Fabrication de systèmes d’analyses médicales : comment gagner en fiabilité et en rapidité ?

Systèmes analyses médicales

L'augmentation des demandes de diagnostics biologiques favorise l'apparition d'automates de plus en plus rapides et fiables au sein des laboratoires. Fruits d’une conception électronique et mécanique exigeante, ces machines permettent de réaliser un certain nombre d'analyses médicales, en un temps limité. Comment répondre aux enjeux de fiabilité et de rapidité inhérent à ce secteur ? Partenaire privilégié des fabricants français de systèmes d’analyses médicales pour laboratoires, Cats Power Design vous livre son expertise.

Systèmes d’analyse médicale : quels enjeux de conception ?

Secoueur, vortex, densitomètre, centrifugeuse, évaporateurs, thermocycleurs, purificateurs d’eau, refroidisseurs, malaxeurs d’échantillons… Pour effectuer des analyses médicales, les laboratoires sont friands d’un grand nombre de machines. S’ils concourent tous à l’analyse de données biologiques variées, ces instruments de laboratoire ont pour point commun de répondre à des enjeux de fiabilité extrême.

Dans un domaine aussi sensible que celui de la santé, les systèmes d’analyses médicales doivent en effet être d’une grande précision, sans jamais rogner sur la performance et la rapidité des mesures. Pour limiter le risque d’erreurs et réduire le temps passé par les opérateurs sur les analyses, le secteur mise depuis longtemps sur l’automatisation. En s’appuyant sur les dernières technologies, il devient possible de gagner en temps et en fiabilité sur les mesures et le suivi. Grâce à la connectivité des systèmes, les résultats peuvent être envoyés automatiquement sur le cloud, afin d’être transmis rapidement aux professionnels de santé qui se chargent d’établir un diagnostic.

La carte de commande : un élément central dans la conception de systèmes automatisés

La carte de commande est à la machine ce que le cerveau est à l’être humain. Conçue autour d’un micro-processeur, la carte de commande reçoit des informations transmises par les capteurs de l’appareil. Grâce à la partie software, la carte de commande analyse et traite ces informations, avant d’agir en fonction.

Reprenons notre métaphore du cerveau. Imaginons que votre main touche une casserole brûlante. Vos « capteurs » envoient l’information « très chaud » à votre cerveau. Votre cerveau traite l’information, il sait grâce à son « software » qu’une forte température est dangereuse pour votre organisme. Il envoie le message « lâche la casserole » : vous lâchez la casserole et évitez une brûlure au 3ème degré. Pour une machine, c’est le même fonctionnement. Par exemple, en cas de surchauffe du système, la carte de commande déclenchera la ventilation.

En somme, les cartes de commande doivent permettre de capitaliser tous types d’informations issus des capteurs, de les analyser et de les traiter, par pilotage actionneur ou Interface Homme Machine (IHM). Elles sont le « cerveau » du système et jouent donc un rôle central dans le fonctionnement des automates de laboratoire.

Principal composant de la carte de commande, le micro-processeur permet l’acquisition, le traitement et l’exécution des instructions de l’appareil. Lors de la conception d’un système, ce composant électronique doit être choisi avec soin, car il nécessite une expertise en termes de design électronique.

Cats Power Design, partenaire des
applications médicales

Fort d’une solide expertise dans de multiples domaines d’applications de l’électronique, Cats Power Design intègre son savoir-faire dans de multiples cas d’applications d’analyses médicales. Une expérience mise au service de grands donneurs d’ordre dans le domaine de l’analyse médicale, pour gagner toujours plus en performance et fiabilité. Vous trouverez ci-dessous un rapide descriptif de ces compétences.

Commande Moteur

Dans certaines applications, Cats Power Design intègre sa compétence en drive, c’est-à-dire en pilotage moteur, pour piloter les divers mouvements des systèmes (centrifugeuse, stérilisateur, four, agitateur etc..). Moteurs à courant Continu DC, Moteurs Pas à Pas, Moteurs Brushless DC avec ou sans capteur, Moteurs Asynchrone en V/f ou vectoriel… Le bureau d’études est capable d’intervenir sur tous types de commande moteurs.

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Conversion d’énergie

Evidemment, Cats Power Design
apporte son savoir-faire historique pour intégrer des alimentations spécifiques dans des environnements sévères (Encombrement, ATEX, Puissance etc). Là aussi, le bureau d’études est capable d’intervenir sur tous types de conversion d’énergie : convertisseurs DC/DC, Inverters AC/DC, Alimentations DC/AC, Chargeurs de batteries Pb, Lithium BMS, SOC...

Cats Power Design
permet à ses partenaires d’intégrer des alimentations avec leurs contraintes spécifiques, tout en respectant les normes médicales telles que la 60601-1-2 : 2014 (4e édition) ou la norme EN55011 : 2009 et CISPR 11 : 2011 classe B en conduit et en rayonné.

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Cartes de commande

Pour asservir les multiples éléments d’un dispositif d’analyse, Cats Power Design développe et fabrique de nombreuses solutions de carte de commande spécifique. Ces cartes répondent toujours à 3 objectifs :

Effectuer des mesures très précises de grandeurs physiques nécessaire au process médical

- Piloter des actionneurs perturbateurs

- Assumer le rôle de calculateur communicant : traitement de données, IHM, liaisons avec les périphériques externes

Cats Power Design
a acquis depuis près de 20 ans l’ensemble des compétences spécifiques à l’élaboration de cartes microprocesseur, en maîtrisant tous les métiers : expertise HW numérique / power, CAO, CEM. Cats Power Design assure le développement hardware ou software (avec BSP Linux), suivant les normes médicales 61010 et EN62304.

Ces cartes de commande permettent l’intégration de périphériques tels que la gestion d’écran tactile, de la communication industrielle (type CAN, Ethernet, RS) ou de la connectivité Cloud.

Certains dispositifs ont intégré une communication GSM (ou autre) qui permet d’obtenir à distance les informations d’analyse sur un cloud pour le traitement par des spécialistes. Ces échanges de Data sont évidemment sécurisés, puisqu’il s’agit de données relevant du secret médical.

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Exemples de caractéristiques techniques d’une carte de
commande :​

- Cartes à base de µP (iMX6SX-NXP) avec DDR3, eMMC, PMIC, RTC externe​
- Liaisons Ethernet avec PHY et Switch​
- Liaisons Wifi/BLE
- Multiples liaisons RS422 full duplex​
- Mesures analogiques de précision avec AOP très faible bruits, très faibles courants d’entrées et très faible offset
- Régulateurs de tension très faible bruits​
- Convertisseurs DC/DC
- Liaisons USB 2.0 High Speed
- Multiples pilotages d’actionneurs avec protections et diagnostique
Pompes
Solénoïdes valves​
Moteurs Pas à Pas​
Lampes
- Développement du BSP Linux

Pour en savoir plus, prenez contact avec Maxime EUVRARD, ingénieur commercial en charge du secteur Médical. Il sera heureux d’échanger avec vous sur vos projets.

    Maxime Euvrard

    Ingénieur Commercial
    maxime.euvrard@catspowerdesign.fr
    Port : +33 (0)7 57 48 32 75
    Fixe : +33 (0)9 75 74 46 51