stringtranslate.com

Плоский детектор

Портативный плоскопанельный детектор aSi используется для визуализации движения жидкостей в песчаных кернах под высоким давлением.

Плоскопанельные детекторы — это класс твердотельных рентгеновских цифровых радиографических устройств, аналогичных по принципу действия датчикам изображения , используемым в цифровой фотографии и видео. Они используются как в проекционной радиографии , так и в качестве альтернативы усилителям рентгеновского изображения (ИИ) в рентгеноскопическом оборудовании.

Принципы

Распространение света в сцинтилляционном материале приводит к потере разрешения в косвенных детекторах, чего не происходит в прямых детекторах.

Рентгеновские лучи проходят через объект съемки и попадают на один из двух типов детекторов.

Косвенные детекторы

Непрямые детекторы содержат слой сцинтилляционного материала, обычно оксисульфида гадолиния или иодида цезия , который преобразует рентгеновские лучи в свет. Непосредственно за слоем сцинтиллятора находится аморфная кремниевая детекторная матрица, изготовленная с использованием процесса, очень похожего на тот, который используется для изготовления ЖК- телевизоров и компьютерных мониторов. Как и в TFT-ЖК- дисплее, миллионы примерно 0,2-миллиметровых пикселей, каждый из которых содержит тонкопленочный транзистор, образуют сетку, нанесенную на аморфный кремний на стеклянной подложке. [1] В отличие от ЖК-дисплея, но аналогично чипу датчика изображения цифровой камеры, каждый пиксель также содержит фотодиод , который генерирует электрический сигнал пропорционально свету, производимому частью сцинтилляционного слоя перед пикселем. Сигналы от фотодиодов усиливаются и кодируются дополнительной электроникой, расположенной по краям или позади матрицы датчиков , чтобы создать точное и чувствительное цифровое представление рентгеновского изображения. [2]

Прямые FPD

Визуализаторы прямого преобразования используют фотопроводники , такие как аморфный селен (a-Se), для захвата и преобразования падающих рентгеновских фотонов непосредственно в электрический заряд. [3] Рентгеновские фотоны, падающие на слой a-Se, генерируют пары электрон-дырка посредством внутреннего фотоэлектрического эффекта. Напряжение смещения , приложенное к глубине слоя селена, притягивает электроны и дырки к соответствующим электродам; генерируемый ток, таким образом, пропорционален интенсивности облучения. Затем сигнал считывается с помощью базовой считывающей электроники, как правило, с помощью массива тонкопленочных транзисторов (TFT). [4] [5]

Устраняя этап оптического преобразования, присущий детекторам непрямого преобразования, устраняется боковое распространение оптических фотонов, тем самым уменьшая размытость в результирующем профиле сигнала в детекторах прямого преобразования. В сочетании с малыми размерами пикселей, достигаемыми с помощью технологии TFT, детекторы прямого преобразования a-Se могут, таким образом, обеспечивать высокое пространственное разрешение. Это высокое пространственное разрешение в сочетании с относительно высокой эффективностью квантового обнаружения a-Se для низкоэнергетических фотонов (<30 кэВ) мотивируют использование этой конфигурации детектора для маммографии , в которой высокое разрешение желательно для выявления микрокальцификаций . [6]

Преимущества и недостатки

Плоский детектор, используемый в цифровой радиографии

Плоские детекторы более чувствительны и быстры, чем пленочные . Их чувствительность позволяет использовать меньшую дозу радиации для заданного качества изображения, чем пленочные. Для флюороскопии они легче, намного прочнее, меньше по объему, точнее и имеют гораздо меньше искажений изображения, чем усилители рентгеновского изображения , а также могут быть изготовлены с большими площадями. [7] Недостатки по сравнению с ИИ могут включать дефектные элементы изображения, более высокую стоимость и более низкое пространственное разрешение. [8]

В общей рентгенографии можно сэкономить время и деньги по сравнению с компьютерной рентгенографией и (особенно) пленочными системами. [ 9] [10] В Соединенных Штатах цифровая рентгенография находится на пути к тому, чтобы превзойти использование компьютерной рентгенографии и пленки. [11] [12]

В маммографии было показано, что FPD с прямым преобразованием превосходят пленочные и непрямые технологии с точки зрения разрешения [ требуется ссылка ] , соотношения сигнал/шум и квантовой эффективности. [13] Цифровая маммография обычно рекомендуется как минимальный стандарт для программ скрининга молочной железы . [14] [15]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Камп, К; Гранторс, П; Пла, Ф; Гобер, П (декабрь 1998 г.). «Технология цифрового рентгеновского детектора». RBM-News . 20 (9): 221–226. doi :10.1016/S0222-0776(99)80006-6.
  2. ^ Коттер, Э.; Лангер, М. (19 марта 2002 г.). «Цифровая радиография с широкоугольными плоскопанельными детекторами». European Radiology . 12 (10): 2562–2570. doi :10.1007/s00330-002-1350-1. PMID  12271399. S2CID  16677678.
  3. Прямое и косвенное преобразование. Архивировано 2 января 2010 г. на Wayback Machine.
  4. ^ Чжао, В.; Роулендс, JA (1995). «Цифровая радиология с использованием активного матричное считывание аморфного селена: теоретический анализ эффективности квантовой детекции». Медицинская физика . 24 (12): 1819–33. doi :10.1118/1.598097. PMID  9434965.
  5. ^ Чжао, Вэй; Хант, Д.К.; Таниока, Кенкичи; Роулендс, JA (сентябрь 2005 г.). «Плоские детекторы на основе аморфного селена для медицинских применений». Ядерные приборы и методы в исследованиях физики. Раздел A: Ускорители, спектрометры, детекторы и сопутствующее оборудование . 549 (1–3): 205–209. Bibcode : 2005NIMPA.549..205Z. doi : 10.1016/j.nima.2005.04.053.
  6. ^ MJ Yaffe, «Детекторы для цифровой маммографии», в книге «Цифровая маммография» под редакцией U. Bick и F. Diekmann (2010).
  7. ^ Seibert, J. Anthony (22 июля 2006 г.). «Плоскопанельные детекторы: насколько они лучше?». Pediatric Radiology . 36 (S2): 173–181. doi :10.1007/s00247-006-0208-0. PMC 2663651. PMID  16862412 . 
  8. ^ Nickoloff, Edward Lee (март 2011 г.). «Учебник по физике AAPM/RSNA для резидентов: физика систем флюороскопии с плоскими панелями». RadioGraphics . 31 (2): 591–602. doi : 10.1148/rg.312105185 . PMID  21415199.
  9. ^ Андриол, Кэтрин П. (1 сентября 2002 г.). «Оценка производительности и стоимости компьютерной радиографии, цифровой радиографии и экранной пленки для амбулаторных исследований грудной клетки». Журнал цифровой визуализации . 15 (3): 161–169. doi :10.1007/s10278-002-0026-3. PMC 3613258. PMID  12532253 . 
  10. ^ «CR против DR — какие варианты?». AuntMinnie.com . 31 июля 2003 г. Получено 23 июля 2017 г.
  11. ^ "Medicare сократит выплаты за аналоговую рентгенографию с 2017 года". AuntMinnie.com . 7 февраля 2016 г. Получено 23 июля 2017 г.
  12. ^ "Цифровая радиология: глобальный переход к процессу захвата рентгеновских изображений". Новости технологий визуализации . 8 февраля 2013 г. Получено 23 июля 2017 г.
  13. ^ Марки, Миа К. (2012). Физика маммографической визуализации. Тейлор и Фрэнсис. стр. 9. ISBN 9781439875469.
  14. ^ Программа скрининга груди NHS (2016). Клинические рекомендации по оценке скрининга рака груди (4-е изд.). Public Health England.
  15. ^ Ли, Кэрол Х.; Дершоу, Д. Дэвид; Копанс, Дэниел; Эванс, Фил; Монси, Барбара; Монтичоло, Дебра; Бреннер, Р. Джеймс; Бассетт, Лоуренс; Берг, Венди; Фейг, Стивен; Хендрик, Эдвард; Мендельсон, Эллен; Д'Орси, Карл; Сиклз, Эдвард; Берхенн, Линда Уоррен (январь 2010 г.). «Скрининг рака молочной железы с помощью визуализации: рекомендации Общества визуализации молочной железы и ACR по использованию маммографии, МРТ молочной железы, УЗИ молочной железы и других технологий для обнаружения клинически скрытого рака молочной железы». Журнал Американского колледжа радиологии . 7 (1): 18–27. doi :10.1016/j.jacr.2009.09.022. PMID  20129267. S2CID  31652981.

Внешние ссылки