ADI公司醫(yī)療超聲系統(tǒng)設(shè)計簡介及相關(guān)解決方案

　　針對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)計時應(yīng)注意的問題及面臨的挑戰(zhàn)，此外還對超聲系統(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，繪制血液流動和組織運動圖，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）、可變增益放大器（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）和動態(tài)范圍（DR）等。高端系統(tǒng)動態(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。為提高信號穿透率以及進行諧波成像，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)雜度進而導(dǎo)致高功耗，并且需要更多成像空間來實施。

　　• 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，散熱問題變得很重要。

　　以前，實現(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)的進步使得系統(tǒng)設(shè)計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)進步要求既能不斷促進這些解決方案集成，同時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)計和開發(fā)，ADI還提供評估板、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：上述信號鏈代表醫(yī)療超聲系統(tǒng)。在具體設(shè)計中，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