Μελέτη συστημάτων φασματικής αξονικής τομογραφίας

Abstract

Η διπλωματική εργασία πραγματεύεται την ανάλυση και την επεξήγηση μίας νέας καινοτόμου τεχνολογίας που αφορά τα ανιχνευτικά συστήματα φασματικής αξονικής τομογραφίας. Τα συστήματα υπολογιστικής τομογραφίας χρησιμοποιούν ακτίνες-Χ για να παράγουν λεπτομερείς εικόνες των εσωτερικών δομών του ανθρώπινου οργανισμού και ο ανιχνευτής είναι υπεύθυνος για την ανίχνευση των ακτίνων-Χ και τη μετατροπή τους σε ψηφιακά δεδομένα, που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη δημιουργία των εικόνων. Τα συστήματα φασματικής αξονικής τομογραφίας θεωρούνται ως ένας προηγμένος τύπος μηχανημάτων, και η τεχνολογία τους βασίζεται στην αρχή των μοναδικών φασματικών ιδιοτήτων των διαφόρων ιστών του ανθρώπινου σώματος που μπορεί να αξιοποιήσει σε σχέση με την κλασική αξονική τομογραφία, γεγονός που επιτρέπει υψηλότερη ανάλυση και βελτιωμένη ποιότητα εικόνας. Οι συμβατικοί αξονικοί τομογράφοι χρησιμοποιούν ανιχνευτές ολοκλήρωσης ενέργειας που βασίζονται σε κρυστάλλους σπινθηρισμού και φωτοδιόδους. Αυτοί οι ανιχνευτές, είναι σε θέση να μετρήσουν τη συνολική ποσότητα ενέργειας που απορροφάται από τον ανιχνευτή, αλλά δεν μπορούν να διαφοροποιήσουν τα μεμονωμένα φωτόνια. Τα συστήματα φασματικής αξονικής τομογραφίας χρησιμοποιούν ανιχνευτές καταμέτρησης φωτονίων (Photoncounting detectors – PCD) και είναι σε θέση να διακρίνουν αυτά τα φωτόνια μεμονωμένα, γεγονός που τους επιτρέπει να παρέχουν μια πιο λεπτομερή εικόνα. Ένα από τα βασικά πλεονεκτήματα των συστημάτων PCD είναι η ικανότητά τους να ανιχνεύουν ακτίνες-Χ χαμηλής ενέργειας οι οποίες επιτρέπουν βελτιωμένη ορατότητα των μαλακών ιστών και μειωμένες δόσεις ακτινοβολίας. Οι συμβατικοί ανιχνευτές συχνά δυσκολεύονται να ανιχνεύσουν αυτές τις ακτίνες-Χ χαμηλής ενέργειας, οι οποίες μπορεί να οδηγήσουν σε απώλεια ποιότητας εικόνας. Ένα άλλο πλεονέκτημα των συστημάτων PCD, είναι η ικανότητά τους να μειώνουν το θόρυβο στις εικόνες γεγονός που επιτρέπει βελτιωμένη ορατότητα μικρών λεπτομερειών και βελτιωμένη διαγνωστική ακρίβεια. Επιπλέον, απαιτούν ειδικές τεχνικές επεξεργασίας και λογισμικό για την παραγωγή εικόνων, που μπορεί να είναι πιο δύσκολο στη χρήση από τις παραδοσιακές τεχνικές. Συμπερασματικά, τα συστήματα φασματικής αξονικής τομογραφίας, είναι μία πολλά υποσχόμενη τεχνολογία για τη βελτίωση της ιατρικής απεικόνισης, λόγω των πολλαπλών ιδιοτήτων που έχουν. Χρησιμοποιούνται σε πολλές κλινικές μελέτες όπως η ογκολογία για την αντιμετώπιση και απεικόνιση διαφόρων παθήσεων.