牙科平板探测器与X射线成像知识介绍.doc

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1、牙科平板探测器与X射线成像知识介绍　　在选择牙科CBCT的时候，如果能够很好地理解其设备本身，毫无疑问可以帮助医院和牙科诊所做出更切合自身需求的采购决策。理解牙科CBCT成像设备最基础的一步,是理解X射线成像。本文将主要介绍牙科X射线成像的基础知识，以及如何认识牙科CBCT中最重要的元件之一——平板探测器。　　X射线简介　　光（辐射），在我们的生活、自然以及宇宙中几乎无处不在。可见的只有非常小的一部分，大部分都是你我肉眼无法观测到的，X射线就是其中一种。　　X射线属于高能射线，光子能量在124eV到几百keV之间，属于电离辐射，对人体有害，如果人体吸收了过量的X射线则会造成实质损伤。

2、宇宙中存在着大量的X射线，但地球的大气层基本都将其隔离在外了。　　　　那它是如何实现的呢？　　X射线又叫伦琴射线，由德国物理学家威廉·康拉德·伦琴于1895年在实验中发现并命名，伦琴因此成为了获得诺贝尔物理学奖的第一人。而X射线也被称为19世纪末20世纪初物理学的三大发现之一，标志着现代物理学的诞生。　　伦琴在一次的实验中，请他夫人将手放在黑纸包严的照相底片上，用X射线对准照射了15分钟，显影后，得到了人类第一张人体X射线摄影。这张历史性的照片也表明了，人类可以借助X射线隔着皮肉去透视骨骼。　　　　伦琴和伦琴夫人手掌X射线图指上那个黑咕隆冬的物体是伦琴夫人的婚戒　　X射线穿透力极强，

3、由于人体不同的组织对X射线的吸收程度不同，均匀的X射线快速穿透人体组织后，其不均匀分布其实就是人体组织的投影。通过不断的技术发展，如今X射线已广泛地用于医疗影像中，当然也包括我们今天谈到的牙科影像。　　牙科影像中的X射线是如何产生的？　　目前在牙科应用中，都是用X射线真空管来产生X射线。　　X射线管是工作在高电压下的真空二极管。包含有两个电极：一个是用于发射电子的灯丝，作为阴极（K）；另一个是用于接受电子轰击的靶材，作为阳极（A）。两极均被密封在高真空的玻璃或陶瓷外壳内。　　在牙科X射线影像设备的参数中，”管电流”、”管电压”是经常能看见的。　　　　X射线管供电部分至少包含有一个使灯

4、丝加热的低压电源（Uh），和一个给两极施加高电压的高压发生器（Ua）。当钨丝通过足够的电流使其产生电子云，且有足够的电压（千伏等级）加在阳极和阴极间（管电压），使得电子云被拉往阳极。此时电子以高能高速的状态撞击钨靶（A），高速电子到达靶面，运动突然受到阻止，其动能的一小部分便转化为辐射能，以X射线的形式放出。改变灯丝电流（管电流）的大小可以改变灯丝的温度和电子的发射量，从而改变管电流和X射线强度。改变X光管激发电位，或选用不同的靶材可以改变入射X射线的能量。　　管电压（keV）越高，X射线穿透物体的能力越强。管电压的设置，不能太高，也不能太低。管电压过高，X射线大部分会直接穿过被摄物

5、体，探测器接收到信号就与被摄物体无关了；而管电压过低，则X射线大部分被物体吸收，探测器则接收不到与被摄物体有关的信息。　　而管电流（mA）越大，就意味着X射线的流量越大，探测器的接收到的信号就会越强。从成像角度来说，管电流越大越好，但是管电流越大，病患受到的辐射剂量也越大，所以在满足成像的基础上，管电流越小越好。　　由于受高能电子轰击，X射线管工作时温度很高，需要对阳极靶材进行强制冷却。虽然X射线管产生X射线的能量效率十分低下，但是在目前，其依然是最实用的X射线发生器件，已广泛应用于X射线类仪器中。目前，医疗用途主要有诊断用X射线管和治疗用X射线管。　　牙科CBCT成像的关键：平板探

6、测器　　在成像中，除了光源，另一个必不可少的元件就是光电探测器了。而在牙科CBCT中所用到的，想必大家也都了解，就X射线平板探测器。　　对于牙科CBCT而言，平板探测器是影响其影像质量的核心因素。同时，从成本的角度来看，通常X射线平板探测器占牙科CBCT整机生产成本的1/2-1/3，这也充分体现了其在设备中的重要性。因此，在选购牙科CBCT机时，平板探测器的品牌和技术参数是关注的要点。　　　　对于X射线成像，目前大多采用间接成像，如下图所示（图为滨松牙科平板探测器），我们可以看到平板探测器内部主要包含：　　-闪烁体（灰）　　-探测器（蓝）　　-读出电路（黄）　　　　平板探测器示意（滨

7、松牙科平板探测器）　　简单来说，闪烁体负责把X射线转化为可见光（X射线难以直接被探测器所探测），探测器负责读取可见光信息并转换为电信号，最后由读出电路将电信号传递到PC里面。这里，我们重点来说一说其中最关键的、也是直接决定平板探测器性能的两部分：闪烁体和探测器。　　1、闪烁体　　简单来说，闪烁体就是一个光的转换器，可以把X光转化为容易探测的可见光。　　闪烁体的类型有很多种，目前在牙科X射线中主要使用的是CsI（碘化铯闪烁体）。碘化铯闪烁体的发光光谱与CMO