DR平(ping)板(ban)探(tan)測(ce)器常識——非晶硒和非晶硅平(ping)板(ban)探(tan)測(ce)器的區別

    在數字化(hua)攝片中，X線能量轉換成(cheng)電(dian)信(xin)號(hao)是通過平(ping)板(ban)探(tan)(tan)(tan)測(ce)器(qi)(qi)來實(shi)現的(de)，所(suo)以平(ping)板(ban)探(tan)(tan)(tan)測(ce)器(qi)(qi)的(de)特性(xing)(xing)會對(dui)DR圖像質量產(chan)生比(bi)較大的(de)影(ying)響(xiang)。選擇(ze)(ze)DR必然要考慮到平(ping)板(ban)探(tan)(tan)(tan)測(ce)器(qi)(qi)的(de)選擇(ze)(ze)。平(ping)板(ban)探(tan)(tan)(tan)測(ce)器(qi)(qi)的(de)性(xing)(xing)能指標會對(dui)圖像產(chan)生很大的(de)影(ying)響(xiang)，醫院也應當根據(ju)實(shi)際需(xu)要選擇(ze)(ze)適合(he)自己(ji)的(de)平(ping)板(ban)探(tan)(tan)(tan)測(ce)器(qi)(qi)。

    DR平板探(tan)(tan)測(ce)器(qi)可以分為(wei)兩種：非晶硒平板探(tan)(tan)測(ce)器(qi)和非晶硅平板探(tan)(tan)測(ce)器(qi)，從(cong)能量轉換的方式來看，前者屬于直接轉換平板(ban)探測器(qi)，后(hou)者屬于間接(jie)轉換平板(ban)探測器(qi)。

    非(fei)(fei)晶(jing)硒(xi)平板探測器主要(yao)由非(fei)(fei)晶(jing)硒(xi)層TFT構成。入(ru)射(she)(she)的(de)(de)X射(she)(she)線(xian)使硒(xi)層產生(sheng)電(dian)子空穴對，在外加偏壓(ya)電(dian)場作用下，電(dian)子和空穴對向相反的(de)(de)方(fang)向移動形(xing)成電(dian)流(liu)，電(dian)流(liu)在薄膜晶(jing)體(ti)管中形(xing)成儲存(cun)電(dian)荷(he)。每一個(ge)晶(jing)體(ti)管的(de)(de)儲存(cun)電(dian)荷(he)量對應于(yu)入(ru)射(she)(she)X射(she)(she)線(xian)的(de)(de)劑(ji)量，通過讀出電(dian)路(lu)可(ke)以知道每一點的(de)(de)電(dian)荷(he)量，進而知道每點的(de)(de)X線(xian)劑(ji)量。由于(yu)非(fei)(fei)晶(jing)硒(xi)不(bu)產生(sheng)可(ke)見光，沒(mei)有散(san)射(she)(she)線(xian)的(de)(de)影響，因(yin)此可(ke)以獲得比較(jiao)高(gao)的(de)(de)空間分(fen)辨(bian)率(lv)。

非晶(jing)(jing)硅平(ping)板探測器由碘(dian)化(hua)銫(se)等閃(shan)爍(shuo)晶(jing)(jing)體涂層(ceng)與薄膜晶(jing)(jing)體管或(huo)電(dian)荷耦合(he)器件或(huo)互補型金(jin)屬氧化(hua)物半(ban)導體構成(cheng)它的(de)(de)工作過程(cheng)一(yi)(yi)般分(fen)為兩步，首先(xian)閃(shan)爍(shuo)晶(jing)(jing)體涂層(ceng)將X線的(de)(de)能量(liang)轉(zhuan)換成(cheng)可見光(guang)(guang)；其次(ci)TFT或(huo)者(zhe)CCD，或(huo)CMOS將可見光(guang)(guang)轉(zhuan)換成(cheng)電(dian)信號。由于在這過程(cheng)中可見光(guang)(guang)會發生散(san)射，對空(kong)間分(fen)辨(bian)(bian)率產生一(yi)(yi)定(ding)的(de)(de)影響。雖(sui)然新工藝中將閃(shan)爍(shuo)體加(jia)工成(cheng)柱狀以提(ti)高對X線的(de)(de)利用及降(jiang)低散(san)射，但(dan)散(san)射光(guang)(guang)對空(kong)間分(fen)辨(bian)(bian)率的(de)(de)影響不能*消(xiao)除。

 一、不同平板探測(ce)器的(de)比較

    評(ping)價平板探測(ce)(ce)器成(cheng)像質量的性能(neng)指標主(zhu)要(yao)有兩個：量子(zi)探測(ce)(ce)效率(lv)和空(kong)(kong)間分(fen)辨(bian)率(lv)。DQE決(jue)定了平板探測(ce)(ce)器對(dui)不同組織密度差異的分(fen)辨(bian)能(neng)力；而(er)空(kong)(kong)間分(fen)辨(bian)率(lv)決(jue)定了對(dui)組織細微結構的分(fen)辨(bian)能(neng)力。考察DQE和空(kong)(kong)間分(fen)辨(bian)率(lv)可以(yi)評(ping)估平板探測(ce)(ce)器的成(cheng)像能(neng)力。

（1）影響平(ping)板探測器DQE的因素

    在非晶硅平板探測器中，影響(xiang)DQE的因素主要有兩個方面：閃爍(shuo)體的涂層(ceng)和將可見光轉換(huan)成(cheng)電(dian)信號(hao)的晶體管。

    首先閃爍體涂(tu)層(ceng)的(de)材料和工藝影(ying)響了(le)X線(xian)轉換成(cheng)可(ke)見光(guang)的(de)能力，因此對DQE會產生影(ying)響。目(mu)前常見的(de)閃爍體涂(tu)層(ceng)材料有(you)兩種：碘(dian)化銫(se)(se)和硫(liu)(liu)氧化釓。碘(dian)化銫(se)(se)將X線(xian)轉換成(cheng)可(ke)見光(guang)的(de)能力比(bi)硫(liu)(liu)氧化釓強但成(cheng)本比(bi)較(jiao)(jiao)高(gao)；將碘(dian)化銫(se)(se)加工成(cheng)柱狀(zhuang)結構，可(ke)以進(jin)一步提高(gao)捕獲X線(xian)的(de)能力，并減少散射光(guang)。使用硫(liu)(liu)氧化釓做涂(tu)層(ceng)的(de)探測器成(cheng)像速度(du)快，性能穩(wen)定(ding)，成(cheng)本較(jiao)(jiao)低，但是轉換效率不如碘(dian)化銫(se)(se)涂(tu)層(ceng)高(gao)。

    其次將閃(shan)爍(shuo)(shuo)體(ti)產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)可(ke)見光轉換成(cheng)電信(xin)號的(de)方(fang)式也會(hui)對(dui)DQE產(chan)生(sheng)(sheng)影(ying)(ying)響(xiang)。在碘(dian)化銫(或(huo)(huo)者(zhe)硫氧化釓)+薄膜晶體(ti)管(TFT)這(zhe)種(zhong)結(jie)構的(de)平板探測器中(zhong)，由于TFT的(de)陣(zhen)列可(ke)以(yi)做(zuo)成(cheng)與閃(shan)爍(shuo)(shuo)體(ti)涂層的(de)面(mian)積一樣(yang)大，因(yin)此(ci)可(ke)見光不需(xu)要(yao)經(jing)過(guo)透(tou)鏡折射就可(ke)以(yi)投射到(dao)TFT上，中(zhong)間沒有(you)可(ke)以(yi)光子(zi)損失，因(yin)此(ci)DQE也比(bi)較高；在碘(dian)化銫+CCD(或(huo)(huo)者(zhe)CMOS)這(zhe)種(zhong)結(jie)構的(de)平板探測器中(zhong)，由于CCD(或(huo)(huo)者(zhe)CMOS)的(de)面(mian)積不能(neng)做(zuo)到(dao)與閃(shan)爍(shuo)(shuo)體(ti)涂層一樣(yang)大，所(suo)以(yi)需(xu)要(yao)經(jing)過(guo)光學系(xi)統(tong)折射、反射后才能(neng)將全部(bu)影(ying)(ying)像(xiang)投照到(dao)CCD(或(huo)(huo)者(zhe)CMOS)上，這(zhe)過(guo)程使(shi)光子(zi)產(chan)生(sheng)(sheng)了損耗，因(yin)此(ci)DQE比(bi)較低。

    在非(fei)晶(jing)硒(xi)平板(ban)探測(ce)器(qi)中(zhong)，X線(xian)轉換(huan)成電(dian)信號*依賴于(yu)非(fei)晶(jing)硒(xi)層產生的(de)(de)(de)(de)電(dian)子空穴對，DQE的(de)(de)(de)(de)高低取決(jue)于(yu)非(fei)晶(jing)硒(xi)層產生電(dian)荷(he)能力。總的(de)(de)(de)(de)說來(lai)，CsI+TFT這種(zhong)結構的(de)(de)(de)(de)間接轉換(huan)平板(ban)探測(ce)器(qi)的(de)(de)(de)(de)極(ji)限(xian)DQE高于(yu)a-Se直接轉換(huan)平板(ban)探測(ce)器(qi)的(de)(de)(de)(de)極(ji)限(xian)DQE。

（2）影響平板(ban)探(tan)測(ce)器空(kong)間(jian)分辨(bian)率的因素

    在非晶硅(gui)平板(ban)(ban)探測(ce)(ce)器(qi)中，由(you)于(yu)(yu)可(ke)見(jian)光的產(chan)生，存(cun)在散射現象，空間分辨(bian)率不僅(jin)僅(jin)取(qu)決于(yu)(yu)單位(wei)面積內薄膜(mo)晶體(ti)管矩陣大小(xiao)，而且還取(qu)決于(yu)(yu)對散射光的控制技(ji)術(shu)。總的說來，間接轉(zhuan)換平板(ban)(ban)探測(ce)(ce)器(qi)的空間分辨(bian)率不如直接轉(zhuan)換平板(ban)(ban)探測(ce)(ce)器(qi)的空間分辨(bian)率高(gao)。

    在(zai)非晶硒平(ping)板探測器中，由(you)于沒有可見(jian)光的產生(sheng)，不發生(sheng)散(san)射，空間(jian)分(fen)辨(bian)率取(qu)決(jue)于單位面積內薄膜(mo)晶體管矩(ju)(ju)陣大(da)小。矩(ju)(ju)陣越大(da)薄膜(mo)晶體管的個數越多，空間(jian)分(fen)辨(bian)率越高(gao)，隨著工藝的提(ti)高(gao)可以做(zuo)到(dao)很高(gao)的空間(jian)分(fen)辨(bian)率。

二、量(liang)子探測效率(lv)與(yu)空(kong)間分(fen)辨率(lv)的關系

    對于(yu)同(tong)一(yi)種(zhong)平板探測器，在(zai)不(bu)同(tong)的空間(jian)分辨率時，其DQE是變化(hua)的；極(ji)限的DQE高，不(bu)等于(yu)在(zai)任何空間(jian)分辨率時DQE都高。DQE的計算公(gong)式如下(xia)：

DQE=S2×MFT2/NSP×X×C 

S：信號平均強度；MTF：調(diao)制傳遞函數(shu)；X：X線(xian)(xian)曝光(guang)強度；NPS：系(xi)統噪聲功率(lv)譜(pu)；C：X線(xian)(xian)量子系(xi)數(shu)

    從計算公式中我們可以(yi)看(kan)到(dao)，在不(bu)同(tong)的(de)MTF值中對應不(bu)同(tong)的(de)DQE，也就是說在不(bu)同(tong)的(de)空間分辨率時有(you)不(bu)同(tong)的(de)DQE。

    非(fei)晶(jing)硅平(ping)(ping)板(ban)(ban)探(tan)(tan)測(ce)器(qi)的(de)極限DQE比較高(gao)(gao)(gao)，但是隨(sui)著空(kong)間分(fen)(fen)(fen)辨(bian)率的(de)提高(gao)(gao)(gao)，其DQE下(xia)降得較多；而非(fei)晶(jing)硒(xi)平(ping)(ping)板(ban)(ban)探(tan)(tan)測(ce)器(qi)的(de)極限DQE不如間接轉換平(ping)(ping)板(ban)(ban)探(tan)(tan)測(ce)器(qi)的(de)極限DQE高(gao)(gao)(gao)，但是隨(sui)著空(kong)間分(fen)(fen)(fen)辨(bian)率的(de)提高(gao)(gao)(gao)，其DQE下(xia)降比較平(ping)(ping)緩(huan)，在(zai)高(gao)(gao)(gao)空(kong)間分(fen)(fen)(fen)辨(bian)率時，DQE反而超過了非(fei)晶(jing)硅平(ping)(ping)板(ban)(ban)探(tan)(tan)測(ce)器(qi)。這(zhe)種特(te)性(xing)說明非(fei)晶(jing)硅平(ping)(ping)板(ban)(ban)探(tan)(tan)測(ce)器(qi)在(zai)區(qu)分(fen)(fen)(fen)組織密度差(cha)異的(de)能力較強；而非(fei)晶(jing)硒(xi)平(ping)(ping)板(ban)(ban)探(tan)(tan)測(ce)器(qi)在(zai)區(qu)分(fen)(fen)(fen)細微結構差(cha)異的(de)能力較高(gao)(gao)(gao)。 

三、不同類型(xing)的(de)平板探測(ce)器在臨床上的(de)應用

    由于(yu)DQE影(ying)響了圖(tu)像(xiang)的對比度(du)(du)，空(kong)間(jian)分辨(bian)(bian)率(lv)(lv)影(ying)響圖(tu)像(xiang)對細節的分辨(bian)(bian)能(neng)力。在(zai)(zai)攝(she)片中(zhong)應根(gen)據不(bu)同(tong)的檢查(cha)部位(wei)來(lai)選擇(ze)不(bu)同(tong)類型平板(ban)探(tan)測(ce)(ce)(ce)器的DR。重點(dian)在(zai)(zai)于(yu)觀察和(he)區(qu)分不(bu)同(tong)組織的密(mi)度(du)(du)，因此(ci)對密(mi)度(du)(du)分辨(bian)(bian)率(lv)(lv)的要(yao)求比較(jiao)高(gao)(gao)。在(zai)(zai)這(zhe)(zhe)種情(qing)況下，宜使用非(fei)(fei)晶(jing)(jing)硅平板(ban)探(tan)測(ce)(ce)(ce)器的DR，這(zhe)(zhe)樣(yang)DQE比較(jiao)高(gao)(gao)，容易獲(huo)得(de)(de)較(jiao)高(gao)(gao)對比度(du)(du)的圖(tu)像(xiang)，更有利于(yu)診斷；對于(yu)象四肢關節、乳腺(xian)這(zhe)(zhe)些部位(wei)的檢查(cha)，需要(yao)對細節要(yao)有較(jiao)高(gao)(gao)的顯(xian)像(xiang)，對空(kong)間(jian)分辨(bian)(bian)率(lv)(lv)的要(yao)求很高(gao)(gao)，因此(ci)宜采(cai)用非(fei)(fei)晶(jing)(jing)硒(xi)平板(ban)探(tan)測(ce)(ce)(ce)器的DR，以(yi)獲(huo)得(de)(de)高(gao)(gao)空(kong)間(jian)分辨(bian)(bian)率(lv)(lv)的圖(tu)像(xiang)。目前絕大(da)多數(shu)廠家(jia)的數(shu)字乳腺(xian)機都采(cai)用了非(fei)(fei)晶(jing)(jing)硒(xi)平板(ban)探(tan)測(ce)(ce)(ce)器，正是由于(yu)乳腺(xian)攝(she)片對空(kong)間(jian)分辨(bian)(bian)率(lv)(lv)要(yao)求很高(gao)(gao)，而只有非(fei)(fei)晶(jing)(jing)硒(xi)平板(ban)探(tan)測(ce)(ce)(ce)器才可能(neng)達到(dao)相應的要(yao)求。

    由此可見，不同類型的(de)平板(ban)探(tan)(tan)測器由于(yu)材料(liao)、結構(gou)、工藝的(de)不同而造(zao)成DQE和(he)空(kong)間(jian)(jian)分(fen)辨率的(de)差異。DQE影響了對(dui)組織密度差異的(de)分(fen)辨能(neng)(neng)力；而空(kong)間(jian)(jian)分(fen)辨率影響了對(dui)細微結構(gou)的(de)分(fen)辨能(neng)(neng)力。目前還沒有(you)一(yi)款DQE和(he)空(kong)間(jian)(jian)分(fen)辨率都做(zuo)(zuo)得很高的(de)平板(ban)探(tan)(tan)測器，因此需要在(zai)兩者(zhe)間(jian)(jian)做(zuo)(zuo)一(yi)個(ge)平衡。所以在(zai)購(gou)(gou)買和(he)使用DR時(shi)，應該根據購(gou)(gou)買DR的(de)主(zhu)要用途和(he)具(ju)體的(de)檢查部位去(qu)選擇和(he)使用不同類型平板(ban)探(tan)(tan)測器的(de)DR，只有(you)這樣才能(neng)(neng)拍攝出zui有(you)利于(yu)診(zhen)斷的(de)圖像。