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x射線平板探測器的工作原理及優(yōu)缺點

閱讀:589      發(fā)布時間:2023-5-18
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   (1)碘化銫
  1一般原理:首先將X射線通過熒光介質(zhì)材料轉換為可見光,然后通過光敏元件將可見光信號轉換為電信號,最后通過A/D將模擬電信號轉換為數(shù)字信號。具體原理:曝光之前,陽離子被存儲在硅表面上以產(chǎn)生均勻的電荷,從而在硅表面上產(chǎn)生電子場;
  2.曝光期間,在硅中產(chǎn)生電子-空穴對,并向表面釋放自由電子,從而在硅表面產(chǎn)生了潛在的電荷像,并且每個點的電荷密度等于局部X射線強度。
  3.曝光后,X射線圖像存儲在每個像素中;
  4.半導體轉換器讀取每個元素并完成模數(shù)轉換。
  優(yōu)點:
  1.轉換效率高;
  2.動態(tài)范圍廣;
  3.高空間分辨率;
  4.在低分辨率區(qū)域具有較高的X射線吸收率(因為其原子序數(shù)高于非晶硒的原子序數(shù));
  5.環(huán)境適應能力強。
  缺點:
  1.高劑量DQE不如無定形硒。
  2.由于熒光轉換層而引起的輕微散射效應;
  3.清晰度相對于非晶態(tài)硒略低。
  (2)非晶硒型
  一般原理:光電導半導體將接收到的X射線光子直接轉換為電荷,然后通過薄膜晶體管陣列將電信號讀出并數(shù)字化。
  具體原理:
  1.X射線入射光子激發(fā)非晶硒層中的電子-空穴對;
  2.電子和空穴在外部電場的作用下以相反的方向移動以產(chǎn)生電流。電流的大小與入射的X射線有關。光子數(shù)成正比;
  3.這些電流信號被存儲在TFT的電極間電容上,并且每個TFT和電容形成像素單元。
  優(yōu)點:
  1.轉換效率高;
  2.動態(tài)范圍廣;
  3.高空間分辨率;
  4.清晰度好;
  缺點:
  1.X射線吸收率低,在低劑量條件下不能保證圖像質(zhì)量。增加X射線劑量不僅會增加疾病來源射線吸收了,對了X射線系統(tǒng)要求太高。
  2.硒層對溫度敏感,使用條件有限,環(huán)境適應性差。
  (三)CCD型
  一般原理:增強屏幕用作X射線交互介質(zhì),并添加CCD以數(shù)字化X射線圖像。
  具體原理:以MOS電容器類型為例:在P型Si的表面形成一層SiO2,然后在其上蒸鍍一層多晶硅作為電極,并在P-上施加電壓。電極的Si型襯底,以在電極A的低勢能區(qū)或勢阱下形成它。勢阱的深度與電壓有關。電壓越高,勢阱越深。光生電子存儲在勢阱中。光生電子的數(shù)量與光的強度成正比。因此,存儲的電荷量也反映了該點的亮度。存儲在數(shù)百萬個感光單元中的電荷形成與該圖像相對應的電荷圖像。
  優(yōu)點:
  1.高空間分辨率;
  2.幾何變形小;
  3.均勻性好。

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