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Das Geheimnis von Flachdetektoren: Wie erreicht man die Magie der blitzschnellen Bilderfassung?
Im medizinischen Bereich haben Innovationen in der digitalen Röntgentechnologie die Art und Weise, wie wir Bilder vom Inneren des menschlichen Körpers erfassen und analysieren, völlig verändert. Die digitale Radiologietechnologie nutzt röntgenempfindliche Flachbildschirme zur direkten Bilderfassung und ihre Fähigkeit, Bilder sofort an ein Computersystem zu übertragen, beweist im Vergleich zu herkömmlichen Methoden eine außerordentliche Effizienz. Eine Zwischenbearbeitung des Films ist nicht mehr erforderlich, was nicht nur die Zeit verkürzt, sondern auch die Strahlendosis reduziert und gleichzeitig die Bildqualität beibehält.
Die digitale Radiographietechnologie bietet Radiologen mehr Komfort durch Bildvorschau und -übertragung in Echtzeit.
Arten von Detektoren
In der digitalen Radiographie spielen Detektoren eine Schlüsselrolle. Die gebräuchlichsten sind Flat Panel Detectors (FPDs), die in zwei Hauptkategorien unterteilt werden können:
Indirekter Flachdetektor
Indirekte FPDs bestehen typischerweise aus Ammoniaksilizium (a-Si) in Kombination mit einem Blitzmaterial (wie Natriumiodid CsI oder Ammoniumzirkoniumoxid Gd2O2S), um Röntgenstrahlen in Licht umzuwandeln. Dieses Licht wird von einer a-Si-Fotodiodenschicht in ein digitales Ausgangssignal umgewandelt, das dann von Dünnschichttransistoren (TFTs) oder einem fasergekoppelten CCD gelesen wird. Dieses Design macht das indirekte Bildgebungsgerät hinsichtlich der Bildqualität flexibler.
Direkter Flachbildschirmdetektor
Direkte Flachdetektoren bestehen aus Ammoniak-Selen (a-Se), das Röntgenphotonen direkt in Ladungen umwandelt. Bei diesem Design enthält die äußere Schicht des Detektors normalerweise eine Hochspannungs-Vorspannungselektrode. Röntgenphotonen bilden Elektron-Loch-Paare in Ammoniak-Selen. Die Bewegung der Löcher hängt vom Potential der Vorspannung ab und das resultierende Ladungsmuster wird letztendlich im TFT-Array ausgelesen.
Direktdetektoren haben aufgrund ihrer sofortigen Reaktion und hohen Auflösungsfähigkeit nach und nach herkömmliche Röntgenkassetten ersetzt.
Andere direkte digitale Detektoren
Neben FPDs wurden auch Detektoren auf Basis von CMOS und ladungsgekoppelten Bauelementen (CCD) entwickelt, aber aufgrund der sperrigen Bauweise und der schlechten Bildqualität sind solche Geräte nicht weit verbreitet. Darüber hinaus wurden auch hochdichte scannende Festkörperdetektoren entwickelt, die mit Lithium dotierte Phosphormaterialien verwenden, die während des Röntgenbelichtungsprozesses Energie speichern und abgeben können, um Bilder zu erzeugen.
Phosphoreszenzplatten-Strahlungsbildgebungstechnologie
Die Phosphorplatten-Bestrahlungstechnologie ähnelt älteren analogen Systemen und besteht aus einem lichtempfindlichen Film, der zwischen zwei röntgenempfindlichen Bildschirmen liegt. Der Unterschied besteht darin, dass der analoge Film durch eine Bildplatte mit fotostimuliertem Phosphor (PSP) ersetzt wird, der von einem Bildlesegerät gelesen wird und das Bild an das Picture Archiving and Communication System (PACS) überträgt. Diese Technik wird Computerradiographie genannt, obwohl sie sich von der Computertomographie (CT) unterscheidet.
Der Vorteil der Phosphorplatten-Strahlungstechnologie besteht darin, dass sie ohne Modifikationen nahtlos in bestehende Geräte integriert werden kann.
Industrielle Nutzung
Sicherheitserkennung
Die digitale Radiographie wird seit mehr als 20 Jahren bei Sicherheitsinspektionen eingesetzt. Im Bereich Sicherheit und zerstörungsfreie Prüfung (NDT) ersetzt es nach und nach die Verwendung herkömmlicher Folien. Die digitale Technologie bietet der Inspektionsbranche eine hervorragende Bildqualität, eine hohe Erkennungswahrscheinlichkeit, Tragbarkeit und Umweltschutz und kann eine Bildanzeige in Echtzeit realisieren.
Materialprüfung
In Bereichen wie Luft- und Raumfahrt und Elektronik ist die zerstörungsfreie Prüfung von Materialien von entscheidender Bedeutung, da sich die Integrität der Materialien direkt auf Sicherheit und Kosten auswirkt. Die Fähigkeit der digitalen Technologie, sofortige Ergebnisse zu liefern, wird in diesen Branchen immer häufiger eingesetzt.
Geschichte und Zukunftsaussichten
Die Entwicklung der digitalen Radiographietechnologie hat unser Verständnis der Bilderfassung verändert. Mit der Weiterentwicklung der Technologie und der Kostensenkung beginnen immer mehr medizinische Einrichtungen und Industriebetriebe, diese digitalen Erkennungstechnologien einzuführen. Mit Blick auf die Zukunft können wir uns vorstellen, dass mit der weiteren Integration von künstlicher Intelligenz und maschinellem Lernen die Genauigkeit der Bildanalyse neue Höchststände erreichen wird.
Welche ungenutzten Potenziale und Chancen gibt es für die Zukunft der digitalen Radiographie?
