scholarly journals Evaluation of digital X-ray detectors for medical imaging applications

2011 ◽  
Author(s):  
Αναστάσιος Κωνσταντινίδης
Keyword(s):  
Thin Film Transistor ◽  
Complementary Metal Oxide Semiconductor ◽  
Metal Oxide Semiconductor ◽  
Oxide Semiconductor ◽  
Noise Power ◽  
International Electrotechnical Commission ◽  
Modulation Transfer ◽  
Large Area ◽  
X Ray ◽  
Active Pixel

Οι ψηφιακοί ανιχνευτές ακτίνων Χ είναι πλέον διαδεδομένοι σε αρκετές εξετάσεις με ακτίνες Χ. Άρχισαν να χρησιμοποιούνται στην κλινική ιατρική την τελευταία δεκαετία αλλά εξακολουθούν να υπάρχουν συνεχείς εξελίξεις στην τεχνολογία. Η τεχνολογία συμπληρωματικών ημιαγωγών μεταλλικού οξειδίου (complementary metal oxide semiconductor - CMOS) με αισθητήρα ενεργού εικονοστοιχείου (active pixel sensor - APS) είναι μια νέα ψηφιακή τεχνολογία που προσφέρει πλεονεκτήματα σε σύγκριση με μερικές από τις πιο καθιερωμένες τεχνολογίες (π.χ. α) συσκευές συζευγμένου φορτίου (charge-coupled devices - CCD), β) ανιχνευτές με τρανζίστορ λεπτών υμενίων (thin film transistor - TFT) και γ) CMOS με αισθητήρα παθητικού εικονοστοιχείου (passive pixel sensor - PPS)). Η συγκεκριμένη διδακτορική διατριβή εξετάζει την απόδοση των ψηφιακών ανιχνευτών νέας τεχνολογίας και επιχειρεί να προσδιορίσει το ρόλο τους σε μελλοντικές εφαρμογές ιατρικής απεικόνισης.Πιο συγκεκριμένα, παρουσιάζονται αξιολογήσεις (με χρήση ορατών φωτονίων και ακτίνων Χ) απόδοσης δύο νέων ανιχνευτών CMOS APS, ονομαστικά Large Area Sensor (LAS) και Dexela CMOS x-ray detector. Η αξιολόγηση έγινε χρησιμοποιώντας τις παρακάτω τεχνικές: α) καμπύλη μεταφοράς φωτονίων (photon transfer curve - PTC), β) συνάρτηση μεταφοράς διαμόρφωσης (modulation transfer function - MTF), γ) κανονικοποιημένο φάσμα ισχύος θορύβου (normalized noise power spectrum - NNPS) και δ) ανιχνευτική κβαντική αποδοτικότητα (detective quantum efficiency - DQE). Έγιναν κάποιες τροποποιήσεις ώστε να επεκταθούν οι υπάρχουσες τεχνικές με σκοπό την εξάλειψη τεχνικών περιορισμών. Η απόδοση των δύο νέων ψηφιακών ανιχνευτών συγκρίθηκε με τρία εμπορικά συστήματα ψηφιακών ανιχνευτών (α) Remote HR RadEye (CMOS APS), β) Hamamatsu C9732DK (CMOS PPS) και γ) Anrad SMAM (a-Se TFT)) σε τρία φάσματα ακτίνων Χ (28 kV για μαστογραφία και 52 kV και 74 kV για γενική ακτινοδιαγνωστική) με βάση τα πρότυπα της Διεθνούς Ηλεκτροτεχνικής Επιτροπής (International Electrotechnical Commission - ΙEC). Αμφότεροι οι νέοι ψηφιακοί ανιχνευτές παρουσιάζουν υψηλή απόδοση. Επίσης αξιολογήθηκε το φαινόμενο της ενδογενούς μη-γραμμικής μεταφοράς σήματος και θορύβου των ανιχνευτών CMOS APS.Τέλος, οι πειραματικά μετρημένες παράμετροι απόδοσης των ψηφιακών ανιχνευτών χρησιμοποιήθηκαν για να προσομοιώσουν εικόνες σε συνθήκες μαστογραφίας με σκοπό να διαπιστωθούν πιθανές εφαρμογές ιατρικής απεικόνισης για τους δύο νέους ψηφιακοί ανιχνευτές. Δύο ψηφιακά ομοιώματα (το ένα αντιπροσωπεύει ένα τρισδιάστατο μοντέλο μαστού και το άλλο το εργαλείο δοκιμής CDMAM) χρησιμοποιήθηκαν για να προσομοιώσουν διάφορες μαστογραφικές συνθήκες. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι αμφότεροι οι νέοι ανιχνευτές CMOS APS προσφέρουν υψηλή ποιότητα εικόνας σε σύγκριση με τα εμπορικά συστήματα ανιχνευτών.

Characterization of CMOS Pixel Detectors for Digital X-Ray Imaging

2006 ◽  
Vol 321-323 ◽  
pp. 1052-1055 ◽  
Author(s):  
Min Kook Cho ◽  
Ho Kyung Kim ◽  
Thorsten Graeve ◽  
Jung Min Kim
Keyword(s):  
Spatial Frequency ◽  
Imaging System ◽  
Complementary Metal Oxide Semiconductor ◽  
Cost Effective ◽  
Oxide Semiconductor ◽  
Noise Power ◽  
Modulation Transfer ◽  
X Ray ◽  
Pixel Detectors ◽  
X Ray Imaging

In order to develop a cost-effective digital X-ray imaging system, we considered a CMOS (complementary metal-oxide-semiconductor) photodiode array in conjunction with a scintillation screen. Imaging performance was evaluated in terms of MTF (modulation-transfer function), NPS (noise-power spectrum) and DQE (detective quantum efficiency). The presampled MTF was measured using a slanted-slit method. The NPS was determined by 2-dimensional Fourier analysis. Both the measured MTF and NPS, and a self-developed computational model for the X-ray spectral analysis were used to determine the spatial frequency-dependent DQE. From the measured MTF, the spatial resolution was found to be about 10.5 line pairs per millimeter (lp/mm). For a 45-kVp tungsten spectrum, the measured DQE around zero spatial frequency was about 40%.

scholarly journals Characterization of dislocations in germanium layers grown on (011)- and (111)-oriented silicon by coplanar and noncoplanar X-ray diffraction

2015 ◽  
Vol 48 (3) ◽  
pp. 655-665 ◽  
Author(s):  
Andrei Benediktovitch ◽  
Alexei Zhylik ◽  
Tatjana Ulyanenkova ◽  
Maksym Myronov ◽  
Alex Ulyanenkov
Keyword(s):  
Dislocation Line ◽  
Complementary Metal Oxide Semiconductor ◽  
Metal Oxide Semiconductor ◽  
Oxide Semiconductor ◽  
Misfit Dislocations ◽  
X Ray Diffraction ◽  
X Ray ◽  
Lattice Constants ◽  
Silicon And Germanium

Strained germanium grown on silicon with nonstandard surface orientations like (011) or (111) is a promising material for various semiconductor applications, for example complementary metal-oxide semiconductor transistors. However, because of the large mismatch between the lattice constants of silicon and germanium, the growth of such systems is challenged by nucleation and propagation of threading and misfit dislocations that degrade the electrical properties. To analyze the dislocation microstructure of Ge films on Si(011) and Si(111), a set of reciprocal space maps and profiles measured in noncoplanar geometry was collected. To process the data, the approach proposed by Kaganer, Köhler, Schmidbauer, Opitz & Jenichen [Phys. Rev. B, (1997),55, 1793–1810] has been generalized to an arbitrary surface orientation, arbitrary dislocation line direction and noncoplanar measurement scheme.

Effects of etching holes on complementary metal oxide semiconductor–microelectromechanical systems capacitive structure

2012 ◽  
Vol 24 (3) ◽  
pp. 310-317 ◽  
Author(s):  
Wei-Hsiang Tu ◽  
Wen-Chang Chu ◽  
Chih-Kung Lee ◽  
Pei-Zen Chang ◽  
Yuh-Chung Hu
Keyword(s):  
Metal Oxide ◽  
Microelectromechanical Systems ◽  
Sacrificial Layer ◽  
Estimation Method ◽  
Complementary Metal Oxide Semiconductor ◽  
Metal Oxide Semiconductor ◽  
Oxide Semiconductor ◽  
Fringe Field ◽  
Large Area ◽  
Fringing Field

Etching the large area of sacrificial layer under the microstructure to be released is a common method used in microelectromechanical systems technology. In order to completely release the microstructures, many etching holes are often required on the microstructure to enable the etchant to completely etch the sacrificial layer. However, the etching holes often alter the electromechanical properties of the micro devices, especially capacitive devices, because the fringe fields induced by the etching holes can significantly alter the electrical properties. This article is aimed at evaluating the fringe field capacitance caused by etching holes on microstructures. The authors aim to find a general capacitance compensation formula for the fringe capacitance of etching holes by the use of ANSYS simulation. According to the simulation results, the design of a capacitive structure with small etching holes is recommended to prevent an extreme capacitance decrease. In conclusion, this article provides a fringing field capacitance estimation method that shows the capacitance compensation tendency of the design of etching holes; this method is expected to be applicable to the design in capacitive devices of complementary metal oxide semiconductor–microelectromechanical systems technology.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document