Solutions d'alimentation dédiées prenant en charge les applications de type CF

Chaque battement cardiaque est commandé par un signal électrique étroitement contrôlé. À mesure que de plus en plus de produits médicaux interagissent directement, voire de manière périphérique avec le cœur, aucun risque électrique n'est toléré. Cette tolérance zéro pose d'énormes défis aux concepteurs de dispositifs de type CF (Cardiac Floating).

Les dispositifs médicaux génériques sont conçus avec un isolement électrique renforcé afin de protéger les patients contre les chocs en conditions normales et de premier défaut, mais cela suppose que le dispositif interagit avec le corps de manière périphérique ou superficielle.

Les applications de type CF sont soumises à des exigences plus rigoureuses, car elles forment de facto des chemins électriques pouvant s'étendre directement jusqu'au cœur du patient. Il s'agit notamment de certaines plateformes d'ablation ou de cartographie cardiaque, de défibrillateurs, de cathéters intracardiaques utilisés dans les procédures d'électrophysiologie et de systèmes de surveillance hémodynamique invasive, entre autres.

Au-delà des performances et du facteur de forme, les concepteurs doivent composer avec des limites extrêmement strictes en matière de courant de fuite et d'isolement, car le patient fait effectivement partie intégrante du circuit. Parmi les autres obstacles figurent les contraintes de miniaturisation, les exigences de biocompatibilité, les attentes en matière de fiabilité et les problèmes de compatibilité électromagnétique. Les dispositifs de type CF requièrent des courants de fuite ultrafaibles de l'ordre du microampère et une protection renforcée, telle que deux moyens de protection des patients (MOPP) indépendants, de sorte qu'en cas de problème avec l'un des deux, le second prend le relais et prévient tout préjudice.

Les architectures d'alimentation répertoriées CF et l'intégration des systèmes deviennent des facteurs clés pour une conception sûre et fiable. Des thérapies telles que l'ablation par champ pulsé, par exemple, nécessitent une énergie haute tension précise tout en respectant les normes de sécurité strictes de la norme CEI 60601-1.

Solutions d'alimentation dédiées

En l'absence d'une solution d'alimentation médicale dédiée, les équipes de conception doivent mettre au point des architectures d'isolement à partir de composants discrets et d'une conception au niveau du système, ce qui accroît la complexité, les coûts et les risques liés à la certification. C'est là qu'Advanced Energy peut aider, en fournissant des blocs d'alimentation (PSU) isolés de qualité médicale qui permettent la conformité de type CF.

Les alimentations série NCF d'Advanced Energy sont destinées aux applications médicales de type CF, avec des protections intégrées contre les défaillances et des tests d'isolement rigoureux. Elles fournissent des solutions prêtes à l'emploi compactes, conçues pour répondre aux exigences de type CF strictes en matière de faible courant de fuite patient. Elles offrent ainsi une alternative plus sûre et plus fiable aux solutions sur mesure et aide les concepteurs de dispositifs médicaux à se conformer aux normes CEI 60601-1.

La série NCF offre un courant de fuite ultrafaible (< 10 µA), un isolement 2 MOPP et une protection contre les impulsions de défibrillateur de 5 kV, ainsi qu'une protection complète contre les surcharges, les courts-circuits, les surtensions et les surchauffes. Les options de la série NCF adaptées à la consolidation de sous-systèmes s'étendent de 150 W à 425 W, avec diverses options de sortie et des fonctionnalités de protection avancées pour garantir la sécurité des patients et du système tout en réduisant la complexité architecturale.

Logées dans un châssis à cadre ouvert compact conçu pour un débit d'air externe, ces unités fonctionnent à partir d'une entrée universelle de classe I de 85-264 VCA avec des sorties simples de 12, 24 ou 48 V. Malgré cette priorité accordée à la sécurité et à l'isolement, la plateforme maintient un rendement élevé supérieur à 90 %, ce qui permet de prendre en charge les conceptions de systèmes médicaux soumis à des contraintes thermiques.

Les modèles série NCF suivants ne sont pas répertoriés CF de manière indépendante, mais sont conçus pour répondre aux exigences des dispositifs de niveau CF lorsqu'ils sont utilisés comme composants au sein d'un système médical de type CF entièrement certifié selon la norme CEI 60601 :

• Le NCF150 (Figure 1), mesurant 101,6 mm × 50,8 mm × 32,0 mm, offre une solution compacte adaptée aux applications CF exposées à des contraintes d'espace. Il délivre jusqu'à 120 W de puissance avec refroidissement par convection et 150 W avec débit d'air forcé, et prend en charge des tensions de sortie simples de 12 V à 48 V, y compris une sortie de veille de 5 V en option et une sortie de ventilateur de 12 V. Il garantit un courant de fuite patient ultrafaible de moins de 10 µA et une tenue robuste aux impulsions de défibrillateur de 5 kV.

Figure 1 : Le NCF150 est une alimentation médicale compacte de 150 W optimisée pour les applications CF à faible ou moyenne puissance soumises à des contraintes d'espace. (Source de l'image : Advanced Energy)

• Le NCF250 (Figure 2) délivre jusqu'à 250 W avec refroidissement à air ou 175 W avec refroidissement par convection, dans un facteur de forme compact de 127,0 mm × 60,9 mm × 40,6 mm. Il dispose de sorties principales de 12, 15, 24 ou 48 V et de signaux de commande intégrés, notamment une sortie de veille dédiée de 5 V, un signal « CC OK » et une fonction d'inhibition. Il garantit un courant de fuite inférieur à 10 µA et intègre une protection contre les impulsions de défibrillateur.

Figure 2 : Le NCF250 moyenne puissance allie un format compact à des options de contrôle et de sortie étendues. (Source de l'image : Advanced Energy)

• Le NCF425 (Figure 3) fournit 425 W avec un débit d'air de 300 LFM ou jusqu'à 270 W avec refroidissement par convection dans un boîtier de 88,9 mm x 152,4 mm x 38,1 mm. Il dispose de sorties de 12, 24 et 48 V ainsi que d'une sortie de veille intégrée de 5 V. Les concepteurs peuvent utiliser sa fonction de détection à distance pour réguler la tension de sortie et une fonctionnalité logique d'inhibition pour désactiver la sortie principale en mode veille. Il présente les mêmes caractéristiques de courant de fuite et de résistance aux impulsions de défibrillateur que les modèles NCF150 et NCF250.

Figure 3 : Avec une puissance de sortie pouvant atteindre 425 W, le NCF425 prend en charge les applications CF les plus exigeantes et riches en fonctionnalités. (Source de l'image : Advanced Energy)

Advanced Energy propose également des alimentations de niveau CF de faible puissance, généralement utilisées pour prendre en charge des fonctions uniques ou des sous-systèmes à portée restreinte, ainsi que des options haut de gamme capables de fournir une seule alimentation isolée pour plusieurs modules, fonctions et tâches de traitement au sein d'une architecture unifiée.

Conclusion

Les alimentations série NCF d'Advanced Energy simplifient la conception des systèmes en intégrant un isolement de qualité médicale, de multiples sorties régulées et la prise en charge de la conformité CF dans des modules uniques et compacts. Les concepteurs peuvent les utiliser pour simplifier les architectures d'alimentation sans sacrifier les performances de sécurité de niveau CF.