CT設(shè)備芯片市場之未來

    捕獲“跳動的心臟”

    “過去，單層CT只能得到器官的圖像切片，”周文勝介紹。而與此形成鮮明對比的是，高層數(shù)CT系統(tǒng)則能夠以高精度捕獲實時圖像，如跳動的心臟等，從而減少了患者暴露在X射線下的時間。

    ADAS1128是一款24位電流/數(shù)字轉(zhuǎn)換器，它可將光電二極管陣列信號轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號。該器件提供128個數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道，并將速度從6kSPS（每秒采樣數(shù)）提高到20kSPS，其支持的通道數(shù)是市場上現(xiàn)存的任何一種集成轉(zhuǎn)換器解決方案的4倍（128比32）。

    “對于一個典型的高端CT系統(tǒng)而言，高集成度是至關(guān)重要的，”周文勝指出。單層CT通常有1000個接收器，因此256層CT設(shè)備就有多于250K的數(shù)據(jù)信號采集鏈（或大于250000的光電二極管電流）。如此多層的設(shè)備，無疑困擾著過去的設(shè)計，因為如果使用分立器件實現(xiàn)系統(tǒng)，機械方面的條件則限制了這些數(shù)據(jù)信號采集鏈的整合。一個64層的系統(tǒng)需要大約64K的數(shù)據(jù)信號采集鏈，因此，必須整合600多個ADAS1128，如果是相對比較先進掃描儀現(xiàn)在大約有250K數(shù)據(jù)信號采集鏈，則需要約2000個這樣的芯片。與此同時，CT設(shè)備的層數(shù)是在不斷增加的。ADAS1128可替代以前較低通道集成度的轉(zhuǎn)換器，它在一平方厘米的單芯片上集成了一個24位分辨率ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換器）、128個同步采樣的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器通道（可選的采樣率最高達20kSPS）、片上溫度傳感器和參考緩沖器。除了通道數(shù)提高四倍以外，與目前市場上的任何一種解決方案相比，ADAS1128還可提供3倍以上的吞吐量。

    在全速狀態(tài)下，ADAS1128消耗的功率（4.5毫瓦/通道）不到其它解決方案（10毫瓦/通道）的一半。它還可以提供優(yōu)越的整體性能規(guī)格，如無電荷損失、更多的滿量程范圍選擇和超低噪聲（對低劑量X射線系統(tǒng)來說可降到0.4fC）。

    據(jù)悉，ADAS1128電流/數(shù)字轉(zhuǎn)換器在2009年2月4日已投入量產(chǎn)。而且除了CT系統(tǒng)以外，ADAS1128還使得基于X射線設(shè)計的安全成像系統(tǒng)能夠應(yīng)用于貨運碼頭、港口和機場。

    “正如年底的購車熱潮一樣，”周文勝說，即使由于整體經(jīng)濟形式的影響，某些需求被延緩了，但最終會在某個時刻爆發(fā)出來，醫(yī)療市場的需求也不例外。隨著中國市場幾年前從國外購置二手儀器更新?lián)Q代，以及不斷增長地對16位CT設(shè)備生產(chǎn)的需求，“CT市場具有很強的增長潛力。”

    眾廠商分食

    盡管具有一定的性能優(yōu)勢，但尤其對于多層CT設(shè)備市場而言，ADAS1128仍然有若干不容忽視的勁敵。

    談及轉(zhuǎn)換器，首先不得不提的是TI（德州儀器），早在2006年，TI就已經(jīng)推出了20位、32通道的電流輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換器DDC232，該款器件將電流-至-電壓轉(zhuǎn)換與A/D轉(zhuǎn)換相結(jié)合，以便32位獨立式低電平電流輸出器件（例如光電二極管）可以直接連接到它的輸出端和實現(xiàn)數(shù)字化。在此之前TI類似的產(chǎn)品有雙電流輸入20位模數(shù)轉(zhuǎn)換器DDC112、DDC114和八路電流輸入20位模數(shù)轉(zhuǎn)換器DDC118。

    但之后TI電流轉(zhuǎn)換器件的推出略顯乏力，只在2008年推出了一款16位、16通道電流輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換器DDC316。

　　如果單以性能最為接近的DDC232做比較，作為后來者的ADAS1128仍頗具競爭力。但是，畢竟　　DDC2312在過去的兩年中，已經(jīng)具有一定的市場，且在可靠性相當重要的醫(yī)療電子產(chǎn)品而言，芯片級別產(chǎn)品更新?lián)Q代的頻率并不高，所以DDC232仍然不失為一個強勁的競爭者。
    同樣是TI，在2008年1月，推出了10位和12位8通道ADC系列產(chǎn)品ADS528×，據(jù)德州儀器業(yè)務(wù)拓展工程師馬凱介紹，該系列ADC采用業(yè)界最小的封裝且具有領(lǐng)先的低功耗特性，其功耗比同類競爭解決方案低30%，滿足了高密度醫(yī)學成像和無線通信系統(tǒng)的要求。與此同時，美國國家半導體也推出首款采用CTSD(連續(xù)時間Sigma-delta)技術(shù)的高速模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器——ADC12EU050。目標市場與德州儀器的ADS5281類似，也將針對醫(yī)療設(shè)備和工業(yè)設(shè)備的成像系統(tǒng)。

    當然，各個廠商在針對不同的目標市場時，會有不同的系統(tǒng)集成，但僅從CT市場而言，新推出的產(chǎn)品從性能上和市場定位上，都具有一定優(yōu)勢，對多層CT設(shè)備市場也應(yīng)該是個不錯的消息。

    未來之路

    在未來幾年，高層CT設(shè)備需求仍將持續(xù)增長。但是，就在供應(yīng)商努力提升CT層數(shù)、減少掃描時間的過程中，覆蓋范圍已經(jīng)達到了某些極限值，超過這個數(shù)，球管不能提供足夠的能量照射到全部覆蓋范圍。而且，一些放射學家還認為，在處理非運動器官上，256層和320層CT比64層CT多做不了多少事。因此供應(yīng)商們也在尋求增加層數(shù)之外的諸多方法，比如尋找新的檢測材料或改進旋轉(zhuǎn)時間等。

    但畢竟256層對于中國而言，還是個高級設(shè)備，在普遍以2層CT設(shè)備為主的市場，瞄準高層CT設(shè)備的芯片仍然具有相當?shù)氖袌鰸摿Α２蝗莘裾J的是，市場總會期待更具成本效益、減少放射劑量技術(shù)的出現(xiàn)。

    “其實，最難的是自己對自己的挑戰(zhàn)，”周文勝不禁感慨。對于以應(yīng)用為主導的市場，技術(shù)的實現(xiàn)固然重要，但更為重要的是廠商如何創(chuàng)造與客戶溝通的平臺，從而更好地自己理解所面臨的市場。