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关注光学:光学设计是当今医疗产品不可或缺的一部分

发表于
2024 年 7 月 25 日
博客 医疗保健

医疗设备光学系统设计的挑战

在设计用于医疗应用的光学器件(例如用于显微镜、内窥镜、眼科或诊断环境的医学图像设备)时,需要独特的设计和制造专业知识以及专用工具。这种经验和技能水平至关重要,因为医疗设备的规格要求很高。

眼科测试折射仪
  • 光学性能
  • 坚固的设计和工程
  • 制造过程中的性能重复性
  • 成本管理
  • 产品设计准备和制造良率
  • 质量控制和测试

必须能够实现高可靠性、机械和电气公差限制、散热、优化人为因素和其他要求。例如,在医疗设备的设计阶段,拥有正确的专业知识和能力组合可以实现优化技术,以确保各种技术约束的平衡,从而生产出符合安全标准的小型化、可制造、可靠且具有成本效益的产品。

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光学技术的另一个例子是激光的使用,它是许多外科手术和组织治疗不可或缺的部分。这些平台产生高功率、高密度的激光束,通常通过一次性光纤传输。

在某些应用中,自由空间光学(通过空气而不是光纤传输光束)也可以被视为光束整形和控制的替代机制。激光类型可能因应用的特性而异,例如功率密度、穿透深度和波长。

由于根据医疗环境的应用设计合适的激光器本身具有一定的复杂性,因此设计和工程团队必须具备以下知识: 面向制造的设计。。这需要在工具设计、特殊测试设备实施和制造流程优化等领域拥有专门的专业知识,而这些技能可能在公司内部并不容易获得。

医疗器械中光学元件的设计要求不断发展

医疗保健行业,光学器件的设计要求将根据产品类型和应用而变化。众所周知,医疗器械具有特殊的设计流程和要求,因此领先的公司通常会向拥有专业知识、工具和能力的制造合作伙伴寻求帮助,以加快产品上市时间、更好地管理风险、提供更大的可扩展性并实现可持续发展目标等。

根据 Flex 在医疗保健行业数十年的经验,我们发现不同医疗设备的光学设计要求中存在一些关键的细微差别。

体外诊断设备

体外诊断设备

IVD 设备需要创新的传感和照明解决方案。两个常见示例是用于成像的明场或斜照明解决方案,或用于光谱和荧光读数的光谱激发。在这两个示例中,都需要适当的设计来确保精度、小型化和低成本制造。

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护理点设备

一家 护理点转向诊所和患者家中,这些设备现在更小、价格敏感且产量大。大多数即时诊断设备结合了电子、机械、软件和微型光学元件。实现这些系统可靠且微型光学解决方案的关键是实施多学科方法,并由多个工程类别(包括新产品引入 (NPI))的专家团队提供支持。

医学光谱设备

医学光谱设备

医学光谱学是研究组织对光的吸收、散射和发射。这使得能够执行复杂的诊断和治疗应用,例如识别癌症组织。光谱解决方案可以集成到实验室显微镜或医疗设备中,例如内窥镜或其他手术设备。

设计团队必须找到医疗光谱设备中光学元件的最佳解决方案,无论是机械或信噪比约束、照明和成像要求,还是电子设计。

医疗器械光学设计的关键能力

医疗器械公司应寻求光机设计和优化、光学元件制造和供应链以及高精度光学元件的主动协调等领域的关键专业知识和能力,以成功将其产品推向市场。在 Flex,我们的团队具备知识、技能和工具,可帮助公司将光学元件集成到其医疗器械中,从而实现可制造性、可扩展性和更快的上市时间。

在 Flex,我们为 UV-C/B/A、VIS、NIR 和 IR 等广泛光谱范围内不断发展的市场提供光学设计解决方案。

我们的光学系统支持包括:

  • 光学系统工程
  • 光学设计
  • 物理
  • 力学与光力学
  • 电子学和光电学
  • 软件开发
  • 系统设计,结合电子、机械、光学和软件:
  • 用于成像和光电二极管通道设计、荧光测量、图像采集和分析的光学传感
  • 热设计和控制系统
  • 液体控制和跟踪解决方案
  • 原型设计和实验室测试
  • 用于组装、校准和测试的 NPI 和工具设计
  • 成像和照明组件的制造和测试
  • 光学机械、软件和电子设计支持
  • NPI 和定制的制造和校准工具,以确保流程的稳健性
  • 大规模生产和强大的供应链

光机设计与优化

在医疗保健行业中,光机工程是一个独特的专业领域,特别是对于小型化和成本敏感的产品,例如护理点产品、眼科家用设备等。

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Flex将精确的光学要求转化为光机设计和组件制造,然后与MedTech公司合作,高效地实现所需的规格。

我们还进行误差预算模拟,以验证高系统性能和高生产产量,以确保光机公差满足精确的光学约束要求。

在一个现实案例中,一家 MedTech 客户向 Flex 寻求光机设计专业知识,以解决小型诊所微型诊断设备开发中的产量问题。

Flex 帮助客户 开发稳健的设计 针对可制造性进行了优化的设备,并提供了专用的制造工具,以满足客户的生产计划。

光学元件制造和供应链

Flex 专门从事医疗设备光学原型和批量生产的光学元件制造。这确保满足技术性能和质量标准,并允许与供应商达成长期协议。

手持镜片,现代制造

提供的光学系统组装和集成解决方案包括各种组件:

  • 传感器
  • 照明源
  • 球面和非球面镜片
  • 镜子和棱镜
  • 标准和特殊涂层
  • 镜片注射
  • 高精度光机制造

高精度光学主动对准

主动对准是制造高精度光学元件最先进的方法之一。它为微型化和高精度组件提供低成本、高产量的自动化或半自动化解决方案。

我们为现有产品的生产线提供主动对准解决方案,或为新产品提供稳健的设计,以满足对准工具的独特要求。

寻找医疗器械光学领域的端到端合作伙伴

快速增长的医疗光学市场正在通过将先进的光学技术集成到各种医疗应用中,彻底改变医疗保健行业。从诊断和即时护理解决方案到内窥镜和手术设备,成像、激光和传感器等光学解决方案正在改善患者护理,并使医疗保健公司能够创新和差异化其产品。这一进步需要设计、制造和法规遵从方面的专业知识,以满足医疗设备的严格要求。

医疗器械公司可以通过与制造合作伙伴合作,大规模设计、制造和交付集成光学产品 专业的端到端能力以及优化和简化产品生命周期的专业知识 对于医疗保健行业来说。

这正是 Flex 的作用所在。

通过利用端到端光学功能,我们的客户可以优化产品开发、降低成本并确保高质量的结果。我们帮助您实现最终目标,即改变医疗保健并改善患者和从业者的生活。