在医疗设备热挑战:保持凉爽在炎热的和不断发展的技术空间

与40多个医疗器械被清除或2018年FDA批准的,很明显,医疗技术反映了技术的一般行为——这是在迅速发展。FDA批准今年涵盖广泛,包括支架、缝合,可植入的镜头,葡萄糖监测系统和人工心脏瓣膜。

这些设备的目的不同,但它们都有一个共同点:他们面临独特的热的挑战。无论是植入医疗设备、临时放置在身体,或在手术室协助——都必须承受热载荷。工程师和设计师来说意味着什么?这里有几种方式他们可以确保最新的医学发展。

小尺寸使集中热量

笔记本电脑和手机并不是唯一设备创新意味着缩小规模。医疗器械也纷纷效仿,仍然装大量的电力。而仪器越来越强的具有明显的益处,如非侵入性的和准确的,他们还必须被设计在适当的温度范围。

解决方案之一是两相冷却。虽然有一些不同的方法,目的是使用蒸汽快速而有效地传热,以便它可以更容易地消散。热管和蒸气室都实现这个目标的效率和电导率高于单相冷却或散热器。

另一个选择了使用石墨,高自然电气和热导率。石墨可以用作热撒布机,降低热组件的温度和保护敏感地区热点。温度均匀分布的能力迅速帮助它作为空间盾,延长的生活敏感的仪器。

防止热噪声破坏了照片

成像设备如核磁共振成像(MRI)、计算机断层扫描(CAT),超声、放射学(x射线)——取决于在速度和准确性。这些扫描的高需求,要求高的正常运行时间和能力承受频繁使用。这些大而复杂的机器也带来的挑战多个热源,如电源结合电子组件。最后,必须控制噪音和碎片,它常常排除使用冷却风扇等选项。

噪声在医学成像,包括由热或冷却机制影响,会造成图像很难读,甚至导致误诊。更大的机器需要相当大的热力学管理,导致热管与更大的散热片。机架式热管组件也可以用来很酷的小,便携式医疗设备。执行冷却没有移动部件,使设备安静和不容易失败。

在外科应用程序保护精度

神经外科是一个典型的例子的准确性。精度是通过使用双极钳等工具,使用电烧灼或切除组织。但电力带来热量,过多的热量会导致组织坚持钳。在外科的应用程序必须快速且一致的热管理防止致命错误。

这个问题的一个解决方案来自NASA技术小型热管的“剥离”。美国宇航局的原始兴趣热管是由于温度的巨大差异在空间,特别是从太阳的影子。热管与美国航天局资助成为用于x射线和开发,最终,今天脑部手术中使用的双极钳。

是脑部手术还是火箭科学,工程师应该考虑到几个因素在设计过程热管理医疗设备。通过考虑病人接触,使用频率,操作环境和可靠性,设计师可以选择正确的热管理解决方案保持设备的平稳运行和需求。