在醫療行業中，高度可靠的電子元件對於各種設備來說是必要的 - 從診斷的系統，例如磁共振成像（MRI）機器，以治療患者，如起搏器和可植入的心臟除顫器（ICDS）的植入裝置（ICDS ）。
胸部X射線或人類胸部的X射線圖像與起搏器放置或心臟起搏器用於治療患者心律失常的心臟。檢查概念。
雖然在表面上，診斷設備和植入設備有很大不同，但在這些設備上工作的電氣工程師分享了很多相同的一般挑戰。這些包括選擇設計用於壽命可靠性的故障安全電子元件，並確保供應商合作夥伴可以滿足行業特定標準。
無論設備如何，如果這些問題不是最重要的，並且使用沒有專門為醫療應用設計的組件，則可能需要昂貴的維修或災難性的失敗，該植入裝置可能需要侵入手術來修復它。
高可靠性組件
醫療器械製造商受國際標準組織和美國食品和藥物管理局等機構監管，以保持最高的可靠性水平。雖然這些組織的目的是設定標準，以確保醫療設備保持最高的可靠性，但負擔不應僅在醫療設備設計師身上落下。
相反，設備設計人員應確保對這些設備的設計，開發和製造進行的，選擇，開發和製造這些設備的緊密控制也被供應商達到了多層陶瓷電容器（MLCCS），單層電容器和修剪器等組件電容器。
例如，開發需要在高電壓下起作用的設備，例如在600V或900V下操作的ICD，需要設計和測試以耐受遠高於設備的典型工作電壓的電壓。醫療設備設計師需要涉及供應商在討論組件選擇中，並通過電壓要求完全透明。
此外，為了保護可靠性，設計人員應確保供應商在高電壓和溫度水平下進行燃燒測試，並且所有組分都是100％電測試和目視檢查以符合嚴格的性能標準。
監管挑戰
除了通過選擇致力於為醫療行業提供高可靠性組件的供應商來防止設備故障，醫療設備設計人員需要確保他們使用的電子元件符合各種行業規格。大多數醫療組件的兩個主要規格是MIL-PRF-55681和MIL-PRF-123。
實質上，MIL-PRF-55681是醫療植入設備領域最廣泛應用的規格。它定義了作為BX指定的k個穩定電介質。 MIL-PRF-123規範涵蓋了高可靠性，通用（BX和BR介質選項）的一般要求，以及用於通孔和表面安裝裝置的溫度穩定（BP和BP）陶瓷介電固定電容。
除了對這兩個標準的全面理解以及特定應用可能需要的任何其他標準，供應商需要用於運營，測試和質量保證的過程。它還需要提供管理所提供組件的各個方面的源控製圖（SCDS）等文檔。這是一個重要的，但有時被忽視，部分設計過程。 SCDS為關鍵應用提供專業組件提供工程描述，資格和驗收標準。這種類型的文檔可以使設備設計師更容易，以確保符合MIL-PRF-55681和MIL-PRF-123等相關標準和規定。
植入設備中的EMI
除了這些通用行業範圍內的可靠性考慮之外，醫療電子產品還有一些額外的應用特定挑戰。
例如，今天有許多導電和輻射電磁干擾（EMI）的來源可能會破壞可植入醫療器械的功能。這可能涉及拋出起搏器的節奏，或者導致ICD錯誤地感知不規則的心跳，發送不需要的衝擊。
為了消除EMI並降低這些風險，醫療器械設計人員可以使用由多層平面陣列或盤狀電容器製成的饋通過濾器。這些饋通過濾器用於連接點，以確保消除了不需要的噪聲，例如EMI，防止諸如電壓尖峰之類的問題。
這種過濾EMI的方法涉及形狀的電容器，其具有甜甜圈，其具有引線，該引線攜帶通過電容器直接傳遞的信號。電容器的外部連接到EMI屏蔽，從而在受保護電路周圍形成法拉第籠。使用這些過濾器安裝在法拉第籠的牆壁中，任何進出口或輸出電纜都會通過濾波器，這將過濾出高頻導電干擾，而法拉第籠則保護輻射干擾（圖1）。
電容器內的水平電極充當到法拉第籠壁的延伸部，這可能導致優異的高頻性能。過濾的饋通具有低等效串聯電阻和等效串聯電感，並且可以是氣密密封而不是用樹脂密封。這些過濾器設計用於高壓或低壓設備。
MRI設備中的組件
MRI機器和它們中使用的所有醫療設備，如患者監控設備，需要特殊的可靠性考慮因素。醫療器械設計人員用MRI機器攜帶的最大問題之一是，機器上使用的所有組件都不能表現出任何磁力。這是具有挑戰性的，因為標準的MLCC可以包含由鎳製成的賤金屬電極，或者電介質和電極可以使用鎳屏障飾面，以防止在終止時焊接焊接 - 又是鎳是鐵磁性的。
為創建可靠穩定的非磁性MLCC終端，供應商在他們可以使用的材料中受到限制。兩個推薦選項包括銀鈀（AGPD）燒結終止或銅阻擋層。雖然AGPD終端是一個很好的選擇，但它易於焊點，這可以導致性能問題。另一方面，銅屏障不會產生焊浸料的問題，但它可能易於氧化和腐蝕。然而，它與無鉛和常規焊接選項相容，並且也比AGPD便宜。
消除磁性時的另一個必要性是在陶瓷電介質中使用非磁性摻雜劑或添加劑。可以使用不同的元件組合來產生正確的電介質特性並消除磁性，但這可以限制可用的電容範圍。
無論設計什麼類型的醫療設備，每一代都可能會變得越來越強大。這不會改變設備設計人員滿足要求和規定，以確保設備將維持壽命可靠性。
為了確保所選的電子元件在長期運行中不會成為一個設備問題的原因，設計人員在設計過程開始時諮詢專業部件製造商是良好的做法。已經熟悉處理具有高可靠性，高溫和高頻應用具有高可靠性，高溫和高頻應用的複雜性的供應商提供了很好的設備，以提供電子構建塊，以確保任何醫療設備持續。
