超越X射線的成像效果是這樣得來的

醫(yī)生在診斷患者疾病方面，與查看簡單的X射線相比，CT掃描技術具有明顯的優(yōu)勢。CT掃描使醫(yī)生能夠觀察軟組織和血管，從而讓醫(yī)生有機會在診斷過程中更早地看到極小的結節(jié)和可能癌變的腫瘤。通過利用電腦和旋轉的X射線機，CT掃描可以生成人體的橫截面圖像，也就是所謂的“切片”。然后，這些圖像會傳送到計算機，在那里組合成一個特定身體部位的3D圖像，能夠幫助醫(yī)生更快、更準確地進行診斷。

 

CT檢測器包括瞄準儀、閃爍晶體層、光電二極管陣列(PDA)、模擬數據采集系統(tǒng)和數字處理系統(tǒng)。瞄準儀用于聚焦X射線光子并防止散射，閃爍晶體層將X射線光子轉換為可見光子，PDA將可見光子轉換為電流，然后將電流輸入模擬數據采集系統(tǒng)(ADAS)，FPGA通常用于處理ADAS系統(tǒng)輸出數字數據以便進一步進行數據處理。

 

CT主信號鏈

 

在CT系統(tǒng)中，ADAS必須具有極低的噪聲性能，以保持良好的空間分辨率，降低X射線劑量，并具有極低的電流輸出以實現高動態(tài)范圍性能。為了避免圖像偽影并確保良好的對比度，轉換器前端必須具有出色的線性度性能并可提供低功耗工作模式，以降低熱敏型探測器的冷卻要求。ADC必須具有至少24位的高分辨率才能獲得更優(yōu)質、更清晰的圖像，同時還要具有快速采樣速率（短至100μs），以便數字化探測器讀數。另外，ADC采樣速率還必須支持多路復用，這樣就可以使用較少數量的轉換器，并且減小整個系統(tǒng)的尺寸和功耗。

 

精密CT掃描技術背后的精密器件

在過去幾十年的大部分時間里，ADI一直處于CT掃描模擬前端信號鏈技術的前沿，它幫助提高了圖像質量，減少了X射線輻射，提高了掃描速度，并最終改善了患者的愈后。例如具有出色線性度的多通道數據采集系統(tǒng)ADAS1131和ADAS1134可最大限度地提高CT應用的圖像質量。

 

ADAS1131是一款256通道、24位電流數字轉換器模塊，適用于多通道、小電流采集數據的醫(yī)療CT、工業(yè)和安檢掃描儀，及光電二極管傳感器應用。ADAS1131的主要技術特性包括：無電荷損失、無死區(qū)時間的同步采樣；超低噪聲；可配置電流輸入范圍；集成了2個可配置采樣速率的高速ADC、內部緩沖器、用于數據采集的去耦和旁路電容；片上溫度傳感器；等等。而同樣是256通道的新一代ADAS1135在主要性能指標上都有大幅度提升，并與ADAS1131封裝兼容，很容易實現硬件的系統(tǒng)升級，以及在新設計上最新技術采納。同時，ADI還推出了128通道版本ADAS1134。

 

 

再如128通道、24位電流數字ADC ADAS1128，該器件提供128個數據轉換通道，并將速度從6kSPS（每秒采樣數）提高到20kSPS。這一級別的性能和集成度意味著，CT檢測系統(tǒng)的電子成本與以前的設計相比可減少一半。

 

更高的層數是使得CT掃描儀能夠提供更具體圖像的主要因素之一，診斷系統(tǒng)設計者借助ADAS1128可以開發(fā)出比上一代設備更先進的CT掃描儀，它可在生成更清晰圖像的同時，降低整體掃描時間。這在危重病醫(yī)學領域（如心臟病、神經科和血管造影）的價值是無可估量的。因ADAS1128而大幅降低的系統(tǒng)級成本、尺寸和功耗意味著世界一流的CT掃描診斷將在全球關注醫(yī)療安全的環(huán)境中變得更加經濟和實用。

 

ADAS1128可替代較低通道集成度的轉換器，它在一平方厘米的單芯片上集成了一個24位分辨率ADC（模數轉換器）、128個同步采樣的數據轉換器通道（可選的采樣率最高達20kSPS）、片上溫度傳感器和參考緩沖器。在全速狀態(tài)下，ADAS1128消耗的功率（4.5毫瓦/通道）不到其它解決方案（10毫瓦/通道）的一半。它還可以提供優(yōu)越的整體性能規(guī)格，如無電荷損失、更多的滿量程范圍選擇和超低噪聲（對于低劑量X射線系統(tǒng)可降至0.4 fC）。

 

小結

ADI可以提供完整的CT模擬信號鏈前端解決方案，除了前面提到的關鍵轉換器產品陣列，還可提供大量的放大器、信號處理和電源管理等解決方案供醫(yī)療影像設備供應商選擇，使CT設備達到最佳圖像質量，并降低功耗和成本。

 

ADI最初涉足這一領域是提供單個組件供客戶組裝，進而將X射線信號轉換成提供患者身體顯像（確保準確掃描的關鍵技術）所需的數據。隨著時間的推移，ADI在成像和特定醫(yī)療保健產品方面積累了更深厚的專長經驗。如今，ADI提供設計先進CT掃描儀所需的成套技術，從傳感器到數字處理器，以及優(yōu)化封裝和性能的專業(yè)技術。通過使用這一整套技術，CT掃描儀制造商能夠更輕松快捷地設計產品，并通過降低噪聲、減少人工制品和提高圖像質量來獲得更滿意的結果。

（來源：EDN，作者來自ADI）