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コンピューター X 線撮影 (CR) とは何か？

ストレージ蛍光体プレートを使用したデジタル X 線撮影は、「コンピューター X 線撮影」
または CR として知られています。この「フィルムを使用しない」技術は、粗粒子の X 線フィルムの媒体の使用に代わるものです。従来のフィルムに比べて極めて幅広いダイナミックレンジを持つことに加え、CR 技術は放射線に対してはるかに感度が高く、放射線量は少なくて済みます。図 6-16 と 13-16 を参照してください。これにより、露光時間が短くなり、セーフティエリアが減ります。
CR は 2 段階のプロセスです。画像は直接形成されず、従来の X 線フィルムのように中間
フェーズを通じて形成されます。ハロゲン化銀結晶に潜像を保存し、
化学薬品で現像する代わりに、CR を使用した潜像は放射線感受性蛍光層に保存されます (
中間フェーズ)。
画像の情報は、レーザー刺激によって
他の場所で後から CR スキャナーの光に変換され、デジタル画像に変化します。
微粒子で構成される蛍光体層は、柔軟で透明なキャリアに適用され、
保護コーティングが施されています。
追加のラミネート層は、主に柔軟性などの機械的な特性を決定しますが、X 線フィルムほど柔軟ではありません。
図 2-16 は、この種類のプレートのレイヤー構造を示しています。これは一般的にイメージングプレートと呼ばれ、
時に間違ってイメージングスクリーンと呼ばれることもあります。
注: 非破壊試験分野のスクリーンは鉛または別の金属で作られ、入射した放射線の効果を増幅したり、
(散乱した) 放射線の効果を減らすために使用されます。

ストレージ蛍光体に X 線またはガンマ線の放射線が入射した結果として、その電子の一部が励起されて、
半安定の高いエネルギー状態にとらわれます。これにより、潜像が
作成されます。これらのとらわれた電子はレーザービームのエネルギーによって再び解放されると、可視光が放出され、
PMT (光電子増倍管) によってキャプチャされます。
レーザービームの波長と生成される可視光の波長はもちろん異なり、
お互いに分離します。

レーザースキャンデバイスが潜像のスキャン (現像) を実行します。これには PMT とそのエレクトロニクスが含まれ、生成されるアナログ光信号をデジタル化します。このプロセスは蛍光体スキャナー (CR スキャナー) で発生します。スキャナーにはさまざまな種類があります。最も専門的なスキャナーでは、入力トレイにカセッテを挿入するだけで、機械が自動的に処理サイクルを完了します。潜像の消去を含め、このプロセスが完了すると、カセッテは CR スキャナーからリリースされ、再利用できるようになります。図 3-16 は、一般的な大型のタワー型自動スキャナーを示しています。

オフショアプラットフォームなど、
離れた場所で使用することを目的とした小型のポータブルデスクトップスキャナーモデルでは、CR イメージングプレートはカセッテから手動で取り除かれ、スキャナーに差し込まれます。
このため、プレートが破損するリスクが
やや高まります。
このため、カセッテは図 4-16 のように
開くことができます。

CR プレートは、数分間柔らかい光にさらされても、
画質に影響することは
ありません。スキャンされた画像は、
端末の高解像度のモニター (コンピューター
スクリーン) で最終的に目で確認できるようになります。図 18-16 を参照してください。

プレートは、TV 画像の形成と同じ線形パターンでスキャンされます。
選択された線の距離 (通常 50 または 100 ミクロン) に応じて、スキャンのスピードは
1 秒あたり 5 ㎜から 10 ㎜になります。これは、X 線写真のデジタル化と近いスピードです。
スキャナーでは、潜像は読み取られるだけでなく、消去 (リセット) されるので、
CR イメージングプレートは次の露光にすぐに使用できます。

慎重に扱えば、やや柔軟な CR カセッテは
何回も再利用できます (1000 回以上)。カセッテは増感紙があってもなくても使用できます。

特に非破壊試験市場のために開発されたカセッテは、線源側に鉛増感紙が組み込まれており
、後方にある 2 つ目の鉛増感紙は後方散乱が引き起こす放射線
を吸収します。こうした多層カセッテは柔軟ではなくなりますが、
柔軟なカセッテよりも再利用できます (数千回)。

図 5-16 は、カセッテの CR イメージングプレートの断面図を示しています。鋼板や磁気板により、
さまざまな層が均等かつ密に圧縮されています。

CR プレートの蛍光体結晶は入射した放射線にほぼ直線的に反応しますが、従来のフィルムでは
ハロゲン化銀結晶が指数関数的に反応します。図 6-16 を参照してください。結果
として、CR プレートのダイナミックレンジは従来のフィルムよりはるかに幅広くなるので、
露光時間はそれほど重要でなくなり、再撮影を減らし、異なる材料の厚さを同時に検査できます。さらに、線量の感度 (スピード) は
5 倍から 10 倍高くなり、密度 2 のポイント A とポイント B を比べると (図
13-16 参照)、露光時間を短縮したり、弱い線源を使用したり、コントロールエリア
を減らしたりすることができます。一部の薄い壁の場合は、露光に他の線源を使用でき (Cobalt60 の代わりに
Iridium192 など)、放射線の安全性の観点からメリットがあります。
残念ながら、画質は落ちます。 Cobalt60 よりも低エネルギーの
Iridium192 は長い露光時間を必要とし、散乱放射線が増えるため
画質が落ちます。

注: CR プレートは従来のフィルムに比べて、この散乱に対する感度が高くなります (ノイズが増える)。

オンストリーム用途では、
直径最大 6 インチ (150 ㎜) のパイプに Cobalt の代わりに Iridium を
使用でき、画質は許容範囲です。
薄い壁のパイプの場合は
8 インチ (200 ㎜) のパイプにも使用できます。
一般的なルールでは、
露光時間が短くなるほど、
散乱が減り、画質が良くなります。

継続的な改善の取り組みのおかげで、
蛍光体プレートの相対的な画質は中粒度の従来の X 線フィルム
で取得可能な質と同等になっています。
図 13-16 を
参照してください。微粒子のフィルムでは、粒度はたった数ミクロンで、
現在の (2006 年) 蛍光体プレートでは、これがさらに細かくなります (25 ミクロン)。

露光後、半安定の蛍光体層で
保存された情報の強度は、
時間が経つに
つれて下がります。 1 時間以内の露光で
スキャンすると最善の結果を得ることができ、通常 24 時間後に
その情報の半分は失われます。この消失を避けるために、
CR プレートのスキャンは必要以上に
遅延すべきではありません。

CR イメージングプレート
の使用を最適化するために、図 7-16 のような小型の手持ち
端末が開発され、特定のプロジェクト
情報および露光情報を画像に重ねます。このために、カセッテには
端末から情報を (ワイヤレスで) 取得できるマイクロチップが含まれています。現場で、および露光
前に、関連情報がこの端末からカセッテのマイクロチップに
送られます。特定のデータが最終的に、CR スキャナーの画像に追加されます。
マイクロチップのデータが消去されると、カセッテは再利用可能になります。