超聲波AFE實現(xiàn)完美醫(yī)療影像

人口老齡化，醫(yī)療成本不斷增高，新興經(jīng)濟體對于醫(yī)療服務(wù)的需求不斷上升，這些因素都促使市場對于創(chuàng)新型醫(yī)療解決方案的需求猛增，如廣泛應(yīng)用于診所、救護車、移動檢傷分類等領(lǐng)域以及偏遠(yuǎn)地區(qū)的便攜式經(jīng)濟型超聲波設(shè)備。Frost Sullivan 預(yù)計，便攜式或手持式超聲波系統(tǒng)市場的復(fù)合年均增長率為 19.2%，到 2010 年將達(dá)到 3.3 億美元。無疑，醫(yī)療市場已成為新的熱點市場，吸引著各大廠商的目光。

醫(yī)療影像市場的要求越來越高，設(shè)計日趨復(fù)雜。就醫(yī)療超聲波系統(tǒng)而言，正向著高集成度、高性能、低功耗、多功能及便攜化方向發(fā)展。根據(jù)系統(tǒng)通道數(shù)，可將超聲波市場細(xì)分為高端、中端及低端/便攜式等三大市場。其中，128-256通道及以上對應(yīng)高端市場，64通道左右對應(yīng)中端市場，32通道及以下對應(yīng)低端/便攜式市場。通常32個系統(tǒng)通道數(shù)即可滿足初級診斷即便攜式設(shè)備的需求。日前，TI推出面向中低端市場的模擬前端電路AFE58xx 系列，旨在提高醫(yī)療影像質(zhì)量，降低功耗，令超聲波系統(tǒng)便于使用。

由于超聲波信號在工作過程中容易受到外界環(huán)境的干擾，溫度、聲音、光波等都會影響其測試精度，特別在設(shè)計日趨復(fù)雜的情況下。因此，如何盡可能提高醫(yī)療成像的精度成為各廠商的重點研究方向之一。AFE58xx通過將低噪聲放大器(LNA)、壓控衰減器、可編程增益放大器、低通濾波器以及支持LVDS數(shù)據(jù)輸出的12位50 MSPS ADC整合在單一芯片中，降低外界信號的干擾，提升信號精度。在2MHz 頻率下AFE58xx噪聲僅為0.85nV/rtHz。此外，AFE58xx具有高增益、寬增益控制范圍及較低的LNA輸入電壓噪聲，實現(xiàn)了更高的圖像敏感度。

對于便攜式設(shè)備而言，低功耗與小尺寸也極為重要。高集成度的AFE58xx采用15 x 9 mm小型封裝，令芯片的外形尺寸達(dá)到現(xiàn)有解決方案尺寸的一半左右。在功耗方面，通過減少組件數(shù)，AFE5805以 122mW的單位通道電源效率使功耗降低了20%，滿足了便攜式設(shè)備及高通道密度、中程超聲波系統(tǒng)的要求。

在醫(yī)療影像市場，除最新推出的模擬前端產(chǎn)品外，TI還提供了包括DSP、ADC等在內(nèi)的各類產(chǎn)品。早前推出的全新10-12位8通道模/數(shù)轉(zhuǎn)換器ADS5281系列，即具有高分辨率、高采樣率(最高可達(dá)65MSPS)、低噪聲及先進的數(shù)字功能等特性。ADS5281系列可與TI 8通道可變增益放大器VCA8500相連，VCA8500的功耗及輸入噪音分別為每通道63mW和0.8 nV/sqrt Hz。兩款產(chǎn)品的組合能夠幫助用戶構(gòu)建醫(yī)學(xué)信號鏈解決方案，在采樣率 50MSPS的條件下，其每通道功耗不超過130mW，適用于便攜式超聲波、MRI等敏感型影像設(shè)備應(yīng)用。

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