平板探测器原理

平板探测器原理 从 1995 年 RSNA 上推出第一台平板探测器（Flat Panel Detector）设备以来，随着近年平板探测技术取得飞跃性的发展，在平板探测器的研发和生产过程中，平板探测技术可分为直接和间接两类。 （一） 间接能量转换 间接 FPD 的结构主要是由闪烁体或荧光体层加具有光电二极管作用的非晶硅层(amorphous Silicon，a-Si)再加 TFT 阵列构成。其原理为闪烁体或荧光体层经 X 射线曝光后，将 X 射线光子转换为可见光，而后由具有光电二极管作用的非晶硅层变为图像电信号，最后获得数字图像。在间接FPD 的图像采集中，由于有转换为可见光的过程，因此会有光的散射问题，从而导致图像的空间分辨率极对比度解析能力的降低。换闪烁体目前主要有碘化铯(CsI，也用于影像增强器)，荧光体则有硫氧化钆(GdSO，也用于增感屏)，采用 CsI+a-Si+TFT 结构的有 Trixell 和 GE 公司等，而采用GdSO+a-Si+TFT 有 Canon 和瓦里安公司等。 1、碘化铯 ( CsI ) + a-Si + TFT ：当有 X 射线入射到 CsI 闪烁发光晶体层时，X 射线光子能量转化为可见光光子发射,可见光激发光电二极管产生电流, 这电流就在光电二极管自身的电容上积分形成储存电荷. 每个象素的储存电荷量和与之对应范围内的入射 X 射线光子能量与数量成正比。发展此类技术的有法国 Trixell 公司解像度 143um2 探测器 ( SIEMENS、Philips、汤姆逊合资 ) 、美国 GE 解像度 200um2 探测器 ( 收购的 EG & G 公司 ) 等。其原理见右图。Trixell 公司（目前有西门子、飞利浦、万东、上医厂、长青、泛太平洋等厂家使用，成本约 9.5 万美金） 用的是 Csl 柱状晶体结构的闪烁体涂层，此种结构可以减少可见光的闪射，但由于工艺复杂难以生成大面积平板，所以采用四块小板拼接成17″× 17″大块平板，拼接处图像由软件弥补。 GE、佳能（佳能、东芝、岛津使用）的平板是使用 Csl 或 Gd2O2S:Tb 涂层，因不是柱状晶体结构，所以能量损失较 Trixell 严重。 2、硫氧化钆 ( Gd2O2S ) + a-Si + TFT ：利用増感屏材料硫氧化钆 ( Gd2O2S ) 来完成 X 射线光子至可见光的转换过程。发展此类技术的公司有美国瓦里安公司、*** Canon 公司解像度 160um2 探测器等。 此类材料制造的 TFT 平板探测器成像快速、成本较低，但一般灰阶动态范围较低（12 bit 以下），与其它高阶 14 bit 产品图像诊断质量相比较为不足。 3、...