DR平板(ban)探測器常(chang)識(shi)——非晶硒和(he)非晶矽(gui)平板(ban)探測器的(de)區別(bie)

DR平板(ban)探測器常(chang)識(shi)——非晶硒和(he)非晶矽(gui)平板(ban)探測器的(de)區別(bie)

    在數字化攝(she)片中(zhong)，X線能(neng)量轉(zhuan)換(huan)成電信號(hao)是(shi)通(tong)過平板(ban)探測器來(lai)實(shi)現(xian)的(de)，所(suo)以(yi)平板(ban)探測器的(de)特性(xing)會對DR圖像質(zhi)量(liang)產(chan)生比較大(da)的影響(xiang)。選擇DR必然要考(kao)慮(lv)到平板(ban)探測器的(de)選擇。平板(ban)探測器的(de)性能(neng)指標(biao)會對圖像產(chan)生很大(da)的影響(xiang)，醫(yi)院也(ye)應(ying)當(dang)根據實(shi)際需要選擇適合(he)自己(ji)的(de)平板(ban)探測器。

    DR平板(ban)探測器可(ke)以(yi)分為兩種(zhong)：非(fei)晶硒平板(ban)探測器和(he)非晶矽(gui)平板(ban)探測器，從(cong)能(neng)量轉(zhuan)換(huan)的方(fang)式(shi)來(lai)看，前者(zhe)屬於直(zhi)接轉(zhuan)換(huan)平板(ban)探測器，後者(zhe)屬於間(jian)接轉(zhuan)換(huan)平板(ban)探測器。

    非(fei)晶硒平板(ban)探測器主(zhu)要由(you)非晶硒層(ceng)TFT構成。入射的X射(she)線(xian)使硒(xi)層產(chan)生電子(zi)空(kong)穴(xue)對，在外加偏(pian)壓電(dian)場(chang)作用下，電子(zi)和(he)空(kong)穴(xue)對向相(xiang)反(fan)的方(fang)向移動(dong)形(xing)成電流，電流(liu)在薄(bo)膜(mo)晶體管(guan)中(zhong)形成儲(chu)存電(dian)荷(he)。每壹個(ge)晶體管(guan)的(de)儲(chu)存電(dian)荷(he)量對應(ying)於入射X射線(xian)的(de)劑量(liang)，通(tong)過讀出(chu)電路(lu)可(ke)以(yi)知道每壹點的(de)電荷(he)量，進而(er)知道每點的X線(xian)劑量(liang)。由(you)於非(fei)晶硒不(bu)產(chan)生可見(jian)光，沒(mei)有散射線的(de)影響(xiang)，因此(ci)可(ke)以(yi)獲(huo)得比較高(gao)的空(kong)間分辨率。

非(fei)晶矽(gui)平板(ban)探測器由(you)碘化(hua)銫等(deng)閃爍(shuo)晶體塗層與(yu)薄(bo)膜(mo)晶體管(guan)或電(dian)荷(he)耦合(he)器件(jian)或互補(bu)型(xing)金屬(shu)氧(yang)化物半導體構成它(ta)的工作(zuo)過程壹(yi)般(ban)分(fen)為兩步(bu)，首(shou)先(xian)閃爍(shuo)晶體塗層將(jiang)X線的(de)能(neng)量轉(zhuan)換(huan)成可見光；其次(ci)TFT或者(zhe)CCD，或CMOS將(jiang)可見(jian)光轉(zhuan)換(huan)成電信號(hao)。由(you)於在這過程中(zhong)可見(jian)光會發生散射，對空(kong)間分辨率產(chan)生壹定(ding)的影響(xiang)。雖然新工藝中(zhong)將(jiang)閃爍(shuo)體(ti)加工成柱(zhu)狀(zhuang)以(yi)提(ti)高對X線的(de)利用及(ji)降(jiang)低(di)散射，但散射光對空(kong)間分辨率的(de)影響(xiang)不能(neng)*消除(chu)。

 壹(yi)、不(bu)同平板(ban)探測器的(de)比較

    評(ping)價平板(ban)探測器成像質(zhi)量(liang)的(de)性(xing)能(neng)指標(biao)主(zhu)要有兩個(ge)：量(liang)子(zi)探測效(xiao)率和(he)空(kong)間分辨率。DQE決(jue)定(ding)了(le)平板(ban)探測器對不同(tong)組織密(mi)度(du)差異(yi)的(de)分辨(bian)能(neng)力(li)；而(er)空(kong)間分辨率決(jue)定(ding)了(le)對組織(zhi)細微(wei)結構的分辨能(neng)力(li)。考(kao)察(cha)DQE和(he)空(kong)間分辨率可(ke)以(yi)評估平板(ban)探測器的(de)成像能(neng)力(li)。

（1）影響(xiang)平板(ban)探測器DQE的(de)因素(su)

    在非晶矽(gui)平板(ban)探測器中(zhong)，影響(xiang)DQE的因素(su)主(zhu)要有兩個(ge)方(fang)面：閃爍(shuo)體(ti)的塗層和(he)將(jiang)可見(jian)光轉(zhuan)換(huan)成電信號(hao)的(de)晶體管(guan)。

    首(shou)先(xian)閃爍(shuo)體(ti)塗層的材(cai)料(liao)和(he)工藝影響(xiang)了X線轉(zhuan)換(huan)成可見光的能(neng)力(li)，因此(ci)對DQE會產(chan)生影響(xiang)。目(mu)前(qian)常(chang)見(jian)的閃爍(shuo)體(ti)塗層材料(liao)有兩種(zhong)：碘(dian)化銫和(he)硫氧(yang)化釓。碘(dian)化銫將(jiang)X線轉(zhuan)換(huan)成可見光的能(neng)力(li)比(bi)硫氧(yang)化釓強(qiang)但成本(ben)比(bi)較高(gao)；將(jiang)碘化(hua)銫加工成柱(zhu)狀(zhuang)結構，可以(yi)進壹(yi)步(bu)提(ti)高捕獲(huo)X線(xian)的(de)能(neng)力(li)，並減少(shao)散射光。使用(yong)硫氧(yang)化釓做(zuo)塗層的探(tan)測器成像速度快，性能(neng)穩定，成本(ben)較低(di)，但是(shi)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率不(bu)如碘化銫塗層高。

    其(qi)次將(jiang)閃爍(shuo)體(ti)產(chan)生的可(ke)見光轉(zhuan)換(huan)成電信號(hao)的(de)方式(shi)也(ye)會對DQE產(chan)生影響(xiang)。在碘化(hua)銫(或者(zhe)硫氧(yang)化釓)+薄(bo)膜(mo)晶體管(guan)(TFT)這種(zhong)結構的平板(ban)探測器中(zhong)，由於TFT的(de)陣列(lie)可以(yi)做(zuo)成與(yu)閃爍(shuo)體(ti)塗層的面(mian)積(ji)壹(yi)樣大(da)，因此(ci)可(ke)見光不需要經過透(tou)鏡折射就(jiu)可以(yi)投(tou)射到TFT上，中(zhong)間沒(mei)有可以(yi)光子(zi)損失，因此(ci)DQE也(ye)比較高(gao)；在碘化(hua)銫+CCD(或者(zhe)CMOS)這種(zhong)結構的平板(ban)探測器中(zhong)，由於CCD(或者(zhe)CMOS)的面積(ji)不(bu)能(neng)做(zuo)到與(yu)閃爍(shuo)體(ti)塗層壹樣大(da)，所以(yi)需要經過光學(xue)系統(tong)折射、反(fan)射後才能(neng)將(jiang)全部(bu)影像(xiang)投(tou)照到CCD(或者(zhe)CMOS)上，這過程使(shi)光子(zi)產(chan)生了損耗(hao)，因此(ci)DQE比(bi)較低(di)。

    在非晶硒平板(ban)探測器中(zhong)，X線轉(zhuan)換(huan)成電信號(hao)*依(yi)賴於非(fei)晶硒層(ceng)產(chan)生的電(dian)子(zi)空(kong)穴(xue)對，DQE的高(gao)低取決(jue)於非(fei)晶硒層(ceng)產(chan)生電荷(he)能(neng)力(li)。總(zong)的(de)說(shuo)來(lai)，CsI+TFT這種(zhong)結構的間接轉(zhuan)換(huan)平板(ban)探測器的(de)極限(xian)DQE高(gao)於a-Se直(zhi)接轉(zhuan)換(huan)平板(ban)探測器的(de)極限(xian)DQE。

（2）影響(xiang)平板(ban)探測器空(kong)間分辨率的(de)因素(su)

    在非晶矽(gui)平板(ban)探測器中(zhong)，由於可(ke)見光的產(chan)生，存在散射現象(xiang)，空(kong)間分辨率不(bu)僅(jin)僅(jin)取決(jue)於單(dan)位面(mian)積(ji)內(nei)薄(bo)膜(mo)晶體管(guan)矩(ju)陣(zhen)大(da)小(xiao)，而(er)且還(hai)取決(jue)於對散射光的控(kong)制(zhi)技(ji)術。總(zong)的(de)說(shuo)來(lai)，間接(jie)轉(zhuan)換(huan)平板(ban)探測器的(de)空(kong)間分辨率不(bu)如直接轉(zhuan)換(huan)平板(ban)探測器的(de)空(kong)間分辨率高(gao)。

    在非晶硒平板(ban)探測器中(zhong)，由於沒(mei)有可見(jian)光的產(chan)生，不發(fa)生散射，空(kong)間分辨率取決(jue)於單(dan)位面(mian)積(ji)內(nei)薄(bo)膜(mo)晶體管(guan)矩(ju)陣(zhen)大(da)小(xiao)。矩(ju)陣(zhen)越大(da)薄(bo)膜(mo)晶體管(guan)的(de)個(ge)數越多(duo)，空(kong)間分辨率越高，隨(sui)著工藝的(de)提(ti)高可以(yi)做(zuo)到很高的空(kong)間分辨率。

二、量(liang)子(zi)探測效(xiao)率與(yu)空(kong)間分辨率的(de)關(guan)系

    對於同(tong)壹種(zhong)平板(ban)探測器，在不同(tong)的(de)空(kong)間分辨率時(shi)，其(qi)DQE是(shi)變化的(de)；極限(xian)的(de)DQE高(gao)，不(bu)等(deng)於在任何(he)空(kong)間分辨率時(shi)DQE都(dou)高(gao)。DQE的計算公(gong)式(shi)如下：

DQE=S2×MFT2/NSP×X×C 

S：信號(hao)平均(jun)強(qiang)度(du)；MTF：調制(zhi)傳遞函(han)數；X：X線(xian)曝光強度(du)；NPS：系統(tong)噪(zao)聲(sheng)功率譜(pu)；C：X線量(liang)子(zi)系數

    從(cong)計算公(gong)式(shi)中(zhong)我們(men)可(ke)以(yi)看到，在不同(tong)的(de)MTF值中(zhong)對應(ying)不同(tong)的(de)DQE，也(ye)就是(shi)說(shuo)在不同(tong)的(de)空(kong)間分辨率時(shi)有不同(tong)的(de)DQE。

    非(fei)晶矽(gui)平板(ban)探測器的(de)極限(xian)DQE比(bi)較高(gao)，但是(shi)隨(sui)著空(kong)間分辨率的(de)提(ti)高，其DQE下降得較多(duo)；而(er)非晶硒平板(ban)探測器的(de)極限(xian)DQE不(bu)如間接轉(zhuan)換(huan)平板(ban)探測器的(de)極限(xian)DQE高(gao)，但是(shi)隨(sui)著空(kong)間分辨率的(de)提(ti)高，其DQE下降比較平緩，在高空(kong)間分辨率時(shi)，DQE反(fan)而(er)超(chao)過了非(fei)晶矽(gui)平板(ban)探測器。這種(zhong)特性(xing)說(shuo)明非晶矽(gui)平板(ban)探測器在區分(fen)組(zu)織密度(du)差異(yi)的(de)能(neng)力(li)較強(qiang)；而(er)非晶硒平板(ban)探測器在區分(fen)細微(wei)結構差異(yi)的(de)能(neng)力(li)較高(gao)。 

三(san)、不(bu)同類(lei)型的平板(ban)探測器在臨(lin)床(chuang)上的應(ying)用

    由(you)於DQE影響(xiang)了圖像的(de)對比度(du)，空(kong)間分辨率影響(xiang)圖像對細節(jie)的(de)分(fen)辨(bian)能(neng)力(li)。在攝(she)片中(zhong)應(ying)根據不同(tong)的(de)檢查(zha)部位來選擇不同類(lei)型(xing)平板(ban)探測器的(de)DR。重點在於觀察(cha)和(he)區分不(bu)同(tong)組織的(de)密度(du)，因此(ci)對密度(du)分辨率的(de)要求(qiu)比較高(gao)。在這種(zhong)情(qing)況下(xia)，宜(yi)使用(yong)非晶矽(gui)平板(ban)探測器的(de)DR，這樣DQE比較高(gao)，容(rong)易(yi)獲(huo)得較高(gao)對比度(du)的圖像，更有利於診(zhen)斷(duan)；對於象(xiang)四肢關(guan)節(jie)、乳(ru)腺(xian)這些(xie)部(bu)位的(de)檢查(zha)，需要對細節(jie)要有較高(gao)的顯像(xiang)，對空(kong)間分辨率的(de)要求(qiu)很高，因此(ci)宜(yi)采用(yong)非(fei)晶硒平板(ban)探測器的(de)DR，以(yi)獲(huo)得高空(kong)間分辨率的(de)圖像。目(mu)前(qian)絕(jue)大(da)多(duo)數廠(chang)家(jia)的數字乳腺機(ji)都(dou)采用(yong)了(le)非晶硒平板(ban)探測器，正(zheng)是(shi)由(you)於乳(ru)腺攝(she)片對空(kong)間分辨率要求(qiu)很高，而(er)只(zhi)有非晶硒平板(ban)探測器才(cai)可能(neng)達(da)到相應(ying)的要求(qiu)。

    由(you)此可(ke)見，不同(tong)類(lei)型的平板(ban)探測器由(you)於材(cai)料(liao)、結構、工藝的(de)不同而(er)造(zao)成DQE和(he)空(kong)間分辨率的(de)差異(yi)。DQE影響(xiang)了對組織(zhi)密度差異(yi)的(de)分辨(bian)能(neng)力(li)；而(er)空(kong)間分辨率影響(xiang)了對細微(wei)結構的分辨能(neng)力(li)。目(mu)前(qian)還(hai)沒(mei)有壹款DQE和(he)空(kong)間分辨率都(dou)做(zuo)得很高的平板(ban)探測器，因此(ci)需要在兩者(zhe)間做(zuo)壹(yi)個(ge)平衡。所以(yi)在購買(mai)和(he)使用DR時(shi)，應(ying)該根據購買(mai)DR的(de)主(zhu)要用(yong)途(tu)和(he)具體(ti)的(de)檢查(zha)部位去(qu)選擇和(he)使用不(bu)同(tong)類型平板(ban)探測器的(de)DR，只(zhi)有這樣才能(neng)拍(pai)攝(she)出zui有利於診(zhen)斷(duan)的圖像。