Ultraschall in der Medizin.

Ultraschall in der Medizin.Maxim

Früher waren Ultraschallsysteme primär in Krankenhäusern zu finden, später investierten auch niedergelassene Ärzte in dieses Bildgebungsverfahren. Heute finden sich Sonografen in Krankenwagen und bald auch als Handheld-Ausführung im Arztkoffer. Während in den Anfangsjahren nur geschulte Augen überhaupt etwas erkennen konnten, sehen heute auch Laien die Konturen im Körper klar und deutlich. Selbst kompakte und batteriebetriebene Ultraschallsysteme müssen deutliche Bilder liefern, damit Untersuchungen und Diagnosen komfortabel, schnell und präzise ablaufen.

Chris Neil, Senior Vice President Industrial and Medical Solutions Group: „Wir realisieren den MAX2082 als Multi-Chip-Package, mit drei Chips. Wir arbeiten aber an einem Prozess, der Transmitter und Receiver auf einem HHalbleiter kombiniert.“

Chris Neil, Senior Vice President Industrial and Medical Solutions Group: „Wir realisieren den MAX2082 als Multi-Chip-Package, mit drei Chips. Wir arbeiten aber an einem Prozess, der Transmitter und Receiver auf einem HHalbleiter kombiniert.“Maxim

Da Ultraschall-Sender und -Empfänger mit enorm unterschiedlichen Spannungsebenen arbeiten, setzen die üblichen Implementierungen auf getrennte Bausteine für Transmitter und Receiver. „Maxim ist der einzige Anbieter, der die Hochvolt- und Niedervolt-Funktionen in einem Baustein zusammenfasst“, erklärt Manav Malhotra, Executive Business Manager bei Maxim Integrated, und bezieht sich dabei auf den Low-Power-Ultraschall-Transceiver MAX2082 für High-End-2D- und Doppler-Sonografen. Der Baustein enthält acht Kanäle mit Dreilevel-200-V-Pulsern und Sende-/Empfangsumschaltern (T/R) sowie Analog/Digital-Umsetzer (ADC), Low-Noise-Verstärker (LNA) und einstellbarem Gain-Verstärker (VGA, Variable Gain Amplifier) – jeweils achtkanalig –  sowie CW-Mischer, Anti-Alias-Filter und Koppelkondensatoren. Das Gehäuse benötigt dabei nur eine Fläche von 64,5 cm2. Traditionelle Designs enthalten für jeden einzelnen der 128 Kanäle mehr als neun Bauelemente allein im T/R-Umschalter. Weil Maxim das Stromversorgungs- und Schaltrauschen im MAX2082 minimiert hat, ist die Bildqualität hoch. Bei der Produktvorstellung hebt der Hersteller folgende Aspekte hervor:

Der Ultraschall-Transceiver  MAX2082 spart Platz und verbessert die Bildqualität von Ultraschall-Equipment.

Der Ultraschall-Transceiver MAX2082 spart Platz und verbessert die Bildqualität von Ultraschall-Equipment.Maxim

  • Verbesserung der Bildqualität und Leistungsfähigkeit: Höhere System-Empfindlichkeit und Bildqualität durch extrem geringes Rauschen (2,8 dB bei RIN = RS = 200 Ω) und den großen Dynamikbereich des Empfängers (SNR = 76 dBFS bei fIN = 5 MHz sowie bei 2 MHz Bandbreite).
  • Platzersparnis: Der hohe Integrationsgrad spart 40 % Fläche im Vergleich zu einer konventionellen Architektur.
  • Höherer Integrationsgrad und verbesserte Zuverlässigkeit: Die Kombination von fünf separaten Funktionsabschnitten in einem IC macht, verglichen mit einem Standardsystem, Tausende diskreter Bauelemente entbehrlich.
  • Geringere Leistungsaufnahme: Die Leistungsaufnahme ist um 30 % geringer als bei einer konventionellen Architektur.

Verfügbar ist der MAX2082 in einem 10 x 26 mm2 großen BGA-Gehäuse, spezifiziert für 0 bis +70 °C. Die Preise beginnen bei 70 US-Dollar (ab 1000 Stück, FOB USA).