《DR平板探测器常识》PPT课件.ppt

1、DR平板探测器的一般知识，非晶硒与非晶硅平板探测器的区别，在数码摄影中，X射线能量转化为电信号是通过平板探测器实现的，因此平板探测器的特性将对DR图像质量产生很大的影响。灾难恢复的选择必须考虑平板探测器的选择。平板探测器的性能指标对图像有很大的影响，所以医院应该根据实际需要选择自己的平板探测器。DR平板探测器可分为两种类型：非晶硒平板探测器和非晶硅平板探测器。从能量转换方式来看，前者属于直接转换平板探测器，而后者属于间接转换平板探测器。非晶体硒平板探测器主要由非晶体硒层薄膜晶体管组成。入射的x光使硒层产生电子空穴对。在外部偏置场的作用下，电子-空穴对向相反的方向移动，形成电流，该电流在薄膜晶体

2、管中形成存储的电荷。每个晶体管储存的电荷相当于入射x光的剂量。通过读出电路可以知道每个点的电荷，然后就可以知道每个点的x光剂量。由于非晶体硒不产生可见光，也不受散射光线的影响，因此可以获得较高的空间分辨率。非晶硅平板探测器由闪烁晶体涂层如碘化铯和薄膜晶体管或电荷耦合器件或互补金属氧化物半导体组成。其工作过程一般分为两个步骤：第一，闪烁晶体涂层将x射线的能量转化为可见光；其次，薄膜晶体管或电荷耦合器件或互补金属氧化物半导体将可见光转换成电信号。在这个过程中，可见光会被散射，这将对空间分辨率产生一定的影响。虽然在新的工艺中闪烁体被加工成柱状以提高x光的利用率并减少散射，但是散射光对空间分辨率的影响

3、不能完全消除。与不同的平板探测器相比，评价平板探测器成像质量的主要性能指标有两个：量子探测效率和空间分辨率。DQE决定了平板探测器对不同组织密度差异的分辨能力；空间分辨率决定了区分组织精细结构的能力。研究DQE和空间分辨率可以评估平板探测器的成像能力。对于非晶硅平板探测器，有两个主要因素影响DQE:闪烁体涂层和晶体管。首先，闪烁体涂层的材料和工艺会影响x光转换成可见光的能力，因此会对DQE产生影响。目前，有两种常用的闪烁体涂层材料：碘化铯和硫化钆。碘化铯将x射线转化为可见光的能力比硫氧化钆强，但成本较高；将碘化铯加工成柱状结构可以进一步提高捕获x光的能力，减少散射光。硫氧化钆涂层探测器成像速度

4、快、性能稳定、成本低，但其转换效率不如碘化铯涂层高。其次，将闪烁体产生的可见光转换成电信号的方式也会影响DQE。在碘化铯(或硫氧化钆)薄膜晶体管结构的平板探测器中，由于薄膜晶体管的阵列可以做得和闪烁体涂层面积一样大，可见光可以投射到薄膜晶体管上而不被透镜折射，中间不会有光子损失，所以DQE比较高。在碘化铯电荷耦合器件(或互补金属氧化物半导体)结构的平板探测器中，由于电荷耦合器件(或互补金属氧化物半导体)的面积不能与闪烁体涂层的面积一样大，所有的图像只有经过光学系统的折射和反射后才能投射到电荷耦合器件(或互补金属氧化物半导体)上，这导致光子损失，所以DQE相对较低。非晶硅平板探测器，影响空间分辨

5、率的因素：由于可见光的产生，存在散射现象，而空间分辨率不仅取决于单位面积薄膜晶体管矩阵的大小，还取决于散射光的控制技术。一般来说，间接转换平板探测器的空间分辨率不如直接转换平板探测器高。在非晶体硒平板探测器中，x光到电信号的转换完全依赖于电场非晶体硒平板探测器无可见光，无散射，其空间分辨率取决于单位面积薄膜晶体管矩阵的大小。矩阵越大，薄膜晶体管的数量越多，空间分辨率越高。随着工艺的改进，可以实现高空间分辨率。量子探测效率与空间分辨率之间的关系，对于同一平板探测器，其DQE在不同的空间分辨率下发生变化；极端DQE很高，这并不意味着DQE在任何空间分辨率下都很高。DQE公式如下：DQE=S2 FT

6、2/NSPXC S:平均信号强度；调制传递函数；X: x射线照射强度。系统噪声功率谱；从计算公式中，我们可以看到不同的MTF值对应不同的dqe，即不同的dqe在不同的空间分辨率下存在。非晶硅平板探测器的极限DQE相对较高，但随着空间分辨率的提高，其DQE下降更多；非晶体硒平板探测器的极限DQE没有间接转换平板探测器高，但随着空间分辨率的提高，其DQE逐渐减小，在高空间分辨率时，DQE超过了非晶体硅平板探测器。这一特性表明非晶硅平板探测器具有很强的区分组织密度差异的能力；然而，非晶体硒平板探测器具有更高的分辨细微结构差异的能力。在不同类型平板探测器的临床应用中，DQE影响图像的对比度，空间分辨率

7、影响细节的分辨率。不同类型平板探测器的DR应根据射线照相中不同的检查位置进行选择。对于像胸部这样的检查，重点是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。在这种情况下，应该使用非晶硅平板探测器的DR，这样DQE相对较高，并且容易获得高对比度的图像，这更有利于诊断；对于四肢关节、乳腺等部位的检查，需要显示高空间分辨率的细节，因此应采用非晶硒平板探测器的DR来获得高空间分辨率的图像。目前，绝大多数制造商的数字乳腺机使用无定形硒平板探测器。正是由于乳腺摄影对空间分辨率的高要求，只有非晶体硒平板探测器才能满足相应的要求。综上所述，由于材料、结构和工艺的不同，不同类型的平板探测器具有不同的DQ

8、E和空间分辨率。DQE影响区分组织密度差异的能力；然而，空间分辨率影响精细结构的分辨率。目前还没有高DQE和高空间分辨率的平板探测器，因此有必要在两者之间取得平衡。因此，在购买和使用DR时，应根据所购买的DR的主要用途和具体的检查地点来选择和使用不同类型的平板探测器的DR，只有这样才能拍摄到最有利的图像。DR系统设备的一些技术本质，第一，某个制造商的所谓“能量减法”，第二，某个制造商的所谓“组织平衡”，第三，间接数字射线照相术(IDR)和直接数字摄影术(DDR)的区别，第四，无能量损失的无定形硒板的所谓“直接能量转换”，第一，某个制造商的所谓“能量减法”，1，“能量目前，它主要用于胸部，试图克

9、服肋骨在平片上阻塞部分肺组织的缺陷。2.能量减影的最终目的是看到肋骨覆盖的损伤。什么样的病人会这么做？谁会决定让病人暴露两次？当患者从临床医生办公室拿到检查申请表并在放射科拍摄电影时，所涉及的三个角色(患者、临床医生和技术人员)没有这样的远见和决策能力，也没有这样的权力。3.事实上，在常规平片工作流程的最终诊断中，诊断医师面临三种可能性：首先，肋骨后面有软组织损伤，但它们是看不见的。医生没有理由让这样的病人在这个时候进行第二次暴露；第二，肋骨后面没有软组织损伤，也不需要再次暴露；第三，肋骨后面的软组织损伤超出了肋骨的宽度，这可以在肺组织的对比下看到。目前，有迹象表明有必要进行进一步的详细检查。

10、然而，无论是定性、定量、定位还是技术实施的可能性(这项技术需要在很短的时间内进行两次曝光)，它都明显超出了灾难恢复能力的范围，必须使用计算机断层扫描和其他设备进行。4.这一技术的提出是受这样一个事实的启发，即某一肺部病变已被ct证实为肋骨闭塞，但未发现平片。因此，这项技术的支持者认为，如果肋骨被切除，病变就可以显示出来。这是一种典型的回顾性思维，只关注解决问题，而不关注问题发生的实际环境是否允许这样的解决方案。第二，某个制造商的所谓“组织平衡”，1。“组织平衡”是使密度差异大的组织显示在同一个图像上；实质上，在相对窄的灰度范围内观察到低密度和高密度组织，这可以通过在PACS诊断工作站上调整灰度

11、和对比度来实现。这种所谓的“先进技术”和前者一样，属于文字游戏，没有什么实际应用价值。2.医生使用诊断工作站通过调整显示器上的灰度和对比度来观察不同密度的组织是很自然的。3.对于没有诊断工作站的医院来说，因为他们面对的图像仍然是胶片，这项技术可能是有用的。然而，这种调整需要一定的时间。即使是在一个普通的地级医院，技术人员工作很努力，没有时间做这样的事情。对于其他拥有较大流量的大型医院来说，几乎不可能实现如此耗时的后处理。综上所述，这两个所谓的“新技术、新应用”不过是混淆视听的文字游戏，其实质是突出自己与其他产品的区别，吸引用户的注意力。灾难恢复的数字图像只提供了普通胶片后处理的可能性；然而，开

12、发数字普通胶片后处理功能必须有一个可行且必要的基础。(必须结合新技术能否最终解决临床实际问题来考虑在现有医学成像设备上开发新技术。严格地说，在公开之前，必须有前瞻性临床研究的相关证据支持。用户必须注意这些技术的含金量。事实上，DR提供的平片只是放射科患者影像检查全过程中的初步筛选工具，所提供的图像是组织重叠图像，其最重要的功能仍与传统平片相同。如果病变密度与正常组织之间的差异很小，但仍可通过肉眼在DR片上进行鉴别，最终诊断仍需进一步的CT和其他检查。数字平片不能解决大多数病变的定量、定性和定位的临床要求。灾难恢复的真正使命是在保证图像质量的前提下，通过改变普通胶片的工作流程来获得革命性的高效率

13、。它不是也不能取代CT或其他医疗设备。(3)间接数字射线照相术和直接数字射线照相术的区别；(1)间接数字射线照相术(IDR)是一种用硅半导体间接收集x光粒子的数字照相技术，它采用两步数字转换过程，x光粒子首先变成可见光，然后被光电池探测并转换成电信号。它是一个x光转换屏，或闪烁体，由Gd2O2S:Tb或Csl组成。在x光穿过反射层并到达闪烁体后，可见光子被激发。可见光穿过下部光电二极管，光电二极管触发场效应晶体管产生输出信号。在这些转换过程中或多或少会有物理能量损失，但x光的吸收效率很高。2.直接数字射线照相术是一种被称为直接x光粒子技术的数字摄影技术。在硒涂层中检测x光粒子并将其转换成电信号

14、；它不产生可见光，只传导电子，这样可以避免散射光线的产生。理论上，光电转换没有能量损失。然而，由于硒层的x光吸收效率差和成像时间长，实际转换效率并不好。第三，间接数字射线照相术和直接数字射线照相术的区别。3.无论哪种技术类型的平板，都是为了获得尽可能真实的诊断图像；就目前可行的生产工艺水平而言，非晶硅间接数字转换技术是平板生产的最佳选择，这也是飞利浦(PHILIPS)、西门子(SIEMENS)和通用电气(ge)等大型医疗设备制造商采用非晶硅平板的原因；特别是Trixell板独特的工艺使其成像质量远高于非晶硒板和其他非晶硅板。(由于晶体结构的原因，Trixell平面CsI闪烁体层的信号转换中存在

15、少量的光散射和能量损失，但对最终图像质量影响不大；其高量子探测效率(DQE)可以在低剂量照射下获得高质量的图像；由于其成像速度快，可用于透视和减时，大大增加了x光检查的应用范围。)4 .放射线图像的质量由许多因素形成。仅仅通过强调单一转换过程中的能量损失是不可能保证高质量医学图像的。它取决于实际转换效率和最终成像质量，而不是某项技术的单一理论值。5.几乎所有世界级的专家学者都认为非晶硅板在成像质量稳定性方面优于非晶硒板。第四，无定形硒板被称为“直接能量转换”，没有能量损失。1.“使用非晶硒作为光导材料的板不产生可见光，只传导电子，不会因散射和折射光线而造成能量损失，这有利于提高图像清晰度。”2

16、.从理论上讲，非晶硒板在光电转换过程中没有能量损失，但这并不意味着其转换效果优异，也不意味着其成像质量高；事实上，低辐射剂量的成像质量难以满足诊断和治疗的需要；也就是说，为了获得高质量的图像非晶硒板，高辐射剂量是必要的；在低剂量下，高剂量辐照的成像质量与以Trixell板为代表的非晶硅板的成像质量相差无几。这违背了减少病人和工人辐射伤害的环境保护要求。第四，无定形硒板被称为“直接能量转换”，没有能量损失。3.使用硒作为光电导体可以直接将光信号转换成电信号。理论上，没有将可见光转换成电子信号的过程，避免了散射；但是，硒层对入射x光的吸收率很低，会丢失很多原始信息；所谓“直接转换”的过程也很慢，不仅影响工作效率，而且信息损失严重；因此，在低剂量条件下图像质量无法得到保证，需要使用大的辐射剂量才能获得有效的诊断图像。通过对其工作过程的分析，我们知道所谓的“非晶体硒直接转化而不损失能量”纯属断章取义，它只是避免了非晶硅板光电转化过程中的能量损失，但绝对不是没有能量损失；相反，由于硒层对X射线的吸收率低，X射线粒子对电子的速度慢，最终成像速度慢，导致大量信息丢失，其图像质量远远落后于非晶硅板(尤其是Trixell板)，因此