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ADI公司医疗X射线成像解决方案

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ADI公司的DR和CT整体解决方案

ADI提供大量的模拟数据采集系统(ADAS)、放大器、数据转换、信号处理和电源管理解决方案供用户选择,使DR设备和CT设备达到最佳图像质量,并降低功耗和成本。此外,ADI公司还提供评估板、仿真工具和应用专业技术,为客户的设计和开发工作提供支持。

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方案编号:APM_X-RAY_2016 ADI公司医疗X射线 成像解决方案 医疗X射线成像原理和典型架构 医疗X射线成像检查的目的是识别病人身体中的异常情况或将 病人归类为健康人群,同时最大程度地降低辐射影响。数字X 射线(DR)和计算机断层扫描(CT)是最常用的X射线成像技术和应 用。DR和CT的基本工作原理相同:X射线束穿过人体,一部分X 射线由内部结构吸收或散射,余下的X射线图案传输到检测器, 用于电路和计算机进行记录或进一步处理。 DR检测器:DR检测器包括闪烁晶体层、TFT面板、模拟数据采 集系统和数字处理系统。闪烁晶体层将X射线光子转换为可见 光子,TFT面板将可见光子转换为电子,然后将电子输入模拟数 据采集系统(ADAS),现场可编程门阵列(FPGA)通常用于处理ADAS 系统输出数字数据以便进行成像处理。ADAS包括积分器放大 器、ADC、数字处理和接口。 CT检测器:CT检测器包括瞄准仪、闪烁晶体层、光电二极管阵 列(PDA)、模拟数据采集系统和数字处理系统。瞄准仪用于聚焦 X射线光子并防止散射,闪烁晶体层将X射线光子转换为可见光 子,PDA将可见光子转换为电流,然后将电流输入模拟数据采 集系统(ADAS),FPGA通常用于处理ADAS系统输出数字数据以便 进一步进行数据处理。ADAS包括积分器放大器、ADC、数字处 理和接口。 DR检测器设计考虑和主要挑战 X 低功耗:为满足电池供电和便携式DR检测器应用需求,TFT 面板和闪烁晶体对温度敏感。 X 低噪声:好的图像质量可以减少X射线剂量。噪声尤其是相 关噪声会影响图像质量。 X 线性度:每条读出线之间的非线性可呈现为伪像;良好的线 性度匹配比绝对线性度更重要。 X 速度:动态成像需要快速的读出速度,降低每条读出线时间 可提高检测器的帧率。 ADI公司的DR整体解决方案 ADI提供大量的模拟数据采集系统(ADAS)、放大器、数据转换、信 号处理和电源管理解决方案供用户选择,使DR设备达到最佳图 像质量,并降低功耗和成本。此外,ADI公司还提供评估板、仿 真工具和应用专业技术,为客户的设计和开发工作提供支持。 请访问:analog.com/cn 2 ADI公司医疗X射线成像解决方案 DR主信号链 X-Ray Photons Visible Light Photons Electrons X-Ray Tube Target Scintillation Layer Photodiodes Amorphous Silicon Electronic Image Data Data Extraction Scintillator TFT Panel ADC Digital Processing Integrated Analog Data Acquisition System (ADAS) FPGA FPGA Power Communication Power Management Voltage Reference Clock Battery Management 注释:上述信号链代表DR系统。在具体设计中,模块的技术要求可能不同,但下表列出的产品代表了满足部分要求的ADI解决方案。 ADAS ADAS1256 时钟 ADN4670 ADCs AD7626/AD7357 电池管理 ADP2291 ADC驱动器 AD8137/ADA4932-2 电源管理 ADP1741/ADP7104/ADP7182/ADP505x 基准电压源 ADR434/ADR444/ADR4540 MEMS ADXL335/ADXL345/ADIS16203 产品型号 ADAS ADAS1256 ADC驱动器 ADA4932-2 AD8137 ADCs AD7626 AD7537 基准电压源 ADR434 ADR444 ADR4540 时钟 ADN4670 描述 优势 FLEX上的256通道、16位电荷至数字AFE,适用于DR模拟数据采集;最低22 µs 读出线时间,超低噪声:560 e− (范围:2 pC);ADC INL ±2.5 LSB或57.5 ppm;用 户可调满量程范围,最高32 pC。可测量通过电子或空穴收集的电荷。 支持多种数字X射线成像手段,包括便携式放射和 乳房X线照相术以及高速透视和心脏成像 低功耗差分ADC驱动器;–3 dB带宽:560MHz Vn RTI:3.6 nV/√Hz;低谐波失 真:SFDR:100 dB (10 MHz),SFDR:90 dB (20 MHz) 低功耗、低噪声、低失真特性适合差分ADC驱动器 低成本、低功耗差分ADC驱动器;静态电源电流:2.6 mA (5 V);0.02%快速建立 ADC驱动器具有低功耗、低成本、快速建立时间 时间:100 ns 特性 16位、10 MSPS、PulSAR® 差分ADC;SNR = 91.5dB,INL:±0.45 LSB, DNL: ±0.35 LSB 差分输入、双通道、同步采样、4.25 MSPS、14位SAR ADC;SNR = 76.5 dB, 片内基准电压源:2.048 V ±0.25%、6 ppm/°C 高性能,适合DR分立方案应用 适合低成本分立方案DR应用,易于使用 超低噪声、XFET® 4.096 V基准电压源,具有吸电流和源电流能力;B级:0.05% 精度和3 ppm/°C 超低噪声、XFET® 4.096 V基准电压源,具有吸电流和源电流能力;B级:0.05% 精度和3 ppm/°C 超低噪声、高精度4.096 V基准电压源;B级:0.05%精度和3 ppm/°C 低漂移和高精度有利于提高ADC SNR性能 低漂移和高精度有利于提高ADC SNR性能 低漂移和高精度有利于提高ADC SNR性能 可编程低电压1:10 LVDS时钟驱动器;低输出偏斜小于30 ps (典型值)。 非常适合低抖动ADAS1256 LVDS扇出应用 请访问:analog.com/cn 3 产品型号 MEMS ADXL335 ADXL345 ADIS16203 功率管理 ADP1741 ADP7104 ADP7182 ADP5052 电池管理 ADP2291 隔离 ADM2582E 描述 优势 小尺寸、低功耗、3轴±3 g加速度计;低功耗:350 μA (典型值);出色的温度 稳定性 低功耗、低成本、面板跌落报警 3轴、±2 g/±4 g/±8 g/±16 g数字加速度计;超低功耗:VS = 2.5 V时(典型值),测 量模式下低至40 μA,待机模式下为0.1 μA 低功耗、活动/非活动监控 可编程360°倾角计;0°至360°倾角计±180输出格式选项、14位数字倾斜度输出 线性输出、0.025°分辨率 用于测量X射线源和检测器之间的角度 1.6 V至3.6 V输入、2 A输出电流、低压差LDO;具有软启动特性,提供可调输出 电压选项:0.75 V至3.3 V ADAS1256 AVDDI电源具有低噪声特性 3.3 V至20 V输入、500 mA输出LDO;350 mV压差(500 mA)、15 μV rms低噪声 (固定电压输出)、高PSRR 60 dB (10 kHz) 改善噪声敏感负载和低压差的性能 –2.7 V至–28 V输入,200 mA输出电流,185 mV压差LDO,具备低噪声性能, 18 μV RMS低噪声,66 dB (10 kHz,VOUT = –3 V) 4.5 V至15 V输入、Channel 1、Channel 2:可编程1.2 A/2.5 A/4 A同步降压 调节器,带低端FET分频器;Channel 3、Channel 4:1.2 A同步降压调节 器;Channel 5:200 mA低压差LDO 用于DR面板偏置电压电源的低噪声、低压差负LDO 5通道集成功率解决方案,可以降低设计难度,同 时减小针对FPGA设计的电路板尺寸 用于单节锂离子电池的紧凑型、1.5 A线性充电器;输入电压范围:4.5 V至12 V; 可调充电电流最高可达1.5 A 自动充电器,可用于便携式DR检测器 2.5 kV信号和电源隔离、±15 kV ESD保护、全/半双工RS-485收发器(16 Mbps)、 兼容500 Kbps版本ADM2587E 用于DR配置的隔离式RS-485收发器 4 ADI公司医疗X射线成像解决方案 CT检测器设计考虑和主要挑战 X 低功耗:PDA和闪烁晶体对温度敏感。 X 低噪声:好的图像质量可以减少X射线剂量,且低噪声有助 于提高动态范围。 X 线性度:非线性会产生伪像,小信号线性度更为重要。 ADI公司的CT整体解决方案 ADI提供大量的模拟数据采集系统(ADAS)、放大器、数据转换、 信号处理和电源管理解决方案供用户选择,使CT设备达到最 佳图像质量,并降低功耗和成本。此外,ADI公司还提供评估 板、仿真工具和应用专业技术,为客户的设计和开发工作提供 支持。 CT主信号链 Collimator Scintillator PDA INTG ADC Digital Processing Integrated Analog Data Acquisition System (ADAS) FPGA FPGA Power Communication ADAS Power Reference Clock Temp Sensor Fan Control Motion Control System Power 注释:上述信号链代表CT系统。在具体设计中,模块的技术要求可能不同,但下表列出的产品代表了满足部分要求的ADI解决方案。 ADAS ADAS1128/ADAS1134/ ADAS1131/ADAS1135 基准电压源 ADR440/ADR430/ ADR4520 时钟 ADN4670 ADAS电源 ADP1708/ADP7104/ ADM7170/ADP1740 FPGA电源 ADP505x 温度传感器 ADT7320/ADT7420/ ADT7310/ADT7410 请访问:analog.com/cn 5 产品型号 ADAS ADAS1128 ADAS1134 ADAS1131 ADAS1135 基准电压源 ADR430 ADR440 ADR4520 时钟 ADN4670 温度传感器 ADT7420 描述 128通道、24位电流数字ADC,用于CT扫描仪数据采集的AFE;超低噪声(低至 0.4 fC),线性度:所有有效通道读数的±0.1%±FSR的4 ppm 128通道、24位电流数字ADC,用于CT扫描仪数据采集的AFE;超低噪声(低至 0.32 fC),线性度:所有有效通道读数的±0.05%±FSR的1.0 ppm 256通道、24位电流数字ADC模块、用于CT扫描仪数据采集的AFE;极低噪声、 线性度:所有有效通道读数的±0.05% ±FSR的1.0 ppm 256通道、24位电流数字ADC模块、用于CT扫描仪数据采集的AFE;极低噪声、 线性度:所有有效通道读数的±0.05% ±FSR的1.0 ppm 超低噪声、XFET 2.048 V基准电压源,具有吸电流和源电流能力;B级:0.05% 精度和3 ppm/°C 超低噪声、XFET 2.048 V基准电压源,具有吸电流和源电流能力;B级:0.05% 精度和3 ppm/°C 超低噪声、高精度2.048 V基准电压源;B级:0.05%精度和3 ppm/°C 可编程低电压1:10 LVDS时钟驱动器;低输出偏斜小于30 ps (典型值) 数字I2C温度传感器,精度为±0.25°C,工作范围为–20°C至105°C,16位分辨率 (0.0078°C),ADT7320为SPI接口版本 优势 低噪声、出色的线性度、高集成度,适合CT扫描 仪应用 低噪声、出色的线性度、高集成度,适合CT扫描 仪应用 低噪声、出色的线性度、高集成度,适合CT扫描 仪应用 低噪声、出色的线性度、高集成度,适合CT扫描 仪应用 低漂移和高精度有利于提高ADC SNR性能 低漂移和高精度有利于提高ADC SNR性能 低漂移和高精度有利于提高ADC SNR性能 非常适合低抖动ADAS11xx LVDS扇出应用 无需校准,过温/欠温中断 ADT7410 数字I2C温度传感器,精度为±0.5°C,工作范围为–20°C至105°C,16位分辨率 (0.0078°C),ADT7310为SPI接口版本 无需校准,过温/欠温中断 电源管理 ADP1708 ADP1741 ADP7104 ADM7170 ADP5053 2.5 V至5.5 V输入、1 A输出LDO;压差:345 mV (1 A);可调输出电压选项:0.8 V 至5.0 V 改善噪声敏感负载和低压差的性能 1.6 V至3.6 V输入、2 A输出电流、低压差LDO;具有软启动特性,提供可调输出 电压选项:0.75 V至3.3 V 改善噪声敏感负载和低压差的性能 3.3 V至20 V输入、500 mA输出LDO;350 mV压差(500 mA)、15 μV rms低噪声(固定 电压输出)、高PSRR 60 dB (10 kHz) 改善噪声敏感负载和低压差的性能 2.3 V至6.5 V输入,500 mA输出电流,105 mV低压差LDO,具备低噪声性能、 6 μV rms独立电压输出、高PSRR 70 dB (10 kHz);与1 A版本引脚兼容:ADM7171, 改善噪声敏感负载和低压差的性能 2 A版本:ADM7172 4.5 V至15 V输入、Channel 1、Channel 2:可编程1.2 A/2.5 A/4 A同步降压调节 器,带低端FET分频器;Channel 3、Channel 4:1.2 A同步降压调节器;看门狗 和复位 4通道集成功率解决方案,可以降低设计难度, 减小电路板尺寸 设计资源 参考电路 X 16位10 MSPS ADC AD7626的单端转差分高速驱动电路 (CN-0105)— www.analog.com/cn/CN0105 应用笔记/文章 X 数字X射线技术改善患者体验和医师诊断能力— www.analog. com/cn/digital-x-ray-technology-improves-patient-exp X Xilinx FPGA集成式电源解决方案— www.analog.com/en/ integrated-high-power-solutions-for-xilinx-fpgas X Altera FPGA集成式电源解决方案— www.analog.com/en/ integrated-power-solutions-for-altera-fpgas 设计工具/论坛 X ADAS • ADAS1256/ADAS1128/ADAS1131/ADAS1134/ADAS1135参考设计 提供指南、原理图和PCB布局Gerber文件 X ADC • AD7626评估套件 X 时钟和PLL • ADIsimCLK™建模工具—www.analog.com/cn/ADIsimCLK X 放大器 • 差分放大器计算器—www.analog.com/cn/diffampcalc X 电源管理产品 • 电源设计工具—www.analog.com/cn/ADIsimPower • 评估板 欲查看其他医学X射线成像资源、工具和产品 信息,请访问:www.analog.com/cn/applications/markets/ healthcare/imaging 如需申请样片,请访问:www.analog.com/en/content/ samples_purchase/fca.html 亚洲技术支持中心 4006-100-006 模拟与其他线性产品 china.support@analog.com 嵌入式处理与DSP产品 processor.china@analog.com 免费样片申请 www.analog.com/zh/sample 在线购买 www.analog.com/zh/BOL ADI在线技术论坛 ezchina.analog.com 网址 www.analog.com/zh/CIC 全球总部 One Technology Way P.O. Box 9106, Norwood, MA 02062-9106 U.S.A. Tel: (1 781) 329 4700 Fax: (1 781) 461 3113 大中华区总部 上海市浦东新区张江高科技园区 祖冲之路 2290 号展想广场 5 楼 邮编 : 201203 电话 : (86 21) 2320 8000 传真 : (86 21) 2320 8222 深圳分公司 深圳市福田中心区 益田路与福华三路交汇处 深圳国际商会中心 4205-4210 室 邮编 : 518048 电话 : (86 755) 8202 3200 传真 : (86 755) 8202 3222 北京分公司 北京市海淀区 上地东路 5-2 号 京蒙高科大厦 5 层 邮编 : 100085 电话 : (86 10) 5987 1000 传真 : (86 10) 6298 3574 武汉分公司 湖北省武汉市东湖高新区 珞瑜路 889 号光谷国际广场 写字楼 B 座 2403-2405 室 邮编 : 430073 电话 : (86 27) 8715 9968 传真 : (86 27) 8715 9931 关注ADI官方微信 ©2016 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners Ahead of What’s Possible is a trademark of Analog Devices. BR14588sc-0-5/16 analog.com/cn

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