OmniVision verkleint medische beeldsensor voor diepere endoscopie

OmniVision heeft zijn kleinste medische CMOS-beeldsensor en bijbehorende cameramodule op waferniveau gelanceerd om diepere endoscopieprocedures tot in de kleinste delen van de anatomie mogelijk te maken.

De nieuwe OH0TA OVMed medische beeldsensor verkleint de verpakking tot 0,55 mm x 0,55 mm, heeft een pixel van 1,0 micron en een optisch formaat van 1/31 inch, verviervoudigt de RGB-beeldresolutie ten opzichte van zijn voorganger tot 400 × 400 of 160 K pixels, met 30 frames per seconde, terwijl het stroomverbruik met 20% wordt verminderd tot 20 mW.

Hierdoor kunnen ontwerpers ultracompacte visualisatie toevoegen aan endoscopen voor eenmalig gebruik en herbruikbare, evenals katheters en voerdraden, met een kleine buitendiameter van 1-2 mm. Als alternatief geeft het unieke kleine formaat van deze sensor OEM's van medische apparaten de flexibiliteit om een ​​scope met een grotere diameter te creëren met een groter werkkanaal.

Tehzeeb Gunja, directeur medische marketing bij Omnivision, zei tegen embedded.com:"Bestaande kleine endoscopen gebruiken glasvezel en we gebruiken CMOS in plaats van glasvezel, wat lagere kosten en een hogere resolutie mogelijk maakt. We hadden al een kleine sensor, maar klanten waren op zoek naar die 400×400 resolutie in een kleiner formaat en tegen lagere kosten.” Hij voegde eraan toe:"CMOS aan het uiteinde van de endoscoop wordt steeds meer een paradigma."

Het bedrijf zei dat medische procedures op de kleinste anatomie van het lichaam voorheen blind werden uitgevoerd of met beelden van lage kwaliteit van fiberscopen, omdat bestaande camera's te groot waren en herbruikbare endoscopen niet kosteneffectief waren.

Dankzij de verhoogde resolutie van de OH0TA kunnen kleurenbeelden van hogere kwaliteit worden vastgelegd vanuit de kleinste organen van het lichaam, waardoor medische apparaten dieper in het lichaam kunnen reiken voor procedures zoals neuro-, oogheelkundige, KNO-, hart-, spinale, urologie, gynaecologie en artroscopie, evenals zoals tandheelkundige en veterinaire diagnose en chirurgie. Bovendien vermindert het lagere stroomverbruik van de sensor de warmte van de "chip op de tip" van de camera voor meer comfort voor de patiënt en langere procedureduur, terwijl ook ruis wordt verminderd voor scherpere beelden.

Om deze verhoging van de resolutie te bereiken, samen met een kleinere pixelgrootte en optisch formaat, is de OH0TA gebouwd op OmniVision's PureCel Plus-S gestapelde die-technologie. Deze pixeltechnologie van de volgende generatie biedt ook een hogere kleurgetrouwheid en een uitstekende gevoeligheid bij weinig licht van 3600 mV/lux-sec, samen met een hoge signaal-ruisverhouding van 37,5 dB voor scherpere beelden. Bovendien maakt PureCel Plus-S de OH0TA's hogere volledige broncapaciteit (FWC), nulbloei en lager stroomverbruik mogelijk.

Andere belangrijke kenmerken zijn een hoofdstraalhoek van 15,5 graden, waardoor het gebruik van lenzen met een groot gezichtsveld en korte scherpstelafstanden mogelijk is. Het ondersteunt ook een 4-draads interface, evenals ruwe analoge gegevensuitvoer, die beide kunnen worden verzonden via kabels tot 4 meter met minimale signaalruis. Voor achterwaartse compatibiliteit en eenvoudige acceptatie is deze sensor gekoppeld aan OmniVision's bestaande OV426 analoog-naar-digitaal-conversie bridge-chip. Bovendien is het autoclaveerbaar voor herbruikbare endoscoopsterilisatie.

"De trend naar minimaal invasieve procedures blijft groeien, vanwege hun grotere slagingspercentages en kortere hersteltijden voor patiënten. Voor de smalste delen van de anatomie, met name bij neuro- en hartoperaties, hadden eerdere sensoren echter niet de noodzakelijke combinatie van hoge resolutie en extreem kleine afmetingen”, zegt Ehsan Ayar, marketingmanager medische producten bij OmniVision. "De OH0TA is 's werelds eerste sensor die deze combinatie biedt, waardoor aanzienlijke verbeteringen aan de endoscoop mogelijk zijn, vooral in vergelijking met traditionele videoscopen gemaakt met optische vezels, die een beperkte resolutie, slechte beeldkwaliteit en hoge kosten hebben."

Cameramodules op wafelniveau voor endoscopie voor eenmalig gebruik

Samen met de nieuwe beeldsensoren kondigde OmniVision ook zijn OVMed OCHTA-cameramodule aan met zijn CameraCubeChip-wafer-level-technologie, waardoor deze overeenkomt met het kleine formaat van zijn voorganger, 0,65 mm x 0,65 mm, voor diepe anatomische toegang. Deze technologie maakt de integratie van OmniVision's nieuwe OH0TA-beeldsensor met hogere resolutie mogelijk, samen met signaalverwerking en optica op waferniveau in één compact pakket.

Met OCHTA cameramodules, endoscoop, katheter en voerdraad kunnen OEM's nu in massa geproduceerde apparaten voor eenmalig gebruik ontwikkelen met een optische diameter van 1-2 mm en een hogere resolutie om de vele uitdagingen van herbruikbare apparatuur aan te pakken, waaronder risico's van kruisbesmetting en hoge onderhoudskosten .

OmniVision zei dat het het enige bedrijf blijft dat ultrakleine chip-on-tip cameramodules met verlichting aan de achterkant (BSI) aanbiedt, die een uitstekende beeldkwaliteit en betere prestaties bij weinig licht bieden om de LED-warmte te verminderen en de gevoeligheid te verbeteren. BSI maakt ook het gebruik van superieure lenstechnologie mogelijk ten opzichte van concurrerende camera's met verlichting aan de voorzijde in deze klasse, terwijl het comfort van de patiënt wordt verbeterd en de hersteltijd wordt versneld. Bovendien maakt de OCHTA, met de voordelige CameraCubeChip-verpakkingstechnologie op waferniveau van OmniVision, de massaproductie mogelijk van medische beeldvormingsapparatuur met hoge resolutie voor eenmalig gebruik.

Door de beeldsensor, signaalprocessor en optica op waferniveau in één compact pakket te integreren, vermindert de OCHTA ook de complexiteit van de omgang met meerdere leveranciers, terwijl de leveringsbetrouwbaarheid wordt vergroot en de ontwikkelingstijd wordt versneld. Bovendien zijn alle CameraCubeChip-modules, in tegenstelling tot traditionele camera's, herschikbaar. Dit betekent dat ze gelijktijdig met andere componenten op een printplaat kunnen worden gemonteerd met behulp van geautomatiseerde opbouwmontageapparatuur, wat de kwaliteit verhoogt en de montagekosten verlaagt.

De mening van de analist

Marktonderzoeksbureau Yole Développement (Yole) zei dat geavanceerde knooppunttechnologie in CMOS-beeldsensoren (CIS) een hogere resolutie oplevert, en dat innovatieve stapelprocessen helpen om zowel de prestaties als de modulegrootte te optimaliseren. Chenmeijing Liang, technologie- en marktanalist voor beeldvorming bij Yole, zei:"Deze ultramoderne CIS-technologieën voldoen aan de belangrijkste endoscopie-eisen van vandaag om artsen te ondersteunen bij hun diagnostische processen of chirurgische procedures met een hogere beeldkwaliteit en beter contrast, terwijl het comfort van de patiënt verhogen. Ze maken ook minder invasieve beeldvormingstechnieken mogelijk voor neurologische, KNO- of pediatrische toepassingen zonder de beeldresolutie te veranderen." Met betrekking tot medische endoscopen voor eenmalig gebruik, ziet Yole een sterke vraag naar CMOS-beeldsensorcameramodules, en voorspelt een markt van US $ 241 miljoen aan het einde van 2025. Dit wordt momenteel versterkt door de Covid-19-pandemie, waarbij de regelgeving van gezondheidsautoriteiten sterk verandert het landschap van de endoscopie-industrie. Het doel is om kruisbesmetting te voorkomen bij beeldvormende procedures met een hoog risico waarbij gebruik wordt gemaakt van kleine endoscopen, zoals bronchoscopieën, ureteroscopieën of pediatrische beeldvormende diagnostiek. De belangrijkste vereisten van zorgverleners zijn onder meer een sterke miniaturisatie van camera's, een betere beeldkwaliteit en een hoog contrast bij een laag vermogen om warmteverstoringen tijdens procedures te voorkomen.