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[導(dǎo)讀]   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(guò)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。

  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(guò)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(kāi)關(guān)、高壓發(fā)射電路、發(fā)射(Tx)/接收(Rx)開(kāi)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)鲆娣糯笃鳎╒GA)、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(guò)美國(guó)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(lái)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(wèn)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(kāi)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。

  

  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。

  世健公司是2011年度ADI 中國(guó)區(qū)最佳代理商,如對(duì)ADI產(chǎn)品有任何疑問(wèn)或者想了解更多的信息,可向世健公司查詢。

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