Плоскопанельный детектор цифрового маммографа – на какие параметры обращать внимание при выборе аппарата?
Содержание:
- Какую задачу выполняет цифровой детектор?
- Что представляет собой ППД маммографа?
- Типы детекторов в маммографических системах
- Размер рабочего поля детектора
- Важные параметры активной матрицы
- Как клинике выбрать маммограф с оптимальным детектором?
Плоскопанельный детектор (ППД, сенсор) – пожалуй, самая важная и дорогая деталь цифрового маммографа. Устройство во многом определяет качество и информативность рентгеновских изображений, а также диагностические возможности аппарата в целом. К тому же, особенности ППД сильно влияют на цену всей маммографической системы.
Как устроен и работает детектор? Какие его параметры важно учитывать при выборе маммографа? Разбираемся в статье.
Какую задачу выполняет цифровой детектор?
Плоский сенсор встроен в съемочный столик маммографа. Перед исследованием лаборант укладывает молочную железу пациентки на столик, равномерно прижимая к детектору компрессионной пластиной.
Во время сканирования рентгеновская трубка, расположенная над грудью, производит рентгеновские лучи. Те частично задерживаются тканями молочной железы, а частично проходят сквозь них и поглощаются детектором. Сразу после съемки сенсор формирует черно-белое цифровое изображение и передает его на монитор врача-рентгенолога.
Рис. 1. Проведение цифровой рентгеновской маммографии.
Что представляет собой ППД маммографа?
Визуально плоскопанельный цифровой детектор выглядит как черный прямоугольник. Его корпус обычно выполняется из пластика или металла. Экран, который защищает чувствительную матрицу, делают из карбона. Этот материал прозрачен для рентгеновского излучения и не влияет на качество маммограмм. Внутри корпуса находятся элементы, которые преобразуют рентгеновский в электрический сигнал, и пиксельная матрица, формирующая из него цифровое изображение.
Рис. 2. Цифровой плоскопанельный детектор
Типы детекторов в маммографических системах
По способу преобразования рентгеновского излучения в электросигнал и цифровое изображение ППД бывают:
1. Непрямые, выполненные на основе аморфного кремния (а-Si)
Детекторы непрямого преобразования используют двухступенчатый процесс:- Слой сцинтиллятора (типа йодида цезия с таллием) захватывает энергию рентгеновских лучей и преобразует ее в энергию фотонов, то есть в свет;
- Фотодиодная матрица из аморфного кремния превращает световые фотоны в электронные сигналы;
Рис. 3. Устройство цифрового детектора с непрямым преобразованием сигнала
Главные преимущества:
- более доступная цена;
- устойчивость к повреждениям и перепадам температур.
- средняя чувствительность детектора из-за рассеивания пучка излучения.
Примеры маммографов с непрямым типом преобразования: Brestige Indirect (Medi-Future, Южная Корея); PINKVIEW-AT и PINKVIEW-RT, PINKVIEW-AT DR Plus Expert (Bemems, Южная Корея); Clarity 2D и Clarity 3D (Planmed, Финляндия).
Рис. 4. Цифровой маммограф с непрямым типом преобразования (a-Si) PINKVIEW-RT (Bemems, Южная Корея). Массовые скрининги и первичная диагностика рака груди.
2. Прямые, на основе аморфного селена (а-Sе)
В этих детекторах фотопроводник из аморфного селена захватывает рентгеновское излучение и мгновенно преобразует его в электрический сигнал. Рассеивания энергии не происходит, так как все частицы сразу передвигаются строго по направлению электрического поля.
Рис. 5. Устройство цифрового детектора с прямым преобразованием сигнала
Главные преимущества:
- высокая чувствительность детектора из-за низкого рассеивания пучка излучения;
- быстрая работа;
- меньше шумов на снимке.
Примеры аппаратов с прямым типом преобразования: Amulet Innovality (Fujifilm, Япония).
Рис. 6. Премиальный цифровой маммограф с прямым типом преобразования (a-Se) Brestige Direct (Medi-Future, Южная Корея). Экспертные скрининги и первичная диагностика рака груди.
Размер рабочего поля у детектора
На российском рынке одни и те же модели маммографов могут комплектоваться детекторами разных размеров. Чаще всего это сенсоры 24х30 см или 18х24 см. Чем меньше размер приемника, тем ниже будет стоимость маммографа. Но важно помнить, что небольшой детектор усложняет проведение съемки, в первую очередь у женщин с крупной грудью. В этом случае вместо стандартных 4 снимков потребуется 8. В результате маммография длится дольше, и женщина получает большую дозу облучения. Но даже в этом случае есть риск, что не все ткани войдут в поле обзора при сканировании.Для клиник в РФ этот вопрос имеет важное значение. В отличие от Азии, где по статистике большинство женщин имеет 1-2-й размер груди, в нашей стране средним считается 3-4 размер, бюст 5-ого размера не является редкостью.
Таким образом, оптимальный размер приемника для полноформатной маммографии в России – 24х30 см.
Важные параметры активной матрицы детектора
Кроме типа преобразования сигнала и размера рабочего поля, обратите внимание на характеристики активной TFT матрицы детектора (матрица тонкопленочных транзисторов). Этот элемент сенсора преобразует электрический заряд в цифровое изображение на мониторе. Активная матрица обычно состоит из «квадратиков» одинаковых размеров. Они называются пикселями и являются мельчайшими единицами цифровых изображений.Чем больше пикселей в TFT матрице и меньше размер пикселя в цифровом детекторе маммографа, тем качественнее и детальнее будет изображение. Оптимальные размеры этого элемента 50-90 мкм.
На аппаратах с матрицей высокого разрешения рентгенологу легче изучить мелкие структуры и изменения тканей молочных желез. Так, первые признаки рака, микрокальцинаты, выглядят на снимках как песчинки размером от 50-100 мкм. Чем меньше шаг пикселя у детектора маммографа, тем выше вероятность заметить их скопления. Если врач увидит небольшой подозрительный очаг, он сможет приблизить изображение, и “картинка” не будет размытой.
Рис. 7. Рентгеновская цифровая маммограмма. Скопления микрокальцинатов – первых признаков рака груди на доклинической стадии.
Примеры аппаратов с хорошим разрешением цифрового детектора:
- Amulet Innovality, Fujifilm: общее число пикселей 4728х5928, размер пикселя 50 мкм;
- PINKVIEW-AT и PINKVIEW-RT, Bemems: общее число пикселей 3070х3840, размер пикселя 76 мкм;
- Brestige Indirect и Brestige Direct, Medi-Future: общее число пикселей 2816х3584, размер пикселя 85 мкм.
Также при выборе маммографа стоит обратить на 2 характеристики цифрового детектора:
1. MTF (Modulation Transfer Function) – значение функции передачи модуляции;
Характеризует зависимость между передаваемым контрастом детали и ее размером. Чем выше этот показатель, тем контрастнее будут мелкие детали на рентгеновском снимке.
Оптимальные значения MTF для детектора маммографа: не менее 70%.
2. DQE (Detective Quantum Efficiency) – квантовая эффективность регистрации.
Характеризует поглощение рентгеновского излучения материалом детектора. Дает представление о возможности получения изображений объектов, имеющих различные размеры и контраст.
Оптимальные значения DQE для детектора маммографа: 55-70%.
Как клинике выбрать маммограф с оптимальным детектором?
При выборе цифрового аппарата важно обращать внимание на все особенности плоского сенсора. К самым важным параметрам относятся материал детектора и способ преобразования сигнала, размер рабочего поля, разрешение активной матрицы, а также квантовая эффективность.- Диагностическим центрам и клиникам, заинтересованным в проведении массовых скринингов для профилактики рака груди, подойдут системы с детекторами на основе аморфного кремния с непрямым преобразованием. Разрешение матрицы может быть средним или высоким. Такие маммографы выдают качественные изображения и отличаются доступной ценой. К этой группе относятся: Brestige Indirect (Medi-Future, Южная Корея), PINKVIEW-AT (Bemems, Южная Корея), PINKVIEW-RT (Bemems, Южная Корея).
- Медцентрам, которые проводят экспертные скрининги и точную диагностику рака груди, подойдут аппараты с детекторами на основе аморфного селена, с прямым преобразованием и хорошим разрешением TFT матрицы. Подобные системы отличаются высокой ценой и производят максимально качественные изображения. На детальных снимках различимы мельчайшие признаки рака: микрокальцинаты, фиброзные тяжи и пр. Примеры аппаратов с детекторами экспертного класса: скрининговый маммограф Brestige Direct (Medi-Future, Южная Корея), диагностическая система с томосинтезом Amulet Innovality (Fujifilm, Япония).
Дата актуализации
|
14.08.2024 |