डिजिटल एक्स-रे: अल्फा से गामा तक

हाय हमर!

यह लंबे समय से डिजिटल रेडियोग्राफी के बारे में कुछ अच्छा और शाश्वत लिखने के लिए मेरे हाथों को खरोंच रहा है, जो मैं 5 साल से कर रहा हूं। मेरे बारे में - लोहे के विकास में 12 साल। उन्होंने एक डिजाइनर के रूप में शुरुआत की, फिर सर्किटरी, पीसीबी डेवलपमेंट, डॉक्यूमेंटेशन डेवलपमेंट, सीएनसी वर्क, एचडब्ल्यू / एसडब्ल्यू इंटीग्रेशन, प्रोजेक्ट मैनेजमेंट, मार्केटिंग थी। सामान्य तौर पर - एक धागे पर दुनिया के साथ।

हम उद्योग और चिकित्सा के लिए डिजिटल फ्लैट-पैनल एक्स-रे डिटेक्टरों के रूस में विकास और उत्पादन में लगे हुए हैं। अगर कोई भूल गया है कि एक्स-रे क्या है, तो हम "घर पर फ्लोरोस्कोपी में अनुभव", "होम -एक्स-एक्स कंप्यूटेड टोमोग्राफी" देखें, लेकिन घरेलू प्रयोगों के दौरान आयनीकरण विकिरण के नुकसान के बारे में न भूलें।

किसके लिए यह सब जरूरी है?

डॉक्टरों के लिए सबसे पहले, यह सबसे बड़ा बाजार है। फिल्म एक्स-रे अप्रचलित हो रही है, बड़े शहरों में हर जगह एक नंबर है।

दूसरे में - बिजली संरचनाओं और सुरक्षा गार्डों के लिए। निरीक्षण स्कैनर एक संकीर्ण शासक डिटेक्टर का उपयोग करते हैं, लेकिन जब उच्च छवि गुणवत्ता प्राप्त करना आवश्यक होता है, उदाहरण के लिए, जब मानव शरीर के अप्रत्याशित स्थानों में निषिद्ध वस्तुओं को ले जाना या उपकरण में बुकमार्क / बग की खोज करना, वे एक फ्लैट पैनल डिटेक्टर का उपयोग करते हैं।

तीसरा, निर्माताओं के लिए। यह वेल्डिंग, कास्टिंग, धातुओं की टांका लगाने और इलेक्ट्रॉनिक घटकों की स्थापना का गुणवत्ता नियंत्रण है। जबकि वेल्डिंग और कास्टिंग अभी भी एनालॉग पर कसकर फिट होते हैं, क्योंकि 2017 तक डिजिटल एक्स-रे के उपयोग के लिए मानक रूसी संघ में प्रकाशित नहीं हुए थे, सर्किट बोर्ड असेंबली लाइनों के गंभीर ऑपरेटरों ने कम से कम बीजीए चिप्स के अपने दिल के एक्स-रे नियंत्रण पर।

इतिहास का मिनट

फिल्म पहले एक्स-रे रिकॉर्डर बन गई, यह विभिन्न आकारों और संवेदनशीलता के कारतूस के रूप में निर्मित है, ऑपरेशन का सिद्धांत एक्स-रे और बाद के विकास / प्रवर्धन के लिए सहज पदार्थ की प्रतिक्रिया है। एक्सपोज़र की प्रक्रिया में यह कठिन, लंबा, गलत है - आप विकास के बाद इसके बारे में जानेंगे।

स्वाभाविक रूप से, प्राकृतिक आलस्य अधिक सुविधाजनक तरीके से खोज के लिए धकेल दिया गया और यह कंप्यूटर रेडियोग्राफी (सीआर) बन गया। इनपुट में हमारे पास एक फॉस्फोरस स्टोरेज प्लेट है, यह एक छिपी हुई एक्स-रे छवि को संग्रहीत करता है। परिणाम देखने के लिए, प्लेट को डिजिटाइज़र में रखा जाता है, जहां आईआर लेजर पूरी सतह को स्कैन करता है, और फोटोसेंसर ल्यूमिनेसेंस को पकड़ लेता है। इस प्रकार, एक डिजिटल छवि प्राप्त की जाती है और फिर पिछले वाले को जोखिम से अधिलेखित कर दिया जाता है। लेज़र बीम (25-100 माइक्रोन) का व्यास प्रणाली के संकल्प को निर्धारित करता है। एनालॉग की तुलना में आसान है, लेकिन तुरंत नहीं। कई हजार एक्सपोज़र के लिए पर्याप्त प्लेट हैं।

इसके अलावा, प्रगति ने विभिन्न त्वरित रूपांतरण प्रणालियों को जन्म दिया, उदाहरण के लिए, एक एक्स-रे छवि गहन (यूआरआई)। URI ने विकृतियों के साथ, वास्तविक समय में काम करने की अनुमति दी। ऑपरेशन का सिद्धांत - प्रवेश द्वार पर एक फॉस्फोर (स्किन्टिलेटर) होता है, जो दृश्य प्रकाश उत्पन्न करता है, जो फोटोकैथोड पर इलेक्ट्रॉनों को उत्पन्न करता है, जो फॉस्फर द्वारा फिर से त्वरित और पंजीकृत होते हैं, फिर एक लेंस और सीसीडी सेंसर होता है। आसान नहीं है, हुह? ऐसी प्रणाली के लाभों में से एक इलेक्ट्रॉन किरण और छवि स्केलिंग, एक्स - रे ऑप्टिकल कनवर्टर (आरओपी) के ज्यामितीय विकृतियों और इसके आकार पर ध्यान केंद्रित करने की क्षमता थी। यह गुड 50 किलोग्राम से कम वजन का हो सकता है। URI कुछ इस तरह दिखता है (आप सीसीडी कैमरा और REOP विशाल को देख सकते हैं):



अगला चरण सीसीडी सरणियों के आधार पर डिटेक्टर है। यह आधुनिकता है, समान स्कैन्निलेटर, प्रकाशिकी और स्वयं संवेदक। पेशेवरों - उच्च संकल्प, 2kx2k से। विपक्ष - सीसीडी सेंसर का आकार लगभग 2x2 सेमी है, कैमरों को याद रखें। यह फ्लैट पैनल डिटेक्टरों के सस्ते एनालॉग के रूप में माइक्रोटोग्राफी में उपयोग किया जाता है।

हमारे दिन

लगभग सभी आधुनिक डिटेक्टर CMOS या TFT मैट्रिसेस के आधार पर बनाए जाते हैं, हम इसे CMOS पर करते हैं। मैट्रिक्स का आकार 10x10 सेमी से 40x40 सेमी तक है, जो पहले से ही अच्छा है। CMOS सेंसर TFT से छोटे हैं, लेकिन पिक्सेल 25-70 माइक्रोन है। 40x40 सेमी के आकार के टीएफटी में 130-200 माइक्रोन का पिक्सेल है। जब उच्च संवेदनशीलता की आवश्यकता होती है (मैमोग्राफी, माइक्रोटोमोग्राफी), सीएमओएस आमतौर पर इस्तेमाल किया जाता है, अन्य मामलों में टीएफटी। सभी सेंसर एशिया द्वारा उत्पादित किए जाते हैं।

डिटेक्टर सर्किट चित्र में दिखाया गया है। एक्स-रे विकिरण को स्किन्टिलेटर की एक परत का उपयोग करके ऑप्टिकल में परिवर्तित किया जाता है। चूंकि सीएमओएस सेंसर वास्तव में आयनीकृत विकिरण को पसंद नहीं करता है, हम इसे फाइबर ऑप्टिक प्लेट (एफओपी) के साथ फॉस्फर से अलग करते हैं। जीपी भी सरल नहीं है, लेकिन सेरियम एडिटिव्स के साथ ताकि यह एक्स-रे के तहत समय के साथ अंधेरा न हो।

आमतौर पर, scintillator सामग्री सीज़ियम आयोडाइड (CsI) या गैडोलीनियम ऑक्साइडसल्फ़ाइड (Gadxx) है। वे संरचना में भिन्न होते हैं, CsI सुई के आकार के क्रिस्टल होते हैं जिसके माध्यम से प्रकाश एक फाइबर की तरह गुजरता है, GadOx एक निरंतर परत है जिसमें बिखरने वाले प्रभाव मजबूत होते हैं। यह एक सीज़ियम आयोडाइड क्रिस्टल जैसा दिखता है:



एक्स-रे को प्रकाश में परिवर्तित करना और फॉस्फर की मोटाई से गुजरना एक जटिल प्रक्रिया है, सब कुछ खेलता है: मोटाई, प्रकार का बयान (यह जीपी पर क्रिस्टल को तुरंत दूर करना बेहतर है), विकिरण ऊर्जा। मैं इस पर विस्तार से ध्यान केंद्रित नहीं करूंगा, जो संवेदनशीलता के बारे में अधिक जानना चाहते हैं - हम "एक्स-रे डिटेक्टर विशेषता - scintillators की तुलना" पढ़ते हैं। मोटे तौर पर - 60 केवी की ऊर्जा तक गादोक्स का उपयोग किया जाता है, 100 से ऊपर - सीएसआई, दोनों विकल्पों के बीच में। संदर्भ के लिए: मैमोग्राफी 20 से 40 kV, पारंपरिक दवाई 50 से 150 kV, 150 से 450 kV तक का उद्योग है।

हां, मैं पूरी तरह से भूल गया कि यह सब सामान एक इकाई में इकट्ठा करना असंभव है, हमें अधिकतम सटीकता के साथ सेंसर को संयोजित करने के लिए एक साफ कमरे और उपकरण की आवश्यकता है, हम 1 पिक्सेल के भीतर रखने का प्रबंधन करते हैं।



गीगाबाइट ईथरनेट एक भौतिक परत के रूप में कार्य करता है, क्योंकि गिग विज़न / जेनिकैम अक्सर डेटा ट्रांसफर प्रोटोकॉल के रूप में उपयोग किया जाता है। बड़े मैट्रिक्स आकार और ऑपरेशन के गतिशील मोड के साथ, यह पहले से ही पर्याप्त नहीं है, आपको पूर्ण कैमरालिंक या ऑप्टिकल फाइबर का उपयोग करना होगा।

नतीजतन, डिटेक्टर इस तरह दिखते हैं:



आप वेल्डिंग, चीनी मिट्टी की चीज़ें, धातु पाउडर छपाई, बीजीए चिप्स के साथ बोर्ड, प्रयोगशाला जानवरों और छोटी वस्तुओं की टोमोग्राफी शूट कर सकते हैं। अगर किसी को दिलचस्पी है और आवेदन के लिए नए विचार हैं - तो हमें खुशी होगी।