文章

数字X射线技术改善患者体验和医师诊断能力

数字X射线正在改变放射科的工作方式。与传统的X射线系统相比,此项技术能够降低病患所受的辐射量,提高诊断图像质量,同时免去大量的化学处理费用。

数字X射线具有多种形式,可分为直接转换和间接转换。直接转换如图1所示,采用硒板将未被吸收的光子直接转换为电荷。间接变频如图2所示,采用闪烁晶体材料将光子转换为光,然后使用光电二极管、CCD或CMOS成像传感器将光转换为电信号。无论X射线能量以何种方式转换为电信号,该信号都必须从模拟信号转换为数字信号以便进行图像处理。虽然整个图像的更新速率相对较低(15至120帧/秒),但检测器包含数百万像素。精确地转换高速信号并保持精确的读数,同时保持尽量低的成本和功耗,这些极具挑战性。

solution

信号的直接或间接转换要求ADC的采样速率等于阵列尺寸乘以刷新速率。最高性价比、最低功耗的解决方案是使用一个或多个高速ADC以串行方式对像素进行数字化处理。大型检测器可能需采用数个ADC,以便用期望的更新速率对图像进行数字化处理。

虽然标准图像增强管提供8位至10位的深度,但新型检测器具有更宽的动态范围,并且极有可能采用14位、16位或甚至18位ADC。这些新型无胶片检测器提高的动态范围与其更高灵敏度相结合,可以得到更好的图像质量及更多的诊断信息。除了改善放射科医师须处理的原始数据之外,数字处理还可提高对比度以突出组织密度中的差异。

ADI提供丰富的高速、高分辨率ADC产品系列,可以满足各种检测器的阵列尺寸和更新速率要求。如需获得最高的信噪比,可以采用16位PulSAR® ADC  AD7621,在转换速率高达3 MSPS时信噪比(SNR)为90 dB。对于较低动态范围的系统,可以采用14位SAR ADC  AD7484 在3 MSPS时SNR为76.5 dB。AD7621和AD7484都是逐次逼近型ADC,具有出色的线性度,这项参数对于良好的图像质量非常重要。如需更高速度的ADC,可以采用AD9240AD9244,这两款器件都是14位单芯片ADC,分别具有10 MSPS和40 MSPS/65 MSPS。对于要求整个图像具有高更新速率的数字X射线设备,这些流水线式ADC非常有用。

产品型号 分辨率(位) 采样速率(MSPS) SNR (dB) 
 AD7621  16  3  90
 AD7484  14  3  76.5
 AD9240  14  10  76.5
 AD9244-40  14  40  74.8













direct_conversion_detection      indirect_conversion_detection