Как правильно выбрать плоскопанельный детектор

По сравнению с пленкой плоскопанельные детекторы имеют определенные преимущества, такие как чувствительность и лучшая воспроизводимость процесса, но также и недостатки, такие как стоимость и более низкое пространственное разрешение. Ниже представлен более полный перечень преимуществ и недостатков:

• Преимущества:
  • Чувствительность: означает наименьшее измеряемое изменение в поглощении рентгеновских лучей. Плоскопанельные детекторы более чувствительны, чем пленка, позволяя таким образом снизить дозу рентгеновского излучения, необходимую для создания изображения.
  • Сокращение времени, необходимого для получения изображения.
  • Сокращение эксплуатационных расходов: в средне- и долгосрочной перспективе возможно сэкономить на пленке и химических реагентах (спустя минимум 2-3 года).
  • Эффективность: лучшая воспроизводимость процесса.
  • Возможность программной обработки: на некоторых плоскопанельных детекторах возможно установить программное обеспечение, позволяющее получить улучшенное изображение, выделение контуров и более детальную диагностику.
  • Упрощенное хранение изображений: детекторы генерируют изображения, размер которых не превышает нескольких десятков мегабайт на рентгенограмму.
  • Портативность: плоскопанельные детекторы более удобные и легкие в установке (в частности, в мобильной и ветеринарной радиографии).

•  Недостатки:
  • Стоимость: при редком пользовании плоскопанельный детектор обойдется дороже, чем традиционная пленка.
  • Устаревание: некоторые технологии устаревают, вследствие чего приходится обновлять оборудование/программное обеспечение.
  • Более низкое пространственное разрешение по сравнению с пленкой: пленка имеет разрешение около 10 пл/мм (до 20 пл/мм в маммографии), в то время как разрешение плоскопанельного матричного детектора составляет от 2,5 до 3,5 пл/мм.
  • Артефакты при оцифровке информации.
  • Чрезмерное экспонирование: в отличие от пленки, при переэкспонировании оцифрованное изображение получается лучшего качества. Во избежание появления шумов, вызванных детектором в связи с недоэкспонированными изображениями, оператор может быть вынужден увеличить дозу облучения, что приводит к чрезмерному экспонированию.

Портативный и беспроводной плоскопанельный детектор производителя Canon

Для того, чтобы выбрать наиболее подходящий плоскопанельный детектор, необходимо учитывать ряд критериев, таких как качество изображения, применение и активная зона. Ниже представлен список критериев:

• Качество изображения: при поиске стоит ориентироваться на лучшее отношение контраст/шум, то есть очень хороший контраст при небольшом шуме.
• Применение: плоскопанельные детекторы находят различные применения — для маммографии, для цифровой радиографии, для интервенционной рентгенологии (в частности, ангиографии), для мобильной радиографии (для ветеринарной радиографии).
• Активная зона: существуют различные форматы, в частности, 14×14 дюймов, 17×14, 11×11 и др.
• Стоимость
• Долговечность/Хрупкость
• Доступные опции: существуют различные опции, как портативность, беспроводная связь, водонепроницаемость и т.д.

На сегодняшний день сложно с точностью определить, как будет изменяться эффективность плоскопанельных детекторов с течением времени, несмотря на некоторые исследования относительно их износа.

Отметим лишь, что чувствительность детекторов со сцинтиллятором со временем уменьшается и зависит, прежде всего, от количества сделанных снимков.

Например, для детекторов SwissRay срок службы составляет не менее пяти лет; детекторы Canon имеют гарантию на 210 000 снимков и рассчитаны на семилетний срок службы.

Принцип работы плоскопанельного детектора заключается в преобразовании пучка рентгеновских лучей в диапазоне от 20 до 120 кэВ в электрический сигнал, который затем оцифровывается. Для плоскопанельных детекторов существует три основных технологии, задействующие прямое и непрямое преобразование. Эти три технологии зависят от количества этапов, необходимых для преобразования пучка рентгеновских фотонов в электрический сигнал.

• Плоскопанельные детекторы с прямым преобразованием «Аморфный кремний + TFT-матрица»:
  • Этап №1 (захват): пластина из аморфного кремния, действующая в качестве фотопроводника, непосредственно преобразует рентгеновские фотоны в электрический заряд.
  • Этап №2 (сбор): образованные электрические заряды собираются без дальнейшего преобразования матрицей TFT-транзисторов. Затем эти аналоговые электрические сигналы оцифровываются, и может быть сформировано цифровое изображение.

• Плоскопанельные детекторы с непрямым преобразованием «CsI + фотодиоды» (1-й тип):
  • Этап №1 (захват): слой йодистого цезия (действующий как сцинтиллятор) преобразует рентгеновские фотоны в видимый свет.
  • Этап №2 (преобразование): слой аморфного силикона (фотодиод) преобразует видимый свет в пучок электронов.
  • Этап №3 (сбор): образованные электрические заряды собираются без дальнейшего преобразования матрицей TFT-транзисторов.

• Плоскопанельные детекторы с непрямым преобразованием «Csl + CCD-матрица» (2-й тип):
  • Этап №1 (захват): слой йодистого цезия (действующий как сцинтиллятор) преобразует рентгеновские фотоны в видимый свет.
  • Этап №2 (преобразование и сбор): CCD-детекторы затем преобразуют этот видимый свет в электрические заряды.

Обращаем ваше внимание на то, что в данном руководстве не представлены :

• CR-детекторы: преобразование рентгеновских лучей в электрический сигнал происходит не мгновенно. Рентгеновские фотоны создают заряды, которые накапливаются в материале (сцинтилляторе) и затем высвобождаются при стимуляции лазерного луча.
• Фотоумножители: они используются для усиления изображения и часто интегрированы в усилители яркости.

Каждая из трех технологий, представленных в предыдущем разделе, имеет свои преимущества и недостатки, которые изложены ниже:

• Плоскопанельные детекторы с прямым преобразованием «Аморфный кремний + TFT-матрица»:
  • Преимущества: отличное пространственное разрешение.
  • Недостатки: низкое поглощение рентгеновских лучей кремнием (за исключением маммографии, когда поглощение превышает 90%); не пригодны для динамических изображений (у кремния есть эффект послесвечения, поэтому его необходимо стирать между двумя экспозициями); если попытаться увеличить дозу излучения с целью компенсировать низкое поглощение рентгеновских лучей кремнием, то есть риск разрушить TFT-матрицу.

• Плоскопанельные детекторы со сцинтиллятором «Csl + фотодиоды»:
  • Преимущества: хорошее поглощение рентгеновских лучей сцинтиллятором в традиционной рентгенологии; без эффекта послесвечения; низкая стоимость и низкое энергопотребление по сравнению с CCD-матрицами (матрица из транзисторов и фотодиодов, как правило, состоит из КМОП — они менее дорогие, чем CCD-матрицы, и потребляют в десять раз меньше энергии).
  • Недостатки: значительный нагрев детектора в связи с высокой скоростью считывания (нуждается в охлаждении).

• Плоскопанельные детекторы со сцинтиллятором «Csl + CCD-матрица»:
  • Преимущества: очень быстрые (для получения динамических изображений — например, в ангиографии); хорошая чувствительность (требуется снижение дозы облучения); высокая линейность между откликом и интенсивностью; CCD-матрицы являются хорошими приемниками света, излучаемого сцинтилляторами, и менее чувствительны к шумам (по сравнению с КМОП).
  • Недостатки: CCD-матрицы меньше, чем КМОП, вследствие чего наблюдается потеря некоторых рентгеновских фотонов, когда требуется большое поле обзора.