两大趋势推动内窥镜的演进：成像质量提升和一次性架构转型。

上海医疗器械博览会认为，每项趋势都为系统设计者带来新挑战。突破可能源自一个意想不到的领域：汽车行业。

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汽车原始设备制造商（OEM）一直尝试将更高分辨率的传感器集成到车辆中，以实现更高级别的自动驾驶。汽车内有多达二十个高带宽传感器，每个传感器都向车辆其它位置的计算机单元传输大量数据。

与医疗行业一样，这些数据对安全性至关重要，因为视频/数据的过度延迟或错误可能导致致命后果。在这两个行业中，数据通常未经压缩，以确保人工智能算法的流畅运行。

汽车和医疗行业之间的相似性不止于此。在许多应用场景中，稳态高斯白噪声在噪声分布中占主导地位。另一方面，汽车和医疗行业都必须应对快速瞬态噪声分布。在汽车领域，可能是启动期间车内产生的大电流瞬态引起；而在医疗领域，可能在电外科设备运行时发生。

当汽车制造商集成低于千兆位的传感器用于相对较低分辨率的摄像头时，传统连接解决方案足以应对这些干扰。但随着传感器分辨率的提高和信噪比的降低，连接解决方案已成为创新的瓶颈。

MIPI A-PHY标准

因此，汽车制造商呼吁创建一种新的标准化连接技术，能够安全可靠地处理远距离、高速传感器。

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MIPI联盟（一个全球协作标准化组织）制定了MIPI A-PHY标准。在该标准中，每条链路的带宽可达16 Gbps，并明确规划了升级到32 Gbps的路线图，足以支持当前和未来市场上最高分辨率的传感器。在汽车领域，A-PHY可将接口扩展到15米，非汽车配置下可扩展至更长。

最重要的是，该标准从设计之初就旨在处理汽车和医疗领域常见的快速瞬态噪声类型。A-PHY达到了1E-19的数据包错误率，比传统解决方案低数个数量级。

MIPI A-PHY的医疗应用

基于光纤的内窥镜由于光纤束的机械限制，在视频质量方面存在局限，导致视频分辨率低且存在严重的光学像差。

向高图像质量视频内窥镜的过渡一直受到视频连接技术限制和可靠性问题的阻碍。许多医生抱怨手术过程中出现丢帧和延迟现象。

当前视频内窥镜的链路在使用电外科设备时容易中断。这些内窥镜通常依赖从传感器到处理单元的直接连接，只能实现低带宽（低摄像头分辨率）的连接。内窥镜制造商使用的另一种方案是低引脚数专有成像接口，但这种配置同样带宽有限。

汽车级MIPI A-PHY标准消除了这些问题，实现了无差错的远距离、高带宽链路。此外，该标准能够融合多个接口（包括电源和通用输入输出（GPIO）），有助于实现设备的小型化。

A-PHY前所未有的电磁干扰（EMI）韧性为医疗内窥镜带来了另一项独特优势：内窥镜尖端的弯曲。基于A-PHY标准的芯片可在非屏蔽通道和直径小于1毫米（或30AWG导线）的电缆上运行，将为医疗专业人员提供非凡视野。

A-PHY 与一次性内窥镜趋势

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A-PHY最初旨在使串行器小型化，将数字处理转移到解串器。这非常适合一次性内窥镜架构：在一次性部分使用微型、低功耗、低成本的串行器，在非一次性部分使用智能解串器。

A-PHY标准为一次性内窥镜带来的最终好处是更容易制造。将内窥镜分解为多种组装元件可显著降低制造成本。制造商可以分别生产光学头、插入管、操作器/控制部分和连接电缆，最后进行简单组装。A-PHY标准足够强大，能够处理这种制造过程中所需的多个在线连接器。

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MIPI A-PHY标准已向医疗器械行业开放，多家硅芯片供应商提供符合A-PHY标准的串行器/解串器（SerDes）解决方案。

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