1內窺鏡發(fā)展歷史

　　大多數歷史學家都認為，Bozzini 的 Lichleiter 是第一個與我們今天所知的內窺鏡相似的設備。該設備于 19 世紀初發(fā)明，它很不靈活，用傾斜的鏡子將圖像投射到醫(yī)生眼中，只用一根蠟燭照明，圖像質量很差。之后大約在 20 世紀，照明方法有了改進，幾位發(fā)明家發(fā)明了一種方法，用攝像機捕獲內窺鏡靜止圖像。到了 20 世紀 50 年代，日本的先驅者 Mori 和 Yamadori 用內窺鏡在世界上首次記錄了運動影像，記錄的是生產過程。那個時代的攝影和運動影像記錄技術的缺點是，圖像不能共享，不能實時處理。我們不斷沿著這些先驅們開拓的道路前進?，F在，現代數字成像技術支持這些功能，而且分辨率比以往任何時候都高。

　　2 邁進采用數字內窺鏡

　　21 世紀，CMOS圖像傳感器已經達到了醫(yī)療專業(yè)人員尋求的圖像分辨率和低功耗規(guī)格。這類圖像傳感器以高達全 HD (1980 x 1080 像素) 及更高的分辨率提供高質量圖像。有些公司超越了標準 2D HD 圖像技術，推出了 3D 立體內窺鏡。功耗 (及其導致的溫度上升) 也是一個重要因素，因為CMOS傳感器常常置于內窺鏡末端的攝像頭內，其大小設計為方便手術團隊人手操作，以定位鏡頭，呈現想要的圖像?，F代CMOS傳感器的高圖像分辨率和低功耗是人們對數字內窺鏡產生濃厚興趣的基礎。而這當然要配備有足夠處理能力。

　　3 增加數字處理功能占用空間就會減少負載點穩(wěn)壓器的 PCB 面積

　　不足為怪的是，建立、顯示、操作、分配和存儲這些 CMOS 傳感器產生的大量數據，需要大量數字處理能力，這種能力常常由攝像機控制單元 (CCU) 提供。典型內窺鏡系統(tǒng)的主要組件包括圖像處理器、一個或多個FPGA、存儲器、A/D 轉換器、視頻顯示端口和以太網控制器，這些組件必須集成在一起，以支持上述功能。接下來，這些器件大部分需要多個輸入電壓工作。這就給設計工程師帶來了挑戰(zhàn)，即如何在更小的空間中支持顯著增加的電源軌。

　　為了方便所有這些數字組件的集成，使患者和醫(yī)生同樣受益，凌力爾特推出了節(jié)省空間的LTM4644，這是一款 14V_IN四輸出降壓型微型模塊 (μModule)穩(wěn)壓器。LTM4644在雙面 PCB 上占用 2.3cm x 1.5cm 空間 (參見圖 1)，可調節(jié)四個輸出電壓，每個電壓提供高達 4A 電流，以滿足數字內窺鏡系統(tǒng)中FPGA以及其他數字處理器的功率要求 (參見圖 2)。相比之下，其他廠商所提供類似可比的降壓型模塊解決方案需要的 PCB 面積則是LTM4644的 4 倍。此外，憑借可均流輸出，這款降壓型微型模塊穩(wěn)壓器使工程師能夠靈活配置穩(wěn)壓器，配置為單 (16A)、雙 (12A、4A 或 8A、8A)、三 (8A、4A、4A) 或四 (每個 4A) 輸出。這種靈活性使內窺鏡系統(tǒng)工程師僅用一個簡單和緊湊的微型模塊穩(wěn)壓器就能夠滿足FPGA、ASIC、微處理器和電路板上其他電路的各種電壓和負載電流要求。

　　整個LTM4644解決方案在雙面 PCB (背面有一個電容器和四個電阻器) 上占用 3.5cm2 面積。

　　LTM4644微型模塊穩(wěn)壓器在 4V 至 14V (或有外部偏置時為 2.375V 至 14V) 輸入范圍內，支持多達四個單獨的輸出電壓軌，每輸出提供高達 4A 電流，以支持FPGA、其他數字處理器、存儲器和支持性模擬電路的功率需求。構成一個完整的解決方案僅需要 6 個外部陶瓷電容器 (1206 外殼尺寸) 和4 個電阻器。

　　為了節(jié)省空間和設計時間，LTM4644四輸出穩(wěn)壓器在 9mm x 15mm x 5.01mm BGA 封裝中納入了 DC/DC 控制器、功率開關、電感器和補償電路。4V 至 14V 輸入電源 (或當使用外部偏置電源時為 2.375V 至 14V) 為每個穩(wěn)壓器通道供電，提供可在 0.6V 至 5.5V 范圍內調節(jié)的穩(wěn)定輸出電壓，在電壓、負載和溫度范圍內，其準確度為 ±1.5%。無論輸出均流與否，單獨的輸入電源引腳允許工程師為滿足功率預算要求，用不同的電源軌為四個通道供電。還可以采取另一種措施減小解決方案占板面積和成本。LTM4644 中的四個開關以相同頻率和 90 度相差工作，可將輸入電容減小一半的情況下得到相同的輸入紋波性能。因此，當用相同的輸入電源工作時，四輸出配置僅需要 6 個外部陶瓷電容器 (1206 外殼尺寸) 和 4 個反饋電阻 (0603 外殼尺寸或更小)。LTM4644 采用小型 BGA 封裝，所需外部組件非常少，可構成目前最小的四輸出 4A DC/DC 降壓型解決方案。

　　除此之外，LTM4644還具有良好控制的上電排序功能。

　　LTM4644 的單輸出版本 LTM4624，是另一種更小的解決方案，適用于任何遺漏的電源軌。

　　4 結論

　　越來越多地使用數字內窺鏡可為患者及醫(yī)生帶來極大的好處。CMOS圖像傳感器以足夠低的工作溫度，于人體內建立圖像分辨率足夠高的數字圖像和視頻，適合手術團隊用來捕獲所需部位的圖像。這些圖像和視頻可以非常容易地存儲、增強和共享，幫助實現更有效、更快速和成本更低的治療，使患者及其家屬和醫(yī)療團隊受益。完成這三大任務需要一組數字處理器、存儲器、A/D 轉換器、視頻顯示端口和一個以太網控制器，這些組件增大了所占用的 PCB 面積。因此，負載點穩(wěn)壓器必須在占用更小空間的同時，支持更多的電壓軌，以保持內窺鏡系統(tǒng)尺寸不變。LTM4644 和 LTM4624 降壓型微型模塊穩(wěn)壓器提供了一種簡單、緊湊的解決方案，專為應對上述挑戰(zhàn)而設計。