Qu'est-ce qui différencie les détecteurs à comptage photonique ?
À l’heure actuelle, les scanners médicaux sont équipés de détecteurs à scintillation solide. Au cours d’un processus de conversion en deux étapes, les rayons X absorbés sont d’abord convertis en lumière visible dans le cristal de scintillation. Puis, la lumière est convertie en signal électrique par une photodiode fixée à l’arrière de chaque cellule de détection.
De faible amplitude, le signal électrique analogique des photodiodes est
sensible au bruit électronique, ce qui limite fondamentalement la capacité de
réduction supplémentaire de la dose de rayonnement.
Parallèlement à cela, il est difficile d’augmenter fortement la
résolution spatiale des détecteurs classiques au-delà de leurs performances
actuelles.
Durant ce processus de conversion en deux étapes, la lumière créée par
des milliers de photons de rayons X est cumulée sur le temps d’intégration et
mesurée dans sa globalité, ce qui se traduit par la perte des informations
spectrales du signal entrant.
Par opposition, les détecteurs à comptage photonique transforment directement les photons de rayons X en signaux électriques.
Par un processus de conversion directe, les rayons X absorbés
créent des paires électron‐trou dans le semi-conducteur. Les charges sont
séparées par un champ électrique puissant produit entre les électrodes du détecteur,
c'est-à-dire la cathode en haut et les anodes pixellisées en bas.
Par rapport aux détecteurs classiques, les détecteurs à comptage
photonique offrent plusieurs avantages. Chaque cellule de détection est définie
par le champ électrique puissant entre la cathode commune et les anodes
pixellisées (Fig. 2), et il n’est pas nécessaire d'ajouter des septa entre
les pixels de détection pour éviter la diaphonie optique inhérente aux
détecteurs à scintillation. Meilleure que celle des détecteurs classiques,
l’efficacité géométrique de la dose est uniquement réduite par les lames ou les
grilles de collimateur antidiffusion, également présentes dans
les détecteurs classiques. De plus, chaque « macropixel » de
détection défini par les lames du collimateur peut être subdivisé en plus
petits sous-pixels de détection, qui sont lus
séparément afin d’obtenir une bien meilleure résolution spatiale.
Capables de compter les charges créées par chaque photon de
rayons X et d’en mesurer l’énergie, les détecteurs à comptage photonique
nous permettent aujourd’hui de bénéficier d’une sensibilité spectrale
intrinsèque de façon reproductible.
Qu’est-ce que cela implique pour la tomodensitométrie, et pour vous ?
En convertissant directement les signaux, les détecteurs à comptage
photonique peuvent faire une grande différence : l’efficacité de dose est
optimisée par rapport aux détecteurs classiques. Les pixels des détecteurs à
comptage photonique sont également beaucoup plus petits, ce qui permet
d’obtenir une bien meilleure résolution spatiale. Grâce à cette nouvelle
technologie, les patients sont exposés à une dose de rayonnement encore plus
réduite et à une quantité de produit de contraste plus faible. Quant aux
médecins, ils peuvent même travailler avec des images montrant
des structures tissulaires extrêmement fines, comme
les petites bronches des poumons ou des métastases osseuses.
• Pas de sous-pondération des quanta d’énergie plus faibles :
meilleur contraste
• Pixels de détection plus petits : meilleure résolution spatiale
sans compromis sur l’efficacité de dose
• Élimination du bruit électronique : réduction de l’exposition aux
radiations
• Sensibilité spectrale intrinsèque : informations multiénergétiques
