21世纪数字成像技术的出现为我们带来了卓越的诊断功能，随时随地的图像存档和检索功能。
自从1970年代初期医学成像数字技术出现以来，数字成像的重要性就日益突出。
半导体器件的混合信号设计能力的一些新进展使成像系统能够实现前所未有的电子封装密度，从而导致了医学成像的巨大发展。
同时，嵌入式处理器极大地提高了医学图像处理和实时图像显示的能力，从而实现了更快，更准确的诊断。
这些技术与许多新兴的电子病历标准的融合为发展更完善的患者护理提供了动力。
本文将介绍不同成像方法（包括数字X射线，磁共振成像（MRI）和超声系统）在电子设计方面的许多挑战和最新发展。
数字X射线系统传统的X射线系统使用胶片/屏幕设备来检测发射到人体的X射线。
但是，探测器系统中的数字X射线信号链包含一个将辐射转换为电荷的光电探测器阵列。
其背后是一些电荷积分器电路和模数转换器（ADC）电路，用于将输入数字化。
图1显示了典型的数字X射线系统结构图的示例。
图1数字X射线系统结构图示例数字X射线系统的性能与积分器和ADC模块的噪声性能密切相关。
为了在低功耗下获得更高的图像质量，在系统中支持大量信号通道所需的电子集成度为技术创新设定了一定的标准。
正是由于构成探测器系统的许多高性能模拟组件以及执行高级图像处理任务的嵌入式处理器，使得X射线系统比传统X射线系统具有许多优势。
这种组合支持更大的动态范围，从而可以提供更好的图像对比度和更低的患者X射线辐射水平，同时生成可以电子存储和传输的数字图像。
超声系统超声系统的接收通道信号链包括一个低噪声放大器（LNA），一个可变增益放大器（VGA），一个低通滤波器（LPF）和一个高速高精度ADC。
这些组件之后是数字波束成形，图像和多普勒处理以及其他信号处理软件（参见图2）。
图2超声系统结构图的示例。
信号链组件的噪声和带宽特性定义了系统整体性能的上限。
此外，在耗散较低的系统功率的同时，需要在更小的区域内集成更多的高性能通道。
典型的手持超声系统可能具有大约16至32个通道，而某些高端系统可能具有128个以上的通道以获得更高的图像质量。
为了减少占用所有这些阵列通道的印刷电路板（PCB），重点是在模拟前端IC中集成尽可能多的通道。
系统总功耗是手持式系统的另一个重要性能指标。
将接收器电子设备直接集成到探头中是创新的另一个方面。
这有助于缩短探头中的低压模拟信号源与LNA之间的距离，从而减少信号损耗。
集成将进一步增加探针的数量，从而增强3D成像。
除了这些模拟信号链考虑之外，高性能，低功耗嵌入式处理器还可以比以前更快，更高效地完成便携式设备的光束生成和图像处理任务。
MRI有关典型MRI通道模拟信号处理链的示例，请参见图3。
图3 MRI系统结构图的示例全身MRI系统可能具有最多包含76个元素或通道的线圈矩阵。
此外，低压（LV）模拟输入沿长同轴电缆从肢体线圈传输到模拟信号链前置放大器。
当谈到MRI接收信号链时，出现了两个关键点：如何获得高信噪比（SNR）（至少约84dB或14位）；如何获得高信噪比（SNR）。
如何实现整个系统的非常高的总动态范围（至少150 dB / Hz左右）。
要获得高SNR，需要具有超低噪声系数的高性能前置放大器。
使用创新的解决方案，例如动态增益调整或模拟输入压缩，以达到较高的动态范围要求。
简而言之，通过增加MRI系统中使用的线圈数量，可以获得更好的图像