输入计算机数据的数字化装置医学影像设备

Anger型γ相机所产生的数据在进入计算机之前，首先必须将模拟信号进行数字化，即转换为数字信号，这种转换是由模拟／数字转换器(analog-to-digital converter，ADC)来完成的。转换后的数字数据由计算机的输入/输出（I/O）电路接收。计算机的中央处理器（CPU）在操作者的指令下，再决定如何处理这些数据。一、模拟／数字转换器衡量模拟／数字转换器(ADC)转换效率的指标是转换精度和转换时间。ADC的转换精度一般为8Bit～12Bit(28～212)，相应地有256～4096个标准值可供比较和转换。标准值越多，转换精度就越高。完成模拟／数字转换有多种方法，最基本的要求是必须在第2对信号到达之前，迅速完成前一对信号的转换，否则第2对信号将会丢失，因此而产生了转换系统的死时间（dead time）。最常用的快速转换法是逐次渐近法(successive approximation method)，也称为二进制检索算法(abinary search algorithm)。下面我们以12Bit的ADC为例介绍其基本原理。ADC的比较器电路是将输入的模拟信号与一个电阻网络所产生的一组标准电压进行比较，即信号电压与某个标准电压值进行比较，而这个标准电压值是从一组4096个电压值中选出来的。典型的中间电压值是第2048个电压值。因此，第2048个电压值作为信号数字值的第1个近似值。如果比较器电路发现此时信号电压值小于第1次选择的电压值，则将从4096个电压值中选出另一个新的估计电压值，这个新的估计电压值将取第1个估计电压值(第2048个)与最小的估计电压值(第1个)之间的一半，即第1024个电压值。这种渐近系列将重复8次，每一次从4096个电压值中选出的值更趋于模拟信号的真实电压值。当比较器经过上述比较，输入的模拟信号电压与标准电压的某个值相等时，即将这个值作为此模拟信号的数字化转换值，并以此数字量作为存储器的地址码去打开相应的存储单元，在该单元加1。二、数字式多道脉冲幅度分析器SPECT探头部分产生的数据是由X+、X－、Y+、Y－4个模拟信号和由累加电路将前4个模拟信号合成的一个能量信号Z所组成。X+、X－、Y+、Y－4个脉冲的幅度就是被探测的γ射线在X和Y座标位置上的模拟量(正比于X及Y座标值)，而Z信号的脉冲幅度则是被探测的射线能量大小的模拟量(与射入晶体的γ射线的能量成正比)。1.γ能谱并不是所有的模拟数据都是用于成像的有效信号，这是因为γ射线所形成的能谱成分比较复杂。所谓γ能谱就是γ射线的计数按射线能量的分布。以99Tcm的γ能谱为例来说明它的组成成分(图6-6)。