針對(duì)ADI公司的醫(yī)療超聲解決方案，電子發(fā)燒友網(wǎng)編輯為大家整理。本文主要分析介紹醫(yī)療超聲系統(tǒng)原理和典型架構(gòu)、醫(yī)療超聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問題及面臨的挑戰(zhàn)，此外還對(duì)超聲系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、相關(guān)系列產(chǎn)品解決方案進(jìn)行了基本的描述。
醫(yī)療超聲系統(tǒng)原理和典型架構(gòu)
超聲系統(tǒng)可以通過向人體發(fā)射聲學(xué)能量，然后接收并處理回波，從而產(chǎn)生內(nèi)部器官和結(jié)構(gòu)的圖像，繪制血液流動(dòng)和組織運(yùn)動(dòng)圖，以及提供高度精確的血流速度信息。
超聲系統(tǒng)包括傳感器、高壓開關(guān)、高壓發(fā)射電路、發(fā)射(Tx)/接收(Rx)開關(guān)、接收通道模擬前端(AFE)、波束形成器、波束形成后的數(shù)字信號(hào)處理電路、顯示處理電路和外設(shè)。AFE包括低噪聲放大器(LNA)、可變?cè)鲆娣糯笃?VGA)、抗混疊濾波器(AAF)和模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)。波束形成分為兩類：數(shù)字波束形成和模擬波束形成，分別用于不同應(yīng)用。
醫(yī)療超聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)考慮和主要挑戰(zhàn)
? 接收AFE電路性能，如噪聲性能、信噪比(SNR)和動(dòng)態(tài)范圍(DR)等。高端系統(tǒng)動(dòng)態(tài)范圍的典型要求如下：B模式70 dB，PWD(脈沖波多普勒)130 dB，CWD(連續(xù)波多普勒)160 dB。
? 發(fā)射電壓。為提高信號(hào)穿透率以及進(jìn)行諧波成像，需要較高的發(fā)射電壓。聲功率隨著發(fā)射電壓增大而提高，但發(fā)射電壓不能超過美國食品和藥品管理局(FDA)等機(jī)構(gòu)規(guī)定的安全要求的限制。
? 波束形成器的復(fù)雜度。要達(dá)到很高的圖形質(zhì)量，必須有大量的波束形成通道。高復(fù)雜度進(jìn)而導(dǎo)致高功耗，并且需要更多成像空間來實(shí)施。
? 散熱。隨著設(shè)備向小型化發(fā)展，尤其是以提升圖像質(zhì)量為目標(biāo)時(shí)，散熱問題變得很重要。
以前，實(shí)現(xiàn)超聲成像系統(tǒng)需要大量高性能發(fā)射電路和接收電路，由此產(chǎn)生的是龐大且昂貴的推車式系統(tǒng)。最近，集成技術(shù)的進(jìn)步使得系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員能夠采用尺寸更小、成本更低、更便攜的成像解決方案，而其性能則接近推車式系統(tǒng)。持續(xù)的技術(shù)進(jìn)步要求既能不斷促進(jìn)這些解決方案集成，同時(shí)還提高其性能和診斷能力。
ADI公司的整體解決方案
ADI提供種類豐富的放大器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、信號(hào)處理和電源管理解決方案供用戶選擇，可以使推車式和便攜式超聲設(shè)備達(dá)到最佳圖像質(zhì)量，并降低功耗和成本。此外，為支持客戶的設(shè)計(jì)和開發(fā)，ADI還提供評(píng)估板、Gerber文件、仿真工具和專業(yè)的應(yīng)用技術(shù)支持。
圖 ADI 醫(yī)療超聲系統(tǒng)
注：上述信號(hào)鏈代表醫(yī)療超聲系統(tǒng)。在具體設(shè)計(jì)中，模塊的技術(shù)要求可能不同，但下表列出的產(chǎn)品代表了滿足部分要求的ADI解決方案。
表 ADI超聲系統(tǒng)產(chǎn)品列表
