Медичні прилади

Як використовувати компоненти мікрофлюїдного картриджа, встановлені на друкованій платі

Позначка часу: 1 липня 2023 р 6: 00 А.М.
Вихідний вузол: 2573886

Перевидано Платоном

Мікрофлюїдні аналізи на місці лікування зараз є гарячою темою, і навколо того, як зробити недорогі, швидкі та надійні картриджі, багато шуму.

Однією з областей, на яку звертають увагу, є те, як розробити механізми активації та кількісної оцінки в приладі чи зчитувальному пристрої.

Завдання тут полягає в тому, щоб перемістити якомога більше складності в пристрій для читання, одночасно досягнувши невеликого, економічного та надійного форм-фактора, придатного для використання в точках догляду. До того часу, як ви попрацювали над управлінням ризиками та пом’якшили всі режими відмови та крайові випадки, які є звичайними для таких складних автоматизованих систем, кількість дискретних інтерфейсів між приладом і картриджем зросла: електричний, механічний, пневматичний, рідинний , оптичні, теплові та акустичні, щоб назвати декілька.

У цьому блозі я хотів би вивчити способи використання компонентів, встановлених на друкованій платі, для досягнення мети компактної та надійної взаємодії з мікрофлюїдними картриджами. Моя улюблена архітектура — це тісно інтегрована в єдину збірку друкована плата з пневматикою та іншими механізмами інтерфейсу разом із мікроконтролером для керування всім цим. Перевага цього підходу полягає в тому, що збіркою можна легко керувати за допомогою ПК під час розробки та пізніше переходити до вбудованого ЦП, коли решта інструменту буде розроблена для кінцевого продукту.

Я згадував у попередньому блоги що я не великий фанат складні вузли проводки в медичних приладах. Зчитувачі мікрофлюїдних картриджів — це особливо цікава можливість реалізувати більшість електричних з’єднань за допомогою друкованих плат, а не окремих проводів. Навіть компоненти, які включають дротове підключення, можуть отримати переваги від короткого кабелю, який підключається до зручно розташованого роз’єму на друкованій платі. Це особливо приємно, коли компонент поставляється з попередньо завершеним роз'ємом.

Сказавши все це, час почати говорити про компоненти. Є дві основні категорії: активація та чутливість. Перша категорія передає енергію карті, а остання вимірює енергію від карт. Я збираюся здебільшого спалити великий список, щоб надихнути вас на творчість. Я залишаю вам уявити, що ви можете зробити з усіма цими можливостями.

У категорії приводів є кілька очевидних варіантів, таких як двигуни та електромагнітні клапани. Доступні різновиди, що монтуються на друкованій платі або монтуються, і можуть отримати досить компактну та легку у виготовленні загальну збірку. Деякі менш очевидні приводи включають вібратори, ультразвукові перетворювачі та електромагніти. Світлодіоди можна використовувати для підтримки зображень, кількісного визначення, визначення рідини, фотоактивації та затвердіння. Нагрівачі для теплового контролю можна досягти за допомогою мідних проводів у самій друкованій платі або за допомогою резисторів для поверхневого монтажу. Якщо також необхідне охолодження, можна використовувати модулі Пельтьє.

У категорії датчиків ми маємо термістори, мікроперемикачі, оптичні переривачі, датчики наближення, потенціометри, датчики кольору, датчики тиску та квадратурні кодери. Інші можливості включають електроди, датчики газу, датчики вологості, фотодіоди, датчики Холла, акселерометри, кремнієві фотопомножувачі та лавинні фотодіоди.

Спеціальним типом датчика, який має багаторазове використання, є датчики камери, як збірки друкованих плат, так і мікросхеми, встановлені на друкованій платі. Камери можна використовувати для кількісного визначення, моніторингу руху рідини, визначення положення, сканування штрих-кодів і контролю якості. Мікросхеми для камер зараз настільки недорогі, що не виключено додавання кількох із них.

Я використовував купу цих компонентів у мікрофлюїдних інструментах і ще купу з них я, швидше за все, використаю незабаром. Я впевнений, що коли ви подумаєте про це, ви придумаєте багато іншого.

Наступного разу, коли ви мріятимете про мікрофлюїдний діагностичний інструмент, я закликаю вас розмістити якомога більше функцій інтерфейсу картриджа на одній друкованій платі!

Кеннет МакКаллум, Пенґ, є головним інженерним фізиком у StarFish Medical. Він працює на Інновації в медичних приладах для різноманітних областей, включаючи мікрофлюїдні картриджні системи та ультразвукові програми. Кеннету подобається чути від читачів їхні поради щодо дизайну, труднощі та досвід.