Embedded Vision für Medizintechnik und Laborgeräte

MIPI Kameramodule für Point-of-care

Unabhängige Lösungen für den Point-of-Care

Optische Setups und bewährte Bildsensoren beibehalten, 
PCs am Point-of-Care einsparen

Wie wichtig schnelle und zuverlässige Labor­analysen sind, ist mit der Corona-Pandemie ins öffentliche Bewusstsein getreten. Eine besondere Bedeutung haben dabei Point-of-Care-Systeme, die an jedem Ort und unabhängig von einem PC funktionieren. In diesem Blogbeitrag zeigen wir Ihnen, wie Sie bei deren Entwicklung mit Embedded Vision und neuen Technologien für Kameramodule Ihr bewährtes optisches Setup beibehalten und eine große Auswahl an Bildsensoren einsetzen können.

Die Point-of-Care-Geräte kommen überall dort zum Einsatz, wo die Einschleppung und Ausbreitung von Krank­heitserregern und Keimen gestoppt oder Krankheiten zum Beispiel durch Hautveränderungen ad hoc erkannt werden sollen. Sie zeichnen sich durch schnelle und genaue Ergebnisse, einfache Bedienung und kompaktes Design aus und ermög­lichen damit den flexiblen Einsatz im Gesundheits­wesen, in Life Science und Bioanalyse.

Im Gegen­satz zu herkömmlichen Systemen, die aus einer Kameraeinheit und einem angeschlossenen Computer bestehen, arbeiten moderne Point-of-Care-Geräte völlig autark. Bilderfassung, Analyse und Ausgabe der Ergebnisse erfolgen direkt auf den kompakten und häufig auch mobil einsetzbaren Geräten. 

Weil die Verbindung zu einem PC nicht notwendig ist, entfallen regelmäßige Anpassungen des Systems und der Software an neue Betriebssysteme – das macht die Analysegeräte robust in der Anwendung, langlebig und optimal geeignet für ein professionelles Umfeld.

Kompakt, leistungsstark, kostengünstig

Basis der Analysen am Point-of-Care sind Kamerasensoren zur Erfassung biologischer Strukturen und Merkmale – von der Untersuchung von Hautpartien und Anatomie über Gewebe bis zur Ebene von Zellen und Molekülen. Anhand markanter Hell-/Dunkelwerte, typischer Muster und Strukturen oder Fluoreszenz bestimmter Stoffe können bei diesem Bio-Imaging genannten Verfahren Veränderungen und Krankheiten frühzeitig und präzise diagnostiziert werden. Moderne ARM-basierte Mikroprozessoren verfügen über die notwendige Rechenleistung zur Durchführung der Analysen. Sie ermöglichen dabei auch die Nutzung von Künstlicher Intelligenz und die Integration komplexer Machine Learning Algorithmen.

Die Embedded Systeme kombinieren eine hohe Rechenleistung mit kompaktem Design und geringer Stromaufnahme. Das macht Prozessoren wie die NVIDIA Jetson Serie oder die i.MX 8M Familie von NXP sowie viele weitere Plattformen zur ersten Wahl für Point-of-Care-Geräte und mobile oder dezentral arbeitende Labor- und Analysegeräte. Dazu kommt, dass Embedded Systeme durch die perfekte Anpassung an die jeweiligen Anwendungen und den Verzicht auf nicht benötigte Komponenten extrem preisoptimiert sind. Damit sind deutlich günstigere Serienpreise möglich; die Kosten für die individuelle Entwicklung amortisieren sich schon bei geringen Stückzahlen. 

Jan-Erik Schmitt - Geschäftsführer Vision Components

„Embedded Systeme sind durch die perfekte Anpassung an die jeweiligen Anwendungen und den Verzicht auf nicht benötigte Komponenten extrem preisoptimiert. Damit sind deutlich günstigere Serienpreise möglich; die Kosten für die individuelle Entwicklung amortisieren sich schon bei geringen Stückzahlen.“

Jan-Erik Schmitt
Geschäftsführer Vertrieb bei Vision Components

Ohne PC – aber mit bewährten Sensoren

Eine Herausforderung bei der Neuentwicklung von Analyse- und Diagnostikgeräten ohne PC-Anbindung war bislang das optische Setup: Hersteller profi­tieren hier von deutlich geringeren Kosten und schnellerer Entwicklungszeit, wenn sie ihr bewähr­tes System zur Bilderfassung beibehalten können. 

Außerdem legen viele Unternehmen Wert auf die Anbindung eines speziellen Sensors für ihre Anwendungen oder benötigen eine hohe Bildauflösung und Lichtempfindlichkeit bei geringem Rauschen und hoher Geschwindigkeit. Alle drei Anforderungen erfüllt eine neue Technologie von Vision Components: Sie ermöglicht den Anschluss zahlreicher Bildsensoren direkt an die MIPI-CSI-2-Schnittstelle der Prozessoren – auch bei High-End-Sensoren, die nativ keine MIPI-Schnittstelle unterstützten. Dazu wird ein eigens entwickelter MIPI-Konverter direkt in das Design der ultrakompakten Module integriert.

MIPI Kamermodule - drei Ansichten
Unterstützung für sämtliche Sensoren – auch ohne native MIPI-Schnittstelle: Eigens dafür hat Vision Components einen MIPI-Konverter entwickelt, der fest in das Design der ultrakompakten Sensormodule integriert ist.
VC MIPI Kameramodul für Medizintechnik
Perfekt für den Einsatz in der Medizintechnik: VC MIPI Kameramodule mit Sony-Pregius- und Sony-Starvis-Sensoren verbinden hohe Aufnahmequalität, Lichtempfindlichkeit und schnelle Bildraten mit den Vorteilen der flexiblen MIPI-CSI-2-Schnittstelle.

Höchste Bildqualität mit MIPI-Sensoren

In medizinischen Anwendungen vielfach erprobte und langzeitverfügbare High-End-Sensoren aus der Pregius- und Starvis-Serie von Sony sind bereits als MIPI-Kameramodule von Vision Components erhältlich. Dazu gehören das VC MIPI IMX178 mit bis zu 14 Bit Auflösungstiefe, das damit einen enorm hohen Dynamikumfang bietet. Für höchste Anforderungen an die Bildqualität eignen sich auch das VC MIPI IMX183 Sensormodul, das über eine Auflösung von 20 Megapixel, 4K-Video-Unterstützung und Global-Reset-Shutter verfügt.

Außerdem bereits erhältlich ist das VC MIPI Modul IMX226 mit 12 Megapixel Auflösung. Beide Module basieren auf Sony-Starvis-Sensoren, die aufgrund der Backside-Illuminated-Technologie (BSI) eine hohe Lichtempfindlichkeit und großen Kontrastumfang verbinden.

Individuelle Sensoren – auch für SWIR

Zusätzlich bietet Vision Components weitere MIPI-Kameramodule für professionelle Anwendungen, wie z.B. die IMX 250er Serie für hohe Bildraten und die IMX 260er Sensorfamilie, die sich durch ihren niedrigen Serienpreis auszeichnet. Alle Kameramodule des Herstellers sind langzeitverfügbar und industrietauglich. Das Sortiment an Bildsensoren für Medizin- und Life-Science-Applikationen wird ständig erweitert – ganz aktuell zum Beispiel auch mit Sensoren für Aufnahmen im SWIR-Bereich. Sollten Unternehmen ihren gewünschten Bildsensor nicht finden, bietet VC die kundenspezifische Entwicklung an. Dank der umfangreichen Vorarbeiten und des modularen Designs erfolgt die Umsetzung und Serienqualifizierung schnell, einfach und kostengünstig.

Über 200 Embedded Vision Module – und was nicht perfekt passt, wird passend gemacht!

Embedded Vision Module

Schneller zur Marktreife

Die Entwicklung medizinischer Labor- und Analysegeräte ist zeit- und kostenaufwendig. Modulares Design und bewährte Komponenten beschleunigen die Zeit zur Marktreife von Point-of-Care-Systemen. Dank der MIPI-Technologie von Vision Components und moderner, leistungsstarker Embedded Prozessoren können Hersteller dabei ihre bewährte optische Konfiguration und Wunschsensoren beibehalten und bei der Neuentwicklung ihrer Geräte dennoch auf externe PCs für die Datenverarbeitung verzichten. Das Ergebnis sind autarke, kompakte und leistungsstarke Geräte für flexible und vielseitige Anwendungen – optimal angepasst an ihre jeweiligen Anwendungen und gerüstet für die Herausforderungen der Zukunft.

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Hier erfahren Sie, wie Sie auf schnellstem Weg in Ihre Entwicklung starten und welche Rolle MIPI dabei spielt.

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