平板探测器的原理及应用.ppt

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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

2、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平板探测器的种类直接能量转换形非晶态硒（AmorphousSelenium，a-Se）间接能量转换形非晶态硅（AmorphousSelenium，a-Si+碘化铯(CsI)/硫氧化钆(gá)(GdOS/Gd2O2S)CCD2012-02直接型-非晶态硒典型结构：①非晶硒层（a-Se）光电导材料②薄膜半导体阵列（ThinFilmTransistorarray，TFT）尺寸数十厘米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，

3、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

4、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）（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

5、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2012-02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

6、资料中介绍：碘化铯厚度的的增加，吸收系数上升，但图像分辨率下降。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2012-02CC

7、D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