8 kanallı tümleşik yüksek yeğinlikli odaklı ultrason hüzme şekillendirici sürücü

Abstract

Yüksek Yeğinlikli Odaklı Ultrason (YYOU) tekniği, hastalıklı dokuları yakma, vücutta istenilen bölgelere ilaç iletimi, safra kesesi taşı kırma, kan pıhtısı çözme gibi amaçlarla kullanılmaktadır. Odaklı ultrason sistemleri ultrason frekansında üretilen dalgaları kullanır ve bu dalgaları dokuların çok küçük bir kısmında odaklayarak o noktada yüksek sıcaklık artışı sağlarken etrafında yer alan doku kısımlarında hiç ya da önemsiz derecede az sıcaklık artışına sebep olur. YYOU sistemleri kullanım amacına bağlı olarak noninvaziv olduğu gibi invaziv de olabilir. Ultrason katater içi ablasyon sistemleri gibi invaziv YYOU sistemleri için cihaz boyutları çok önemlidir. Ultrason katater içi ablasyon sistemlerinde transdüser dizileri ve sürücü elektroniği boyut gereksinimlerini sağlayabilmek adına, hüzme şekillendirme için gerekli kanal sayısını sağlamak koşuluyla, olabildiğince küçük tutulmalıdır. Boyut sınırlamalarına karşın, bu problemler ASIC teknolojisi ile aşılabilmektedir. Bu tezde, basit bir 8 kanallı yüksek frekanslı yüksek voltaj sürücü ve dijital olarak kontrol edilebilen bir hüzme şekillendirici tümleşik devresinin AMS tarafından sağlanan H35 kütüphanesi kullanılarak yapılan tasarımı sunulmuştur. Anahtar Kelimeler: yüksek yeğinlikli odaklı ultrason tedavi, YYOU,hüzme şekillendirme, hüzme şekillendiren sürücü, kapasitif mikromekanik transdüser, CMUT, yüksek genlikli sürücü, odaklı ultrason, HIFU, tüm devre tasarımı, VLSI

High intensity focused ultrasound technique is used to ablate pathological tissues, drug delivery, hemostasis, lithotripsy, thrombolysis. Due to the nature of HIFU, it has almost no side effects compared to other treatments. Focused ultrasound systems uses ultrasound waves and focuses them on a tiny fraction of a tissue and increases the temperature of focused area dramatically while maintaining low or no temperature rise in surrounding tissue. As the HIFU systems are advancing, their size is getting small. HIFU ablation systems can be used either invasive or non-invasive according to its purpose. For invasive HIFU ablation systems like ultrasound catheter ablation systems, size of the HIFU device is very important. In ultrasound catheter ablation systems, transducer arrays and their drivers are to be kept as small as possible due to size restrictions, while maintaining a reasonable number of channels for proper beamforming. In addition, these systems should be highly integrated with minimal power consumption for flexibility and functionality. Despite the size restrictions on these systems, such problems can be overcome by ASICs. In this work, we present a simple 8 channel high-frequency, high-voltage driver, together with its beamforming and control circuitry designed with AMS's H35 high voltage process.Keywords: beamforming, beamforming driver, high intensity focused ultrasound, HIFU, CMUT, very large scale integration, VLSI