非晶硒和非晶硅平板探测器的区别

DDR的核心部分是平板探测器。可以概括的说，它是一种采用半导体技术，将X线能量直接转换为电信号，产生X线图像的检测器。平板探测器可以取代现在的所有类型的X线检测器，如电视影像增强系统。它最突出的特点就是输出的是高质量的数字化影像。在直接转换类型中，其制传递函数（MTF）特点较图像屏幕系统好，敏感性则可与电视增强系统相比。平板探测器的发展和进一步完善将可逐步取代传统的X线探测装置。

1、平板探测器的类型大致可分为CCD型和非晶硅型、非晶硒型。CCD型平板探测器的主要原理是光信号由探测器内的CCD接受，读出并形成数字图像。

2、非晶硅类型的平板探测器，它的核心是由非晶硅和薄膜晶体管构成的矩阵板，矩阵板的每一个单元包含一个存储电容和非晶硅的场效应管。整个数字矩阵封装在一个像“片夹”的盒里，它主要由闪烁层或硒层、矩阵板和玻璃衬底、读出线路等组成。其好的密度及空间分辨力代表了目前发展的主要方向。

碘化铯（cesium iodide,CsI）具有高X线接收和可视光子产量。因为铯具有高原子序数，它是X线接收器的最佳选择材料，所以这种金属对于输入的X线非常适用。产生每个光子需要20~25电子伏。搀入铯CsI激发出550nm的光，正是非晶硅光谱灵敏度的峰值。

3、以硒作为光导材料，有两个原因：①光敏电阻自身具有的高分辨力特性；②用更厚的光导吸收层,可获得更高的X线灵敏度.硒可以直接将X线能量转换为电信号,硒光电导层被X线照射后产生的电子——空穴对在6KV偏移电压下被电场分离，被每个像素单元收集并转换成X线数字影像的数据。

矩阵板包括薄膜三极管（thin-film transistor,TFT）储能电容和集电器，其上沉积着无定型硅层，厚约500μm。诸多像素（139×139μm）被安排为二维矩阵，按行设门控线。TFT像素的大小直接决定图像的空间分辨力，每一个像素具有电荷接收电极，信号存储电容及信号传输器，通过数据网与扫描电路连接。最后由读出电路读取数字信号并还原成影像。

非晶硅对于X线接收器来说是最理想的材料，因为非晶硅对放射线的伤害是免疫的。

以上是平板探测器的主要构成结构，平板探测器和X线球管组成了直接数字成像的主要部分。另一部分则是 *** 作、质量控制和后处理部分。大部分的工作都是由计算机承担。

主处理器实时的功能包括：偏移量的校正和增益；黑电平箝定；污点插补；帧积累和均化。而对于图像的后处理，可以利用辅助处理器完成，包括X线曝光控制、图像数据图形窗口化、扫描转化为常规模式、查找目录、降噪可变递归滤波等。

最佳的性能是要求噪声低、动态范围宽和响应速度快。

DDR成像系统可组合到用户原有X线机上使用，提供数字X线影像数据。其它辅助设备还有：扫描控制器、系统控制器、影像监视器等。扫描控制器主要由计算机控制的矩阵扫描电路、恢复电路及扫描数据转换装置组成。系统扫描器是计算机主机系统，包括 *** 作程序、图像处理程序、图像存储、打印网络管理等。影像监视器可显示摄影图像，为工作人员提供摄影质量参考。

X线转换为电信号可由直接和间接两种方式完成。在直接转换方式中，电压加于作为光电导体的硒层上，X线的能量直接转换为电信号。而在间接转换方式中，X线先由闪烁提转换为光信号，光信号再由光电二极管转换为电信号。

平板探测器可有以上两种方式的转换形式，它们的主要不同点在于其制造结构上的差异上。以上两种类型的探测器各有优缺点。CsI闪烁体层由于晶体结构的关系，在传递信号的同时不可避免的光散射的发生，吸收率有所下降，但对最终图像质量影像不大。其较高的量子检测效能（DQE）可在较低剂量曝光情况下获得高质量的图像。由于成像快，可用于透视及时间减影等领域，大大增加了X线检查的使用范围。而以硒作为光电导体可以直接将光信号转换为电信号，避免散射的发生。但是对X线吸收率较低，在低剂量条件下图像质量不能很好保证。且硒层对于温度较敏感，使用条件受到限制。

DR和DDR的平板探测器可方便应用于目前常规X线摄影设备上，固定于立式胸片架或平床的滤波器。在曝光后几秒即可显示图像，无虚来回搬运暗盒；系统本身全固体化结构，无任何机构运动。在曝光同时 *** 作室监视器上即可显示摄影图像,工作人员可对投照质量作出判断,缩短了检查时间,避免了因技术原因对患者的重复检查

非晶硒平板探测器中场效应管的作用开关作用。

非晶硒平板探测器：直接数字化X线成像的平板探测器利用了非晶硒的光导电性，将X线直接转换成电信号，经模数转换后形成数字化的影像。

非晶硒平板探测器结构：

1、X线转换介质：位于探测器的上层，为非晶硒光电材料，利用非晶硒的光电导特性，将X线转换成电子信号。选择非晶硒作为光导材料，是由于光敏电阻自身具有的高分辨力特性，用更厚的光导吸收层，可以获得更高的X线灵敏度。

2、探测器单元阵列：位于非晶硒的底层，用薄膜晶体管（TFT）技术在玻璃地层上形成几百万个检测单元阵列，每一个检测单元含有一个电容和一个TFT，而且每一个检测单元对应图像的一个像素。

3、高速信号处理。

4、数字影像传输：将电荷信号转换成数字信号，并将图像数据传输到主计算机进行数字图像的重建。

成像原理：

当入射的X线照射非晶硒层，由于导电特性激发出电子-空穴对，该电子-空穴对在偏电压形成的电场作用下被分离并反向运动，形成电流。电流的大小与入射X线光子的数量成正比，这些电流信号被存贮在TFT的极间电容上。每一个TFT形成一个采集图像的最小单元，即像素。每个像素区内有一个场效应管，在读出该像素单元电信号时起开关作用。在读出控制信号的控制下，开关导通，把存储于电容内的像素信号逐一按顺序读出、放大；送到A/D转换器，从而将对应的像素电荷转化为数字化图像信号。信号读出后，扫描电路自动清除硒层中的潜影和电容存储的电荷，为下一次的曝光和转移做准备。

应用评价：

非晶硒平板探测器的像素小，为139微米，图像的空间分辨力可达3.6PL/mm。成像的速度相对非晶硅平板探测器慢。

非晶硒平板探测器中场效应管的作用是( )。

A.

接受作用

B.

转换作用

C.

开关作用

D.

读取作用

E.

放大作用

反馈

解析

解答

C

Digital Radiography,直接数字化X射线摄影系统. DR 由探测器、影像处理器、图像显示器等组成。透射过人体后的X线信号被探测获取，直接形成数字影像，数字影像数据传到计算机，在显示器上显示，也可以进行后期处理。现在主要的DR探测器为非晶硅探测器和非晶硒探测器，两种探测器获取影像的效果差别不大。其它的还有多丝正比室探测器，这是一种空气探测器。还有一种CCD探测器。非晶硅探测器和非晶硒探测器都被称为平板探测器。 1.直接通过专业显示器进行阅片，无须再冲洗胶片，大大节约胶片成本（有特殊需求的患者除外）； 2.DR升级后可以免除了拍错片等各种烦恼，拍错片或病人身体移动导致图片效果差，医生可以很快看到影响结果，并重新拍摄。 3.对骨结构、关节软骨及软组织的显示优于传统的X线成像，还可进行矿物盐含量的定量分析；易于显示纵隔结构如血管和气管；对结节性病变的检出率高于传统的X线成像；在观察肠管积气、气腹和结石等含钙病变优于传统X线图像；体层成像优于X线体层摄影；胃肠双对比造影在显示胃小区、微小病变和肠粘膜皱襞上，数字化图像优于传统的X线造影。

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