像所有严重依赖技术进步的行业一样，医学成像设备制造商必须不断改进其产品-主要是为了提高系统的成像质量。
无论是反射超声波，磁共振成像（MRI）磁场扰动，还是正电子发射断层扫描（PET）中的正电子发射，大多数医学成像技术都需要患者信号接收传感器阵列。
改善图像质量的最直接方法是扩大传感器阵列的规模。
但是，随着更多传感器被添加到设备中，必须将电子设备添加到将信号传输到处理引擎的信号链中。
（标题中提到的“两高一低”是指以下提到的高集成度，高性能和低功耗。
）同时，制造商还必须减小其系统尺寸，减少功耗并提高性能。
系统一方面的性能增强可能会给其他方面带来挑战。
简单地添加传感器和信号链可能会导致不利影响，包括增加系统尺寸和功耗。
但是，用于医学成像系统的最新一代信号链组件使医学系统设计人员能够在不影响动态性能的情况下提高信号链密度和功耗，也就是说，该系统可实现更高的成像质量，更低的功耗和更小的尺寸。
图1超低功耗VGA医学成像接收器的功能结构图对于大多数典型的医学成像应用，传感器阵列的每个元件都需要自己的信号链，以将传感器的小信号响应传输并转换为与之匹配的小信号响应。
数字信号处理。
因为用于成像应用的传感器的信号响应特性不相同，所以三个主要的有源组件通常与信号转换过程不可分割。
第一个是低噪声放大器（LNA），其主要功能是将模拟系统的噪声系数（NF）固定在尽可能低的水平。
第二个放大器通常位于LNA之后，以最好地匹配模数转换器（ADC）末级的输入摆幅信号。
图2噪声系数与所选VGA的性能之间的比较MRI等应用（通常在信号幅度上波动很小）可以使用固定的增益级。
但是，如果系统在信号强度（例如超声）方面存在较大差异，则系统在ADC之前需要可变增益放大器（VGA）和可编程增益放大器（PGA）。
在ADC之后，模拟信号将被转换为数字信号，并准备发送到系统的数字信号处理器（DSP）。
该过程通常通过现场可编程门阵列（FPGA）完成信号处理并将其转换到最后阶段。
对于MRI，在LNA和放大器之间还可能存在一系列混合阶段，以将磁体的射频（RF）能量转换为低频能量。
因为每个组件都需要三个或更多设备，所以每当传感器加倍时，仅信号链中模拟组件的数量就可能需要增加6到10倍！另外，更不用说增加功耗的要求了。
难怪系统设计人员不断要求组件供应商创新其新的集成电路（IC）设计，以解决尺寸相关的问题。