NOTA - FLAT PANEL DETECTORS (FPD)

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FLAT PANEL (DETETTORI)

PANNELLI PIATTI A MULTI PIXEL

Nell’ultimo decennio, lo sforzo scientifico e tecnologico è stato prevalentemente rivolto allo sviluppo di rivelatori a pannelli piatti (Flat Panel Detectors – FPD), questi pannelli sono rilevatori a multi pixel con distribuzione rettilinea a matrice bidimensionale, che possono essere indirizzati elettronicamente in progressione linea per linea da una elettronica interna.
Questi sistemi possono essere inseriti stabilmente in postazioni fisse al posto dei intensificatori di brillanza o delle lastre radiografiche.
Connessi a computer possono essere sincronizzati con il tubo radiogeno a raggi X in modo di avere una visualizzazione delle immagini in modalità real time.
La lettura ed il trasferimento dell’immagine avviene in un tempo estremamente rapido, e la velocità di lettura, nei nuovi sistemi, può arrivare a superare i 30 frame/sec.
La velocità nella visualizzazione dell’immagine è sicuramente il vantaggio principale di questa tecnologia, poiché consente di diminuire in modo considerevole il tempo di esecuzione di un esame e quindi in generale un aumento di produttività.
Ogni pixel ha un elemento di commutazione (transistor / TFT) e un elemento per la lettura del segnale di accumulo (capacità di accumulo).
L'elemento di commutazione permette a ogni pixel di essere indirizzato per la trasmissione del valore acquisito, mentre l'elemento di lettura (elettrodo) del segnale è progettato per registrare il valore acquisito durante l’irraggiamento, questo processo viene effettuato e ripetuto ad ogni frame di acquisizione.
L’insieme dei dati prodotti da tutti i pixel del flat panel crea l’immagine dell’oggetto in esame, con una dinamica che può arrivare ai 16 bit (65.356 livelli di grigio).
Le dimensioni dei singoli pixel può differenziarsi a seconda del processo di lavorazione e dal produttore e può variare da 50 a 400µm, si può così immaginare come ogni pannello sia formato da milioni di pixel.

Identificazione dei principali dei rivelatori a pannelli piatti (Flat Panel Detectors – FPD)

Componenti principali dei rivelatori a pannelli piatti (Flat Panel Detectors – FPD)

L’aspetto più importante dei sistemi FPD è la possibilità di offrire un’efficienza di conversione quantistica più elevata sia dei sistemi tradizionali schermo-pellicola, radioscopia (IB-TV), e Computer Radiography (CR).
Questi sistemi, inoltre, semplificano il processo di lavoro in applicazioni in campo radioscopico con possibilità di usufruire di sofisticati software per la creazione di immagini bidimensionali e tridimensionali CT.

Indicazione circuitale di un pixel con i principali componenti elettronici che lo compongono.

Schema circuitale di un pixel con i principali componenti elettronici che lo compongono.

Ciclo di acquisizione immagine (Frame).

Con l’esposizione ai raggi-X, viene trasmessa un’energia sull’elettrodo esterno.
L’elettrodo di raccolta, posto alla base del pixel, è collegato ad un condensatore di memorizzazione del segnale Cst, che è a sua volta collegato al contatto del TFT.
Durante l’esposizione, l’energia acquisita viene accumulata sul condensatore di memoria Cst, il TFT è nello stato OFF fintanto non viene richiesto l’acquisizione del valore accumulato.
Per ogni frame acquisito durante l’esposizione, un impulso positivo è applicato al gate del TFT, che diventa ON, e la carica accumulata nel condensatore Cst viene trasmessa attraverso la propria linea dati all’amplificatore.
Questo ciclo viene effettuato per ogni frame acquisito e ogni pixel viene comandato a un determinato momento predefinito in modo sequenziale dall’elettronica del flat panel

Indicazione della risoluzione spaziale e della sensibilità a seconda del tipo di pixel utilizzato