芯片创新如何应对医疗电子系统级挑战

芯片创新如何应对医疗电子系统级挑战 【大比特导读】ADI 日前针对 CT 等设备推出全新 256 通道、24 位电流数字 转换器模块 ADAS1131，新款转换器据称可在任何吞吐速率下保持每通道功耗 均为 3mW，与仅集成 128 个通道的竞争器件相同。 ADI 日前针对 CT 等设备推出全新 256 通道、24 位电流数字转换器模块 ADAS1131，新 款转换器据称可在任何吞吐速率下保持每通道功耗均为 3mW，与仅集成 128 个通道的竞争 器件相同。 近年来，医疗 CT 设备正向多层数、低 X 射线剂量、上市时间缩短、更低系统成本方向 发展，这四大趋势不但要求 ADC 具有更高的集成度、更小的尺寸、更低的功耗以及极低的 噪声，还要求芯片厂商能够提供系统级支持和参考设计，以及连贯的产品路线图。 “这些恰好是 ADI 的价值所在。”ADI 公司亚太区医疗行业市场经理王胜说，相比五 年前推出的 ADAS1128，ADAS1131 最显著的改进是将通道数由 128 提升到了 256。“更高的 层数是 CT 扫描仪能够提供更高图像质量的主要因素之一，而这势必要求增加处理图像所需 的数据采集通道的数量，ADI 通过降低数据采集电路每通道的成本，从而降低了 CT 系统的 总成本。” ADAS1131 内置了 256 个低功耗、低噪声、低输入电流积分器、同步采样保持电路和提 供可配置采样速率的两个高速 ADC，还集成了所有相关内部缓冲器、用于数据采集的去耦 和旁路电容，进一步减少了元件数量，简化了电路板布局。据了解，若实现同样的通道数 目的数据采集，该器件所需 PCB 板面积比通道密度仅为其一半的器件大约少 33%。借助 0.8mm 管脚间距封装特性，设计人员可以将 ADAS1131 安装在标准的 PCB 基板上，这种方案 比要求激光过孔的高密度专用 PCB 基板成本低、成品率高。 在与 ADAS1128 的 PCB 布局比较方面，ADAS1128 采用双层模拟输入迂回布线，走线宽 度和间距通常为 3mil/3mil，采用激光、盲孔、埋孔过孔技术;ADAS1131 则采用四层模拟输 入迂回布线，走线宽度和间距可以是 4mil/4mil，采用 6mil 通孔过孔技术，成本得以进一 步降低。就封装而言，ADAS1128 为 10mm10mm BGA 封装，ADAS1131 为 15 mm15 mm BGA 封装。ADAS1131 由于集成了电源和电压基准的电容，因此封装面积有所增加。但是从系统 级的设计角度考虑，整体设计空间更为精简，且系统整体的性能、成本最优。 全面产品方案应对医疗行业挑战全面产品方案应对医疗行业挑战 医疗影像、体征信号监测、医疗仪表、消费/移动医疗是 ADI 当前在医疗保健市场重点 专注的四大领域，基本覆盖了 CT、超声、核磁成像、监护仪、心电图、血糖仪、心率 HRM、生化分析仪、血液分析、运动监测、家庭诊疗等常见的医疗保健设备。 王胜表示，ADI 对于医疗行业将主要聚焦于三方面：在医疗影像和体征信号监测领域， 通过芯片集成关键模拟功能来实现系统突破;护理和家庭医疗方面，在提高性能和可靠性的 同时降低成本和功耗，并改善互用性和易用性;第三，合并患者运动监护、诊断和无线通信， 支持新一代远程医疗系统的关键构建模块。 他列举了几款 ADI 当前在市场上广受好评的产品及方案，包括： 用于数字平板 X 光机的探测器前端 ADAS1256COF，它是 256 通道高精度、高集成度 Chip-on-Flex 模拟前端模块，可实现单芯片多路电荷转化为数字，在多种功耗模式选项下 都具有极佳的噪声性能和图像质量。ADAS1256 具有每通道 1 mW3 mW 的多功能功耗模式， 允许制造商使用多种数字 X 射线成像手段，单个设备就能满足医疗设备设计人员对便携式 及无线数字 X 射线产品不断增长的高性能需求。 Big-bitBig-bit 半导体器件应用网 No.3 专为中到高端便携和手推车式超声系统而设计的 8 通道超声接收器 AD9671，集成片内 标准的 JESD204B 串行接口。与其它数据接口标准相比，在实现同样数据吞吐量的情况下， 可减少 80%超声系统 I/O 数据线，在简化超声设备电路板设计的同时，更符合业界对更高 数据速率、更多通道数和更佳图像分辨率的要求。 而随着便携医疗设备的迅速兴起，ADI 也推出了专为健身设备、便携式/可穿戴式监控 设备和远程健康监护设备的 ECG 信号调理要求而设计的单导联模拟前端 AD8232，多导联的 ADAS1000 系列心电采集前端，可通过极低的成本和功耗完成心电图、心率监测、呼吸/起 搏器脉冲检测等应用。除此以外，也陆续推出更具竞争优势的光电测量模块化方案。 此外，还有适用于便携式设备应用的 ADuCM350MOC(Meter-On-Chip)，它包括基于 ARM Cortex-M3 的处理器、内存和所有 I/O 连接，以支持