DIGITALES RÖNTGEN
Heute stehen für die Erzeugung digitaler Röntgenbilder verschiedene Verfahren zur Verfügung:
- Speicherfoliensysteme
- Verstärkerfolien/CCD Systeme
- Flachbilddetektoren mit Se als Röntgenkonverter
- Flachbilddetektoren mit GdOS als Röntgenkonverter
- Flachbilddetektoren mit CsI als Röntgenkonverter
Speicherfoliensysteme
Speicherfoliensysteme (CR) sind weit verbreitet und bieten gute Bildqualität zu einem relativ niedrigen Preis. Allerdings erfordern Speichefoliensysteme einen zweistufigen Prozess: zunächst wird eine Kassettenaufnahme wie mit einem Film/Foliensystem gemacht. In einem zweiten Schritt wird dann die latente Bildinformation mit einem Laserscanner ausgelesen. Die erzielte Ortsauflösung entspricht etwa dem eines gleichempfindlichen Film/Foliensystems, die Bilddynamik ist dagegen wesentlich größer (etwa 4 Zehnerpotenzen).
Verstärkerfolie/CCD Systeme
Eine vergleichsweise kostengünstige Variante für einen digitalen Online-Röntgendetektor ist die Kombination: Verstärkerfolie (z. B. GdOs oder CsI) einer Abbildungsoptik (Glasfasern oder Linsen) und einer oder mehrerer CCD Kameras.
Nachteilig an dieser Lösung ist die voluminöse Bauweise und die durch die starke optische Verkleinerung unumgängliche Lichtverluste. Diese führen vor allem im Niedrigdosis Bereich zu einem erhöhten Dosisbedarf.
GdOS Flachbilddetektor
GdOS ist durch die Verstärkerfolien ein sehr bekanntes Material. Es ist stabil gegen Umwelteinflüsse und liefert ein hohes Lichtsignal auch bei höheren Röntgenenergien. Auch das emittierte Lichtspektrum ist für die Detektion durch ein TFT Panel gut geeignet.
Leider bewirkt jedoch das kristalline GdOS Pulver eine starke Lichtstreuung, die die erzielbare Ortsauflösung begrenzt. Bei gleicher Absorption erreicht deshalb ein GdOS Flachbilddetektor eine geringere Auslösung wie eine entsprechende Film/Folien Kombination.
Se Flachbilddetektor
Es gibt nur wenige Materialen, die wie das Selen die Möglichkeit bieten, eine Direkt-Digitalradiographie (DDR)zu realisieren. Unter einer Direkt-Digitalradiographie versteht man dabei direkte Wandlung von Röntgenquanten in elektrische Ladung (ohne die Erzeugung und Absorption von Licht). Diese Ladung kann dann wiederum durch eine entsprechende TFT Matrix abgetastet werden.
Um die Ladungen durch die Selenschicht effektiv zu transportieren, sind vergleichweise hohe Spannungen von etwa 10V pro µm Se-Schichtdicke nötig. Wegen der amorphen Struktur der Se Schicht treten dabei aber auch bei sehr hohen Schichtdicken praktisch keine Unschärfen auf. Einzig die TFT Matrix begrenzt deshalb die Auflösung.
Nachteilig ist die Notwendigkeit der Hochspannung und die relativ schlechte Röntgenabsorption des Se. Solange man dabei mit niedrigen Röhrenspannungen arbeitet, z.B. bei der Mammographie, reicht eine Schicktdicke von 200µm vollkommen aus. Muss man dagegen Spannungen über 70kV (Lunge oder Abdomen) verwenden, so ist eine Schichtdicke von min. 1000µm erforderlich. Andernfalls führt die zu geringe Röntgenabsorption wiederum zu einem erhöhten Dosisbedarf.
CsI Flachbilddetektor
CsI ist als Szintillatormaterial aus dem Röntgen-Bildverstärker hinreichend bekannt. Dieses Material besitzt die wichtige Eigenschaft beim Aufdampfen nadelförmige Kristalle auszubilden. Diese Nadeln leiten das vom Röntgen erzeugte Licht auf die TFT Matrix ohne lateral weiter aufzustreuen. Damit können relativ dicke Schichten ohne entsprechende Verschlechterung der Auflösung realisiert werden. Diese Auflösung ist niedriger als beim Se Detektor aber höher als bei Speicherfolien oder Film/Folien Kombinationen.
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