Soluciones de alimentación dedicadas que soportan aplicaciones tipo CF

Cada latido está impulsado por una señal eléctrica estrictamente controlada. A medida que más productos médicos interactúan directa o incluso periféricamente con el corazón, la tolerancia al riesgo eléctrico cae efectivamente a cero. Esto representa desafíos únicos para los diseñadores de dispositivos cardíacos flotantes (Tipo CF).

Los dispositivos médicos generales están diseñados con un fuerte aislamiento eléctrico para proteger a los pacientes de descargas eléctricas en condiciones normales y de fallo único, pero asumen que el dispositivo interactúa con el cuerpo de forma periférica o superficial.

Las aplicaciones tipo CF tienen requisitos más rigurosos porque forman efectivamente vías eléctricas que pueden extenderse directamente al corazón del paciente. Estos incluyen ciertas plataformas de ablación o mapeo cardíaco, desfibriladores, catéteres intracardíacos utilizados en procedimientos electrofisiológicos y sistemas invasivos de monitorización hemodinámica, entre otros.

Más allá del rendimiento y el factor de forma, los diseñadores deben lidiar con límites extremadamente estrictos en la corriente de fuga y el aislamiento, porque el paciente pasa a formar parte del circuito. Otros obstáculos incluyen restricciones de miniaturización, requisitos de biocompatibilidad, expectativas de fiabilidad y problemas de compatibilidad electromagnética. Los dispositivos tipo CF requieren corrientes de fuga ultrabajas en el rango de microamperios y protección reforzada, como dos medios independientes de protección al paciente (MOPP), de modo que si uno falla, el segundo siga protegiendo contra daños.

Las arquitecturas de potencia con certificación CF e integración de sistemas se convierten en facilitadores fundamentales de un diseño de sistemas seguro y fiable. Terapias como la ablación de campo pulsado, por ejemplo, requieren energía precisa y de alto voltaje, cumpliendo con estrictas normas de seguridad bajo IEC 60601-1.

Soluciones dedicadas de alimentación

Sin una solución dedicada a la alimentación médica, los equipos de diseño deben diseñar arquitecturas de aislamiento a partir de componentes discretos y diseño a nivel de sistema, aumentando la complejidad, el costo y el riesgo de certificación. Ahí es donde Advanced Energy puede ayudar, proporcionando unidades de alimentación aislada (PSU) de grado médico que permiten el cumplimiento del Tipo CF.

Las fuentes de alimentación de la serie NCF de Advanced Energy están diseñadas para aplicaciones médicas tipo CF, con protecciones integradas contra fallos y rigurosas pruebas de aislamiento. Ofrecen soluciones compactas y listas para usar, diseñadas para cumplir con los estrictos requisitos del Tipo CF para baja corriente de fuga del paciente, proporcionando una alternativa más segura y fiable a las soluciones diseñadas a medida y ayudando a los diseñadores de dispositivos médicos a cumplir con las normas IEC60601-1.

La serie NCF ofrece una corriente de fuga ultrabaja (<10 μA), 2 mopp aislados y protección contra pulsos de desfibrilador de 5 kV, junto con protección total contra sobrecargas, cortocircuitos, sobretensión y sobretemperatura. Las opciones de la serie NCF adecuadas para la consolidación de subsistemas van de 150 W a 425 W, con diversas opciones de salida y características avanzadas de protección para garantizar la seguridad del paciente y del sistema, reduciendo la complejidad arquitectónica.

Alojadas en un chasis compacto de chasis abierto destinado a flujo de aire externo, las unidades funcionan con una entrada universal de 85-264 VAC Clase I con salidas individuales de 12, 24 o 48 V. A pesar de este enfoque en la seguridad y el aislamiento, la plataforma mantiene una alta eficiencia superior al 90%, apoyando diseños de sistemas médicos con restricciones térmicas.

Los siguientes modelos de la serie NCF no tienen certificación CF de forma independiente, pero están diseñados para cumplir con los requisitos de dispositivos a nivel CF cuando se utilizan como componentes dentro de un sistema médico tipo CF totalmente certificado IEC 60601:

• El NCF150 (Figura 1), que mide 4,0 pulgadas. por 2,0 pulgadas por 1,26 pulgadas, ofrece una solución compacta adecuada para aplicaciones de CF con limitaciones de espacio. Suministra hasta 120 vatios de potencia refrigerada por convección y 150 vatios con flujo de aire forzado, y soporta tensiones de salida única de 12 V a 48 V, incluyendo un modo de espera opcional de 5 V y una salida de ventilador de 12 V. Garantiza corrientes de fuga ultrabajas para pacientes inferiores a 10 μA y una robusta capacidad de resistencia a pulsos de desfibrilador de 5 kV.

Figura 1: El modelo NCF150 es una fuente de alimentación médica compacta de 150 W optimizada para aplicaciones de CF de baja a media potencia con espacio limitado. (Fuente de la imagen: Advanced Energy)

• El NCF250 (Figura 2) entrega hasta 250 vatios con flujo de aire o 175 vatios con refrigeración por convección en un factor de forma compacto de 5,0 pulgadas por 2,4 pulgadas por 1,6 pulgadas. Dispone de salidas principales de 12, 15, 24 o 48 V y señales de control integradas, incluyendo una salida de espera dedicada de 5 V, una señal "CC OK" y una función inhibidora. Garantiza menos de 10 μA de corriente de fuga y cuenta con protección contra desfibriladores.

Figura 2: El modelo NCF250 de potencia media equilibra tamaño compacto con opciones ampliadas de control y salida. (Fuente de la imagen: Advanced Energy)

• El NCF425 (Figura 3) proporciona 425 W con 300 LFM de flujo de aire o hasta 270 vatios con refrigeración por convección en un paquete de 3,5 pulgadas por 6,0 pulgadas por 1,5 pulgadas. Dispone de salidas de 12, 24 y 48 V y una salida de espera integrada de 5 V. Los diseñadores pueden usar su función de detección remota para regular el voltaje de salida y una función lógica inhibida para desactivar la salida principal durante el estado de espera. Presenta las mismas características de corriente de fuga y resistencia de desfibriladores que el NCF150 y el NCF250.

Figura 3: Con una potencia de hasta 425 W, el modelo NCF425 soporta aplicaciones de CF más exigentes y con muchas funciones. (Fuente de la imagen: Advanced Energy)

Advanced Energy también ofrece fuentes de alimentación de menor consumo de nivel CF que normalmente se utilizan para soportar funciones individuales o subsistemas con un alcance muy limitado, y opciones de gama alta que pueden proporcionar una única fuente aislada para varios módulos, funciones y tareas de procesamiento dentro de una arquitectura unificada.

Conclusión

Las fuentes de alimentación de la serie NCF de Advanced Energy simplifican el diseño del sistema al integrar aislamiento de grado médico, múltiples salidas reguladas y soporte de cumplimiento CF en módulos compactos únicos. Los diseñadores pueden utilizarlas para simplificar arquitecturas de potencia sin sacrificar el rendimiento de seguridad a nivel CF.