Многоканальная ионизационная камера для цифровой рентгенографии

• Автор: Поросев, Вячеслав Викторович
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 110 с. : ил

Оглавление

Введение

1 Обзор основных типов рентгенографических систем

1.1 Существующие цифровые установки и принципы их построения

1.1.1 Двухкоординатные системы

1.1.1.1 Системы на основе люминофоров с памятью

1.1.1.2 Системы с использованием ПЗС структур

1.1.1.3 Системы с использованием активных матриц

1.1.1.4 Твердотельные полупроводниковые детекторы

1.1.2 Системы сканирующего типа

1.1.2.1 Однокоординатные твердотельные детекторы
1.1.2.2 Системы вида сцинтилятор + фотодиод
1.1.2.3 Газовый кинестатический детектор
1.1.2.4 Сдвоенная ионизационная камера для ангиографии
1.1.2.5 Система с использованием МПК
1.2 Выводы
1.3 Почему выбрана ионизационная камера
2 Многоканальная ионизационная камера.
2.1 Принцип действия
2.2 Конструкция детектора
2.3 Электроника регистрации
2.4 Общие требования к детектору
2.5 Конструкция сигнальной плоскости
2.6 Конструкция входного окна
2.7 Микрофонный эффект
2.8 Плато и линейность детектора
3 Пространственное разрешение
3.1 Характеристики цифровых систем
3.1.1 Преобразование Фурье

3.1.2 Общая схема формирования цифрового изображения
3.1.3 Определение ЧКХ
3.2 Пространственное разрешение в горизонтальном направлении
3.2.1 Моделирование спектров рентгеновской трубки
3.2.2 Моделирование прохождения частиц в газе
3.2.3 Моделирование пространственного разрешения МИК
3.2.4 Экспериментальное определение ЧКХ
3.2.5 Влияние диффузии на пространственное разрентение
3.3 Пространственное разрешение системы в вертикальном направлении
3.3.1 Оптимальный размер коллиматора и диафрагмы
3.4 Выводы
4 Анализ шумов в цифровых системах
4.1 Источники шумов
4.1.1 Квантовый шум
4.1.2 Эффективность регистрации
4.1.3 Флуктуации величины сигнала от одного фотона
4.1.4 Шум электроники
4.2 Анализ шумов реальных систем
4.2.1 Дискретное представление ИРБ
4.2.2 Квантовый выход детектора (БОЕ)
4.3 БОЕ детекторов разного типа
4.3.1 Счетный детектор
4.3.2 Аналоговый детектор с шумами
4.4 Характеристики МИК
4.4.1 Эффективность регистрации
4.4.2 Величина сигнала от одного фотона
4.4.3 Флуктуации величины сигнала от одного фотона
4.5 Экспериментальное определение БС^Е
5 Система управления установкой и обработка данных с детектора
5.1 Система управления установкой
5.2 Обработка данных с детектора

5.2.1 Дрейф нуля АЦП
5.2.2 Нормировка данных
5.2.3 Емкостная связь между соседними каналами
5.3 Дополнительные требования к сканирующей установке
5.3.1 Требования к рентгеновской трубке и излучателю
5.3.2 Надежность детектора
5.4 Основные характеристики установки
5.4.1 Пространственное разрешение
5.4.2 Контрастная чувствительность
5.4.3 Динамический диапазон
Заключение
Литература

В этом случае, решение уравнения (2.5) имеет следующий вид:
Е16Л072 , ,. 7Г тх тгпу ,
—г, ъ «т 005(7! -I- ф)вгп --------эгп—— (2.11)
т,п=1,з,5...х - Т' )тп а Ъ
поскольку с ростом тп, п амплитуда колебаний быстро убывает (исключая случаи резонанса), то максимальную амплитуду имеют колебания с пг,п = 1:
16Л072 , . . 7ТХ . 7ТУ ,
Цц = ~дг о----гт-сойИ! + ад)5т—зт—. (2.12)
п (ш11 ~ У) а Ь
Рассмотрим теперь, к чему приводит такой изгиб, считая что обе пластины одинаковые. Наихудшим будет случай когда, обе пластины изгибаются в противофазе. Если пластины изгибаются навстречу друг другу и, считая амплитуду колебаний много меньше расстояния между пластинами, то выражение для напряженности поля между пластинами имеет вид:
Е (1-2А ат&мпф (2‘13)

А - амплитуда колебания ^ - расстояние между пластинами и - приложенное напряжение
и поверхностная плотность заряда
2е0£М . 7гх . жу сг = —^—вгп—эт— (2.14)
аг а о
Максимальный эффект будет когда колебания попадут в противофазе между строками. Выражение для максимального изменение заряда одной полоски, находящейся в центре камеры, записывается в следующем виде:
12827М0 72 ТТ
(2-15)
2 /
иц - частота собственных колебаний пластины, с^ц « -р- ( 12р(1->/2) )
XI - ширина одной полоски
ео - электрическая постоянная 8.85 * 1012Ф/м
Из этой формулы видны пути уменьшения величины микрофонного эффекта:
1. Увеличение расстояния между электродами ((1) и частоты собственных колебаний (щц).