病院の診療現場では、医療通信システムが見えない「情報ハブ」として重要な役割を担っています。ICUのモニターは患者の心拍や血圧データをナースステーションへリアルタイムに送信し、遠隔超音波装置は高精細な映像を離れた専門医に届け、手術室の麻酔器は中央監視システムと常にデータを同期させます。これらのデータ伝送を支える中枢こそが、医療通信システムに用いられるPCB（プリント基板）です。一般的な通信機器と異なり、医療用PCBは診断や治療の判断に直結するデータを扱うため、わずかな信号損失や遅延も許されません。心電信号の波形が1つ欠ければ不整脈を誤診する可能性があり、超音波画像の0.5秒の遅延が手術中の病変発見を妨げることもあります。

まず重要なのが「基材選択」です。医療通信システムでは高周波信号を多用します。超音波映像は5?10MHzの高周波数帯を扱い、心電図は低周波数ながら極めて高い忠実度が求められます。一般的なFR-4基材では誘電正接（tanδ）が約0.02であり、高周波信号を10cm伝送しただけで20％もの損失が生じます。これでは鮮明な画像も途中で劣化してしまいます。そのため医療用PCBには、低損失の高周波基材が必要です。改良型FR-4（tanδ≤0.008）やRogers 4350B（tanδ≤0.004）などの材料は、信号損失を大幅に低減できます。実際に、ある三次病院の遠隔超音波プロジェクトでは、従来のFR-4では映像の輪郭が不鮮明でしたが、Rogers基材に切り替えたことで信号損失率は5％以下となり、3mm以下の胆管結石も識別可能なレベルまで画質が向上しました。

次に欠かせないのが「インピーダンスマッチング」です。医療通信システムでは機器とPCBのインピーダンスを厳格に合わせる必要があります（一般的に50Ωまたは75Ω）。もしインピーダンス誤差が±5％を超えると、接続部で信号の反射が発生し、データ伝送が途切れたり遅延が発生します。あるICUのモニタリングシステムではPCBのインピーダンス誤差が±8％に達しており、数分ごとにモニターが一時的に切断される不具合が発生していました。これを防ぐためには、設計段階で正確な線幅-線間距離の計算が不可欠です。たとえば、0.2mm厚の基材で50Ωのインピーダンスを実現するには、線幅を0.3mm±0.01mmに制御する必要があります。また、基材厚さの公差も±0.02mm以内に収めることで安定したインピーダンスを確保します。

さらに「配線設計」も信号品質を大きく左右します。医療通信PCBには高周波の映像信号ライン、低周波の生体信号ライン、電源ラインなどが共存しています。配置が不適切だと、高周波信号が低周波信号に干渉し、心電図データにノイズが混入するリスクがあります。そのため配線設計では、①高周波信号-低周波信号-電源ラインを分離配置（ゾーニング）し、それぞれ5mm以上の間隔を確保、②信号経路を可能な限り短く直線的に設計し、超音波信号の配線長は15cm以内に制御、③心電図や脳波などの高忠実度信号には差動配線を採用し、外来ノイズを打ち消す、といった3つの原則が徹底されます。ある心電モニターでは差動配線を導入した結果、ノイズが70％低減し、心拍データの精度が95％から99.8％へ向上しました。

こうした課題に対応するため、ジッペイは医療通信システム向けにカスタマイズされた高周波PCBソリューションを提供しています。改良型FR-4やRogers 4350Bなどの低損失基材を採用し、線幅誤差±0.01mm、基材厚さ誤差±0.02mmの厳格な管理によってインピーダンス誤差を±3％以内に抑制しています。さらにゾーニング設計や差動配線設計に対応し、信号クロストークを最小化します。加えて、ISO13485認証および信号完全性テスト（高周波伝送損失≤5％）をクリアし、ICUモニタリングシステム、遠隔超音波装置、手術室中央通信モジュールなど幅広い医療シナリオに対応可能です。

ジッペイの医療通信PCBは、「ゼロ歪み-ゼロ遅延」の信頼性を実現し、診断-治療の意思決定を支える確かな信号伝送を提供します。