Nuova interfaccia medica Omnivision AntLinx per singolo

21 aprile 2023 A cura dello staff di MDO

Sensore di immagine OH02B10 di Omnivision [Foto per gentile concessione di Omnivision]

Di Tehzeeb Gunja, Omnivision

L'endoscopia si è evoluta nel corso dei decenni man mano che l'imaging ad alta risoluzione è diventato più avanzato con sensori di immagine ora grandi quanto un granello di sabbia. La gamma di applicazioni in cui l'endoscopia si è rivelata utile comprende la gastroenterologia, la gestione delle vie aeree, la ginecologia, l'urologia, l'artroscopia e la cardiologia. La diagnosi intraoperatoria, la terapia e la chirurgia mini-invasiva sono tutte possibili grazie ai progressi dell'endoscopia.

L’industria medica sta passando agli endoscopi monouso per ridurre al minimo la contaminazione incrociata e migliorare la sicurezza dei pazienti. L’elevato costo della tecnologia legacy basata su sensori di immagine CCD (dispositivo ad accoppiamento di carica) e la complessità complessiva del sistema rendono il loro utilizzo poco pratico in un mercato dell’endoscopia monouso in crescita esponenziale. Pertanto, i sensori di immagine basati su CCD non possono soddisfare gli attuali requisiti degli endoscopi ad alte prestazioni e vengono gradualmente eliminati.

La spinta a ottenere una maggiore risoluzione delle immagini con la massima qualità in un ingombro ridotto ha motivato l'industria a passare a dispositivi CMOS (semiconduttori a ossido di metallo complementare) e a investire nel miglioramento continuo della tecnologia. I sensori di immagine CMOS offrono costi inferiori, dimensioni più piccole e consumo di corrente inferiore con una migliore qualità dell'immagine e un set di funzionalità.

Sensori di immagine estremamente piccoli che utilizzano la tecnologia CMOS sono stati incorporati sulle punte degli endoscopi, consentendo alle telecamere di entrare nel corpo attraverso orifizi o incisioni naturali sempre più piccoli. Software e hardware all'avanguardia per l'elaborazione delle immagini consentono video ad alta velocità che fungono da "occhi" del chirurgo mentre lavora all'interno del corpo, consentendo ai chirurghi di diagnosticare e trattare terapeuticamente in tempo reale.

Un imager CMOS sulla punta distale dell'endoscopio deve supportare un'interfaccia con larghezza di banda elevata, basso numero di pin (endoscopio piccolo, diametro esterno e dimensioni del cavo), utilizza un cavo conveniente ed è immune a EMC/EMI e rumore per un lungo periodo distanza di trasmissione. Tutte queste sfide sono soddisfatte da una nuova interfaccia medica: AntLinx.

Mobile Industry Processor Interface (MIPI) è l'attuale metodologia utilizzata in endoscopia per trasmettere immagini dalla fotocamera sulla punta distale all'unità di controllo della fotocamera back-end (CCU). MIPI ha un'ampia larghezza di banda e trasmette immagini ad alta risoluzione a frame rate elevati. Tuttavia, per farlo sono necessari almeno 12 pin. Ciò influisce direttamente sulle dimensioni del riproduttore d'immagini utilizzato nell'endoscopio. Inoltre, MIPI richiede un cavo più spesso e costoso in grado di trasmettere in modo affidabile fino a un massimo di soli 1,5 metri. Queste limitazioni determinano endoscopi con diametri esterni maggiori, causando così disagio al paziente.

Per risolvere il problema della trasmissione dei dati su cavi lunghi, gli attuali sistemi di endoscopia convertono l'output MIPI dall'imager in altri formati, come LVDS (segnalazione differenziale a bassa tensione), fibra o altra interfaccia seriale. Il segnale convertito viene quindi trasmesso all'impugnatura o alla CCU, dove viene decodificato per recuperare i dati video dell'immagine. Ciò aumenta la complessità del sistema, le dimensioni, la generazione di calore e il costo del sistema endoscopico in una soluzione di imaging monouso.

Pertanto, è necessario affrontare le dimensioni della telecamera e del cavo, la lunghezza di trasmissione, l’integrità del segnale e la complessità del sistema, nonché i costi, per consentire una soluzione che faciliti l’implementazione di endoscopi monouso economicamente vantaggiosi.

AntLinx è stato recentemente utilizzato nell'OCH2B, il pacchetto CameraCubeChip con fattore di forma più piccolo da 2,5×2,5 mm per progetti di endoscopi monouso con risoluzione ad alta definizione (HD). OCH2B CameraCubeChip è un modulo fotocamera completo dotato di ottica di livello wafer e un sensore di immagine CMOS, l'OH02B, che è il primo imager quadrato con risoluzione da 2 megapixel (MP) (1500×1500). Questa soluzione è fondamentale per il mercato degli endoscopi monouso perché consente un'elevata risoluzione e dimensioni ridotte, genera un calore molto basso sulla punta del design dell'endoscopio, è economicamente vantaggiosa per l'uso una tantum e aiuta i progettisti di endoscopi a entrare sul mercato più velocemente con meno sforzo di progettazione senza la necessità di utilizzare convertitori di interfaccia. AntLinx migliora ulteriormente il modulo CameraCubeChip consentendo la connessione di interfaccia più sottile da 4 metri direttamente dalla fotocamera dell'endoscopio alla torre CCU o alla console portatile. Nel complesso, AntLinx e OCH2B sono stati progettati pensando al paziente per massimizzarne la cura e il comfort durante le procedure endoscopiche.