1、DR平板探測器的一般知識，非晶硒與非晶硅平板探測器的區(qū)別，在數(shù)碼攝影中，X射線能量轉(zhuǎn)化為電信號是通過平板探測器實現(xiàn)的，因此平板探測器的特性將對DR圖像質(zhì)量產(chǎn)生很大的影響。災(zāi)難恢復(fù)的選擇必須考慮平板探測器的選擇。平板探測器的性能指標對圖像有很大的影響，所以醫(yī)院應(yīng)該根據(jù)實際需要選擇自己的平板探測器。DR平板探測器可分為兩種類型：非晶硒平板探測器和非晶硅平板探測器。從能量轉(zhuǎn)換方式來看，前者屬于直接轉(zhuǎn)換平板探測器，而后者屬于間接轉(zhuǎn)換平板探測器。非晶體硒平板探測器主要由非晶體硒層薄膜晶體管組成。入射的x光使硒層產(chǎn)生電子空穴對。在外部偏置場的作用下，電子-空穴對向相反的方向移動，形成電流，該電流在薄膜晶體

2、管中形成存儲的電荷。每個晶體管儲存的電荷相當于入射x光的劑量。通過讀出電路可以知道每個點的電荷，然后就可以知道每個點的x光劑量。由于非晶體硒不產(chǎn)生可見光，也不受散射光線的影響，因此可以獲得較高的空間分辨率。非晶硅平板探測器由閃爍晶體涂層如碘化銫和薄膜晶體管或電荷耦合器件或互補金屬氧化物半導(dǎo)體組成。其工作過程一般分為兩個步驟：第一，閃爍晶體涂層將x射線的能量轉(zhuǎn)化為可見光；其次，薄膜晶體管或電荷耦合器件或互補金屬氧化物半導(dǎo)體將可見光轉(zhuǎn)換成電信號。在這個過程中，可見光會被散射，這將對空間分辨率產(chǎn)生一定的影響。雖然在新的工藝中閃爍體被加工成柱狀以提高x光的利用率并減少散射，但是散射光對空間分辨率的影響

3、不能完全消除。與不同的平板探測器相比，評價平板探測器成像質(zhì)量的主要性能指標有兩個：量子探測效率和空間分辨率。DQE決定了平板探測器對不同組織密度差異的分辨能力；空間分辨率決定了區(qū)分組織精細結(jié)構(gòu)的能力。研究DQE和空間分辨率可以評估平板探測器的成像能力。對于非晶硅平板探測器，有兩個主要因素影響DQE:閃爍體涂層和晶體管。首先，閃爍體涂層的材料和工藝會影響x光轉(zhuǎn)換成可見光的能力，因此會對DQE產(chǎn)生影響。目前，有兩種常用的閃爍體涂層材料：碘化銫和硫化釓。碘化銫將x射線轉(zhuǎn)化為可見光的能力比硫氧化釓強，但成本較高；將碘化銫加工成柱狀結(jié)構(gòu)可以進一步提高捕獲x光的能力，減少散射光。硫氧化釓?fù)繉犹綔y器成像速度

4、快、性能穩(wěn)定、成本低，但其轉(zhuǎn)換效率不如碘化銫涂層高。其次，將閃爍體產(chǎn)生的可見光轉(zhuǎn)換成電信號的方式也會影響DQE。在碘化銫(或硫氧化釓)薄膜晶體管結(jié)構(gòu)的平板探測器中，由于薄膜晶體管的陣列可以做得和閃爍體涂層面積一樣大，可見光可以投射到薄膜晶體管上而不被透鏡折射，中間不會有光子損失，所以DQE比較高。在碘化銫電荷耦合器件(或互補金屬氧化物半導(dǎo)體)結(jié)構(gòu)的平板探測器中，由于電荷耦合器件(或互補金屬氧化物半導(dǎo)體)的面積不能與閃爍體涂層的面積一樣大，所有的圖像只有經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)的折射和反射后才能投射到電荷耦合器件(或互補金屬氧化物半導(dǎo)體)上，這導(dǎo)致光子損失，所以DQE相對較低。非晶硅平板探測器，影響空間分辨

5、率的因素：由于可見光的產(chǎn)生，存在散射現(xiàn)象，而空間分辨率不僅取決于單位面積薄膜晶體管矩陣的大小，還取決于散射光的控制技術(shù)。一般來說，間接轉(zhuǎn)換平板探測器的空間分辨率不如直接轉(zhuǎn)換平板探測器高。在非晶體硒平板探測器中，x光到電信號的轉(zhuǎn)換完全依賴于電場非晶體硒平板探測器無可見光，無散射，其空間分辨率取決于單位面積薄膜晶體管矩陣的大小。矩陣越大，薄膜晶體管的數(shù)量越多，空間分辨率越高。隨著工藝的改進，可以實現(xiàn)高空間分辨率。量子探測效率與空間分辨率之間的關(guān)系，對于同一平板探測器，其DQE在不同的空間分辨率下發(fā)生變化；極端DQE很高，這并不意味著DQE在任何空間分辨率下都很高。DQE公式如下：DQE=S2 FT

6、2/NSPXC S:平均信號強度；調(diào)制傳遞函數(shù)；X: x射線照射強度。系統(tǒng)噪聲功率譜；從計算公式中，我們可以看到不同的MTF值對應(yīng)不同的dqe，即不同的dqe在不同的空間分辨率下存在。非晶硅平板探測器的極限D(zhuǎn)QE相對較高，但隨著空間分辨率的提高，其DQE下降更多；非晶體硒平板探測器的極限D(zhuǎn)QE沒有間接轉(zhuǎn)換平板探測器高，但隨著空間分辨率的提高，其DQE逐漸減小，在高空間分辨率時，DQE超過了非晶體硅平板探測器。這一特性表明非晶硅平板探測器具有很強的區(qū)分組織密度差異的能力；然而，非晶體硒平板探測器具有更高的分辨細微結(jié)構(gòu)差異的能力。在不同類型平板探測器的臨床應(yīng)用中，DQE影響圖像的對比度，空間分辨率

7、影響細節(jié)的分辨率。不同類型平板探測器的DR應(yīng)根據(jù)射線照相中不同的檢查位置進行選擇。對于像胸部這樣的檢查，重點是觀察和區(qū)分不同組織的密度，因此對密度分辨率的要求較高。在這種情況下，應(yīng)該使用非晶硅平板探測器的DR，這樣DQE相對較高，并且容易獲得高對比度的圖像，這更有利于診斷；對于四肢關(guān)節(jié)、乳腺等部位的檢查，需要顯示高空間分辨率的細節(jié)，因此應(yīng)采用非晶硒平板探測器的DR來獲得高空間分辨率的圖像。目前，絕大多數(shù)制造商的數(shù)字乳腺機使用無定形硒平板探測器。正是由于乳腺攝影對空間分辨率的高要求，只有非晶體硒平板探測器才能滿足相應(yīng)的要求。綜上所述，由于材料、結(jié)構(gòu)和工藝的不同，不同類型的平板探測器具有不同的DQ

8、E和空間分辨率。DQE影響區(qū)分組織密度差異的能力；然而，空間分辨率影響精細結(jié)構(gòu)的分辨率。目前還沒有高DQE和高空間分辨率的平板探測器，因此有必要在兩者之間取得平衡。因此，在購買和使用DR時，應(yīng)根據(jù)所購買的DR的主要用途和具體的檢查地點來選擇和使用不同類型的平板探測器的DR，只有這樣才能拍攝到最有利的圖像。DR系統(tǒng)設(shè)備的一些技術(shù)本質(zhì)，第一，某個制造商的所謂“能量減法”，第二，某個制造商的所謂“組織平衡”，第三，間接數(shù)字射線照相術(shù)(IDR)和直接數(shù)字攝影術(shù)(DDR)的區(qū)別，第四，無能量損失的無定形硒板的所謂“直接能量轉(zhuǎn)換”，第一，某個制造商的所謂“能量減法”，1，“能量目前，它主要用于胸部，試圖克

9、服肋骨在平片上阻塞部分肺組織的缺陷。2.能量減影的最終目的是看到肋骨覆蓋的損傷。什么樣的病人會這么做？誰會決定讓病人暴露兩次？當患者從臨床醫(yī)生辦公室拿到檢查申請表并在放射科拍攝電影時，所涉及的三個角色(患者、臨床醫(yī)生和技術(shù)人員)沒有這樣的遠見和決策能力，也沒有這樣的權(quán)力。3.事實上，在常規(guī)平片工作流程的最終診斷中，診斷醫(yī)師面臨三種可能性：首先，肋骨后面有軟組織損傷，但它們是看不見的。醫(yī)生沒有理由讓這樣的病人在這個時候進行第二次暴露；第二，肋骨后面沒有軟組織損傷，也不需要再次暴露；第三，肋骨后面的軟組織損傷超出了肋骨的寬度，這可以在肺組織的對比下看到。目前，有跡象表明有必要進行進一步的詳細檢查。

10、然而，無論是定性、定量、定位還是技術(shù)實施的可能性(這項技術(shù)需要在很短的時間內(nèi)進行兩次曝光)，它都明顯超出了災(zāi)難恢復(fù)能力的范圍，必須使用計算機斷層掃描和其他設(shè)備進行。4.這一技術(shù)的提出是受這樣一個事實的啟發(fā)，即某一肺部病變已被ct證實為肋骨閉塞，但未發(fā)現(xiàn)平片。因此，這項技術(shù)的支持者認為，如果肋骨被切除，病變就可以顯示出來。這是一種典型的回顧性思維，只關(guān)注解決問題，而不關(guān)注問題發(fā)生的實際環(huán)境是否允許這樣的解決方案。第二，某個制造商的所謂“組織平衡”，1?！敖M織平衡”是使密度差異大的組織顯示在同一個圖像上；實質(zhì)上，在相對窄的灰度范圍內(nèi)觀察到低密度和高密度組織，這可以通過在PACS診斷工作站上調(diào)整灰度

11、和對比度來實現(xiàn)。這種所謂的“先進技術(shù)”和前者一樣，屬于文字游戲，沒有什么實際應(yīng)用價值。2.醫(yī)生使用診斷工作站通過調(diào)整顯示器上的灰度和對比度來觀察不同密度的組織是很自然的。3.對于沒有診斷工作站的醫(yī)院來說，因為他們面對的圖像仍然是膠片，這項技術(shù)可能是有用的。然而，這種調(diào)整需要一定的時間。即使是在一個普通的地級醫(yī)院，技術(shù)人員工作很努力，沒有時間做這樣的事情。對于其他擁有較大流量的大型醫(yī)院來說，幾乎不可能實現(xiàn)如此耗時的后處理。綜上所述，這兩個所謂的“新技術(shù)、新應(yīng)用”不過是混淆視聽的文字游戲，其實質(zhì)是突出自己與其他產(chǎn)品的區(qū)別，吸引用戶的注意力。災(zāi)難恢復(fù)的數(shù)字圖像只提供了普通膠片后處理的可能性；然而，開

12、發(fā)數(shù)字普通膠片后處理功能必須有一個可行且必要的基礎(chǔ)。(必須結(jié)合新技術(shù)能否最終解決臨床實際問題來考慮在現(xiàn)有醫(yī)學(xué)成像設(shè)備上開發(fā)新技術(shù)。嚴格地說，在公開之前，必須有前瞻性臨床研究的相關(guān)證據(jù)支持。用戶必須注意這些技術(shù)的含金量。事實上，DR提供的平片只是放射科患者影像檢查全過程中的初步篩選工具，所提供的圖像是組織重疊圖像，其最重要的功能仍與傳統(tǒng)平片相同。如果病變密度與正常組織之間的差異很小，但仍可通過肉眼在DR片上進行鑒別，最終診斷仍需進一步的CT和其他檢查。數(shù)字平片不能解決大多數(shù)病變的定量、定性和定位的臨床要求。災(zāi)難恢復(fù)的真正使命是在保證圖像質(zhì)量的前提下，通過改變普通膠片的工作流程來獲得革命性的高效率

13、。它不是也不能取代CT或其他醫(yī)療設(shè)備。(3)間接數(shù)字射線照相術(shù)和直接數(shù)字射線照相術(shù)的區(qū)別；(1)間接數(shù)字射線照相術(shù)(IDR)是一種用硅半導(dǎo)體間接收集x光粒子的數(shù)字照相技術(shù)，它采用兩步數(shù)字轉(zhuǎn)換過程，x光粒子首先變成可見光，然后被光電池探測并轉(zhuǎn)換成電信號。它是一個x光轉(zhuǎn)換屏，或閃爍體，由Gd2O2S:Tb或Csl組成。在x光穿過反射層并到達閃爍體后，可見光子被激發(fā)?？梢姽獯┻^下部光電二極管，光電二極管觸發(fā)場效應(yīng)晶體管產(chǎn)生輸出信號。在這些轉(zhuǎn)換過程中或多或少會有物理能量損失，但x光的吸收效率很高。2.直接數(shù)字射線照相術(shù)是一種被稱為直接x光粒子技術(shù)的數(shù)字攝影技術(shù)。在硒涂層中檢測x光粒子并將其轉(zhuǎn)換成電信號

14、；它不產(chǎn)生可見光，只傳導(dǎo)電子，這樣可以避免散射光線的產(chǎn)生。理論上，光電轉(zhuǎn)換沒有能量損失。然而，由于硒層的x光吸收效率差和成像時間長，實際轉(zhuǎn)換效率并不好。第三，間接數(shù)字射線照相術(shù)和直接數(shù)字射線照相術(shù)的區(qū)別。3.無論哪種技術(shù)類型的平板，都是為了獲得盡可能真實的診斷圖像；就目前可行的生產(chǎn)工藝水平而言，非晶硅間接數(shù)字轉(zhuǎn)換技術(shù)是平板生產(chǎn)的最佳選擇，這也是飛利浦(PHILIPS)、西門子(SIEMENS)和通用電氣(ge)等大型醫(yī)療設(shè)備制造商采用非晶硅平板的原因；特別是Trixell板獨特的工藝使其成像質(zhì)量遠高于非晶硒板和其他非晶硅板。(由于晶體結(jié)構(gòu)的原因，Trixell平面CsI閃爍體層的信號轉(zhuǎn)換中存在

15、少量的光散射和能量損失，但對最終圖像質(zhì)量影響不大；其高量子探測效率(DQE)可以在低劑量照射下獲得高質(zhì)量的圖像；由于其成像速度快，可用于透視和減時，大大增加了x光檢查的應(yīng)用范圍。)4 .放射線圖像的質(zhì)量由許多因素形成。僅僅通過強調(diào)單一轉(zhuǎn)換過程中的能量損失是不可能保證高質(zhì)量醫(yī)學(xué)圖像的。它取決于實際轉(zhuǎn)換效率和最終成像質(zhì)量，而不是某項技術(shù)的單一理論值。5.幾乎所有世界級的專家學(xué)者都認為非晶硅板在成像質(zhì)量穩(wěn)定性方面優(yōu)于非晶硒板。第四，無定形硒板被稱為“直接能量轉(zhuǎn)換”，沒有能量損失。1.“使用非晶硒作為光導(dǎo)材料的板不產(chǎn)生可見光，只傳導(dǎo)電子，不會因散射和折射光線而造成能量損失，這有利于提高圖像清晰度。”2

16、.從理論上講，非晶硒板在光電轉(zhuǎn)換過程中沒有能量損失，但這并不意味著其轉(zhuǎn)換效果優(yōu)異，也不意味著其成像質(zhì)量高；事實上，低輻射劑量的成像質(zhì)量難以滿足診斷和治療的需要；也就是說，為了獲得高質(zhì)量的圖像非晶硒板，高輻射劑量是必要的；在低劑量下，高劑量輻照的成像質(zhì)量與以Trixell板為代表的非晶硅板的成像質(zhì)量相差無幾。這違背了減少病人和工人輻射傷害的環(huán)境保護要求。第四，無定形硒板被稱為“直接能量轉(zhuǎn)換”，沒有能量損失。3.使用硒作為光電導(dǎo)體可以直接將光信號轉(zhuǎn)換成電信號。理論上，沒有將可見光轉(zhuǎn)換成電子信號的過程，避免了散射；但是，硒層對入射x光的吸收率很低，會丟失很多原始信息；所謂“直接轉(zhuǎn)換”的過程也很慢，不僅影響工作效率，而且信息損失嚴重；因此，在低劑量條件下圖像質(zhì)量無法得到保證，需要使用大的輻射劑量才能獲得有效的診斷圖像。通過對其工作過程的分析，我們知道所謂的“非晶體硒直接轉(zhuǎn)化而不損失能量”純屬斷章取義，它只是避免了非晶硅板光電轉(zhuǎn)化過程中的能量損失，但絕對不是沒有能量損失；相反，由于硒層對X射線的吸收率低，X射線粒子對電子的速度慢，最終成像速度慢，導(dǎo)致大量信息丟失，其圖像質(zhì)量遠遠落后于非晶硅板(尤其是Trixell板)，因此