Die Röntgendetektion beruht auf der Interaktion ionisierender Strahlung mit Materie, um ein messbares Signal zu erzeugen – sichtbares Licht, elektrische Ladung oder Ionisation – das aufgezeichnet und zu einem Bild verarbeitet werden kann.
Wichtigste Detektionstechnologien
- Fotografischer Film (Screen-Film-Röntgen):
- Röntgenstrahlen interagieren mit Verstärkerschirmen (Phosphore) → sichtbares Licht → latentes Bild auf Silberhalogenid-Film.
- Chemische Entwicklung erforderlich. Largely ersetzt durch Digital, wird aber noch in einigen Einstellungen verwendet.
- Computed Radiography (CR) — Photostimulable Phosphor (PSP) Platten:
- BaFBr:Eu²⁺ oder CsBr:Eu²⁺ Platten speichern Energie; Laserabtastung gibt blaues Licht frei → digitalisiert.
- Wiederverwendbare Kassetten; Nachrüstung für Filmsysteme. Wird für DR ausgemustert.
- Digital Radiography (DR) — Flat Panel Detectors (FPDs):
- Indirekte Umwandlung: Szintilator (CsI:Tl, Gd₂O₂S:Tb) → Licht → amorphes Silizium (a-Si) Photodioden-Array → Ladung → digitales Signal. Am häufigsten.
- Direkte Umwandlung: Amorphes Selen (a-Se) → Elektron-Loch-Paare direkt → Ladungssammlung. Höhere räumliche Auflösung; wird in der Mammographie verwendet.
- Fluoroskopie / Echtzeit-Bildgebung:
- Bildverstärker (II): Eingangsphosphor → Fotokathode → Elektronenbeschleunigung → Ausgangsphosphor → CCD/CMOS-Kamera. Veraltet.
- Flachpanel-Fluoroskopie: Direkt/indirekte FPDs mit hohen Bildraten. Standard für moderne C-Bögen, Katheterlabore.
- Szintillationsdetektoren (Spektroskopie / CT):
- NaI(Tl), CsI(Tl), BGO, LSO/LYSO-Kristalle gekoppelt an PMTs oder SiPMs. Messen Energie/Wellenlänge.
- Ionisationskammern:
- Gasgefüllt (Luft, Xenon); messen Ionisationsstrom ∝ Dosis. Wird für Dosimetrie, Strahlüberwachung, Mammographie-QA verwendet.
- Geiger-Müller-Zähler:
- Gasentladungsröhre; detektiert einzelne Photonen. Messgeräte, Kontaminationsüberwachung. Nicht für Bildgebung.
- Halbleiterdetektoren (Spektral / Photonenzähl-CT):
- CdTe, CZT, Si; zählen einzelne Photonen und messen Energie. Entstehend in spektraler CT, Forschung.
Schlüsselkennzahlen
- Detective Quantum Efficiency (DQE): Anteil des eingehenden SNR, der erhalten bleibt. DR > CR > Film.
- Räumliche Auflösung: Begrenzt durch Pixelpitch (DR: 100–150 µm), Brennfleck, Bewegung.
- Dynamikbereich: DR: 14–16 Bit (16.000–65.000 Graustufen) vs. Film ~2,5 OD.
- Dosiseffizienz: DR reduziert die Patientendosis um 30–50 % gegenüber Film bei gleicher Bildqualität.
Die moderne Röntgendiagnostik wird von direkten/indirekten Flachpanel-DR dominiert aufgrund seiner Geschwindigkeit, Dosiseffizienz, Workflow-Integration und Nachbearbeitungsflexibilität.
