探测器结构及其成像原理(2023年黄海勇)

平板探测器原理〔FlatPanelDetector〕设备以来，随着近年平板探测技术取得飞跃性的进展，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FPD层(amorphousSilicon，a-Si)TFTXX层变为图像电信号，最终获得数字图像。在间接FPD的图像采集中，由于有转换为力气的降低。换闪耀体目前主要有碘化铯(CsI，也用于影像增加器)，荧光体则有硫氧化钆(GdSO，CsI+a-Si+TFTTrixell、瓦里安GEGdSO+a-Si+TFTCanon1、碘化铯(CsI)+a-Si+TFT：当有X射线入射到CsI闪耀发光晶体层时，X射线光子能量转化为可见光光子放射,可见光激发光电二极管产生电流,与之对应范围内的入射X射线光子能量与数量成正比。进展此类技术的有法国Trixell143um2SIEMENS、PhilipsGE200um2EG>rixell公司〔目前有西门子、飞利浦、等厂家使用，本钱约9.5万美金〕用的是Csl柱状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〕CslGd2O2S:TbTrixell严峻。2、硫氧化钆(Gd2O2S)+a-Si+TFT：利用増感屏材料硫氧化钆(Gd2O2SX射线光子至可见光的转换过程。进展此类技术的公司有Canon160um2TFT〔12bit以下〕，14bit品图像诊断质量相比较为缺乏。3、碘化铯(CsI)/硫氧化钆(Gd2O2S)+透镜/光导纤维+CCD/CMOS：X射线先通过闪耀体或荧光体构成的可见光转换屏，将X射线光子变为可CCDIDC、深圳蓝韵、北京万东、深圳安健等公司。深圳蓝韵的KeenRayCCDDR探测器的像素为4K×4K，16Bit图像输出，无论在图像上还CR4、CsIGd2O2SCMOS的缺点，虽利用大量低解像度CMOS探头组成大面积矩阵，尚无法有效与TFT平CaresBuilt、Tradix〔二〕直接能量转换FPD(amorphousSelemium，a-Se)加薄膜半导体阵列(ThinFilmTransistorarray，TFT)构成的平板检测器。由于非晶硒是一XTFT检测阵列，再经A/D转换获得数字化图像。从根本上避开了间接转换方式中可是获得高图像质量的抱负方式，承受这一技术的有岛津，AnRad，Hologic。FPD转换式FPD无论在低区分率时还是在高区分率时均具有极高的DQE值。对于大物体FPD力气更强。〔DQE2lp/mm急剧减小。〕FPDDQES/NFPD力气。〔DQE2lp/mm减小。〕〔三〕平板的使用与养护现在不管是非晶硒、非晶硅、CCD这些平板探测器，还是各大知名国际厂标没有重视。平板探测器使用确定年限或者经过确定次数曝光，老化损坏是必定的，不行DR程序，厂方要求院方确定时间内也要对平板进展校准。非晶硒怕冷,非晶硅怕潮.工作环境的保持格外重要,在使用中应尽量严格地依据(500uR)10070%的效率问题并不大。但确定要老化会大大加快。非晶硒探测器构造及其成像原理：(直接转换)X转换成电信号，形成全数字化影像。成像原理：XA/D可直接由计算机进展处理的数字信号特性：⑴直接光电转换⑵直接读出 ⑶量子检测率〔DQE〕较高⑷曝光宽容度大⑸后处理功能强大不能满足动态摄影。所以不常用。：35X43cm采集矩阵：2560x3072像素大小：139×139μm空间区分率：3.6lp/mm非晶硅探测器构造及其成像原理:〔间接转换〕分碘化铯〔CsI〕+非晶硅 和 硫氧化钆GOS+非晶硅构造由碘化铯闪耀体层、非晶硅光电二极管阵列、行驱动电路以及图像信号的不同，其信号读出、放大、A/D非晶硅平板探测器，是一种以非晶硅光电二极管阵列为核心的X线影像探测器。它利用碘化铯〔CsI〕的特性， 将入射后的X线光子转换成可见光，再由具号，通过外围电路检出及A/D变换，从而可见光、电荷图像、数字图像的成像过程，通常被称作间接转换型平板探测器。主要非晶硅平板探测器参数说明探测器 法国 美国GE 美国VARIAN 日本佳能 韩国三星Trixell Revolution PaxScan4343R CXDI-40GPixium4600 DRZPlus针状碘化铯+碘化铯+非晶探测器类

硫氧化钆+非碘化铯+非晶碘化铯+非晶硅非晶硅 硅44整版整版整版影像区面43cm×43cm积41cm×41cm 43cm×43cm43cm×43cm43cm×43cm像素矩阵3K×3K2K×2K 3K×3K2688×26883K×3K像素大小143um200um 139um160um143um极限空间3.5LP/mm2.5LP/mm 3.6LP/mm3.0LP/mm3.5LP/mm区分率DQE(100%MTF65%时〕74% 70%33%65%A/D转换14bit14bit 14bit14bit14bit灰阶度 14bit14bit 14bit12bit14bit图像预览＜5s时间＜5s ＜3s＜3s＜5s图像处理＜8s＜8s ＜5s＜20s＜15s时间工作环境18-10-40℃10-40℃10-40℃10-40℃要求30℃是否需要特别关心装置不需要需要 不需要不需要不需要〔如水冷设备〕

晶硅 硅整版用户自定义校用户自定义校用户自定义校正探测器校正周期〔建议正周期〔〔建议3-6个月 周期〔建议每一正周期 每一年校正一 年校正一次〕次〕 次〕 次〕CCD：〔间接转换〕CCD〔ChargeCoupledDevice〕50μm2XCCD息，再转换为数字信息。获得数字影像CCDXCCD⑷较小的失真⑸惰性微小⑹高性能，长寿命CCDCCDCCDCCDCCD脉冲，它是一个电压信号，而不象摄像管输出的高阻电流信号。目前国内只要CCDDR探测器技术参数说明KeenrayCCDDR探测器 器，深圳蓝韵研制

万东研制

IDC4K/3KCCDIDC类型 针状碘化铯+非晶硅 硫氧化钆+非晶硅

4K：针状碘化铯+非晶硅3K：硫氧化钆+非晶硅影像尺寸像素矩阵像素尺寸

17″×17″4096×4096，1680108um

17″×17″3072×3072，940