Abstract
The major advantage of slip-ring technology in Spiral CT is that it facilitates continuous rotation of the x-ray tube, so that volume data can be acquired from a patient quickly. Not only for such a fast scan, but also for the dose reduction purpose, high signal-to-noise ratio and fast data acquisition system is required. In this study, we have built a multi-channel photodetector and multi-channel data acquisition system for CT application. The detector module consisted of CdWO4 crystal and Si photodiode in 16 channels. For the performance test of the preamplifier stage, both the transimpedance and switched integrator types are optimized for the photodetector modules. Switched integrator showed better noise performance in the limited bandwidth which is suitable for the current CT application. The control sequence for data acquisition and 20 bit ADC is designed with VHDL(Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language) and implemented on FPGA(Field Programmable Gate Array) chip. Our Si photodiode detector module coupled to CdWO4 crystal showed comparable signal with other commercially available photodiode for CT. Switched integrator type showed higher SNR but narrower bandwidth compared to transimpedance preamplifier. Digital hardware is designed by FPGA, so that the control signal could be redesigned without hardware alteration.
slip-ring 기술을 가진 spiral CT의 주요 장점으로는 X-ray 튜브의 연속적인 회전에 의해 환자에 대한 정보의 손실 없이 데이터를 연속적으로 획득할 수 있다는 것이다. 또한, X-선량의 인체 흡수의 감소를 위해서, 고시그널 저노이즈 및 빠른 데이터 획득 시간을 갖는 시스템이 요구되어 진다. 본 연구에서, CT 적용을 위해 다채널 포토센서 및 데이터 획득 시스템이 개발되어 졌다. 포토센서의 모듈은 16채널 CdWO4 크리스탈 및 실리콘 베이스의 포토다이오드가 사용되었다. 또한, 포토센서로 부터의 입력 신호에 대한 전기적인 증폭을 위해, 트랜스 임피던스 스위치 인테그레이터가 사용되었다. 스위치 인테그레이터는 CT 적용에 대해 적합한 시그널 밴드와 노이즈 퍼포먼스를 갖고 있다. 데이터 획득과 20 bit ADC 의 컨트롤은 FPGA를 이용하였고, 코딩은 VHDL을 사용하였다. CdWO4 기반의 실리콘 포토센서와 고SNR 및 좁은 시그널 밴드를 가진 증폭단 및 FPGA기반의 디지털 하드웨어는 CT적용 이외에 하드웨어 변경 없이 다른 분야에서도 이용 가능하다.
