Physikalische Überlegungen

Das xerographische Verfahren basiert auf den elektrischen Eigenschaften bestimmter Halbleiter wie Selen, die, obwohl sie normalerweise gute Isolatoren sind, unter der Einwirkung von Licht oder ionisierender Strahlung zu Ladungsleitern werden. Wenn eine Metallplatte mit einem solchen Material beschichtet wird, kann das resultierende Produkt in zahlreichen Anwendungen als Ersatz für herkömmliche fotografische Emulsionen verwendet werden.

Eine xerografische Platte besteht aus einer Metalloberfläche, die mit einer dünnen Selenschicht beschichtet ist. Eine elektrische Ladung kann gleichmäßig auf der Selenschicht abgelagert werden. Wenn die Platte dann in einen lichtdichten Kasten gelegt wird, in den eine Pulverwolke eingebracht wird, die eine elektrische Ladung mit entgegengesetzter Polarität zu der der Platte erhalten hat, wird das Pulver von der Platte angezogen und gleichmäßig auf ihr abgelagert.

Wird eine frisch geladene Platte Röntgenstrahlen ausgesetzt, so entweicht die Ladung vom Selen auf die direkt dahinter liegende Metallplatte. Die Menge der austretenden Ladung hängt von der einfallenden Röntgenstrahlung ab, so dass das resultierende Ladungsmuster auf der xerographischen Platte als analog zum latenten Bild einer fotografischen Belichtung angesehen werden kann. Die Entwicklung erfolgt, indem die Platte in eine geladene Pulverwolke gelegt wird. Das Pulver, das weiß (CaCo3) oder hellblau (Kunststoff) sein kann, wird im Verhältnis zur verbleibenden Ladung auf der Platte abgelagert. Die Verteilung des Pulvers ergibt bei der Beleuchtung mit Schräglicht ein klares, scharfes Bild des einfallenden Röntgenfeldes. Dieses kann fotografiert oder auf eine permanente Papierunterlage übertragen werden. Die empfindliche Platte kann dann gereinigt und wiederverwendet werden.

Oberflächlich betrachtet erscheinen die Endprodukte, d. h. das Bild der konventionellen Radiographie und das der Röntgenradiographie, recht ähnlich. Es gibt jedoch wesentliche Unterschiede und einige spezifische Merkmale, die die Xeroradiographie für die Mammographie besonders geeignet machen. Der wichtigste Unterschied besteht darin, dass trotz des insgesamt kontrastarmen Bildes sehr geringe Unterschiede in der Strahlungsabsorption zu beobachten sind, da das Röntgenverfahren die Ränder benachbarter Gewebe mit unterschiedlicher Absorption oder Gewebediskontinuitäten hervorhebt. Dieses Phänomen, das mit einer charakteristischen elektrostatischen Abstoßung des Pulvers zusammenhängt, führt zu einer Abnahme oder Abwesenheit des Pulvers auf der Platte, wo Unterschiede in der Ladungsdichte bestehen. Dieser „Randeffekt“ ist leicht zu erkennen, da das Pulver dazu neigt, sich an den Grenzen unterschiedlicher Ladungsverteilungen zu bündeln. Auch wenn die Unterschiede in der Gewebeabsorption nur geringfügig sind, führt diese Übertreibung der Ränder zu einem basal-reliefartigen Bild, das die Unterschiede in den Gewebestrukturen hervorhebt. Ein weiteres Merkmal, das die Xerographie von der konventionellen Radiographie unterscheidet, ist, dass große Unterschiede in der Belichtung nicht zu großen Unterschieden in der Menge des abgelagerten Pulvers führen. Daher ist es weniger wahrscheinlich, dass eine Über- oder Unterbelichtung zu nicht diagnostischen Platten führt.