CT 扫描仪

江腾子HydeKe

CT 扫描仪

设计注意事项

计算机体层摄影 (CT) 是一种医疗成像技术，它通过单轴旋转从一系列二维 X 射线图像中产生人体内部器官的三维图像。与图像上会出现许多重叠投影的传统 X 射线摄影术相比，CT 图像具有显著提高的对比度。

随着诸如 CT 之类的诊断成像系统的出现（它们要求复杂且密集的图像处理），半导体在开发具有更高密度、灵活性和性能的系统的过程中扮演着重要角色。

X 射线切片数据是通过 X 射线源生成的，后者围绕带有 X 射线探测器的物体旋转，该探测器正对 X 射线源的中心位置。整个旋转结构称为“机架”，而从给定角度投射的 X 射线则称为“剖面” 当物体缓慢通过机架时，每次旋转都按顺序捕获 1000 个剖面。数据采集系统通常包含多个通道卡，后者具有一组闪烁体光电二极管固体探测器，探测器后面跟随一个读出电子器件。

每个光电二极管都会产生与像素接收的 X 射线强度成比例关系的电流。通道卡通常具有前端，便于 ADC 将探测器中的电流积分并转换成数值。TI 的 DDC 产品是单芯片解决方案，用于将 CT 扫描仪的光电二极管阵列中的低电平电流直接数字化。每个 DDC 通道都提供双路开关集成器前端来对光电二极管中的电流进行处理。此配置允许进行连续电流积分（以避免任何输入信号的丢失）：其中一个集成器输出将被板载 A/D 转换器数字化，另一个输出则对输入电流进行积分。

所有通道卡中的数字数据都会通过高速链路（LVDS 接口）传输至控制器卡和图像处理卡。图像处理卡可连接至主计算机，您可以在其中查看 CT 图像。然后，这些数字数据将由称为“层析重建”的数学程序进行合成。

用于控制器卡的 TI DSP 是医疗成像应用的理想选择，该 DSP 采用由德州仪器 (TI) 开发的高级 VelociTI™ 超长指令字 (VLIW) 架构。DSP 可用于对机架的旋转、工作台的移动（向上/向下和向里/向外）、机架的倾斜（便于获得不同角度的图像）和其它功能（例如 X 射线束的开启和关闭）进行准确控制。另一项重要的 DSP 控制功能就是 ECG 门控，它用于减少由心脏跳动引起的运动伪影。其中的数据采集与心脏跳动完全同步。用于与 PC 连接的千兆以太网收发器可实现高速全双工点对点数据传输。PCI Express™ PHY 用于将 PCI Express 媒体接入层 (MAC) 连接至 PCI Express 串行链路。

CT 扫描仪应用可能会要求高性能 DSP 和/或 FPGA 具有超高速瞬态响应，TI 的高性能非隔离式电源模块就非常适合于此类应用。如果希望实现高 PSRR、快速启动和低噪声，则低压降 (LDO) 线性稳压器最合适不过了。TI 的产品系列包括电压监控器、DC/DC 转换器、电源模块和 LDO，使用户能够非常灵活地配置可满足系统定序要求的电源解决方案。