신경혈관 중재술을 위한 EMCCD 기반 고해상도 동적 X선 검출기
소환
Sharma, P., Vasan, SNS, Jain, A., Panse, A., Titus, AH, Cartwright, AN, Bednarek, DR, & Rudin, S. (2011). 신경혈관 중재술을 위한 EMCCD 기반 고해상도 동적 X선 검출기. IEEE 의학 및 생물학 공학회의 회의록 , 2011, 7787-7790. doi:10.1109/IEMBS.2011.6091919
키워드
- EMCCD(전자증배 전하결합소자)
- 엑스레이 검출기
- 신경혈관 중재
- 높은 해상도
- 광섬유 플레이트(FOP)
- 신틸레이터(구체적으로 CsI(TI) - 요오드화 세슘)
- 광섬유 테이퍼(FOT)
- 곱셈 이득
- 양자 효율
- 선형성
- 냉각
짧은
신경혈관 특징에 대한 고해상도를 갖춘 EMCCD 기반 X선 검출기가 설계 및 개발되었습니다.
요약
IEEE Engineering in Medicine and Biology Society의 Conference Proceedings 에 게재된 이 2011년 기사는 신경혈관 중재술에 사용하기 위한 고해상도 동적 X선 검출기의 설계 및 개발을 설명합니다. 저자인 Sharma, Vasan, Jain, Panse, Titus, Cartwright, Bednarek 및 Rudin은 이러한 절차에서 고해상도, 속도 및 감도를 갖춘 이미징 시스템의 필요성을 강조합니다. 그들은 XII(X선 영상 증폭 장치)의 영상 왜곡, XII와 FPD(평면 패널 검출기)의 제한된 공간 해상도 등 기존 X선 영상 시스템의 한계에 주목했습니다.
저자는 이러한 한계를 해결하기 위해 전자 증식 전하 결합 소자(EMCCD)를 활용하는 새로운 검출기를 개발했습니다. 프로토타입 감지기는 초당 15프레임에서 9cycle/mm의 해상도를 자랑하며 초당 30프레임에서 실시간 비디오를 캡처할 수 있습니다.
주요 구성 요소는 다음과 같습니다.
- EMCCD 센서 : 이 후면 조명 센서는 높은 양자 효율을 자랑하며 출력 증폭기에 도달하기 전에 신호를 증폭하여 신호 대 잡음비를 향상시키는 곱셈 레지스터 단계를 갖추고 있습니다.
- CsI(TI) 신틸레이터: 이 구성 요소는 EMCCD 센서의 감도와 거의 일치하는 방출 스펙트럼을 사용하여 들어오는 X선 광자를 빛의 광자로 변환합니다.
- 광섬유 구성요소: 광섬유 플레이트와 테이퍼는 신틸레이터에서 EMCCD로 빛 광자를 전달하여 작은 신경혈관 특징의 시각화를 개선하기 위해 유효 픽셀 크기를 늘립니다.
감지기의 전자 장치는 EMCCD를 구동하기 위한 AFE(아날로그 프런트 엔드) 보드와 AFE용 클록을 생성하기 위한 FPGA 보드로 구성됩니다. 데이터 수집은 CameraLink 이미지 수집 보드와 소프트웨어 플랫폼 LabVIEW에 의해 처리됩니다.
테스트 결과 EMCCD 기반 탐지기가 제공하는 기능은 다음과 같습니다 .
- 고해상도: 기존 XII 및 FPD의 기능을 능가하는 9사이클/mm를 분해합니다.
- 선형성: 입력 X선 광자와 출력 신호 간의 선형 관계를 보여줍니다.
- 가변 증폭 이득: 특히 스텐트 지지대와 같은 작은 신경혈관 구조를 시각화할 때 신호 증폭 및 이미지 품질 개선이 가능합니다.
- 2차 양자 싱크 없음: 시스템의 X선 양자 제한을 보장하여 환자에게 불필요한 방사선 노출을 최소화합니다.
저자는 신경혈관내 영상화에 대한 검출기의 적합성을 강조하고 광범위한 임상 적용을 위해 EMCCD 모듈 배열을 사용하여 시야(FOV)를 확장하려는 지속적인 노력을 언급하며 결론을 내렸습니다.
출처: https://europepmc.org/backend/ptpmcrender.fcgi?accid=PMC3404466&blobtype=pdf