【答题赢好礼】超声技术在医疗领域的发展趋势和应用

超声波（Ultrasound）是指频率高于两万赫兹的声波，在工业、医疗等领域均有具体应用。随着医疗技术的进步和设备的不断更新，超声已经成为医学领域不可或缺的应用技术。医学超声设备主要利用超声波对于人体不同部位反馈产生的信号或能量属性，对于人体的异常状态或疾病进行诊断或治疗。

数字化和小型化是目前医学超声的主要发展趋势之一。传统的推车式、大探头超声设备体积巨大且价格昂贵，而现在市场中的小型化超声设备经过更新发展，在保证图像清晰和高分辨率的同时，不仅功能更完善、探头也更多样化。这些新型的小型设备能更好的满足医院临床科室、基层医疗市场、院外灾害急救等多种场景的需求，降低医疗工作者的工作难度。

从技术角度来说，更高的图像质量就意味着更低的噪声、更高的信噪比（SNR），而更高的信噪比又对通道数提出了更高的要求，从以前的32、64通道到现在的128甚至256通道。近十年来整个接收端的模拟性能并没有太大提升，虽然通过线性发射和增加通道数可以带来一定的效果，但与此同时多波数也意味着波束形成器的数据量越来越大，所以Software Beamformer也是追求高性能的一个趋势。

与ADI合作了三十多年的技术型授权代理商Excelpoint世健多年来基于ADI产品和解决方案组合，打造了多个贴近客户应用需求的解决方案并获得了市场的认可。针对发射链路的两种方式，世健结合当前市场重点推荐MAX14815和AD9106。

MAX14815是一款高度集成的八通道5级高压超声波发射器（脉冲发生器）。脉冲发生器生成高频高压的双极脉冲用于通过两对独立的高压电源驱动超声系统中的压电式传感器。每个通道可以传输高达200Vpp，具有高达2A电流能力，并集成2A有源钳位（归零）。可编程电流能力低至0.4A。

该发射器可用于控制脉冲发生器的嵌入式数字资源（SRAM和状态机）支持发射波束形成，从而大幅减少互连数量和FPGA I/O数量。嵌入式数字资源通过高速串行接口进行编程，并支持复杂的发射技术，例如用于突发整形的PWM技术和用于波束整形的变迹技术。

该波形发生器具有针对全部四个DAC的单路频率输出，内置模式控制状态机允许用户对全部四个DAC的模式周期以及每个DAC通道信号输出的周期内起始延迟进行编程。SRAM数据可包含直接生成的存储波形、施加于DDS输出或DDS频率调谐字的幅度调制模式。

该集成数字解调器的每个通道均具有最大52 dB的增益、完全差分信号路径以及有源输入前置放大器终端，通道专门针对高动态范围与低功耗而优化设计，适合要求小尺寸封装的应用。此外LNA具有单端转差分增益，可以通过SPI进行选择。CW多普勒模式下，各LNA输出端驱动一个I/Q解调器，各解调器具有独立可编程的相位旋转和16种相位设置。

外部VCXO提供PLL2所需的低噪声基准电压，以满足苛刻的相位噪声和抖动要求，实现可以接受的性能。片内VCO的调谐频率范围为3.450 GHz至4.025 GHz。集成的SYSREF发生器输出单次、N次或连续信号，并与PLL1和PLL2输出同步，以便对齐多个器件的时间。