Investigation of optical and imaging characteristics of fluorescent screens for use in digital imaging detectors suitable for telemedicine

Τα ψηφιακά συστήματα ιατρικής απεικόνισης, έμμεσης ανίχνευσης, χρησιμοποιούν φωσφόρους σπινθηριστές ως μετατροπείς της ακτινοβολίας-Χ σε ορατό φως. Οι φώσφοροι σπινθηριστές πρέπει να συνδυάζουν χαρακτηριστικά ποιότητας εικόνας και απόδοσης σε φωταύγεια προκειμένου να παράγουν εικόνες υψηλής διαγνωστικής αξίας με τη παράλληλη ελάττωση της δόσης στον εξεταζόμενο. Επιπλέον πρέπει να έχουν μικρούς χρόνους απόσβεσης για χρήση σε συστήματα ψηφιακής τομοσύνθεσης (DBT) και απεικόνισης διπλής ενέργειας (DE). Σκοπός της παρούσας Διδακτορικής Διατριβής ήταν η διερεύνηση των βέλτιστων υλικών φωσφόρων σπινθηριστών για χρήση σε ολοκληρωμένο ψηφιακό απεικονιστικό σύστημα τύπου CMOS καθώς και η διερεύνηση των χαρακτηριστικών του συστήματος ψηφιακού ανιχνευτή/βέλτιστου σπινθηριστή για ιατρικές εφαρμογές χαμηλών ενεργειών, όπως η DBT. Παρασκευάστηκαν, με τη μέθοδο της καθίζησης, φθορίζουσες οθόνες από υλικά σπινθηριστών όπως τα Lu₂SiO₅:Ce, Gd₂O₂S:Eu και Gd₂O₂S:Tb. Οι ιδιότητες τους μελετήθηκαν αξιολογώντας πειραματικά παραμέτρους οι οποίες εκφράζουν την ένταση και την κατανομή του παραγόμενου σήματος στην έξοδο του ανιχνευτή και σχετίζονται άμεσα με την ποιότητα της ιατρικής εικόνας αλλά και με τη δόση στον εξεταζόμενο. Στον ανιχνευτή τοποθετήθηκε, σε άμεση επαφή με τις φωτοδιόδους CMOS, φθορίζουσα οθόνη Gd₂O₂S:Tb, η οποία προσδιορίστηκε μέσω της σύγκρισης των ανωτέρω υλικών σε απόδοση φωταύγειας και ποιότητα εικόνας. Η απόδοση του CMOS ήταν καλύτερη εν συγκρίσει με δημοσιευμένα αποτελέσματα για αισθητήρα PPS CMOS, σε όλο το εύρος των χωρικών συχνοτήτων. Τα αποτελέσματα αυτά δείχνουν ότι ο υπό εξέταση ανιχνευτής τύπου CMOS έχει υψηλή διακριτική ικανότητα και ανιχνευτική αποδοτικότητα, κρατώντας παράλληλα χαμηλά επίπεδα θορύβου καθιστώντας τoν κατάλληλο για χρήση σε πρότυπο σύστημα (DBT). Επιπλέον βρέθηκε ότι η ποιότητα εικόνας δεν υποβαθμίζεται σε χαμηλά επίπεδα έκθεσης, στοιχείο που είναι σημαντικό για εφαρμογές (DBT) και (DE), όπου η αυξημένη δόση στον εξεταζόμενο είναι ανασταλτικός παράγοντας για τη καθιέρωση και ευρεία αποδοχή των συγκεκριμένων μεθόδων.