X射线数字化成像为牙科方案带来变革(二)

2009-01-08 13:42:01来源: 电子系统设计 关键字:采样  复位  电平  转换  模拟前端

 

  在传统的X射线系统中,每个组件中的信号衰退都会消耗大于60%的原始X射线信号能量。因此,一般仅有少于40%的原始图像信息可用于生成图像。通过为X射线数字化成像添加数字检测器,捕捉到大于80%的原始图像信息并使用各种后处理工具进一步改善画质就成为了可能。X射线数字化成像将为放射诊断学带来哪些变革呢?本文将为你一一介绍。

  间接转换

  对于间接转换,CCD输出需要相关双采样(CDS)。信号电平复位电压和图像信号电平将通过模拟前端(AFE)转换成数字数据。AFE的采样速度由CCD阵列中的像素数和帧速率决定。此外,AFE会校正传感器错误,例如暗流校正、偏移电压和缺陷像素。可编程增益放大器(PGA)的存在与否、PGA的线性度和可用增益范围也很重要,具体取决于信号电平。在数字化过程中,位数将决定图像的对比度。通常,需要将初始数据数字化为精确度比最终图像所需的位数高2至4位的数据。因此,如果需要8位的最终图像数据,则最初应数字化为10位以允许在图像处理过程中出现舍入误差。

  图像质量的主要衡量指标是“量子检测效率”(DQE),它结合了对比度和SNR(信噪比),采用百分数表示。对比度越高且噪声越低,DQE就越高。对比度是指灰度的阶数,它取决于ADC的输出分辨率;通常,14位或16位比较适合于应用。SNR所指示的不仅是源自ADC的SNR,而且是系统的SNR,它受X射线剂量、像素尺寸和所有电子组件的影响。可通过增加X射线剂量、增加光电二极管间距和降低电噪声来提高SNR。增加X射线剂量会对患者或操作人员造成伤害。增加光电二极管间距也行不通,因为这样做会减小空间分辨率。降低源自系统内电子器件的噪声将是主要的挑战。系统中的总噪声是:信号链上所有噪声成分的平方根之和(假设这些噪声成分没有关联)。这意味着包括ADC、运算放大器和基准在内的所有部分都必须具有超低噪声或重度过滤(如果适用)。温度稳定性是另一个重大挑战。由功耗造成的内部温度升高可能会偏移灰度级别并使图像失真,在动态采集过程中尤其如此。因此,ADC、运算放大器和基准应该具有较高的温度稳定性。

关键字:采样  复位  电平  转换  模拟前端

编辑:汤宏琳 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/medical_electronics/2009/0108/article_526.html
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