X射線數(shù)字化成像為牙科解決方案帶來變革(二)

在傳統(tǒng)的X射線系統(tǒng)中，每個組件中的信號衰退都會消耗大于60%的原始X射線信號能量。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。

間接轉(zhuǎn)換

對于間接轉(zhuǎn)換，CCD輸出需要相關(guān)雙采樣(CDS)。信號電平的復(fù)位電壓和圖像信號電平將通過模擬前端(AFE)轉(zhuǎn)換成數(shù)字數(shù)據(jù)。AFE的采樣速度由CCD陣列中的像素數(shù)和幀速率決定。此外，AFE會校正傳感器錯誤，例如暗流校正、偏移電壓和缺陷像素。可編程增益放大器(PGA)的存在與否、PGA的線性度和可用增益范圍也很重要，具體取決于信號電平。在數(shù)字化過程中，位數(shù)將決定圖像的對比度。通常，需要將初始數(shù)據(jù)數(shù)字化為精確度比最終圖像所需的位數(shù)高2至4位的數(shù)據(jù)。因此，如果需要8位的最終圖像數(shù)據(jù)，則最初應(yīng)數(shù)字化為10位以允許在圖像處理過程中出現(xiàn)舍入誤差。

圖像質(zhì)量的主要衡量指標是“量子檢測效率”(DQE)，它結(jié)合了對比度和SNR(信噪比)，采用百分數(shù)表示。對比度越高且噪聲越低，DQE就越高。對比度是指灰度的階數(shù)，它取決于ADC的輸出分辨率；通常，14位或16位比較適合于應(yīng)用。SNR所指示的不僅是源自ADC的SNR，而且是系統(tǒng)的SNR，它受X射線劑量、像素尺寸和所有電子組件的影響。可通過增加X射線劑量、增加光電二極管間距和降低電噪聲來提高SNR。增加X射線劑量會對患者或操作人員造成傷害。增加光電二極管間距也行不通，因為這樣做會減小空間分辨率。降低源自系統(tǒng)內(nèi)電子器件的噪聲將是主要的挑戰(zhàn)。系統(tǒng)中的總噪聲是：信號鏈上所有噪聲成分的平方根之和(假設(shè)這些噪聲成分沒有關(guān)聯(lián))。這意味著包括ADC、運算放大器和基準在內(nèi)的所有部分都必須具有超低噪聲或重度過濾(如果適用)。溫度穩(wěn)定性是另一個重大挑戰(zhàn)。由功耗造成的內(nèi)部溫度升高可能會偏移灰度級別并使圖像失真，在動態(tài)采集過程中尤其如此。因此，ADC、運算放大器和基準應(yīng)該具有較高的溫度穩(wěn)定性。