nopeuksilla ja hiljaisesti toimivia jäähdytystuulettimia.
Kuva 2: TDK-Lambdan MU4-sarjan modulaarinen lääkintälaitteisiin tarkoitettu teholähde on korkeudeltaan 1U.
MU4-sarjan teholähdemoduulien tehon syöttö on enimmillään 800 wattia ja ne on varustettu älykkäällä tuulettimen ohjauksella. Mikro-ohjaimen algoritmi monitoroi ensiömuuntimen ja kunkin lähtömoduulin lämpötilaa, jolloin tuulettimen nopeus saadaan säädettyä optimijäähdytyksen aikaan saamiseksi. Tällöin MU4:n tuulettimen pyörimisnopeus pienenee ja tuloksena on vain 36 dBA:n ääniprofiili.
Potilasmonitorit
Potilasmonitorit saavat usein näkyvän roolin uutiskuvissa, elokuvissa ja TV-ohjelmissa. Se on sairaalalaite, jonka tehtävänä on valvoa potilaan elintoimintoja kuten elektrokardiogrammista saatavaa dataa ja verenpainetta. Niitä käytetään yleisesti tehohoidon ja kriittisen hoidon yksiköissä sekä keskusvalvomoissa potilaan jatkuva-aikaiseen tarkkailuun ja lääkintähenkilöstön hälyttämiseen, jos potilaan tilassa tapahtuu äkkinäinen muutos.
Kuva 3: Potilasmonitoreilla tarkkaillaan elintoimintoja.
Potilasvalvonnassa teholähteiden tulee olla toiminnaltaan äärimmäisen stabiileja, jotta ne toimivat luotettavasti ympärivuotisesti ja -vuorokautisesti oloissa, joissa vikatilanteita ei saa tapahtua koskaan. Erityisesti tarvetta on kompakteille teholähteille, koska potilasvalvomoissa laitteiden, kuten ilmastointilaitteiden ja sydän-keuhkokoneiden, määrät ovat lisääntyneet merkittävästi viime vuosina. TDK-Lambdan valikoimissa on eräitä markkinoiden pienimpiä teholähteitä, jotka ovat kooltaan 2 x 3 tuumaa (AC/DC 60 W -luokassa) ja profiililtaan matalia, jolloin ne soveltuvat hyvin integroitavaksi litteänäyttöisiin monitoreihin.
Kuva 4: TDK-Lambdan CUS-M ja PFE1000FA-sarjan teholähteet soveltuvat käytettäväksi sairaalalaitteissa kuten CT-skannereissa ja potilasmonitoreissa.
TDK-Lambdan teholähteet täyttävät eri lääkintälaitestandardien kuten uusimman IEC60601-1 (Edition 3.1) -standardin asettamat vaatimukset. Yhtiön tuotekehitys- ja tuotantotilat Japanissa, Britanniassa, Yhdysvalloissa, Kiinassa ja Malesiassa täyttävät myös kansainvälisen ISO13485-standardin lääkintälaitteiden laadunhallintajärjestelmille kohdistetut vaatimukset.
Lisää tietoa on saatavissa TDK:n nettisivuilta.
Saksalaislähtöinen Ubitium on kehittänyt innovatiivisen prosessoriarkkitehtuurin, joka yhdistää eri suorittimien (CPU, GPU, DSP, FPGA) toiminnot yhteen siruun. Yrityksen mukaan tämä uusi RISC-V-arkkitehtuuriin perustuva ratkaisu mullistaa yli 50 vuotta vanhan suorittimien suunnittelun.
