X射線數字化成像為牙科解決方案帶來變革(一)

在傳統(tǒng)的X射線系統(tǒng)中，每個組件中的信號衰退都會消耗大于60%的原始X射線信號能量。因此，一般僅有少于40%的原始圖像信息可用于生成圖像。通過為X射線數字化成像添加數字檢測器，捕捉到大于80%的原始圖像信息并使用各種后處理工具進一步改善畫質就成為了可能。X射線數字化成像將為放射診斷學帶來哪些變革呢？本文將為你一一介紹。

X射線數字化成像正在為放射診斷學帶來變革。在傳統(tǒng)的X射線系統(tǒng)中，每個組件中的信號衰退都會消耗大于60%的原始X射線信號能量。在系統(tǒng)的每一級，X射線信號都將衰退一定的量，即使是為應用專門優(yōu)化的獨立組件也不例外。因此，一般僅有少于40%的原始圖像信息可用于生成圖像。通過為X射線數字化成像添加數字檢測器，捕捉到大于80%的原始圖像信息并使用各種后處理工具進一步改善畫質就成為了可能。X射線數字化技術的其它優(yōu)勢包括：減少患者的服藥劑量、通過免除照相沖洗來縮短診斷時間、通過省去照相沖洗藥劑來節(jié)約成本、圖像數據處理以增強所關注的區(qū)域并抑制無關信息；可將圖像數據與其它源于RIS/HIS的患者相關信息相結合；可通過網絡連接向任何地方快速傳輸信息；而且只需最小的空間即可將所需的全部信息存檔。X射線數字化技術包含兩種不同的方式：直接轉換和間接轉換。

直接轉換

在直接轉換中，平板硒檢測器直接吸收X射線并將其轉換為獨立的像素電荷。在間接轉換中，X射線信號首先被轉換為光信號，而后被轉換為電荷。平鋪CCD(充電耦合設備)陣列和計算機體層攝影均采用間接轉換技術。平鋪CCD轉換技術采用多個CCD元件通過光纖耦合至閃爍體平板。計算機體層攝影通過光激勵平板誘捕電信號，并通過曝光產生圖像數據。在兩種方式中，與像素上所見的X射線強度成比例的電荷將存儲在薄膜晶體管(TFT)的存儲電容中。大量的此類像素均源于平板檢測器(FDP)。通過讀出電子器件從FDP上讀取電荷，并將它轉換為數字數據。

下面的方框圖展示了通過直接成像以將FDP上的電荷轉換為數字數據所需的讀出電子器件。它具有兩條鏈：采集鏈和偏置鏈。在采集鏈中，其前端為模擬前端，可多路復用不同的FDP(通道)存儲電容上的電荷并將這些電荷轉換成電壓。偏置鏈通過媒介偏置及門控電路為TFT陣列生成偏置電壓。數字控制及數據調節(jié)由FPGA完成，FPGA還通過高速接口(串行接口、LVDS、光學接口)對與外部圖像處理單元的高速串行通信進行管理。溫度傳感器、DAC、放大器以及具有高輸入電壓容忍能力的開關穩(wěn)壓器是其它關鍵系統(tǒng)塊。每個塊都必須具有啟動引腳和同步頻率，以避免與采集鏈中的其它塊串擾。FDP像素數將決定ADC通道的數量和ADC的速度。靜態(tài)或動態(tài)采集同樣決定ADC的速度。靜態(tài)采集意味著要在小于1s的時間內采集單幅圖像，而動態(tài)采集則意味著圖像要以30Hz的速度刷新。動態(tài)采集適用于更加細致的心臟血管、熒光檢查或相關應用，它們在通道數相同的情況下需要更快的數據轉換。具有2MSPS及更高速度范圍且具有絕佳DC性能的ADC可以良好地工作。

系統(tǒng)方框圖。