Was ist Computerradiographie (CR)? 

Die digitale Radiographie mithilfe von Phosphor-Speicherfolien wird als „Computerradiographie“
, kurz CR, bezeichnet. Diese „filmlose“ Technik ist einer Alternative zur Verwendung von mittel- bis grobkörnigen Röntgenfilmen. Die CR-Technik hat nicht nur einen extrem großen dynamischen Bereich im Vergleich zum herkömmlichen Film, sondern ist auch viel empfindlicher gegenüber Strahlung, sodass eine niedrigere Dosis erforderlich ist, siehe Abbildungen 6-16. Dies führt zu kürzeren Belichtungszeiten und einem kleineren Sicherheitsbereich.
CR ist ein zweistufiges Verfahren. Das Bild wird nicht direkt erzeugt, sondern in einer
Zwischenphase, wie bei herkömmlichen Röntgenfilmen. Anstatt das latente Bild in
Silberhalogenidkristallen zu lagern und chemisch zu entwickeln, wird es mit CR in einer strahlungsempfindlichen Phosphorschicht gelagert (die
Zwischenphase).
Die Bildinformationen werden an anderer Stelle und später durch
Laserstimulation im CR-Scanner in Licht umgewandelt und erst dann in ein digitales Bild umgewandelt.
Die feinkörnige Phosphorschicht wurde auf einen flexiblen, transparenten
Träger aufgebracht und mit einer Schutzschicht überzogen.
Eine zusätzliche Laminatschicht bestimmt im Wesentlichen die mechanischen Eigenschaften wie die Flexibilität, die jedoch nicht so groß ist wie die eines Röntgenfilms.
In Abbildung 2-16 ist die Schichtstruktur dieser Folie dargestellt, die allgemein als
Speicherfolie oder manchmal fälschlicherweise als Bildgebungsschirm bezeichnet wird.
Hinweis: Im Bereich der ZfP werden Schirme aus Blei oder anderen Metallen verwendet, um
die Wirkung der einfallenden Strahlung zu intensivieren oder die Wirkung der (Streu-)Strahlung zu reduzieren.

Infolge des Einfalls der Röntgen- oder Gammastrahlung auf die Phosphor-Speicherfolie wird ein Teil ihrer Elektronen angeregt und in einem halbstabilen, energiereicheren Zustand gefangen. Dadurch entsteht das latente Bild. Diese gefangenen Elektronen können durch die Energie des Laserstrahls wieder freigesetzt werden, wodurch sichtbares Licht emittiert wird, das dann mit einem Photomultiplier eingefangen werden kann. Die Wellenlänge des Laserstrahls und des erzeugten sichtbaren Lichts sind natürlich unterschiedlich, um die beiden voneinander zu trennen.

Das Scannen (Entwickeln) des latenten Bildes erfolgt mit einem Laserscan-Gerät, das den Photomultiplier und die zugehörige Elektronik enthält. Dieser digitalisiert das erzeugte analoge Lichtsignal. Dieser Vorgang erfolgt im Phosphor-Scanner oder auch „CR-Scanner“. Es gibt verschiedene Arten von Scannern. Bei den meisten professionellen Scannern muss lediglich eine Kassette in das Einlegefach eingelegt werden und das Gerät führt den Verarbeitungszyklus automatisch durch. Nach Abschluss dieses Vorgangs und Löschung des latenten Bildes wird die Kassette aus dem CR-Scanner entnommen und kann wiederverwendet werden.

Bei kleineren und tragbaren Tischscannern für den Einsatz an abgelegenen Orten, zum Beispiel auf Offshore-Plattformen, wird die CR-Speicherfolie manuell aus der Kassette entfernt und in den Scanner eingelegt, was das Risiko einer
Beschädigung der Folie minimal erhöht.
Hierfür kann die Kassette geöffnet werden.

CR-Folien können einige Minuten lang gedämpftem Licht ausgesetzt werden, ohne dass sich dies auf die Bildqualität auswirkt. Das gescannte Bild wird schließlich auf einem hochauflösenden Monitor (Computerbildschirm) der Workstation sichtbar gemacht.

Die Folie wird in einem linearen Muster gescannt, wie bei der Entstehung eines TV-Bildes.
Je nach gewähltem Linienabstand, in der Regel 50 oder 100 Mikrometer, beträgt die Scangeschwindigkeit 5 bis 10 mm pro Sekunde. Dies ist vergleichbar mit der Geschwindigkeit bei der Digitalisierung eines Röntgenbildes.
Im Scanner wird das latente Bild nicht nur gelesen, sondern anschließend auch gelöscht (zurückgesetzt), deshalb ist die CR-Speicherfolie sofort wieder für die nächste Belichtung bereit.

Die leicht flexible CR-Kassette kann oft ( > 1000 mal) wiederverwendet werden, sofern sie vorsichtig behandelt wird. Die Kassetten sind mit oder ohne Bleischirm verfügbar.

Speziell für den ZfP-Markt entwickelte Kassetten verfügen über integrierte verstärkende Bleischirme auf der Quellseite und einen zweiten Bleischirm auf der Rückseite, um die durch
Rückstreuung verursachte Strahlung zu absorbieren. Diese mehrschichtigen Kassetten sind nicht mehr flexibel, aber können häufiger wiederverwendet werden als die flexiblen Kassetten (mehrere 1000 Mal).

In Abbildung 5-16 ist der Querschnitt der CR-Speicherfolie in einer Kassette dargestellt. Die Stahl- und
Magnetplatten sorgen dafür, dass die verschiedenen Schichten gleichmäßig und fest aneinander gepresst werden.

Die Phosphorkristalle auf einer CR-Folie reagieren fast linear auf die einfallende Strahlung, während die
Silberhalogenidkristalle bei einem herkömmlichen Film exponentiell reagieren, siehe Abbildung 6-16. Infolgedessen
ist der dynamische Bereich einer CR-Folie viel größer als bei einem herkömmlichen Film, was
Belichtungszeiten weniger kritisch macht, erneute Aufnahmen reduziert und die gleichzeitige Untersuchung verschiedener Materialstärken ermöglicht. Außerdem ist die Dosisempfindlichkeit (Geschwindigkeit)
fünf- bis zehnmal höher, vgl. Punkt A und B bei einer Dichte von 2, sodass kürzere Belichtungszeiten oder schwächere Quellen möglich sind, wodurch sich der kontrollierte Bereich verringert,
oder bei einigen Belichtungen dünner Wände sogar andere Quellen möglich sind, z. B. Iridium192 als Ersatz für
Kobalt60, was unter dem Gesichtspunkt der Strahlungssicherheit von Vorteil sein kann.
Ein Nachteil ist, dass die Bildqualität abnimmt. Iridium192 hat eine niedrigere Energie als
Kobalt60 und benötigt eine längere Belichtungszeit, was die Bildqualität aufgrund
der größeren Menge an Streustrahlung verringert.