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Voici une comparaison détaillée des systèmes de détection de rayons X utilisés en radiographie numérique moderne. Tous présentent des avantages significatifs par rapport à la radiographie sur film, mais chacun produit son image différemment. Les mécanismes de base, ainsi que les avantages et les inconvénients de :

• CCD
• CR
• DR « direct »
• DR « indirect »

La radiographie numérique (sans film) repose entièrement sur le principe simple suivant : les photons X passent du générateur à travers le patient, et ceux qui ne sont pas absorbés par le patient sont captés par un détecteur, puis traités électroniquement pour produire une image. Ce qui distingue ces différentes technologies réside dans la manière dont les rayons X sont captés et convertis en signal électronique.

CCD
Dans les systèmes à dispositif à couplage de charge (CCD), les photons X tombent sur une couche de matériau scintillateur, qui les convertit en lumière visible (généralement verte). Cette lumière verte, émise par la couche scintillatrice, est focalisée par une lentille sur une caméra CCD, qui la convertit en un signal électrique (électrons) pouvant être lu et traité par ordinateur pour produire une image.

L'un des avantages des systèmes CCD est leur rapidité. La matrice CCD, à l'instar de celles utilisées dans les appareils photo numériques, transfère son signal pour traitement très rapidement. De plus, en collimation très serrée (c'est-à-dire lorsque les photons passent près du centre de l'objectif), la qualité d'image est excellente. Comme il s'agit d'une technologie relativement ancienne, le prix de ces systèmes est généralement abordable.

Les systèmes CCD présentent cependant plusieurs inconvénients. Comparés aux détecteurs à écran plat suivants, leur encombrement (taille, forme) est relativement important, ce qui les rend moins pratiques et peu portables. Lorsque la collimation est plus large, rapprochant la lumière du bord extérieur de la lentille, une distorsion se produit sur les bords de l'image. Ce phénomène est dû à l'utilisation d'une lentille sphérique pour focaliser la lumière sur une surface plane. Un autre inconvénient des systèmes CCD réside dans la nécessité de laisser un espace entre la couche scintillante et la lentille, ainsi qu'entre cette dernière et la caméra CCD. La lumière ayant ainsi la possibilité de se diffuser, la résolution réelle est nettement inférieure à la résolution spécifiée du système CCD. Ces distances de séparation entraînent également un éblouissement de l'arrière-plan : la lumière des rayons X qui frappe le scintillateur hors de l'ombre du patient se focalise sur une partie de la caméra CCD située à l'intérieur de l'ombre de l'image du patient, créant des artéfacts sur le contour de l'anatomie. Enfin, comme il s'agit d'une technologie plus ancienne, les différents composants (scintillateur, objectif et caméra CCD) sont fabriqués et pris en charge par de nombreuses entreprises différentes, ce qui rend leur maintenance à la fois difficile et coûteuse. Les systèmes CCD ont rapidement disparu du marché au profit des systèmes DR, plus efficaces en termes de dose et portables. Cependant, les principaux fabricants de CCD encore présents dans le secteur vétérinaire sont Hudson Digital, Sedecal/VetRay, ClearVet et Naomi, avec un prix moyen de $20K ($40K avec une table de radiographie).

En fin de compte, la technologie CCD devient obsolète par rapport aux nouveaux systèmes de radiographie numérique à écran plat indirect et direct.

CR
Avec les systèmes de radiographie numérique (RC), les rayons X sont incident sur une couche de matériau contenant des phosphores photostimulables, qui les convertit en électrons stockés. Pour obtenir une image, la cassette contenant ce matériau est placée dans un scanner numérique où un faisceau laser balaye toute la zone exposée. Lorsque le faisceau laser traverse une zone du matériau, les électrons stockés sont libérés et lus par un ordinateur, qui traite ensuite le signal pour obtenir une image.

L'un des avantages des systèmes CR réside dans la qualité de l'image, généralement comparable à celle des autres modalités numériques. Le CR se situe généralement dans la fourchette de prix la plus basse des systèmes de radiographie numérique modernes, et offre un excellent rapport qualité-prix.

Les systèmes CR présentent cependant plusieurs inconvénients. Le processus d'acquisition d'images en deux étapes (exposition du patient, puis transport de la cassette vers le scanner) rappelle la radiographie sur film. Il élimine la possibilité de prendre plusieurs vues séquentiellement et représente un inconvénient majeur pour le personnel de radiologie. De plus, la résolution obtenue dépend de la vitesse du scanner. Plus le scanner avance rapidement dans la cassette, plus l'image finale est floue. Ainsi, bien que les modèles actuels aient amélioré leur vitesse d'acquisition, ils restent loin derrière les détecteurs numériques à écran plat qui suivront. Les principaux fabricants de systèmes CR encore disponibles dans le secteur vétérinaire sont AGFA, Fuji, FireCR, ScanX et Konika/Minolta, avec un prix moyen de $10-20K.

DR direct
Avec les détecteurs DR « directs », les rayons X sont incidents sur une couche photoconductrice (généralement du sélénium), qui directementles convertit en électrons qui sont ensuite traités par un ordinateur en une image ; il n'y a pas de couche de scintillation.

Les avantages des systèmes DR directs (par rapport au CCD et au CR) sont la vitesse d’acquisition, la qualité de l’image et la commodité globale.

Les systèmes DR directs présentent cependant plusieurs inconvénients. Les photoconducteurs n'absorbent pas les rayons X aussi efficacement que les scintillateurs. Cela signifie que pour une dose d'exposition donnée aux rayons X, le signal acquis est plus faible, le bruit est proportionnellement plus élevé et, par conséquent, la qualité de l'image (directement liée au rapport signal/bruit) est diminuée. Cet effet est particulièrement présent dans les zones à faible dose (anatomie épaisse), limitant ainsi la fonctionnalité globale du système. Pour compenser, la technique d'exposition aux rayons X (quantité ou énergie des rayons X) doit être augmentée. Cette augmentation a deux conséquences importantes : premièrement, l'exposition de l'animal et du personnel aux rayonnements (par diffusion) est accrue. Deuxièmement, comme les composants électroniques sont plus proches de la surface exposée du détecteur, leur exposition aux rayonnements est plus élevée, ce qui augmente le risque de dommages aux composants électroniques et peut réduire la durée de vie du panneau. Pour ces raisons, cette technologie est peu répandue dans les secteurs de l'imagerie humaine ou industrielle. Les distributeurs de systèmes DR directs dans le secteur vétérinaire sont IDEXX et Patterson. Le prix moyen de ces systèmes est de $40K.

DR indirect
Avec les systèmes DR « indirects », les rayons X frappent une couche de matériau scintillateur, qui les convertit en lumière visible (verte dans la plupart des cas). La lumière émise par la couche scintillatrice est lue par un réseau de photodiodes qui la convertit en électrons. Ces électrons activent ensuite une couche de silicium amorphe sur laquelle est imprimée une matrice de transistors à couches minces (TFT) constituant des pixels individuels. Ces derniers captent le signal électrique (électrons) et peuvent être lus et traités par ordinateur pour produire une image. Le terme « indirect » vient de l'utilisation de la couche scintillatrice.

Les systèmes DR indirects sont la référence en matière d'imagerie médicale en raison de leur combinaison de vitesse, de sensibilité élevée aux rayons X et de faible bruit qui conduisent à une excellente qualité d'image dans une conception compacte et entièrement numérique.

Si ces systèmes présentent des inconvénients, l'un d'eux réside dans la légère limite de résolution due à la dispersion latérale potentielle de la lumière et des électrons dans l'épaisseur submillimétrique du détecteur. De plus, chaque étape de conversion (des rayons X à la lumière et de la lumière aux électrons) ayant un rendement inférieur à 100%, le rendement global de conversion est inférieur à celui de la DR directe. Pour remédier à ces problèmes, les fabricants ont amélioré les matériaux et la construction au fil des ans, réduisant ces facteurs à des niveaux pratiquement négligeables. Les principaux fabricants de systèmes DR indirects disponibles dans le secteur vétérinaire sont Varex, Canon, Rayence, PerkinElmer, Samsung, Fuji, Vivex et Toshiba, avec des prix allant de $25 à $40K.

Logiciel vs. Matériel
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