DR不同类型平板探测器性能的比较研究

　　1 引言

　　数字化X线摄影(Digital Radiography，简称DR)，是上世纪90年代发展起来的X线摄影新技术，以其更快的成像速度、更便捷的操作、更高的成像分辨率等显著优点，成为数字X线摄影技术的主导方向，并得到世界各国的临床机构和影像学专家认可。DR的技术核心是平板探测器，平板探测器是一种精密和贵重的设备，对成像质量起着决定性的作用，熟悉探测器的性能指标有助于我们提高成像质量和减少X线辐射剂量。

　　2 基本构成和原理

　　2.1 非晶硒平板探测器

　　非晶硒(a-Se)为直接式平板探测器结构，主要由集电矩阵、硒层、电介层、顶层电极和保护层等构成。集电矩阵由按阵元方式排列的薄膜晶体管(TFT)组成。非晶硒半导体材料在薄膜晶体管阵列上方通过真空蒸镀生成约0.5 mm厚、38 mm×45 mm见方的薄膜，它对X线很敏感，并有很高的图像解析能力。

　　顶层电极接高压电源，当有X线入射时，由于高压电源在非晶硒表面形成的电场，它们只能沿电场方向垂直穿过绝缘层、X射线半导体、电子封闭层，到达非晶硒，不会出现横向偏离从而出现光的散射。非晶硒阵列直接将X射线转变成电信号，记忆在存储电容器里，脉冲控制门电路使薄膜晶体管导通，把记忆在存储电容器里的电荷送达电荷放大器输出，完成光电信号的转换，再经数字转换器转换，形成数字图像输入计算机，并由计算机将该影像还原在监视器上由医生观察监视器直接诊断。

　　2.2 非晶硅平板探测器

　　非晶硅平板探测器为间接数字化X线成像，其基本结构为表面是一层闪烁体材料(碘化铯或硫氧化)，再下一层是以非晶体硅为材料的光电二极管电路，

最底层为电荷读出电路。位于探测器表面的闪烁体将透过人体后衰减的X线转换为可见光，闪烁体下的非晶硅光电二极管阵列又将可见光转换为电信号，在光电二极管自身的电容上形成存储电荷，每个像素的存储电荷量与入射X线强度成正比，在控制电路的作用下，扫描读出各个像素的存储电荷，经A/D转换后输出数字信号，传送给计算机进行图像处理从而形成X线数字影像。

　　3 影响图像质量的主要性能参数

　　判断平板探测器图像质量的好坏，通常用调制传递函数(MTF)和量子转换效率(DQE)来衡量。MTF和DQE值高则表明该平板探测器产生的图像质量能够达到较好的空间分辨率和密度分辨率。

　　3.1 影响平板探测器DQE的因素

　　量子探测效率(DQE)是一种对成像系统信号和噪声从输入到输出的传输能力的表达，以百分比表示。DQE反映的是平板探测器的灵敏度、噪声、X线剂量和密度分辨率。