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对于数字化X射线摄影 ( DR ) 技术来讲,决定其图像质量不仅仅是平板所采用的技术类型,同时还有平板的 DQE 和MTF、采集矩阵、采集灰阶、空间分辨率、最小像素尺寸等重要因素构成。 探测量子效率DQE ( Detective Quantum Efficiency ) 是输入信号转导成输出信号的效率,高探测量子效率是潜在剂量降低的基础。数字平板探测板都具有的特性是相对于屏-片X线摄影都有较高的 DQE ,目前很多公司公布的 DQE 过于集中在低端、低空间分辨率时的 DQE 。在低空间分辨率时,非晶硒的DQE比非晶硅的低,但随着空间分辨率的增加,非晶硒 DQE 实际上大于非晶硅,虽然它仍然是减小的,但是减小的不快,所以非晶硒在检测细节方面的能力较强。 平板探测器的采集灰阶基本上都是 14 Bit 、16,384 灰阶,只有 Canon 等少数公司的探测板为原始图像为 12 Bit 、4,096 灰阶, A/D 转换为14Bit。在相同的图像尺寸时,采集矩阵越大,像素尺寸越小,图像分辨率越高,细小组织结构才能更好显示。目前,非晶硒14×17寸大面积探测器最小达到139 um2 ( 新医科技, Hologic ),非晶硅 17 寸大面积探测板最小为 143 um2 ( Trixell )。(一) 间接能量转换 平板探测器的结构由闪烁体或荧光体层涂上有光电二极管作用的非晶硅层 (amorphous Silicon,a-Si) 再加TFT (Thin Film Transistor) 阵列或 CCD (Charge Coupling Device) 、或CMOS (Complementary Metal Oxide Semi-Conductor) 构成。间接数字化平板探测器亦分两步完成工作:第一步,X射线经过闪烁晶体(碘化铯或磷)产生可见光;第二步,可见光经光电转换由TFT D转变为电荷。由于需产生可见光进行转换,有可见光必然会有光的散射,必然会造成图像质量的下降,由于工艺的改进,新一代闪烁晶体材料制作成“松针”状种植在非晶硅上,虽然比传统整块闪烁体材料产生的散射要少一些,但根本性质没有改变,仍需产生可见光进行转换,有可见光必然会有光的散射,必然会造成图像质量的下降。 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。 关键词:可见光|平板|图像|射线|探测器
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