(TIỂU LUẬN) báo cáo tiểu luận đề tài CT DETECTOR

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM Báo cáo tiểu luận ĐỀ TÀI: CT DETECTOR CT DETECTOR Detector chụp ảnh chụp tia phóng xạ từ bệnh nhân chuyển thành tín hiệu điện, sau chuyển thành mã thơng tin nhị phân đưa vào máy tính xử lý Đặc trưng Detector Tính Hiệu quả: Là khả chụp, hấp thụ chuyển đổi photon x-ray thành tín hiệu điện - Tính ổn định: Đề cập đến phản hồi detector, cần phải Calib định kỳ để hiển thị tín hiệu xác - Thời gian phản hồi: tốc độ detector nhân tia X sau khơi phục để nhận tia X thời gian ngắn (micro giây) - Dải rộng: tỉ lệ tín hiệu lớn tín hiệu nhỏ đo xác để phân biệt - Sau phát sáng: trì hình ảnh sau xạ bị tắt TYPES OF DETECTOR Gồm loại: Đầu dò ion hố khí (Gas ionization detector) Chuyển đổi lượng tia x trực tiếp thành tín hiệu điện Đầu dị nhấp nháy (Scintillation detectors) Chuyển đổi lượng tia X thành ánh sáng 1.Đầu dị ion hố khí (Gas ionization detector) Cấu tạo: -Detectors xenon bao gồm hai điện cực kim loại (một cực dương cực âm) bao quanh khí xenon áp suất cao Giống ống tia X, điện áp đặt qua hai điện cực Sử dụng khí xenon khơng phóng xạ áp suất cao (khoảng 25 atm), ô dài mỏng hai kim loại Bao gồm loạt buồng khí riêng lẻ, thường ngăn cách cẩn thận vonfram định vị để hoạt động thu nhận electron với hiệu điện đặt Khi tia X rơi vào buồng riêng biệt, dẫn đến kết ion hóa khí tạo ion âm dương Các ion dương di chuyển đến tích điện âm, ion âm tích điện dương Việc di chuyển ion gây dịng tín hiệu nhỏ thay đổi trực tiếp với số photon hấp thụ QDE 50-60% (có giá trị hiệu thu lượng tử) Chỉ sử dụng cho máy quét hệ thứ Hình Cho thấy detector ion hóa chứa đầy khí Ngun lý: Dựa ngun tắc ion hóa Hình 1: Detector xenon Khi chùm tia X tương tác với khí xenon, chất khí bị ion hóa Các electron tạo sau di chuyển tích tụ cực dương Sau đó, tín hiệu truyền thành tín hiệu điện, gửi đến hệ thống máy tính Khi chùm tia X qua bệnh nhân, tương tác với nguyên tử xenon làm ion hóa khí Sự ion hóa xenon gây tích tụ điện tử ngăn Do điện trường tồn điện cực, electron di chuyển phía anot tích điện dương tiếp tục hình thành nên điện tích tích tụ anot Điện tích sau khuếch đại thành tín hiệu điện tử, tín hiệu tiếp tục vào hệ thống máy tính để xác định cuối thể suy giảm xạ Mặc dù loại detector tương đối rẻ tiền, có hiệu suất phát lượng tử thấp (tỷ lệ photon tia X bị detector hấp thụ) Do đó, điều có nghĩa tỷ lệ nhỏ photon tia X qua thể thực hấp thụ detector xenon (60- 70%) Vì lý này, máy dị xenon khơng cịn sử dụng máy quét CT ngày Đầu dò nhấp nháy (Scintillation detectors) Dectector trạng thái rắn bao gồm tinh thể chiếu sáng ghép nối với ống điốt quang Khi tia X chiếu vào tinh thể, tia sáng tạo Sau ánh sáng dẫn đến ống PM Sau giải phóng electron điện tử xếp tầng thông qua loạt dynodes xếp cẩn thận trì mức khác Khả dẫn đến tín hiệu đầu nhỏ Máy quét ban đầu sử dụng tinh thể natri iodua ghép với ống PM Do vấn đề sau phát sáng phạm vi động hạn chế natri iodua, tinh thể khác canxi florua bitmut tạo sử dụng máy quét sau Ngày nay, phát quang Photodiode trạng thái rắn sử dụng phổ biến Photodiode chất bán dẫn có điểm tiếp giáp p-n cho phép dịng điện chạy tiếp xúc với ánh sáng Photodiode thường sử dụng với khuếch đại đầu thấp từ diode Thời gian phản hồi photodiode cực nhanh (khoảng 0,5 -250 nano giây) Vật liệu Scintillation sử dụng với Photodiode cadmium vonfram vật liệu gốm làm từ oxit đất hiếm, có độ tinh khiết cao dựa hợp chất đất pha tạp yttrium gadolinium oxysulphide, tinh thể liên kết quang học với photodiode Hiệu suất chuyển đổi hiệu suất bắt photon cadmium vonfram 25-30% 45% dải động triệu đến Nguyên lý: Khi photon tia X tương tác với ống soi, ánh sáng phát Ánh sáng tương tác với tách sóng quang, chuyển đổi ánh sáng thành tín hiệu điện, tín hiệu gửi đến máy tính để xác định mức độ suy giảm chùm tia x thể tạo hình ảnh Mặc dù loại máy dị đắt hơn, có hiệu suất phát lượng tử cao (98-99,5%), loại máy dị phổ biến sử dụng máy quét CT ngày Cuối cùng, thông tin suy giảm nhận dị truyền đến hệ thống máy tính, tái tạo kỹ thuật số DETECTOR CONFIGURATION Máy quét CT sử dụng detector nhiều hàng để thu hình ảnh nhiều lát cắt xoay 360 độ Hình Detector trạng thái rắn Photodiode phủ scintillator (chất phát sáng nhấp nháy) Khi photon tia X cịn sót lại kích scintillator, photon ánh sáng phát phát photodiode Photodiode sau phát tín hiệu điện DETECTOR mảng ma trận (MATRIX ARRAY DETECTOR) Được gọi detector mảng cố định Chứa kênh ô, chúng thường gọi đẳng hướng, tất chiều DETECTORS mảng thích ứng (ADAPTIVE ARRAY DETECTORS) Detector mảng thích ứng có thiết kế khơng đẳng hướng Các ô detector không nhau, chúng khác kích thước 10 HYBRID DETECTORS Khơng có phần tử detector hẹp trung tâm detector không khác Cạnh ô hẹp ghép ô rộng (thường gấp đôi chiều rộng ô hẹp) hai bên khoảng cách detector hẹp Không Detector hẹp rộng thay đổi 11 Detector Array configuration 12 Ct tube and detectors, https://www.slideshare.net/sandipsuman1/ct-tube-anddetectors-71895793 [ [ CT Detectors, http://199.116.233.101/index.php?title=CT_Detectors Scintillation Detector, http://wanda.fiu.edu/boeglinw/courses/Modern_lab_manual3/scintillator.html [ 13 ... cách detector hẹp Khơng Detector hẹp rộng thay đổi 11 Detector Array configuration 12 Ct tube and detectors, https://www.slideshare.net/sandipsuman1 /ct- tube-anddetectors-71895793 [ [ CT Detectors,... điện DETECTOR mảng ma trận (MATRIX ARRAY DETECTOR) Được gọi detector mảng cố định Chứa kênh ô, chúng thường gọi đẳng hướng, tất chiều DETECTORS mảng thích ứng (ADAPTIVE ARRAY DETECTORS) Detector. .. thích ứng có thiết kế không đẳng hướng Các ô detector không nhau, chúng khác kích thước 10 HYBRID DETECTORS Khơng có phần tử detector hẹp trung tâm detector không khác Cạnh ô hẹp ghép ô rộng (thường