Εξομοίωση ανιχνευτών ακτίνων Χ με αναλυτικές μεθόδους Νικόλαος Ευθυμίου, Νεκτάριος Καλύβας, Γεώργιος Πατατούκας, Διονύσιος Κάβουρας και Ιωάννης Κανδαράκης Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Αθήνας Τεχνολογία Ιατρικών Οργάνων Εργαστήριο Ιοντιζουσών και μη Ιοντιζουσών ακτινοβολιών

Εισαγωγή Ι Στην εργασία αυτή πραγματοποιήθηκε ένας αλγόριθμος αξιόπιστος, ευέλικτος και ταχύς ο οποίος δίνει αποτελέσματα σχετικά με την φωτοαπόδοση του σπινθηριστή και την φασματική συμβατότητα του, με το φωτοανιχνευτή που ακολουθεί. Ο αλγόριθμος της εξομοίωσης πραγματοποιήθηκε στο Mathworks Matlab.

Μέθοδοι και υλικά Ι Η πρώτη διαδικασία παραγωγής φάσματος ακτίνων Χ γίνεται με την μέθοδο interpolated polynomials. Μέθοδος μπορεί να πραγματοποιηθεί για υλικά και ενέργειες κλασσικής ακτινοδιαγνωστικής και μαστογραφίας. Η μέθοδος αυτή θεωρείται ως η πιο αξιόπιστη, αναλυτική μέθοδος.

Μέθοδοι και Υλικά ΙΙ Η δεύτερη μέθοδος εξομοίωσης του φάσματος ακτίνων Χ είναι η ημιεμπειρική μέθοδος των Tucker και Barnes.

Μέθοδοι και Υλικά ΙΙΙ

Μέθοδοι και Υλικά ΙV YAG:Ce Y2O3:Eu ZnSCdS:Ag CdWO4 Lu3Al5O3 nC 0.05   YAG:Ce Y2O3:Eu ZnSCdS:Ag CdWO4 Lu3Al5O3 nC 0.05 0.95 0.207 0.97 0.03 σ (cm2/g) 26.5 25.0 33.8 43.8 34.6 λ (nm) 540 613 545 490 435

Μέθοδοι και Υλικά V Η δέσμη των ακτίνων Χ έχει τριγωνικό σχήμα [2D] συνήθως με 0<θ<24. Το φαινόμενο αυτό επηρεάζει αρνητικά την απόδοση των σπινθηριστών στα σημεία: MTF PSF

Αποτελέσματα Ι

Αποτελέσματα ΙΙ

Αποτελέσματα ΙΙΙ

Αποτελέσματα ΙV

Μελλοντικά σχέδια DEI (Diffraction Enhanced imaging) Για το σχηματισμό της εικόνας συνδράμουν δύο φυσικές διαδικασίες: Απορρόφηση ακτίνων Χ με βάση το μαζικό συντελεστή απορρόφησης (κυρίως φωτοηλεκτρικό φαινόμενο). Διάθλασης των φωτονίων Χ με βάση την πυκνότητα της δομής (μικροrad). Χρήση φωσφόρων με κόκκους τάξης μεγέθους nano [nanophosphors] (π.χ. Gd2O3:Eu).

Βασικές αρχές DEI Ι IN=IR+ID+IC+II , ΔΙΝ/ΙΝ IN=IR Η καμπύλη της γωνίας που επιλέγουμε ονομάζετε rocking curve.

Βασικές αρχές DEI II Κλασσική ακτινογραφία DEI με γωνία αποκοπής -10mrad Γωνία αποκοπής ~0mrad

Βασικές αρχές DEI ΙΙΙ Εξομοίωση συστημάτων DEI (Diffraction Enchanced Imaging) Κανονική ακτινογραφική εικόνα: Refraction angle image:

Nanophosphors Ι Ένας φώσφορος με κόκκους μεγέθους της τάξης nm: Έχει πολύ καλύτερη χωρική διακριτική ικανότητα. Μειωμένη σκέδαση του φωτός εντός του υλικού. Πετυχαίνουμε ίδια ανάλυση με τους κανονικούς φωσφόρους χρησιμοποιώντας τα μισά επίπεδα έκθεσης.

Σας ευχαριστώ για τον χρόνο σας.