싱글을 위한 새로운 Omnivision AntLinx 의료 인터페이스

2023년 4월 21일 MDO 직원 작성

옴니비전의 OH02B10 이미지 센서 [사진 제공: 옴니비전]

작성자: Tehzeeb Gunja, Omnivision

내시경은 이제 모래알 크기의 이미지 센서를 사용하여 고해상도 이미징이 더욱 발전함에 따라 수십 년에 걸쳐 발전해 왔습니다. 내시경검사가 유용하다고 입증된 응용 범위에는 위장병학, 기도 관리, 부인과, 비뇨기과, 관절경 및 심장학이 포함됩니다. 내시경의 발달로 수술 중 진단, 치료, 최소 침습 수술이 모두 가능해졌습니다.

의료 산업에서는 교차 오염을 최소화하고 환자 안전을 향상시키기 위해 일회용 내시경으로 전환하고 있습니다. 전하결합소자(CCD) 이미지 센서를 기반으로 한 레거시 기술의 높은 비용과 전반적인 시스템 복잡성으로 인해 기하급수적으로 성장하는 일회용 내시경 시장에서는 이러한 기술의 사용이 비실용적입니다. 따라서 CCD 기반 이미지 센서는 오늘날의 고성능 내시경 요구 사항을 충족할 수 없어 단계적으로 폐지되고 있습니다.

더 작은 공간에서 최고 품질로 더 높은 이미징 해상도를 달성하려는 노력으로 인해 업계는 상보성 금속 산화물 반도체(CMOS) 장치로 전환하고 기술의 지속적인 개선에 투자하게 되었습니다. CMOS 이미지 센서는 더 나은 이미지 품질과 기능 세트를 통해 더 저렴한 비용, 더 작은 크기, 더 낮은 전류 소비를 제공합니다.

CMOS 기술을 사용하는 초소형 이미지 센서가 내시경 끝에 내장되어 있어 카메라가 더 작은 자연 구멍이나 절개부를 통해 몸 안으로 들어갈 수 있습니다. 영상 처리를 위한 최첨단 소프트웨어와 하드웨어는 외과의사가 신체 내부에서 작업할 때 외과의사의 "눈" 역할을 하는 고속 비디오를 가능하게 하여 외과의사가 실시간으로 진단하고 치료할 수 있도록 합니다.

내시경 말단부에 있는 CMOS 이미저는 높은 대역폭, 적은 핀 수(작은 내시경, 외경 및 케이블 크기)의 인터페이스를 지원해야 하며, 비용 효율적인 케이블을 사용하고 장기간에 걸쳐 EMC/EMI 및 노이즈에 면역입니다. 전송 거리. 이러한 모든 과제는 새로운 의료 인터페이스인 AntLinx로 해결됩니다.

MIPI(모바일 산업 프로세서 인터페이스)는 말단 팁의 카메라에서 백엔드 카메라 제어 장치(CCU)로 이미지를 전송하기 위해 내시경 검사에 사용되는 현재 방법입니다. MIPI는 넓은 대역폭을 가지며 높은 프레임 속도로 고해상도 이미지를 전송합니다. 그러나 이를 위해서는 최소 12개의 핀이 필요합니다. 이는 내시경에 사용되는 이미저의 크기에 직접적인 영향을 미칩니다. 또한 MIPI에는 최대 1.5미터까지 안정적으로 전송할 수 있는 더 두껍고 값비싼 케이블이 필요합니다. 이러한 제한으로 인해 내시경의 외경이 더 커지고 환자가 불편해집니다.

긴 케이블 길이에 대한 데이터 전송 문제를 해결하기 위해 현재 내시경 시스템은 이미저의 MIPI 출력을 저전압 차동 신호(LVDS), 광섬유 또는 기타 직렬 인터페이스와 같은 다른 형식으로 변환합니다. 변환된 신호는 핸들이나 CCU로 전송되어 디코딩되어 이미징 비디오 데이터를 복구합니다. 이는 일회용 이미징 솔루션에서 내시경 시스템의 시스템 복잡성, 크기, 열 발생 및 비용을 증가시킵니다.

따라서 비용 효율적인 일회용 내시경 구현을 촉진하는 솔루션을 활성화하려면 카메라 및 케이블 크기, 전송 길이, 신호 무결성, 시스템 복잡성 및 비용을 해결해야 합니다.

AntLinx는 최근 일회용 고화질(HD) 해상도 내시경 설계를 위한 가장 작은 폼 팩터 2.5×2.5mm CameraCubeChip 패키지인 OCH2B에 활용되었습니다. OCH2B CameraCubeChip은 웨이퍼 레벨 광학 장치와 CMOS 이미지 센서인 OH02B를 갖춘 완전한 카메라 모듈입니다. OH02B는 최초의 정사각형 2메가픽셀(MP)(1500×1500) 해상도 이미저입니다. 이 솔루션은 고해상도와 작은 크기를 가능하게 하고, 내시경 디자인 끝 부분에서 매우 낮은 열을 발생시키며, 일회성 사용에 비용 효율적이며, 내시경 설계자가 인터페이스 변환기를 사용할 필요 없이 설계 노력이 줄어듭니다. AntLinx는 내시경 카메라에서 CCU 타워 또는 휴대용 콘솔까지 가장 얇은 4미터 인터페이스 연결을 직접 지원함으로써 CameraCubeChip 모듈을 더욱 향상시킵니다. 전체적으로 AntLinx와 OCH2B는 내시경 시술 중 환자의 관리와 편안함을 극대화할 수 있도록 환자를 염두에 두고 설계되었습니다.