V českém překladu se bohužel tyto veličiny často zaměňují, protože znějí velmi podobně, vlastně stejně, jen mají v názvu přehozená dvě slova. Posuďte sami: Kvantová detekční účinnost (QDE) a Detekční kvantová účinnost (DQE). Nicméně vyjadřují velmi odlišné vlastnosti detektoru.

QDE – Quantum Detection Efficiency, neboli kvantová detekční účinnost, vyjadřuje podíl rtg fotonů detekovaných detektorem a dopadajících na detektor. QDE je definována jako:

• QDE závisí na faktorech, jako je materiál detektoru, jeho tloušťka a energie rtg fotonů. Zjednodušeně jde o to, kolik rtg fotonů se v detektoru absorbuje a neprojdou skrz nedetekovány.
• Vyšší QDE znamená, že se v detektoru absorbuje více rtg fotonů, což snižuje šum způsobenými kvantovými fluktuacemi.
• U spektrálních detektorů pracujících v photon-counting módu, tedy v módu umožňujícím čítat jednotlivé rtg fotony, bývá QDE vyšší než u energii-integrujících detektorů, protože dokáží čítat jednotlivé rtg fotony.

DQE – Detective Quantum Efficiency, neboli detekční kvantová účinnost, je komplexnější metrika pro popis „výkonu“ (performance) detektoru. DQE popisuje, jak efektivně zobrazovací systém převádí dopadající signál na vstupu detektoru na užitečný signál na výstupu, přičemž bere v úvahu i šum. DQE je definována jako:

kde f představuje prostorovou frekvenci. Avšak ozřejmění vzhledem k prostorové frekvenci je poněkud složitější, proto je to uvedeno až na konci tohoto příspěvku.

• Na rozdíl od QDE, DQE zohledňuje šum a prostorovou frekvenci, tedy i prostorové rozlišení.
• Detektor může mít vysokou QDE, ale nízké DQE, pokud do obrazu přidává příliš mnoho šumu nebo rozmazání.
• Vyšší DQE znamená lepší kvalitu obrazu při nižší dávce záření.
• U spektrálních detektorů pracujících v photon-counting módu, tedy v módu umožňujícím čítat jednotlivé rtg fotony, bývá DQE vyšší než u energii-integrujících detektorů, protože dokáží eliminovat elektronický šum a umožňují energetickou diskriminaci.

Klíčové rozdíly jsou shrnuty v následující tabulce.

Zjednodušeně řečeno, QDE udává podíl detekovaných rtg fotonů vzhledem k dopadajícím, zatímco DQE udává, jak efektivně přispívají detekované rtg fotony k tvorbě rtg obrazu.

Závislosti DQE na prostorové frekvenci f

Závislost DQE na prostorové frekvenci f je zásadní pro pochopení toho, jak kvalitně dokáže detektor zobrazit detaily v závislosti na jejich velikosti neboli prostorové frekvenci f. DQE není jedna konstantní hodnota, ale liší se v závislosti na prostorové frekvenci f.

• Nízká prostorová frekvence f odpovídá velkým strukturám, detailům v obraze.
• Vysoká prostorová frekvence f odpovídá drobným strukturám, tedy drobnějším detailům, a ostrým hranám v obraze.

Prostorová frekvence f se vyjadřuje v cyklech na jednotku délky, např. 5 cyklů/cm nebo 2 lp/mm.

Schopnost detektoru zobrazit jednak objekty s nízkou prostorovou frekvencí, ale současně s vysokou prostorovou frekvencí je vyjádřena pomocí DQE systému.

Typické chování detektoru je takové, že při nízkých frekvencích f je DQE vyšší, protože detektor dokáže zachytit větší objekty a zobrazit je s dobrým kontrastem. Tyto větší objekty nejsou příliš ovlivněny šumem.

Naopak pro vyšší frekvence f je DQE nižší, uplatňuje se rozmazání detektoru, zejména při zobrazení extrémně drobných struktur, a současně šum má podstatně větší vliv. To je dáno také tím, že samotný šum je složka s vysokým prostorovým rozlišením. Proto je při vyšších frekvencích f redukován poměr signálu a šumu.

A právě kvalitní detektor dokáže zachovat dobrou DQE při nízkých i vysokých frekvencích f.