27.04.2017
Квантовая эффективность цифровых рентгенотелевизионных камер
Чувствительность цифровых рентгенографических приемников, в качестве которых используются рентгенотелевизионные
цифровые камеры, является одним из основных параметров, так как определяет лучевую нагрузку на пациента.
Чувствительность цифровых рентгенографических приемников, в качестве которых используются рентгенотелевизионные
цифровые камеры, является одним из основных параметров, так как определяет лучевую нагрузку на пациента.
Чувствительность принято оценивать квантовой эффективностью (Detective quantum efficiency — DQE).
Математически квантовую эффективность п выражают квадратом отношения сигнала к шуму на выходе и входе приемника:
В настоящее время можно говорить о трех технологиях, по которым развиваются цифровые рентгенотелевизионные камеры.
Это метод съемки изображения с рентгеновского экрана цифровым фотоаппаратом на ПЗС-матрице с числом пикселов от 1000 х 1000 до 4000 х 4000. Другая технология заключается в развитии принципа съемки изображения с рентгеновского экрана большим числом камер на твердотельных фотоэлектрических преобразователях (до 256 камер)
Наконец, третья технология предусматривает непосредственный контакт рентгеновского экрана, минуя объектив, с фотодетекторами из аморфного кремня. Изображение с экрана фотодетектора переносится без масштабирования (m = 1:1). Получается плоский цифровой приемник матричного типа.
Анализ показывает, что прохождение сигнала и шума через приемник, во всех трех типах приемников идентичен. В каждом
приемнике происходит эффективное поглощение рентгеновских квант в экране (коэффициент поглощения а3) преобразование поглощенных квант в свет (а2), сбор светового потока на фотоприемник (а3), и, наконец, преобразование светового потока в фотоэлектроны а4, которые на нагрузке выходного каскада преобразуются в видеосигнал.
Квантовую эффективность таких приемников на низких частотах, где влиянием контрастно-частотной характеристики КЧХ можно пренебречь рассчитывая :
где as = a1 a2 a3 a4, pex — число рентгеновских квант, приходящихся на пиксел изображения, Бш — дисперсия шума пиксела фотоэлектронного преобразователя, выраженная числом электронов.
Анализ соотношения (2) позволяет сделать следующие выводы.
Наибольшее влияние на квантовую эффективность оказывает поглощение рентгеновского излучения в экране. Для увеличения a1 необходимо увеличивать толщину экрана, что, однако, приводит к ухудшению его КЧХ. Технология игольчатых экранов CsI (Tl) не дает свету рассеиваться в соседние иголки, поэтому появляется возможность увеличения толщины и, следовательно, коэффициента поглощения a1 без ухудшения КЧХ.
Вторым по значимости влияния на квантовую эффективность является суммарный коэффициент преобразования as. Для цифровой камеры с размером рабочего поля 400 х 400 мм и разрешающей способностью R = 3 мм-1 при as.>10, и дозе на кадр 1мР вторым и третьим слагаемыми в знаменателе соотношения (2) можно пренебречь, если ai > 0,5 и Бш < 1000. В этом случае квантовая эффективность полностью определяется коэффициентом поглощения рентгеновских квантов ai.
При уменьшении собственных шумов камеры требования к коэффициенту преобразования as могут быть снижены. Это особенно важно для камер, построенных по принципу съемки изображения с рентгеновского экрана на ПЗС-матрице с одним объективом, так как эффективность объектива по сбору фотонов на ПЗС- матрицу крайне низка.
Из трех рассматриваемых классов рентгенотелевизионных камер наиболее чувствительными являются плоские панели (п = 0.3—0.65),за ними следуют многокамерные приемники (п = 0.3—0.5). Самая низкая квантовая эффективность у камер съемки изображения с экрана одним объективом (п = 0.2—0.3). Однако она соизмерима с квантовой эффективностью рентгенографии.
Поэтому этот класс рентгенотелевизионных камер также может эффективно использоваться в рентгенологии, так как не уступая пленке, по квантовой эффективности он имеет целый ряд преимуществ перед пленочной рентгенографией, связанных с возможностями цифровых технологий и имеет низкую цену по сравнению с панелями и многокамерными приемниками.
Теги: пленка, камера, коэффициент поглощения, экран, рентгенография
234567 Начало активности (дата): 27.04.2017 12:22:00
234567 Кем создан (ID): 645
234567 Ключевые слова: пленка, камера, коэффициент поглощения, экран
12354567899
