芯片创新如何应对医疗电子系统级挑战

2015-03-31 17:59:47来源: ADI

    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10mm×10mm BGA封装,ADAS1131为15 mm×15 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

  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 mW~3 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。

    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,以支持带有显示、USB通信和有源传感器的便携式计量仪,可以测量电压,电流及阻抗信号,尤其是生理阻抗测量等。以及3轴加速度传感器ADXL362,号称业内功耗最低的加速度计,可用于计步器、跌倒检测、运动检测等应用。

 


 

关键字:芯片  电子系统  挑战

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/medical_electronics/2015/0331/article_5597.html
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