با کوچک شدن سیم و کابل تجهیزات پزشکی کوچکتر میشوند
هر کسی که فیم Star Trek را دیده باشد، میداند که هر یک از افرادی که پیراهن قرمز به تن داشته باشند، عضو هر تیم اکتشافی که باشند در نهایت تلف خواهند شد. وقتی اتفاقی اجتنابناپذیر روی میدهد، همیشه یک پزشک با یک وسیلهی پزشکی دستی به کمک او میآید تا او را درمان کند. البته اگر هنوز زنده باشد. گرچه این فیلمها علمی تخیلی هستند، اما دستگاههایی که در آنها مورد استفاده قرار میگیرند با حرکت فناوری به سوی ابزار کوچکتر و قابل حمل روزبهروز به واقعیت نزدیک میشوند. همچنین مسابقهی Google X-prize Tricoder میتواند مشوقی برای این تلاشها در راه ساخت دستگاههای کوچک باشد. این روند در صنعت تجهیزات پزشکی رو به گسترش است. جای تجهیزات تشخیصی پزشکی دیگر فقط در آزمایشگاه نیست و امیدواریم روزی این تجهیزات به قدری کوچک شوند که در جیب جا بگیرند و بتوان از آنها در داخل خودرو و خانه استفاده کرد. این بدان معناست که فناوری به راه خود ادامه داده و به سمت قطعات کوچکتر و سبکتر حرکت خواهد کرد. در هموار کردن این مسیر، کوچک شدن سیم و کابل نقشی اساسی دارد.
بیشتر تجهیزات پزشکی قابل حمل که امروزه در بازار موجود است با استفاده از سنسورها بیشتر برای کنترل و تشخیص به کار میروند. مثلا برای گرفتن نبض، قند خون و دمای بدن میتوان از دستگاهها استفاده کرد و سپس اطلاعات را، از طریق تلفن همراه به متخصص مربوطه فرستاد. استفاده از اپلیکیشنهای تلفن همراه و تبلت به همراه سنسورهای ابتدایی و ساده برای انجام کارهای مقدماتی خوب است؛ اما وقتی پای دقت و آنالیز کامل به میان میآید، این ابزار کاملا بیاستفاده هستند.ولی بیشتر تجهیزات قابل حمل میتوانند این کار را انجام دهند.
همانطور که فناوری نیمهرسانا کوچکتر و کوچکتر میشود قطعات بیشتری میتوانند در فضای موجود جای بگیرند. مانند پردازندههای چند هستهای بزرگتر، رمها و حافظههای پر ظرفیتتر، صفحههای نمایش HD، و غیره. برای اینکه دستگاهها کوچکتر و کارآمدتر شوند باید قطعات و سیم و کابل نیز کوچک شوند. سیم و کابل با استفاده عایق اتر پلیفنیلین اصلاح شده یا MPPE در حال رسیدن به این هدف هستند. استفاده از MPPE به عنوان عایق سیم و کابل این امکان را فراهم میکند که سیم و کابل 45 درصد کوچکتر و 40 درصد سبکتر باشد. بهعنوان مثال نسل جدیدی از کابل با نام EcoGen تولید شده که از عایق MPPE برای تولید محصولی بهتر بهره میگیرد. علاوه بر آن،MPPE سازگار با محیط زیست بوده و کاملا قابل بازیافت است.
قابلیت اطمینان در تجهیزات پزشکی موضوع مهمی است. چون زندگی فرد به این تجهیزات وابسته است دستگاهها باید تا حد امکان مطمئن بوده و حتی برخی از آنها دارای مکانیسم ایمنی در برابر خرابی بوده تا از بروز پیامدهای ناگوار برای بیمار جلوگیری شود.برای انجام این کار شرکتها جهت جلوگیری از نویز خارجی محافظتهای بیشتری را در نظر می گیرند. این نویز بیشتر شامل دخالت الکترومغناطیس و فرکانس رادیویی است.
به چند طریق میتوان بر نویز رابط غلبه کرد. همانند سیم و کابل میتوان از یک لایهی محافظ برای کاهش نویز استفاده کرد. به علاوه، میتوان از فیلترهایی برای رمزگشایی نویز و حذف آن از سیگنالهای الکتریکی استفاده کرد. بسیار ی از این فیلترها نویزهای دارای فرکانس بالا را سد میکنند. همچنین به مهندسین اجازه میدهند روی ظرفیت الکتریکی مدار و عملکرد پالس الکترومغناطیس کنترل داشته باشند.
قرار است در این دستگاهها از فناوری وایرلس استفاده شود و بسیاری از شرکتها در حال استفاده از گزینههایی نظیر بلوتوث هستند. NFC و Zigbee دو گزینهِ محبوب دیگر برای استفاده در تجهیزات پزشکی قابل حمل هستند؛ چون میتوانند ارتباطی سریع و پایدار را برقرار کنند؛ البته در فاصلههای کوتاهتر.
با اینکه برخی از این تجهیزات قابل حمل به دستگاههای هوشمند که با اپلیکیشن کار میکنند وابسته هستند اما برخی دیگر میتوانند مستقل عمل کرده و تمام سختافزارهای دستگاههای ثابت و بزرگ را دارا هستند. این دستگاههای کوچکتر کل سیستم نمونههای بزرگ را دارند از SoC و حافظهی micro SD گرفته تا LCD که همگی در جعبهای به اندازهی یک تلفن هوشمند جا داده شدهاند. نمونههای دیگر فناوری تلفن همراه که در این دستگاهها مورد استفاده قرار گرفته عبارتند از تجهیزات همودینامک، دستگاههای نظارت بر تنفس برای مبتلایان به آسم و سنسورهای پاتوژن قابل حمل جهت تست هوا، آب و شناسایی ویروس در آنها. این دستگاهها نیاز به دقت بسیار بالا دارند تا اطلاعات را گرفته و برای تجزیه و تحلیل در اختیار پزشک قرار دهند. اما هرچه دستگاه کوچکتر باشد حفظ دقت بالا در آن مشکلتر خواهد بود.
سازندگان تجهیزات پزشکی همیشه به تولید کنندگان قطعات تکیه دارند تا جدیدترین نیمههادیهای میکروکنترلر، ذخیرهسازیهای دینامیک جامد، نمایشگرهای AMOLED HD و قطعات دیگر را طراحی کنند و در اختیاشان بگذارند؛ اما توجهای به سیم و کابل که همهی این قطعات را به هم پیوند میدهد ندارند. برای اینکه این تجهیزات پزشکی نتایج دقیقی را در اختیار پزشکان قرار دهند تولیدکنندگان ناچارند نویز الکترونیکی حاصل از فناوری جای گرفته در یک فضای کوچک را کم کرده و یا از بین ببرند. هر چه فضا کوچکتر باشد نویز الکترونیکی بیشتری تولید میشود.
برای حل این مشکل مهندسین سرگرم طراحی و ساخت سیم و کابل انعطاف پذیر و حفاظداری هستند که مقداری از این نویز موجود در دستگاههای قابل حمل را از بین ببرد. در این راستا شرکتی یک حفاظ ترموپلاستیک ساخته که سیم و کابل را نه تنها سختتر بلکه سبکتر هم کرده است. این ماده که MMPE نام دارد دارای ویژگیهای دیالکتریک بوده که آن را به روکشهای PVC برتری میدهد. این ماده در برابر شعلههای آتش مقاوم بوده و 100 درصد قابل بازیافت است و همین ویژگی آن را تبدیل به مادهای ایدهال برای بازار روبهرشد فناوری سبز میکند که انتظار میرود تا سال 2018 بیش از 20 میلیارد دلار رشد کند.