超音波画像処理


医療用画像処理装置は、複雑な信号を体内に送信した後、反射信号を受信および処理して、内部の体組織、血流、または骨格の画像を創り出します。マキシムの高性能シグナルチェーン部品は、高分解能画像を作成して診断および治療を向上させるために画像処理信号を送受信する画像処理トランスデューサを駆動します。



アプリケーション


超音波画像処理トランシーバ

フェーズドアレイ超音波システムは、音響エネルギーを体内に送信し、反射信号を受信および処理することによって、内部の組織や構造の画像の生成、血流や内部組織の動きのマッピング、および非常に高精度の血流速度情報の提供を行うことができます。

従来、これらの画像処理システムの実装には多数の高性能フェーズドアレイトランスミッタおよびレシーバが必要だったため、大型で高コストのカートベースの実装になっていました。最近は、集積化の進歩によって、システム設計者は大型システムに近い性能を備えた、より小型、低コスト、ポータブルな画像処理ソリューションへと移行することが可能になっています。

今後の課題は、これらのソリューションの性能および診断機能を向上させつつ、さらに小型の形状への集積化を推進し続けることです。

超音波トランシーバ、レシーバ、およびAFE 
超音波トランスミッタ/デジタルパルサー 
超音波高電圧マルチプレクサ 
超音波送信/受信スイッチ 
超音波保護内蔵ローノイズアンプ 

MRI画像処理 – RFパルストランスミッタ

MRIトランスミッタは、水素原子核の共鳴に必要なRFパルスを生成します。送信励起パルスの周波数範囲および勾配磁場の大きさによって、画像スライスの幅が決まります。標準的な送信パルスは、比較的狭い±1kHzの帯域幅の出力信号を生成します。この狭い周波数帯の生成に必要な時間領域の波形は、通常は従来の同期機能に似たものになります。この波形は、通常はベースバンドでデジタル方式で生成された後、ミキサによって適切な中心周波数にアップコンバートされます。従来の送信の実装では、ベースバンド波形の生成に必要とされるのは、この信号の帯域幅が比較的狭いため、比較的低速のデジタル-アナログコンバータ(DAC)でした。

DAC技術の進歩によって、他の潜在的な送信アーキテクチャが実現可能になりました。非常に高速、高分解能のDACを利用すると、最大300MHzまでの送信パルスの直接RF生成が可能です。広帯域の周波数にわたる波形生成およびアップコンバージョンを、現在ではデジタル領域で達成することができます。

高速DAC 

MRI画像処理 – RFパルスレシーバ

RFレシーバは、レシーバコイルからの信号の処理に使用されます。ほとんどの最新のMRIシステムは、6つまたはそれ以上のレシーバによって約1MHz~300MHzの範囲の信号を処理し、周波数範囲は印加される静的磁場強度に大きく影響されます。受信信号の帯域幅は狭く(通常は20kHz以下)、勾配磁場の大きさで決まります。従来のMRIレシーバの構成は、ローノイズアンプ(LNA)の後にミキサを備えていました。ミキサは、目的の信号を低周波数のIF周波数にミキシングして、高分解能、低速、アナログ-デジタルコンバータ(ADC)による変換を可能にします。この受信アーキテクチャでは、ADCは1MHz以下の比較的低いサンプルレートを備えます。必要な帯域幅が狭いため、アナログマルチプレクサを介して受信チャネルを1つのADCに時間多重することによって、より高い(1MHz~5MHz)サンプルレートを備えたADCを使用して複数のチャネルを変換することができます。

より高性能のADCの出現によって、現在ではさらに新しいレシーバアーキテクチャが可能になっています。広入力帯域幅、高分解能の最大100MHzのサンプルレートを備えたADCを使用して信号を直接サンプルし、受信チェーンのアナログミキサを不要にすることも可能です。

高速ADC


注目製品


高集積低電力オクタル(8回路)超音波トランシーバ

MAX2082

この全機能内蔵オクタル(8回路)超音波トランシーバは、高チャネル数、高性能ポータブル/カートベースの超音波システム向けに最適化されています。このトランシーバによって、大幅に少ないスペースと電力を使用してハイエンドの2Dおよびドップラー画像機能を実現することができます。

高電圧送信/受信スイッチ

MAX4936-MAX4939

このオクタル(8回路)、高電圧、送信/受信(T/R)スイッチは、ダイオードブリッジのトポロジと特長をベースとしています。ダイオードブリッジの電流量は、SPIインタフェースを介して設定することができます。

デジタルパルサー

MAX14808-MAX14809

このオクタル(8回路)、3レベル、デジタルパルサーは、超音波システムの圧電トランスデューサを駆動するために低電圧の制御ロジック入力から高周波HVバイポーラパルス(最大±105V)を生成します。

低電力、高性能、全機能内蔵オクタル(8回路)超音波レシーバ

MAX2079

全機能内蔵のオクタル(8回路)超音波レシーバで、高チャネル数、高性能のポータブルおよびカート式超音波システム用に最適化されています。


ソリューション


マキシムの医療用画像処理ソリューションは、標準的な設計の例およびブロック図を含む、医療用画像処理製品の設計に関する追加の情報を提供します。

磁気共鳴画像設計ソリューション
超音波診断設計ソリューション

リソース