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Medizinische Echographie & Elastographie

Medizin-IC für Bildgebung und dynamische Messungen

18. Juli 2023, 13:20 Uhr | STMicroelectronics

Der STHV200-Ultraschall-IC von STMicroelectronics integriert Linear- und Impulstreiber mit Klemm-, Schalt- und Diagnoseschaltungen zur Vereinfachung, Miniaturisierung und Reduzierung der Stückliste in medizinischen und industriellen Scannern.

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Mit einem linearen 3A- und einem 2A-Impuls-Ausgang ist der STHV200 ein typischer Baustein für hochwertige, kabelbasierte Systeme für die medizinische Echographie, industrielle Geräte für die zerstörungsfreie Prüfung (NDT) und die Ansteuerung piezoelektrischer Schallköpfe. Die linearen und pulsierenden Schaltkreise verfügen jeweils über zwei Kanäle und teilen sich denselben Hochspannungsausgangsknoten, so dass der Benutzer flexibel den für die Anwendung am besten geeigneten Ausgang wählen kann. Das STHV200 kann mit gepulsten Wellen für Anwendungen wie die Bildgebung von Körpergewebe, mit kontinuierlichen Wellen für dynamische Messungen wie den Blutfluss und mit Elastographie für die Beurteilung der Gesundheit von Organen und Tumoren arbeiten.

Medizin-IC für Bildgebung und dynamische Messungen

Jeder Lineartreiber ist ein nicht-invertierender Operationsverstärker mit vier programmierbaren Verstärkungsstufen zur Einstellung des Ausgangssignals auf bis zu 180 Vss. Optimiert für geringes Rauschen und Oberwellen, kann jeder Kanal bei maximaler Verstärkung bis zu 20 MHz und bei minimaler Verstärkungseinstellung bis zu 25 MHz arbeiten. Beide Kanäle profitieren von einem diodenfreien Ausgangsschaltungsdesign, das Verzerrungen minimiert, während schnelle Ein- und Ausschaltzeiten mit speziellen Schaltungen zur Minimierung von Störimpulsen die Erfassung von Nahfeldbildern ermöglichen.

Die Pulser-Kanäle sind Halbbrückentreiber mit einem programmierbaren Sättigungsstrom von bis zu 2A für High-Side- und Low-Side-Transistoren. Zur Programmierung ist ein SPI-Anschluss vorhanden. Die erzeugte Ausgangsspannung kann bis zu 200 Vss variieren, und der Benutzer kann die Schaltflanken zur Optimierung der Leistung und des Stromverbrauchs für gepulste, kontinuierliche und elastografische Modi feinabstimmen. Eine Real-to-Zero-Clamp-Schaltung ist ebenfalls integriert, die den Ausgangsknoten direkt auf Masse zwingen kann.

Sichere Betriebsbedingungen

Darüber hinaus verfügt der STHV200 über schützende Freilaufdioden, die im Falle einer induktiven Last Rückströme abfangen, sowie über eine Anti-Memory-Schaltung, die alle internen Knoten während des Clamp-Zustands entlädt. Ein Kurzschlussschutz am Ausgang ist ebenfalls integriert, um gefährliche Zustände zu verhindern, wenn die Ausgangspins kurzgeschlossen werden. Zusätzliche interne globale Prüfungen und Selbstdiagnosefunktionen sorgen für sichere Betriebsbedingungen. (uh)