Characterization of the VARIAN®PaxScan 2020+ flat panel detector for quantitative X-ray imaging

Abstract

In this work, the response of the VARIAN® PaxScan 2020+ flat panel detector was characterized in terms of spatial resolution and uniformity across the detection area along with detection efficiency for photon beams from conventional X-ray tubes. This information is not commonly provided by the manufacturer. The characterization of spatial resolution, response uniformity and the detection efficiency of the VARIAN® PaxScan 2020+ are a crucial key for improving imaging procedures with diagnostic purposes, mainly when quantification by image processing is required. According to the obtained results, the VARIAN® PaxScan 2020+ detector has, on average, a spatial uniformity, considered as detector response corresponding to different positions for a fixed excitation beam, of 77% measured across the whole detection area 19.8×19.8 cm2; whereas the minimum size measurable is (357 ± 14) μm. A rigorous method is shown to characterize the quantum efficiency, obtaining a suitable description and parameterization of the quantum efficiency as a function of energy. The incorporation of spatial uniformity and quantum efficiency for the convolution of the recorded images is in fact mandatory for the extraction of accurate quantitative information of scanned samples. © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.En este trabajo, la respuesta del detector de panel plano VARIAN® PaxScan 2020+ se caracterizó en términos de resolución espacial y uniformidad en el área de detección junto con la eficiencia de detección para haces de fotones de tubos de rayos X convencionales. Esta información no es comúnmente proporcionada por el fabricante. La caracterización de la resolución espacial, la uniformidad de la respuesta y la eficiencia de detección del VARIAN® PaxScan 2020+ son una clave crucial para mejorar los procedimientos de imagen con fines de diagnóstico, principalmente cuando se requiere la cuantificación por procesamiento de imágenes. De acuerdo con los resultados obtenidos, el detector VARIAN® PaxScan 2020+ tiene, en promedio, una uniformidad espacial, considerada como la respuesta del detector correspondiente a diferentes posiciones para un haz de excitación fijo, del 77% medido en toda el área de detección 19.8 × 19.8 cm2; mientras que el tamaño mínimo medible es (357 ± 14) μm. Se muestra un método riguroso para caracterizar la eficiencia cuántica, obteniendo una descripción adecuada y parametrización de la eficiencia cuántica en función de la energía. La incorporación de la uniformidad espacial y la eficiencia cuántica para la convolución de las imágenes grabadas es de hecho obligatoria para la extracción de información cuantitativa precisa de muestras escaneadas. © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.