医疗应用中的微波与射频技术

 

 

多年来，微波器件公司一直为诸如核磁共振成像(MRI)系统等医疗成像应用提供器件。虽然成像应用继续提供了坚实的机会，但许多其它医疗应用领域也开始为无线微波和射频技术敞开了大门。例如，远程监控支持在病人在家中的将诸如血压、脉搏等健康状况以无线方式发送给它们的医生。其它创新也在帮助医院和医疗中心得以跟踪资产和个人的位置。在现有的成像市场和无线技术正在创造的新机遇中，医疗产业业已成为一个实实在在的新市场，许多微波和射频公司都以此为目标。幸运的是，许多这样的机遇都只要求这些公司利用他们在电信和无线局域网领域已有的专业知识。

诸如MRI等成像设备的使用普及率在增加，目前全球每年要实施超过6千万例MRI诊断。它们通常用于诊断阿尔茨海默氏症(老年痴呆症)、癌症细胞和韧带撕裂等各种疾病和损伤。成像系统采用了多种射频/微波器件，包括振荡器、发射器和天线。例如，ADI公司现在就提供一款为提高成像分辨率而设计的20位数据转换器(DAC)AD5791。

AD5791具有真正的百万分之一(ppm)的分辨率和精度(图1)。AD5791具有±1LSB DNL的相对精度规范，确保了 *** 作一致性。该DAC的低频噪声仅为0.025ppm，输出漂移仅为0.05ppm/C。如此低的噪声减少了不期望的图像伪影，从而降低了对多次核磁共振扫描的需要，因此病人可以在更短时间内得到诊治。输出可配置为标准单极(+5V，+10V)或双极(±5V，±10 V)范围。AD5791的3线串行接口工作时钟速率为50MHz。

 

 

图1：ADI单芯片DAC具有很高精度，能实现非常清楚的诊断成像图片。

 

分光镜应用是射频/微波技术在医疗领域的另一个增长市场，它本质上是通过把光照射在标本上实现化学分析。近日，安捷伦和德州大学达拉斯分校宣布计划创建一个毫米波和亚毫米波电子表征设施。该设施最初将支持针对医疗保健和安全应用对在CMOS上实现180到300GHz光谱技术的可行性研究。

HitTIte Microwave公司的一个新比较器产品线也锁定光谱应用。该公司表示，这6款比较器具有如下特性：20Gbps的速率、150mW的功耗、120ps的时钟到数据输出延时(图2)。通常情况下，它们具有最小60ps的可检出输入脉冲宽度，而额定的随机抖动仅为0.2ps。这些比较器支持±1.75V的共模输入电压范围，其典型过驱动和压摆率离差低于10ps。HMC874LC3C、HMC875LC3C和HMC876LC3C单片比较器具有带可编程迟滞的高速锁存特性，它们分别提供低摆幅PECL、CML和ECL输出驱动器。

 

 

图2：HitTIte Microwave公司的比较器可满足分光镜应用要求。

 

该公司还发布了三款具有电平锁存输入的新的单片10GHz比较器HMC674LC3C、HMC675LC3C和HMC676LC3C。这三款比较器支持10GHz输入带宽、同时具有85ps的传输延迟以及0.2psRMS随机抖动下的60ps最小脉冲宽度。它们具有10ps的过驱动和压摆率离差、小于140mW的功耗。这些器件具有差分锁存控制和可编程迟滞，可被配置工作在锁存模式或作为跟踪比较器使用。与该系列其它器件一样，它们分别提供低摆幅PECL、CML和ECL输出驱动器。

远程监控应用

在医院、诊所和家中，涉及无线网络的远程监控可能是最欣欣向荣的医疗市场。远程监控最吸引人的地方是它还可被用来与患者沟通及对患者提供教育。当然，需要同时发送和接收信息将对所需的设备和网络基础设施有不同需求。在伊利诺斯州进行的一项临床研究，就采用了远程监护来管理Gleevec这种药的施用。Gleevec是NovarTIs公司研制并生产的用于治疗慢性粒细胞白血病的药物。这项研究将评估一个以手机为基础的、称为eMedonline的个性化药物管理系统的使用情况。

在这项研究中，eMedonline作为一种“智能服务”，充分发挥了射频识别(RFID)和手机的无线功能，将智能手机变成一个药物传感器。手机以无线方式实时从药品包装上的RFID“智能标签”上读取、收集药物数据，它在监测病人报告结果的同时，有助于核实病人是否在正确的时间服用了正确的药物。手机内的数据被无线发送到一个安全服务器，借助服务器内的数据再进行临床审查和分析。可根据情况发送警报，以对漏服药物或不良情况实施干预，使它们不致成为严重的健康风险。这项研究的初衷来自于这样一个事实：病人往往不遵从医嘱。