在設計醫療裝置時,工程師將會面對許多在其他產業不至於發生的各種考驗以及極其複雜的選擇。醫療裝置需要具備足夠的耐用性和可靠性,而且使用條件則往往非常嚴苛,其中的影響因素包括液體、消毒殺菌、實體干擾和電磁干擾,以及極高的插拔次數。

這類醫療裝置都高度依賴底層電子互連系統的有效性。連接器的設計是設計流程中不可或缺的一部份,選用正確的連接器是至關重要的。

決定適用選項

工程師首先要考慮的因素就是決定使用現成的連接器、混合式版本還是客製化解決方案。 現成連接器(off-the-shelf)產品已經在市場上銷售,並且有多種配置可供選擇。這類產品需要的工程投資與模具(tooling)投資往往較低,但是前置時間很長,單位成本也較高。 混合式版本(hybrid)在現有的連接器上提供客製化的包塑(overmolded)特性。相較於現成的產品,這類產品改善了性能與美學價值,而與完全客製化的連接器相較,其設計成本和工程成本較低,但是前置時間也較長。 客製化解決方案(custom)是針對特定客戶、設備或應用所設計和製造的產品。使用客製的連接器將比較容易整合元件或電子元件,以及加入標誌(marking)或標識(logo)。工程和模具製作上的初期投資一般較高,但是,根據產量,這類解決方案在長期會更具成本效益。

20170512_Molex_TA31P1 可客製化包塑外形的現成連接器明確地標識出能與哪個輸入埠相連

考慮每種應用

在很多情況下,客製化或混合式的解決方案比現成的方案更受歡迎,尤其是存在一些特殊考慮因素的情況下。

例如,在一間同時使用了數十條或者更多不同電纜及連接器的處置室內,醫療人員就會面臨到誤接電纜及設備的風險。現成連接器可以配備不同顏色的包塑外殼,這種混合式產品可以明確地標示出哪件連接器要與哪台設備相連。

在病患心跳停止時,病患身上使用的設備通常需要能耐受5,000到8,000伏的心臟電擊脈衝(defibrillation pulse)。在這種情況下,絕緣、間距、材料和氣隙都可以客製,以滿足應用的具體需求。

客製化解決方案的其他例子,還包括將連接器設計成可防止在插入時發生不相容的情況。或者,考慮到人體工程,理想的醫療互連系統尺寸要夠大,才能讓預期的使用者容易操作,並且可以很直覺地插入。

20170512_Molex_TA31P2 客製化連接器:設計成可以直覺地完成連接過程

瞭解流程

以混合式或客製化的醫療連接器來說,設計、模具與製造流程一般需要四到八個月的時間。在設計流程的早期,團隊要明確地定義出需求,其中涉及電氣(電壓、心臟電擊、頻寬/資料速率等)、機械(電纜直徑、人體工程特性、預期的彎曲壽命、期望的插入力和拔出力等)以及環境(密封和侵入保護、清潔、消毒殺菌等)等各方面的考慮。

在確定了規格並且就設計作業達成一致意見後(包括實體模型),就可以開始製作原型。

在選擇混合式或者客製化的醫療連接器時,所有相關單位之間的團隊合作是十分重要的。這樣才可以製作出在現場使用時足以表現出色且能滿足全部機械和電氣要求(包含連接器與電纜元件在內)的醫療裝置。