神経血管介入のための EMCCD ベースの高解像度動的 X 線検出器
引用
Sharma, P.、Vasan, SNS、Jain, A.、Panse, A.、Titus, AH、Cartwright, AN、Bednarek, DR、および Rudin, S. (2011)。神経血管介入のための EMCCD ベースの高解像度動的 X 線検出器。IEEE工学医学生物学会会議議事録、2011 年、7787–7790。doi:10.1109/IEMBS.2011.6091919
キーワード
- EMCCD (電子増倍型電荷結合素子)
- X線検出器
- 神経血管介入
- 高解像度
- 光ファイバープレート（FOP）
- シンチレーター（具体的にはCsI(TI) - ヨウ化セシウム）
- 光ファイバーテーパー（FOT）
- 乗算ゲイン
- 量子効率
- 直線性
- 冷却
簡単な
神経血管の特徴を高解像度で検出できる EMCCD ベースの X 線検出器が設計、開発されました。
まとめ
IEEE Engineering in Medicine and Biology Society の 2011 年の会議論文集に掲載されたこの論文では、神経血管介入に使用する高解像度の動的 X 線検出器の設計と開発について説明しています。著者の Sharma、Vasan、Jain、Panse、Titus、Cartwright、Bednarek、および Rudin は、これらの手順において高解像度、高速、および高感度の画像システムが必要であることを強調しています。著者らは、X 線画像増強管 (XII) の画像歪みや、XII とフラット パネル検出器 (FPD) の両方における空間解像度の限界など、既存の X 線画像システムの限界を指摘しています。
著者らは、これらの制限に対処するために、電子増倍電荷結合素子 (EMCCD) を利用した新しい検出器を開発しました。プロトタイプの検出器は、15 フレーム/秒で 9 サイクル/mm の解像度を誇り、30 フレーム/秒でリアルタイム ビデオをキャプチャできます。
主なコンポーネントは次のとおりです。
- EMCCD センサー: この裏面照射型センサーは高い量子効率を誇り、出力アンプに到達する前に信号を増幅する乗算レジスタ ステージを備えているため、信号対雑音比が向上します。
- CsI(TI) シンチレータ:このコンポーネントは、入射する X 線光子を、EMCCD センサーの感度にほぼ一致する発光スペクトルを持つ光子に変換します。
- 光ファイバー コンポーネント:光ファイバー プレートとテーパーは、シンチレータから EMCCD に光子を導き、有効ピクセル サイズを拡大して、小さな神経血管の特徴の視覚化を向上させます。
検出器の電子機器は、EMCCD を駆動するためのアナログ フロント エンド (AFE) ボードと、AFE のクロックを生成する FPGA ボードで構成されています。データ取得は、CameraLink 画像取得ボードとソフトウェア プラットフォーム LabVIEW によって処理されます。
テストにより、EMCCD ベースの検出器が以下を実現することが実証されました。
- 高解像度:従来の XII および FPD の能力を超える 9 サイクル/mm の解像度。
- 直線性:入力 X 線光子と出力信号間の直線関係を示します。
- 可変乗算ゲイン:信号増幅と画質の向上が可能になり、特にステント ストラットなどの小さな神経血管構造を視覚化する場合に役立ちます。
- 二次量子シンクなし:システムが X 線量子制限されていることを確認し、患者への不必要な放射線被曝を最小限に抑えます。
著者らは、この検出器が神経血管内画像診断に適していることを強調し、より広範な臨床応用のために EMCCD モジュールの配列を使用して視野 (FOV) を拡大する継続的な取り組みについて言及して結論付けています。
出典: https://europepmc.org/backend/ptpmcrender.fcgi?accid=PMC3404466&blobtype=pdf