1. عملکرد و نیازهای عملکرد
طراحی قطعات دقیق ابزارهای پزشکی باید اطمینان حاصل کند که هر مؤلفه می تواند در محیط مورد نظر خود به طور کارآمد و دقیق کار کند. انواع مختلف قطعات دستگاه پزشکی نیازهای عملکردی متفاوتی دارند. در ابزارهای جراحی ، طراحی قطعات باید از عملکرد خوب ، دوام و مقاومت در برابر خوردگی اطمینان حاصل کند. در تجهیزات تشخیصی ، طراحی قطعات باید از دقت و ثبات اندازه گیری اطمینان حاصل کند. این طرح باید عوامل مختلفی مانند صحت ، خصوصیات مکانیکی و سازگاری دما مورد نیاز قطعات را در نظر بگیرد تا اطمینان حاصل شود که تجهیزات می توانند در شرایط مختلف استفاده به درستی کار کنند.
مهندسان طراحی باید بر اساس این الزامات ، شکل ، اندازه ، مواد و نقش هر قسمت را در کل سیستم تعیین کنند. دستگاه های پزشکی دقیق اغلب شامل کار هماهنگ چندین مؤلفه هستند.
طراحی نه تنها باید اطمینان حاصل کند که هر قسمت به صورت جداگانه با الزامات مطابقت دارد ، بلکه همکاری متقابل و هماهنگی عملکردی بین قطعات را نیز در نظر می گیرد.
2. هندسه و پیچیدگی ساختاری
طراحی قطعات سازهای پزشکی دقیق معمولاً به هندسه ها و ساختارهای بسیار پیچیده ای نیاز دارد ، به خصوص برای برخی از دستگاه هایی که نیاز به عملکرد دقیق یا استفاده در بدن دارند. بخش هایی از ابزارهای جراحی ، ایمپلنت ها یا دستگاه های نظارت اغلب حاوی ویژگی های ساختاری ظریف مانند منافذ ریز ، شیارهای دقیق یا اتصالات هستند که باید در مرحله طراحی با دقت در نظر گرفته شوند.
این پیچیدگی مستلزم آن است که هر جزئیات در فرآیند طراحی باید به طور دقیق محاسبه و شبیه سازی شود تا اطمینان حاصل شود که قطعات می توانند تحت الزامات دقیق و دقیق ، قدرت و ثبات کافی را حفظ کنند. طراحان معمولاً برای مدل سازی دقیق از نرم افزار طراحی رایانه (CAD) استفاده می کنند و از تجزیه و تحلیل شبیه سازی برای پیش بینی عملکرد قطعات در استفاده واقعی برای جلوگیری از خطاهای طراحی استفاده می کنند.
3. تحمل و دقت بعدی
در طراحی قطعات دقیق دستگاه پزشکی ، کنترل تحمل بسیار مهم است. تحمل دامنه تحمل بعدی قطعات را تعیین می کند ، که مستقیماً بر دقت مونتاژ و دقت عملکردی دستگاه تأثیر می گذارد. به خصوص در فرآیند تولید وسایل پزشکی ، خطاهای بعدی در سطح میکرون ممکن است منجر به عدم موفقیت یا استفاده نادرست از دستگاه شود.
در طراحی ضربان سازان ، اتصالات مصنوعی یا ابزارهای جراحی ، خطاهای تطبیق و الزامات تحمل قطعات باید بسیار سختگیرانه باشد. طراحان باید بر اساس این الزامات ابعاد هر قسمت را تعیین کنند و به طور دقیق دامنه تحمل هر مؤلفه را مشخص کنند. این فقط یک مسئله اندازه نیست بلکه به ثبات عملکردی کل سیستم دستگاه و ایمنی بیماران نیز مربوط می شود.
به منظور اطمینان از صحت قطعات ، فناوری اندازه گیری دقیق مدرن ، دستگاه های اندازه گیری مختصات (CMM) ، اسکن لیزر و غیره اغلب در فرآیند طراحی ترکیب می شوند تا اندازه و شکل هر قسمت را به طور مفصل اندازه گیری کنند تا اطمینان حاصل شود که از آن برخوردار است. استانداردهای طراحی.
4. انتخاب و سازگاری مواد
در طراحی قطعات دقیق دستگاه پزشکی ، انتخاب مواد نه تنها به عملکرد مربوط می شود بلکه از نزدیک با سازگاری زیست سازگاری ، دوام و سازگاری با محیط زیست ارتباط نزدیکی دارد. انواع مختلفی از مواد وجود دارد ، و انتخاب مواد باید بر اساس سناریوی استفاده از قسمت ، خصوصیات مکانیکی مورد نیاز و خصوصیات خود دستگاه پزشکی تعیین شود.
برای دستگاه های قابل کاشت (مانند اتصالات مصنوعی یا دریچه های قلب) ، طراحان باید مواد زیست سازگار مانند فولاد ضد زنگ درجه پزشکی ، آلیاژهای تیتانیوم ، مواد سرامیکی یا پلیمرها را انتخاب کنند که باید بتوانند برای مدت طولانی بدون ایجاد ماشه با بافت انسان تماس بگیرند. پاسخ ایمنی مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت در برابر سایش مواد نیز به ویژه در دستگاه های استفاده طولانی مدت بسیار مهم است.
برای برخی از قسمت های خارجی دستگاه های پزشکی ، ممکن است خواص ضد باکتریایی آنها ، تمیز کردن آسان و تحمل محیط زیست در نظر گرفته شود. طراحان باید هنگام انتخاب مواد ، خصوصیات مکانیکی ، خصوصیات شیمیایی و سازگاری با بدن انسان را در نظر بگیرند.
5. مونتاژ و همکاری
دستگاه های پزشکی دقیق معمولاً از چندین قسمت تشکیل شده اند. این طرح نه تنها عملکرد و دقت قطعات جداگانه را در نظر گرفته است ، بلکه اطمینان حاصل می کند که قطعات مختلف می توانند مونتاژ شوند و هموار با هم کار کنند. در یک سیستم چند بخشی ، دقت تطبیق بین قطعات بسیار مهم است. طراحان باید اطمینان حاصل کنند که هر قسمت می تواند با سایر قسمت ها با سایر قسمت ها مطابقت داشته باشد تا از مشکلات مونتاژ که خیلی محکم یا خیلی شل هستند جلوگیری کنند.
برخی از ابزارهای پزشکی دقیق ، مانند تجهیزات تشخیصی سونوگرافی ، معمولاً برای کارآمد در همان سیستم به چند قسمت نیاز دارند. هماهنگی بین این قسمت ها به طراحان نیاز دارد تا رابط ها ، روش های اتصال و تعامل هر یک از مؤلفه ها را در طول طراحی در نظر بگیرند.
6. تولید و کنترل هزینه
در طراحی قطعات دستگاه پزشکی دقیق ، علاوه بر اطمینان از عملکرد و عملکرد ، قابلیت تولید و کنترل هزینه نیز عواملی مهم هستند که مهندسان طراحی باید در نظر بگیرند. طراحان باید ارزیابی کنند که آیا طراحی انتخاب شده می تواند از طریق فناوری تولید موجود تولید شود و تا حد امکان طرح را بهینه کند تا هزینه های تولید را کاهش دهد.
بعضی اوقات ، طرح های پیچیده ممکن است تولید انبوه از طریق فرآیندهای تولید معمولی دشوار باشد. طراحان باید روشهای پردازش مناسب مانند پردازش CNC ، برش لیزر ، قالب تزریق و غیره را انتخاب کنند و اطمینان حاصل کنند که این فرایندها می توانند ضمن حفظ دقت بالا ، به تولید انبوه برسند.
ملاحظات در طراحی انتخاب مواد ، تعداد قطعات ، روشهای مونتاژ و غیره همچنین می تواند به کاهش هزینه ها تا حدودی کمک کند و اطمینان حاصل کند که محصول از الزامات با دقت بالا برخوردار است و از نظر تجاری رقابتی است.
7. قابلیت حفظ و ایمنی
طراحی قطعات دقیق دستگاه پزشکی نیز باید قابلیت حفظ و ایمنی تجهیزات را در نظر بگیرد. تجهیزات پزشکی برای مدت طولانی باید قابل اعتماد کار کنند. هنگام طراحی ، لازم است اطمینان حاصل شود که هر قسمت به راحتی تمیز ، ضد عفونی و نگهداری می شود ، ضمن اینکه از طراحی قطعاتی که به راحتی آسیب دیده یا تعمیر آن دشوار است ، جلوگیری می شود.
طراحی ایمنی تجهیزات به همان اندازه مهم است. در طی فرایند طراحی ، دوام ، مقاومت در برابر شکستگی و توانایی مقابله با شرایط اضطراری قطعات باید در نظر گرفته شود تا اطمینان حاصل شود که تجهیزات در استفاده واقعی به بیماران یا کادر پزشکی آسیب نمی رساند .
