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半导体IC引领医学成像革命

导读: 医学成像技术领域正在经历一场革命。随着DSP、FPGA、模拟前端(AFE)以及大量其他模拟和混合信号半导体IC的快速进步,医学成像技术正跨入前所未有的领域。此外,实现复杂3D和4D图像格式的图像处理软件和算法的开发成果也对此有所帮助。

  医学成像技术领域正在经历一场革命。随着DSP、FPGA、模拟前端(AFE)以及大量其他模拟和混合信号半导体IC的快速进步,医学成像技术正跨入前所未有的领域。此外,实现复杂3D和4D图像格式的图像处理软件和算法的开发成果也对此有所帮助。

  超声波、电脑断层扫描(CT)、磁共振成像(MRI)、X射线、正电子发射断层扫描(PET)和放射线等扫描技术正在改变医学实现的方式。在达特茅斯大学和斯坦福大学最近的一份调查报告中,顶级内科医生将MRI和CT扫描技术列为最宝贵的近代医学创新。

  成像系统动辄上百万美元,而且体积庞大,很占空间,这种系统正在演变成可以装入手推车的成本较低的产品,这样就可以用在医生办公室、病人床边或者地方诊所。基于笔记本电脑的便携式手持式成像系统也正在开始面世。这种成像系统还可以通过量身定做来适应病人的体形、体重、年龄和其他的独特特征。

  例如,躺椅式MRI现在可以用来扫描手和脚了,这得益于加利福尼亚大学戴维斯分校的开发成果。这种装置消除了大多数病人害怕进入典型的“隧道”MRI扫描仪的焦虑情绪(这会引发幽闭恐惧症)。此外,这种系统在使病人获得放松的同时,还能提供最高的成像品质。

  全球老年人口的爆增和对高性价比设备的需求不断推动着尺寸更小,更加精确,速度更快的成像诊断装置的开发。随着半导体IC技术向尺寸更小、速度更快和价格更低的方向的不断推进,半导体IC技术正在满足这一需求。

  据德州仪器(TI)医疗业务部公关经理Veronica Marques表示,半导体IC技术已占据提高医学成像系统性能的前沿位置。她列举了三个明显的趋势:需要的成像分辨率越来越高(以便更精确地进行诊断),需要的数据吞吐能力越来越高(以便更加迅速地进行诊断并且最大限度地减少病人不适),使用创新技术生产尺寸更小的扫描仪(以便降低功耗从而提高成本效益)。

  扫描仪性能的提升与系统创新的结合,使得扫描过程不仅执行得快,对于病人来讲也更安全。CT和MRI已将辐射剂量降低75%。

  将多通道低噪声放大器、电压至电流放大器和多通道模数转换器(ADC)整合到单个AFE IC中,这已经是相当大的进步。TI公司用于超声扫描仪的AFE58xx AFE比前几代产品尺寸小40%,功耗低50%,但是它们仍能提供两倍的性能。

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