1、平板探測器原理從1995年RSNA上推出第一臺平板探測器（FlatPanelDetector）設備以來，隨著近年平板探測技術取得飛躍性的發展，在平板探測器的研發和生產過程中，平板探測技術可分為直接和間接兩類。（一）間接能量轉換間接FPD的結構主要是由閃爍體或熒光體層加具有光電二極管作用的非晶硅層（amorphousSilicon,a-Si）再加TFT陣列構成。其原理為閃爍體或熒光體層經X射線曝光后，將X射線光子轉換為可見光，而后由具有光電二極管作用的非晶硅層變為圖像電信號，最后獲得數字圖像。在間接FPD的圖像采集中，由于有轉換為可見光的過程，因此會有光的散射問題，從而導致圖像的空間分辨率極對比

2、度解析能力的降低。換閃爍體目前主要有碘化鈉（CsI,也用于影像增強器），熒光體則有硫氧化禮（GdSO,也用于增感屏），采用CsI+a-Si+TFT結構的有Trixell和GE公司等，而采用GdSO+a-Si+TFT有Canon和瓦里安公司等。1、碘化鈉（CsI）+a-Si+TFT:當有X射線入射到CsI閃爍發光晶體層時，X射線光子能量轉化為可見光光子發射，可見光激發光電二極管產生電流，這電流就在光電二極管自身的電容上積分形成儲存電荷.每個象素的儲存電荷量和與之對應范圍內的入射X射線光子能量與數量成正比。發展此類技術的有法國Trixell公司解像度143um2探測器（SIEMENS、Philip

3、s湯姆遜合資）、美國GE解像度200um2探測器（收購的EG&G公司）等。其原理見右圖Trixell公司（目前有西門子、飛利浦、萬東、上醫廠、長青、泛太平洋等廠家使用，成本約9.5萬美金）用的是Csl柱狀晶體結構的閃爍體涂層，此種結構可以減少可見光的閃射，但由于工藝復雜難以生成大面積平板，所以采用四塊小板拼接成17X1火塊平板，拼接處圖像由軟件彌補。GE、佳能（佳能、東芝、島津使用）的平板是使用Csl或Gd2O2S:Tb涂層，因不是柱狀晶體結構，所以能量損失較Trixell嚴重。2、硫氧化禮（Gd2O2S）+a-Si+TFT:利用增感屏材料硫氧化禮（Gd2O2S）來完成X射線光子至可見

4、光的轉換過程。發展此類技術的公司有美國瓦里安公司、*Canon公司解像度160um2探測器等。此類材料制造的TFT平板探測器成像快速、成本較低，但一般灰階動態范圍較低（12bit以下），與其它高階14bit產品圖像診斷質量相比較為不足。3、碘化鈉（CsI）/硫氧化禮（Gd2O2S）+透鏡/光導纖維+CCD/CMOS:X射線先通過閃爍體或熒光體構成的可見光轉換屏，將X射線光子變為可見光圖像，而后通過透鏡或光導纖維將可見光圖像送至光學系統，由CCD采集轉換為圖像電信號。發展此技術的ssRay、Wuestec、新醫科技等公司。其原理可見右圖。新醫科技的CCDDR為2Kx2K,12Bit圖像輸出，無論

5、在圖像上還是在價格上均是取代CR的最佳產品。4、CsI（Gd2O2S）+CMOS:此類技術受制于間接能量轉換空間分辨率較差的缺點，雖利用大量低解像度CMOS探頭組成大面積矩陣，尚無法有效與TFT平板優勢競爭。發展此類技術的公司有CaresBuilt、Tradix公司等。（二）直接能量轉換直接FPD的結構主要是由非晶硒層（amorphousSelemium,a-Se）加薄膜半導體陣列（ThinFilmTransistorarray,TFT）構成的平板檢測器。由于非晶硒是一種光電導材料，因此經X射線曝光后直接形成電子-空穴對，產生電信號，通過TFT檢測陣列，再經A/D轉換獲得數字化圖像。從根本上避

6、免了間接轉換方式中可見光的散射導致的圖像分辨率下降的問題。雖然在技術上和生產工藝上要求很高，但卻是獲得高圖像質量的理想方式，業內普遍認為直接轉換方式是FPD的最終發展方向。采用這一技術的有島津，AnRad,Hologic公司等。直接車t換FPD具有理論界限值的卓越分辨率和量子探測率，不僅具備可高分辨率以清晰顯示微小血管及病灶，而且具有高靈敏度可大幅降低曝光射線量。直接轉換式FPD無論在低分辨率時還是在高分辨率時均具有極高的DQE值。對于大物體的檢出能力與間接轉換型FPD大致相同，但對于微小病變，直間轉換型FPD的檢出能力更強。（間接轉換型的DQE低頻時雖然顯示高值，但在2lp/mm以上時，其值

7、急劇減小。）直接轉換式FPD研發廠家為了得到更高DQE值，獲得良好的S/N特性，在降低噪音成分方面做出了更多的努力，尤其是在對圖像質量影響最大的配線阻抗噪聲和讀取放大器的熱噪聲方面需進行了革新性的改良，將這兩種噪聲控制在最低程度，使實際測量值達到與理論值基本一致的水平。直接轉換式FPD對于大物體的檢出能力與間接轉換型大致相同，但對于微小病變，直間轉換型具有更強的檢出能力。（間接轉換型的DQE低頻時雖然顯示高值，但在2lp/mm以上時，其值急劇減小。）早期的非晶硒平板存在的缺陷包括溫度適應性差以及成像速度慢。發展此類技術的公司有收購了DRC公司的Hologic公司和和臺灣新醫科技。目前在國內我們

8、最熟悉的平板為美國公司Hologic（Hologic、柯達、珠海友通、沈陽東軟、北京東健等公司使用）生產非晶硒平板，由于直接能量轉換圖像質量極佳，深受醫生的喜愛。（三）平板的使用與養護現在不管是非晶硒、非晶硅、CCD這些平板探測器，還是各大知名國際廠商，所有探測器保修最長只有五年。現在醫院在購買期間只注意了牌子，什么高象素，高配置，忽視了服務和設備壽命，而最基本的滿足臨床使用診斷的這個根本目標沒有重視。平板探測器使用一定年限或者經過一定次數曝光，老化損壞是必然的，不可避免的。一般在五個以內的壞的可以用軟件補，但十個以上就是一片白點，所以這是不可逆的，而且隨著曝光次數增加，壞點會成壞道。在壞點剛

9、剛出現的時候就及時向廠方提出維護，一般情況下還不至于壞到那個程度。按照理論要求，平板在三到六個月之間是必須要做一次校準的，這個也是醫院在購買安裝的時候需要向廠方提出的一個合理要求。而且現在大部分DR操作里面已經開放的平板探測器的校準程序，廠方要求院方一定時間內也要對平板進行校準。非晶硒怕冷，非晶硅怕潮.工作環境的保持十分重要，在使用中應盡量嚴格地按照廠家的要求控制機房的環境，一定要在機房內安裝抽濕器和空調，否則會壞的比較快。另外射線也會造成損傷使轉換層老化，效率降低,這與累積劑量有關，就正常的劑量（500uR）而言100萬次曝光后仍可保持70%的效率問題并不大。但一定要注意遮光器（尤其是腰椎側

10、位等）的使用,否則漏光的部分由于經常接受過量輻射則老化會大大加快。各型平板探測器的優缺點（一）碘化葩/非晶硅型：概括原理：X線先經熒光介質材料轉換成可見光，再由光敏元件將可見光信號轉換成電信號，最后將模擬電信號經A/D轉換成數字信號。具體原理：1、曝光前，先使硅表面存儲陽離子而產生均一電荷，導致在硅表面產生電子場；2、曝光期間，在硅內產生電子-空穴對，且自由電子游離到表面，導致在硅表面產生潛在的電荷影像，在每一點上電荷密度與局部X線強度相當。3、曝光后，X線圖像被儲存在每一個像素中；4、半導體轉換器讀出每一個素，完成模數轉換。優點：1、轉換效率高；2、動態范圍廣；3、空間分辨率高；4、在低分辨

11、率區X線吸收率高（原因是其原子序數高于非晶硒）；5、環境適應性強。缺點：1、高劑量時DQE不如非晶硒型；2、因有熒光轉換層故存在輕微散射效應；3、銳利度相對略低于非品硒型。佳能DR已獨家采用目前世界上最先進的熒光介質氧化銳，有效彌補和改善了上述缺點。（二）非晶硒型概括原理：光導半導體直接將接收的X線光子轉換成電荷，再由薄膜晶體管陣列將電信號讀出并數字化。具體原理：1、X線入射光子在非晶硒層激發出電子-空穴對；2、電子和空穴在外加電場的作用下做反向運動，產生電流，電流的大小與入射的X線光子數量成正比；3、這些電流信號被存儲在TFT的極間電容上，每一個TFT和電容就形成一個像素單元。優點：1、轉換

12、效率高；2、動態范圍廣；3、空間分辨率高；4、銳利度好；缺點：1、對X線吸收率低，在低劑量條件下圖像質量不能很好的保證，而加大X線劑量，不但加大病源射線吸收，且對X光系統要求過高。2、硒層對溫度敏感，使用條件受限，環境適應性差。（三）CCD型概括原理：由增感屏作為X線的交互介質，加CCD來數字化X線圖像。具體原理：以MOS電容器型為例：是在P型Si的表面生成一層SiO2,再在上面蒸鍍一層多晶硅作為電極，給電極P型Si襯底加一電壓，在電極下面就形成了一個低勢能區，即勢阱。勢阱的深淺與電壓有關。電壓越高勢阱越深。而光生成電子就儲于勢阱之中。光生電子多少與光強成正比。所以所存儲的電荷量也就反應了該點的亮度。上百萬的光敏單元所存儲的電荷就形成與圖像對應的電荷圖像。優點：1、空間分辨率高；2、幾何失真小；3、均勻一致性好。缺點：1、轉換效率低（原因是CCD系統采用增感屏為其X線交互介質，它的MTF調制傳遞函數和