2013 九月

医疗设备用电子元件

可靠和创新的元件用于国际第一和第二类医疗设备

可靠和创新是医疗市场的关键要求。然而,中国的医疗市场仍然处于初期阶段 - 先进的核心技术仍然依赖进口。TDK集团看到这一现象正在改变,并且已经与其国际及国内客户协同开展本地化产品设计。中国的经济崛起, 增加了中国公民对医疗保健的期望,但实际和预期之间, 存在很大的的差距。2011年中国人均卫生保健支出为248美元,仅占GDP的4.8%,远远低于美国(GDP的16%)。目前,中国的老龄人口(60岁以上)大约为1.68亿,其中48%的老人是自行生活。

这非平行的发展, 让政府关注到到公民健康日益增加的需求, 从2000年后期, 政府重点发起大规模的医疗改革,旨在提高目前的覆盖水平和分配机制, 政府也承诺兴建数以千计的医院,医疗中心等等,从而促进了医疗设备及服务的快速发展, 对医疗器械需求, 市场已表现出强劲的增长。这有利的营商环境,吸引更多的外国投资和技术转移到中国。

根据EPISCOM的市场调查数据,2011年的中国医疗设备和用品市场,估计在89亿美元,包括36亿美元用于诊断成像市场。在亚洲地区的高增长率并不少见,但在后面的一个巨大市场规模,中国的增长尤为显着

图1: 2006-16年中国医疗诊断成像设备市场 (以百万美元计)

大家都知道,中国的医疗设备将是一个很大潜力的市场。然而,对大部分电子元件的供应商来说,这个市场目前还是不太了解。TDK集团和旗下的爱普科斯(EPCOS)也关注这个医疗设备市场, 并致力于开发和拓展。跟据国际第一和第二类医疗设备,我司将其分为以下三种类别针对国内医疗设备市场:

  1. 高端大功率设备
  2. 中端各类医院和临床设备
  3. 低端个人健康保健消费类产品

表1:主要的医疗设备应用领域

国际第一和第二类医疗设备应用例子TDK / EPCOS(爱普科斯)产品
大功率设备

磁共振,CT,PET, X-光机等等 

螺端电解电容,充放电解电容,EMC滤波器,PFC交流电电容,盒型和碟型压敏电阻,薄膜电容, 贴片陶瓷电容等
各类医院和
临床设备

超声波,心电图,生化分析仪,

麻醉机,呼吸机,监护仪, 除颤器等等

EMC滤波器,热敏电阻,
MEMS压力传感器,薄膜电容,交流电电容,功率电感,贴片电感,压敏电阻,放电管,静电及过压保护压敏电阻, 声表滤波器, 贴片电容等
个人医疗保健设备

血压计,血糖仪,
温度计等等

MEMS压力传感器,热敏电阻,静电及过压保护压敏电阻,贴片电感, 电容等 

TDK集团作为多元化的电子元件制造商,提供广泛的TDK和爱普科斯(EPCOS)电子元件适用于国际第一和第二类医疗设备:

  • 铝电解电容器
  • EMC滤波器
  • MEMS压力传感器
  • 铁氧体
  • 交流薄膜电容器
  • 薄膜电容器
  • (贴片)电感器
  • PTC / NTC热敏电阻
  • SAW声表滤波元件
  • 避雷器/放电管
  • 压敏电阻
  • 陶瓷瞬态电压抑制器(CTVS)
  • 贴片陶瓷电容器

可靠和创新是医疗市场的关键要求。然而,中国的医疗市场仍然处于初期阶段 - 先进的核心技术仍然依赖进口。爱普科斯看到这一现象正在改变, 并且已经与其国际及国内客户协同开展本地化产品设计。

产品亮点

爱普科斯(EPCOS) EMC滤波器:

医疗设备必须通过严格的EMC认证的要求, EMC滤波器几乎是每一个医疗设备必须具备的元件。

爱普科斯IEC标准插座滤波器:

各类医院和临床设备都广泛应用IEC标准插座滤波器。爱普科斯(EPCOS)的IEC标准插座滤波器B84771,B84773以及B84776系列。 基于易安装, 紧密小体积的要求,并且可以配备模块化开关和保险丝。
这系列包括了广泛应用的标准形式, 也有专用于医疗的特低漏电流版本 M系列, 漏电流额定值 最大不超过0.002mA !
该三个系列, 覆盖了1A 至20A电流范围, 电压250 V DC / AC和气候级别(IEC60068-1)为25/85/21。
其结构和功能特性, 如轻松插拔, 易于安装,使这系列滤波器非常灵活应用于开关模式电源,各类医疗和测试仪器 。

图2:SIFI系列的双路EMC滤波器

普通版

带保险丝/开关

带保险丝

这三个系列覆盖了从3A至36A电流范围, 电压250 V DC / AC和气候级别(IEC60068-1)为25/100/21。其特殊的结构, 使SIFI与同类产品相比体积较小, 大大减少成本。

模块化的SIFI F, G和H系列的双路EMC滤波器体积小,形状紧密。实现良好的不同插入损耗和低漏电流额定值的要求, 不仅具有广泛应用的标准系列,也有专用于医疗的特低漏电流版本M系列,漏电流额定值最大不超过0.002mA !

这三个系列覆盖了从3A至36A电流范围, 电压250 V DC / AC和气候级别(IEC60068-1)为25/100/21。其特殊的结构, 使SIFI与同类产品相比体积较小, 大大减少成本。

图3:SIFI系列的双路EMC滤波器

客户定制解决方案 (爱普科斯3-路或4-路滤波器)

爱普科斯除了提供种类繁多的标准滤波器外,还可以根据客户要求提供定制化的解决方案,满足客户的特殊要求。通常一个定制的设计,对于插入损耗,外壳,机械设计,连接等方面会有特殊要求,公司在设计阶段,连同TDK的EMC实验室,提供了紧密的合作。此程序,确保在短时间内实现在技术和商业上优化的解决方案。

图4:3-路或4-路滤波器

客户定制的滤波器:3x45A - X-ray 应用以及3x75A - CT 应用

爱普科斯铝电解电容器(大高功率应用):

医院里,一般大功率的医疗设备,如CT机,磁力共振,需要非常大功率的电源。这些机器内部,例如磁力共振的梯度放大器,主电源,  便很容易找到几十颗大功率铝电解电容。

爱普科斯的优化设计, 提供了非常好的螺絲端及嵌入式铝电解电容器,在直流链线路和高纹波电流负载的应用上有非常出色的表现。在-85℃至+105°C应用温度范围,不仅类型选择广泛, 例如 2千小时的 B43310, B43330系列,5千小时的 B43320, B43340系列,1万2千小时的 B43456, B43458系列和1万5千小时的 B43564, B43584系列, 此外,也有特别散热装置的专用安装版本。

图5:B43456系列的螺端铝电解电容器以及嵌入式铝电解电容器
图6:特别散热装置的专用安装

爱普科斯铝电解电容器的优点包括 : 低电阻(ESR), 极低内热阻, 在高 频率工作状态有出色的纹波电流性能, 高电流的性价比, 体积小。

产品覆盖电压范围10 至600VDC, 电容值560μF至330mF, 寿命达15,000小时。

此外,爱普科斯也有生产脉冲(充放)应用的特殊类型 B43415 , B43416 系列 , 特厚的双层阳极片, 可以提高电容值指数30%, 让电容可以重复充放超过十万次!

产品覆盖了电压范围 300 至 500VDC, 电容值200μF至6600μF。

图7:脉冲(充放)应用的铝电解电容B43415, B43416系列

爱普科斯MEMS压力传感器:

在医疗产品应用,压力传感器需要精密和低压力的测量装置。MEMS压力传感器于侵入式或者非侵入式的应用包括低成本消耗品, 如一次性心导管, 血压计, 以至高成本医疗设备如呼吸监测, 监测睡眠紊乱等用途。

一次性器械

最常见的医用压力传感器是一次性心导管,在每年数百万例的手术过程中用于监测血压。导管用于心脏附近测量血压和微血管的阻力。由于需要测量较低的压力,同时要求尺寸很小,制造商必须采用很小的压力传感器芯片 。

MEMS压力传感器的另一个一次性应用是输液泵,这种器械用于向病人的循环系统输入液体、药物或营养。输液泵必须结构简单且成本低廉,可以用后即扔。

呼吸监测

呼吸监测是医疗压力传感器的另一个主要应用。持续气压通气系统(CPAP)就是一种呼吸监测设备,主要用于在家里治疗睡眠窒息。属于呼吸监测的还有氧气疗法,用于控制或增加血液的含氧量。麻醉监测设备, 用于监控麻醉气体分量, 为了让病人进入手术过程中的麻醉状态。这些监测设备通常包含低压硅传感器用于呼吸监测, 和高压硅传感器,用于钢壳封装并注油。
呼吸器是压力传感器的另一个独立市场,用于肺损伤、哮喘和成人及急性呼吸窘迫综合症等疾病的治疗。

监护设备应用

压力传感器也用于测量生命征象, 包括台式或中央监护仪,以及多参数监护设备。每台设备至少包括一个以上侵入式或者非侵入 式压力传感器。

全自动生化分析仪

这些设备需要自动采集同量的生化样品,作为病理和成分分析。在这个过程中,压力传感器被用于控制吸管吸取相同分量的样品,也在清洗吸管过程中控制清洗液流量, 每台设备也用上数个压力传感器。

爱普科斯提供多种设计的压阻式压力测量器件 - 从自身开发的压力传感器芯片 (芯片的最小尺寸为1mm x 1mm) ,以至标准封装的集成压力传感器和变送器到客户定制的压力传感系统。于测量液体及气体介质的范围内提供准确的数据,已通过信号处理和补偿的压力变送器 AC-T 系列更可直接用于生产。

图8:爱普科斯提供多种压力传感器件

从自身开发的压力传感器芯片(芯片的最小尺寸为1mm x 1mm) ,以至标准封装的集成压力传感器和变送器到客户定制的压力传感系统。

图9:AC-T压力传感器

产品范围: 

额定压力:0.25 - 2.5 bar 绝对/0.1-25 bar 相对/0.1-1 bar 对称
压力连接:选择性M5/M6 公螺纹, 4.8mm管接头
校准及温度补偿的输出信号:

电压 : 0.3-2.7V, 0.5-4.5V,

其它要求值

非线性精度:+/-0.1%FS

中国地大面广,多数农村地区的医疗服务有限,从而促进了遥距医疗设备及服务的快速发展。在某些发达国家,现场交互式控制台加移动式保健台式机已经应用于遥距医疗网络系统。类似的系统和连接设备也将用于中国卫生保健系统。作为主要传统射频和无线组件供应商,爱普科斯在无线通讯如WIFI,蓝牙,GSM,3G,LTM等等技术的信号滤波有丰富的知识和广泛的产品选择。

TDK 2.4GHz蓝牙低功耗收发集成模块:

新的爱普科斯(EPCOS)蓝牙低功耗收发模块,用于健康与保健、教学工具、玩具、远程控制和移动电话等, 也可以配合不同的测量,监测和检测等等医疗设备, 通过无线蓝牙技术进行低功耗数据通讯。模块采用德州儀器 CC2540/ CC2541 SoC蓝牙低能耗芯片,只需連接天线和主机控制器電路使用。这产品体积非常小, 节省空间, 只有 4.5x 5.5x 1.1mm , 也有不同的数字终端接口。

图10:2.4GHz蓝牙低功耗收发集成模块

总结:

中国的医疗设备市场是一个分散的市场, 大量的小厂家生产规模小而专门的产品, 各自享有有限的市场份额。但是, 当它们结合在一起却又成为一个庞大而利润丰厚的市场。TDK集团在国内外有多家工厂。与其他行业相比,医疗领域对无源电子元件需求相对较小,我司可确保稳定及顺畅的供货。

最后,面向这个庞大市场, 电子元件供应商必须作好准备并适应成为医疗设备厂家的综合元件供应商, 运用一揽子交易策略, 以支持低需求量市场。同样,TDK和爱普科斯产品已准备进入市场,请随时与我们联系,以获取更多的信息。

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