X射线数字化成像为牙科方案带来变革(一)

　　X射线数字化成像正在为放射诊断学带来变革。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。在系统的每一级，X射线信号都将衰退一定的量，即使是为应用专门优化的独立组件也不例外。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射线数字化技术的其它优势包括：减少患者的服药剂量、通过免除照相冲洗来缩短诊断时间、通过省去照相冲洗药剂来节约成本、图像数据处理以增强所关注的区域并抑制无关信息；可将图像数据与其它源于RIS/HIS的患者相关信息相结合；可通过网络连接向任何地方快速传输信息；而且只需最小的空间即可将所需的全部信息存档。X射线数字化技术包含两种不同的方式：直接转换和间接转换。

　　直接转换

　　在直接转换中，平板硒检测器直接吸收X射线并将其转换为独立的像素电荷。在间接转换中，X　　射线信号首先被转换为光信号，而后被转换为电荷。平铺CCD(充电耦合设备)阵列和计算机体层摄影均采用间接转换技术。平铺CCD转换技术采用多个CCD元件通过光纤耦合至闪烁体平板。计算机体层摄影通过光激励平板诱捕电信号，并通过曝光产生图像数据。在两种方式中，与像素上所见的X射线强度成比例的电荷将存储在薄膜晶体管(TFT)的存储电容中。大量的此类像素均源于平板检测器(FDP)。通过读出电子器件从FDP上读取电荷，并将它转换为数字数据。

　　下面的方框图展示了通过直接成像以将FDP上的电荷转换为数字数据所需的读出电子器件。它具有两条链：采集链和偏置链。在采集链中，其前端为模拟前端，可多路复用不同的FDP(通道)存储电容上的电荷并将这些电荷转换成电压。偏置链通过媒介偏置及门控电路为TFT阵列生成偏置电压。数字控制及数据调节由FPGA完成，FPGA还通过高速接口(串行接口、LVDS、光学接口)对与外部图像处理单元的高速串行通信进行管理。温度传感器、DAC、放大器以及具有高输入电压容忍能力的开关稳压器是其它关键系统块。每个块都必须具有启动引脚和同步频率，以避免与采集链中的其它块串扰。FDP像素数将决定ADC通道的数量和ADC的速度。静态或动态采集同样决定ADC的速度。静态采集意味着要在小于1s的时间内采集单幅图像，而动态采集则意味着图像要以30Hz的速度刷新。动态采集适用于更加细致的心脏血管、荧光检查或相关应用，它们在通道数相同的情况下需要更快的数据转换。具有2MSPS及更高速度范围且具有绝佳DC性能的ADC可以良好地工作。
 
　　系统方框图。