数字化放射摄影系统的发展及技术

依据探测器的构成材料和工作原理,DR主要分为三大技术:CCD、一线扫描、非晶体平板 (非晶硒、非晶硅+碘化铯/非晶硅+氧化钆)。  

 
     依据探测器的构成材料和工作原理,DR主要分为三大技术:CCD、一线扫描、非晶体平板 (非晶硒、非晶硅+碘化铯/非晶硅+氧化钆)。

    一、CCD:由于物理局限性,专家们普遍认为大面积平板采像 CCD 技术不胜任,而且CCD设备在图像质量上较非晶硅/硒平板设备有一定差距,但是相对有价格优势;世界上还有几个厂家用此技术如 Swissray。


二、一线扫描:也称一维线扫描技术,由俄罗斯科学院核物理研究所发明,也就是国内中兴航天在生产的DR;有受照剂量低、设备造价相对平板技术更低廉的优点,但也存在成像时间长(数秒)、空间分辨率低(刚推出时是1mm/lp)以及X线使用效率低的致命缺陷;成像质量较差而且病人会接受大量不必要的辐射。
 
  三、非晶平板:非晶硒/非晶硅;主要由非晶硒层(a-Se)/非晶硅层(a-Si)加薄膜半导体阵列 (TFT)构成。
  
       1.a-Si (非晶硅平板探测器) -- 两步数字转换技术,X-光子(X光机维修)先变成可见光然后用光电管探测而转化为数字信号。主流厂商包括飞利浦、西门子、 GE等。因为涂层技术不同又分为非晶硅+碘化铯平板和非晶硅+氧化钆平板。

 

 
  
        2.a-Se (非晶硒平板探测器) -- 一种所谓直接探测技术,X-光子在硒涂料层变成电信号被探测而直接转化为数字信号。目前世界上只有美国Hologic公司拥有此技术的核心,柯达,国内友通等厂家的DR就使用这种探测器。的技术进步是紧紧与影像板技术的发展相联系的。平板的技术发展体现在两个方面:尺寸的大小及动态反应时间。碘化铯/非晶硅型平板在这两方面都具有其他技术不可比拟的优势,是目前最成熟最主流的技术,目前世界上主要领先厂家都用这种技术。
  
       碘化铯/非晶硅 ( CsI ) + a-Si + TFT : 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;成像速度、影像质量、工作效率等综合水平教高。
  
       氧化钆/非晶硅(Gd2O2S) + a-Si + TFT :工作过程与上相似,只是碘化铯被氧化钆取代;由于技术原因其原始图像为12 Bit/4096灰阶,A/D转换为14Bit;工艺成本较低,但综合技术水平比碘化铯板差。
  
       非晶硒a-Se+TFT:入射的X 射线光子在硒层中产生电子空穴对,在外加偏压电场作用下,电子和空穴对向相反的方向移动形成电流,电流在薄膜晶体管中积分成为储存电荷;每一个晶体管的储存电荷量对应于入射的 X 射线光子的能量与数量;工艺成本较低,但对入射X线吸收不佳,成像速度及稳定性等综合技术水平较非晶硅平板差。
 
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