تبدیل غیر مستقیم با آشکار ساز های Flat Panel

سطح مطب: مقدماتی- متوسط

زمان مطالعه: ۵ دقیقه

تبدیل غیر مستقیم -آشکار ساز های فلت پنل (صفحه تخت)

 

این سیستم ها بر پایه آشکارساز های ناحیه بزرگ فلت پنل (Flat Panel detectors) با استفاده از آرایه های ترازیستور فیلم (یا غشای) نازک thin-film transistor (TFT) هستند، یعنی همان تکنولوژی که بطور مثال در صفحه لپ تاپ ها نیز بکار رفته است. FPD روی یک تک لایه شیشه ای یکپارچه ساخته شده است. سپس یک آرایه ترازیسوتور فیلم نازک آمورف سیلیکن روی شیشه لایه نشانی شده است. هر پیکسل از آشکارساز متشکل از یک فتودیود به همراه سوئیچ TFT می باشد. روی آرایه، یک ساختار سینتیلاتور^۱ یدید سزیوم (CsI) دوپ شده با تالیوم، یک لایه بازتابنده و یک پوشش محافظ گرافیتی وجود دارد. لایه CsI متشکل از تعداد زیادی کریستالهای یدید سزیوم به شکل میله ای و نازک (با قطری حدود ۶ الی ۱۰ میکرومتر) میباشد که بطور موازی کنار هم و از بالای صفحه لایه CsI تا لایه ای که روی آن تولید شده است، قرار گرفته اند.

وقتی که فوتون های اشعه ایکس به سینتیلاتور میرسند، نور مرئی متناسب با انرژی فرودی گسیل میشود و سپس توسط یک آرایه از فتودیود ها ثبت شده و به بارهای الکتریکی تبدیل میشوند. سپس این بارها توسط یک آرایه TFT شبیه به آنچه که در سیستم های DR مستقیم وجود دارد، بازخوانی میگردند.

سینتیلاتور ها معمولاً از CsIیا Gd₂O₂S (Gadox یا GOS) ساخته میشوند. کریستال های Gd₂O₂S روی یک مواد پیونده افکنده شده اند و سینتیلاتورهای بدون ساختاری هستند که ساختارشان شبیه به فسفر های ذخیره سازی است.

مزیت سینتیلاتور های مبتنی بر CsI اینست که کریستال ها را میتوان بشکل سوزنی درآورد که میتوانند عمود بر سطح آشکارساز قرار گیرند. این آرایه ساختاری از سوزن های سینتیلاتور، پخش نور در لایه سینتیلاتور را کاهش می دهد. در نتیجه، لایه های سینتیلاتور ضخیم تر را میتوان بکار برد، که موجب افزایش قدرت نور گسیل شده میشود و منجر به خواص اپتیکی بهتر و بازده کوانتومی بالاتر میگردد، ضمن اینکه تابع پخش نور (LSF²) در سینتیلاتور نیز کاهش می یابد.

یک مزیت دیگر آشکارساز های فلت پنل ابعاد کوچک آنهاست که امکان یکپارچه سازی آنها با استند های قفسه سینه موجود و یا بوکی تخت ها را میدهد.

تا چند سال پیش، از آنجا که آشکارساز های فلت پنل مبتنی بر CsI بدلیل ساختار ریز خود نسبت به بار مکانیکی بسیار آسیب پذیر هستند، این ساختار ها خارج از سینتیلاتور های ثابت شده نمیتوانستند استفاده شوند و بنابراین نسبتاً فقدان توانایی جابجایی پذیری داشتند. از این رو سیستم های آشکار ساز فلت پنل پرتابل اغلب از Gd₂O₂S ساخته شده اند که نسبت به فشار مکانیکی به اندازه فسفرهای ذخیره سازی مقاوم باشند. البته امروزه سازندگان پیشروی آشکارسازهای فلت پنل این محدودیت ها را از میان برداشته اند و آشکارسازهای مبتنی بر CsI را حتی بصورت کاملاً بی سیم و با بالاترین کیفیت ارائه نموده اند. برخی از این سیستمهای جدید قابلیت عدم نفوذپذیری داشته و از این رو نسبت به مایعات مقاوم بوده و میتوان آنها را توسط مواد آنتی باکتریال تمیز نمود. طراحی و استفاده از محافظ های آنتی شوک این آشکارسازها را نسبت به ضربه و فشار مقاوم کرده است.

به هر حال، هر نقصی که در آشکار ساز رخ دهد میتواند منجر به خرابی کل سیستم تصویربرداری گردد. تصویر تولید شده با آشکارساز های فلت پنل با اتلاف وقت کمتر از ۱۰ ثانیه بین پرتودهی و نمایش تصویر، تقریباً یک پردازش همزمان هستند. در نتیجه، توسط این سیستم ها در یک زمان ثابت تعداد بیماران بیشتری را نسبت به دیگر دستگاههای رادیوگرافی میتوان بررسی نمود.

مطالعات کلینیکی زیادی نشان داده اند که آشکارساز های فلت پنل تبدیل غیر مستقیم، کیفیت تصویر بالاتری را تولید میکنند. مطالعات مقایسه ای میان آشکارسازهای فلت پنل با سیستم های مرسوم فیلم، پلیت های فسفری ذخیره سازی تصویر یا سایر آشکارساز های دیجیتال ثابت کرده‌اند که آشکارساز های فلت پنل بهترین عملکرد در کنتراست پایین و بهترین کیفیت تصویر را نسبت به تمام آشکارساز های دیجیتال ارائه میدهند، و تاکنون بالاتر از سیستم های مرسوم هستند.

 

پانویس

1. Scintillator یا سوسوزن ماده ای است که در اثر برخورد ذره باردار یا فوتون پرانرژی فلورسانس می شود. موج الکترومغناطیسی انرژی بالا (یونیزان کننده یا یوننده) پس از عبور از سینتیلاتور (یا سنتیلاتور) با کاهش انرژی به طیف موج الکترومغناطیسی در ناحیه مرئی (نور مرئی) تبدیل می‌شود.
2.  Light spread function

 

این مقاله توسط بخش R&D شرکت دلسا پرتو نگار تهیه و تنظیم شده است، انتشار و استفاده از  مطالب آن تنها با ذکر منبع مجاز می باشد.