超聲波AFE實現完美醫療影像

人口老齡化，醫療成本不斷增高，新興經濟體對于醫療服務的需求不斷上升，這些因素都促使市場對于創新型醫療解決方案的需求猛增，如廣泛應用于診所、救護車、移動檢傷分類等領域以及偏遠地區的便攜式經濟型超聲波設備。Frost Sullivan 預計，便攜式或手持式超聲波系統市場的復合年均增長率為 19.2%，到 2010 年將達到 3.3 億美元。無疑，醫療市場已成為新的熱點市場，吸引著各大廠商的目光。

醫療影像市場的要求越來越高，設計日趨復雜。就醫療超聲波系統而言，正向著高集成度、高性能、低功耗、多功能及便攜化方向發展。根據系統通道數，可將超聲波市場細分為高端、中端及低端/便攜式等三大市場。其中，128-256通道及以上對應高端市場，64通道左右對應中端市場，32通道及以下對應低端/便攜式市場。通常32個系統通道數即可滿足初級診斷即便攜式設備的需求。日前，TI推出面向中低端市場的模擬前端電路AFE58xx 系列，旨在提高醫療影像質量，降低功耗，令超聲波系統便于使用。

由于超聲波信號在工作過程中容易受到外界環境的干擾，溫度、聲音、光波等都會影響其測試精度，特別在設計日趨復雜的情況下。因此，如何盡可能提高醫療成像的精度成為各廠商的重點研究方向之一。AFE58xx通過將低噪聲放大器(LNA)、壓控衰減器、可編程增益放大器、低通濾波器以及支持LVDS數據輸出的12位50 MSPS ADC整合在單一芯片中，降低外界信號的干擾，提升信號精度。在2MHz 頻率下AFE58xx噪聲僅為0.85nV/rtHz。此外，AFE58xx具有高增益、寬增益控制范圍及較低的LNA輸入電壓噪聲，實現了更高的圖像敏感度。

對于便攜式設備而言，低功耗與小尺寸也極為重要。高集成度的AFE58xx采用15 x 9 mm小型封裝，令芯片的外形尺寸達到現有解決方案尺寸的一半左右。在功耗方面，通過減少組件數，AFE5805以 122mW的單位通道電源效率使功耗降低了20%，滿足了便攜式設備及高通道密度、中程超聲波系統的要求。

在醫療影像市場，除最新推出的模擬前端產品外，TI還提供了包括DSP、ADC等在內的各類產品。早前推出的全新10-12位8通道模/數轉換器ADS5281系列，即具有高分辨率、高采樣率(最高可達65MSPS)、低噪聲及先進的數字功能等特性。ADS5281系列可與TI 8通道可變增益放大器VCA8500相連，VCA8500的功耗及輸入噪音分別為每通道63mW和0.8 nV/sqrt Hz。兩款產品的組合能夠幫助用戶構建醫學信號鏈解決方案，在采樣率 50MSPS的條件下，其每通道功耗不超過130mW，適用于便攜式超聲波、MRI等敏感型影像設備應用。

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