صحت کی دیکھ بھال اور طبی آلات کی ایپلی کیشنز کے لیے چپ حل
میڈیکل ایپلی کیشنز کے لیے چپس ڈیزائن کرنے کے لیے درکار منصوبہ بندی دوسرے شعبوں سے بالکل مختلف ہے، اور یہاں تک کہ مشن کے لیے اہم مارکیٹوں جیسے کہ خود ڈرائیونگ کاروں سے بہت مختلف ہے۔میڈیکل ڈیوائس کی قسم سے قطع نظر، تاہم، میڈیکل چپ ڈیزائن کو تین بڑے چیلنجز کا سامنا کرنا پڑے گا: بجلی کی کھپت، حفاظت اور قابل اعتماد۔
صحت کی دیکھ بھال میں استعمال ہونے والے سیمی کنڈکٹرز کی ترقی میں، ڈویلپرز کو سب سے پہلے اس بات کو یقینی بنانا ہوگا کہ طبی آلات کی کم بجلی کی کھپت، امپلانٹیبل ڈیوائسز اس کے لیے زیادہ سخت تقاضے ہیں، کیونکہ اس طرح کے آلات کو جراحی کے ذریعے جسم میں رکھنے اور ہٹانے کی ضرورت ہوتی ہے، بجلی کی کھپت کم ہونی چاہیے۔ ، عام طور پر، ڈاکٹر اور مریض چاہتے ہیں کہ پیوند کاری کے قابل طبی آلات 10 سے 20 سال تک چل سکیں، بجائے اس کے کہ ہر چند سال بعد بیٹری تبدیل کی جائے۔
زیادہ تر غیر امپلانٹیبل طبی آلات کو بھی انتہائی کم طاقت والے ڈیزائن کی ضرورت ہوتی ہے، کیونکہ ایسے آلات زیادہ تر بیٹری سے چلنے والے ہوتے ہیں (جیسے کلائی پر فٹنس ٹریکرز)۔فعال اور اسٹینڈ بائی بجلی کی کھپت کو کم کرنے کے لیے ڈویلپرز کو ٹیکنالوجیز پر غور کرنے کی ضرورت ہے جیسے کم رساو کے عمل، وولٹیج ڈومینز اور سوئچ ایبل پاور ڈومینز۔
قابل اعتماد اس بات کا امکان ہے کہ چپ مخصوص وقت کے لیے مخصوص ماحول میں (انسانی جسم کے اندر، کلائی وغیرہ) میں مطلوبہ کام کو اچھی طرح سے انجام دے گی، جو طبی ڈیوائس کے استعمال کے لحاظ سے مختلف ہوگی۔زیادہ تر ناکامیاں مینوفیکچرنگ کے مرحلے پر یا زندگی کے اختتام کے قریب ہوتی ہیں، اور مصنوعات کی تفصیلات کے لحاظ سے صحیح وجہ مختلف ہوتی ہے۔مثال کے طور پر، ایک لیپ ٹاپ یا موبائل ڈیوائس کی زندگی کا دورانیہ تقریباً 3 سال ہے۔
زندگی کے اختتام کی ناکامیاں بنیادی طور پر ٹرانزسٹر کی عمر بڑھنے اور الیکٹرومیگریشن کی وجہ سے ہوتی ہیں۔بڑھاپے سے مراد وقت کے ساتھ ٹرانزسٹر کی کارکردگی کا بتدریج انحطاط ہوتا ہے، جو بالآخر پورے آلے کی ناکامی کا باعث بنتا ہے۔الیکٹرومیگریشن، یا موجودہ کثافت کی وجہ سے ایٹموں کی ناپسندیدہ حرکت، ٹرانجسٹروں کے درمیان باہمی ربط کی ناکامی کی ایک اہم وجہ ہے۔لائن کے ذریعے موجودہ کثافت جتنی زیادہ ہوگی، مختصر مدت میں ناکامی کا امکان اتنا ہی زیادہ ہوگا۔
طبی آلات کا مناسب آپریشن بہت ضروری ہے، اس لیے ڈیزائن کے مرحلے کے بالکل شروع میں اور پورے عمل کے دوران بھروسے کو یقینی بنانے کی ضرورت ہے۔ایک ہی وقت میں، پیداوار کے مرحلے میں تغیر کو کم کرنا بھی ضروری ہے۔Synopsys ایک مکمل وشوسنییتا تجزیہ حل پیش کرتا ہے، جسے عام طور پر PrimeSim Reliability Analysis کہا جاتا ہے، جس میں الیکٹریکل رول چیکنگ، فالٹ سمولیشن، تغیر پذیری کا تجزیہ، الیکٹرو مائگریشن تجزیہ، اور ٹرانزسٹر ایجنگ تجزیہ شامل ہے۔
طبی آلات کے ذریعے جمع کیے گئے خفیہ طبی ڈیٹا کو محفوظ کرنے کی ضرورت ہے تاکہ غیر مجاز اہلکار نجی طبی معلومات تک رسائی حاصل نہ کر سکیں۔ڈویلپرز کو اس بات کو یقینی بنانے کی ضرورت ہے کہ طبی آلات کسی بھی قسم کی چھیڑ چھاڑ کے لیے حساس نہیں ہیں، جیسے کہ مریض کو نقصان پہنچانے کے لیے بےایمان افراد کے پیس میکر میں ہیک کرنے کا امکان۔نمونیا کی نئی وبا کی وجہ سے، طبی میدان مریضوں سے رابطے کے خطرے کو کم کرنے اور سہولت کے لیے زیادہ سے زیادہ منسلک آلات استعمال کر رہا ہے۔جتنے زیادہ دور دراز رابطے قائم ہوں گے، ڈیٹا کی خلاف ورزیوں اور دیگر سائبر حملوں کے امکانات اتنے ہی زیادہ ہوں گے۔
چپ ڈیزائن ٹولز کے نقطہ نظر سے، میڈیکل ڈیوائس چپ ڈویلپرز دوسرے ایپلیکیشن منظرناموں میں استعمال ہونے والے ٹولز سے مختلف نہیں ہیں۔ای ڈی اے، آئی پی کور، اور قابل اعتماد تجزیہ کے اوزار سبھی ضروری ہیں۔یہ ٹولز ڈیولپرز کو جگہ کی رکاوٹوں اور حفاظتی عوامل کو مدنظر رکھتے ہوئے، جو کہ مریض کی صحت، معلومات کی حفاظت اور زندگی کی حفاظت کے لیے اہم ہیں، بڑھتے ہوئے وشوسنییتا کے ساتھ انتہائی کم طاقت والے چپ ڈیزائن حاصل کرنے کے لیے مؤثر طریقے سے منصوبہ بندی کرنے میں مدد کریں گے۔
حالیہ برسوں میں، نئے تاج کے پھیلنے نے بھی زیادہ سے زیادہ لوگوں کو طبی نظام اور طبی آلات کی اہمیت کا احساس دلایا ہے۔وبا کے دوران، سانس لینے میں مدد کے ساتھ پھیپھڑوں کی شدید چوٹ والے مریضوں کی مدد کے لیے وینٹی لیٹرز کا استعمال کیا جاتا تھا۔وینٹیلیٹر سسٹم اہم سگنلز کی نگرانی کے لیے سیمی کنڈکٹر سینسرز اور پروسیسرز کا استعمال کرتے ہیں۔سینسر کا استعمال مریض کی شرح، حجم اور فی سانس میں آکسیجن کی مقدار کا تعین کرنے اور آکسیجن کی سطح کو مریض کی ضروریات کے عین مطابق کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔پروسیسر مریض کی سانس لینے میں مدد کرنے کے لیے موٹر کی رفتار کو کنٹرول کرتا ہے۔
اور پورٹیبل الٹراساؤنڈ ڈیوائس مریضوں میں پھیپھڑوں کے گھاووں جیسی وائرل علامات کا پتہ لگاسکتی ہے اور نیوکلک ایسڈ ٹیسٹنگ کا انتظار کیے بغیر نئے کورونا وائرس سے وابستہ شدید نمونیا کی خصوصیات کی فوری شناخت کر سکتی ہے۔اس طرح کے آلات پہلے پیزو الیکٹرک کرسٹل کو الٹراساؤنڈ تحقیقات کے طور پر استعمال کرتے تھے، جن کی قیمت عام طور پر $100,000 سے زیادہ ہوتی ہے۔پیزو الیکٹرک کرسٹل کو سیمی کنڈکٹر چپ کے ساتھ تبدیل کرنے سے، ڈیوائس کی قیمت صرف چند ہزار ڈالر ہے اور یہ مریض کے اندرونی جسم کا آسانی سے پتہ لگانے اور تشخیص کرنے کی اجازت دیتا ہے۔
نیا کورونا وائرس بڑھ رہا ہے اور ابھی مکمل طور پر ختم نہیں ہوا ہے۔عوامی مقامات کے لیے لوگوں کی ایک بڑی تعداد کا درجہ حرارت چیک کرنا ضروری ہے۔موجودہ تھرمل امیجنگ کیمرے یا غیر رابطہ پیشانی انفراریڈ تھرمامیٹر ایسا کرنے کے دو عام طریقے ہیں، اور یہ آلات سیمی کنڈکٹرز جیسے سینسر اور اینالاگ چپس پر بھی انحصار کرتے ہیں تاکہ ڈیٹا جیسے درجہ حرارت کو ڈیجیٹل ریڈنگ میں تبدیل کیا جا سکے۔
صحت کی دیکھ بھال کی صنعت کو آج کے بدلتے ہوئے چیلنجوں سے نمٹنے کے لیے جدید EDA ٹولز کی ضرورت ہے۔ایڈوانسڈ ای ڈی اے ٹولز مختلف قسم کے حل فراہم کر سکتے ہیں، جیسے ہارڈ ویئر اور سافٹ ویئر کی سطح پر ریئل ٹائم ڈیٹا پروسیسنگ کی صلاحیتوں کو نافذ کرنا، سسٹم انٹیگریشن (زیادہ سے زیادہ اجزاء کو سنگل چپ پلیٹ فارم میں ضم کرنا)، اور کم کے اثرات کا جائزہ لینا۔ گرمی کی کھپت اور بیٹری کی زندگی پر پاور ڈیزائن۔سیمی کنڈکٹرز بہت سے موجودہ طبی آلات کا ایک اہم جزو ہیں، جو آپریشنل کنٹرول، ڈیٹا پروسیسنگ اور اسٹوریج، وائرلیس کنیکٹیویٹی، اور پاور مینجمنٹ جیسے افعال فراہم کرتے ہیں۔روایتی طبی آلات سیمی کنڈکٹرز پر اتنے منحصر نہیں ہوتے ہیں، اور طبی آلات جو سیمی کنڈکٹرز کو لاگو کرتے ہیں وہ نہ صرف روایتی طبی آلات کے کام انجام دیتے ہیں، بلکہ طبی آلات کی کارکردگی کو بھی بہتر بناتے ہیں اور اخراجات کو کم کرتے ہیں۔
طبی آلات کی صنعت تیز رفتاری سے ترقی کر رہی ہے، اور چپ ڈویلپرز اگلی نسل کے امپلانٹیبل آلات، ہسپتال کے طبی آلات اور صحت کی دیکھ بھال کے قابل پہننے کے قابل آلات کی ڈیزائننگ اور جدت کو جاری رکھے ہوئے ہیں۔
