目前醫(yī)學影像的設備可以分為大型影像診斷設備和其他影像診斷設備，其中大型設備主要有數(shù)字X線攝影（DR）、計算機斷層掃描（CT）、核磁共振（MRI）和核醫(yī)學類（PET及復合類PET-CT、PET-MR等），小型的影像診斷設備包括超聲和內鏡等。根據(jù)成像原理的不同，各種設備在臨床的上的應用也不相同。各類醫(yī)學影像設備的特點及應用場景如下表顯示。

傳感元件作為醫(yī)療影像領域重要的元器件，是數(shù)據(jù)采集的重要環(huán)節(jié)之一，不同成像領域對應不同的傳感器是決定成像質量的關鍵物理部件。按照不同成像領域有不同傳感器類別，例如CMOS傳感器便通過更小的像素尺寸、更高的分辨率和更低的噪聲水平得到了廣泛的應用。

信號鏈主要由放大器、濾波器、數(shù)模轉換器等組成，從物理信號到數(shù)字信號主要經(jīng)過濾波器對信號進行篩選用放大器進行電路放大、自動控制和測量用數(shù)據(jù)轉換器進行轉換計算，最終變成數(shù)字信號進入數(shù)字世界存儲和處理，反之會經(jīng)過相反過程。信號鏈是醫(yī)療影像設備中通用且重要的組件，直接影像數(shù)字成像質量。盡管不同成像原理涉及不同物理量的測量，但都包括模數(shù)信號轉換、預調理等過程，是對模擬信號采樣的必經(jīng)過程，其高精度特性，如動態(tài)范圍、分辨率、準確性、線性度和噪聲，將決定最終數(shù)字成像的質量。

數(shù)據(jù)采集過程的通用框圖

部分醫(yī)療影像設備信號鏈結構

隨著醫(yī)療影像行業(yè)對分辨率、安全性等需求不斷增長，使其半導體含量繼續(xù)增加。預計2020年全球醫(yī)療影像半導體相關元件出貨量達到73000萬顆，其中模擬芯片占比從2014年8.6%提升至2020年20.5%。作為全球半導體技術領先廠商，ADI的技術與產(chǎn)品覆蓋健康醫(yī)療全產(chǎn)業(yè)鏈，從預防、診斷、治療，到疾病管理，都有成熟的解決方案，在大多數(shù)需要數(shù)據(jù)轉換和信號處理的醫(yī)療器械產(chǎn)品中，都能找到ADI的方案，包括各類醫(yī)療影像設備信號鏈應用中。

多功能動態(tài)DR、移動DR、高精度DR漸成趨勢

DR正在從靜態(tài)DR逐步向多功能動態(tài)DR發(fā)展。目前醫(yī)院多數(shù)采用的還是靜態(tài)DR，但靜態(tài)DR由于技術和功能局限，會導致在很多部位檢查過程中難以避免模糊性、漏診、誤診以及重復性拍攝，動態(tài)DR可通過可視化功能進行動態(tài)觀察精準快速。另外移動 DR 也在快速發(fā)展過程中。

目前ADI針對DR領域主推的產(chǎn)品為ADAS1256 COF，其為256通道集成前端模塊，基本適用于數(shù)字X射線，最新一代產(chǎn)品ADAS1258也已經(jīng)推出，進一步優(yōu)化速度和功耗，以及集成更多系統(tǒng)級功能的產(chǎn)品 。

除了單芯片集成256通道、16位分辨率、22us線路掃描速度等性能外，ADAS1256 COF解決方案還提供了9種功耗模式，因為我們知道，功耗與噪聲不能同時達到最低的要求，所以功耗模式的切換功能就能使得用戶可自行選擇適應當時需求的最佳功耗、噪聲模式。對于病人來說，最關心的是輻射劑量。因為在做各種檢查時，X 射線對病人本身也會造成傷害。對于這點，ADAS1256 COF 解決方案降低探測器本身的噪聲，所以在X射線劑量很少時，低噪聲的探測器也能夠接收并清晰呈現(xiàn)圖像。

CT排數(shù)增加成為剛需

第五代CT機經(jīng)歷了從16排到32排再到64排的發(fā)展，目前大多數(shù)為64排CT，高端CT有部分128排，最先進已到320排。排數(shù)的增加意味著橫向截面更寬，一次掃描花的時間更少，輻射劑量少，成像效果也更好，但除了前端 X線管數(shù)量增加外，后端通道數(shù)也要增加，對零部件的集成度要求提高。

ADI在CT領域最新的解決方案順應了CT領域多層數(shù)、低劑量、低成本的發(fā)展趨勢，目前最新一代ADAS1135為256通道、24位電流數(shù)字轉換器模塊，適于多通道、小電流采集數(shù)據(jù)的醫(yī)療CT（計算機斷層）、工業(yè)和安檢掃描儀，及光電二極管傳感器應用。同時，ADI還推出128通道多版本ADAS1134。

ADAS1135的主要技術優(yōu)勢包括：無電荷損失、無死區(qū)時間的同步采樣；超低噪聲；可配置電流輸入范圍；集成了2個可配置采樣速率的高速ADC、內部緩沖器、用于數(shù)據(jù)采集的去耦和旁路電容；LVDS/CMOS串行接口；片上溫度傳感器。

超聲走向高端專用、移動便捷應用

目前國外廠商已有部分高端和專用彩超設備，彩超設備高端化依賴于探頭的升級，也因此實際上依賴于探頭原材料、元器件集成，超聲穿透力和分辨率之間的矛盾關系、遠近場分辨率不一致等為高端彩超的難點問題。目前專用彩超領域已經(jīng)有心血管超聲、乳腺超聲、產(chǎn)科4D、介入超聲等。便攜式超聲有著便于攜帶、圖像清晰、操作簡便的優(yōu)點，在基層、?？漆t(yī)院有很大需求和應用場景，但便攜式超聲的成像效果、效率、功耗等問題仍然亟待解決。

ADI在超聲領域主要產(chǎn)品為AD927x/AD967x/AD9106，滿足超聲設備高級化、專用化、便攜化的發(fā)展趨勢。其中AD927x/AD967x是外模擬前端產(chǎn)品，是業(yè)內最早量產(chǎn)方案，有低功耗、低噪聲的優(yōu)點，還包含數(shù)字解調、JESD204接口等；AD9106則是業(yè)內第一個針對線性發(fā)送通道的DAC產(chǎn)品。超聲領域在高級化、專用化的發(fā)展過程中對噪聲、分辨率要求較高，在便攜化方向上對功耗、集成度要求較高，ADI均能滿足需求。

本文小結

成像質量、速度和功耗是醫(yī)療影像信號鏈的關鍵性能指標，直接影響相關設備的檢測的精度、安全和便攜性。ADI完整技術方案和集成化產(chǎn)品能力、醫(yī)療領域的長期迭代和技術投入、積極與AI等新技術的創(chuàng)新結合，構筑了ADI的核心護城河，也為ADI在醫(yī)療領域保持長期領先地位的核心優(yōu)勢 。