logo elektroda
logo elektroda
X
logo elektroda
Adblock/uBlockOrigin/AdGuard mogą powodować znikanie niektórych postów z powodu nowej reguły.

Postępy w obrazowaniu rentgenowskim

ghost666 28 Kwi 2017 20:58 2295 0
  • Systemy obrazowania medycznego, takie jak np. obrazowanie rentgenowskie, nieustannie ewoluują nie tylko poprawiając jakość otrzymywanych obrazów, ale także zwiększając przepustowość systemu. Możliwość obrazowania najmniejszych detali ludzkiego organizmu w nieinwazyjny sposób jest bardzo istotna w tego typu urządzeniach, ale nie mniej istotny jest czas trwania badania, który przekłada się na koszt jego realizacji. Napędza to postęp w zakresie systemów elektronicznych, stosowanych w układach medycznych, gdyż każdy producent chce być jak najbardziej konkurencyjny.

    W latach '90 XX wieku wprowadzono na rynek pierwsze cyfrowe systemy obrazowania rentgenowskiego. Zaoferowały one lekarzom lepszej jakości obrazy niż cokolwiek do tej pory, a także przyspieszyły otrzymanie wyników badania eliminując konieczność pracy w ciemni etc. Zmiany te były na prawdę rewolucyjne w medycynie i nie mogłyby zajść, gdyby nie postęp w zakresie cyfrowych systemów obrazowania, które zastąpiły klasyczną, analogową kliszę.

    Cyfrowe systemy rentgenowskie oferują większą dynamikę niż obrazy na kliszy; umożliwiają robienie ostrzejszych i bardziej czytelnych zdjęć. Dodatkowo, dzięki temu że zdjęcia cyfrowe nie wymagają obróbki w ciemni radiolog może w krótszym czasie dostarczyć zdjęcie do pacjenta i lekarza. Oprócz tego, cyfrowe zdjęcia rentgenowskie poddawać można dalszej obróbce na komputerze, co pozwala na zwiększenie ich czytelności, kadrowanie i przybliżanie detali etc. Koniecznie wspomnieć też trzeba o fakcie, że wykorzystanie zdjęć cyfrowych redukuje ilość produkowanych zanieczyszczeń i odpadów.

    Systemy obrazowania rentgenowskiego wymagają złożonego toru pomiarowego. Składa się on zazwyczaj z analogowego front-endu (AFE) z przetwornikiem analogowo-cyfrowym (ADC) podłączonego do procesora sygnałowego (DSP), który prezentował obrazy na ekranie np. monitora LCD. System taki uzupełnia dedykowany zasilacz i zestaw dodatkowych sensorów i kontrolerów. Zaprezentowany poniżej schemat blokowy pokazuje, jak połączone są ze sobą poszczególne elementy systemu wykorzystującego płaski ekran do zbierania promieni X.

    Odczyt ekranu (FPD) polega na zliczaniu zebranego w nim ładunku (podobnie jak w przypadku matrycy CCD). W przedstawionym systemie widzimy dwa tory analogowe - jeden odpowiedzialny za polaryzację struktury matrycy i drugi odpowiedzialny za odczyt, często zreplikowany w postaci kilku równolegle pracujących kanałów.

    Postępy w obrazowaniu rentgenowskim


    Tor odpowiedzialny za polaryzację ustala na matrycy pewno napięcie, które polaryzuje każdy jej piksel dla każdego tranzystora TFT w systemie. Po wykonaniu zdjęcia i naświetleniu matrycy wielokanałowy system akwizycji zlicza ładunek, zebrany w każdym pikselu. Następnie dane te są obrabiane z wykorzystaniem procesora DSP, układu programowalnego (FPGA), czy dedykowanego do konkretnej aplikacji układu scalonego (ASIC). Czasami też w systemie spotkać się można z zestawem wymienionych układów. Dodatkowo w układzie często integruje się dedykowany układ, wyspecjalizowany w obróbce obrazów.

    AFE2256 jest analogowym front-endem, który firma Texas Instruments stworzyła specjalnie do współpracy z matrycami FPD w układach do obrazowania rentgenowskiego. Układ ten wykorzystywany może być w systemach obrazowania statycznego jak i dynamicznego. Posiada on wbudowany szereg trybów uśpienia czy wyłączenia, które pozwalają na oszczędność energii - czynnik szczególnie istotny w systemach zasilanych z baterii. ADE2256 posiada 256 kanałów pomiarowych i wbudowany 16 bitowy przetwornik ADC.

    Opisywany układ TI powstał, aby spełnić wymagania dzisiejszego rynku systemów medycznych. Potrzebne są wyraźniejsze zdjęcia, które robi się coraz szybciej. Projektanci takich urządzeń poszukują układów prostych w zasileniu i integracji z częścią cyfrową układu, które jednocześnie będą dosyć tanie. AFE2256 spełnia wszystkie te cechy, pozytywnie odróżniając się od układów starszej generacji.

    AFE2256 jest niezwykle prosty w zasileniu, co pozwala a zmniejszenie skomplikowania sekcji zasilania tego układu, co przekłada się na zmniejszenie płytki drukowanej i w konsekwencji kosztów urządzenia. Układ ten charakteryzuje się niezwykle niskim szumem. Szum RMS tego AFE wynosi zaledwie 750 elektronów przy zakresie ładunku wejściowego wynoszącego do 1,2 pC. Tak niski szum i możliwość pomiaru niewielkiego ładunku pozwala na zmniejszenie natężenia promieniowania rentgenowskiego podczas badania, co pozwala zmniejszyć dawkę na jaką wystawiony jest pacjent. Jednocześnie, dzięki szybkiemu skanowaniu - jeden skan matrycy trwa nawet do 20 mikrosekund) - możliwa jest wydajniejsza akwizycja obrazów w trybie dynamicznym.

    Układ produkowany jest obudowie COF o wymiarach 28 mm x 38 mm. Element ten pracować może w zakresie temperatur od 0°C do 85°C. Producent nie podał jego wyceny. Jak informuje dystrybutor, Arrow, można nabyć go już za niecałe 150 dolarów - Link.

    Źródło: http://e2e.ti.com/blogs_/b/analogwire/archive/2017/03/28/advancements-in-x-ray-imaging

    Fajne? Ranking DIY
    O autorze
    ghost666
    Tłumacz Redaktor
    Offline 
    Fizyk z wykształcenia. Po zrobieniu doktoratu i dwóch latach pracy na uczelni, przeszedł do sektora prywatnego, gdzie zajmuje się projektowaniem urządzeń elektronicznych i programowaniem. Od 2003 roku na forum Elektroda.pl, od 2008 roku członek zespołu redakcyjnego.
    https://twitter.com/Moonstreet_Labs
    ghost666 napisał 11960 postów o ocenie 10197, pomógł 157 razy. Mieszka w mieście Warszawa. Jest z nami od 2003 roku.
REKLAMA