Основные цифровые технологии
Две группы приемников для цифровых систем .
Все существующие в настоящее время приемники для цифровых систем условно разделяют на две группы [6, 7, 25, 28, 34].
1. детекторы с непосредственным преобразованием информации, содержащейся в прошедшем через тело пациента потоке рентгеновских квантов, в цифровые данные. В литературе приемники-преобразователи первой группы принято называть устройствами для «прямой» цифровой рентгенографии (Direct Radiography (DR)). [101, 124, 135]
2. детекторы, в которых преобразование осуществляется с использованием различного типа запоминающих устройств, исполняющих роль своеобразного буфера, с формированием цифрового изображения при последующем считывании информации уже с запоминающего устройства.
К первой группе относятся: системы, применяющие рентгеновские электронно-оптические преобразователи, а также телевизионные системы, либо ПЗС - матрицы; системы, использующие комбинацию сцинтилляционный экран - светосильная оптика переноса - ПЗС - матрица; системы на базе линеек газовых и полупроводниковых детекторов; технология плоских панелей различных типов, бурно прогрессирующая в последние годы. Сюда необходимо включить и детекторы на базе газовых ионизационных камер, использующиеся в России в качестве приемников для сканирующих систем в так называемых легочных флюорографах. [25, 70, 150].
Приемники-преобразователи этих систем из первой группы, в свою очередь, могут быть отнесены к одному из следующих двух типов:
• Те, в которых на первой стадии не происходит преобразование энергии фотонов рентгеновского излучения в энергию фотонов
оптического диапазона длин волн (к этому типу относятся детекторы на базе селеновых барабанов, плоские панели на основе аморфного селена, а также детекторы на основе газовых ионизационных камер для сканирующих систем) • Приемники с промежуточным преобразованием энергии фотонов рентгеновского излучения - только на следующей стадии носителям энергии становятся электроны (к этому типу относятся УРИ с аналого-цифровым преобразованием сигналов на выходе входящей в состав УРИ телевизионной системы либо камеры, с ПЗС матрицей, приемники на базе комбинации сцинтилляционный экран - светосильная оптика - ПЗС-матрица, линейки полупроводниковых детекторов для сканирующих систем, плоские панели на базе аморфного кремния). [34] В> России из систем, относящихся к первой группе, широкое: практическое применение получили сканирующие системы на базе линейки полупроводниковых детекторов, ПЗС - матрицы или ионизационной камеры, используемые в первую очередь для так называемой цифровой флюорографии, легких. Наиболее распространенными на сегодняшний день в России являются приборы, работающие по принципу сканирования. В них детекторы, в качестве которых используются кремниевые фотодиоды и сцинтилляторы, располагаются в виде линейки и представляют собой счетчики, измеряющие интенсивность рентгеновского излучения: Детектирование рентгеновских квантов,происходит за счет их конверсии в видимый свет с последующим детектированием кремниевым фотодиодом. Сканирование осуществляется посредством одновременного, равномерного перемещения рентгеновского излучателя, коллиматора и детектора. При этом исследуемая область просвечивается плоским веерообразным пучком, перемещаемым по площади снимка [7, 28, 30]. Некоторые аппараты сканируют объект, перемещаясь по заданному сектору. Лучи, прошедшие через тело пациента, попадают на входное окно детектора. После обработки
информации по всем строкам в кадре формируется цифровое изображение, описывающее интенсивность рентгеновского излучения после прохождения через тело пациента. Детекторы рассматриваемого типа обладают пространственной разрешающей способностью около 1,2 пар линий/мм. [6, 7, 34]
В системах с ПЗС-матрицами, так же используемых в России, аналоговые сигналы после оцифровки записываются в виде цифровой матрицы изображения. Их значения записываются в память компьютера и подвергаются дальнейшей обработке. Для-получения изображения цифровое значение каждого пикселя трансформируется в точку определенной яркости на экране
электронно-лучевой трубки или в определенную плотность почернения на твердой копии изображения. Разрешающая способность указанной технологии ограничивается полосой пропускания телевизионной системы, применяемой; в УРИ; Другим недостатком подобных систем является малый размер рабочего поля УРИ. [34, 64]
И, наконец, что касается полномасштабной твердотельной матрицы, наиболее популярному сейчас виду детектора систем из первой группы, то она способна поштучно регистрировать рентгеновские кванты, каждый упавший на нее квант приписывается конкретной ячейке, и суммируется. [30, 64]. Эта технология считается самой перспективной. [34^ 135]. Однако, при создании полноценного детектора, обладающего необходимыми размерами, с достаточной . эффективностью, быстродействием, хорошим
пространственным разрешением разработчики сталкиваются с определенными техническими трудностями например, такими, как быстрое снижение показателей полупроводниковых детекторов под воздействием ионизирующего излучения, необратимые повреждения, приводящих к накоплению дефектных элементов изображения, так как такие приемники в силу своего конструктивного решения являются неремонтопригодными и некоторыми другими проблемами, что, в конечном итоге существенно удорожает процесс производства подобной техники. Главный и очевидный
недостаток полноформатных матриц - исключительно высокая цена. Прогнозы о быстром снижении цены полноформатных панелей оказались пока слишком оптимистичными.
При всех несомненных достоинствах всех этих систем для цифровой радиографии, они имеют один, но на наш взгляд весьма существенный недостаток - заменяют только один аналоговый рентгеновский аппарат и требуют при этом достаточно дорогого переоснащения и переоборудования всего рентгеновского отделения. А если учитывать количество работающих аналоговых рентгеновских аппаратов в России, то процесс замены на цифровой принцип получения рентгеновского изображения может стать не только длительным, но и финансово крайне емким.
Ко второй группе авторы относят системы формирования рентгеновского изображения, содержащие люминесцентные запоминающие экраны, считывание информации с которых осуществляется при помощи лазерного устройства и, как уже отмечено выше, получившие название Computed Radiography (CR) [34, 101, 102] и системы оцифровки рентгеновских пленок, которые мы в силу их крайне малой распространенности в описании опустим.
Учитывая, что именно эти системы явились предметом проведения наших исследований в обзоре литературы по цифровым технологиям, мы считаем необходимым изложить материал, посвященный им в виде отдельного раздела обзора.
Теги:
234567 Начало активности (дата): 10.11.2014 23:00:00
234567 Кем создан (ID): 645
234567
