Le scienze mediche sono in rapida evoluzione e si stanno trasformando per prepararsi al futuro. I dispositivi medici stanno diventando sempre più hi-tech e devono essere costruiti con i componenti interni e i sistemi più moderni.
I componenti prodotti da Analog Devices sono tra i più efficienti, piccoli e accurati attualmente disponibili sul mercato e sono quindi ideali per il settore medico. Nei contenuti seguenti, scopri di più sull'offerta dedicata di Analog Devices per specifiche applicazioni come la ventilazione, la diagnostica in vitro (IVD), la dialisi e l'infusione.
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Ventilatori
Dispositivi medici estremamente critici, i ventilatori supportano o favoriscono la respirazione del paziente. Essenzialmente, sono costituiti da una turbina o da un diaframma ad azionamento elettrico, che invia meccanicamente l'aria ai polmoni di un paziente, e da un sistema integrato che controlla la pressione e il flusso. Sono in grado di regolare i livelli di ossigeno, il calore e/o di umidificare l'aria in ingresso e pressurizzare l'aria in base alle esigenze del paziente. A livello di sistema, i ventilatori devono:
- • Disporre di numerose modalità d'esercizio per soddisfare le esigenze diversificate e dinamiche dei pazienti
- • Regolazione della pressione e del flusso rapida e precisa
- • La velocità della turbina è estremamente regolabile e precisa
I diagrammi di flusso e la tabella seguenti mostrano la catena del segnale di un ventilatore tipico e le parti Analog Devices raccomandate per il tuo progetto.
Tabella delle parti raccomandate
Funzione |
Numero parte |
Considerazioni di progetto |
Temperatura, pressione, interfaccia di flusso |
AD7124-4 (integrato)
|
Bassa potenza, basso rumore, estremità frontale analogica integrata per misurazioni ad alta precisione |
LTC2983 (integrato) |
Sistema digitale multisensore di misurazione della temperatura ad elevata accuratezza | |
AD7195 (pressione discreta) |
ADC con ponte ottimizzato. ADC Sigma-Delta a 24 bit, 4,8 kHz, a bassissimo rumore, con PGA ed eccitazione CA | |
LTC2487 (pressione discreta) |
ADC ∆Σ a 16 bit a 2/4 canali Interfaccia PGA, Easy Drive e I2C |
|
AD8290 (pressione discreta) AD8295 |
Amplificatore di strumentazione di precisione con amplificatori di elaborazione del segnale | |
Sensore multimodale |
ADPD4000 | 8 canali di ingresso e 12 timeslot programmabili. Ideale per progetti che combinano più misurazioni (ottica, impedenza toracica, ECG, temperatura) |
Estremità frontale ottica |
ADPD1080 | Estremità frontale analogica fotometrica, con 3 driver LED per progetti che richiedono solo misurazioni ottiche |
Estremità frontale a impedenza |
AD5940 | Impedenza ad alta precisione e estremità frontale elettrochimica per progetti che richiedono una misurazione più complessa dell'impedenza, come l'analisi EDA e dell'impedenza corporea |
Estremità frontale biopotenziale |
AD8233 | Estremità frontale ECG a una derivazione a basso rumore |
Amplificatori per anemometro |
LT6370 AD8422 LT1468 |
Anemometro a temperatura costante. Sono richiesti amplificatori OP (anziché di strumentazione) per chiudere rapidamente/con accuratezza il loop dinamico. Specifiche tipiche GBP >80 MHz, risposta >20 V/us, Vos <30 uV |
Riferimento generale |
ADR45xx | Rumore bassissimo, riferimento DAC di alta precisione |
DAC video |
ADV7510 | DAC video ad alta velocità, 330 MHz, 8 bit triplo |
Ricetrasmettitore HDMI |
ADV7510 | Trasmettitore HDMI® 1.3 Deep Color con CEC |
Sensore di vibrazione |
ADcmXL3021 | Accelerometro triassiale con ampiezza di banda larga, a basso rumore |
uC/DSP |
ADSP-SC57x ADSP-CM40X |
Processore single/dual core sharc+ ARM Cortex A5 ARM Cortex-M4F a bassissima potenza MCU con alimentazione integrata |
CDC |
AD7745 | Condensatore per controller touchscreen digitale |
Tabella delle parti raccomandate: isolamento
Funzione |
Numero parte |
Considerazioni di progetto |
Isolanti digitali |
ADuM220, ADuM221, ADuM240, ADuM241, ADuM242, ADuM260/61/62/63 |
Prestazioni delle emissioni irradiate e capacità di picco ottimizzate |
Isolatore USB |
ADuM4160 Nel 2020: ADuM4165 |
ADuM4160 potrebbe presentare problemi associati alle emissioni ADuM4165 progettato per offrire basse emissioni e picchi elevati |
Ricetrasmettitore USB isolato con alimentazione isolata |
LTM2884 | Isolamento 2.500 Vrms, convertitore CC/CC integrato e configurazione automatica della velocità |
RS-232 isolato |
Approccio discreto: isolante digitale + ricetrasmettitore | Solo ADM32512E 2,5 kVrms, senza certificazione IEC 60601-1 |
RS-485 isolato |
ADM2490E ADM2481E |
5 kVrms ma senza certificazione |
RS-485 isolato + alimentazione |
ADM2867E |
ADM2867E progettato per offrire basse emissioni LTM2885 ha prestazioni di compatibilità elettromagnetica e di picco elevate |
Isolatore CAN |
ADM3056E ADM3057E LTM2889 |
Ricetrasmettitori CAN isolati. ADM3065E (5,7 kV), AD3057E (2 kV) con rate dati a 12 Mbps. LTM2889 2,5 kV con rate dati fino a 4 Mbps |
Driver gate isolato |
ADuM412x | Driver gate di precisione isolato con uscita a 2 A |
Tabella delle parti raccomandate: gestione della potenza
Funzione |
Numero parte |
Considerazioni di progetto |
Regolatore di commutazione micromodulo |
LTM4622 LTM4623
|
Regolatori di commutazione micromodulo 6 mm x 6 mm. Regolatore di uscita doppio/singolo 2A/3A |
Convertitori buck-boost |
LTC3388 LT8609 LTC3125 LTC8330 LT3757 |
Regolatore buck con Iq nanoamp. Ideale per Silent Switcher II a batteria, basso Iq, basso rumore, uscita 2 A I, picco 3 A I. Convertitore boost a corrente in ingresso limitata, ideale per batteria Tiny 2 x 3 mm Convertitore boost con interruttore da 1 A, 60 V. Controller con regolatore di commutazione, ideale per applicazioni a batteria |
Regolatori lineari |
LT3010 ADP121 |
Regolatore lineare a micropotenza. 150 mA uscita I, basso Iq, Regolatore lineare negativo. 150 mA uscita I, basso Iq, Regolatore lineare a micropotenza. 150 mA uscita I, basso Iq. |
Gestione batteria |
LTC4412 LTC4100 LT6700 |
SOT23 commutazione automatica tra batteria e alimentazione principale Controller intelligente dei caricatori batteria Monitor a batteria a micropotenza. SOT23 e DFN 2 x 3 mm
|
Limitatore di sovraccarico |
LT4356 |
Limitatore di sovraccarico, consente agli alimentatori di superare i picchi di tensione |
Inverter pompa di carica |
LTC1983-x | Semplice polarizzazione a -3V/-5V |
IVD - Diagnostica in vitro
I dispositivi IVD sono uno strumento importante che i medici utilizzano durante il processo di guarigione. Il processo IVD consente di rimuovere un piccolo campione di tessuto da un paziente, quindi di analizzarlo con diversi tipi di macchine. A seconda del risultato dell'analisi, il paziente può essere dimesso, gli può essere prescritto un trattamento o chiesto di sottoporsi a ulteriori esami. L'uso dei dispositivi IVD è consolidato, ma attualmente assistiamo ad alcune tendenze di mercato:
- • la diagnostica POC (point-of-care) sta rendendo le apparecchiature IVD più disponibili nelle cliniche e nelle case dei pazienti
- • La diagnostica in vivo consente di eseguire esami senza rimuovere campioni di tessuto. Ciò avviene mediante l'uso di dispositivi che possono essere indossati o impiantati
- • Livelli di automazione più elevati consentono di eseguire esami più rapidi, accurati e meno faticosi
Esistono alcune tipologie di diagnostica IVD largamente utilizzate:
- • Chimica: il rilevamento degli analiti determina alcune sostanze (glucosio, lattato, colesterolo, ecc.) sono presenti e se i loro livelli sono normali
- • Ematologica: gli esami del sangue valutano aspetti come il numero di cellule ematiche, la qualità del sangue, i livelli proteici e la presenza di malattie a trasmissione ematica
- • Microbiologica: l'analisi delle malattie infettive si basa sull'analisi di un campione per la ricerca di batteri, virus, parassiti, funghi o anticorpi
- • Molecolare: l'analisi del DNA ricerca anomalie o variazioni nel codice genetico e determina la predisposizione a determinate malattie
Nei diagrammi di flusso e nelle tabelle seguenti, vengono fornite informazioni sulle catene di segnale di dispositivi IVD di uso comune e su prodotti specifici Analog Devices che sono ideali per questa applicazione.
Parti correlate
- • Interfaccia pressione: AD7124
- • CDC: AD7142
- • Interferenza temperatura: AD7124-4 e LTC2983
- • Temp.: ADT7320
- • Controllo retroilluminazione: ADP55xx
- • Condensatore touch: AD714x e AD715x
- • Isolanti digitali: ADuM220
- • Isolatore USB con alimentazione isolata: LTM2884
- • Isolatore USB: ADuM4160
- • CODEC audio: ADAU17xx
Parti correlate
- • Moduli buck-boost: LTM8056 (58 Vin), LTM8054 (36 Vin), LTM8055 (36 Vin) e LTM4609 (36 Vin induttore est.)
- • Moduli buck: LTM8071 (60 Vin,5A), LTM8073 (60 Vin, 3 A), LTM8074 (60 Vin, 1,2 A), LTM4664 (58 Vin, doppio, 25 A), LTM8053 (40 Vin, 3,5 A), LTM8065 (40 Vin, 2,5 A), LTM8063 (40 Vin, 2 A)
Dialisi renale
A livello globale, la malattia renale è in aumento, con proporzionale aumento della necessità di dispositivi per dialisi. Queste macchine, che devono essere utilizzate 3 volte alla settimana per un massimo di 4 ore per volta, consentono di filtrare il sangue di un paziente per rimuovere le impurità e mantenere l'equilibrio corporeo di acqua e minerali. Esistono due tipi principali di trattamento di dialisi:
- • L'emodialisi, che utilizza una macchina filtrante chiamata dializzatore, esterna al corpo del paziente
- • La dialisi peritoneale, che sfrutta una parte del rivestimento dello stomaco, il peritoneo, insieme ad un prodotto chimico chiamato "dialisato", per pulire il sangue del paziente. Il peritoneo è semipermeabile, quindi funziona da filtro
I seguenti schemi di sistema e tabelle riportano ulteriori informazioni sulla configurazione delle macchine per dialisi di uso comune e su come i componenti di Analog Devices possono supportarne la progettazione.
Tabella delle parti raccomandate: ingressi sensore
Funzione |
Numero parte |
Considerazioni di progetto |
Interfaccia del sensore di pressione |
AD8221 (implementazione discreta) AD8226 |
Amp. di strumentazione Resistore singolo per la regolazione del guadagno |
AD7124-4 (implementazione integrata) | Estremità frontale analogica integrata | |
LTC6915 | Precisione della deriva zero dell'amp. | |
AD8555 AD8556 AD8557 |
Sensore AFE a controllo digitale |
|
ADA4558 |
Condizionatore del segnale del sensore ponte | |
Sensore di temperatura |
ADT7420 ADT7422 |
Precisione di ±02/±0,1 °C, digitale, 16 bit Sensore di temperatura I2C |
ADT5912 | Sensore di temperatura analogico con accuratezza di 0,1 °C | |
AD7124 AD719x |
ADC Sigma Delta a 24 bit + eccitazione |
|
Rilevamento bolle d'aria |
AD5940 (impedenza) | Estremità frontale a impedenza ad alta precisione |
AD7746 (capacitivo) | Capacità 2 canali per convertitore digitale | |
ADPD1080 ADPD188BIZ |
Rilevamento ottico bolle (a trasmissione/riflessione) |
|
Rilevamento del livello |
ADPD1080 (ottico) | L'AFE ottico richiede parti ottiche esterne (PD/LED) |
AD7745 (capacitivo) AD7746 AD7747 |
Tecnologia di rilevamento con condensatori a 24 bit a canale singolo/doppio |
|
Conduttività |
AD5940 ADuCM355 |
AFE singolo / Estremità frontale a impedenza completamente integrata |
Tabella delle parti raccomandate: monitoraggio dei parametri vitali
Funzione |
Numero parte |
Considerazioni di progetto |
Monitoraggio ECG |
AD8233 |
Estremità frontale ECG a derivazione singola |
ADAS1000-3 ADAS1000-4 |
Monitor ECG per prestazioni diagnostiche a 3 derivazioni | |
AD8220 AD8422 + ADAQ7980 |
Estremità frontale ECG discreta |
|
AD8244 / ADA4528-x |
Buffer ad alta impedenza / Deriva zero Amplificatore |
|
Sensore ottico |
ADPD1080 /ADPD4000 | AFE ottico per frequenza cardiaca per Sistemi a trasmissione e riflessione |
ADPD188GGZ | Frequenza cardiaca a livello del polso | |
ADPD144RIZ | Rilev. ottico frequenza cardiaca a livello dell'orecchio | |
EDA/GSR/BIA |
AD5940 ADuCM350 ADuCM355 |
Sensori di impedenza per il monitoraggio dell'affaticamento (sensori a livello del polso o delle dita), rilevamento composizione corporea/fluidi corporei (sensori a livello degli arti/del torace) |
Pressione sanguigna |
AD8233 + ADPD1080 (ottico) | Contrazione ventricolare + AFE ottico per misurare il tempo di afflusso al polso |
ADxL355 + ADuCM350 (ottico) | Ballistocardiografo + AFE ottico per la misurare il tempo di afflusso al polso |
|
temperatura corporea |
ADT7422 / ADT5912 AD7124 / AD719x |
Il sensore di temperatura digitale richiede il rilev. del flusso termico con ADC Sigma Delta a 24 bit |
Tabella dei prodotti di isolamento raccomandati
Funzione |
Numero parte |
Considerazioni di progetto |
Isolanti digitali |
ADuM220, ADuM221 ADuM240, ADuM241, ADuM242 ADuM260, ADuM261, ADuM262, ADuM263 |
Prestazioni delle emissioni irradiate Prestazioni e capacità di picco |
Isolanti digitali + Alimentazione |
Fine 2019: ADuM6420A ADuM6421A ADuM6422A ADuM6423A |
Prestazioni delle emissioni irradiate Prestazioni |
Solo alimentazione |
ADuM6020 ADuM6028 |
Prestazioni ottimizzate delle emissioni irradiate |
Isolatore USB |
ADuM4160 Nel 2020: ADuM4165 |
ADuM4160 potrebbe presentare problemi associati alle emissioni ADuM4165 progettato per offrire basse emissioni e prestazioni di picco elevate |
Ricetrasmettitore USB isolato con alimentazione isolata |
LTM2884 |
Isolamento 2.500 Vrms, convertitore CC/CC integrato e configurazione automatica della velocità di bus |
RS-232 isolato |
Approccio discreto: isolante digitale + ricetrasmettitore | Solo ADM32512E 2,5 kVrms senza certificazione IEC 60601-1 |
RS-485 isolato |
Attualmente: ADM2490E ADM2481E |
5 kVrms ma senza certificazione IEC 60601-1 |
RS-485 isolato + alimentazione |
ADM2682E / ADM2687E o LTM2885 Fine 2019: ADM2867E |
ADM2682E/87E 5 kVrms ma senza certificazione IEC 60601-1. Potrebbe presentare problemi associati alle emissioni. ADM2867E progettato per offrire basse emissioni LTM2885 ha prestazioni di compatibilità elettromagnetica e prestazioni di picco elevate |
Tabella delle parti elettriche raccomandate
Funzione |
Numero parte |
Considerazioni di progetto |
Regolatore di commutazione micromodulo |
LTM4622 LTM4623 |
Regolatori di commutazione micromodulo 6 mm x 6 mm. Regolatore di uscita doppio/singolo 2A/3A |
Convertitori buck-boost |
LTC3388 LT8609 LTC3125 LTC8330 LT3757 |
Regolatore buck con Iq nanoamp. Ideale per batteria Silent Switcher II, basso Iq, basso rumore, uscita 2 A I, picco 3 A I. Convertitore boost a corrente in ingresso limitata, Ideale per batteria Tiny 2 x 3 mm Convertitore boost con interruttore da 1 A, 60 V. Controller con regolatore di commutazione, ideale per applicazioni a batteria |
Regolatori lineari |
LT3010 ADP121 |
Regolatore lineare a micropotenza. 150 mA Uscita i bassa IQ, regolatore lineare negativo. 150 mA uscita I, basso Iq. Regolatore lineare a micropotenza. 150 mA uscita I, basso Iq. |
LT3757 |
Controller con regolatore di commutazione, ideale per applicazioni a batteria | |
Gestione batteria |
LTC4412 LTC4100 LT6700 |
SOT23, commutazione automatica tra batteria e alimentazione principale Controller intelligente dei caricatori batteria Monitor a batteria a micropotenza. SOT23 e DFN 2 x 3 mm |
Limitatore di sovraccarico |
LT4356 | Limitatore di sovraccarico, consente agli alimentatori di superare i picchi di tensione |
Inverter pompa di carica |
LTC1983-x | Semplice polarizzazione a -3V/-5V |
Pompe di infusione
Le pompe di infusione sono sempre più diffuse in campo medico. Consentono la somministrazione controllata di sostanze nutritive, farmaci o altre sostanze all'organismo del paziente. Ecco alcuni tra i motivi principali dell'espansione di questo mercato:
- • L'aumento delle malattie croniche, che reso necessario un maggior numero di pompe e nuove tecnologie
- • La riduzione degli errori, ad esempio di somministrazione eccessiva di farmaci o il malfunzionamento della pompa
Il dosaggio corretto dei farmaci è fondamentale per l'assistenza ai pazienti, pertanto è indispensabile che le nuove pompe siano estremamente accurate, semplici da utilizzare, di uso universalmente comprensibile (sistemi ospedalieri diversi) e conformi a tutte le linee guida e le normative applicabili. La necessità di pompe più avanzate, affidabili e accurate ha spinto i progettisti a cercare componenti migliori per i rispettivi prodotti. Analog Devices produce componenti particolarmente adatti alle esigenze di questa applicazione. Ulteriori informazioni sono riportate di seguito.
Tabella delle parti raccomandate
Funzione |
Numero parte |
Considerazioni di progetto |
Interfaccia del sensore di pressione |
AD8226 (implementazione discreta) |
Amp. di strumentazione Resistore singolo per la regolazione del guadagno |
AD7124-4 (implementazione integrata) | Estremità frontale analogica integrata | |
LTC6915 | Precisione della deriva zero dell'amp. | |
ADA4558 |
Condizionatore del segnale del sensore ponte | |
Rilevamento ottico gocciolamento |
ADPD1080 |
Estremità frontale fotometrica ad alta efficienza |
Rilevamento bolle d'aria |
AD5940 (impedenza) | Estremità frontale a impedenza ad alta precisione |
AD7746 (capacitivo) | Capacità 2 canali per convertitore digitale | |
Sensore temperatura |
ADT7420 | Sensore temp. con accuratezza di ± 0,25 °C, digitale, 16 bit I2C |
Impatto da caduta |
ADXL375 | Accelerometro MEMS digitale a 3 assi, ±200 |
Amplificatori di uso generale |
ADA4841 | Rumore e distorsione bassissimi, 80MHz GBW |
LT1991 | Uso per amplificatori invertenti e non invertenti, Iq 100 uA | |
AD8237 / AD8277 | Massima semplicità d'uso di diversi amplificatori con CMRR 106 dB/86 dB |
Tabella dei prodotti di isolamento raccomandati
Funzione |
Numero parte |
Considerazioni di progetto |
Isolanti digitali |
ADuM220, ADuM221 ADuM240, ADuM241, ADuM242 ADuM260, ADuM261, ADuM262, ADuM263 |
Prestazioni delle emissioni irradiate Prestazioni e capacità di picco |
Isolanti digitali + Alimentazione |
Fine 2019: ADuM6420A ADuM6421A ADuM6422A ADuM6423A |
Prestazioni delle emissioni irradiate Prestazioni |
Solo alimentazione |
ADuM6020 ADuM6028 |
Prestazioni ottimizzate delle emissioni irradiate |
Isolatore USB |
ADuM4160 Nel 2020: ADuM4165 |
ADuM4160 potrebbe presentare problemi associati alle emissioni ADuM4165 progettato per offrire basse emissioni e prestazioni di picco elevate |
Ricetrasmettitore USB isolato con alimentazione isolata |
LTM2884 |
Isolamento 2.500 Vrms, convertitore CC/CC integrato e configurazione automatica della velocità di bus |
RS-232 isolato |
Approccio discreto: isolante digitale + ricetrasmettitore | Solo ADM32512E 2,5 kVrms senza certificazione IEC 60601-1 |
RS-485 isolato |
Attualmente: ADM2490E ADM2481E |
5 kVrms ma senza certificazione IEC 60601-1 |
RS-485 isolato + alimentazione |
ADM2682E / ADM2687E o LTM2885 Fine 2019: ADM2867E |
ADM2682E/87E 5 kVrms ma senza certificazione IEC 60601-1. Potrebbe presentare problemi associati alle emissioni. ADM2867E progettato per offrire basse emissioni LTM2885 ha prestazioni di compatibilità elettromagnetica e prestazioni di picco elevate |
Tabella delle parti raccomandate: gestione della potenza
Funzione |
Numero parte |
Considerazioni di progetto |
Regolatore di commutazione micromodulo |
LTM4622 LTM4623 |
Regolatori di commutazione micromodulo 6 mm x 6 mm. Regolatore di uscita doppio/singolo 2A/3A |
Convertitori buck-boost |
LTC3388 LT8609 LTC3125 LTC8330 LT3757 |
Regolatore buck con Iq nanoamp. Ideale per batteria Silent Switcher II, basso Iq, basso rumore, uscita 2 A I, picco 3 A I. Convertitore boost a corrente in ingresso limitata, Ideale per batteria Tiny 2 x 3 mm Convertitore boost con interruttore da 1 A, 60 V. Controller con regolatore di commutazione, ideale per applicazioni a batteria |
Regolatori lineari |
LT3010 ADP121 LT3757 |
Regolatore lineare a micropotenza. 150 mA uscita I, basso Iq, Regolatore lineare negativo. 150 mA uscita I, basso Iq, Regolatore lineare a micropotenza. 150 mA uscita I, basso Iq. Controller con regolatore di commutazione, ideale per applicazioni a batteria |
Gestione batteria |
LTC4412 LTC4100 LT6700 |
SOT23, commutazione automatica tra batteria e alimentazione principale Controller intelligente dei caricatori batteria Monitor a batteria a micropotenza. SOT23 e DFN 2 x 3 mm |
Limitatore di sovraccarico |
LT4356 |
Limitatore di sovraccarico, consente agli alimentatori di superare i picchi di tensione |
Inverter pompa di carica |
LTC1983-x | Semplice polarizzazione a -3V/-5V |