平板探测器的原理及应用ppt课件

1、2012-02，平板探测器的原理与应用，1，2012-02，非晶硅平板探测器、非晶体硒平板探测器、互补金属氧化物半导体平板探测器的主要内容、指标与评价，2，2012-02，平板探测器，用面阵探测器替代传统薄膜等材料。工件x光透视产生的图像信号被转换成易于存储和处理的数字图像，并满足某些行业标准。与线阵探测器相比，提高图像读取速度和减少X射线曝光时间，线阵扫描探测器，平板探测器，3，2012-02，平板探测器的应用，4，2012-02，平板探测器的典型结构，5，2012-02，典型平板DR组成，X射线高压发生器产生高压(高压，灯丝，高压整流，交换门)X射线管产生X射线准直器以减少散射射线，并控制

2、平板探测器将X射线转换成处理后的电信号图像后处理系统模数转换、图像预处理、图像重建等。6，2012-02，平板探测器类型，直接能量转换非晶体硒(非晶体硒，-硒)间接能量转换非晶体硅(非晶体硅，-硅碘化铯(CSi)/硫化钆(g)(GdOS/Gd2O2S)电荷耦合器件，7，2012-02，直接非晶体硒，典型结构：大小为几十厘米的非晶体硒层(-硒)薄膜半导体阵列，8，2012-02，非晶体硒成像原理，施加正向偏置电压(0-5千伏)在x光照射下，非晶体硒层中产生的电子和空穴对在外加电场下产生电流，电荷储存在薄膜晶体管层中。读出存储在薄膜晶体管层的电荷，放大并经模数转换后输出到计算机。读取所有电荷信号后

3、，剩余电荷被消除并恢复到初始状态。9，2012-02，非晶硒平板探测器的特性，无散射直接光电转换，高清晰度，稳定的物理性能，低介电常数，高电阻率，低暗电流，高光电吸收效率和高光电导效率随着X射线强度的增加而增加，10，2012-02，直接非晶硒，美国全息公司，日本岛津公司，2012-02，闪烁体或磷光体层非晶硅层(a-Si)(具有光电二极管功能)薄膜晶体管阵列，12，2012 基本工作原理：甲：入射x光图像由碘化铯闪烁晶体转换成可见光图像，乙：可见光图像由下一层非晶硅光电二极管阵列转换成电荷图像，丙：电荷信号逐行取出并转换成数字信号。 然后传输到计算机以形成x光数字图像，13，2012-02，

4、在x光照射下能够激发可见光的闪烁体和磷光体统称为闪烁体或磷光体。荧光是指x光激发停止后连续(10-8s)发光的过程。闪烁是指闪烁体上的单个高能粒子瞬间激发的闪光脉冲，14，2012-02，间接类型角色：x光光子被转换成可见光光子进行发射。特点：成像速度快，性能稳定，成本低。分层排列(散射射线引起的大模糊)主要包括佳能日本公司生产的CXDI系列，它也是唯一能移动的X射线探测器。2012年2月15日，间接型闪烁体：碘化铯。碘化铯(CsI:T1闪烁体)被用作光电替换的介质。它是连续排列的，针状直径约为6-7m，厚度为500-600m，外围包裹有铊以减少扩散。2012年2月16日，非晶硒和碘化铯的吸收

5、系数随着非晶硒厚度(500米至700米)的增加而增加。信息介绍：碘化随着x光能量的增加，无定形硒和碘化铯的吸收系数降低。17，2012-02，间接闪烁体，氧化硫钆碘化铯非晶硅的响应，两种闪烁体的光谱特性和非晶硅的响应特性，18，2012-02，间接闪烁体，碘化铯和硫化钆的发射光谱和非晶硅光电二极管的量子效率光谱都在550纳米处有峰值，并且具有良好的匹配关系。CsI涂层探测器的转换效率高于硫氧化钆涂层探测器。，可见光，19，2012-02，电荷耦合器件探测器，反射式，20，2012-02，电荷耦合器件探测器，直接光纤电荷耦合器件体积小，一般为3-5cm2，闪烁体一般为碘化铯光纤电荷耦合器件芯片，

6、闪烁体一般为碘化铯光学透镜电荷耦合器件芯片，21，2012-02，电荷耦合器件探测器的工作原理，并且以电荷的形式存储在存储装置中，以读取电荷信号，该电荷信号通过放大和模数转换处理以产生数字信号。2012年2月22日，电荷耦合器件型和互补金属氧化物半导体型，电荷耦合器件和互补金属氧化物半导体没有电荷转移功能，需要经过X-Y寻址电路。产生累积电荷的金属氧化物半导体场效应晶体管：控制读出，23，2012-02，选择平板探测器类型，观察和区分不同组织的密度，因此对密度分辨率的要求较高。应使用非晶硅平板探测器的DR，因此DQE相对较高，并且容易获得高对比度的图像，这要求高细节可视化和高空间分辨率。因此，

7、应该使用非晶硒平板探测器的DR来获得高空间分辨率的图像。24，2012-02，平板探测器的主要参数，Dqe-探测量子效率量子探测效率SR -空间分辨率MTF-调制传递函数调制传递函数信噪比，25，2012-02，量子探测效率-DQE，定义：探测器(增感屏、胶片、IP、FPD)探测到的光子数与发射到探测器的光子数之比通常表示为输出信噪比的平方与输入信噪比的平方之比DQE=，26，2012-02，量子探测效率-DQE，其中g是探测器的增益，x射线探测器每单位面积输入的量子MTF是调制传递函数，NPS是噪声功率谱。另一种计算方法：27，2012-02，空间分辨率是指图像中每个像素的大小，其特征是调制

8、传递函数MTF，28，2012-02，调制传递函数(MTF)，MTF是探测器的对比度空间频率传递函数，通常用来表示探测器对图像细节的分辨能力。在系统应用的空间频率范围内，MTF值越高，空间频率特性越好。，29，2012-02，调制传递函数(MTF)，MTF与500米厚的结构碘化铯晶体和粉末增感屏相比较。注：图像上与亮度分布相邻的黑线或白线之间的距离定义为空间周期，30，2012-02，调制传递函数(MTF)，空间频率优化通过滤波提高MTF，31，2011一种易于理解的MTF图形化方法，32，2012-02，噪声，平板探测器的噪声主要来自两个方面：一是探测器电子噪声(小)二是x光图像量子噪声RQ

9、A5测试标准，一个150m大小的像素通常可以此时，量子噪声约为37 X光子，而读出噪声仅相当于35 X光子，33 2012-02，其他参数，记忆效应代表图像保持的参数，一般用两个参数来表示剩余因子的变化，即一次曝光60S后0.1%的短期记忆效应20s，如在一定光谱范围内0.02%的灵敏度响应， 单位曝光输出信号X射线吸收率X射线可见光转换系数填充系数光电二极管光电转换系数，34，2012-02，其他参数，X射线最大线性剂量：它意味着探测器可以满足非线性上限剂量范围所要求的线性度：表示为非线性度的百分比-微分-FT(linear-integral-FT)和空间非线性-FT(linear-spac

10、e-FT)输出之间的最大线性剂量max，35，2012-02，其他参数，探测器图像采集时间，探测器准备其他参数，即在额定温度稳定性下探测器输出随温度的变化率，称为探测器温度系数、无光暗电流和电输入下的输出电流。(半导体加热)限制了器件的信号处理能力，并在动态范围内产生噪声和干扰。37，2012-02，无定形硒型，优点：1 .转换效率高；2.宽动态范围；3.高空间分辨率；4.良好的清晰度；缺点：1 .x光吸收率低，在低剂量条件下图像质量得不到很好的保证。增加x光剂量不仅会增加致病射线的吸收，而且需要太多的x光系统。2.硒层对温度敏感，使用条件有限，环境适应性差。38，2012-02，碘化铯/非晶硅