Flat Panel Detectors
فناوری دیجیتال امروزه انقلابی را در زندگی انسان به وجود آورده است. با این فناوری امکان جمع آوری، ذخیره و آنالیز هر چه بیشتر و سریعتر اطلاعات فراهم شده که دانش تصویر برداری پزشکی نیز از این قاعده مستثنی نبوده و رفته رفته به سوی دیجیتال گام بر داشته است. از آنجایی که کیفیت تصاویر دیجیتال به مراتب بهتر از آنالوگ بوده و امکان آرشیو نمودن و انتقال تصاویر از مرکز رادیولوژی به سایر مراکز درمانی در سراسر جهان حتی به صورت همزمان فراهم است و نیز امکان استفاده از کامپیوتر در امور تشخیصی با این روش فراهم شده امروزه تصویربرداری دیجیتال را مقرون به صرفه و کارامدتر از همتای آنالوگ خود کرده است. بسیاری از سیستم های تصویربرداری مانند CT, MRI, PET, SPECT و سونوگرافی خود ماهیت دیجیتال دارند. هرچند رادیوگرافی استاندارد و فلوروسکوپی به ویژه فیلم-اسکرین و تشدید کنندههای تصویر هنوز بر پایه فناوری آنالوگ استوار هستند. با ظهور نسل جدید دیجیتال رادیولوژی Flat panel detectors (FPD) پدیدار شد. در این فناوری به جای استفاده از سیستم فیلم-اسکرین از دتکتورهای مسطح استفاده می شود. این دتکتورها بر حسب روند تبدیل اشعه ایکس به تصویر دیجیتال به دو دسته غیرمستقیم (Indirect) و مستقیم (Direct) تقسیم می شوند.
روش غیر مستقیم (Indirect) :
دتکتورهای مبدل غیر مستقیم بر پایه استفاده از سنتیلاتور/سیلیکون بی شکل/TFT استوار است. شایعترین سنتیلاتورهای به کار رفته در Imaging Flat Panel همان سنتیلاتورهایی است که در رادیوگرافی استاندارد و فلوروسکوپی( گادولونیوم اکسی سولفاید و سزیم یداید ) استفاده می شوند. در این سیستم فوتونهای ایکس که توسط عضو مورد رادیوگرافی تضعیف شده اند به وسیله سنتیلاتور به فوتون های نور مرئی تبدیل شده و سپس این فوتونهای نوری با برخورد به آرایه های فوتودایود به الکترون تبدیل میشوند که میتوانند پیکسلهای لایه سیلیکون بی شکل را فعال نمایند. حاصل فعالیت این پیکسل ها یکسری داده های الکترونیکی است که بوسیله کامپیوتر به تصاویر دیجیتال با کیفیت بالا تبدیل شده و سپس این تصویر در مانیتور به نمایش در می آید.
در روش غیرمستقیم FPD تشکیل شده از یک پوشش ورقه ای شیشه ای با لایه نازکی از سیلیکون به صورت بی شکل در مقیاس میکروسکوپی سیلیکون با میلیون ها ترانزیستور در آرایه های منظم مانند شبکه های صفحه شطرنج چیده شده است. فوتون نوری در برخورد با فوتو دایود به دو بار الکتریکی تحت عنوان جفت حفره الکترونی تبدیل می شود. پس از تشکیل بارهای حامل اطلاعات، از فوتونهای نوری ورودی با شدت های متفاوت، یک الگوی الکتریکی شکل می گیرد که به وسیله کامپیوتر به سرعت به یک تصویر دیجیتال ترجمه می شود. از آنجایی که سیلیکون قابلیت دریافت فوتونهای ایکس را ندارد لذا از گادولونیوم یا سزیم یداید به عنوان سنتیلاتور استفاده می شود که قابلیت دریافت اشعه ایکس و تبدیل آن به فوتونهای نوری مرئی را دارد. از آنجایکه سزیم یداید قابلیت بسیار خوبی در جذب اشعه ایکس و تبدیل آن به فوتونهای نوری در سطحی از انرژی که توسط سیلیکون بی شکل جذب می شود را دارد لذا بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد. ضمن آنکه سزیم یداید دارای قدرت تفکیک هندسی بهتری می باشد و با ساختار سوزنی در سنتیلاتورها استفاده می شود.
روش مستقیم ( Direct) :
در این روش فوتون اشعه ایکس به صورت مستقیم به بار الکتریکی تبدیل می شود و نیازی به سنتیلاتور نیست. در روش مستقیم از آرایه های سلنیوم بی شکل همراه با لایه نازک ترانزیستوری برای تبدیل مستقیم انرژی فوتون های ایکس به سیگنالهای الکتریکی استفاده می شود این یک تبدیل مستقیم بدون استفاده از هیچ ساطع کننده نوری مانند سیستم های CR یا ماده واسطه یا فرایند اضافه ای مانند سیستم های سیلیکونی یا سیستم CCD برای تسخیر و تبدیل انرژی فوتونهای ایکس است. با اعمال ولتاژ بایاس در سرتا سر ساختار دتکتور که توسط الکترودها صورت میگیرد پرتوهای ایکس منتشره مستقیما در لایه سلنیومی تولید جفت حفره الکترونی (بار الکتریکی) حاوی اطلاعات تصویری می کنند. این بار الکتریکی توسط خازنهای ذخیره ای خاص دتکتورها برای بازخوانی جمع آوری می شوند. از مزایای این روش می توان به سرعت و کیفیت بالای تشکیل تصویر به دلیل تبدیل مستقیم فوتون های ایکس به بار الکتریکی اشاره کرد.
استفاده از دتکتورها در رادیوگرافی دیجیتال ضمن سهولت در انجام کار و صرفه جویی در هزینه ( تهیه و نگهداری فیلم، هزینه های مربوط به تاریکخانه، داروهای ظهور و ثبوت) سرعت بالا در تصویر برداری و کیفیت قابل توجه تصاویر را به دنبال دارد. ضمن آنکه عمر مفیدی بیشتر از صفحات فسفری مورد استفاده در CR دارند و از این جهت نیز در دراز مدت مقرون به صرفه می باشند.