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 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.

PERFORMANCE OF A CDTE-BASED DIGITAL GAMMA IMAGING SYSTEM WITH A 75SE RADIOISOTOPE FOR NONDESTRUCTIVE TESTINGS

2008 ◽  
Vol 22 (11) ◽  
pp. 1045-1050
Author(s):  
H. S. CHO ◽  
S. I. CHOI ◽  
K. Y. KIM ◽  
J. E. OH ◽  
S. Y. LEE ◽  
...  
Keyword(s):  
Imaging System ◽  
Spot Size ◽  
Noise Power ◽  
Modulation Transfer ◽  
Operation Condition ◽  
X Ray ◽  
Gamma Imaging ◽  
X Ray Imaging ◽  
Imaging Performance ◽  
First Time

As a continuation of our digital radiographic sensor R&D, we have developed a digital gamma imaging system based upon the cadmium-telluride ( CdTe ) photoconductor for the applications of industrial gamma imaging. The imaging system consists of a commercially-available CMOS pixel array of a 100 × 100 μ m 2 pixel size and a 5.4 % 151.0 mm 2 active area, coupled with a 750-μm-thick CdTe photoconductor, and a collimated selenium (75 Se ) radioisotope of an about 62.8 Ci activity and a physical size of 3.0 mm in diameter. In this study, we, for the first time, succeeded in obtaining useful gamma images of several test phantoms with the 75 Se radioisotope from the imaging system and evaluated its imaging performance in terms of the modulation transfer function (MTF), the noise power spectrum (NPS), and the detective quantum efficiency (DQE). For comparison, we also tested its X-ray imaging performance with a microfocus X-ray tube of an about 5 μm focal spot size at an operation condition of 90 kVp and 100 μA.

Development of an X-ray imaging system with SOI pixel detectors

2016 ◽  
Vol 831 ◽  
pp. 49-54 ◽  
Author(s):  
Ryutaro Nishimura ◽  
Yasuo Arai ◽  
Toshinobu Miyoshi ◽  
Keiichi Hirano ◽  
Shunji Kishimoto ◽  
...  
Keyword(s):  
Imaging System ◽  
X Ray ◽  
Pixel Detectors ◽  
X Ray Imaging

A Flat-Panel X-Ray Imaging Module for Medical Imaging and Nondestructive Testing

2006 ◽  
Vol 321-323 ◽  
pp. 1004-1007
Author(s):  
Hyo Sung Cho ◽  
Sung Il Choi ◽  
Bong Soo Lee ◽  
Sin Kim
Keyword(s):  
Medical Imaging ◽  
Nondestructive Testing ◽  
System Response ◽  
Detective Quantum Efficiency ◽  
Noise Power ◽  
Pixel Size ◽  
Modulation Transfer ◽  
Flat Panel ◽  
X Ray ◽  
X Ray Imaging

In this study, we designed a flat-panel digital X-ray imaging module based upon the amorphous silicon (a-Si) technology and tested potential for medical imaging and nondestructive testing. The module employs a commercially available a-Si photosensor array of a 143 μm x 143 μm pixel size and a 42.9 cm x 42.9 cm active area, coupled with a CsI(Tl) scintillator of a 550 μm thickness, and a readout IC board which can be accessed through our home made GUI software. The experimental test was performed to evaluate the system response with exposure, modulation transfer function (MTF), noise power spectrum (NPS), and detective quantum efficiency (DQE).

scholarly journals Complete Ring Artifacts Reduction Procedure for Lab-Based X-ray Nano CT Systems

Sensors ◽  
2021 ◽  
Vol 21 (1) ◽  
pp. 238
Author(s):  
Jakub Šalplachta ◽  
Tomáš Zikmund ◽  
Marek Zemek ◽  
Adam Břínek ◽  
Yoshihiro Takeda ◽  
...  
Keyword(s):  
High Efficiency ◽  
Image Inpainting ◽  
Simulated Data ◽  
Complementary Metal Oxide Semiconductor ◽  
Oxide Semiconductor ◽  
Detection Accuracy ◽  
Reduction Procedure ◽  
X Ray ◽  
Artifacts Reduction ◽  
Ct Data

In this article, we introduce a new ring artifacts reduction procedure that combines several ideas from existing methods into one complex and robust approach with a goal to overcome their individual weaknesses and limitations. The procedure differentiates two types of ring artifacts according to their cause and character in computed tomography (CT) data. Each type is then addressed separately in the sinogram domain. The novel iterative schemes based on relative total variations (RTV) were integrated to detect the artifacts. The correction process uses the image inpainting, and the intensity deviations smoothing method. The procedure was implemented in scope of lab-based X-ray nano CT with detection systems based on charge-coupled device (CCD) and scientific complementary metal–oxide–semiconductor (sCMOS) technologies. The procedure was then further tested and optimized on the simulated data and the real CT data of selected samples with different compositions. The performance of the procedure was quantitatively evaluated in terms of the artifacts’ detection accuracy, the comparison with existing methods, and the ability to preserve spatial resolution. The results show a high efficiency of ring removal and the preservation of the original sample’s structure.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document