フラットパネル検出器

フラットパネル検出器は、デジタル写真やビデオで使用されるイメージセンサーと原理的に類似した、ソリッドステート X 線デジタル放射線撮影装置の一種です。投影放射線撮影で使用されるほか、透視装置の X 線イメージ増強管(II)の代替としても使用されます。

原則

X 線は撮影対象を通過し、2 種類の検出器のいずれかに当たります。

間接検出器

間接検出器には、X 線を光に変換するシンチレータ材料の層(通常はガドリニウムオキシサルファイドまたはヨウ化セシウム) が含まれています。シンチレータ層のすぐ後ろには、 LCDテレビやコンピューターモニターの製造に使用されているプロセスと非常によく似たプロセスを使用して製造されたアモルファスシリコン検出器アレイがあります。TFT -LCDディスプレイと同様に、それぞれが薄膜トランジスタを含む約 0.2 mm のピクセルが、ガラス基板上のアモルファスシリコンでパターン化されたグリッドを形成します。^[1] LCD とは異なりますが、デジタルカメラのイメージセンサーチップに似ているのは、各ピクセルにフォトダイオードが含まれており、ピクセルの前のシンチレータ層の部分によって生成された光に比例して電気信号を生成することです。フォトダイオードからの信号は、X 線画像の正確で感度の高いデジタル表現を生成するために、センサーアレイの端または後ろに配置された追加の電子機器によって増幅およびエンコードされます。 ^[2]

ダイレクトFPD

直接変換イメージャーは、アモルファスセレン（a-Se）などの光伝導体を利用して、入射X線光子を捕捉し、直接電荷に変換します。^[3] a-Se層に入射したX線光子は、内部光電効果によって電子正孔対を生成します。セレン層の深部に印加されたバイアス電圧が、電子と正孔を対応する電極に引き寄せます。したがって、生成された電流は照射強度に比例します。次に、信号は、通常は薄膜トランジスタ（ TFT）アレイによって、基礎となる読み出し電子機器を使用して読み出されます。^[4]^[5]

間接変換検出器に固有の光変換ステップを排除することで、光子の横方向の広がりがなくなり、直接変換検出器で得られる信号プロファイルのぼやけが軽減されます。TFT技術で実現可能な小さなピクセルサイズと相まって、a-Se直接変換検出器は高い空間分解能を提供できます。この高い空間分解能と、低エネルギー光子（< 30 keV）に対するa-Seの相対的に高い量子検出効率が相まって、この検出器構成は、微小石灰化を識別するために高解像度が望まれるマンモグラフィーに使用されるようになりました。^[6]

利点と欠点

フラットパネル検出器はフィルムよりも感度が高く、高速です。フィルムよりも感度が高いため、一定の画質を得るための放射線量を抑えることができます。透視検査では、 X線イメージング増倍管よりも軽量で、耐久性がはるかに高く、体積が小さく、精度が高く、画像の歪みがはるかに少なく、より大きな面積で製造することもできます。^[7] IIと比較した欠点としては、画像要素の欠陥、コストの高さ、空間解像度の低さなどが挙げられます。^[8]

一般的な放射線撮影では、コンピュータ放射線撮影や（特に）フィルムシステムに比べて時間とコストを節約できます。 ^[9]^[10]米国では、デジタル放射線撮影がコンピュータ放射線撮影やフィルムの使用を上回る勢いにあります。^[11]^[12]

マンモグラフィーでは、直接変換FPDが解像度^[要出典]、信号対雑音比、量子効率の点でフィルムや間接技術よりも優れていることが示されています。 ^{[13]デジタルマンモグラフィーは、}乳がん検診プログラムの最低基準として一般的に推奨されています。^[14]^[15]

参照

X線検出器

参考文献

^ Kump, K; Grantors, P; Pla, F; Gobert, P (1998年12月). 「デジタルX線検出器技術」. RBM-News . 20 (9): 221–226. doi :10.1016/S0222-0776(99)80006-6.
^ Kotter, E.; Langer, M. (2002 年 3 月 19 日). 「大面積フラットパネル検出器によるデジタル放射線撮影」.欧州放射線学. 12 (10): 2562–2570. doi :10.1007/s00330-002-1350-1. PMID 12271399. S2CID 16677678.
^ 直接変換と間接変換アーカイブ済み 2010年1月2日、Wayback Machine
^ Zhao, W.; Rowlands, JA (1995). 「アモルファスセレンのアクティブマトリックス読み出しを用いたデジタル放射線学：検出量子効率の理論的分析」. Medical Physics . 24 (12): 1819–33. doi :10.1118/1.598097. PMID 9434965.
^ Zhao, Wei; Hunt, DC; Tanioka, Kenkichi; Rowlands, JA (2005 年 9 月)。「医療用途向けアモルファスセレンフラットパネル検出器」。核物理学研究における計測機器と方法セクション A: 加速器、分光計、検出器および関連機器。549 (1–3): 205–209。Bibcode :2005NIMPA.549..205Z。doi :10.1016/j.nima.2005.04.053 。
^ MJ Yaffe、「デジタルマンモグラフィー用検出器」、U. Bick および F. Diekmann 編『デジタルマンモグラフィー』(2010 年)。
^ Seibert, J. Anthony (2006 年 7月 22 日)。「フラットパネル検出器: どれほど優れているか?」小児放射線学。36 (S2): 173–181。doi : 10.1007 /s00247-006-0208-0。PMC 2663651。PMID 16862412。
^ Nickoloff, Edward Lee (2011 年 3 月). 「AAPM/RSNA 物理学チュートリアル: フラットパネル透視システムの物理学」. RadioGraphics . 31 (2): 591–602. doi : 10.1148/rg.312105185 . PMID 21415199.
^ Andriole, Katherine P. (2002 年 9 月 1 日)。「外来胸部検査におけるコンピュータ放射線撮影、デジタル放射線撮影、およびスクリーンフィルムの生産性とコスト評価」。Journal of Digital Imaging。15 ( 3 ): 161–169。doi : 10.1007 /s10278-002-0026-3。PMC 3613258。PMID 12532253。
^ 「CR対DR - 選択肢は何か?」AuntMinnie.com 2003年7月31日2017年7月23日閲覧。
^ 「メディケア、2017年からアナログX線検査の支払いを削減へ」AuntMinnie.com 2016年2月7日2017年7月23日閲覧。
^ 「デジタル放射線学：X線画像撮影プロセスの世界的な移行」。イメージングテクノロジーニュース。2013年2月8日。 2017年7月23日閲覧。
^ マーキー、ミア・K. (2012)。マンモグラフィ画像の物理学。テイラー＆フランシス。p. 9。ISBN 9781439875469。
^ NHS乳がんスクリーニングプログラム（2016年）。乳がんスクリーニング評価のための臨床ガイドライン（第4版）。イングランド公衆衛生局。
^ Lee, Carol H.; Dershaw, D. David; Kopans, Daniel; Evans, Phil; Monsees, Barbara; Monticciolo, Debra; Brenner, R. James; Bassett, Lawrence; Berg, Wendie; Feig, Stephen; Hendrick, Edward; Mendelson, Ellen; D'Orsi, Carl; Sickles, Edward; Burhenne, Linda Warren (2010 年 1 月)。「画像診断による乳がんスクリーニング: 臨床的に隠れた乳がんの検出のためのマンモグラフィー、乳房 MRI、乳房超音波、およびその他の技術の使用に関する乳房画像診断学会および ACR からの推奨事項」。米国放射線学会誌。7 (1): 18–27。doi :10.1016/j.jacr.2009.09.022 。PMID 20129267。S2CID 31652981 。

外部リンク

ポータブルX線発生装置によるX線透視検査

[1] Kump, K; Grantors, P; Pla, F; Gobert, P (1998年12月). 「デジタルX線検出器技術」. RBM-News . 20 (9): 221–226. doi :10.1016/S0222-0776(99)80006-6.

[2] Kotter, E.; Langer, M. (2002 年 3 月 19 日). 「大面積フラットパネル検出器によるデジタル放射線撮影」.欧州放射線学. 12 (10): 2562–2570. doi :10.1007/s00330-002-1350-1. PMID 12271399. S2CID 16677678.

[3] 直接変換と間接変換アーカイブ済み 2010年1月2日、Wayback Machine

[4] Zhao, W.; Rowlands, JA (1995). 「アモルファスセレンのアクティブマトリックス読み出しを用いたデジタル放射線学：検出量子効率の理論的分析」. Medical Physics . 24 (12): 1819–33. doi :10.1118/1.598097. PMID 9434965.

[5] Zhao, Wei; Hunt, DC; Tanioka, Kenkichi; Rowlands, JA (2005 年 9 月)。「医療用途向けアモルファスセレンフラットパネル検出器」。核物理学研究における計測機器と方法セクション A: 加速器、分光計、検出器および関連機器。549 (1–3): 205–209。Bibcode :2005NIMPA.549..205Z。doi :10.1016/j.nima.2005.04.053 。

[6] MJ Yaffe、「デジタルマンモグラフィー用検出器」、U. Bick および F. Diekmann 編『デジタルマンモグラフィー』(2010 年)。

[7] ^ Seibert, J. Anthony (2006 年 7月 22 日)。「フラットパネル検出器: どれほど優れているか?」小児放射線学。36 (S2): 173–181。doi : 10.1007 /s00247-006-0208-0。PMC 2663651。PMID 16862412。

[8] Nickoloff, Edward Lee (2011 年 3 月). 「AAPM/RSNA 物理学チュートリアル: フラットパネル透視システムの物理学」. RadioGraphics . 31 (2): 591–602. doi : 10.1148/rg.312105185 . PMID 21415199.

[9] Andriole, Katherine P. (2002 年 9 月 1 日)。「外来胸部検査におけるコンピュータ放射線撮影、デジタル放射線撮影、およびスクリーンフィルムの生産性とコスト評価」。Journal of Digital Imaging。15 ( 3 ): 161–169。doi : 10.1007 /s10278-002-0026-3。PMC 3613258。PMID 12532253。

[10] 「CR対DR - 選択肢は何か?」AuntMinnie.com 2003年7月31日2017年7月23日閲覧。

[11] 「メディケア、2017年からアナログX線検査の支払いを削減へ」AuntMinnie.com 2016年2月7日2017年7月23日閲覧。

[12] 「デジタル放射線学：X線画像撮影プロセスの世界的な移行」。イメージングテクノロジーニュース。2013年2月8日。 2017年7月23日閲覧。

[13] マーキー、ミア・K. (2012)。マンモグラフィ画像の物理学。テイラー＆フランシス。p. 9。ISBN 9781439875469。

[14] NHS乳がんスクリーニングプログラム（2016年）。乳がんスクリーニング評価のための臨床ガイドライン（第4版）。イングランド公衆衛生局。

[15] Lee, Carol H.; Dershaw, D. David; Kopans, Daniel; Evans, Phil; Monsees, Barbara; Monticciolo, Debra; Brenner, R. James; Bassett, Lawrence; Berg, Wendie; Feig, Stephen; Hendrick, Edward; Mendelson, Ellen; D'Orsi, Carl; Sickles, Edward; Burhenne, Linda Warren (2010 年 1 月)。「画像診断による乳がんスクリーニング: 臨床的に隠れた乳がんの検出のためのマンモグラフィー、乳房 MRI、乳房超音波、およびその他の技術の使用に関する乳房画像診断学会および ACR からの推奨事項」。米国放射線学会誌。7 (1): 18–27。doi :10.1016/j.jacr.2009.09.022 。PMID 20129267。S2CID 31652981 。