Amplificatore di immagini a raggi X elettronico-ottico

Amplificatore ottico-elettronico

Un amplificatore ottico-elettronico di un'immagine a raggi X è un dispositivo progettato per moltiplicare la luminosità di un'immagine su uno schermo a raggi X convertendo un'immagine luminosa in una elettronica e quindi convertendola in una luce. Tale miglioramento dell'immagine in un amplificatore ottico-elettronico è ottenuto utilizzando un dispositivo electrovacuum, chiamato convertitore elettrone-ottico. L'intensificatore di immagini a raggi X viene utilizzato principalmente nella radiografia, nella cinematografia a raggi X e nell'uso della televisione nella diagnostica a raggi X.

Il vantaggio principale di un amplificatore ottico-elettronico è una netta diminuzione della dose di radiazioni X durante gli studi diagnostici, in particolare con la cinematografia a raggi X, e la possibilità, grazie ad un forte aumento della luminosità dell'immagine, di risplendere in una stanza buia, usando macchine a raggi X a bassa potenza (vedi).

L'amplificatore ottico-elettronico di un'immagine a raggi X è un dispositivo per convertire un'immagine a raggi X in un'immagine ottica, che è molte volte più luminosa di un'immagine su uno schermo a raggi X convenzionale. Aumentando la luminosità dell'immagine si ottiene la conversione intermedia dell'immagine a raggi X in elettronica e l'amplificazione di quest'ultima a causa dell'energia elettrica fornita in aggiunta.

L'elemento amplificatore principale di tale dispositivo è un dispositivo a vuoto, chiamato convertitore elettrone-ottico. Gli amplificatori più utilizzati con convertitori di elettroni-ottici a raggi X (REOP). Il rilevatore di raggi X primario in questo caso è uno schermo luminescente fatto di fosforo ZnS - Ag o ZnS · CdS - Ag all'interno del tubo a vuoto (Fig. 1). Lo schermo è a contatto ottico con un fotocatodo di antimonio traslucido o multi-alcalino. L'assieme schermo-catodo insieme all'anodo a forma di cono e l'elettrodo di messa a fuoco sub-forma formano un sistema di accelerazione e messa a fuoco a tre elettrodi del convertitore. Alla base del cono dell'anodo c'è lo schermo catodoluminescente di uscita. Un alto potenziale positivo (25 kV) rispetto al catodo viene alimentato all'anodo, un piccolo potenziale (200-300 V) all'elettrodo di focalizzazione.


Fig. Fig. 1. Schema del dispositivo del convertitore ottico-elettronico a raggi X realizzato da Philips con uno schermo a raggi X in contatto ottico con il fotocatodo: 1 - Tubo radiogeno; 2 - l'oggetto di studio; 3 - REOP; 4 - schermo a raggi x di ingresso; 5 - fotocatodo; 6 - elettrodo di subfocusing; 7 - pallone; 8 - schermo di output; 9 - vetro protettivo; 10 - sistema ottico; 11 - esaminando l'occhio; 12 - telecamera; 13 - cinepresa; 14 - macchina da presa widescreen.

Un raggio di raggi X, cadendo sullo schermo di uscita, fa sì che si illumini (luminescenza dei raggi X). Sotto l'azione dei quanti di luce, il fotocatodo emette elettroni (emette) e la distribuzione della densità elettronica nel raggio riproduce la distribuzione della luce prodotta dallo schermo sulla superficie del fotocatodo. Di conseguenza, l'immagine luminosa viene convertita in elettronica. Il flusso di elettroni, correndo verso l'anodo, bombarda lo schermo luminescente in uscita, facendolo brillare. Quindi, viene eseguita la trasformazione inversa di un'immagine elettronica in una luce. L'aumento di luminosità si ottiene accelerando gli elettroni in un campo elettrostatico e la riduzione elettronica-ottica dell'immagine, che porta ad un aumento della densità del flusso di elettroni. L'immagine sullo schermo di uscita viene osservata attraverso il sistema ottico, che aumenta le sue dimensioni alla normalità. Può anche essere fotografato su un film widescreen, su pellicola o trasferito su un tubo televisivo.

I moderni amplificatori REOP hanno un guadagno di 3000 o più. Ciò significa che la luminosità dello schermo di uscita supera quella di uno schermo convenzionale per fluoroscopia di 3000 o più volte. Questo è il vantaggio principale dell'amplificatore, che consente di aumentare il grado di percezione delle informazioni incorporate nell'immagine, a causa dell'aumentata acuità visiva e della sensibilità al contrasto dell'occhio; ridurre i tempi di ricerca; ridurre la probabilità di errori associati all'affaticamento degli occhi; eliminare la necessità di blackout e adattamento aggiuntivo; ridurre l'esposizione del paziente durante la fluoroscopia; per effettuare il rilevamento di pellicole a raggi X, nonché per utilizzare le installazioni televisive che utilizzano i vidicons come tubi trasmittenti.

Lo svantaggio dell'amplificatore con il REOP è la dimensione relativamente piccola del campo di lavoro (è tecnicamente difficile realizzare il REOP con un diametro dello schermo di uscita superiore a 220-230 mm). Per aumentare il campo di lavoro, vengono utilizzati amplificatori di luminosità dell'immagine a raggi X di un design diverso con un convertitore ottico-ottico ottico (Fig. 2). In questo amplificatore, lo schermo fluoroscopico si trova all'esterno dell'intensificatore di immagine e l'immagine ottenuta sullo schermo viene proiettata sul fotocatodo del convertitore da un'ottica a lente speculare ad alta apertura. Gli svantaggi di questo sistema sono la perdita di luce macchinosa e significativa quando si trasferiscono le immagini dallo schermo al fotocatodo.


Fig. Fig. 2. Schema del dispositivo dell'intensificatore di immagine a raggi X Zinelix con trasferimento di immagine dallo schermo a raggi X al fotocatodo utilizzando l'ottica a lente speculare: 1 - Tubo a raggi X; 2 - convertitore ottico-elettrone-luce; 3 - ottica di input; 4 - ottica di uscita; 5 - schermo fluoroscopico.

Gli amplificatori a ottica elettronica di immagini a raggi X vengono utilizzati nello studio dell'apparato digerente e del sistema cardiovascolare, per il controllo fluoroscopico con l'introduzione
sonde, cateteri e farmaci radioattivi, per lo studio rapido di lesioni traumatiche e in tutti i casi in cui l'uso del metodo convenzionale di radiografia è associato al rischio di esposizione eccessiva di pazienti e personale.

I televisori con un amplificatore consentono l'osservazione simultanea da parte di un gruppo di medici e il controllo radiologico durante le operazioni direttamente al tavolo operatorio.

Lo screening a raggi X con l'aiuto di un amplificatore combina uno degli importanti vantaggi dell'imaging a raggi X - documentario con la possibilità di studi funzionali di vari organi. Il sistema di uscita ottica a due canali consente di monitorare visivamente il processo di ripresa.

Quando si utilizzano i più recenti potenziatori di immagini a raggi X, la dose integrale durante la fluoroscopia in alcuni casi diminuisce di 10-15 volte.

Il desiderio di ridurre al minimo l'esposizione di pazienti e personale e di ampliare le possibilità di diagnostica a raggi X porta alla limitazione dell'ambito di applicazione degli studi a raggi X convenzionali con la sostituzione della sua ricerca con l'aiuto di un'immagine a raggi X dell'amplificatore elettronico-ottico. Vedi anche macchine a raggi X, diagnostica a raggi X, tecniche a raggi X.