IT9021647A1 - Metodo ed apparecchiatura per la lettura di un pannello di fosforo fotostimolabile - Google Patents
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Description
Campo dell'invenzione
La presente invenzione si riferisce ad un metodo e ad una apparecchiatura per la lettura di una immagine latente prodotta da radiazioni registrata su un pannello di fosforo fotostimolabile del tipo cosiddetto strutturato, in cui il fosforo è disposto in una pluralità di cellette ordinate per.righe parallele in una matrice di materiale inerte.
Tecnica nota
Attualmente, i metodi di lettura dei pannelli di fosforo fotostimolabile (detto anche fosforo a memoria) si basano sulla scansione del pannello con un raggio laser. Il raggio, focalizzato sul piano di scansione contenente il pannello di fosforo, è mosso avanti ed indietro lungo la linea di scansione mentre il pannello trasla in direzione perpendicolare alla linea di scansione.
Il segnale luminoso emesso punto per punto dal pannello è raccolto da dispositivi ottici e trasferito ad un fotodetector che produce corrispondenti segnali elettrici. I segnali elettrici sono amplificati, filtrati e campionati con dispositivi adatti (ad esempio, un orologio) che fissano la distanza Metodi di lettura di questo tipo sono descritti, per esempio, in EP-A-0077677 e EP-A-0051460.
L'adozione di tali metodi di lettura per pannelli di fosforo strutturati non dà risultati soddisfacenti. Infatti, può succedere che il segnale campionato sia quello emesso in corrispondenza del centro della celletta (nel qual caso l'emissione è massima), oppure quello emesso in corrispondenza del bordo della celletta (nel qual caso l'emissione è minima) , oppure addirittura quello emesso in corrispondenza della matrice inerte (nel qual caso l'emissione è ovviamente nulla). Ne risulta in definitiva un rilevamento dell'immagine estremamente alterato. Inoltre, fenomeni di interferenza possono danneggiare seriamente la qualità dell'immagine.
Per ovviare a questi problemi, è teoricamente possibile una sincronizzazione spaziale della campionatura. Tuttavia, tale procedura è estremamente difficile da realizzare in pratica, a causa della disuniformità della velocità con cui il raggio laser percorre la linea di scansione.
Descrizione dettagliata dell'invenzione In un suo primo aspetto, la presente invenzione riguarda un metodo per la lettura di Una immagine prodotta da radiazioni registrata su un pannello di fosforo fotostimolabile strutturato, in cui il fosforo è disposto in una pluralità di cellette ordinate per righe parallele in una matrice di materiale inerte, tale metodo comprendendo almeno le seguenti fasi:
- fotostimolare contemporaneamente lungo la linea di scansione tutte le cellette appartenenti ad una stessa riga, così da far emettere a ciascuna di tali cellette in detta riga un segnale luminoso corrispondente all'energia ivi immagazzinata,
- raccogliere i segnali luminosi emessi dalle cellette e convertirli in segnali elettrici, trattando contemporaneamente e separatamente il segnale luminoso emesso da ciascuna celletta lungo la linea di scansione,
- ripetere le precedenti fasi per le cellette di una riga adiacente spostando l'uno rispetto all'altra il pannello e la linea di scansione. Queste fasi sono quindi ripetute per tutto il pannello.
La fotostimolazione contemporanea dell'intera linea di scansione e la raccolta di luce emessa separatamente per ogni celletta di fosforo consentono di eliminare il movimento del raggio laser lungo la linea di scansione e la conseguente campionatura. Infatti, l'acquisizione dell'immagine è ottenuta non già da una campionatura, bensì dalla struttura stessa del pannello (nel quale l'immagine è già registrata per punti), (e dal detector stesso che è strutturato in modo da discriminare i singoli punti, come, per esempio, un CCD, cioè un dispositivo ad accoppiamento dì carica, (mono o bìfunzionale) o sensori a contatto fatti di materiale amorfo.
Inoltre, il metodo di lettura della presente invenzione fornisce altri considerevoli vantaggi.
Un primo vantaggio è quello di poter abbreviare il tempo complessivo di lettura del pannello e/o, a scelta, di potere allungare il tempo di stimolazione e lettura di ogni singola celletta.
Infatti, con i metodi tradizionali di lettura di un pannello la lettura di un pannello di fosforo non strutturato comprende la lettura in sequenza, uno per volta, di tutti i punti (o pixel) che comprendono l’immagine e nei quali l'immagine risulta di fatto scomposta dalla campionatura. Se tali punti sono n x m (m righe di n punti ciascuna) e t0 è il tempo dedicato a ciascuna celletta per la stimolazione e la lettura, il tempo totale di lettura T0 sarà
(I)
Se, viceversa, si utilizza il metodo dell'invenzione ed un pannello di fosforo strutturato, a parità di risoluzione (ossia con un pannello strutturato avente m,righe di n cellette cisacuna) , il tempo totale di lettura sarà
(II)
dove t1 è il tempo dedicato a ciascuna celletta. Il numero n delle cellette di ciascuna riga non figura poiché tali cellette sono trattate simultaneamente.
Confrontando le formule I e II si verifica immediatamente quanto segue:
- a parità di tempo totale T, il tempo t dedicato ad ogni celletta è aumentato di un fattore n;
- a parità di tempo t dedicato ad ogni celletta, il tempo totale T è ridotto di un fattore n.
Si noti che con le normali dimensioni dei pannelli di fosforo e con le risoluzioni necessarie per l'impiego in campo radiografico, n ha un valore compreso tra 2.000 e 5.000 punti per riga, e che i suddetti vantaggi sono straordinariamente elevati, anche con il movimento e la risposta rapida dei laser scanner.
In particolare, adottando il presente metodo, sarà possibile ottenere tempi di lettura totali eccezionalmente brevi. Sarà anche possibile utilizzare fosfori lenti (cioè fosfori che, stimolati, rilasciano energia luminosa in un tempo relativamente lungo) che normalmente non sono utilizzabili nei sistemi a memoria, quali i solfuri di zinco (ZnS) ed i solfuri di stronzio (SrS), oppure entrambe le cose, cioè ottenere tempi totali più brevi del normale anche impiegando fosfori lenti.
Un ulteriore importante vantaggio di questo metodo consiste nell'essere realizzabile con dispositivi fissi,di emissione di luce. Possono essere completamente eliminati tutti i delicati organi di movimento e di alterazione della posizione necessari per muovere il raggio laser avanti ed indietro lungo la linea di scansione. E' poi da notare anche il miglioramento complessivo del rapporto segnale/rumore, perchè avendo più tempo per raccogliere il segnale luminoso di ogni punto è possibile raccogliere una porzione maggiore della energia immagazzinata nel pannello.
In un altro aspetto, la presente invenzione riguarda una apparecchiatura in grado di realizzare il metodo più sopra descritto. Tale apparecchiatura comprende mezzi di fotostimolazione del pannello lungo la linea di scansione, includenti una sorgente di luce fotostimolante, mezzi di supporto e traslazione del pannello in un piano di scansione contenente la linea di scansione, mezzi di raccolta dei segnali luminosi emessi dal pannello, mezzi di conversione dei segnali luminosi in segnali elettrici, ed è caratterizzata dal fatto che i mezzi di fotostimolazione comprendono mezzi ottici per focalizzare contemporaneamente ed separatemente la luce fotostimolante su tutte le cellette appartenenti alla medesima riga lungo la linea di scansione, e dal fatto che detti mezzi di conversione convertono contemporaneamente e separatamente il segnale luminoso emesso da ciascuna celletta fotostimolata.
Non essendo necessario operare una scansione, non è necessario avere una sorgente di luce monocromatica; basta che la sorgente luminosa fornisca una potenza sufficiente nella banda di lunghezza d'onda a cui è sensibile alla stimolazione il fosforo utilizzato nel pannello. Di conseguenza, la sorgente di luce può essere vantaggiosamente una semplice lampada al quarzo-iodio (QI) rettilinea, oppure una schiera di fotodiodi, diodi che emettono luce (LED) o di dispositivi elettroluminescenti. In casi particolari, comunque, potrà essere preferita una luce laser.
I mezzi ottici per focalizzare .contemporaneamente ed uniformemente la luce fotostimolante sulla linea di scansione possono comprendere sia sistemi di lenti convenzionali, sia fasci di fibre ottiche, sia schiere di microlenti del tipo Selfoc™ (prodotte da Nippon Sheet Glass Company), oppure combinazioni degli elementi suddetti. Nel caso in cui la sorgente di luce sia un emettitore laser, i mezzi ottici comprenderanno vantaggiosamente una pluralità di lenti prismatiche, per allargare il fascio laser puntiforme così da abbracciare tutta la linea di scansione.
I mezzi di raccolta possono comprendere sia una serie di lenti convenzionali, sia fasci di fibre ottiche, sia schiere di microlenti Selfoc™ . Nel caso delle fibre ottiche e delle microlenti Selfoc™ , sarà necessario che per ogni celletta del pannello appartenente alla riga lungo la linea di scansione, sia prevista almeno una fibra ottica ovvero almeno una microlente Selfoc™ , in modo da garantire che i segnali luminosi provenienti dalle differenti cellette siano mantenuti separati.
I mezzi di conversione possono comprendere sia CCD, sia fotodiodi a contatto, disposti in schiere raggruppate. Per mantenere la separazione tra i segnali luminosi delle varie cellette, è naturalmente necessario che sia previsto almeno un CCD ovvero un fotodiodo per ciascuna celletta del pannello appartenente alla riga lungo la linea di scansione.
Breve descrizione dei disegni La fig. 1 rappresenta una vista schematica di un pannello di fosforo fotostimolabile del tipo cosiddetto strutturato.
La fig. 2 è una vista schematica di una apparecchiatura per la lettura di una immagine prodotta da radiazioni registrata nel pannello di fig. 1.
Esempio di esecuzione dell'invenzione Nelle figura 1 è illustrato un pannello 1 di fosforo fotostimolabile del tipo cosiddetto strutturato; nel pannello 1 il fosforo è disposto in una pluralità di cellette 2 ordinate per righe parallele in una matrice 3 di materiale inerte.
Una apparecchiatura 5 per la lettura di una immagine prodotta da radiazioni registrata nel pannello 1 comprende mezzi di fotostimolazione mezzi di supporto 7, mezzi di traslazione (non mostrati), mezzi di raccolta luce e mezzi di conversione 9.
I mezzi di fotostimolazione 6 comprendono una sorgente di luce fotostimolante, ad esempio una lampada QI 11 e mezzi ottici (comprendenti 12, 13., 14, 15 , e 16) per focalizzare la luce fotostimolante su un piano di scansione P, lungo la linea do scansione L; tali mezzi ottici possono comprendere un condensatore 12, vari filtri 12, un obiettivo 14, un fascio di fibre ottiche 15 ed una schiera di microlenti Selfoc™ 12, disposti nell’ordine indicato tra la lampada 1 e la linea di scansione L.
I mezzi di supporto 7 e i mezzi di traslazione (non mostrati) comprendono elementi di per sè convenzionali, non illustrati in dettaglio nelle figure. Esempi di mezzi di traslazione comprendono cinghie di trasporto, tamburi rotanti, piatti scorrevoli, ecc.
I mezzi di raccolta luce 8 comprendono una seconda schiera di microlenti Selfoc™ 22; i mezzi di conversione 9 comprendono una schiera di fotodiodi 22 accoppiata ad una rispettiva scheda 22 di amplificazione. La schiera di lenti Selfoc™ 22 è posta tra la linea di scansione L e la schiera di fotodiodi 22.· La scheda 22 è collegata ad una apparecchiatura elettronica di elaborazione e memorizzazione, di per sè convenzionale, non illustrata nelle figure.
Nel funzionamento, la lampada 12 quando è accesa produce luce che, attraverso i vari mezzi ottici, viene focalizzata sulla linea di scansione L, contemporaneamente ed uniformemente su tutti i punti di essa.
Sul pannello 1, posto sui mezzi di supporto 7, una intera riga di oellette 2 risulta colpita dalla luce stimolante 12; il fosforo contenuto in tali cellette 2 illuminate emette quindi una luce fotostimolata 18. legata all'immagine memorizzata in precedenza sul pannello.
La luce fotostimolata 18 prodotta contemporaneamente da tutte le cellette 2 illuminate viene raccolta dalla schiera di microlenti Selfoc™ 21 e trasferita alla schiera di fotodiodi 22; la shiera di fotodiodi 22 comprende almeno un CCD per ogni celletta 2 appartenente alla riga lungo la linea di scansione L, e produce quindi contemporaneamente una pluralità di segnali elettrici correlati ciascuno alla luce emessa da ogni celletta 2 fotostimolata.
Le fasi appena descritte sono ripetute per ciascuna e tutte le righe di cellette 2 previste nel pannello 1, traslando il pannello stesso cosicché ogni riga è mossa sul piano di scansione P rispetto alla linea di scansione L.
Claims (15)
- RIVENDICAZIONI 1. Metodo per la lettura di una immagine prodotta da radiazioni registrata in un pannello di fosforo fotostimolabile strutturato, in cui il fosforo è disposto in una pluralità di cellette ordinate per righe parallele in una matrice di materiale inerte, caratterizzato dal fatto di comprendere le seguenti fasi:-a) fotostimo lare contemporaneamente lungo la linea di scansione tutte le cellette appartenenti ad una stessa riga, così da far emettere a ciascuna di tali cellette in detta riga un segnale luminoso corrispondente all'energia ivi immagazzinata, b) raccogliere i segnali luminosi emessi e convertirli in segnali elettrici, trattando contemr poraneamente e separatamente il segnale luminoso emesso da ciascuna celletta lungo la linea di scansione. c) ripetere le precedenti fasi per le cellette di una riga adiacente spostando il pannello e la linea di scansione.
- 2. Metodo secondo la rivendicazione 1 in cui le fasi a), b) e c) sono usate per la lettura di tutte le righe in detto pannello.
- 3. Apparecchiatura per la lettura di una immagine prodotta da radiazioni registrata su un pannello di fosforo fotostimolabile strutturato, in cui il fosforo è disposto in una pluralità di cellette ordinate per righe parallele in una matrice di materiale inerte, comprendente a) mezzi di fotostimolazione del pannello lungo la linea di scansione, includenti una sorgente di luce fotostimolante, b) mezzi di supporto del pannello in un piano di scansione contenente la linea di scansione, c) mezzi di movimento relativo nel piano di scansione del pannello rispetto alla linea di scansione , d) mezzi di raccolta dei segnali luminosi emessi dal pannello fotostimolato, e) mezzi di conversione dei segnali luminosi in segnali elettrici, detta apparecchiatura essendo caratterizzata dal fatto che: f) i mezzi di fotostimolazione comprendono mezzi ottici per focalizzare contemporaneamente ed separatemente la luce fotostimolante su tutte le cellette del pannello appartenenti ad una stessa riga lungo la linea di scansione, e g) i mezzi di conversione sono tali da convertire contemporaneamente e separatamente il segnale luminoso emesso da ciascuna celletta fotostimolata.
- 4. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che la sorgente di luce fotostimolante è una lampada al quarzo-iodio.
- 5. Apparecchiatura secóndo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che la sorgente di luce fotostimolante è una schiera di diodi emettitori di luce.
- 6. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che la sorgente di luce fotostimolante è un emettitore laser.
- 7. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che i mezzi ottici comprendono un fascio di fibre ottiche.
- 8. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che i mezzi ottici comprendono una schiera di microlenti.
- 9. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che i mezzi ottici comprendono una pluralità di lenti prismatiche.
- 10. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che i mezzi di raccolta comprendono un fascio di fibre ottiche, includente almeno una fibra per ogni celletta del pannello appartenente alla riga lungo la linea di scansione.
- 11. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che i mezzi di raccolta comprendono una schiera di microlenti, includenti almeno una microlente per ogni celletta del pannello appartenente alla riga lungo la linea di scansione.
- 12. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che i mezzi di conversione comprendono una pluralità di CCD (Dispositivi ad accoppiamento di carica ), includente almeno un CCD per ogni celletta del pannello appartenente alla riga lungo la linea di scansione.
- 13. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 12, caratterizzata dal fatto che i CCD sono raggruppati in una schiera di CCD.
- 14. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che i mezzi di conversione comprendono una pluralità di fotodiodi a contatto, includente almeno un fotodiodo per ogni celletta del pannello appartenente alla riga lungo la linea di scansione.
- 15. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 14, caratterizzata dal fatto che i fotodiodi a contatto sono raggruppati in una schiera di fotodiodi.
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