TI:低雜訊電壓參考提升X光影像清晰度

2024 年 05 月 17 日

提升X光影像解析度最有效的方法之一,就是透過精心設計的資料擷取部分來減少前端的雜訊。在資料擷取電路中使用低雜訊串聯電壓參考,是可降低雜訊並進而提升影像解析度的設計選擇之一。本文將展示如何選擇如德州儀器(TI)REF54或REF70等低雜訊電壓參考,以提升最終X光影像解析度。

在X光系統中,AFE會接收從X光面板產生的訊號。AFE為經過特別設計的積體電路,前端的資料擷取作業即在此進行。X光系統包含多個AFE,其設計可供在均使用常用電壓參考的多個X光系統中使用。

AFE使用電荷求和放大器,將來自X光面板的電荷轉換為電壓。此電壓隨後會饋入將類比訊號提供至類比轉數位轉換器(ADC)的多工器。AFE中的ADC使用外部精密電壓參考,以提供準確的資料轉換。

在前端獲得數位訊號後,數位減影放射攝影即可協助提升影像品質。數位減影放射攝影會比較患者的掃描以及沒有患者的掃描,藉此去除影像缺陷。由於前述兩個影像是在極短的時段內拍攝,因此可將溫度變化降至最低;畢竟X光系統處於溫度受控的環境中。不過,數位減影放射攝影的程序也可補償因前端任何微小溫度變化所造成的影像差異。

前端存在任何雜訊(包括在精密電壓參考與AFE中存在任何雜訊),都會傳播至所有通道,並且會降低最終影像解析度,導致影像品質不佳。選擇具備超低雜訊的外部精密電壓參考,而非內部電壓參考,有助於提升影像解析度並減少所拍攝的X光數量,進而降低病患與醫療專業人員的暴露風險,以及減少醫療照護成本。

視數位轉類比轉換器或ADC的位元數或有效位元數(ENOB)而定,在X光系統中,較高的增益誤差意味著影像品質下降。此外,電壓參考的閃爍雜訊會影響ADC的SNR。

提高X光影像的品質可改善人們獲得的醫療照護。有鑑於X光成像技術的廣泛使用,此領域存在許多推動技術進步的機會。設計X光系統時,最終目標是產生最佳影像。雖然可達到此目標的方式很多,但最重要的是為X光系統前端設計選擇最佳的電壓參考。此外,擁有低雜訊電路設計也極為重要。選擇如REF54或REF70等低雜訊電壓參考,有助於提升影像解析度與整體影像品質。

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