X射線數(shù)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(gè)組件中的信號(hào)衰退都會(huì)消耗大于60%的原始X射線信號(hào)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(shù)字化成像添加數(shù)字檢測(cè)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(jìn)一步改善畫質(zhì)就成為了可能。X射線數(shù)字化成像將為放射診斷學(xué)帶來哪些變革呢？本文將為你一一介紹。

X射線數(shù)字化成像正在為放射診斷學(xué)帶來變革。在傳統(tǒng)的X射線系統(tǒng)中，每個(gè)組件中的信號(hào)衰退都會(huì)消耗大于60%的原始X射線信號(hào)能量。在系統(tǒng)的每一級(jí)，X射線信號(hào)都將衰退一定的量，即使是為應(yīng)用專門優(yōu)化的獨(dú)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(shù)字化成像添加數(shù)字檢測(cè)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(jìn)一步改善畫質(zhì)就成為了可能。X射線數(shù)字化技術(shù)的其它優(yōu)勢(shì)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(shí)間、通過省去照相沖洗藥劑來節(jié)約成本、圖像數(shù)據(jù)處理以增強(qiáng)所關(guān)注的區(qū)域并抑制無關(guān)信息；可將圖像數(shù)據(jù)與其它源于RIS/HIS的患者相關(guān)信息相結(jié)合；可通過網(wǎng)絡(luò)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(shù)字化技術(shù)包含兩種不同的方式：直接轉(zhuǎn)換和間接轉(zhuǎn)換。

直接轉(zhuǎn)換

在直接轉(zhuǎn)換中，平板硒檢測(cè)器直接吸收X射線并將其轉(zhuǎn)換為獨(dú)立的像素電荷。在間接轉(zhuǎn)換中，X射線信號(hào)首先被轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，而后被轉(zhuǎn)換為電荷。平鋪CCD(充電耦合設(shè)備)陣列和計(jì)算機(jī)體層攝影均采用間接轉(zhuǎn)換技術(shù)。平鋪CCD轉(zhuǎn)換技術(shù)采用多個(gè)CCD元件通過光纖耦合至閃爍體平板。計(jì)算機(jī)體層攝影通過光激勵(lì)平板誘捕電信號(hào)，并通過曝光產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)。在兩種方式中，與像素上所見的X射線強(qiáng)度成比例的電荷將存儲(chǔ)在薄膜晶體管(TFT)的存儲(chǔ)電容中。大量的此類像素均源于平板檢測(cè)器(FDP)。通過讀出電子器件從FDP上讀取電荷，并將它轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。

下面的方框圖展示了通過直接成像以將FDP上的電荷轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)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(fù)用不同的FDP(通道)存儲(chǔ)電容上的電荷并將這些電荷轉(zhuǎn)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(shù)字控制及數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)由FPGA完成，F(xiàn)PGA還通過高速接口(串行接口、LVDS、光學(xué)接口)對(duì)與外部圖像處理單元的高速串行通信進(jìn)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(guān)穩(wěn)壓器是其它關(guān)鍵系統(tǒng)塊。每個(gè)塊都必須具有啟動(dòng)引腳和同步頻率，以避免與采集鏈中的其它塊串?dāng)_。FDP像素?cái)?shù)將決定ADC通道的數(shù)量和ADC的速度。靜態(tài)或動(dòng)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(shí)間內(nèi)采集單幅圖像，而動(dòng)態(tài)采集則意味著圖像要以30Hz的速度刷新。動(dòng)態(tài)采集適用于更加細(xì)致的心臟血管、熒光檢查或相關(guān)應(yīng)用，它們?cè)谕ǖ罃?shù)相同的情況下需要更快的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)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。