Photon counting detektory

V současné době jsou téměř všechny komerčně dostupné rentgenové systémy používané pro zobrazování v lékařství vybaveny tzv. integrálními detektory. To znamená, že energie všech fotonů, které dopadnou na daný detekční element, je sečtena dohromady a výsledkem je jedna hodnota energie, která se absorbovala v dané elementu. Nevýhodou je, že se v daném elementu integruje s energií dopadajících fotonů i šum, což nepříznivě přispívá k tvorbě obrazu. Mimo integrální detektory existuje i jiný způsob vyhodnocení energie fotonů, ke kterému se používají tzv. photon counting detektory (PCD, někdy označované jako spektrální detektory) neboli detektory založené na detekci jednotlivých fotonů. Tyto detektory umožňují stanovit počet fotonů, které dopadly na detekční element za určitý časový interval, ale mimo to umožňují i stanovení signálu, který je úměrný energii fotonu. Správným nastavením prahu pro odlišení šumu je pak možné získat výsledný obraz s výrazným potlačením šumu s relativně nízkou dávkou, proto se někdy PCD označují jako „low-dose detektory“. Některé detektory umožňují nastavení více prahů (až 8), což pak umožňuje i diferenciaci tkání neboli spektrální separaci. Díky tomu je možné subtrahovat některé tkáně z obrazu, ukázka subtrahovaných obrazů pro rtg snímek hrudníku je zobrazena na obr. 1.

Energy_subtractionObr. 1: Původní obraz, obraz měkkých tkání (po subtrakci kostí), obraz kostí

Současně je možné zobrazit si obraz pouze v určitém energetickém okně, tj. obraz tvořen pouze fotony s určitou energií. Nevýhodou PCD je, že není možné využívat velkých fluencí fotonů, protože detektory nestíhají vyhodnocovat každý foton, dochází pak ke sčítání energie několika fotonů dohromady, energetické rozlišení pak nefunguje tak, jak by mělo.

Prozatím se jedná o detektory stále více využívané ve výzkumu, avšak některé z nich jsou již i komerčně dostupné, např. u mamografického systému firmy Sectra. Pro CT se prozatím zdá použití těchto detektorů velmi obtížné, právě z důvodu velkých fluencí využívaných u CT. Aby bylo možné použít současné PCD v radiodiagnostice, bylo by potřeba snížit fluenci cca 100x nebo naopak urychlit elektronické vyhodnocení signálu. Jako photon counting detektor se využívá polovodičový detektor CdZnTe.

Závěrem lze říct, že PCD jsou dalším krokem od dual energy CT.

Použitá literatura:
Hendee WR. Emerging imaging technologies in medicine. Imaging in medical diagnosis and therapy. CRC Press, 2013
Johnson TRC, Fink C, Schönberg SO, Reiser MF. Dual energy CT in clinical practice. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2011
Taibi A. Spectral imaging. Current clinical implementations. EUTEMPE-RX – MPE04 Module. Universita di Ferrara, Italy

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *