Optik im Blick: Optisches Design ist integraler Bestandteil moderner Medizinprodukte

Die Herausforderungen des optischen Systemdesigns für medizinische Geräte

Wenn es um die Entwicklung von Optiken für medizinische Anwendungen geht – wie etwa medizinische Bildgebungsgeräte für die Mikroskopie, Endoskopie, Augenheilkunde oder Diagnose – sind einzigartiges Fachwissen in Design und Fertigung sowie Spezialwerkzeuge erforderlich. Dieses Maß an Erfahrung und Kompetenz ist entscheidend, da die Spezifikationen für medizinische Geräte sehr anspruchsvoll sind.

Ohne Fachwissen im Bereich Optik könnten Hersteller medizinischer Produkte mit einer Reihe von Herausforderungen konfrontiert werden, die sich auf folgende Bereiche beziehen:

• Optische Leistung
• Robustes Design und Technik
• Wiederholbarkeit der Leistung in der Fertigung
• Kostenmanagement
• Produktdesignvorbereitung und Fertigungsausbeute
• Qualitätskontrolle und Prüfung

Es ist zwingend erforderlich, eine hohe Zuverlässigkeit, mechanische und elektrische Toleranzgrenzen, Wärmeableitung, optimierte menschliche Faktoren und andere Anforderungen zu erreichen. Beispielsweise ermöglicht die richtige Mischung aus Fachwissen und Fähigkeiten während der Entwurfsphase eines medizinischen Geräts Optimierungstechniken, um die Balance verschiedener technischer Einschränkungen sicherzustellen. Das Ergebnis ist ein miniaturisiertes, herstellbares, zuverlässiges und kostengünstiges Produkt, das den Sicherheitsstandards entspricht.

Ein weiteres Beispiel für optische Technologie ist der Einsatz von Lasern, die bei vielen chirurgischen Eingriffen und Gewebebehandlungen eine wichtige Rolle spielen. Diese Plattformen erzeugen leistungsstarke, hochdichte Laserstrahlen, die oft über eine Einweg-Glasfaser übertragen werden.

Bei manchen Anwendungen kann auch Freiraumoptik – bei der Lichtstrahlen durch die Luft statt durch Glasfaser übertragen werden – als alternativer Mechanismus zur Strahlformung und -lenkung in Betracht gezogen werden. Der Lasertyp kann je nach den Eigenschaften der Anwendung, wie Leistungsdichte, Eindringtiefe und Wellenlänge, variieren.

Aufgrund der Komplexität, die mit der Entwicklung des richtigen Lasers für die Anwendung im medizinischen Umfeld verbunden ist, müssen die Design- und Ingenieurteams über das Wissen verfügen, um Design für die Fertigung. Dies erfordert spezielles Fachwissen in Bereichen wie Werkzeugdesign, Implementierung spezieller Testgeräte und Optimierung von Herstellungsprozessen – Fähigkeiten, die intern möglicherweise nicht ohne Weiteres vorhanden sind.

Ständig steigende Designanforderungen an die Optik medizinischer Geräte

Innerhalb der Gesundheitsindustrie, die Designanforderungen für Optiken ändern sich je nach Produkttyp und Anwendung. Medizinische Geräte sind für ihre speziellen Designprozesse und -anforderungen bekannt, daher wenden sich führende Unternehmen häufig an Fertigungspartner mit dem Fachwissen, den Werkzeugen und den Fähigkeiten, um unter anderem die Markteinführungszeit zu verkürzen, Risiken besser zu managen, eine höhere Skalierbarkeit zu bieten und Nachhaltigkeitsziele zu erreichen.

Basierend auf der jahrzehntelangen Erfahrung von Flex in der Gesundheitsbranche haben wir einige kritische Nuancen bei den Anforderungen an das Optikdesign für verschiedene medizinische Geräte identifiziert.

IVD-Geräte

IVD-Geräte erfordern kreative Sensor- und Beleuchtungslösungen. Zwei gängige Beispiele sind Hellfeld- oder Schräglichtlösungen für die Bildgebung oder spektrale Anregungen für Spektroskopie- und Fluoreszenzmessungen. In beiden Fällen ist ein angemessenes Design erforderlich, um Präzision, Miniaturisierung und kostengünstige Herstellung zu gewährleisten.

Point-of-Care-Geräte

Mit Verlagerung der Point-of-Care-Standorte in Kliniken und zu Hause, diese Geräte sind jetzt kleiner, preisempfindlich und werden in großen Mengen hergestellt. Die meisten Point-of-Care-Geräte kombinieren Elektronik, Mechanik, Software und miniaturisierte Optik. Der Schlüssel zur Erzielung einer zuverlässigen und miniaturisierten optischen Lösung für diese Systeme ist die Umsetzung eines multidisziplinären Ansatzes, der von einem Expertenteam in mehreren technischen Kategorien, einschließlich der Einführung neuer Produkte (NPI), unterstützt wird.

Medizinische Spektroskopiegeräte

Medizinische Spektroskopie ist die Untersuchung der Absorption, Streuung und Emission von Licht durch Gewebe. Dies ermöglicht die Durchführung komplexer diagnostischer und therapeutischer Anwendungen, wie beispielsweise die Identifizierung von Krebsgewebe. Spektroskopische Lösungen können in Labormikroskope oder medizinische Geräte wie Endoskope oder andere chirurgische Geräte integriert werden.

Designteams müssen die optimale Lösung für die Optik in medizinischen Spektroskopiegeräten finden, sei es hinsichtlich mechanischer oder Signal-Rausch-Einschränkungen, Beleuchtungs- und Bildgebungsanforderungen oder des elektronischen Designs.

Schlüsselfunktionen für das Optikdesign in medizinischen Geräten

Hersteller medizinischer Geräte sollten sich wichtiges Fachwissen und Fähigkeiten in Bereichen wie optomechanisches Design und Optimierung, Herstellung optischer Komponenten und Lieferkette sowie aktive Ausrichtung für hochpräzise Optik aneignen, um ihre Produkte erfolgreich auf den Markt zu bringen. Bei Flex verfügen unsere Teams über das Wissen, die Fähigkeiten und die Werkzeuge, um Unternehmen dabei zu helfen, Optik in ihre medizinischen Geräte zu integrieren, und zwar auf eine Weise, die Herstellbarkeit, Skalierbarkeit und eine schnellere Markteinführung ermöglicht.

Optomechanisches Design und Optimierung

Innerhalb der Gesundheitsbranche stellt die optomechanische Technik ein einzigartiges Fachgebiet dar, insbesondere für miniaturisierte und kostensensible Produkte wie Point-of-Care-Produkte, ophthalmische Geräte für den Heimgebrauch und mehr.

Flex wandelt präzise optische Anforderungen in optomechanisches Design und Komponentenherstellung um und arbeitet dann mit MedTech-Unternehmen zusammen, um die gewünschten Spezifikationen effizient zu erreichen.

Wir führen auch Fehlerbudgetsimulationen durch, um eine hohe Systemleistung und Produktionsausbeute zu überprüfen und sicherzustellen, dass die optomechanischen Toleranzen den genauen optischen Einschränkungsanforderungen entsprechen.

In einem realen Fall wandte sich ein MedTech-Kunde an Flex, um Fachwissen im Bereich optomechanisches Design zu erhalten und Ertragsprobleme bei der Entwicklung eines miniaturisierten Diagnosegeräts für kleine Kliniken zu lösen.

Flex half dem Kunden Entwickeln Sie ein robustes Design für das Gerät, das hinsichtlich der Herstellbarkeit optimiert wurde und spezielle Fertigungswerkzeuge bereitstellte, um den Produktionsplan des Kunden zu erfüllen.

Herstellung optischer Komponenten und Lieferkette

Flex ist auf die Herstellung optischer Komponenten für optische Prototypen und die Massenproduktion medizinischer Geräte spezialisiert. Dadurch wird die Einhaltung technischer Leistungs- und Qualitätsstandards sichergestellt und langfristige Vereinbarungen mit Lieferanten ermöglicht.

Angeboten werden Lösungen für die Montage und Integration optischer Systeme, darunter verschiedene Komponenten:

• Sensoren
• Beleuchtungsquellen
• Sphärische und asphärische Linsen
• Spiegel und Prismen
• Standard- und Sonderbeschichtungen
• Linseninjektion
• Hochpräzise optomechanische Fertigung

Aktive Ausrichtung für hochpräzise Optik

Die aktive Ausrichtung ist einer der fortschrittlichsten Ansätze für die Herstellung hochpräziser Optiken. Sie bietet eine automatische oder halbautomatische Lösung für miniaturisierte und hochpräzise Baugruppen zu geringen Kosten und mit hoher Ausbeute.

Wir bieten aktive Ausrichtungslösungen an der Fertigungslinie für bestehende Produkte oder liefern ein robustes Design für neue Produkte, das auf die individuellen Anforderungen der Ausrichtungswerkzeuge abgestimmt ist.

Einen End-to-End-Partner für Optik in medizinischen Geräten engagieren

Der schnell wachsende Markt für medizinische Optik revolutioniert das Gesundheitswesen durch die Integration fortschrittlicher optischer Technologien in verschiedene medizinische Anwendungen. Von Diagnostik- und Point-of-Care-Lösungen bis hin zu Endoskopie- und Chirurgiegeräten verbessern optische Lösungen wie Bildgebung, Laser und Sensoren die Patientenversorgung und ermöglichen es Gesundheitsunternehmen, ihre Produkte zu erneuern und zu differenzieren. Dieser Fortschritt erfordert spezielles Fachwissen in den Bereichen Design, Herstellung und Einhaltung gesetzlicher Vorschriften, um die strengen Anforderungen an medizinische Geräte zu erfüllen.

Hersteller medizinischer Geräte können Produkte mit integrierter Optik in großem Maßstab entwerfen, bauen und liefern, indem sie einen Fertigungspartner engagieren, der Spezialisierte End-to-End-Fähigkeiten und Fachwissen zur Optimierung und Rationalisierung des Produktlebenszyklus für die Gesundheitsbranche.

Hier kommt Flex ins Spiel.

Durch die Nutzung durchgängiger optischer Funktionen optimieren unsere Kunden die Produktentwicklung, senken Kosten und gewährleisten qualitativ hochwertige Ergebnisse. Wir helfen Ihnen, Ihr Endziel zu erreichen, nämlich die Gesundheitsversorgung zu transformieren und das Leben von Patienten und Ärzten zu verbessern.

Weitere Informationen zu den optischen Funktionen des Flex für medizinische Produkte finden Sie hier.