USING SEMICONDUCTOR DETECTORS IN X-RAY IMAGE

Abstract

Different detectors are being used in X-ray imaging. They can be classified as scintillation and semiconductor detectors. In this study CsI and CdTe type detectors, which are especially used today in angiography, have been compared. First, these detectors have been simulated in computer and experiments have been carried out by applying two different tube techniques, which are usually used in angiography with an X-ray simulation program. In this technique, firstly, low voltage (60 kVp) is applied to the tube with a copper sheet in front of it that serves as an inherent filter. Then, higher voltage (120kVp) is applied to the tube with a copper and aluminum sheets in front of the tube for the same purpose. Image is composed by evaluating different spectrums obtained. These experiments have been repeated for different values of applied voltages and different type ad thickness of inherent sheets. As a result of these experiments, it was found that the signal to noise ratio (SNR) of the CdTe type detector is found to be approximately ten times greater than the CsI type detectors that are used presently. From this profile, especially at X-rays monitoring field in the future, CdTe type detectors could be used extensively at low energies.

Keywords

• X-ray

X-IŞINI GÖRÜNTÜLEMEDE YARIİLETKEN DEDEKTÖRLERİN KULLANILMASI

Abstract

X-ışını görüntülemede çeşitli dedektörler kullanılmaktadır. Bunlar sintilasyon ve yarı iletken dedektörler olarak sınıflandırılabilir. Bu çalışmada özellikle anjiografide halen kullanılan CsI tipi sintilasyon dedektörlerle, CdTe tipi yarıiletken dedektörler karşılaştırılmıştır. Öncelikle bu dedektörler bilgisayarda simüle edilmiş ve xışını simülasyon programıyla incelenmiş ve anjiografide kullanılan iki farklı tüp uygulama tekniği ile deneyler yapılmıştır. Bu teknikte tüpe önce alçak voltaj (60 kVp) uygulanmakta ve bu anda tüpün önünde karakteristik filtre olarak sadece bakır levha bulunmaktadır. Daha sonra tüpe daha yüksek gerilim uygulanması (120 kVp) esnasında tüp önüne filtre olarak ise bakır + alüminyum levhalar konulmuştur. Buradan alınan farklı spektrumlar değerlendirilerek görüntü oluşturulmaktadır. Bu deneyler tüpe uygulanan voltajların değişik değerleri için ve tüpün önüne konulan karakteristik filtrelerin çeşitli değerleri için bir çok kez tekrarlanmıştır. Bütün bu deneylerin sonucu halen kullanılmakta olan CsI dedektörlerine göre, CdTe tipi yarı iletken dedektörlerde sinyal gürültü oranı (SNR) yaklaşık 10 kat daha büyük çıkmaktadır. Bu sonuçlara bakılarak gelecekte x-ışını görüntülemede özellikle düşük enerjilerde CdTe tipi dedektörlerin yaygın kullanılacağı söylenebilir.

Keywords

• X-ışını

References

1. Molloi S.Y., Mistretta C.A. (1989): “Quantification Techniques for Dual-Energy Cardiac Imaging”, Med.Phys., 16(2), 209-217.
2. Molloi S., Ersahin A., Qian Y. (1995): “CCD Camera for Dual-Energy Digital Subtraction Angiography”, IEEE Trans. Med. Imag., V. 14 N. 4, p. 747-752.
3. Nalcioglu O., Lou R.Y. (1979): “Post-Reconstruction Method for Beam Hardening in Computerised Tomograghy”, Phys. Med. Biol., V. 24, N.2, p.330-340.
4. Scheiber C. (1996): “New Developments in Clinical Applications of CdTe and CdZnTe Detectors”, Nucl. Instr. and Meth. in Phys., Res. A380, p. 385-391.
5. Amp-Tek (1998): “X-ray and Gamma Ray Detector High Resolution CZT Cadmium Zinc Telluride”.
6. Nalcioglu O., Roeck W.W., Seibert J.A., Lando A.V., Tobis J.M., Henry W.L. (1986): “Qantitative Aspects of Image Intensifier-Television Based Digital X-ray Imaging”, in Digital Radiography: Selected Topics, edited by J.Kereiakes, S. R.Thomas and E. G.Orton (Plenum, New York).
7. Interim Progress Report (7/1/75–3/1/76) for N.C.I. contract number NO1-CB-53914; M. P. Siedband, Principal Investigator.
8. Progress Report (7/1/75–8/3/76) for N.C.I. contract number NO1-CB-53914; M.P. Siedband, Principal Investigator.

9. Kramers H. A. (1923): “On the Theory of X-Ray Absorption and of the Continuous X-Ray Spectrum”, Phil. Mag,. 46, 836-871.
10. Soole B. W. (1977): “A Determination by an Analysis of X-Ray Attenuation in Aluminum of the Intensity Distribution at its Point of Origin in.a Thick Tungsten Target of Bremsstrahlung Excited by Constant Potentials of 60-140 keV”, Phys. Med. Biol., 22, p.187-207.
11. Dyson N.A. (1975): “Characteristic X-Rays-A Still Developing Subject”, Phys. Med. Biol., 20, p.1-29.
12. Evans R.D. (1968): “X-Ray and y-Ray Interactions”, Radiation Dosimetry, Vol.1, edited by F. H. Attix and W.C., Roesch Academic Press, p.93-155.
13. Bambynek W., Crasernann B., Fink R.W., Freund H.U, Mark H., Swift C. D., Price R. E., Rao P.V. (1990): “X-Ray Fluorescence Yields, Auger and Coster-Kronig Transition Probabilities”, Rev. Mod.