Rentgen detektori

Rentgen detektorlari rentgen nurlarining oqimini, fazoviy tarqalishini, spektrini va / yoki boshqa xususiyatlarini oʻlchash uchun ishlatiladigan asboblardir.

X-nurlari generatori va tasvirlash detektori bilan proektsion rentgenografiyani olish.

Detektorlarni ikkita asosiy toifaga boʻlish mumkin: tasvirlash detektorlari (masalan, fotografik plitalar va rentgen plyonkasi (fotografik plyonka), endi asosan tasvir plitalari yoki tekis panelli detektorlar kabi turli xil raqamlash qurilmalari bilan almashtiriladi) va dozani oʻlchash moslamalari (masalan, ionizatsiya kameralari). , Geiger hisoblagichlari va mahalliy radiatsiya taʼsirini, dozasini va/yoki doza tezligini oʻlchash uchun ishlatiladigan dozimetrlar, masalan, radiatsiyadan himoya qilish uskunalari va protseduralari doimiy ravishda samarali ekanligini tekshirish uchun)

Rentgen tasviri 

Har qanday turdagi tasvir detektori yordamida tasvirni olish uchun bemorning rentgen nurlanishi kerak boʻlgan qismi tananing ushbu qismining ichki tuzilishining soyasini hosil qilish uchun rentgen nurlari manbayi va tasvir retseptorlari orasiga joylashtiriladi. Rentgen nurlari suyak kabi zich toʻqimalar tomonidan qisman bloklanadi va yumshoq toʻqimalardan osonroq oʻtadi. Rentgen nurlari taʼsir qiladigan joylar rivojlanganda qorayadi, bu suyaklarning atrofdagi yumshoq toʻqimalarga qaraganda yengilroq koʻrinishiga olib keladi.

Radiopak boʻlgan bariy yoki yodni oʻz ichiga olgan kontrastli birikmalar oshqozon-ichak traktiga (bariy) kiritilishi yoki bu tomirlarni taʼkidlash uchun arteriya yoki tomirlarga AOK qilinishi mumkin. Kontrastli birikmalar tarkibida yuqori atom raqamli elementlar mavjud boʻlib, ular (suyak kabi) asosan rentgen nurlarini toʻsib qoʻyadi va shuning uchun bir vaqtlar ichi boʻsh organ yoki tomirni osonroq koʻrish mumkin. Toksik boʻlmagan kontrastli materiallarga intilishda yuqori atom sonli elementlarning koʻp turlari baholandi. Tanlangan baʼzi elementlar zararli ekanligi isbotlangan - masalan, toriy bir vaqtlar kontrast vosita sifatida ishlatilgan (Thorotrast) - bu zaharli boʻlib chiqdi, bu foydalanishdan oʻnlab yillar oʻtgach saraton kasalligining juda yuqori koʻrinishini keltirib chiqaradi.

Rentgen filmi

Mexanizm 
Odatda rentgen plyonkasi kumush galogenid kristalli "donalari", odatda kumush bromidni oʻz ichiga oladi. Dona hajmi va tarkibi plyonka xususiyatlariga taʼsir qilish uchun sozlanishi kerak, masalan, ishlab chiqilgan tasvirning piksellar sonini yaxshilash. Plyonka radiatsiya taʼsirida galogenid ionlanadi va erkin elektronlar kristall nuqsonlarda ushlanib qoladi (yashirin tasvirni hosil qiladi). Kumush ionlari bu nuqsonlarga jalb qilinadi va kamayadi, shaffof kumush atomlari klasterlarini yaratadi. Rivojlanish jarayonida ular shaffof boʻlmagan kumush atomlariga aylanadi, ular koʻrish mumkin boʻlgan tasvirni hosil qiladi, eng qorongʻi, eng koʻp nurlanish aniqlangan. Keyingi rivojlanish bosqichlari sezgir boʻlgan donalarni barqarorlashtiradi va keyingi taʼsir qilishning oldini olish uchun (masalan, koʻrinadigan yorugʻlikdan) sezilmagan donalarni olib tashlaydi.

Oʻzgartirish 

Birinchi rentgenogrammalar (rentgen tasvirlari) sensibilizatsiyalangan shisha fotoplastinkalarda rentgen nurlari taʼsirida qilingan. Tez orada rentgen plyonkasi (fotografik plyonka) shisha plitalar oʻrnini egalladi va kino oʻnlab yillar davomida tibbiy va sanoat tasvirlarini olish (va namoyish qilish) uchun ishlatilgan.[7] Asta-sekin, raqamli kompyuterlar raqamli tasvirni yaratish uchun etarli maʼlumotlarni saqlash va koʻrsatish qobiliyatiga ega boʻldi. 1990-yillardan beri kompyuter rentgenografiyasi va raqamli rentgenografiya tibbiy va stomatologiyada fotografik plyonka oʻrnini egalladi, ammo kino texnologiyasi sanoat rentgenografiya jarayonlarida (masalan, payvandlangan tikuvlarni tekshirish uchun) keng qoʻllanilmoqda. Metall kumush (ilgari rentgenografiya va fotografiya sanoati uchun zarur boʻlgan) qayta tiklanmaydigan resursdir, ammo kumushni sarflangan rentgen plyonkasidan osongina qaytarib olish mumkin.[8] Agar rentgen plyonkalari nam ishlov berish uskunalarini talab qilsa, yangi raqamli texnologiyalar bunga muhtoj emas. Tasvirlarni raqamli arxivlash ham jismoniy saqlash joyini tejaydi.[9]

Fotostimulyatsiya qiluvchi fosforlar 
Fosfor plastinka rentgenografiyasi - bu 1980-yillarda Fuji tomonidan kashf boʻlgan fotostimulyatsiya qilingan luminesans (PSL) yordamida rentgen nurlarini yozish mumkin. Fotografik plita oʻrniga fotostimulyatsiya qiluvchi fosfor plitasi (PSP) ishlatiladi. Plastinka rentgen nurlanishidan soʻng, fosfor moddasidagi qoʻzgʻatilgan elektronlar plastinka yuzasi boʻylab oʻtgan lazer nuri tomonidan qoʻzgʻatilgunga qadar kristall panjaradagi " rang markazlarida " "tupoq" qoladi. Lazer stimulyatsiyasi paytida chiqarilgan yorugʻlik fotokoʻpaytiruvchi trubka tomonidan toʻplanadi va natijada olingan signal kompyuter texnologiyasi yordamida raqamli tasvirga aylanadi. PSP plitasi qayta ishlatilishi mumkin va mavjud rentgen uskunalari ulardan foydalanish uchun hech qanday oʻzgartirishni talab qilmaydi. Texnika kompyuter rentgenografiyasi (CR) deb ham nomlanishi mumkin.

Tasvir kuchaytirgichlar 

Rentgen nurlari, shuningdek , angiografiya yoki ichi boʻsh organlarning kontrastli tadqiqotlari (masalan, ingichka yoki yoʻgʻon ichakning bariyli hoʻqnasi) kabi "real vaqtda" protseduralarda ham foydalaniladi. Angioplastika, arterial tizimning tibbiy aralashuvi, potentsial davolash mumkin boʻlgan lezyonlarni aniqlash uchun rentgen nuriga sezgir kontrastga tayanadi.

Yarimoʻtkazgichli detektorlar

Toʻgʻridan-toʻgʻri detektorlar 
1970-yillardan boshlab litiy (Si (Li) yoki Ge (Li)) bilan qoʻshilgan kremniy yoki germaniy yarimoʻtkazgichli detektorlar ishlab chiqildi. X-nurlari fotonlari yarimoʻtkazgichda elektron-teshik juftlariga aylanadi va rentgen nurlarini aniqlash uchun yigʻiladi. Harorat yetarlicha past boʻlganda (detektor Peltier effekti yoki hatto sovuqroq suyuq azot bilan sovutiladi), rentgen nurlarining energiya spektrini toʻgʻridan-toʻgʻri aniqlash mumkin. Bu usul energiya dispersiv rentgen spektroskopiyasi (EDX yoki EDS) deb ataladi. Koʻpincha kichik rentgen floresan spektrometrlarida foydalaniladi. Anʼanaviy yarimoʻtkazgich ishlab chiqarish orqali ishlab chiqarilgan kremniy drift detektorlari (SDD) tejamkor va yuqori aniqlikdagi radiatsiya oʻlchovini taʼminlaydi. Si (Li) kabi anʼanaviy rentgen detektorlaridan farqli oʻlaroq, ularni suyuq azot bilan sovutish kerak emas. Ushbu detektorlar tasvirlash uchun kamdan-kam qoʻllaniladi va faqat past energiyada samarali.

Tibbiy tasvirlashda amaliy qoʻllanilishi 2000-yillarning boshida boshlangan. Amorf selen yuqori fazoviy oʻlchamlari va rentgen nurlarini yutuvchi xususiyatlari tufayli mammografiya va umumiy rentgenografiya uchun tijorat keng maydonli tekis panelli rentgen detektorlarida qoʻllaniladi. Biroq, Selenning past atom raqami yetarli sezgirlikka erishish uchun qalin qatlam kerak.

Bilvosita detektorlar 
Bilvosita detektorlar rentgen nurlarini koʻrinadigan yorugʻlikka aylantirish uchun sintilatordan iborat boʻlib, u TFT massivida oʻqiladi. Bu joriy (amorf selen) toʻgʻridan-toʻgʻri detektorlarga nisbatan sezgirlik afzalliklarini taʼminlashi mumkin. Bilvosita tekis panelli detektorlar (FPD) bugungi kunda tibbiyot, stomatologiya, veterinariya va sanoatda keng qoʻllaniladi.

Dozani oʻlchash

Gaz detektorlari 

Gazdan oʻtadigan rentgen nurlari uni ionlashtiradi va musbat ionlar va erkin elektronlarni hosil qiladi. Kiruvchi foton energiyasiga mutanosib ravishda bir qancha ion juftlarini hosil qiladi. Agar gaz kamerasida elektr maydoni mavjud boʻlsa, ionlar va elektronlar turli yoʻnalishlarda harakat qiladi va shu bilan aniqlanadigan oqimni keltirib chiqaradi. Gazning harakati qoʻllaniladigan kuchlanish va kameraning geometriyasiga bogʻliq boʻladi. Bu quyida tavsiflangan bir necha turdagi gaz detektorlarini keltirib chiqaradi.

Ionizatsiya kameralari barcha ionlar va elektronlarni rekombinatsiya qilishdan oldin ajratib olish uchun taxminan 100 V/sm boʻlgan nisbatan past elektr maydonidan foydalanadi. Bu gaz taʼsir qiladigan doza tezligiga mutanosib barqaror oqim beradi. 

Proportsional hisoblagichlar silindrsimon kameraning markazida nozik musbat zaryadlangan anodli simli geometriyadan foydalanadi. Gaz hajmining koʻp qismi ionlash kamerasi vazifasini bajaradi, lekin simga eng yaqin mintaqada elektr maydoni elektronlar gaz molekulalarini ionlashtiradigan darajada yuqori boʻladi. Bu chiqish signalini sezilarli darajada oshiradigan koʻchki effektini yaratadi. Har bir elektron taxminan bir xil oʻlchamdagi koʻchkini keltirib chiqarganligi sababli, toʻplangan zaryad soʻrilgan rentgen nurlari tomonidan yaratilgan ion juftlari soniga proportsionaldir. Bu har bir kiruvchi fotonning energiyasini oʻlchash imkonini beradi.

Geyger-Myuller sanagichlari UV-fotonlar hosil boʻlishi uchun yanada yuqori elektr maydonidan foydalanadi. Ular yangi koʻchkilarni boshlaydi, natijada anod simi atrofidagi gazning toʻliq ionlanishiga olib keladi. Bu signalni juda kuchli qiladi, lekin har bir hodisadan keyin oʻlik vaqtni keltirib chiqaradi va rentgen energiyasini oʻlchashni imkonsiz qiladi.

Gaz detektorlari odatda bitta pikselli detektorlar boʻlib, faqat gaz hajmi boʻyicha oʻrtacha doza tezligini yoki yuqorida aytib oʻtilganidek, oʻzaro taʼsir qiluvchi fotonlar sonini oʻlchaydilar, ammo ularni simli kamerada koʻplab kesishgan simlar bilan fazoviy hal qilish mumkin.

Silikon PN quyosh xujayralari 
1960-yillarda silikon PN quyosh xujayralari ionlashtiruvchi nurlanishning barcha shakllarini, shu jumladan ekstremal UV, yumshoq rentgen nurlari va qattiq rentgen nurlarini aniqlash uchun mos ekanligi koʻrsatildi. Aniqlashning ushbu shakli fotoionizatsiya orqali ishlaydi, bu jarayon ionlashtiruvchi nurlanish atomga uriladi va erkin elektronni chiqaradi. Ushbu turdagi keng polosali ionlashtiruvchi nurlanish sensori quyosh xujayrasi, ampermetr va quyosh xujayrasi tepasida koʻrinadigan yorugʻlik filtrini talab qiladi, bu esa kiruvchi toʻlqin uzunliklarini blokirovka qilgan holda ionlashtiruvchi nurlanishning quyosh kamerasiga tushishiga imkon beradi.

Radioxrom film 
Oʻz-oʻzidan rivojlanayotgan radioxrom plyonka, ayniqsa, radioterapiya fizikasida dozimetriya va profillash maqsadlari uchun juda yuqori aniqlikdagi oʻlchovlarni taʼminlaydi.

Foydalanilgan adabiyotlar 

Rentgenologiya