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FPD(Flat Panel Detector:フラットパネル検出器)

X線を直接デジタル信号に変える平板の検出器。直接変換型と間接変換型の違い、I.I.より優れている点、そして苦手なことまで。

一言でいうと

FPD(Flat Panel Detector)は、X線をそのままデジタルの数字に変えてしまう、平たい板状の検出器です。現在の一般撮影・血管撮影の主流になっています。

2つの方式

FPDには、X線を電気信号に変えるまでの道すじが違う2種類があります。

直接変換型

X線 → 電荷 → デジタル信号

a-Se(アモルファスセレン)という光導電体を使います。X線が当たると、その場で直接、電子と正孔(電荷)が生まれます。光を経由しないので、信号が横に広がりません。

そのため鮮鋭度が高いのが特長です。マンモグラフィなど、細かい描出が必要な検査で使われます。

間接変換型

X線 → → 電荷 → デジタル信号

CsI(ヨウ化セシウム)などの蛍光体でX線を一度可視光に変え、その光をフォトダイオードで電気に変えます。

一度光にするぶん信号が広がりやすいのですが、CsIは柱状結晶という細い柱が並んだ構造をしているため、光が柱の中を通って横に逃げにくくなっています。これで鮮鋭度の低下を抑えています。

X線を光に変える効率が高く、感度が良いのが特長です。

直接変換型間接変換型
材料a-SeCsI+フォトダイオード
途中で光になるかならないなる
得意鮮鋭度感度

I.I.(イメージインテンシファイア)と比べて

血管撮影では、かつてI.I.が使われていました。FPDに置き換わった理由は次のとおりです。

項目I.I.FPD
周辺の歪み糸巻き型の歪みが出る歪まない
磁場の影響受ける(電子を飛ばすため)受けない
厚み大きく重い薄い
ダイナミックレンジ狭い広い
経年劣化コントラストが落ちる少ない

特に「周辺が歪まない」「磁場に強い」の2点は、I.I.が電子を真空中で飛ばして像を作っていたことの裏返しです。

注意しておくこと

デジタルだから被ばくを自由に減らせる、というわけではありません。

FPDはダイナミックレンジが広いため、線量が足りなくても画像はそれなりに出てしまいます。しかし低線量域ではDQE(検出量子効率)が下がり、ノイズの多い画像になります。

「見た目が出ているから大丈夫」ではなく、適正な線量を守る必要があります。フィルム時代のように「線量不足=真っ白」という分かりやすい警告が出ない点が、かえって落とし穴になります。

国試ではこう出る

  • 直接変換型はa-Se(アモルファスセレン)でX線を直接電荷に変える。間接変換型はCsIなどの蛍光体で一度にしてから電気に変える。材料と順番をセットで覚える。
  • 間接変換型のCsIは柱状結晶になっており、光が横に広がるのを抑えて鮮鋭度を保っている。
  • I.I.と比べた利点は、周辺の歪み(糸巻き型歪み)がない・磁場の影響を受けない・薄い・ダイナミックレンジが広い
  • FPDでもDQEは低線量域で下がる。「デジタルだから線量を下げ放題」ではない。

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