利用高效半导体提高便携式超声波系统的图像质量

利用高效半导体提高便携式超声波系统的图像质量
关键词： 医疗超声波设备、便携式超声波设备、超声波系统结构图、 波束形成、
模拟前端、 AFE 、 AFE5804 、 AFE5851 、高压脉冲发生器、发送器、 TX810 、
TX734、数字处理、高性能 DSP、TMS320C6455、OMAP3530、德州仪器、TI

利用高效半导体提高便携式超声波系统的图像质量
作者：Veronica Marques 和 Mark Nadeski，德州仪器 (TI)

便携式超声波系统是紧急护理点使用的功能最为强大的诊断工具之一。这种无创成
像工具让许多自然灾害（例如：地震、飓 风 和路侧事故等）的受害者能够快速地得
到急救人员的诊断和治疗。这种便携式设备大小不一，从膝上型到手持式，重量为
10 磅甚至更轻，并且可以使用电池供电。由于得到新兴超声波市场的广泛认可
（例如：医学急救、局部麻醉和远程医疗等），其在最近几年发展迅猛。

便携式超声波系统的重要特性与所有其他便携式设备一样：如尺寸、重量、电池使
用寿命、成本和性能。开发便携式超声波系统时面临的主要挑战是在实现便携性的
同时保持卓越的图像质量。这种在便携性和性能之间的权衡将使得半导体集成度更
高、配置级别更多样并使用多种新型构架。

超声波系统构架

医疗超声波系统通过将高频声能脉冲集中发射到人身体，然后对返回信号进行处
理，以形成皮肤组织的图像。图 1 中的超声波系统结构图显示了便携式超声波系
统的主要组件。变送器阵列与波束生成电路一起负责聚集超声波。医疗变送器通常
由 8 到 512 个元件组成。每个元件通常响应一条发射/接收通道。




图 1 便携式超声波系统结构图
超声波成像始于波束生成器控制单元。发射波束生成器、高压 (HV) 脉冲发生器和
HV 多路复用器形成发射路径，主要负责发送器元件的脉冲激励。发送器元件由压