超声波AFE实现完美医疗影像

人口老龄化，医疗成本不断增高，新兴经济体对于医疗服务的需求不断上升，这些因素都促使市场对于创新型医疗解决方案的需求猛增，如广泛应用于诊所、救护车、移动检伤分类等领域以及偏远地区的便携式经济型超声波设备。Frost & Sullivan 预计，便携式或手持式超声波系统市场的复合年均增长率为 19.2%，到 2010 年将达到 3.3 亿美元。无疑，医疗市场已成为新的热点市场，吸引着各大厂商的目光。

医疗影像市场的要求越来越高，设计日趋复杂。就医疗超声波系统而言，正向着高集成度、高性能、低功耗、多功能及便携化方向发展。根据系统通道数，可将超声波市场细分为高端、中端及低端/便携式等三大市场。其中，128-256通道及以上对应高端市场，64通道左右对应中端市场，32通道及以下对应低端/便携式市场。通常32个系统通道数即可满足初级诊断即便携式设备的需求。日前，TI推出面向中低端市场的模拟前端电路AFE58xx 系列，旨在提高医疗影像质量，降低功耗，令超声波系统便于使用。

由于超声波信号在工作过程中容易受到外界环境的干扰，温度、声音、光波等都会影响其测试精度，特别在设计日趋复杂的情况下。因此，如何尽可能提高医疗成像的精度成为各厂商的重点研究方向之一。AFE58xx通过将低噪声放大器(LNA)、压控衰减器、可编程增益放大器、低通滤波器以及支持LVDS数据输出的12位50 MSPS ADC整合在单一芯片中，降低外界信号的干扰，提升信号精度。在2MHz 频率下AFE58xx噪声仅为0.85nV/rtHz。此外，AFE58xx具有高增益、宽增益控制范围及较低的LNA输入电压噪声，实现了更高的图像敏感度。

对于便携式设备而言，低功耗与小尺寸也极为重要。高集成度的AFE58xx采用15 x 9 mm小型封装，令芯片的外形尺寸达到现有解决方案尺寸的一半左右。在功耗方面，通过减少组件数，AFE5805以 122mW的单位通道电源效率使功耗降低了20%，满足了便携式设备及高通道密度、中程超声波系统的要求。

在医疗影像市场，除最新推出的模拟前端产品外，TI还提供了包括DSP、ADC等在内的各类产品。早前推出的全新10-12位8通道模/数转换器ADS5281系列，即具有高分辨率、高采样率(最高可达65MSPS)、低噪声及先进的数字功能等特性。ADS5281系列可与TI 8通道可变增益放大器VCA8500相连，VCA8500的功耗及输入噪音分别为每通道63mW和0.8 nV/sqrt Hz。两款产品的组合能够帮助用户构建医学信号链解决方案，在采样率 50MSPS的条件下，其每通道功耗不超过130mW，适用于便携式超声波、MRI等敏感型影像设备应用。

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