Dispositivi per applicazioni medicali Moxa

Il settore medico e sanitario copre un’ampia gamma di applicazioni e i produttori sono alla ricerca di prodotti tecnologicamente avanzati basati sulla connettività wireless, più facili da usare e conformi agli innumerevoli requisiti di sicurezza e alle normative vigenti. 

Moxa ha messo in connessione oltre 57 milioni di dispositivi in tutto il mondo, grazie alla sua presenza nel settore da oltre 30 anni. Grazie ai suoi prodotti, è possibile creare soluzioni di rete affidabili che consentono ai dispositivi di connettersi, conversare e interagire con altri sistemi, procedure e persone. 

Scoprite le nuove soluzioni per le industrie mediche e sanitarie con vari utilizzi. Dai carrelli infermieristici mobili, ai dispositivi per ematologia ed emopatologia, ai sistemi di archiviazione e comunicazione delle immagini, ai sistemi farmaceutici, ai sequenziatori di DNA e altri ancora.

Dispositivi interconnessi per applicazioni mediche

Con la mobilità dei pazienti e dei dati, si è diffusa l’integrazione delle tecnologie wireless e dei dispositivi di connessione nei prodotti medici. Le tecnologie wireless e l’interconnessione dei dispositivi, che offrono ai pazienti un’incredibile mobilità e facilitano l’accesso ai dati dei pazienti da parte degli operatori sanitari, migliorano notevolmente la qualità dell’assistenza sanitaria.

Moxa offre numerosi prodotti di connettività edge sicuri che offrono una trasmissione affidabile di dati reali e la crittografia dei dati, sono certificati, hanno dimensioni compatte e sono facili da installare. In questo articolo tratteremo alcuni di questi dispositivi e ne illustreremo le applicazioni nei servizi di consulenza medica e familiare (FMCS), nei dispositivi medici diagnostici in vitro (IVD) o nei produttori di apparecchiature originali (OEM).

Dispositivi medici IVD

La diagnostica in vitro copre un ampio spettro, dai semplici autotest per la gravidanza e i controlli della glicemia per i diabetici alle diagnosi complesse effettuate nei laboratori clinici. In vitro, che letteralmente significa “in vetro”, si riferisce al fatto che questi test vengono spesso eseguiti in provette e altri apparecchi simili, in contrapposizione ai test eseguiti dal vivo, che vengono eseguiti all’interno del corpo.

Secondo la Commissione Europea, i dispositivi medici diagnostici in vitro (IVD) utilizzano test su campioni biologici. I test noti come diagnostici in vitro possono identificare malattie, disturbi e infezioni. Alcuni dei tipi di IVD comprendono i test COVID-19 e i test HIV. 

I produttori di dispositivi medico-diagnostici in vitro devono garantire la conformità agli standard legali necessari, che sono definiti nel Regolamento UE sulla diagnostica in vitro (UE) 2017/746, e nel nel Regolamento del Regno Unito sui dispositivi medici (UK MDR) del 2002.

Carrello infermieristico mobile

La prima apparecchiatura medica evidenziata è un carrello infermieristico mobile per monitorare lo stato di salute del paziente. 

Caratteristiche:

  • Gli infermieri possono monitorare frequentemente i parametri vitali dei loro pazienti.
  • Queste cartelle cliniche possono essere trasferite su un server e condivise da tutti i reparti dell’ospedale.
  • Un convertitore può collegarsi a un computer tramite Ethernet e ai dispositivi medici tramite RS-232.
Figura 1 – Topologia applicativa del server di dispositivi seriali e wireless NPort W21150A con il sistema informativo clinico (CIS). Fonte: Moxa: Moxa Fonte: Moxa

Per collegare i dispositivi seriali ed Ethernet, come ad esempio i PLC, i contatori e i sensori, a un computer, le NPort W2150A e W2250A sono le opzioni migliori. Il vostro programma di comunicazione sarà in grado di connettersi ai dispositivi seriali da qualsiasi postazione tramite LAN wireless. I server di dispositivi wireless richiedono inoltre un minor numero di connessioni e sono la scelta migliore per le applicazioni con scenari di cablaggio difficili. NPort W2150A e NPort W2250A possono connettersi a reti Wi-Fi in uffici e fabbriche, consentendo agli utenti di spostarsi, o di effettuare il roaming, tra numerosi AP (access point). Sono un’ottima opzione per i dispositivi che vengono spostati regolarmente da una sede all’altra, come spesso accade negli ospedali e nelle cliniche.

Figura 2 – Server seriale Wi-Fi Moxa con porte seriali 1 RS232/RS422/RS485. Fonte: Moxa

Analizzatore ematologico automatizzato e diagnostica ematopatologica

Il Moxa NPort 6450 può essere utilizzato per trasmettere automaticamente le cartelle cliniche ai sistemi informativi di laboratorio. Può offrire una trasmissione affidabile dei dati in tempo reale per le apparecchiature mediche adeguate, come ad esempio un analizzatore ematologico. Può essere utilizzato per facilitare l’analisi e l’archiviazione dei risultati delle ispezioni.

Figura 3 – Topologia applicativa dell’analizzatore ematologico collegato a NPort 6450 e trasmesso al Laboratory Information Management System (LIS). Fonte: Moxa

La serie NPort 6000 è costituita da terminal server che inviano dati seriali crittografati su Ethernet utilizzando i protocolli SSL e SSH. Utilizzando lo stesso indirizzo IP, la NPort 6000 può collegarsi a un massimo di 32 dispositivi seriali di qualsiasi tipo. È possibile impostare la porta Ethernet per una connessione TCP/IP non sicura o sicura. I server di dispositivi sicuri NPort 6000 sono l’opzione migliore per le applicazioni che richiedono diversi dispositivi seriali in uno spazio ridotto. Qualsiasi tipo di dispositivo seriale può essere collegato a NPort 6000 e ogni porta seriale del dispositivo può essere impostata individualmente per trasmettere dati tramite RS-232, RS-422 o RS-485.

Figura 4 – Server di dispositivi seriali Moxa con porte seriali 4 RS232/RS422/RS485. Fonte: Moxa

Un’altra soluzione è UPort 1250, un convertitore da seriale a USB economico e di dimensioni compatte. Può essere utilizzato nella diagnostica ematopatologica.

Figura 5 – Topologia applicativa dell’analizzatore ematologico collegato a UPort 1250 e trasmesso al Laboratory Information Management System (LIS). Fonte: Moxa

Per i PC portatili o workstation privi di porte seriali, la soluzione ideale è rappresentata UPort 1000 Series dai convertitori da USB a seriale. Sono necessari per i tecnici che devono collegare diversi dispositivi seriali sul campo o per le apparecchiature che non dispongono di una porta COM o di una connessione DB9.

Figura 6 – Convertitore USB-Seriale Moxa con porte seriali RS232/RS422/RS485 e 2 connettori DB9 maschi.

Altre Applicazioni mediche

Oltre ai dispositivi diagnostici in vitro, Moxa offre soluzioni per altre applicazioni mediche. Tra queste, i sistemi di confezionamento farmaceutico, i sistemi di cura per unità di terapia intensiva (ICU), le macchine per la pulizia degli endoscopi e altro ancora. 

Sistemi di confezionamento farmaceutico

L’imballaggio, in particolare dei farmaci, è una parte fondamentale dei prodotti farmaceutici. Questi prodotti devono essere sterili e devono essere protetti da contaminanti e sbalzi di temperatura. Inoltre, la copertura e l’etichettatura sono fondamentali per non confonderli con altri prodotti, ad esempio durante il trasporto. 

Grazie alle tecnologie di rilevamento o wireless, gli imballaggi diventano “intelligenti”. Ciò può comportare un’ampia gamma di funzionalità. L’imballaggio non serve solo a proteggere e a diffondere le informazioni sui farmaci, ma può anche fornire un’ampia gamma di funzionalità aggiuntive ed essere integrato in un sistema connesso abilitato all’IoT.

Figura 7 – Topologia applicativa dei sistemi di confezionamento farmaceutico collegati tramite il server UPort 1110 serial to USB Device. Fonte: Moxa

Come la già citata serie UPort 1000, l’UPort 1110 può collegare qualsiasi dispositivo seriale a un notebook o a un PC tramite USB. È dotato di una semplice interfaccia di espansione che non richiede installazione o riavvio.

Figura 8 – Un esempio di convertitore da USB a seriale con connettore maschio 1DB9. Fonte: Moxa

Sistemi di archiviazione e comunicazione di immagini

Il sistema di archiviazione e comunicazione delle immagini (PACS) è una tecnologia di imaging medicale che consente l’acquisizione, la presentazione e l’archiviazione di immagini mediche per un facile accesso da vari dispositivi medici. Il sistema ha ricevuto le modalità di imaging.

Figura 9 – La topologia applicativa delle schede PCI Express a 4 porte consente la connessione dei dispositivi con il sistema informativo radiologico (RIS). Fonte: Moxa

Le schede CP-114EL e CP-114EL-I di Moxa sono schede PCI Express intelligenti a 4 porte per applicazioni POS e ATM. Le schede supportano un’ampia gamma di sistemi operativi, tra cui Windows, Linux e UNIX, e sono la scelta preferita degli esperti di automazione industriale e degli integratori di sistemi. Le schede CP-114EL e CP-114EL-I forniscono segnali di controllo del modem per garantire la compatibilità con varie periferiche seriali.

Figura 10 – Scheda di interfaccia con connettore DB44 femmina. Fonte: Moxa

Macchine per la pulizia degli endoscopi

Il sistema di ritrattamento degli endoscopi controlla, monitora e traccia il processo di pulizia degli endoscopi. Per il monitoraggio attraverso il sistema informativo radiologico (RIS), NPort 5410 con interfaccia uomo-macchina aiuta nella configurazione in loco. Consente il funzionamento del ritrattamento degli endoscopi e trasferisce facilmente i dati seriali tramite Ethernet. 

Figura 11 – Tipologia di applicazione delle macchine per la pulizia degli endoscopi collegate a NPort 5410 e monitorate tramite il Sistema Informativo Radiologico (RIS). Fonte: Moxa

Un pannello LCD di facile utilizzo per una semplice installazione, doppi ingressi di alimentazione CC, resistenze di terminazione e pull high/low regolabili e una modalità di funzionamento indipendente per ciascuna porta seriale sono solo alcune delle utili caratteristiche offerte dai server di dispositivi NPort 5400 per applicazioni da seriale a Ethernet.

Caratteristiche:

  • Facile trasferimento di dati seriali a Ethernet
  • Dimensioni compatte per una semplice installazione
  • Trasmissione affidabile dei dati in tempo reale
  • Supporto dei driver Windows più recenti
  • Certificazione medica EN60601-1-2 e EN55011 
  • Configurazione in loco grazie all’interfaccia uomo-macchina NPort 5410 WITH LCM

Sistemi di assistenza in terapia intensiva

Il termine “unità di terapia intensiva” (ICU) si riferisce a un sistema strutturato per la cura di pazienti gravemente malati che offre assistenza medica e infermieristica intensiva e specializzata, capacità di monitoraggio avanzate e include diverse modalità di supporto fisiologico degli organi per mantenere la vita dei pazienti con insufficienze potenzialmente fatali.

Figura 12 – Topologia applicativa di più dispositivi di bordo letto collegati a un server di dispositivi seriale-ethernet e a un server in rete. Fonte: Moxa

La già citata serie NPort 5410 è certificata EN60601-1-2 e EN55011 dal punto di vista medico e i server di rete di Moxa aiutano gli infermieri a collegare più dispositivi di monitoraggio a bordo letto di tipo seriale. In questo modo, il personale medico può monitorare elettronicamente le condizioni dei pazienti e sostituire le tradizionali cartelle cliniche cartacee con l’EMR (electronic medical records). 

Figura 13 – Server di dispositivi seriali con 4 porte seriali RS232. Fonte: Moxa

Macchine per emodialisi in rete

L’emodialisi è un trattamento in cui il sangue del paziente viene pulito utilizzando una macchina per dialisi e un filtro specifico chiamato rene artificiale o dializzatore. Il medico deve creare un ingresso o un’entrata nei vasi sanguigni del paziente per far entrare il sangue nel dializzatore. 

Pertanto, lo scopo principale della connettività delle macchine per emodialisi è quello di collegarle ai sistemi di gestione dei dati per il monitoraggio del paziente durante il trattamento o per l’archiviazione dei dati del paziente.

Figura 14 – Topologia applicativa di macchine per dialisi collegate con soluzioni sia cablate che wireless per macchine per dialisi mobili e fisse. Fonte: Moxa

Le macchine per dialisi possono essere collegate attraverso i già citati server di dispositivi NPort W2150A e NPort 5100, realizzati per dispositivi seriali immediatamente pronti per la rete. Le dimensioni compatte dei server li rendono perfetti per collegare hardware come lettori di carte e terminali di pagamento a una LAN Ethernet basata su IP. Grazie alla serie NPort 5100, le applicazioni PC hanno accesso immediato ai dispositivi seriali da qualsiasi punto della rete.

Figura 15 – Server di dispositivi seriali a 1 porta RS232/RS422/RS485. Fonte: Moxa

Laboratori di ricerca farmaceutica

I ricercatori farmaceutici e medici utilizzano strumenti di laboratorio avanzati per trovare rimedi innovativi per i pazienti. Nei laboratori di ricerca farmaceutica, i ricercatori si inviano spesso dati e foto da microscopi e altri dispositivi a computer portatili o desktop.

Figura 16 – Topologia applicativa di un laboratorio farmaceutico, dove gli scienziati lavorano su dispositivi collegati tramite comunicazione USB o seriale. Fonte: Moxa

Per consentire questo tipo di connessione, ad esempio tra PC e microscopi o alcuni dispositivi NB-IoT, Moxa offre UPort 1610-8, un convertitore da USB a seriale le cui caratteristiche sono:

  • Fino a 8 porte per una facile espansione da USB a seriale
  • Trasmissione ad alta velocità USB 2.0 vera e propria per la trasmissione di dati di grandi dimensioni
  • Trasmissione dati stabile grazie al FIFO da 128 byte e al controllo di flusso hardware e software senza chip 
  • Facile risoluzione dei problemi grazie agli indicatori LED
  • Compatibilità con PC portatili o desktop
Figura 17 –  Un esempio di convertitore USB-seriale a 8 porte RS-232, RS-422/485 e RS-232/422/485. Fonte: Moxa

Sistema di monitoraggio dell’ambiente di fabbrica

Quando si rilascia  un nuovo farmaco sul mercato, è importante completare la registrazione dei dati per la revisione della FDA (Food and Drug Administration). È necessario conservare le informazioni per la revisione dell’FDA. Moxa aiuta nell’archiviazione locale dei dati, poiché la ricerca può durare da 5 a 10 anni. 

I dispositivi ioLogik 2542, ioLogik E1240 e ioLogik E1262, che consentono il monitoraggio di più luoghi, la memorizzazione locale dei dati, il buffering automatico dei dati e l’integrazione dopo la riconnessione alla rete, sono particolarmente utili.

Figura 18 – Dispositivi Moxa collegati dalla fabbrica alla sala di controllo. Fonte: Moxa

OEM/Dispositivi per applicazioni mediche

Un produttore di apparecchiature originali (OEM) di dispositivi medici viene definito OEM medico. Gli OEM medicali svolgono un ruolo importante nella produzione di dispositivi medici. L’industria della produzione di dispositivi medici è una parte cruciale dell’economia, poiché i dispositivi medici sono disponibili in un’ampia varietà di strumenti, apparecchiature, attrezzi, oggetti, impianti, macchine, persino software o tipi di materiali. 

In questa categoria, Moxa si concentra sui sequenziatori di DNA e sull’automazione nella scoperta di farmaci.

I Sequenziatori di DNA

I sequenziatori di DNA sono dispositivi che leggono un campione di DNA e creano un file elettronico contenente simboli che indicano la sequenza di basi azotate del campione (A, C, G e T). 

I costruttori di macchine apprezzano i meccanismi di montaggio e cablaggio senza attrezzi per l’installazione e la riconfigurazione automatica per la manutenzione con prodotti ripetuti. Moxa fornisce il supporto per l’architettura X (design di cablaggio per circuiti integrati che fa ampio uso di fili diagonali) se è richiesto un metodo di connessione diverso a un sistema IT (ad esempio, per l’analisi dei dati).

Secondo Moxa, le macchine per il sequenziamento del DNA si aggiornano nel tempo e hanno bisogno di aggiungere in modo flessibile diversi tipi di I/O. In precedenza, i clienti utilizzavano la serie ioLogik E1200. Ora, grazie all’implementazione di prodotti come le ,serie ioThinx 4510 e ioThinx 4500 (45MR), essi consentono agli utenti di scegliere una combinazione di I/O. 

Figura 19 – Un elenco di prodotti implementati su un box-computer tramite Modbus TCP. Fonte: Moxa Fonte: Moxa

La serie ioThinx 4510 è pronta per le applicazioni IoT e supporta i protocolli “di tendenza” come SNMP, RESTful API e MQTT. La serie offre un prodotto I/O remoto modulare all’avanguardia con un design hardware e software distintivo che lo rende la scelta perfetta per una serie di applicazioni di raccolta dati industriali. 

Figura 20 – Funzione di gateway Modbus RTU integrato. Fonte: Moxa

Una caratteristica meccanica particolare della serie ioThinx 4510 minimizza il tempo necessario per l’installazione e la rimozione, semplificando l’implementazione e la manutenzione. Inoltre, la serie ioThinx 4510 supporta la conversione tra i protocolli OT e IT e il protocollo Modbus RTU Master per ottenere i dati del sito di campo dai contatori seriali.

Figura 21 – Adattatore I/O remoto modulare avanzato con porte seriali integrate. Fonte: Moxa

La serie ioThinx 4500 (45MR) offre ai clienti un’ampia gamma di opzioni, consentendo loro di scegliere la combinazione di I/O più adatta all’uso previsto. Questi I/O  includono DI/O, AI, relè, RTD e altri. La particolare forma meccanica dell’hardware ne semplifica l’installazione e la rimozione senza l’uso di attrezzi, riducendo notevolmente il tempo necessario per la configurazione e la sostituzione dei moduli.

Figura 22 – Un esempio di modulo per la serie ioThinx 4500. Fonte: Moxa

Apparecchiature per esperimenti automatici nel campo della scoperta di farmaci

Poiché l’automazione è entrata a far parte del settore della drug discovery da qualche tempo, è ora possibile cambiare ciò che è possibile ottenere durante il processo di ricerca e sviluppo dei farmaci, grazie a tecnologie innovative e all’elevata flessibilità. I laboratori possono ora implementare soluzioni farmaceutiche e biotecnologiche innovative grazie a una nuova coppia di robot con strumenti software avanzati.

Moxa offre il monitoraggio e il controllo di dati a interfaccia multipla di apparecchiature automatiche per esperimenti, come un lettore di codici a barre seriale e un dispositivo di fissaggio, nonché DI/DO/relay, oltre a varie combinazioni di dati I/O.

Figura 23 – Apparecchiatura per esperimenti automatici di scoperta di farmaci. Fonte: Moxa

Il loro assortimento comprende una scheda seriale multiporta, un I/O remoto modulare e uno switch gigabit per i requisiti di rete e la raccolta dei dati dell’interfaccia. Anche in questo caso, grazie al design modulare di ioThinx 4510, i clienti possono scegliere diverse combinazioni di moduli per apparecchiature diverse con un’unica soluzione di I/O per ridurre il lavoro di installazione e manutenzione.

La scelta della giusta connettività per i dispositivi medici

L’ampia gamma di prodotti Moxa sta migliorando le strutture mediche e sanitarie. Questi dispositivi aumentano la velocità di visualizzazione e di connessione delle cartelle cliniche dei pazienti con i sistemi per un lavoro rapido ed efficiente. 

Moxa è uno dei principali partner di fornitura di Distrelec, e supporta i clienti con un’ampia gamma di soluzioni di rete per l’automazione industriale. Con  la connettività abilitata, qualsiasi applicazione può essere completata in modo più rapido e sicuro, il che è particolarmente importante nelle soluzioni mediche.

Fonte: Moxa

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