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醫療影像和家用醫療設備的設計趨勢
【?2010-1-6 發布?】 guanwf  

幾年前的便攜式超聲系統很像筆記本電腦,而如今的超聲系統已經小得足夠讓醫生隨身攜帶并隨時使用。這些更小巧的便攜式超聲系統正在幫助挽救世界各個角落和邊遠地區的生命。在過去若干年中,計算機斷層掃描儀(CT)開發領域經歷了大量的創新與發展,320層CT掃描儀就是該技術的又一個進步,它使醫生能夠在幾秒鐘內采集實時活動圖像,比如心臟搏動。

尖端的半導體工藝為開發日益小巧、更加強大的家用醫療設備鋪平了道路。 對于病人來說,小巧的便攜式設備意味著不用總去醫院且醫藥費也更少。為了在家用環境下發揮功效,醫療設備必須易于使用,甚至誤用時還能保證安全,還要能自動區分正確與錯誤操作產生的數據結果。

傳統的平臺如心電圖儀(ECG)、超聲及CT,不斷借助新型測量技術提供高水平的診斷數值。這些新型測量技術則利用了高級模擬、混合信號與數字信號處理半導體工藝。 實驗室系統如血液和DNA分析儀能更快地提供大量的患者信息。 精確、可靠和安全的家用產品正不斷增長,通過給予人們管理疾病、促進健康和活力以及以安全有效的途徑提供用藥所需的工具,還將有助于降低醫療成本。

對醫療設備設計者來說,系統需求日益復雜、苛刻,他們必須減小下一代便攜式醫療設備的尺寸、提高其易用性并增強性能。這些新的系統級需求意味著模擬半導體制造商必須開發突破性的基礎IC,以使下一代產品設計成為可能。設計開發過程表明,開發醫療設備的未來創新性能正日益取決于(在系統與模擬集成電路設計者之間的)連續不斷、有效的共享信息。

針對醫學影像系統的便攜化和高通道密度化,ADI一方面不斷提高通用核心產品的性能,另一方面在此基礎上開發專用標準產品(如超聲模擬前端AD927X,CT模擬前端ADAS1128等)。這些產品和技術正在并且將繼續為影像系統的高性能和便攜應用提供更多價值,例如小尺寸、低功耗和低成本。

未來家用醫療保健設備的兩個關鍵特性是連接性和功耗。在很多情況下,能將診斷設備的臨床記錄精確地傳遞給醫療保健專業人員,與患者進行自我照料的能力是同樣重要的,如糖尿病管理。比如,目前的ECG波形可以只作為打印輸出,或者信號通過電子通信通道傳送給臨床醫生。 以前為實現這一點,必須讓ECG直接與計算機連接,患者也因此面臨電氣事故的潛在威脅。ADI公司的ADuM4160 USB隔離器可以克服這個難題,讓患者與計算機和網絡保持完全電氣隔離,同時還能實現全功能ECG并連接到計算機。 此外,測量前端僅需少量功耗就可以驅動放大器及數據轉換器,以采集和數字化ECG信號。隔離式電源由ADuM5000 DC/DC轉換器提供,省去了電池充電或更換。這類器件還能實現許多以往要求直接與患者進行電氣連接的家用醫療保健設備的設計,并能實現通過USB與計算機直接相連,從而提供存儲、分析和傳送結果的全部功能。這些技術還將讓醫療設備設計者能夠更加簡單地滿足IEC 60601最新要求。

ADI在處理器上的新產品也為便攜式和家用醫療應用提供幫助。例如,ADuC7060采用ARM7TDMI核,集成了8KSPS 24b ADC,功耗很低,適合手持醫療儀器的應用。ADI Blackfin DSP——ADSP-BF52x的內核功耗低至0.16Mw/MHz,并具有600MHz的高性能,可以在不影響電池壽命的情況下增加更多的信號處理性能。它具有外設靈活性及系統可擴展性,例如USB OTG、TWI、NAND 控制器、 MII/RMII和以太網,存儲器控制可以和外部SDRAM、SRAM、FLASH或者ROM多行庫的無縫連接。


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