Единой концепции по выбору размера фотоячейки с точки зрения оптимизации диагностических характеристик рентгеновского детектора пока не существует. Уменьшение размера фотоячейки позволяет улучшить диагностические качества, в свою очередь, обеспечение достаточного уровня контрастности и различимости объектов требует увеличения освещенности, также зависящей от площади, что не всегда возможно из-за ограничений по дозовой нагрузке. Предложена модель процесса преобразования рентгеновского излучения в изображение, учитывающая влияние размера фотоячейки на конечный результат преобразования. При оптимизации параметров фотоячейки учитывалось влияние всех элементов преобразовательного стека, в том числе толщина сцинтиллятора для соблюдения баланса между яркостью и контрастом, потери при прохождении изображения через защитный оптоволоконный массив для учета общего спектра шумов, коэффициент заполнения фотоячейки, который оказывает существенное влияние на размытие изображения. Модель представляет собой линейное вычисление частотно-контрастной характеристики и детектируемой квантовой эффективности при различных значениях размера фотоячейки, что позволяет определить оптимальный размер фотоячейки с точки зрения достижения определенных значений частотно-контрастной характеристики. Показано, что в соответствии с техническими требованиями проекта максимально допустимый размер фотоячейки 140 мкм, а его оптимальное значение от 60 до 70 мкм. При определении данного диапазона использованы полученные при моделировании зависимости для детектируемой квантовой эффективности. Предложенная модель позволяет с высокой степенью достоверности задать ключевой параметр фотосчитывающего узла рентгеночувствительной панели - размер фотоячейки.
1. 50 μm pixel pitch wafer-scale CMOS active pixel sensor x-ray detector for digital breast tomosynthesis / C. Zhao, A.C. Konstantinidis, Y. Zheng et al. // Physics in Medicine and Biolo-gy. – 2015. – Vol. 60. – No. 23. – P. 8977–9001.
2. Vedantham S., Karellas A., Suryanarayanan S. Solid-state fluoroscopic imager for high-resolution angiography: Parallel-cascaded linear system analysis // Med. Phys. – 2004. – Vol. 31. – P. 1258–1268.
3. Empirical and theoretical investigation of the noise performance of indirect detection, ac-tive pixel flat-panel imagers (AMFPIs) for diagnostic radiology / J.H. Siewerdsen, L.E. An-tonuk, Y. El-Mohri et al. // Med. Phys. – 1997. – Vol.24. – P. 71–89.
4. Hejazi S., Trauernchit D.P. System considerations in CCD-based x-ray imaging for digi-tal chest radiography and digital mammography // Med. Phys. – 1997. – Vol. 24. – P. 287–297.
5. Jain A., Bednarek D.R., Ionita C., Rudin S. A theoretical and experimental evaluation of the microangiographic fluoroscope: a high-resolution region-of-interest x-ray imager // Med. Phys. – 2011. – Vol. 38. – P. 4112–4126.
6. Tward D.J., Siewerdsen J.H. Cascaded system analysis of the 3D noise transfer charac-teristics of flat-panel cone-beam CT // Med. Phys. – 2008. – Vol. 35. – P. 5510–5529.