Digitální detektory pro planární rentgenové zobrazování – CR

Obsahem minulého článku (odkaz zde) byl přehled digitálních detektorů pro planární rentgenové (rtg) zobrazování. V tomto článku je podrobněji rozebrána samotná technologie CR systémů.

CR technologie byla poprvé klinicky použita pro projekční radiografii firmou Fuji na začátku 80. let 20. století. Tradiční systém film-fólie byl nahrazen novou detekční fólií, tzv. storage-phosphor plate. Detekční fólie je standardně umístěna v desce (kazetě) rozměrů typických pro filmové kazety, při expozici se používá shodné rtg zařízení jako pro expozici systému film-fólie. A výsledek CR systému je velmi podobný výsledku pro systém film-fólie, tj. jedná se o standardní planární rtg zobrazení. Rozdíl je v tom, jak je tvořen latentní obraz a jak probíhá readout tohoto obrazu. CR systém má 3 základní kroky tvorby obrazu: 1) expozice, 2) readout, 3) vymazání předešlého obrazu.

Uvnitř kazety se nachází fólie, která má detekční vrstvu tvořenou fotostimulačními krystaly. Tato vrstva je tvořena médiem z rodiny fosforových sloučenin BaFX:Eu2+, kde X může být některý z halogenů Cl, Br nebo I, nebo i jejich sloučenina. Fosforová sloučenina je ve formě prášku v určitém nosiči, jedná se o práškovou CR technologii. Existuje však i krystalické CR, které je tvořeno podélnými jehlovitými krystaly CsBr.

Typicky dokáže uchovat detekční fólie latentní obraz po relativně dlouhou dobu, ale podle výsledků Americké asociace fyziků v medicíně (AAPM) dochází v čase 10 minut až 8 hodin po expozici k samovolnému uvolnění (fadingu) uchovaného signálu, přičemž ztráta signálu je přibližně 25%.

Při expozici fosforových krystalů detekční fólie dochází po absorpci energie k excitaci elektronů na vyšší energetické hladiny (slupky). Tyto elektrony zůstávají uchyceny na nestabilních energetických hladinách atomů fosforu, tvoří latentní obraz. Při expozici tohoto materiálu pixel po pixelu laserovým světlem (červené barvy) určité vlnové délky a tedy i energie je těmto elektronům dodána energie, a dochází tak k jejich uvolnění (mluvíme o fotostimulační luminiscenci) za současného vyzáření fotonů viditelného světla. Elektrony se tím vracejí z excitovaného do základního stavu. Uvolněné fotony viditelného světla jsou detekovány pomocí fotodiod a převedeny na elektrický náboj. V analogově-digitálním převodníku je náboj v analogové formě převeden na digitální signál. Detekce fotostimulací uvolněných elektronů při jejich zachované prostorové distribuci je podstatou tvorby obrazu v CR technologii.

Nakonec je ještě odstraněn zbývající (residuální) signál detekční fólie. Tento reziduální signál je tvořen elektrony uchycenými na vysokoenergetických hladinách i po světelné stimulaci červeným laserovým světlem. Proto je provedena další stimulace, tentokrát bílým světlem vysoké intenzity. Tím je detekční fólie připravena na další expozici.

Použitá literatura:
Lanca L, Silva A. Digital imaging systems for plain radiography. Springer Science+Business Media, New York, 2013

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *