平板探测器的原理及应用

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1、2012-02平板探测器的原理及应用2012-02主要内容平板探测器的概念非晶硅平板探测器非晶硒平板探测器CMOS平板探测器平板探测器的指标与评价2012-02平板探测器通过面阵探测器，取代传统胶片等材料。将X射线透照工件生成的图像信号转换成易于存储和处理，符合一定行业标准的数字图像。相对于线阵探测器提高图像的读出速度减少X线曝光时间线阵扫描探测器平板探测器2012-02平板探测器的应用2012-02平板探测器的典型结构2012-02典型的平板型DR组成X线高压发生器产生高压（高压，灯丝，高压整流，交换闸）X线球管产

2、生X射线准直器减少散射线控制照射野平板探测器将X射线转换成已处理的电信号图像后处理系统A/D转换，图像预处理，图像重建等2012-02非晶硒型成像原理向非晶硒层加正向偏置电压（0-5kv），即预置初始状态。X射线照射,非晶硒层产生电子、空穴对在外加电场下产生电流，并在TFT层存储电荷。读出TFT层存储的电荷，放大并经过A/D转换后输出到计算机。所有电荷信号被读取后，消除残余电荷，恢复到初始状态。X射线2012-02非晶硒平板探测器的特点直接进行光电转换没有散射，清晰度要高物理性能稳定介电常数低电阻率高暗电流小光电吸收

3、效率高光电导效率随X射线强度增大而增大2012-02直接型-非晶态硒美国Hologic公司DirectRay产品指标成像范围35cmx43cm像素数量3560x3072像素尺寸139μm空间分辨率3.6Lp/mm成像时间5-7s曝光周期30s像素深度14bitSonialvisionSnfire指标成像范围43cmx43cm像素数量2880x2880像素尺寸150μm空间分辨率3.3Lp/mm快速R/F切换0.5s像素深度14bit日本岛津公司2012-02间接型-非晶态硅①闪烁体或荧光体层+②非晶硅层（a-Si）（

4、具有光电二极管作用）+③TFT阵列2012-02间接型-非晶态硅基本工作过程原理：a：入射的X射线图像经碘化铯闪烁晶体转换为可见光图像，b：可见光图像由下一层的非晶硅光电二极管阵列转换为电荷图像c：对电荷信号逐行取出，转换为数字信号，再传送至计算机，从而形成X射线数字图像闪烁体层非晶硅阵列集成电路读出板列驱动板X射线2012-02闪烁体和荧光体能将在X线照射下激发出可见光的发光晶体物质统称闪烁体或荧光体，荧光是指在X线激发停止后持续（<10-8s）发光的过程闪烁是指单个高能粒子在闪烁体上瞬时激发的闪光脉冲2012-0

5、2间接型-闪烁体：硫氧化钆作用：将X射线光子转化成可见光光子发射特点：成像速度快性能稳定成本较低层状排布（散射线造成的不清晰度较大）主要有日本佳能生产的CXDI系列也是唯一能实现移动的X射线探测器2012-02间接型-闪烁体：碘化铯用碘化铯作为光电装换的介质碘化铯（CsI:T1闪烁体）连续排列、针状直径约为6-7μm厚度为500-600μm外围用铊包裹减少漫射2012-02非晶硒与碘化铯吸收系数随着非晶硒厚度的提升（500μm到700μm）对X光的吸收率也随之上升资料中介绍：碘化铯厚度的的增加，吸收系数上升，但图像分

6、辨率下降。随X射线能量增高，非晶硒和碘化铯的吸收系数都随之下降。2012-02间接型-闪烁体硫氧化钆碘化铯非晶硅响应2种闪烁体的光谱特性和非晶硅的响应特性2012-02间接型-闪烁体①碘化铯和硫化钆发射光谱与a-Si光电二极管量子效率谱均以波长550nm处出现峰值且具有很好的匹配关系。②使用CsI做涂层的探测器转换效率比硫氧化钆涂层高。可见光2012-02CCD探测器反射式2012-02CCD探测器直射式光纤式CCD尺寸小，一般为3-5cm2闪烁体一般为碘化铯光学纤维CCD芯片闪烁体一般为碘化铯光学透镜CCD芯片20

7、12-02CCD探测器工作原理①采用闪烁体将X线能量转换为可见荧光②采用反射/透镜/光纤进行缩小并传入CCD③产生光生电子，电子数与光子数成正比。并以电荷形式存入存储装置④读取电荷信号，经放大、A/D等处理后生成数字信号2012-02CCD型和CMOS型CCDCMOS没有电荷转移功能，需要经过X-Y选址电路。PD：产生蓄积电荷MOS-Fet：控制读出2012-02平板探测器类型的选择观察和区分不同组织的密度，因此对密度分辨率的要求比较高。宜使用非晶硅平板探测器的DR，这样DQE比较高，容易获得较高对比度的图像需要对细

8、节要有较高的显像，对空间分辨率的要求很高，因此宜采用非晶硒平板探测器的DR，以获得高空间分辨率的图像。2012-02平板探测器的主要参数DQE---DetectiveQuantumEfficiency量子探测效率SR---SpatialResolution空间分辨率MTF---ModulationTransferFunction调制传递函数S/