Výskum GaAs detektorov pre digitálnu rádiografiu

Výskum GaAs
Riešiteľský kolektív
Absolventi
Stáže v zahraničí
Digitálna rádiografia
Vyvinuté detektory a zariadenia
Výskum - naspäť

DIGITÁLNA RÁDIOGRAFIA

Obr 1: Schématické zobrazenie digitálnej rádiografie. Žiarenie je po prechode skúmaným objektom registrované riadkom detektorov, získané dáta sú spracované vyčítavacou elektronikou a následne zobrazované pomocou počítača.

Fotografický film sa používa ako detekčné médium v oblasti fotografie a röntgenológie už viac ako sto rokov. Prvú röntgenovú snímku urobil ešte v roku 1895 Wilhelm Conrad Röntgen, kedy pomocou vlastnoručne zostrojenej röntgenovej lampy zobrazil kosti ruky svojej manželky. Za objav röntgenových lúčov mu bola v roku 1901 udelená prvá Nobelova cena za fyziku.

Obr 2: Wilhelm Conrad Röntgen, nemecký fyzik, nositeľ Nobelovej ceny za objav rtg. žiarenia a rtg. fotografia ruky jeho manželky.

Súčasný prudký rozvoj mikroelektroniky umožňuje vyvinúť nový spôsob detekcie a zobrazenia ionizujúceho žiarenia, tzv. digitálnu rádiografiu. Rozmermi malé detektory (500 – 50 μm) usporiadané v matici alebo v posuvnom riadku dokážu úspešne nahradiť doteraz používaný film a naviac prinášajú aj početné výhody.

Dôležitými prínosmi digitálnej rádiografie v porovnaní s rtg. smímkami sú:

Pokles radiačnej záťaže vyšetrovaných pacientov (viac ako 5-krát). Detektory vyvíjané pre digitálnu rádiografiu sa vyznačujú vyššou detekčnou účinnosťou rtg. žiarenia v porovnaní s rtg. snímkou.
Vylepšenie rozlíšenia v kontraste (o viac ako 3 rády). Elektronika vyvinutá pre spracovanie signálu v digitálnej rádiografii potláča šum a následné vylepšenie kontrastu umožní odhaliť rakovinové bunky v skoršom štádiu choroby.
Digitalizácia informácií umožňuje 3D zobrazovanie a zobrazenie profilu hustôt skúmaného objektu.

Ďalšie prínosy možno vidieť v šetrení času a väčšom pohodlí pri práci s digitálnimi informáciami. Získané zobrazenia sú okamžite zobrazené na monitore počítača, zálohované v digitálnej forme, čo šetrí priestor inak potrebný pre uskladnenie fotografií. Ekologický prínos demonštruje aj vyhnutie sa používaniu chemikálií potrebných pre vyvolanie fotografií.

Najvhodnejšími kandidátmi pre digitálne zobrazovanie sú polovodičové detektory. Vyznačujú sa veľmi dobrou rozlišovacou schopnosťou, sú kompaktné a ľahké. V našom výskumnom tíme sa zaoberáme práve štúdiom detekčných vlastností detektorov na báze GaAs, ktoré sú vyvíjané na Elektrotechnickom ústave SAV v Bratislave. V spolupráci s týmto ústavom už boli vyvinuté aj prvé zobrazovacie zariadenia z týchto detektorov: Tomograf dreva a Digitálny prenosný rtg. skener a vo výskume sa neustále pokračuje.