Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
Cet article décrit le fonctionnement des détecteurs de rayons X. Une première partie s'intéresse aux matériaux utilisés pour leur détection des rayons X (scintillateurs et photoconducteurs), et une seconde décrit les détecteurs à proprement parler: du film photographique, des cassettes CR et des amplificateurs de brillance aux nouvelles technologies numériques comme les détecteurs linéaires slot scan, les techniques TDI, CCD et à présent les détecteurs numériques plats.
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This article starts with the description of materials used for the detection of X-ray photons (scintillators and photoconductors). It then focuses on X-ray detectors themselves, from film, CR cassettes and the X-ray image intensifier to new digital technologies such as slot scan linear detectors, techniques such as TDI and CCD, and now flat panel detectors.
Auteur(s)
-
Thierry LEMOINE : Directeur technique THALES MICROWAVE & IMAGING SUBSYSTEMS, Vélizy, France
INTRODUCTION
A la différence des sources, les détecteurs de rayons X ont notablement évolué depuis les années 1980, suivant le chemin emprunté par la photographie numérique avec une décennie de décalage : le temps pour les industriels de trouver une solution technologique économiquement viable au problème de la grande taille de ces détecteurs – jusqu'à 43 × 43 cm. Depuis 2000 environ, il est clair que l'avenir appartient aux détecteurs numériques plats, qui aujourd'hui utilisent une dalle de verre supportant une électronique en silicium amorphe, la même technologie qui équipe les téléviseurs et écrans de PC. L'industrie des écrans LCD l'a en effet rendue accessible pour les applications professionnelles, et depuis 2010 environ les détecteurs numériques plats cessent d'être confinés aux équipements haut de gamme pour s'imposer peu à peu sur toutes les modalités ayant recours aux rayons X.
Cet article fait le point sur les technologies de réalisation des détecteurs. Dans une première section est détaillé le fonctionnement des matériaux (photoconducteurs et scintillateurs) qui transforment les rayons X en un signal lisible par un dispositif électronique (une charge électrique ou un signal lumineux) : une part essentielle des performances des détecteurs est le reflet des performances de ces matériaux. Ensuite, le lecteur trouvera le principe de fonctionnement des détecteurs proprement dits, classés par grandes familles dont on donnera les principales caractéristiques et quelques ordres de grandeur sur les performances accessibles. On ne négligera pas les technologies anciennes comme le film photographique, toujours utilisé et sur lequel de nombreux radiologues en activité se sont formés, mais on s'intéressera aussi – et surtout – à l'ensemble des autres techniques pour finir avec les plus récentes, les détecteurs numériques plats.
L'expertise technique et scientifique de référence
KEYWORDS
detectors | X-ray detectors | X-ray | X-ray imaging
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Scintillateurs et photoconducteurs4. Glossaire – Définitions
Amplificateur (Écran) (Intensifying screen) :
Scintillateur
Amplificateur de brillance (X-ray image intensifier ) :
Tube électronique permettant l'amplification d'un signal constitué de rayons X (=IIR)
Compton (Effet) (Compton effect ) :
Mode de diffusion d'un photon X par choc inélastique avec un électron
Débit de dose (Dose flux ) :
Flux de photons X (par unité de surface et par seconde)
Détection directe (Direct detection ) :
Détection de rayons X à l'aide d'un photoconducteur
Détection indirecte (Indirect detection) :
Détection de rayons X à l'aide d'un scintillateur
Dose absorbée (Absorbed dose) :
Quantité d'énergie déposée par un rayonnement X dans des matériaux ou des tissus biologiques
Dose incidente (Incident dose ) :
Fluence de rayons X par unité de surface
Exposition (Exposure ) :
Voir dose incidente
Faisceau plat (Slot scan) :
Technique de radiographie par balayage d'un faisceau de rayons X plat
Fluoroscopie (Fluoroscopy ) :
Imagerie par rayons X dynamique (l'équivalent du film)
Photoconducteurs (Photoconductors ) :
Matériau permettant la détection de rayons X par une transformation de ceux-ci en une charge électronique
Photodiode (Photodiode ) :
Diode ayant un pouvoir d'absorption d'un rayonnement lumineux incident à sa surface
Photoélectrique (Effet) (Photoelectric effect ) :
Mode d'absorption d'un photon X, qui génère l'éjection d'un électron du cortège atomique d'un atome
Photostimulable (Écran) (Photostimulable screen ) :
Scintillateur avec mémorisation de la dose incidente (cf. CR ou cassette)
Pixel (Pixel ) :
Plus petit élément de surface d'un détecteur
Radiographie (Radiography ) :
Imagerie par rayons X statique (l'équivalent d'un cliché photographique)
Radioscopie (Radioscopy ) :
Voir fluoroscopie
Scintillateur (Scintillator ) :
Matériau permettant la détection de rayons X par une transformation de ceux-ci en lumière visible
Silicium amorphe (Amorphous silicon ) :
Matériau...
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Glossaire – Définitions
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - VAN METTER (R.), BEUTEL (J.), KUNDEL (H.) - Handbook of medical imaging. Physics and psychophysics. - SPIE Press Monograph, vol. 1, part. 1 (2000).
-
(2) - WEBB (S.) - The physics of medical imaging. - Taylor & Francis Editors (1998).
-
(3) - DENDY (P.P.), HEATON (B.) - Physics for diagnostic radiology. - Taylor & Francis Editors (1999).
-
(4) - BUSHBERG (J.T.), SEIBERT (J.A.), LEIDHOLDT (E.M.), BONNE (J.M.) - The essential physics of medical imaging. - Lippincott, Williams & Wilkins Editors LWW (2002).
-
(5) - DOWSETT (D.J.), KENNY (P.A.), JOHNSTON (R.E.) - The physics of diagnostic imaging. - Hadder-Arnold Editors (2006).
-
(6) - HUDA (W.), SLOANE (R.) - Review of radiologic physics. - Lippincott, Williams & Wilkins Editors LWW (2003).
- ...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
1.1 Fournisseurs de composants
Détecteurs numériques plats
TRIXELL/THALES, VARIAN, CANON, PERKIN-ELMER, ANRAD/ANALOGIC, HOLOGIC, TOSHIBA, VIEWORKS, KONICA, FUJI, CARESTREAM, VATECH/RAYENCE, DALSA/TELEDYNE, I-RAY, CARERAY, DRTECH, etc.
Amplificateurs de brillance
THALES, TOSHIBA, PHILIPS, SIEMENS
Systèmes CR (Computed Radiography )
CARESTREAM, FUJI, KONICA, ICR-Co, AGFA
les systèmes à base de films ou de composants CCD sont généralement développés par les équipementiers eux-mêmes.
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