彩超技術(shù)

“在美國，血管病是引起死亡和殘疾的主要原因，”ADI亞太區(qū)醫(yī)療事業(yè)資深業(yè)務(wù)經(jīng)理周文勝告訴EEWORLD。這話并非危言聳聽，尤其是緊急情況下，準(zhǔn)確使用超聲確定創(chuàng)傷的位置關(guān)乎生命的存亡。

然而，與其他醫(yī)療電子設(shè)備相比，超聲診斷并不是最近興起的概念。早在20世紀(jì)60年代，工業(yè)用探傷超聲儀器就已經(jīng)開始應(yīng)用于人體超聲診斷研究，由此，中國超聲的發(fā)展經(jīng)歷了由A超到M超、B超再到彩超的完整升級過程。上世紀(jì)80年代后期，彩超開始走入我們的視野。

20年過去了，占超聲診斷設(shè)備市場15%出貨量的彩超似乎與其年齡并不“相稱”，但其銷售額卻占總體的70%以上。其中，跨國公司在彩超市場占據(jù)絕對優(yōu)勢，有近90%的市場份額。更多的本土企業(yè)如要進(jìn)入彩超市場，尤其是高端市場，還有很長的路要走。

高性能PK“可裝進(jìn)口袋”

不容否認(rèn)，從某些角度而言，中國制造商都是從低端產(chǎn)品起家。但是對于超聲波設(shè)備和監(jiān)護(hù)儀等應(yīng)用，中國制造商已經(jīng)具備相當(dāng)高的技術(shù)水平，并正同時(shí)獲得國內(nèi)和國際的市場份額。與此同時(shí)，越來越多的應(yīng)用市場被開發(fā)出來：便攜性推動(dòng)超聲系統(tǒng)向更小的尺寸演進(jìn)，以滿足用戶對“可裝進(jìn)口袋”的復(fù)雜超聲工具的需求，特別是在電力系統(tǒng)不太穩(wěn)定或不可靠的地方，如偏遠(yuǎn)村莊診所、緊急醫(yī)療服務(wù)、動(dòng)物養(yǎng)殖場、橋梁和大型機(jī)械設(shè)備檢修車間等，便攜設(shè)備具備得天獨(dú)厚的條件。與此同時(shí)，高性能需求使得超聲設(shè)備需要包含最高數(shù)量的通道數(shù)、特性和選項(xiàng)，從而使醫(yī)生能更好地進(jìn)行診斷，由此對系統(tǒng)設(shè)計(jì)師和系統(tǒng)內(nèi)的元器件提出了越來越高的要求。“與便攜相比，功耗在這里不是一個(gè)關(guān)鍵推動(dòng)因素，”周文勝說。因?yàn)檫@些系統(tǒng)往往用于病人的床邊、手術(shù)室、或護(hù)士分診臺，但性能變得非常關(guān)鍵，因?yàn)檫@些系統(tǒng)是用于人類疾病的診斷。

然而，據(jù)周文勝介紹，目前真正自主研發(fā)彩超的本土廠商并不多。也正是為了幫助這樣的企業(yè)快速成長，降低系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，專門針對中端、高端手推式超聲系統(tǒng)的AD9276和AD9277八通道超聲接收器誕生了。該系列芯片在單個(gè)芯片中集成了CW多普勒信號處理的增益、濾波、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和解調(diào)功能。

“CW多普勒不同于其它醫(yī)學(xué)超聲技術(shù)，”ADI醫(yī)療保健部門總監(jiān)Patrick O’Doherty表示，“CW多普勒通過測量多普勒頻移（檢測的超聲信號的頻率和相位變化）來確定血管、靜脈和動(dòng)脈中的血流方向和速度。”

實(shí)際上，AD9276和AD9277更多是一款集成的產(chǎn)品：AD9276將一個(gè)八通道VGA（可變增益放大器）與一個(gè)LNA（低噪聲前置放大器）、抗混疊濾波器和一個(gè)12位80MSPSADC整合在一起。AD9277具備相同的集成度，但AD9277集成了一個(gè)14位50MSPS ADC。“全集成后，超聲系統(tǒng)體積變小、設(shè)計(jì)功耗得到較好優(yōu)化，”周文勝介紹。

AD9276和AD9277系列以CW多普勒模式處理信號時(shí)每通道功耗僅90mW，并且所需的電路板尺寸比同類競爭超聲接收器子系統(tǒng)小80%。這兩款八通道接收器在真實(shí)世界環(huán)境下工作時(shí)都具備業(yè)界最低的輸入等效噪聲，以及優(yōu)于同類競爭器件6 dB/rt-Hz的輸入動(dòng)態(tài)范圍。AD9276在40 MSPS、12bit 時(shí)每通道功耗為190mW，AD9277在40 MSPS、14bit 時(shí)每通道功耗為190mW。此外，這兩款產(chǎn)品還具備高達(dá)42 dB的可變增益范圍和一系列抗混疊濾波器選項(xiàng)。這些新型接收器還具備SPI（串行端口接口），設(shè)計(jì)工程師可以利用這個(gè)接口，針對給定的成像模式、探針或功率要求進(jìn)一步定制噪聲和功率性能。

路在腳下

盡管， 2008年90%的彩超市場依然牢牢掌握在GE、飛利浦醫(yī)療以及西門子手中。然而，隨著國內(nèi)幾家著名醫(yī)療設(shè)備廠商緊鑼密鼓地研發(fā)自己的彩超產(chǎn)品，今后幾年，將有更多的本土企業(yè)進(jìn)入彩超市場。

無疑，市場充滿了機(jī)會(huì)。隨著超聲設(shè)備上下游產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)進(jìn)步，使得超聲儀器不斷向著性能更加優(yōu)異、圖像更加清晰、操作更加便捷的方向發(fā)展，從而刺激了超聲儀器的更新?lián)Q代進(jìn)程，帶來了一定的市場發(fā)展機(jī)會(huì)。同時(shí)，在亞太地區(qū)，醫(yī)療衛(wèi)生的基礎(chǔ)設(shè)施還沒有得到全面充分的發(fā)展，中國的社區(qū)醫(yī)療體系也逐漸提上日程，但受產(chǎn)品價(jià)格相對較高等因素的影響，這一市場潛力尚未充分釋放，但眾多廠商正紛紛進(jìn)入并針對我國市場的需求特點(diǎn)，開發(fā)出價(jià)格較低的經(jīng)濟(jì)型產(chǎn)品，與此同時(shí)，以GE、飛利浦等為代表的國外超聲儀器供應(yīng)商紛紛加大在中國建立生產(chǎn)基地、甚至研發(fā)中心的規(guī)模，這在一定程度上降低了產(chǎn)品成本，從而進(jìn)一步降低產(chǎn)品價(jià)格。相對而言，本土廠商則具有得天獨(dú)厚的成本優(yōu)勢。

市場的競爭，無疑是把雙刃劍。成本下降，使得更多的醫(yī)療機(jī)構(gòu)有能力負(fù)擔(dān)彩超，為彩超帶來了巨大的發(fā)展機(jī)會(huì)，同時(shí)帶來的，還有日漸復(fù)雜的競爭環(huán)境。