Come scegliere un rilevatore a pannello piatto

Un rilevatore a pannello piatto è costituito da una matrice di semiconduttori e viene utilizzato per acquisire un’immagine digitalizzata quando viene scattata una radiografia. Sostituisce le tradizionali pellicole radiografiche e semplifica il processo.

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  • Quali sono i vantaggi e gli svantaggi di un rilevatore a pannello piatto rispetto alla pellicola radiografica?

    Il sensore a pannello piatto presenta dei vantaggi rispetto alla pellicola, come la sensibilità e la migliore riproducibilità del processo, ma anche degli svantaggi, come il costo e la minore risoluzione spaziale. Ecco un elenco più esaustivo dei vantaggi e degli svantaggi:

    • Vantaggi :
      • Sensibilità: la sensibilità è la più piccola variazione misurabile nell’assorbimento dei raggi X. Un sensore a pannello piatto è più sensibile della pellicola, quindi la dose di raggi X necessaria per scattare un’immagine è ridotta.
      • Riduce il tempo necessario per acquisire un’immagine.
      • Riduzione dei costi operativi: nel medio-lungo termine è possibile risparmiare su pellicole e prodotti chimici (dopo un minimo di 2 o 3 anni).
      • Efficienza: migliore riproducibilità del processo.
      • Possibilità di elaborazione software: alcuni software possono essere installati per migliorare l’immagine, rilevare i contorni o aiutare nella diagnosi.
      • Archiviazione semplificata delle immagini: i sensori generano immagini che non superano le poche decine di MB per radio.
      • Portabilità: i sensori piatti sono più pratici e facili da installare (soprattutto nella radiografia mobile e veterinaria).
    • Svantaggi:
      • Costo: per un uso limitato, la scelta di un sensore a pannello piatto rispetto alla pellicola tradizionale sarà più costosa.
      • Obsolescenza: alcune tecnologie diventano obsolete e non hanno più supporto tecnico.
      • Risoluzione spaziale inferiore rispetto alla pellicola: la pellicola offre circa 10 pl/mm (fino a 20 nella mammografia) mentre un sensore a matrice planare offre da 2,5 a 3,5 pl/mm.
      • Artefatti nella digitalizzazione dei segnali.
      • Dose di esposizione: a differenza della pellicola, un’immagine digitalizzata è di qualità migliore quando viene sovraesposta. Per evitare la comparsa di rumore indotto dal sensore legato a immagini sottoesposte, i tecnici possono essere incoraggiati ad aumentare la dose di esposizione alle radiazioni, dando luogo al fenomeno del “dose creep”.
  • Quali sono i criteri da tenere in considerazione quando si sceglie rilevatore a pannello piatto?

    Un sensore portatile e wireless a schermo piatto di Canon

    Un rilevatore a pannello piatto portatile e wireless di Canon

    Ci sono diversi criteri da tenere in considerazione quando si acquista un rilevatore a pannello piatto, come la qualità dell’immagine, l’applicazione in questione e le dimensioni del substrato, per fare la scelta migliore possibile. Ecco l’elenco dei criteri:

    • Qualità dell’immagine: cerchiamo il miglior rapporto contrasto/rumore, cioè un ottimo contrasto con poco rumore.
    • Applicazioni: esistono diverse applicazioni possibili per questi rilevatori a pannello piatto, tra cui quelli per la mammografia, per la radiologia digitale convenzionale, per la radiologia digitale interventistica (in particolare l’angiografia) e per la radiologia mobile/esterna (per la radiografia veterinaria), etc.
    • Dimensioni dei supporti: sono disponibili diversi formati, tra cui 14×14 pollici, 17×14, 11×11, ecc.
    • Costo
    • Durata / Fragilità
    • Opzioni disponibili: sono disponibili diverse opzioni, tra cui portabilità, connessione wireless, impermeabilità, ecc.
  • Quanto dura un rilevatore a pannello piatto?

    È difficile stabilire con esattezza come cambieranno le prestazioni dei rilevatori a pannello piatto nel tempo, nonostante alcuni studi sul loro invecchiamento.

    Va semplicemente notato che la sensibilità dei rivelatori a scintillatore diminuisce con il tempo e dipende principalmente dal numero di immagini scattate.

    I sensori SwissRay, ad esempio, hanno una durata minima di cinque anni. I sensori Canon sono garantiti per 210.000 scatti e una durata di sette anni.

  • Come funzionano i rilevatori a pannello piatto?

    Il principio di un rilevatore a pannello piatto è quello di trasformare un fascio di raggi X di energia compresa tra 20 e 120 KeV in un segnale elettrico, che viene poi digitalizzato. Esistono tre principali principi conversione, noti come collettori a conversione diretta o indiretta. Queste tre tecnologie dipendono dal numero di step necessari per trasformare un fascio di fotoni a raggi X in un segnale elettrico.

    • Sensori a pannello piatto a conversione diretta amatrice amorfa di selenio + TFT:
      • Fase 1 (cattura): una piastra di selenio amorfo utilizzata come fotoconduttore converte i fotoni dei raggi X direttamente in cariche elettriche.
      • Fase 2 (raccolta): le cariche elettriche prodotte vengono recuperate senza ulteriore conversione da una matrice di transistor TFT. Questi valori elettrici analogici vengono poi digitalizzati, rendendo possibile la formazione di un’immagine digitale.
    • Sensori planari a conversione indiretta “CsI + Fotodiodi” (1° tipo) :
      • Fase 1 (cattura): uno strato di ioduro di cesio (che agisce come scintillatore) converte i fotoni dei raggi X in fotoni di luce.
      • Fase 2 (conversione): uno strato di silicio amorfo (fotodiodo) converte i fotoni della luce in un fascio di elettroni.
      • Fase 3 (raccolta): le cariche elettriche prodotte vengono recuperate senza ulteriore conversione da una matrice di transistor TFT.
    • Sensori planari a conversione indiretta “Csl + CCD Matrix” (2° tipo) :
      • Fase 1 (cattura): uno strato di ioduro di cesio (che agisce come scintillatore) converte i fotoni dei raggi X in fotoni di luce.
      • Fase 2 (conversione e raccolta): questi fotoni luminosi vengono poi convertiti in cariche elettriche dai sensori CCD.

    Attenzione: questa guida all’acquisto non copre :

    • Sensori CR: la conversione dei raggi X in un segnale elettrico non è immediata. I fotoni a raggi X creano cariche che vengono intrappolate nel materiale (uno scintillatore) e poi rilasciate dalla stimolazione di un raggio laser.
    • Fotomoltiplicatori: vengono utilizzati per l’intensificazione delle immagini e sono spesso integrati negli amplificatori di brillanza.
  • Quali sono i vantaggi e gli svantaggi di ciascuna tecnologia?

    Ciascuna delle tre tecniche menzionate nella domanda precedente presenta vantaggi e svantaggi, che vengono illustrati di seguito:

    • Sensori planari a conversione diretta con selenio amorfo + matrice TFT:
      • Vantaggi : eccellente risoluzione spaziale.
      • Svantaggi : basso assorbimento dei raggi X da parte del selenio (tranne che nella mammografia, dove l’assorbimento è superiore al 90%); non può essere utilizzato per esami dinamici (il selenio è remanente, quindi deve essere cancellato tra due esposizioni); rischio di distruggere la matrice del transistor TFT se si cerca di aumentare la dose per compensare il basso assorbimento dei raggi X da parte del selenio.
    • Sensori a scintillatore Csl planari + Fotodiodi:
      • Vantaggi :
        buon assorbimento dei raggi X da parte dello scintillatore nella radiologia convenzionale; rivelatore non permanente; basso costo e basso consumo energetico rispetto ai CCD (la matrice di transistor accoppiata ai fotodiodi è generalmente costituita da CMOS: più economica dei CCD e con un consumo di energia dieci volte inferiore).
      • Svantaggi :
        Riscaldamento significativo del rilevatore (a causa di una frequenza di lettura molto elevata, per cui è necessario raffreddarlo).
    • Sensori scintillatori Csl planari + array CCD:
      • Vantaggi :
        sensori molto veloci (utili per applicazioni dinamiche come l’angiografia); buona sensibilità (è necessaria una riduzione della dose); buona linearità tra risposta e intensità; i CCD sono buoni sensori della luce emessa dagli scintillatori e meno sensibili al rumore (rispetto ai CMOS).
      • Svantaggi
        Dimensioni ridotte dei CCD rispetto ai CMOS: perdita di alcuni fotoni dei raggi X quando è necessario un FOV ampio.
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