Moxa: urządzenia do zastosowań medycznych

Branża medyczna obejmuje szeroki zakres zastosowań, a producenci wciąż poszukują bardziej zaawansowanych technologicznie produktów, wykorzystujących łączność bezprzewodową. Urządzenia te są łatwiejsze w obsłudze i spełniają liczne normy bezpieczeństwa.

Firma Moxa działa na rynku medycznym od ponad 30 lat i w tym czasie połączyła już ponad 57 milionów urządzeń na całym świecie. Za pomocą produktów marki Moxa można tworzyć niezawodne rozwiązania sieciowe, które umożliwiają urządzeniom łączenie się, wymianę informacji i interakcję z innymi systemami, procedurami i ludźmi.

Moxa oferuje innowacyjne rozwiązania dla branży medycznej do wielu zastosowań. Od mobilnych elektronicznych wózków pielęgniarskich, przez urządzenia do badań hematologicznych i hematopatologicznych, aż po systemy archiwizacji i przekazywania obrazów, systemy farmaceutyczne, sekwencery DNA i wiele innych.

Połączone urządzenia do zastosowań medycznych

Zastosowanie technologii bezprzewodowych i urządzeń łączących do produktów medycznych zyskało na popularności wraz z rozwojem mobilności pacjentów i danych. Technologie bezprzewodowe i możliwość łączenia ze sobą urządzeń znacznie poprawiają jakość opieki zdrowotnej, dając pacjentom wyjątkową mobilność i ułatwiając dostawcom usług medycznych dostęp do danych pacjenta.

Produkty z zakresu bezpiecznej łączności brzegowej firmy Moxa umożliwiają niezawodną transmisję danych w czasie rzeczywistym i szyfrowanie danych. Oferowane rozwiązania mają niewielkie rozmiary, są łatwe w instalacji i uzyskały wszystkie niezbędne certyfikaty. W tym artykule omówimy niektóre z tych urządzeń i zaprezentujemy ich zastosowanie w dziedzinie medycyny, diagnostyki in vitro oraz produkcji oryginalnego sprzętu (OEM).

Urządzenia medyczne IVD

Diagnostyka in vitro obejmuje szerokie spektrum rozwiązań, od domowych testów ciążowych i urządzeń do pomiaru poziomu glukozy we krwi u diabetyków, po złożone badania przeprowadzane w laboratoriach klinicznych. Badania te często przeprowadzane są w probówkach, stąd nazwa in vitro, z łaciny „w szkle”. Natomiast badania in vivo przeprowadza się wewnątrz organizmu.

Jak podaje Komisja Europejska, wyroby medyczne do diagnostyki in vitro (IVD) polegają na przeprowadzaniu testów na próbkach biologicznych. Diagnostyka in vitro może rozpoznawać choroby, zaburzenia i infekcje. Niektórymi z rodzajów IVD są testy COVID-19 i testy na HIV.

Producenci wyrobów medycznych do diagnostyki in vitro przed wprowadzeniem na rynek takich wyrobów muszą zapewnić, że spełniają one niezbędne normy prawne, wyszczególnione w unijnym rozporządzeniu o diagnostyce in vitro (EU) 2017/746.

Elektroniczne wózki pielęgniarskie

Elektroniczne wózki pielęgniarskie pozwalają na monitorowanie stanu zdrowia pacjentów.

Główne cechy:

  • Personel pielęgniarski może często sprawdzać funkcje życiowe swoich pacjentów.
  • Następnie dane mogą być wprowadzone do komputera serwerowego i udostępnione wszystkim oddziałom w szpitalu.
  • Konwerter może łączyć się z komputerem poprzez złącze Ethernet, a ze sprzętem medycznym poprzez złącze RS-232.
Rysunek 1: Topologia zastosowania serwera urządzeń szeregowych NPort W21150A z łącznością bezprzewodową z klinicznym systemem informatycznym (CIS). Źródło: Moxa

Aby podłączyć urządzenia szeregowe i Ethernet, takie jak sterowniki PLC, mierniki i czujniki, do komputera, najlepszym rozwiązaniem są NPort W2150A i W2250A. Dzięki temu program komunikacyjny będzie mógł łączyć się z urządzeniami szeregowymi z dowolnego miejsca za pośrednictwem bezprzewodowej sieci LAN. Bezprzewodowe serwery urządzeń wymagają ponadto mniejszej liczby połączeń i są doskonałym wyborem do zastosowań wymagających skomplikowanego okablowania. NPort W2150A i NPort W2250A mogą łączyć się z sieciami Wi-Fi w biurach i fabrykach, co pozwala użytkownikom na swobodne przemieszczanie się i dostęp do danych z wielu puntów dostępowych. Stanowią doskonały rozwiązanie dla urządzeń, które są często przenoszone z jednej lokalizacji do drugiej, co często ma miejsce w szpitalach i placówkach medycznych.

Rysunek 2: Serwer szeregowy Moxa Wi-Fi z portami szeregowymi 1 RS232/RS422/RS485. Źródło: Moxa

Automatyczny analizator hematologiczny i diagnostyka hematopatologiczna

Serwer NPort 6450 może służyć do automatycznego przesyłania dokumentacji medycznej do laboratoryjnych systemów informatycznych. Zapewnia niezawodną transmisję danych w czasie rzeczywistym dla odpowiedniego sprzętu medycznego, np. analizatora hematologicznego. Można stosować go do wspomagania analiz i przechowywania wyników badań.

Rysunek 3: Topologia aplikacji analizatora hematologicznego podłączonego do NPort 6450 i systemu zarządzania danymi laboratoryjnymi. Źródło: Moxa

NPort600 to seria serwerów szeregowych, które przesyłają zaszyfrowane dane szeregowe przez sieć Ethernet przy użyciu protokołów SSL i SSSH. Przy użyciu tego samego adresu IP NPort 6000 może połączyć się z maksymalnie 32 urządzeniami szeregowymi dowolnego typu. Możliwe jest również skonfigurowanie portu Ethernet do niezabezpieczonego lub bezpiecznego połączenia TCP/IP. Zabezpieczone serwery NPort 6000 są doskonałym rozwiązaniem do zastosowań wymagających montażu wielu urządzeń w ograniczonej przestrzeni. Do serwera NPort 6000 można podłączyć dowolny typ urządzenia szeregowego, po czym każdy port szeregowy w urządzeniu można indywidualnie ustawić na przesyłanie danych za pomocą złączy RS-232, RS-422 lub RS-485.

Rysunek 4: Serwer urządzeń szeregowych z portami szeregowymi 4 RS232/RS422/RS485. Źródło: Moxa

Kolejnym rozwiązaniem jest UPort 1250 – ekonomiczny i kompaktowy konwerter portów szeregowych na USB, który doskonale sprawdza się w diagnostyce hematopatologicznej.

Rysunek 5: Topologia aplikacji analizatora hematologicznego podłączonego do UPort 1250 i przesyłanego do systemu zarządzania danymi laboratoryjnymi. Źródło: Moxa

Idealnym rozwiązaniem do laptopów i stacji PC niewyposażonych w porty szeregowe są konwertery portów USB na port szeregowy serii UPort 1000. Urządzenia te są niezbędne do podłączenia kilku urządzeń szeregowych w terenie lub wszelkich urządzeń pozbawionych portu COM lub złącza DB9.

Rysunek 6: Konwerter Moxa z USB na port szeregowy z portami szeregowymi RS232/RS422/RS485 i 2 złączami męskimi DB9.

Pozostałe zastosowania medyczne

Oprócz urządzeń do diagnostyki in vitro Moxa oferuje również rozwiązania do wielu innych zastosowań medycznych. Należą do nich między innymi systemy pakowania produktów farmaceutycznych, systemy opieki na oddziałach intensywnej opieki medycznej (OIOM), maszyny do czyszczenia endoskopów i wiele innych.

Systemy pakowania produktów farmaceutycznych

Procesy pakowania, zwłaszcza leków, odgrywają istotną rolę w przemyśle farmaceutycznym. Leki muszą być pakowane w sterylnych warunkach i chronione przed zanieczyszczeniami oraz zmianami temperatury. Bardzo ważne jest również stosowanie odpowiednich etykiet, by produkty nie zostały pomylone z innymi produktami podczas transportu.

Nowoczesne opakowania leków stały się „inteligentne” dzięki czujnikom i technologii bezprzewodowej. Umożliwia to dużą funkcjonalność. Opakowania mogą teraz służyć nie tylko jako środek ochronny i informacyjny, ale również zapewnić szeroką gamę dodatkowych funkcji, a nawet zostać zintegrowane z połączonym systemem IoT.

Rysunek 7: Topologia aplikacji systemów pakowania produktów farmaceutycznych połączonych poprzez serwer szeregowy UPort 1110 z serwerem urządzeń USB. Źródło: Moxa

UPort 1110 z serii UPort 1000 może służyć do podłączenia urządzeń szeregowych do dowolnego notebooka lub komputera PC poprzez USB. Jest wyposażony w proste rozszerzenie interfejsu bez konieczności instalacji lub ponownego uruchamiania.

Rysunek 8: Przykład konwerterów USB na port szeregowy ze złączem męskim 1DB9. Źródło: Moxa

Systemy archiwizacji i transmisji obrazów

Systemy archiwizacji i transmisji obrazów (PACS) to technologia obrazowania medycznego, pozwalająca na przechwytywanie, prezentowanie i przechowywanie obrazów medycznych zaprojektowana z myślą o łatwym dostępie do obrazów z różnych urządzeń medycznych. Do systemu zostały opracowane różne modalności obrazowania.

Rysunek 9: Topologia zastosowania 4-portowych kart PCI Express pozwalająca na połączenie urządzeń z radiologicznym systemem informatycznym (RIS). Źródło: Moxa

CP-114EL i CP-114EL-I marki Moxa to inteligentne, 4-portowe karty PCI Express przeznaczone do zastosowań w punktach sprzedaży i bankomatach. Urządzenia obsługują szeroki zakres systemów operacyjnych, w tym Windows, Linux i UNIX, i cieszą się uznaniem ekspertów z branży automatyki przemysłowej oraz integratorów systemów. Moduły CP-114EL i CP-114EL-I zapewniają sygnały sterujące modemem w celu zapewnienia kompatybilności z różnymi szeregowymi urządzeniami peryferyjnymi.

Rysunek 10: Karta interfejsu z żeńskim złączem DB44. Źródło: Moxa

Urządzenia do czyszczenia endoskopów

Dezynfekcja endoskopów to procedura, w którym są one odkażane i przygotowywane do ponownego użycia, co pozwala na kontrolowanie i monitorowanie stanu sprzętu. NPort 5410 z interfejsem człowiek-maszyna pozwala na konfigurowanie maszyn czyszczących na miejscu, dzięki czemu proces dezynfekcji może być monitorowany za pomocą systemu informacji radiologicznej (RIS). Umożliwia to przygotowanie endoskopów do ponownego użytku przy jednoczesnym przesyłaniu danych szeregowych przez sieć Ethernet.

Rysunek 11: Typologia zastosowań urządzeń do czyszczenia endoskopów podłączonych do NPort 5410 i monitorowanych za pośrednictwem systemu informacji radiologicznej (RIS). Źródło: Moxa

Wygodny w obsłudze panel LCD ułatwiający instalację, dwa wejścia zasilania prądem stałym, regulowane rezystory końcowe, podciągające i ściągające, a także niezależny tryb pracy dla każdego portu szeregowego to tylko niektóre z przydatnych funkcji oferowanych przez serwery urządzeń NPort 5400 do połączeń szeregowych z siecią Ethernet.

Główne cechy:

  • łatwy transfer danych szeregowych do sieci Ethernet;
  • kompaktowe rozmiary ułatwiające instalację;
  • niezawodna transmisja danych w czasie rzeczywistym;
  • obsługa najnowszych sterowników w systemie Windows;
  • certyfikaty medyczne EN60601-1-2 & EN55011;
  • konfiguracja na miejscu dzięki interfejsowi człowiek-maszyna NPort 5410 z funkcją LCM.

Systemy opieki na oddziałach intensywnej opieki medycznej

Oddziały intensywnej opieki medycznej (OIOM) to zorganizowane systemy opieki nad krytycznie chorymi pacjentami, które oferują intensywną i specjalistyczną opiekę medyczną i pielęgniarską oraz zwiększone możliwości monitorowania. Oddziały te wykorzystują kilka sposobów fizjologicznego wspomagania narządów, które podtrzymują życie w przypadku niewydolności narządów.

Rysunek 12: Topologia aplikacji wielu urządzeń zlokalizowanych przy łóżku pacjenta, połączonych z serwerem urządzeń szeregowo-ethernetowych i serwerem sieciowym. Źródło: Moxa

Wspomniana wcześniej seria NPort 5410 uzyskała certyfikaty medyczne EN60601-1-2 i EN55011, a serwery sieciowe firmy Moxa pomagają personelowi medycznemu połączyć wiele szeregowych urządzeń monitorujących przy łóżku pacjenta. Dzięki temu monitorowanie pacjentów można przeprowadzać elektronicznie, a tradycyjną papierową dokumentację zastąpić kartami EMR (ang. electronic medical records).

Rysunek 13: Serwer urządzeń szeregowych z portami szeregowymi 4 RS232/RS422/RS485. Źródło: Moxa

Podłączone urządzenia do hemodializy

Hemodializa to zabieg, w którym krew pacjenta jest oczyszczana przy użyciu maszyny dializacyjnej i specjalnego filtra zwanego sztuczną nerką lub dializatorem. Krew trafia do dializatora bezpośrednio za pośrednictwem przetoki lub cewnika podłączonego pacjenta.

Podstawowym celem podłączania aparatów do hemodializy jest więc podłączenie ich do systemów zarządzania danymi w celu monitorowania pacjenta podczas leczenia lub archiwizowania jego danych.

Rysunek 14: Topologia aplikacji dializatorów połączonych zarówno przewodowo, jak i bezprzewodowo z rozwiązaniami przeznaczonymi do ruchomych i stałych dializatorów. Źródło: Moxa

Maszyny do dializ można podłączyć za pośrednictwem wspomnianych wcześniej serwerów urządzeń NPort W2150A i NPort 5100, stworzonych z myślą o błyskawicznym podłączeniu do sieci urządzeń szeregowych. Dzięki kompaktowym rozmiarom serwery doskonale nadają się do łączenia sprzętu takiego jak czytniki kart i terminale płatnicze z siecią Ethernet LAN opartą na protokole IP. Podłączenie do sieci NPort 5100 umożliwia aplikacjom komputerowym natychmiastowy dostęp do urządzeń szeregowych z dowolnego miejsca w sieci.

Rysunek 15: Serwer urządzeń szeregowych z jednym portem szeregowym RS232/RS422/RS485. Źródło: Moxa

Farmaceutyczne laboratoria badawcze

Naukowcy farmaceutyczni i medyczni wykorzystują zaawansowane narzędzia laboratoryjne podczas badań nad innowacyjnymi lekami i rozwiązaniami dla pacjentów. W laboratoriach farmaceutycznych naukowcy często przesyłają wzajemnie dane i zdjęcia z mikroskopów i innych urządzeń na laptopy lub komputery stacjonarne.

Rysunek 16: Topologia zastosowania laboratoryjnego, gdzie naukowcy wykorzystują urządzenia podłączone szeregowo lub przez porty USB. Źródło: Moxa

By umożliwić takie połączenie np. między komputerami PC a mikroskopami lub niektórymi urządzeniami NB-IoT, Moxa proponuje UPort 1610-8, który jest konwerterem USB na port szeregowy. Jego głównymi zaletami są:

  • do 8 portów umożliwiających łatwą rozbudowę z USB na połączenie szeregowe;
  • szybka transmisja True USB 2.0 umożliwiająca przesyłanie dużych ilości danych;
  • stabilna transmisja danych dzięki 128-bajtowej procedurze FIFO oraz sprzętowej i programowej kontroli przepływu;
  • łatwa diagnostyka dzięki kontrolkom LED;
  • kompatybilność z laptopami i komputerami PC.
Rysunek 17: Przykład 8-portowego konwertera RS-232, RS-422/485 oraz RS-232/422/485 USB na port szeregowy. Źródło: Moxa

System monitorowania środowiska fabrycznego

Podczas wprowadzania na rynek nowego leku ważne jest, aby zebrać dane do weryfikacji przez FDA (Agencja Żywności i Leków). Dane te powinny być zachowane do wglądu przez FDA. Badania mogą trwać od 5 do 10 lat, dlatego warto skorzystać z rozwiązania, które pozwoli gromadzić i przechowywać dane przez długi okres.

Doskonale sprawdzają się w tym urządzenia ioLogik 2542, ioLogik E1240 oraz ioLogik E1262, które umożliwiają monitorowanie wielu miejsc, lokalne przechowywanie danych, automatyczne buforowanie danych i uzupełnianie danych po ponownym podłączeniu do sieci.

Rysunek 18: Urządzenia Moxa łączące fabrykę ze sterownią. Źródło: Moxa

Urządzenia medyczne i OEM

Producenci oryginalnego wyposażenia medycznego (OEM) odgrywają istotną rolę w produkcji wyrobów medycznych. Branża produkcji wyrobów medycznych jest ważną częścią gospodarki, ponieważ wyroby medyczne obejmują różnego rodzaju przyrządy, aparaty, urządzenia, artykuły, implanty, maszyny, a nawet oprogramowanie czy rodzaje materiałów.

W tej kategorii Moxa specjalizuje się w sekwencerach DNA i automatyzacji badań nad lekami.

Sekwencery DNA

Sekwencery DNA to urządzenia, które analizują próbkę DNA i generują elektroniczny plik zawierający symbole wskazujące na sekwencję zasad azotu w próbce (A, C, G i T).

Producenci maszyn chętnie korzystają z beznarzędziowych mechanizmów montażu i okablowania przy instalacji oraz z automatycznej rekonfiguracji podczas konserwacji przy powtarzalnej produkcji. Moxa zapewnia wsparcie projektów okablowania układów scalonych, wykorzystującego w dużym stopniu przewody ukośne, gdy wymagana jest inna metoda połączenia z systemem informatycznym (np. analiza danych).

Jak podaje Moxa, maszyny do sekwencjonowania DNA z czasem wymagają modernizacji i elastycznego dodawania różnych typów wejść/wyjść. Dotychczas klienci sięgali po serię ioLogik E1200. Obecnie dzięki nowym seriom ioThinx 4510 oraz 4500 (45MR) użytkownicy mogą wybierać własne kombinacje wejść/wyjść.

Rysunek 19: Zestawienie produktów zaimplementowanych na komputerze typu box poprzez Modbus TCP. Źródło: Moxa

Seria ioThinx 4510 jest przystosowana do aplikacji IoT i obsługuje popularne protokoły, takie jak SNMP, RESTful API i MQTT. Seria oferuje najnowocześniejszy modułowy produkt zdalnych wejść/wyjść z wyróżniającą się konstrukcją sprzętową i programową, która czyni go doskonałym wyborem dla szeregu przemysłowych aplikacji gromadzących dane.

Rysunek 20: Wbudowana funkcja bramy Modbus RTU. Źródło: Moxa

Serię ioThinx 4510 wyróżnia unikalna konstrukcja mechaniczna, która skraca czas potrzebny do instalacji i demontażu. Dodatkowo seria ioThinx 4510 obsługuje konwersję pomiędzy protokołami OT i IT oraz protokół Modbus RTU Master do pozyskiwania danych z liczników szeregowych.

Rysunek 21: Zaawansowany modułowy adapter zdalnych wejść i wyjść z wbudowanymi portami szeregowymi. Źródło: Moxa

Seria ioThinx 4500 (45MR) oferuje klientom szeroki zakres opcji, umożliwiając wybór kombinacji wejść/wyjść, najbardziej odpowiadającej danemu zastosowaniu. Wśród wejść/wyjść znajdują się cyfrowe wejścia/wyjścia, wejścia analogowe, przekaźniki, termometry RTD i inne. Charakterystyczna mechaniczna konstrukcja sprzętu sprawia, że jest on łatwy w montażu i demontażu bez użycia narzędzi, co znacznie skraca czas potrzebny na konfigurację i wymianę modułów.

Rysunek 22: Przykładowy moduł do serii ioThinx 4500. Źródło: Moxa

Sprzęt do automatycznych doświadczeń w procesie tworzenia leków

Automatyzacja już od jakiegoś czasu towarzyszy badaniom nad lekami – obecnie dzięki innowacyjnym technologiom i wysokiej elastyczności możliwe jest dokonanie przełomowych odkryć w rozwoju leków. W laboratoriach można teraz wdrażać innowacyjne rozwiązania z zakresu farmacji i biotechnologii dzięki nowej parze robotów wyposażonych w zaawansowane narzędzia programowe.

Moxa zapewnia monitorowanie danych wielu interfejsów i sterowanie automatycznymi urządzeniami eksperymentalnymi, takimi jak szeregowy czytnik kodów kreskowych i oprzyrządowanie oraz cyfrowe wejścia/wyjścia i przekaźniki, a także różne kombinacje danych wejścia-wyjścia.

Rysunek 23: Wyposażenie do przeprowadzania automatycznych eksperymentów w zakresie badań nad nowymi lekami. Źródło: Moxa

W ofercie firmy znajduje się wieloportowa karta szeregowa, modułowe zdalne wejścia/wyjścia oraz gigabitowy przełącznik do zastosowań sieciowych i gromadzenia danych. Również i w tym przypadku, dzięki modułowej konstrukcji ioThinx 4510, klienci mogą wybrać różne kombinacje modułów do różnych urządzeń z jednym rozwiązaniem wejścia/wyjścia, aby uprościć instalację.

Wybór odpowiedniego łącza do urządzenia medycznego

Szeroka gama produktów firmy Moxa pozwala na usprawnienie pracy placówek medycznych i służby zdrowia. Urządzenia te zwiększają szybkość przeglądania i łączenia dokumentacji medycznej pacjentów z systemami, co pozwala na szybką i efektywną pracę.

Moxa jest czołowym partnerem Elfy Distrelec, wspierającym klientów szeroką gamą rozwiązań sieciowych z zakresu automatyki przemysłowej. Dzięki wbudowanej łączności wszelkie działania można wykonać szybciej i bezpieczniej, co jest szczególnie ważne w przypadku rozwiązań medycznych.

Źródło: Moxa

Total
0
Shares
Poprzedni post
Maska pod lampą UV-C; Dezynfekcja w świetle UV

Oświetlenie szpitali i obiektów medycznych – lampy UV-C LED

Następny post

Webinar Knipex: Ściąganie izolacji z przewodów z Markiem Schneiderem

Powiązane posty