芯片創(chuàng)新如何應(yīng)對醫(yī)療電子系統(tǒng)級的挑戰(zhàn)

（文章來源：醫(yī)療科技網(wǎng)）

ADI針對CT等設(shè)備推出全新256通道、24位電流數(shù)字轉(zhuǎn)換器模塊ADAS1131，新款轉(zhuǎn)換器據(jù)稱可在任何吞吐速率下保持每通道功耗均為3mW，與僅集成128個通道的競爭器件相同。

近年來，醫(yī)療CT設(shè)備正向多層數(shù)、低X射線劑量、上市時間縮短、更低系統(tǒng)成本方向發(fā)展，這四大趨勢不但要求ADC具有更高的集成度、更小的尺寸、更低的功耗以及極低的噪聲，還要求芯片廠商能夠提供系統(tǒng)級支持和參考設(shè)計，以及連貫的產(chǎn)品路線圖。

“這些恰好是ADI的價值所在?！盇DI公司亞太區(qū)醫(yī)療行業(yè)市場經(jīng)理王勝說，相比五年前推出的ADAS1128，ADAS1131最顯著的改進是將通道數(shù)由128提升到了256。“更高的層數(shù)是CT掃描儀能夠提供更高圖像質(zhì)量的主要因素之一，而這勢必要求增加處理圖像所需的數(shù)據(jù)采集通道的數(shù)量，ADI通過降低數(shù)據(jù)采集電路每通道的成本，從而降低了CT系統(tǒng)的總成本?！?/p>

ADAS1131內(nèi)置了256個低功耗、低噪聲、低輸入電流積分器、同步采樣保持電路和提供可配置采樣速率的兩個高速ADC，還集成了所有相關(guān)內(nèi)部緩沖器、用于數(shù)據(jù)采集的去耦和旁路電容，進一步減少了元件數(shù)量，簡化了電路板布局。據(jù)了解，若實現(xiàn)同樣的通道數(shù)目的數(shù)據(jù)采集，該器件所需PCB板面積比通道密度僅為其一半的器件大約少33%。借助0.8mm管腳間距封裝特性，設(shè)計人員可以將ADAS1131安裝在標(biāo)準(zhǔn)的PCB基板上，這種方案比要求激光過孔的高密度專用PCB基板成本低、成品率高。

在與ADAS1128的PCB布局比較方面，ADAS1128采用雙層模擬輸入迂回布線，走線寬度和間距通常為3mil/3mil，采用激光、盲孔、埋孔過孔技術(shù)；ADAS1131則采用四層模擬輸入迂回布線，走線寬度和間距可以是4mil/4mil，采用6mil通孔過孔技術(shù)，成本得以進一步降低。就封裝而言，ADAS1128為10mm×10mm BGA封裝，ADAS1131為15 mm×15 mm BGA封裝。ADAS1131由于集成了電源和電壓基準(zhǔn)的電容，因此封裝面積有所增加。但是從系統(tǒng)級的設(shè)計角度考慮，整體設(shè)計空間更為精簡，且系統(tǒng)整體的性能、成本最優(yōu)。

醫(yī)療影像、體征信號監(jiān)測、醫(yī)療儀表、消費/移動醫(yī)療是ADI當(dāng)前在醫(yī)療保健市場重點專注的四大領(lǐng)域，基本覆蓋了CT、超聲、核磁成像、監(jiān)護儀、心電圖、血糖儀、心率HRM、生化分析儀、血液分析、運動監(jiān)測、家庭診療等常見的醫(yī)療保健設(shè)備。

王勝表示，ADI對于醫(yī)療行業(yè)將主要聚焦于三方面：在醫(yī)療影像和體征信號監(jiān)測領(lǐng)域，通過芯片集成關(guān)鍵模擬功能來實現(xiàn)系統(tǒng)突破；護理和家庭醫(yī)療方面，在提高性能和可靠性的同時降低成本和功耗，并改善互用性和易用性；第三，合并患者運動監(jiān)護、診斷和無線通信，支持新一代遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)的關(guān)鍵構(gòu)建模塊。

他列舉了幾款A(yù)DI當(dāng)前在市場上廣受好評的產(chǎn)品及方案，包括：用于數(shù)字平板X光機的探測器前端ADAS1256COF，它是256通道高精度、高集成度Chip-on-Flex模擬前端模塊，可實現(xiàn)單芯片多路電荷轉(zhuǎn)化為數(shù)字，在多種功耗模式選項下都具有極佳的噪聲性能和圖像質(zhì)量。ADAS1256具有每通道1 mW~3 mW的多功能功耗模式，允許制造商使用多種數(shù)字 X 射線成像手段，單個設(shè)備就能滿足醫(yī)療設(shè)備設(shè)計人員對便攜式及無線數(shù)字 X 射線產(chǎn)品不斷增長的高性能需求。

專為中到高端便攜和手推車式超聲系統(tǒng)而設(shè)計的8通道超聲接收器AD9671，集成片內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的JESD204B串行接口。與其它數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)相比，在實現(xiàn)同樣數(shù)據(jù)吞吐量的情況下，可減少80%超聲系統(tǒng)I/O數(shù)據(jù)線，在簡化超聲設(shè)備電路板設(shè)計的同時，更符合業(yè)界對更高數(shù)據(jù)速率、更多通道數(shù)和更佳圖像分辨率的要求。

而隨著便攜醫(yī)療設(shè)備的迅速興起，ADI也推出了專為健身設(shè)備、便攜式/可穿戴式監(jiān)控設(shè)備和遠(yuǎn)程健康監(jiān)護設(shè)備的ECG信號調(diào)理要求而設(shè)計的單導(dǎo)聯(lián)模擬前端AD8232，多導(dǎo)聯(lián)的ADAS1000系列心電采集前端，可通過極低的成本和功耗完成心電圖、心率監(jiān)測、呼吸/起搏器脈沖檢測等應(yīng)用。除此以外，也陸續(xù)推出更具競爭優(yōu)勢的光電測量模塊化方案。

此外，還有適用于便攜式設(shè)備應(yīng)用的ADuCM350MOC（Meter-On-Chip），它包括基于ARM Cortex-M3的處理器、內(nèi)存和所有I/O連接，以支持帶有顯示、USB通信和有源傳感器的便攜式計量儀,可以測量電壓，電流及阻抗信號，尤其是生理阻抗測量等。以及3軸加速度傳感器ADXL362，號稱業(yè)內(nèi)功耗最低的加速度計，可用于計步器、跌倒檢測、運動檢測等應(yīng)用。
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