Ứng dụng Chip và các mô hình chính trong thiết bị y tế

Với sự phát triển nhanh chóng của khoa học và công nghệ, các thiết bị y tế đã bước vào kỷ nguyên của trí thông minh và độ chính xác cao. Chip, là một trong những thành phần cốt lõi trong các thiết bị này, đóng vai trò quan trọng trong việc thu thập tín hiệu, xử lý dữ liệu, truyền tải và điều khiển thiết bị. Sự đa dạng của các thiết bị y tế đòi hỏi các chip chuyên dụng được thiết kế riêng cho các chức năng khác nhau, từ bộ xử lý nhúng công suất thấp đến bộ xử lý tín hiệu số hiệu suất cao (DSP) và chip chuyên dụng hỗ trợ truyền thông không dây và trí tuệ nhân tạo (AI). Dưới đây là thông tin chi tiết về các mẫu chip phổ biến và ứng dụng của chúng trong các thiết bị y tế.

1. Bộ xử lý nhúng (Vi điều khiển & Bộ xử lý)

Bộ xử lý nhúng đóng vai trò trung tâm trong việc quản lý các chức năng cơ bản của thiết bị y tế, chẳng hạn như xử lý dữ liệu, kiểm soát hệ thống và quản lý vận hành.

• ARM Cortex-M4/M7: Những con chip hiệu suất cao, công suất thấp này thường được sử dụng trong các thiết bị y tế di động như hệ thống theo dõi sức khỏe, vòng đeo tay thông minh, nhiệt kế và máy đo đường huyết. Ví dụ, dòng STM32F4 của STMicroelectronics, được xây dựng trên bộ xử lý Cortex-M4, được biết đến với mức tiêu thụ điện năng thấp và hiệu suất xử lý cao, khiến nó trở nên lý tưởng cho các thiết bị di động đòi hỏi phải thu thập và xử lý dữ liệu hiệu quả.

• Intel Atom x5-Z8350: Được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị chẩn đoán di động, hệ thống giám sát từ xa và một số thiết bị hình ảnh y tế, bộ xử lý này được tối ưu hóa cho các ứng dụng nhúng trong đó mức tiêu thụ điện năng thấp và hiệu suất ổn định là rất quan trọng.

• Qualcomm Snapdragon Wear 3100: Được thiết kế cho các thiết bị theo dõi sức khỏe đeo được, bộ xử lý công suất thấp này là thành phần chính trong đồng hồ thông minh và các công cụ theo dõi sức khỏe từ xa khác. Nó hỗ trợ thu thập dữ liệu sức khỏe quan trọng theo thời gian thực như nhịp tim và lượng đường trong máu, truyền dữ liệu không dây để phân tích thêm.

2. Chip tương tự

Chip analog rất cần thiết để thu tín hiệu cảm biến và chuyển đổi chúng thành định dạng kỹ thuật số để xử lý thêm. Chúng là một phần không thể thiếu của các công cụ chẩn đoán và theo dõi dấu hiệu sinh tồn.

• Texas Instruments ADS1298: Chip thu tín hiệu ECG đa kênh, độ chính xác cao, ít tiếng ồn này thường thấy trong máy điện tâm đồ. Nó có đầu vào tương tự tích hợp khuếch đại và chuyển đổi tín hiệu điện áp thấp thành dữ liệu có thể sử dụng để phân tích.

• Analog Devices AD8232: Một chip khuếch đại ECG front-end nhỏ gọn và công suất thấp, model này được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị ECG di động và đeo được. Nó trích xuất tín hiệu ECG chất lượng cao trong khi vẫn duy trì mức tiêu thụ điện năng thấp, cho phép sử dụng lâu dài trong các thiết bị chạy bằng pin.

• Texas Instruments TLV320ADC6140: Bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số (ADC) 24 bit hiệu suất cao, chip này được sử dụng trong các hệ thống yêu cầu thu thập tín hiệu sinh lý có độ chính xác cao, chẳng hạn như thiết bị EEG và máy theo dõi dấu hiệu sinh tồn tiên tiến.

3. Chip truyền thông không dây

Chip truyền thông không dây cho phép các thiết bị y tế truyền dữ liệu thời gian thực, một tính năng thiết yếu cho các ứng dụng quản lý sức khỏe và theo dõi từ xa.

• Qualcomm Snapdragon X55 5G Modem-RF: Chip tiên tiến này hỗ trợ giao tiếp 5G, phù hợp với các hệ thống theo dõi sức khỏe từ xa đòi hỏi truyền dữ liệu tốc độ cao. Băng thông cao và độ trễ thấp đảm bảo trao đổi dữ liệu thời gian thực đáng tin cậy để theo dõi bệnh nhân hiệu quả.

• Nordic Semiconductor nRF52840: Chip không dây đa năng này hỗ trợ các giao thức Bluetooth, Zigbee và Thread, khiến nó trở thành lựa chọn ưu tiên cho các thiết bị y tế đeo được như máy đo đường huyết thông minh và máy theo dõi sức khỏe. Nó cung cấp khả năng kết nối đáng tin cậy với mức tiêu thụ điện năng cực thấp, lý tưởng cho các thiết bị di động.

• Nordic Semiconductor nRF9160: Hỗ trợ truyền thông LTE-M và NB-IoT, chip này được thiết kế cho các thiết bị giám sát từ xa dài hạn, công suất thấp, chẳng hạn như máy theo dõi bệnh tim và các công cụ theo dõi sức khỏe dài hạn.

4. Bộ xử lý tín hiệu số (DSP)

DSP được sử dụng cho các tác vụ xử lý tín hiệu phức tạp trong chụp ảnh y tế, phân tích âm thanh và giải thích tín hiệu sinh học.

• Texas Instruments TMS320C6748: DSP hiệu suất cao này được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị hình ảnh y tế, bao gồm máy quét CT và máy siêu âm. Nó xử lý hiệu quả khối lượng lớn dữ liệu hình ảnh, đảm bảo hình ảnh chất lượng cao và xử lý thời gian thực.

• Analog Devices ADSP-BF707: Một DSP đáng tin cậy để xử lý tín hiệu số thời gian thực, chip này thường được sử dụng trong các hệ thống hình ảnh ECG, EEG và y tế. Nó vượt trội trong việc lọc tín hiệu, khử nhiễu và tái tạo hình ảnh, cho phép chẩn đoán chính xác và chi tiết.

5. Chip trí tuệ nhân tạo (AI)

Khi AI ngày càng được tích hợp nhiều hơn vào công nghệ y tế, các chip AI chuyên dụng đang trở nên thiết yếu cho chẩn đoán tự động, nhận dạng hình ảnh và phân tích dữ liệu nâng cao.

• NVIDIA Jetson Nano: Chip AI này được sử dụng rộng rãi trong phân tích hình ảnh y tế, theo dõi bệnh nhân và hệ thống chẩn đoán tự động. Hỗ trợ học sâu và xử lý dữ liệu thời gian thực giúp bác sĩ chẩn đoán bệnh nhanh chóng và chính xác.

• Intel Movidius Myriad 2 VPU: Chuyên về thị giác máy tính và học sâu, chip AI này thường được tìm thấy trong các hệ thống hình ảnh y tế và nhận dạng hành vi của bệnh nhân. Khả năng xử lý thời gian thực, độ trễ thấp của nó giúp tăng cường đáng kể hiệu quả và độ chính xác của chẩn đoán tự động.

Bản tóm tắt

Sự đa dạng của các loại chip được sử dụng trong các thiết bị y tế—từ bộ xử lý nhúng công suất thấp đến DSP hiệu suất cao và chip AI tiên tiến—đảm bảo rằng các thiết bị này đáp ứng được các yêu cầu về độ chính xác, độ tin cậy và hiệu quả. Ví dụ, bộ xử lý ARM Cortex-M4/M7 vượt trội trong các thiết bị y tế di động, trong khi Texas Instruments ADS1298 và Analog Devices AD8232 là những thiết bị không thể thiếu để thu tín hiệu trong thiết bị chẩn đoán. Các bộ xử lý tiên tiến như Qualcomm Snapdragon X55 và Nordic nRF52840 tạo điều kiện cho giao tiếp không dây liền mạch trong các hệ thống giám sát từ xa.

Khi công nghệ tiếp tục phát triển, việc tích hợp chip hiệu suất cao vào các thiết bị y tế sẽ thúc đẩy những tiến bộ hơn nữa, nâng cao chất lượng và hiệu quả của chẩn đoán và điều trị y tế. Những con chip này không chỉ cải thiện chức năng của thiết bị mà còn mở đường cho các giải pháp chăm sóc sức khỏe thông minh hơn, kết nối hơn.

Nếu bạn cần mua bất kỳ loại chip nào được đề cập ở trên, vui lòng liên hệ với chúng tôi qua WhatsApp: +86 189 4818 9913