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医学成像系统发展趋势:更高图像质量+更快的检测速度

作者:时间:2018-09-10来源:网络收藏

应用包括超声波成像、计算机断层扫描(CT)、核磁共振成像(MRI)等,如今,提高,同时降低功耗、缩小设备的外型尺寸并保持低成本是设计所面临的最大挑战。而具有更快处理速度的放大器和更高转换速度的模数及数模转换器,以及高性能的数字信号处理器是获得上述性能的根本保证。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201809/388754.htm

目前有多家芯片供应商针对该领域提供模数转换器、放大器、高性能数模转换器和处理器。奥地利微电子(austriamicrosystems)公司是一家高性能模拟器件供应商,针对医疗电子领域提供各种定制的和标准的模拟器件。该公司全球高级销售副总裁Carlo Rebughini表示:“CT设备要求对来自许多图像敏感型元件矩阵如光二极管的多个输入通道进行数字化,现代CT的检测信号的检测范围在10-12安培内。那么,对那些微小信号进行实时的、高精度且最高分辨率的获取和数字化是检测电子学最迫切的需求。”

另外,Carlo认为,为了使病人曝露在辐射中的时间最短,且能获得最有利于医生诊断的图像资料,高性能CT必须能够快速地获得尽可能多的高清晰图像资料。

奥地利微电子的高性能光纤接口读取IC能实时地获取信号并进行高精度数字化,并可确保优异的图像分辨率和图像采集速度,得到最优异的CT和细节,明显加快诊断速度和诊断的可信度。

这款高性能读取IC符合西门子医疗CT检测电子设备对性能的严格要求,日前西门子宣布将在目前和未来制造的CT图像处理系统中采用该解决方案。一台西门子医疗CT系统可能需要采用1,000多个这样的IC。奥地利微电子称,几年前,在10-12A的范围内测量信号还是一件不可能的事情,而创新的IC使西门子能以尽可能小的X光剂量来设计CT系统,显着减少了射线对病人的辐射,从而使病人受益。

针对CT系统,TI提供一系列单芯片的2通道、4通道及8通道大动态范围模数转换器,如DDC112/4/8,这些器件具有高阻抗电流至电压转换电路及20位分辨率的delta-sigma转换器,它们可方便地组成菊花链结构,用于简单的多通道系统。

无寄生动态响应(SFDR)值越高,ADC的动态范围就越大,越有利于得到更高的。TI的ADS5423是一款采样速率为80MSPS,SFDR值高达94dBc的14位模数转换器。这些特性使之非常适合MRI系统,复杂的52引脚HTQFP封装和裸露的衬垫可以提供良好的散热性能和扩展可靠性。

高速数字信号处理器是快速图像显示的关键因素。TI针对中高端超声波成像应用提供多款高性能DSP,如TMS320C672x是TI下一代C67x系列高性能32位/64位浮点DSP,包括TMS320C6727、TMS320C6726和TMS320C6722三款器件,其C67x+ CPU是C671x DSP所采用的C67x CPU的增强版,它兼容于C67x CPU,但在速度、代码密度及每时钟周期内的浮点运算性能方面有显着的提高。在300MHz频率,该CPU通过在每个并行周期内执行多达8个指令而达到2400 MIPS/1800MFLOPS的最高性能,其中6个指令是浮点指令。这种高性能使得它们非常适合用于高端超声波成像应用。

另一款DSP TMS320C64x(C64x)则适用于中端超声波成像设备,C64x基于第二代高性能VelociTI超长指令字节(VLIW)结构,时钟频率为1GHz时,其性能高达8000MIPS。

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