CÔNG NGHỆ CHẨN ĐOÁN HÌNH ẢNH 1 Đề tài: Máy chụp X quang số

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỂN THƠNG
-----❧❧•❧❧-----

BÀI DỊCH MƠN CƠNG NGHỆ CHẨN
ĐỐN HÌNH ẢNH 1
Đề tài: Máy chụp X quang số

GVHD: Ts Nguyễn Thái Hà
Sinh viên thực hiện:
Phạm Minh Tuấn

20134329

Hà Nội, 01/2017
1


Tính vật ý của hệ thống X Quang kỹ thuật số
J A Rowlands
Sunnybrook và Trung tâm cao đẳng Khoa học Y tế phụ nữ, Đại học Toronto, 2075 Bayview
Avenue, Toronto, Ontario, Canada M4N 3M5
Nhận ngày 23 tháng bảy năm 2002
Đăng ngày 20 Tháng 11 năm 2002
Trực tuyến tại stacks.iop.org/PMB/47/R123

Mô tả
Hệ thống chụp X quang điện kỹ thuật số (CR) dựa trên Cassette đã tiếp tục phát triển song
song với hệ thống tích hợp, hệ thống đọc lập tức X quang kỹ thuật số (DR). Chất lượng hình
ảnh của hệ thống CR ngày nay đã gần giới hạn lý thuyết của nó nhưng là kém hơn đáng kể với
DR. Cải thiện hơn nữa chất lượng hình ảnh CR địi hỏi các khái niệm được cải thiện. Mục đích

của nghiên cứu này là xác định các hạn chế cơ bản trong hoạt động CR. Điều này sẽ cung cấp
một nền tảng cho sự phát triển của các phương pháp mới để cải thiện hệ thống CR. Nó cũng
sẽ hướng dẫn nghiên cứu trong việc thiết kế các hệ thống CR tốt hơn để có thể cạnh tranh với
các hệ thống DR về các thơng số chất lượng hình ảnh như vậy như hiệu suất lượng tử thám tử
và duy trì CR thuận tiện trong việc xách tay và kinh tế hơn.

1.Giới thiệu
Ngày nay chụp X quang kỹ thuật số (CR) là dựa trên việc sử dụng
các chất lân quang photostimulable, mà còn được gọi là chất lân
quang lưu trữ (Sonoda et al 1983). Họ là các nhà kinh doanh máy
dị thành cơng nhất cho chụp X quang kỹ thuật số. Các chất lân
quang sử dụng thường xuyên nhất trong gia đình bari fluorohalide
(Barnes 1993) ở dạng bột và gửi lên trên chất nền
để tạo thành một tấm hình hoặc màn hình. cơ chế hấp thụ tia X là
giống hệt với
màn hình phosphor thường được sử dụng với bộ phim. Chúng
khác nhau ở các tín hiệu quang học hữu ích khơng có nguồn gốc
từ ánh sáng phát ra trong phản ứng tức thời với bức xạ sự cố,
nhưng lại có khí thải tiềm ẩn sau khi hình ảnh, bao gồm phí bị
mắc kẹt, là quang học
2


kích thích và phát hành từ bẫy siêu bền. Điều này gây nên một
quá trình gọi là photostimulated phát quang (PSL) dẫn đến sự
phát xạ của bước sóng ánh sáng (màu xanh) ngắn hơn và tỷ lệ
thuận với bản gốc chiếu xạ x-ray. Trong CR, một tấm ảnh (IP) có
chứa phosphor lưu trữ được đặt trong một bao vây kín mít, tiếp
xúc với các hình ảnh x-ray và sau đó đọc ra bằng cách quét raster
với một laser để phát hành các PSL. Ánh sáng màu xanh PSL được

thu thập với một hướng dẫn ánh sáng và phát hiện với một ống
nhân quang (PMT). Các tín hiệu PMT được số hóa để hình thành
các hình ảnh trên một cơ sở điểm với điểm (Fujita et al 1989).
Việc chấp nhận rộng rãi của CR do phạm vi của nó lớn năng
động, tính chất, kỹ thuật số, dễ dàng tính di động và độc đáo hơn
là chất lượng hình ảnh nội tại của nó. hệ thống CR đã được cải
thiện trong gần 20 năm mà họ đã có sẵn. Họ là hiện nay công
nghệ và kỹ thuật hàng đầu , nhưng đã khơng thể vượt qua điểm
yếu chất lượng hình ảnh vốn có của họ. CR dựa trên việc sử dụng
màn hình lưu trữ phosphor trong băng được coi là bổ sung chứ
không phải là cạnh tranh trực tiếp với các hệ thống tích hợp đọc
X quang kỹ thuật số (DR). Có rất nhiều phương pháp có thể để DR
(Yaffe và Rowlands 1997), nhưng đến ngày thành công nhất là
những hệ thống màn hình phẳng dựa trên mảng ma trận chủ
động (Rowlands và Yorkston 2000). tấm phẳng rất gần được "hoàn
hảo" về các biện pháp định lượng của hiệu quả trong đó các hình
ảnh trên khơng x-ray được chuyển tới một hình ảnh kỹ thuật số.
Về vấn đề này DR đã vượt xa khả năng hiện tại của CR. Vì vậy,
ngay cả bằng với chất lượng hình ảnh có thể đạt được với màn
hình-phim và để phù hợp với DR, thay đổi là cần thiết trong cách
tiếp cận cơ bản để CR. Một số rất ứng dụng mới đầy hứa hẹn.
1.1.

Bối cảnh lịch sử

Việc đổi mới cơ bản trong sự phát triển của CR bởi Kodak (Luckey 1975)
người hình thành các lưu trữ của một hình ảnh x-ray trong một màn hình
phosphor. Nó địi hỏi kỹ thuật đáng kể và khái niệm của các ứng dụng
bằng cách Fuji (Kotera et al 1980) để sản xuất đầu tiên hình ảnh y tế x-ray.
Fuji, nhà phát triển chính của CR trong thập niên tám mươi, sử dụng

BaFBr: EU2 + phosphor và một cách tiếp cận băng dựa trên. Trong thời
gian này, Agfa và Kodak thực hiện nghiên cứu và phát triển trên cùng một
3


phương pháp nhưng bị hạn chế thương mại hóa bởi các vấn đề bằng sáng
chế và mâu thuẫn do sợ gây tổn hại cơ sở cài đặt của màn hình-phim,
tương ứng. Trong thời đại này tác lưu trữ cũng đã được quan sát thấy
trong các ứng dụng màn hình-phim nơi mà nó gây ra các tác dụng khơng
mong muốn của bản in thơng qua, một hình ảnh mờ nghĩa của một tiếp
xúc trước khi màn hình xuất hiện trên một bộ phim tiếp theo tiếp xúc trong
các băng cassette . Các tác dụng lưu trữ có liên quan đến hiện tượng phát
quang nhiệt làm vật liệu chiếu xạ, ví dụ: thermoluminescence. Cả hai phát
sáng quang và thermoluminescence có một lịch sử lâu dài mà có thể được
truy trở lại năm 1603 (McKeever 1985, Kato 1994, Seibert 1997) và chuyển
tiếp để trình bày các ứng dụng ngày trong y học (ví dụ bức xạ dosimetry),
sinh học (ví dụ readout của phóng xạ đánh dấu gelelectrophoresis) và các
nơi khác (ví dụ khảo cổ học).

1.2.

Đánh giá sơ lược

Đã có hai đánh giá tồn diện trước đây của khoa học và công nghệ CR
(Kato 1994, Seibert 1997). Một văn bản gần đây (Beutel et al 2000) mặc dù
không cụ thể nhắm mục tiêu CR là rất phù hợp. Một đánh giá mới là kịp
thời bởi vì khoa học và cơng nghệ của hiện tại hệ thống này đã giữ nguyên
và các khái niệm mới đang được tích cực điều tra. Trong việc xem xét hiện
các hoạt động cơ bản của phosphor photostimulable là đầu tiên nêu. Sau
đó, hai thành phần của hệ thống CR ngày nay, các màn hình (hoặc hình

ảnh tấm) và các loại đầu đọc thông dụng nhất (bay tại chỗ), được mô tả.
sự kết hợp của một tấm CR và đầu đọc hình thành một hệ thống CR đầy
đủ chức năng sau. Từ này hạn chế của hệ thống CR ngày nay được trích
lập và tiểu thuyết, phương pháp tiếp cận mới được xác định. Các khả năng
hiện tại của hệ thống được mô tả lâm sàng và các khu vực tiềm năng cải
thiện được xác định.

2.

2.1.

Photostimulable phosphors
Operation of photostimulable phosphors

Các phần sau đây sẽ phác thảo các loại phốt pho photostimulable
sử dụng trong CR. Các hiện tượng vật lý phát sinh trong chất lân
4


quang thông thường và hiện tượng mới độc đáo để Phosphor
photostimulable sẽ được thảo luận

2.1.1. Các loại chất lân quang photostimulable
Các chất lân quang photostimulable sử dụng cho CR lần đầu tiên
là BaFBr: EU2 +. Cấu trúc của nó là tinh thể khơng-khối, I.E. Cung
cấp cho một cấu trúc có lớp tăng lên một hạt phosphor với một
thể thay tấm giống như các hình thái khối nhiều hơn mong muốn
(Blasse và Grabmaier 1994). BaFBr: EU2 + phosphor lưu trữ là
một bản in tốt có thể lưu trữ một sự thật ít hình ảnh tiềm ẩn trong
một thời gian dài, vd những tiềm ẩn hình ảnh 8 sau khi chiếu xạ ~

75% would vẫn được kích thước ban đầu của nó (Kato 1994). Tập
hợp của phosphor BaFX: EU2 + trong đó X có thể là bất kỳ
halogen Cl, Br hoặc I (hoặc một hỗn hợp tùy add) Được nghiên
cứu rộng rãi. Thẻ
Phosphor thời gian phân rã sau photostimulation của tất cả those
bây giờ được gọi để được Khoang cùng (~ 0,7 QSD) và vì vậy tất
cả có thể được sử dụng trong Chung CR. Trong văn học trước đó
đã có một con rồng lưu ý cho BaFCl sâu: EU2 + bây giờ có thể
được loại bỏ mà. Trong những năm gần đây hầu hết các nhà sản
xuất đã sử dụng BaFBr0.85I0.15: EU2 + không cho Augmented xray hấp thu cận biên trong sánh lớn BaFBr: EU2 +, nhưng thay
cho trận quang học tốt hơn các bước sóng của sự kích thích tối đa
của phosphor để diode laser. Konica đã sử dụng tinh khiết Gần
đây BaFI: EU2 + in ấn thương mại hệ thống (Nakano et al 2002)
trường hợp thay đổi hấp thu là quan trọng.
RbBr: Tl + là khối và có lợi thế mà nó có thể được làm thành một lớp cấu
trúc kim. Bằng cách hướng ánh sáng lên bề mặt, thậm chí một lớp dày có
thể đạt được độ phân giải cao. Tuy vậy nó có bất lợi là những hình ảnh
tiềm ẩn mất đi nhanh chóng trong một (vài chục giây) và làm cho nó khơng
phù hợp cho các hệ thống băng (theo Nakazawa et al 1990). Konica đã sử
dụng tài liệu này để tích hợp với kính CR để có thể được nhanh chóng
đọc ra tại chỗ ngay sau khi chấm dứt tiếp xúc. CsBr: EU2 + cũng là khối,
có thể được thực hiện trong các cấu trúc kim, có một hình ảnh ổn định tiềm
ẩn và có thể được photostimulated. Agfa đã đề xuất sử dụng vật liệu này
trong cả hai băng trên và tích hợp(Leblans et al 2001).
5


Quang phổ của ánh sáng phát ra bởi một phosphor hiệu quả được kiểm
sốt bởi một lỗng (<1% ngun tử) tạp chất gọi là chất hoạt hóa.
Phosphor kích hoạt như vậy có một đường đặc tính phổ gây ra bởi các

nguyên tử bị cô lập trong các máy chủ hoặc ma trận. Trong BaFX lân
quang sử dụng trong CR activator là EU2 +, mà thay thế cho Bà trong
mạng tinh thể. Ngồi ra trong một phosphor photostimulable nên có hiệu
quả electron và lỗ bẫy ở mọi trang web hoạt do đó số lượng tối đa của các
kích thích x-ray gây ra có thể bị mắc kẹt. Các cơ chế chi tiết của PSL vẫn
còn gây tranh cãi (Blasse và Grabmaier 1994, Seibert 1997) và có lẽ khác
nhau giữa các chất lân quang photostimulable cụ thể.
Tầm quan trọng của việc có một phosphor thích hợp sản xuất
trong sản xuất
khơng thể nào quan trọng hơn được. Người đọc quan tâm đến thứ
được gọi Blasse và Grabmaier (1994) như là một giới thiệu và
nguồn truy cập vào vật lý, hóa học và sản xuất của cả hai chất lân
quang thông thường và photostimulable. Đầu tiên chúng ta sẽ
xem xét các hoạt động của phosphor thông thường trước khi phát
triển các khái niệm bổ sung cần thiết cho sự hiểu biết của
phosphor photostimuable.

2.1.2. Hoạt động của các chất lân quang thông
thường (không photostimulable)
Một khái niệm quan trọng trong Phosphor là exciton, một giả
nguyên tử hydro bao gồm một electron liên kết và lỗ như trong
hình 1. exciton là một thực thể trung lập mà có thể hình thành
trong cách điện tinh thể sau khi bức xạ ion hóa đã tạo ra. Exciton
có thể di chuyển tự do trong tinh thể vì trong đại diện cơ cấu thể
hiện trong hình 1 (a), các electron trong vùng dẫn của tinh thể, lỗ
là trong vùng hóa trị và thu hút lẫn nhau của họ tạo ra một địa
phương tối thiểu ngăn chặn các exciton từ ion hóa. Theo cách
này, các exciton trơi cho đến khi nó bị mắc kẹt. Bẫy của exciton
tại một trang web activator là một khúc dạo đầu cho sự tái tổ hợp
của cặp electron-lỗ (EHP) và việc phát hành các bức xạ đặc trưng

của hoạt (ví dụ EU2 +). Nếu các electron và lỗ đã được tách ra
sau khi sáng tạo như trong một chất bán dẫn, họ sẽ phải khuếch
tán riêng lẻ cho các trung tâm kích hoạt cùng trước khi họ có thể
6


tái hợp trong Để cho ánh sáng được phát ra. Đây là một điều rất
khó.

Hình 1 Việc lưu trữ năng lượng và các thế hệ tiếp theo của ánh sáng in EF năng lượng
Phosphor photostimulable. (A) cấu trúc đại diện ràng buộc electron-lỗ của một cặp hay exciton.
(B) Các mức năng lượng tại một electron-lỗ mà nó có thể bị mắc kẹt tại một PSL phức tạp.

Hiệu quả của một phosphor chiếu xạ x-ray thông thường được
định nghĩa là tỉ số của năng lượng ánh sáng phát ra với năng
lượng của tia X bị hấp thụ. Điển hình là các chất lân quang tốt
nhất có hiệu quả ~10-20% (Blasse và Grabmaier 1994). Đối với
mục đích của chúng tơi, nó có nhiều ích lợi hơn để xác định một
số lượng khác nhau, số lượng của các photon ánh sáng phát hành
trên một đơn vị năng lượnghấp thụ trong phosphor hoặc nhiều
hơn thường đối ứng-W năng lượng trung bình của nó, phải được
hấp thụ để phát hành một photon ánh sáng duy nhất. nói vậy, sự
tương ứng giữa phốt pho và chất bán dẫn để phát hiện x-ray trở
nên rõ ràng. Trong cả hai trường hợp, thứ đầu tiên trong bước
chuyển hóa năng lượng hấp thụ là tạo ehps bởi hiệu ứng quang
điện nội bộ nơi một electron được kích thích từ vùng hóa trị vào
vùng dẫn để lại đằng sau một lỗ. Năng lượng tối thiểu cần thiết để
tạo ra một EHP là năng lượng khoảng cách Eg. Tuy vậy, như thể
hiện bởi Shockley, đây là một mức tối thiểu. cân nhắc khi tiếp tục
như ngẫu nhiên của các năng lượng còn lại để mỗi electron (năng

7


lượng ít hơn Ví dụ: thực hiện bởi một electron hoặc lỗ là vơ ích để
tạo ra ion hóa hơn nữa) và các yêu cầu về bảo tồn của cả hai
năng lượng và động lượng bao gồm giá trị trung bình nên đáp
ứng W> Ví dụ. Trong thực tế
W ≈ 3Eg
(1)
Điều này đã được chứng minh để áp dụng cho hầu như tất cả các chất bán
dẫn, photoconductors và ở cả lĩnh vực chống thấm (Klein 1968). do đó, đại
diện cho nhu cầu năng lượng hạn chế cơ bản cho sản xuất EHP ở trạng
thái rắn. Tuy nhiên, trong lân quang thơng thường có một giai đoạn nữa
trước khi ánh sáng có thể được phát ra, các ehps phải được phép tái hợp
với sự phát xạ của bức xạ. Quá trình này có thể được thực hiện tiếp cận
hiệu quả 100% bằng cách kết hợp các chất kích hoạt thích hợp, hình thành
phát quang các trung tâm tái tổ hợp. Do đó phương trình (1) cũng áp dụng
cho chất lân quang kích hoạt và có thể được sử dụng để thiết lập một giá
trị gần đúng cho các giới hạn dưới của W trên bất kỳ phosphor một lần .

2.1.3. Cơ chế của việc bẫy và photostimulation
Trong Phosphor photostimulated có nhiều giai đoạn hơn trong việc
chuyển đổi năng lượng vụ việc ra ánh sáng hơn trong một quy ước
phosphor. Mỗi giai đoạn gây ra sự kém hiệu quả và do đó tăng W.
Trong bảng 1 các tính chất vật lý của một số chất lân quang
thông thường và quan trọng photostimulable bao gồm W và bước
sóng λ của ánh sáng phát ra bởi các hoạt đã được niêm yết và đại
diện cho một bản cập nhật của bảng cổ điển do Arnold (1979).
Một tính năng đáng chú ý là sự tăng chuyển đổi cho các chất lân
quang photostimulable là một thứ tự cường độ nhỏ hơn

cho chất lân quang thông thường.
Bảng 1. Tính chất vật lý của chất lân quang thông thường và photostimulable.

8


Trong một phosphor lưu trữ, exciton có thể bị mắc kẹt mà khơng
có sự phát xạ ánh sáng. Người ta tin rằng nếu photostimulation có
thể xảy ra sau đó, đánh bẫy phải xảy ra trên các trang web không
gian tương quan với activator. Điều này được gọi là phức PSL thể
hiện trong hình 1 (b). Các mức năng lượng trong tinh thể rất quan
trọng cho hoạt động lưu trữ phosphor hiệu quả. Sự khác biệt giữa
năng lượng
bẫy electron và các dẫn cạnh phải đủ nhỏ để cho phép kích thích
với
ánh sáng laser,và chưa đủ lớn để ngăn chặn đáng kể nhiệt ngẫu
nhiên của các phí vận xa bẫy. Trong BaFBr: EU2 + lưu trữ hình ảnh
là do: (i) electron bẫy tại
ion dương (Br hoặc F) tuyển dụng, tạo thành một chiếc F-trung
tâm, hoặc (ii) lỗ bẫy tại một địa điểm không xác định (Blasse và
Grabmaier 1994). Một trang web phát quang photostimulated
kích hoạt hoặc trung tâm PSL là do đó được cho là một sự sắp xếp
của ba thành phần không gian tương quan: một điện tử
bẫy, một cái bẫy hố và trung tâm kích hoạt phát quang. Quang
phổ phát xạ PSL đã
tương quan với một quá trình chuyển đổi nội bộ trong activator,
EU2 +. Phổ kích thích có tương quan với phổ hấp thụ của F-trung
tâm cho thấy bước đầu tiên trong
q trình kích thích là kích thích của các electron bị mắc kẹt. Tuy
nhiên, người ta tin rằng một không hiệu quả lớn phát sinh do

~80% của các electron đang bị mắc kẹt tại các điểm F và ~20%
tại các trang web Br nhưng chỉ sau này đóng góp cho PSL (von
Seggern et al 1988, Thoms et al 1991). Nó lần đầu tiên được nghĩ
9


rằng lỗ đã bị mắc kẹt trên các trang web hoạt chính nó (EU2 +) do
đó làm tăng
các hóa trị để Eu3 + (Takahashi et al 1984, 1985). Tuy nhiên như
khơng có sự thay đổi trong spin electron quang phổ cộng hưởng
sau chiếu xạ x-ray, cơ chế bẫy này có thể không được tác
(Schweizer 2001). Như vậy bản chất của cái bẫy lỗ là nghi ngờ và
các chi tiết của tồn bộ q trình chỉ được biết đến khoảng.
Trong RbBr kim phosphor: Tl + trung tâm phát quang là Tl + ion; electron
đang bị mắc kẹt tại một vị trí tuyển dụng Br; và các lỗ được giả định là bị
mắc kẹt tại một ion Tl + (Blasseand Grabmaier 1994). kích thích quang học
kích thích các electron, trong đó tái kết hợp với các lỗ trên Tl + năng suất
ánh sáng PSL. Có rất nhiều chất lân photostimulable có thể khác nhưng ít
được cơng bố có liên quan để ứng dụng trong CR. nghiên cứu quan đã
được thực hiện vào các lớp học lớn của vật liệu (Shimada et al 1991). Rất
có thể sẽ có thêm nhiều khám phá và cải tiến phải được thực hiện để phốt
pho đã được biết đến. Điều quan trọng là tiếp tục để hiểu rõ hơn hoạt động
của các chất lân quang lưu trữ để được ở một vị trí để cải thiện hình ảnh
của họ tính chất.

2.2. tính X-ray của phosphor photostimulable
Các x-quang số sử dụng chất lượng hình ảnh hạn chế vì hình ảnh
x-ray nhiễu phát sinh từ tương tác ngẫu nhiên của x-quang với
máy dị. Các xung vng tỉ lệ tín hiệu-nhiễu (SNR) tại đầu vào của
một SNR2 dò trong, tức là các SNR cuối cùng mà một máy dị

hồn hảo có thể đạt được, bằng với số việc chụp X-quang trên
các máy dò NI. Tại đầu ra của máy phát hiện SNR2 ra = Nd (số xquang phát hiện) cho một máy dò mà đếm x-quang. Tỷ lệ phát
hiện sự cố x-quang được gọi là hiệu suất lượng tử AQ. Do đó đối
với một đếm photon phát hiện

(2)
Từ phương trình (2) rõ ràng là AQ là yếu tố quyết định quan trọng nhất của
chất lượng hình ảnh cuối cùng có thể từ một máy dị x-ray. Trong hình 2,
10


AQ là tỉ lệ nghịch với năng lượng x-ray E cho một số chất lân
photostimulable chung. Trong hình 2 (a) AQ cho BaFBr0.85I0.15: EU2 +
được vẽ cho tải trọng phosphor 40 và 70 mg cm-2 đại diện cho giá trị đặc
trưng cho độ phân giải cao và các khu công nghiệp tiêu chuẩn, tương ứng,
được sử dụng trong CR (Kato 2002). Trong con số 2 (b) sự suy giảm của
BaFI: EU2 + được hiển thị cho các tải trọng phosphor cùng khối lượng và
trong con số 2 (c) một so sánh trực tiếp hơn của BaFBr0.85I0.15: EU2 + và
BaFI: EU2 + lớp cùng độ dày vật lý là 200 mm. Nó được xem là K-cạnh là
rất rõ ràng và tổng số hấp thụ không bao giờ là rất lớn nhưng có thể là
đáng kể trong nguồn năng lượng ngay trên K-cạnh của Ba và / hoặc I. Sự
biến động rất lớn của AQ với năng lượng, thể hiện trong các lớp tương đối
mỏng của Phosphor bột, làm phát sinh một sự hấp thụ không mong muốn
lớn của phân tán bức xạ tương đối bức xạ chính (unscattered) trong màn
hình này. Đây là một bất lợi (Tucker et al 1993 Shaw et al 1994 Yip et al
1996) so với ví dụ, Gd2O2S màn hình với một cao hơn K-cạnh (Bogucki et
al 1995, Floyd et al 1991). Có nhiều tranh cãi trong văn học như cho dù sự
gia tăng phân tán với tỷ lệ chính trong CR là do vị trí của các K-cạnh hoặc
có tương quan với sự hấp thu tương đối nghèo của màn hình CR (McLean
và Gray 1996). Như vậy, nhìn chung, các SNR tăng ở CR bằng cách giảm

phân tán (Miettunen và Korhola 1991).
Trong hình 2 (d) AQ được hiển thị cho các chất lân quang kim cấu trúc.
Trong trường hợp này, sự hấp thụ là (với ngoại lệ của RbBr) lớn hơn trong
chất lân bột và sự gia tăng suy giảm nhìn thấy ở cạnh K là hơn ít rõ ràng.

11


Hình 2: đường cong suy giảm X-ray cho phosphor

3.1. Conventional phosphor screens
Các hạt phosphor có tính tán xạ hạt do chỉ số khúc xạ cao của
phosphor
so với các chất kết dính và khơng khí túi nhựa trong màn hình. Sự
tán xạ là đủ
trong đó dịng chảy của các photon có thể được coi là khuếch tán
và lớp đục. tán xạ này hạn chế sự lây lan của ánh sáng từ điểm
xuất xứ đến một khoảng cách bên so sánh với phosphor lớp dày.
Do đó, nếu độ phân giải cao là mong muốn, một màn hình mỏng
phải được sử dụng cũng giảm AQ. Trong khi đi du lịch trong
phosphor, ánh sáng sẽ được lan truyền bởi quá trình tán xạ-một
bước đi ngẫu nhiên số lượng khuếch tán bên là tỷ lệ thuận với
chiều dài đường dẫn cần thiết để thoát khỏi phosphor. Các phần
12


của ánh sáng thốt ra khỏi màn hình phụ thuộc vào: sự hấp thụ số
lượng lớn của màn hình, nói chung là không đáng kể đối với hầu
hết các màn hình trừ khi một thuốc nhuộm được cố ý gia tăng; và
các điều kiện biên trên màn hình, chủ yếu là bản chất của sự hỗ

trợ, cho dù đó là phản xạ hoặc hấp thụ. Điều kiện biên được sử
dụng để điều chỉnh hiệu quả ánh sáng ra như là một hàm của
chiều sâu của sự hấp thụ x-ray. Việc làm mờ cho x-quang trong
một màn hình nhất định cũng phụ thuộc vào độ sâu của sự hấp
thụ x-ray. Do đó, ranh giới quang
điều kiện (và hấp thụ số lượng lớn do thuốc nhuộm) có thể được
tối ưu hóa để phù hợp trọng lượng các đóng góp từ x-quang hấp
thụ ở các độ sâu khác nhau. mơ hình phân tích của vận tải hạng
nhẹ trong màn hình phosphor đã được phát triển để cho phép tính
độ phân giải màn hình từ tính chất cơ bản của họ (Swank 1973).
Các mơ hình sử dụng các thơng số để đại diện cho chiều dài tán
xạ (Thường là kích thước hạt phosphor nhưng điều này có thể
được tăng lên bằng cách sử dụng một chất kết dính với một tương
tự chỉ số khúc xạ vào các hạt phosphor (Kato 1994)), chiều dài sự
hấp thụ và ranh giới điều kiện

Hình 3:

phương pháp sản xuất và cấu trúc của màn hình bột phosphor. (A) lưỡi Doctor
phương pháp làm lắng một lớp đồng nhất dày của phosphor bùn trên web di chuyển của sự
ủng hộ vật liệu từ một cuộn cung cấp. (B) cấu trúc tổng thể của màn hình.

Kích thước hạt phosphor là một tham số thiết kế quan trọng vì nhiều lý do.
Đầu tiên, đó là Các yếu tố liên quan đến các tính chất phát quang nội tại.
Nếu các hạt là quá nhỏ, sau đó khoảng trống được tạo ra ở bên ngồi của
các hạt, ví dụ khơng photostimulable điện tử hoặc lỗ bẫy, có thể chi phối
các tính chất của vật liệu. Thứ hai, có những yếu tố liên quan đến khuếch
tán của ánh sáng qua màn hình. Nếu các hạt là q lớn, sau đó khơng
13

đồng nhất của ánh sáng đầu ra nhiễu hoặc cấu trúc sẽ rõ rệt hơn. Thứ ba,
một chiều dài tán xạ lớn hơn sẽ giảm độ phân giải của màn hình. Như vậy
có màn hình được thiết kế cho một cơng việc có độ phân giải thấp, ví dụ
ngực, có thể sử dụng hạt phosphor lớn hơn một độ phân giải cao, ví dụ X
quang vú, nhiệm vụ. màn hình là thường được thiết kế để được dày ~1020 hạt phosphor.

3.2. Chế tạo IPs
CR IPs là màn hình phosphor bột làm từ phosphor
photostimulable. hạt phosphor
được kết hợp với một chất kết dính polymer và đọng lại trên một
chất nền. Tỷ lệ khối lượng chất kết dính khối lượng phosphor trong
hỗn hợp điều khiển âm lượng phân số của lớp phosphor cuối cùng
chiếm đóng bởi các túi khí hoặc khoảng trống. Một dung mơi được
sử dụng để hóa lỏng các / hỗn hợp chất kết dính phosphor
vào bùn để chuẩn bị cho sự lắng đọng lên lớp ủng hộ linh hoạt
nhưng mạnh mẽ của màn hình. Các bác sĩ kiểm sốt độ dày lớp
phosphor lắng đọng trên sự ủng hộ như trong Con số 3 (a). Các
vật liệu đệm được vận chuyển như một mạng dưới lưỡi tại một
cách cẩn thận khoảng cách có kiểm sốt. Các khoản tiền gửi lưỡi
bùn phosphor vào sự ủng hộ, và nó thiết lập độ dày của lớp
phosphor như thể hiện trong hình 3 (b). Màn hình cuối cùng độ
dày sẽ ít hơn so với chiều cao của lưỡi do co rút như các dung mơi
được hướng giảm trong q trình sấy tiếp theo. Điển hình là các
chất kết dính là nitrocellulose, polyester, acrylic hoặc
polyurethane và chất liệu ủng hộ cũng là một polymer, ví dụ
polyethylene terephthalate dày 200-400 mm (Kato 1994). Việc sử
dụng các lớp bồi màu đen hoặc màu trắng cho phép điều chỉnh
của các phản xạ và sự hấp thụ tại bề phosphor. Trong
BaFBr0.85I0.15: EU2 + IPS sự kích thước điển hình phosphor hạt

là 4 hoặc 5 micron (Kengyelics et al 1998a, Matsuda et al 1993)
với một xu hướng để kích thước nhỏ hơn nhưng như khả năng để
làm cho các hạt nhỏ hơn với tính PSL tốt
cải thiện.

14


Hình 4:chiều cao phổ Pulse ở màn hình phosphor. Hàng trên:
Phương pháp đo lường .hàngdưới:Ví dụ chiều cao xung quang phổ
thu được theo các điều kiện được hiển thị.
Một khả năng mới được giới thiệu gần đây trong việc thiết kế các
khu cơng nghiệp là khả năng có điều kiện khác nhau biên quang
cho laser (hấp thụ) và ánh sáng PSL (phản xạ) bằng cách sử dụng
lớp đệm chống quầng sáng trên tấm ảnh (Gingold và Schaetzing
2001). Các bề mặt tiếp xúc với phosphor và mặt sau của màn
hình có lớp bảo vệ bổ sung. Mục đích của cả hai lớp là để bảo vệ
bề mặt quang học của lớp phosphor vì trong xếp và vận chuyển
trong người đọc, bề mặt đáy xoa chống đầu IPs khác
3.3. nhiễu biến động Gain trong màn hình phosphor photostimulable
Lý tưởng nhất là trong một màn hình phosphor, cùng một lượng ánh sáng
sẽ được phát ra từ sự hấp thụ của mỗi x-ray. Tuy nhiên, trong thực tế có
những biến đổi trong ánh sáng phát ra trong một x-ray, làm phát sinh để
đạt được biến động tiếng ồn. hiệu ứng này có thể được hình dung bằng
cách xem xét một xung PHS phổ độ cao (Ginzburg và Dick 1993). Đây là
một biểu đồ về số lượng sự kiện trong đó một số lượng các photon ánh
sáng được phát ra sau khi sự hấp thu của một đơn monoenergetic x-ray
15

(hình 4). Như một PHS có thể được đo bằng thực nghiệm cho thường màn
hình phosphor (Drangova và Rowlands 1986) như thể hiện trong hình 4 (a)
hoặc có thể được mơ hình hóa (Fahrig et al 1995). Vật lý của các cơ chế
dẫn đến những thay đổi trong PHS thường rõ ràng (Trauernicht và Văn
Metter 1988) và các ví dụ minh họa được đưa ra trong hình 4 (b) - (d). Hơn
nữa, ảnh hưởng của tiếng ồn tăng biến động về chất lượng hình ảnh có
thể được tính bằng cách sử dụng của các yếu tố Swank, trong đó có
nguồn gốc trực tiếp từ (1973a Swank) PHS. Dưới ý tưởng này là tăng các
biến động cảm nhận bởi một máy dị năng lượng tích hợp sẽ giảm SNRout
so với một máy dò đếm. Các khái quát về khái niệm hiệu suất lượng tử là
ghi nhận trong các thuật ngữ như hiệu quả thám tử học lượng tử, được sử
dụng để hiểu các thuộc tính tiếng ồn của một máy dị tích hợp. Vì vậy, các
mối quan hệ sau đây có thể được thể hiện theo công thức:

Khái niệm này đã được mơ tả đầy đủ bằng Swank (1973a) và có thể được
tiếp tục tổng quát bao gồm các tác động diễn ra như một chức năng của
không gian tần số f. Nếu chúng ta nhìn đầu tiên tại lớn hiệu lực khu vực, đó
là cho f = 0, Swank cho thấy thêm tiếng ồn tăng biến động có thể là thể
hiện như là một yếu tố chất nhân bây giờ gọi là các yếu tố Swank, AS:

Do đó, hạn chỉnh AS chuyển đổi DQE của một thiết bị sử dụng như một
máy dò đếm thu đối với một máy dò tích hợp. Các yếu tố Swank có thể, để
một xấp xỉ hữu ích, được chia thành các thành phần chất nhân hơn nữa
với các tính năng phổ biến mà họ là tất cả lý tưởng thống nhất, nhưng
trong thực tế thường ít hơn sự thống nhất bởi chỉ một yếu tố nhỏ. Chúng
tôi sẽ bây giờ kiểm tra các thành phần của AS.
Khi một quang phổ tia X được sử dụng, màn hình phản ứng với xquang với một năng lượng khác nhau bằng cách đưa ra một số
lượng khác nhau của ánh sáng. Thời hạn điều chỉnh cho một
quang phổ tia X rộng được gọi là Sa thải (phân phối năng lượng xray). Giá trị của nó phụ thuộc cả vào quang phổ và sự hấp thu của
màn hình và là khiêm tốn với sa thải ~ 0,9. Có những cuộc thảo

luận đang diễn ra để xác định lại DQE (0) cho thiết bị dò X quang
16


và huỳnh quang để loại trừ ảnh hưởng này. Các tài liệu hiện nay
vẫn cịn có nó.
Biến của sản lượng ánh sáng từ màn hình từ x-ray để x-ray phát
sinh từ hai
hiệu ứng thể hiện trong hình 4 (d): (i) K-huỳnh quang xảy ra khi
một x-quang năng lượng E trên K-cạnh của một vật liệu trong các
màn hình có thể cho ra một K-huỳnh quang tia X của EK năng
lượng và K-photon có thể thốt ra (kết quả là sản lượng PHS với
tổng năng lượng trên mỗi x-ray của E-EK) hoặc được tái hấp thu
(sản lượng PHS có một năng lượng tổng cộng mỗi x-ray của E).
Hiệu quả trên gain- tiếng ồn biến động phát sinh từ K-thoát và tái
hấp thu được gọi là AAED (hấp thụ năng lượng phân phối). Giá trị
cho phosphor X quang thường được sử dụng đã được lập bảng
(Swank 1973a, Rowlands và Yorkston 2000) và được tính bằng
phương pháp Monte Carlo (Chan và Doi 1984, Boone et al 1999).
Các AAED bao gồm K-tái hấp thu là sự thống nhất cho E dưới Kcạnh, nghĩa là khơng có hiệu quả về tiếng ồn, nhưng AAED giảm
đáng kể cho E> K-cạnh. nhỏ hơn
tổng hấp thụ trong màn hình, lớn hơn K-escape ở trên K-cạnh và
nên nhỏ hơn
là AAED. Do AQ tương đối thấp trong màn hình bột phosphor
AAED ~ 0.7 đạt được ở mức năng lượng ngay trên K-cạnh. Sau đó
nó dần dần tăng trở lại đồn kết với sự gia tăng năng lượng. Trung
bình trên tồn bộ AAED phổ x-ray là ~0.75-0.85 cho màn hình bột
phosphor và trong màn hình phosphor kim, với một phần nhỏ Kescape nhỏ, AAED ~0.9-0.95. (Ii) Các ảnh hưởng do sự tương tác
của chiều sâu của sự hấp thụ của x-ray và ranh giới quang điều
kiện (ví dụ cho một màn hình với một hấp thụ sao lưu lượng ánh

sáng phát ra cho một x-ray phụ thuộc vào việc nó được hấp thu
gần mặt sản lượng của màn hình {ánh sáng đầy đủ phát ra}
hoặc mặt sau của màn hình gần hấp thụ {khơng có ánh sáng phát
ra}). Điều này dẫn đến việc điều chỉnh AOPD yếu tố (phân phối
xung quang). Đối với màn hình với một sự ủng hộ phản PHS là khá
hiển thị hẹp mà lượng ánh sáng thu được từ mỗi x-ray là độc lập
của chiều sâu hấp thụ x-ray. Như vậy AOPD ~ 1. Tuy nhiên đối với
một sự ủng hộ màu đen hoặc một số lượng lớn thuốc nhuộm ánh
sáng

17


thu thập là rất cao phụ thuộc vào độ sâu của sự hấp thụ tia X kết
quả là một PHS mũ và AOPD ~ 0,5. Đối với một hệ thống thực tế
nó cũng là cần thiết để xem xét những đóng góp cho DQE (0) từ
ASTRUC là cấu trúc tiếng ồn.
Sự hiểu biết này của màn hình thơng thường có thể được áp dụng
cho CR KCN. Có thêm 2 hiệu ứng quan trọng: (i) các phần của
hình ảnh tiềm ẩn phí mắc kẹt phát hành bởi ánh sáng mơ phỏng,
tức là các phần xả F, phụ thuộc phi tuyến, trên các kích thích
cường độ ánh sáng (Lubinsky et al 1987). Vì vậy AOPD phụ thuộc
vào F. Ví dụ, trong các khu công nghiệp với hấp thụ (màu đen)
ủng hộ AOPD ~ 0,5 F thấp, nghĩa là F <0.1, nhưng AOPD ~ 1 như
F → 1 tại nơi mà tất cả
độ sâu của IP là hết hoàn toàn. (Ii) Số lượng quang điện tử phát ra
từ
các photocathode của PMT mỗi x-ray hấp thụ trong IP là tương đối
nhỏ, vì vậy mà thứ cấp tiếng ồn lượng tử (đặc biệt gọi là tiếng ồn
phát quang trong bối cảnh của CR) được đại diện bởi tham số ASQ

cũng đóng một vai trị trong tổng số (0) DQE
Các nguồn khác của tiếng ồn, mà sẽ được bỏ qua ở đây bởi vì chúng có thể được nói chung
giảm xuống giá trị khơng đáng kể, bao gồm tiếng ồn tia laser kích thích, chất nhân tiếng ồn đạt
được trong điện tử khuếch đại và tiếng ồn lượng tử. Đặc biệt lưu ý khuếch đại tiếng ồn tối, mà
có thể được một yếu tố chi phối làm giảm DQE trong các hệ thống DR (ví dụ dò phẳng,
Rowlands và ánh sáng laser)

18


Hình 5 : Màn hình quang học và con đường của cách nhập ánh sáng laser và tán xạ bên trong
lớp phosphor và tương tự cho các khí thải PSL kết quả phụ thuộc vào các điều kiện biên được xác định
quang học bởi các lớp ủng hộ. Các đồ thị nhỏ đại diện phân phối sâu của ánh sáng laser IL và thốt Xác
suất IPSL cho PSL kích thích tạo ra ở độ sâu d được đưa ra trong IP. Đầu tiên cho đường của laser ánh
sáng vào IP cho (a) phản quang, (b) các lớp ủng hộ hấp thụ và vận chuyển PSL ra của IP, (c) phản chiếu
và (d) hấp thụ sao lớp. dòng đầy đủ đại diện cho tình nơi khơng có sự hấp thụ số lượng lớn của ánh
sáng trong lớp phosphor và các đường đứt nét được cho tình hình với một số lượng đáng kể của sự hấp
thụ ánh sáng lớn.

Tóm lại, các sản phẩm của tất cả các yếu tố sửa đổi các lượng tử
tham dị
hiệu quả và do đó ta có cơng thức :

3.4. Độ phân giải của màn hình phosphor photostimulable
19


Sử dụng một máy quét tại chỗ bay, độ phân giải là không phụ thuộc vào sự
phân tán của các PSL mà về sự tán xạ của ánh sáng kích thích laser. Các
đặc tính vận tải hạng nhẹ được hiển thị cho cả PSL và ánh sáng laser

trong hình 5. Các điều kiện biên cho sự xâm nhập của các kích thích ánh
sáng laser và trốn thốt của PSL sẽ được kiểm tra riêng biệt. Trong số 5
(a) và (b) sự phát tán của ánh sáng laser được minh họa từ quan điểm của
mình tỷ lệ trên bề mặt phía trước của màn hình để trở lại. Việc lây lan là ít
hơn nếu được sự ủng hộ hấp thụ hơn là phản ánh ánh sáng laser. Xquang hấp thụ gần hơn với bề mặt của IP sẽ có độ phân giải tốt hơn
những người hấp thụ ở độ sâu lớn hơn và độ phân giải là tồi tệ hơn cho
một IP có độ dày lớn hơn. Để hiểu được hiệu quả mà các hình ảnh tiềm ẩn
được đọc ra như là một chức năng của độ sâu d trong màn hình, nó là cần
thiết để biết lượng ánh sáng kích thích đạt mỗi lớp.

Hình6

So sánh hình học và định hướng của màn hình được sử dụng trong chụp ảnh
phóng xạ khác nhau
hệ thống hình ảnh. Các lớp ủng hộ xác định điều kiện biên quang học và trong nhiều trường
hợp là
đánh giá cao phản ánh nhưng có thể, trong một số trường hợp được hấp thụ. Trong (a) định
hướng của màn hình X quang vúvới x-quang cố trên phát ra ánh sáng bề mặt và (b) minh
họa hình học và màn hình tương tự độ dày cho X quang tính toán được hiển thị. Lưu ý các
đường cong suy giảm x-quang cho thấy hấp thụ tương đối lớn hơn x-quang tại các bề mặt
nhiễm. Trong (c) việc bố trí cho màn hình phẳng tạo ảnh sử dụng trong DR được hiển thị, nơi
hấp thụ tại bề mặt lại kém thuận lợi của màn hình, xa ma trận tích cực readout. (D) Cho thấy
cho màn hình-phim với màn hình kép một trong màn hình là trong định hướng màn hình
phía trước và một ở màn hình trở lại.

20


Số lượng IL được định nghĩa là tổng cường độ của ánh sáng laser tại d
bên độc lập lây lan của laser và được thể hiện trong hình 5. Nếu, như

thường là trường hợp, sự hấp thu số lượng lớn ánh sáng trong IP có thể
được bỏ qua, sau đó cho IL ủng hộ phản xạ là chất độc lập của d. (Có, đột
xuất, một cường độ nhỏ hơn của ánh sáng laser gần với khuôn mặt cố hơn
sâu bên trong lớp phosphor. Này phát sinh do ánh sáng laser bị mắc kẹt
trong các IP bằng nhiều tán xạ và nó dễ dàng hơn có thể thốt ra gần bề
mặt.) Trong tương phản rõ rệt, cho một hấp thụ sao IL giảm tuyến tính từ
mặt trước ra gần như bằng khơng ở phía sau. hấp thụ số lượng lớn, trong
đó có thể được cố ý tạo ra bởi sự kết hợp thuốc nhuộm để hấp thụ ánh
sáng laser ưu tiên. Ảnh hưởng của các chất hấp thụ thuốc nhuộm trên IL
được thể hiện bằng đường chấm trên các đồ thị trong hình 5. Hiệu quả của
lối thốt của PSL, IPSL, có tính chất chung giống nhau như IL, nghĩa là
khơng đổi cho một sự ủng hộ và phản xạ tuyến tính phụ thuộc vào khoảng
cách từ sự ủng hộ cho một sự ủng hộ hấp thu (con số 5 (c) và (d)). PSL là
mờ hơn từ x-quang tại trở lại so với mặt trước của IP. (The mờ PSL không
ảnh hưởng đến độ phân giải nếu chỗ bay readout được sử dụng.) Lưu ý
rằng các đường dẫn của hầu hết các lượng tử quang học sẽ là ngắn nhất
và do đó mờ nhất là nếu đọc ra được thực hiện ở phía bên lối vào x-ray
của phosphor như là bình thường ở CR (hình 6 (b)) và màn hình duy nhất
bộ phim như được sử dụng trong chụp nhũ ảnh (hình 6 (a)) nhưng khơng
phải trong bộ tạo ảnh bảng DR phẳng (hình 6 (c)) hoặc thơng thường màn
hình kép màn hình-phim (Hình 6 (d)). Điều này cung cấp một lợi thế rất cần
thiết để CR trên máy chụp hình phẳng. nó cũng là giải thích về thực tế
đáng ngạc nhiên, nhưng rất ít nhận xét rằng CR là xa phổ quát hơn so với
hệ thống hình ảnh khác. Một loại CR tấm (độ phân giải tiêu chuẩn) là có
thể sử dụng cho tất cả nhiệm vụ chụp ảnh ngoại trừ chụp nhũ ảnh, mà là
để được so sánh với ba loại màn hình quay phim trong sử dụng chung cho
chụp X quang (độ phân giải cao, mục đích chung và tốc độ cao).

21

Hình 7: Khái niệm tổng thể của hệ thống đọc CR. (A) Băng dựa trên băng đòi hỏi mang

qua lại giữa các hệ thống x-ray và đọc ra. (Một thành phần quan trọng trong thực tế
ứng dụng không được hiển thị trong biểu đồ là một stacker cần thiết để đệm các nhu cầu
trên hệ thống.)

22


(B) hệ thống đọc số liệu tổng hợp không cần sự can thiệp của nhà điều hành trong các chu
kỳ tiếp xúc readout.

4. CR Đọc và máy quét tại chỗ
hệ thống CR hiện nay có hai loại chung: (i) hệ thống băng dựa trên như
trong con số 7 (a), nơi các IP được đính kèm trong một băng kín mít cho
tiếp xúc với x-ray, và sau đó di chuyển bằng tay với hệ thống đọc số liệu;
(Ii) hệ thống đọc số liệu tích hợp, thể hiện trong hình 7 (b), nơi các KCN
đang bị giam cầm trong hệ thống đọc số liệu, tái lưu thông và tái sử dụng
mà không xử lý. Cả hai loại sử dụng một hệ thống đọc số liệu tại chỗ bay,
tức là một điểm laser được quét với một tấm gương trên IP bị lộ trong một
mơ hình raster điểm-by-điểm. Máy qt chỗ bay khơng phải là phương
pháp duy nhất có thể nhưng phổ biến trong các hệ thống CR y tế thương
mại có sẵn và do đó sẽ được mơ tả chi tiết.

4.1. quang Gaussian của chùm tia laser
Đối với chức năng quét gương, dầm cao chuẩn trực được sản xuất
bởi laser là rất cần thiết. Một thông tư chùm với một cường độ
Gaussian trong mặt cắt ngang là mong muốn và điều này có thể
được thực hiện sử dụng laser khí helium-neon hoặc đèn laser

trạng thái rắn (Kengyelics et al 1998b). laser khí tự nhiên có một
dạng Gaussian trịn nếu hoạt động ở chế độ ngang cơ bản của họ
(TEM00). ống kính Astigmatic là cần thiết với laser trạng thái rắn
do họ hình dạng chùm elip. Với một trong hai loại laser, một lần
một chùm Gauss trịn đã được thu được, nó
mặt cắt ngang đường kính có thể được sửa đổi bằng cách sử dụng
giãn nở chùm laser. Tuy nhiên, các tia không thể được chuẩn trực
cho một chùm tia song song với kích thước nhỏ yêu cầu tại IP như
là một chùm như vậy sẽ có phân kỳ vốn lớn gây ra bởi nhiễu xạ.
Một đường kính lớn hơn, chùm ít khác nhau phải được sử dụng và
tập trung vào một điểm nhỏ ở mặt phẳng ảnh. Đường kính của
các chuẩn trực chùm Gauss Wl nơi nó đi vào thấu kính hội tụ các
tiêu cự f là liên quan đến tập trung Gaussian kích thước điểm Wf
bởi các mối quan hệ (Siegman 1986)

23


4.2.Các loại Laser
Những lợi thế của diode laser trạng thái rắn so với laser khí liên
tục là: (i) đầu ra
cường độ của tia laser trạng thái rắn có thể được điều khiển bằng
điện; Lưu ý rằng laser khí, ví dụ HeNe với bước sóng λ = 633 nm,
cần một thiết bị bên ngoài bổ sung như một electro-quang hay
điều biến điện âm; (Ii) Các điốt trạng thái rắn được sử dụng trong
CR (λ = 680 nm) có nhiều nhỏ gọn, tiết kiệm năng lượng, và có
một thời gian hoạt động dài hơn laser khí. Tuy nhiên, có loại tốt
với u cầu kích thích quang học của BaFBr: EU2 +. Điều này đòi
hỏi phải sử dụng cả một suất laser lớn hơn và một thiết kế lại của
phosphor (thay thế Br bởi Br0.85I0.15, Matsuda et al (1993))

4.3. giới hạn tốc độ đọc
Trong việc thiết kế một hệ thống đọc số liệu ta phải biết tốc độ
đọc số liệu cần thiết. Các thông dĩa máy quét y tế is~30-110 tấm
mỗi giờ (Seibert1997), đó là đủ cho khối lượng cơng việc của một
bệnh viện điển hình. Các giới hạn kỹ thuật về vận chuyển và sắp
xếp các khu công nghiệp là một thành phần tổng thời gian đọc ra.
Ngồi ra cịn có một hạn chế cơ bản liên quan đến các đặc điểm
của các phosphor photostimulable, nghĩa là thời gian phân rã nội
tại của các trung tâm phát quang (EU2 + trong trường hợp của
BaFX). PSL từ một vùng kích thích trước đó sẽ tiếp tục phát sáng.
Điều này phân rã với một hằng số thời gian, đó là đặc trưng của
hoạt và mạng tinh thể vật chủ. Vì BaFBr0.85I0.15: EU2 +, thời
gian liên tục là 0,7 ms (bảng 1). Nếu chức năng quét được thực hiện
quá nhanh, tín hiệu PSL từ một điểm ảnh sẽ khơng được hồn tồn bị hư
hỏng trước khi PSL từ tiếp theo được bắt đầu. Do đó, nó sẽ chảy máu vào
các pixel và ngun nhân khơng gian tiếp theo làm mờ. Để tránh điều này,
một số hằng số thời gian phải trôi qua giữa các readout của một pixel và
tiếp theo, nghĩa là thường là 5 hằng số thời gian (1 / e5 <1% lag) dẫn đến
~4 ms cho mỗi pixel. như vậy với 2000 × 2000 pixel thời readout ngắn nhất
sẽ là 16 s. Fuji AC-3 độc giả mất ~30 S để đọc ra một loạt các kích thước
này (Fetterly và Hangiandreou 2000). thiết thực khác giới hạn về thời gian
đọc ra là sức mạnh laser có sẵn. Sản lượng PSL với kích thích bằng laser
bức xạ được thể hiện trong hình 8 cho BaFBr0.85I0.15: EU2 + (a) cho tấm
toàn chiếu xạ thống nhất và (b) cho một điểm ảnh riêng biệt. Lưu ý rằng kể
24


từ khi bão hòa đầu ra PSL, tức là các IP là trong vịng 10% xả hồn chỉnh,
với đầu vào laser ~2Jm-2 , Khơng có nhu cầu sử dụng nhiều ánh sáng.

Năng lượng gửi bởi laser ~30 mW trải đều trên tồn bộ diện tích của một
IP điển hình (0.33 m × 0.33 m ~ 0,1 m2 ) Là 0,3 J m-2 s-1 . Như vậy nó sẽ
mất 2 / 0,3 ~ 7 s để xả IP bằng 90%, nghĩa là F = 90%. Trong thực tế, do
đó, phosphor đặc trưng thời gian phân rã cung cấp các giới hạn về thời
gian readout trong bay máy quét tại chỗ.

\Hình 8 Sự phụ thuộc phi tuyến, năng lượng kích thích của PSL (a) được đo bằng đồng
phục chiếu xạ của tấm ảnh đầy đủ (Kato 1994) và (b) đo cho một pixel trong quét chế độ
(Arakawa et al 2000). Trong cả hai đồ thị đầy đủ các dòng là một sự phù hợp theo cấp số nhân
với đường cong xả, mà có thể được nhìn thấy khơng phải là khá chính xác. Nó có thể, trong
những trường hợp nhất định, được đại diện bởi một sức mạnh của luật.

4.4. Quét chùm tia
Các tia laser diode được gửi thông qua một số hệ thống con trước khi đến
tấm CR như thể hiện trong hình 9 (a). Các chùm tia laser được chia (không
nhất thiết phải bằng nhau) vào hai với một chùm tia splitter như một tấm
gương bạc một phần. Các dầm chính đi để quét hệ thống; chùm bên được
gửi đến một photodiode dùng để theo dõi, và có thơng tin phản hồi, ổn định
laser cường độ đầu ra. Các thấu kính hội tụ laser là thường của thiết kế / θ
F. Nó có ba thêm chức năng: (i) để làm cho mặt phẳng tiêu cự nên tập
trung đó là thống nhất trên IP, (ii) để chuyển đổi các chuyển động góc
khơng đổi của gương qt vào một tốc độ tuyến tính khơng đổi ở mặt
25