醫(yī)學(xué)影像系統(tǒng)原理射線詳解演示文稿

醫(yī)學(xué)影像系統(tǒng)原理射線詳解演示文稿當前第1頁\共有62頁\編于星期六\22點（優(yōu)選）醫(yī)學(xué)影像系統(tǒng)原理射線當前第2頁\共有62頁\編于星期六\22點3什么是X射線？X射線是由于在真空條件下，高速運動的電子撞擊到金屬原子內(nèi)部，使原子核外層軌道電子發(fā)生躍遷而放射的一種能。X射線的產(chǎn)生，必須具備以下條件：①電子源；②在真空條件下，高電壓產(chǎn)生的強電場和高速運動的電子流；③適當?shù)恼系K物（靶面）來接受高速運動電子所帶的能量，使高速電子所帶的動能部分轉(zhuǎn)變?yōu)閄射線能。硬X射線(8-80pm,15-150Kev)、軟X射線(80pm-8nm,150ev-15Kev)當前第3頁\共有62頁\編于星期六\22點4電子束的產(chǎn)生與陰極射線管陰極射線管（Cathode

Ray

Tube，簡稱CRT）氣體放電當前第4頁\共有62頁\編于星期六\22點5X射線的連續(xù)放射大量能量不等的電子同時撞擊靶面，在與靶原子相互作用中損失的能量各不相同，而產(chǎn)生的一束波長不等、連續(xù)的混合射線稱之為連續(xù)放射（韌致輻射）。管電壓越高，波長越短。當前第5頁\共有62頁\編于星期六\22點6X射線的標識放射

標識放射又稱標識X線或特征輻射(characteristicradiation)，是由高速運動的電子與靶原子的內(nèi)層軌道電子相互作用所產(chǎn)生的。X線管陰極發(fā)出的電子，以很大的動能撞擊靶面時，原子內(nèi)層軌道電子被擊出而留下一個空位。按能量分布最低的原則，處于高能態(tài)的外殼層電子必然要向內(nèi)殼層填補，產(chǎn)生電子躍遷現(xiàn)象。在躍遷過程中將其多余的能量以光子的形式放射出來，便產(chǎn)生X線，躍遷的電子能量差決定了這種X線的波長。不同的靶物質(zhì)，其原子結(jié)構(gòu)不同，發(fā)出X線的波長也不盡相同。這種由靶物質(zhì)所決定的X線稱為標識放射，它與X線管的管電流無關(guān)。當前第6頁\共有62頁\編于星期六\22點7X射線產(chǎn)生效率

X線產(chǎn)生的效率是指發(fā)生的X線能量占全部電子撞擊陽極靶面總能量的百分率。電子撞擊陽極靶面的全部能量中，碰撞損失的能量最后將全部轉(zhuǎn)化為熱能，僅有輻射損失能量的極小部分（約0.2％）轉(zhuǎn)變?yōu)閄線能。產(chǎn)生X線的效率（η）通?？捎霉接嬎悖?/p>

η＝K?Z?kV

式中K為常數(shù)10-9，Z為陽極靶面物質(zhì)的原子序數(shù)，kV為管電壓。產(chǎn)生X線的效率與靶面物質(zhì)的原子序數(shù)及管電壓成正比。當前第7頁\共有62頁\編于星期六\22點8影響X射線產(chǎn)生效率的因素管電壓:

當管電流不變的情況下,管電壓越大,X射線的強度增強,效率也提高.陽極靶面材料的影響:

在其它條件相同的情況下,原子序數(shù)越高,產(chǎn)生的X射線的效率也就越高.管電流的影響:當管電壓不變的情況下,管電流越大,X射線的強度越大,效率也越高.當前第8頁\共有62頁\編于星期六\22點X射線的質(zhì)X線強度（X-rayintensity）是指單位時間內(nèi)垂直于X射線傳播方向的單位面積上所通過的光子數(shù)目和能量的總和。在實際應(yīng)用中，常用質(zhì)和量來表示X射線強度。X線的質(zhì)（線質(zhì)），一般用于表示X線的硬度，即穿透物質(zhì)的能力，它代表光子的能量。X線的質(zhì)僅與光子能量有關(guān)，能量越大，X線的波長越短，穿透力越強，

X線的質(zhì)越硬；反之，X線的硬度就小。X線管發(fā)出的是波長不等的連續(xù)X線譜，其質(zhì)很難用一個數(shù)值來表示，由于X線的光子能量是由管電壓決定的，所以在實際工作中，一般用管電壓(kV)數(shù)值間接表示X線的質(zhì)。9當前第9頁\共有62頁\編于星期六\22點X射線的量也可用半價層來表示X線質(zhì)。半價層（halfvaluelayer，HVL）是指入射的X線強度減弱為原來的一半時某均勻吸收體的厚度。半價層越厚，表示X線質(zhì)越硬。X線的量是X線束中的光子數(shù)目，在實際工作中，常用X線管的管電流與照射時間的乘積毫安秒(mAs)來表示X線的量。管電流越大，代表X線管中被加速的電子數(shù)目越多，電子撞擊陽極靶面產(chǎn)生的X線量越多，則X線強度越大。X線照射時間，是指球管產(chǎn)生X線的時間。顯然，X線的量與管電流及照射時間成正比。10當前第10頁\共有62頁\編于星期六\22點11X射線物理效應(yīng)1．穿透作用（penetrationaction）穿透作用是指X線穿過物質(zhì)時不被吸收的本領(lǐng)，其穿透性不僅與X線的能量有關(guān)，還與被穿透物質(zhì)的本身結(jié)構(gòu)和原子性質(zhì)有關(guān)。2．熒光作用（fluorescenceaction）

某些熒光物質(zhì)，如鎢酸鈣、鉑氰化鋇、硫化鋅鎘及某些稀土元素等，受到X線照射時，物質(zhì)原子發(fā)生電離或被激發(fā)處于受激狀態(tài)。3．電離作用（ionizationaction）

物質(zhì)受到X線照射，原子核外電子脫離原子軌道，這種作用稱電離作用。當前第11頁\共有62頁\編于星期六\22點12X射線化學(xué)效應(yīng)

1．感光作用（sensitizationaction）

X線照射到膠片，由于電離作用，使膠片上的鹵化銀發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，出現(xiàn)銀顆粒的沉淀，稱為X線的感光作用。由于X線穿透人體后的強度分布不同，使鹵化銀的感光度發(fā)生差異，經(jīng)顯影后產(chǎn)生一定的黑化度，顯示出人體不同密度的影像。如X線攝影和工業(yè)探傷。2．著色作用（pigmentationaction）

某些物質(zhì)，如鉑氰化鋇、增感屏、鉛玻璃、水晶等，經(jīng)X線長時間照射后，其結(jié)晶體脫水漸漸改變顏色，發(fā)生脫水、著色，稱為著色作用（脫水作用）。當前第12頁\共有62頁\編于星期六\22點13X射線生物效應(yīng)

生物細胞特別是增殖性細胞經(jīng)一定量的X線照射后，可以產(chǎn)生抑制、損傷甚至壞死，即為X線的生物效應(yīng)（biologicaleffect）。不同的組織細胞對X線的敏感性不同，會出現(xiàn)不同的反應(yīng)，放射治療就是利用X線的生物效應(yīng)。它也是放射線工作者及受檢者注意防護的原因。當前第13頁\共有62頁\編于星期六\22點14X射線衰減X射線與物質(zhì)的相互作用過程是輻射能量在物質(zhì)中的傳遞與轉(zhuǎn)移過程。當X射線與物質(zhì)相互作用時，通過電離和激發(fā)的過程，把能量傳遞給其它物質(zhì)，其能量被不同程度的吸收。X射線在物質(zhì)內(nèi)傳播過程中的強度減弱，包括吸收衰減（absorptionattenuation）（與物質(zhì)相互作用）和擴散衰減（diffusionattenuation）（能量分散）。當前第14頁\共有62頁\編于星期六\22點15X射線的衰減公式當前第15頁\共有62頁\編于星期六\22點光電吸收光電吸收引起的衰減系數(shù)與物質(zhì)的原子序數(shù)的四次方成比例.對高原子序數(shù)的物質(zhì)影響較大.+++X-Ray當前第16頁\共有62頁\編于星期六\22點康普頓散射(ComptonScattering)IncoherentScattering

對x射線衰減的影響最大+++(1)降低圖像的對比度(2)對醫(yī)護人員損傷當前第17頁\共有62頁\編于星期六\22點相干散射(CoherentScattering)

+++也稱為瑞利散射RaleighScattering特點:只改變方向,無能量消耗.在診斷放射學(xué)中,對x射線的衰減的影響不大.

當前第18頁\共有62頁\編于星期六\22點19X射線成像原理

X射線穿過被照體后，由于人體組織結(jié)構(gòu)差異，對X射線的吸收系數(shù)不同，透過肢體的X射線強度分布不均，即產(chǎn)生了X射線對比度，形成了X射線信息影像。X射線對比度只有通過膠片或屏-片系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換才能識別，膠片對X射線對比度的放大能力，稱為膠片對比度。X射線照片對比度是照片影像上相鄰兩點的密度差，也稱光學(xué)對比度或物理對比度，它依存于被照體吸收X射線的差異所產(chǎn)生的X射線對比度，以及膠片對X射線對比度的放大結(jié)果。當前第19頁\共有62頁\編于星期六\22點20X射線成像X射線的發(fā)明是醫(yī)學(xué)影像發(fā)展史上的重要里程碑。于是，基于人體不同器官和組織對X-射線的不同吸收的基本原理，我們可以采用不同量化等級（即灰度）對于人體組織密度進行表征，從而區(qū)分不同器官和組織，達到對人體內(nèi)部進行成像的目的。WilhemConradRoentgen因發(fā)明了X-射線成像技術(shù)于1901年12月10日榮獲首次諾貝爾物理學(xué)獎。當前第20頁\共有62頁\編于星期六\22點X射線影像的形成X線影像的形成是把三維空間分布的被照體信息，以二維光學(xué)影像的形式表現(xiàn)出來。被照體作為信息源，X線作為傳遞被照體信息載體，這是一個X線信息影像形成、轉(zhuǎn)換、存儲和傳遞的復(fù)雜過程。21當前第21頁\共有62頁\編于星期六\22點X射線照片影像被照體影像信息的透射線作用于增感屏-膠片系統(tǒng)，使膠片中的乳劑感光，經(jīng)顯影后，以光學(xué)影像的形式表現(xiàn)出來，即將影像信息記錄顯示在膠片上，成為可見的光密度影像，即X射線照片影像。光學(xué)密度通常以D表示，其值就是入射光線強度I與透射光強度I0之比的對數(shù)：

22當前第22頁\共有62頁\編于星期六\22點X射線照片對比度計算光學(xué)對比度（

K）用數(shù)值計算時，等于相鄰兩點的密度（

D1、D2

）之差：

式中I0代表入射光強度，I1

、I2

代表透過光強度。顯然，照片相鄰兩處的光學(xué)對比度就是透過光之比的對數(shù)值。X線照片影像要有足夠的對比度和豐富的層次，對比度過高或過低，會導(dǎo)致影像信息的丟失，影響診斷的準確性。影像X攝線照片對比度的因素:被照體，膠片，射線。23當前第23頁\共有62頁\編于星期六\22點圖像對比度的定義設(shè)A為圖像中感興趣的目標區(qū)域，其均值為aver（A），背景的均值為aver（B），圖像噪聲方差為，則圖像對比度定義為：24當前第24頁\共有62頁\編于星期六\22點X射線幾何投影X射線是以焦點為頂點的圓錐形線束。自靶面射出并垂直于窗口中心的射線稱為中心線，它代表投照方向，中心線不準確就不能獲得正確的幾何投影。在X線束中，中心線以外的射線均稱為斜射線，斜射線與中心線成角，離中心越遠，角度越大。某些特殊攝影位置可利用斜射線進行投照。X線束照射到被照體，其照射面積的大小稱照射野。照射野的大小對X線照片的密度、對比度有一定的影響，照射野過大，產(chǎn)生的散射線多，膠片的灰霧度增加，導(dǎo)致照片對比度下降。25當前第25頁\共有62頁\編于星期六\22點焦點、被照體和膠片三者之間

的投影關(guān)系當X射線呈平行線束且垂直照射于被照體和膠片時，影像才不會產(chǎn)生放大和變形。X射線束是以焦點為頂點的錐形放射線束，被照體在膠片上的X線影像是放大的，放大率M(放大倍數(shù))為影像與物體的比值，即等于焦-片距與焦-肢距的比值。26當前第26頁\共有62頁\編于星期六\22點放大倍數(shù)計算公式在上圖中A代表平行射線，B代表點光源，S代表平行光線產(chǎn)生的影像，S1代表點光源擴散產(chǎn)生的影像，P代表S1較S放大部分，D代表被照物體，a代表焦-肢距，b代表肢-片距，a＋b代表焦-片距，則放大倍數(shù)M定義為：為減少肢體影像放大，攝影時應(yīng)盡量使肢體或病灶靠近膠片，并在機器負荷允許的條件下盡量延長焦-片距。27當前第27頁\共有62頁\編于星期六\22點X線照片模糊28一張優(yōu)質(zhì)的X照片，其影像質(zhì)量除了有較好的對比度，還要有良好的清晰度。清晰度是指影像邊緣的銳利程度，若出現(xiàn)影像邊緣不銳利，則稱為模糊。可用模糊度來說明清晰度，影像模糊度大，則清晰度差；反之亦然。影像產(chǎn)生模糊的主要因素有：幾何學(xué)模糊、運動性模糊、增感屏-膠片系統(tǒng)產(chǎn)生的模糊和散射線性模糊。當前第28頁\共有62頁\編于星期六\22點幾何學(xué)模糊X線球管靶面不是點光源，其有效焦點具有一定的幾何面積。根據(jù)光學(xué)原理可知，有效焦點面積越小，產(chǎn)生的半影（penumbra）越小，影像越清晰；反之，有效焦點面積越大，產(chǎn)生的半影越大，影像就越模糊，這種模糊稱幾何學(xué)模糊。半影（暈影）的大小稱為模糊度（P），其公式為：F代表有效焦點的大小，d代表肢-片距，H代表焦-片距，H-d代表焦-肢距。29當前第29頁\共有62頁\編于星期六\22點30當前第30頁\共有62頁\編于星期六\22點X射線機基本構(gòu)成X線機(x-rayunit)因其使用目的不同，結(jié)構(gòu)有很大的差異，但基本結(jié)構(gòu)都是由主機和外圍設(shè)備組成。主機包括X線管(x-raytube)、X線發(fā)生器(x-raygenerator)和控制裝置，主要作用是產(chǎn)生X線，控制X線的質(zhì)(quality,x-ray)、X線的量(quantity,x-ray)和曝光時間(exposuretime)。X線機的外圍設(shè)備是根據(jù)診斷需要而裝備的各種機械裝置和輔助裝置。31當前第31頁\共有62頁\編于星期六\22點X射線管(1)1%的能量轉(zhuǎn)化為x射線,99%的能量變?yōu)闊崃?散熱----旋轉(zhuǎn)陽極轉(zhuǎn)換效率(2)焦斑尺寸一般為0.2mm到2mm,越小成像越清晰,散熱差.(3)波長為0.01-100埃,波長小的稱為硬射線,穿透能力強,波長大的叫軟射線,容易被吸收.當前第32頁\共有62頁\編于星期六\22點X線管固定陽極X線球管旋轉(zhuǎn)陽極X線管特殊X線管柵控X線管軟X線管金屬陶瓷X線管33當前第33頁\共有62頁\編于星期六\22點X射線產(chǎn)生器X線發(fā)生器由高壓變壓器、燈絲變壓器、高壓整流器和高壓交換閘等構(gòu)成，組裝于鋼板制成的箱體內(nèi)，箱內(nèi)充以起絕緣作用的變壓器油。高壓變壓器是產(chǎn)生高電壓并為X線球管提供高壓電能的器件。燈絲變壓器是供X線球管燈絲加熱用的降壓變壓器，一般功率100W左右。高壓整流器是將高壓變壓器次級輸出的交流電壓變?yōu)槊}動直流電壓的電子元件。現(xiàn)代X線機的高壓整流器都采用半導(dǎo)體器件，利用它將高壓變壓器次級輸出的交流電變成脈沖直流電壓；高壓整流器供電給X線球管兩極，使X線球管始終保持陽極為正、陰極為負。34當前第34頁\共有62頁\編于星期六\22點X線自動曝光控制系統(tǒng)35當前第35頁\共有62頁\編于星期六\22點常用X射線影像設(shè)備普通攝影X線機

普通攝影包括一般攝影和濾線柵攝影。

一般攝影是X線通過被檢體后直接到達膠片而獲得影像的方法，多用于較薄的部位；

濾線柵攝影是X線通過被檢體后再通過濾線柵才到達膠片而獲得影像的方法，被檢體厚度超過12cm，均用此方法。36當前第36頁\共有62頁\編于星期六\22點常用X射線影像設(shè)備胃腸道造影X線機

胃腸道造影X線機是用于胃腸道X線檢查過程中，根據(jù)透視情況進行適時進行點片攝影（spotfilmradiography）,記錄有診斷價值的影像的攝影裝置。點片攝影裝置要求送片系統(tǒng)與透視互不影響，攝影時迅速地把膠片送入曝光區(qū)，然后曝光，把透視觀察到的病灶征象拍攝下來。因此，點片攝影裝置是攝影和透視兩種功能的結(jié)合體。37當前第37頁\共有62頁\編于星期六\22點常用X射線影像設(shè)備

（bedside）

床旁攝影X線機是對病人進行床邊X線攝影X線機。特點是：流動性，對電源要求不高。主要結(jié)構(gòu)包括：控制裝置、高壓發(fā)生器、機架等。38當前第38頁\共有62頁\編于星期六\22點CR成像技術(shù)X線攝影誕生一個多世紀以來，多種醫(yī)學(xué)成像技術(shù)不斷誕生。1974年，富士膠片公司（Fuji）開始構(gòu)架計算機X線攝影（ComputedRadiography，CR）的原理，并進行基礎(chǔ)研究工作。1981年，成像板（或影像板ImagingPlate，IP）研制成功，并推向市場，使數(shù)字X線成為現(xiàn)實。計算機X線攝影是光激勵存儲熒光體（PhotostimulableStoragePhosphor，PSP）成像，或者叫做存儲熒光體成像（storagephosphorimaging）、數(shù)字存儲熒光體成像（digitalstoragephosphorimaging）和數(shù)字化發(fā)光X線攝影（digitalluminescenceradiography).39當前第39頁\共有62頁\編于星期六\22點40當前第40頁\共有62頁\編于星期六\22點CR成像技術(shù)CR是一種X線攝影的數(shù)字采集技術(shù)，此技術(shù)使用常規(guī)X線攝影的采集結(jié)構(gòu)，利用光激勵熒光體的延遲發(fā)光特性在其中積存能量。經(jīng)X線照射后，熒光體再經(jīng)激光束掃描，以可見光的形式釋放出積存的能量,釋放的光激勵可見光被探測器捕獲，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，同時記錄下熒光屏上可見光釋放的具體定位。數(shù)字數(shù)據(jù)經(jīng)過后處理形成符合要求的圖像，被傳送到硬拷貝打印機或軟拷貝顯示器,用于影像診斷。CR是與計算機、數(shù)學(xué)、電子學(xué)完整結(jié)合的X線成像系統(tǒng)。CR利用成像板取代傳統(tǒng)的屏-片體系，它在光激勵熒光體中記錄X線影像，并使其影像信息以電信號方式提取出來。41當前第41頁\共有62頁\編于星期六\22點CR系統(tǒng)構(gòu)造CR系統(tǒng)以IP為探測器，利用現(xiàn)有的X線設(shè)備進行X線信息的采集來實現(xiàn)圖像的獲取。它主要由X線機、影像板、影像閱讀器、影像處理工作站、影像存儲系統(tǒng)和打印機組成。IP是CR成像系統(tǒng)的關(guān)鍵元件，作為記錄人體影像信息、實現(xiàn)模擬信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息的載體，代替了傳統(tǒng)的屏-片系統(tǒng)。它既適用于固定式X線機，也可用于移動式床邊X線機，既可用于普通的X線攝影，也可用于特殊攝影和造影檢查。具有很大的靈活性和多用性。IP可以重復(fù)使用，但不具備影像顯示功能。42當前第42頁\共有62頁\編于星期六\22點CR成像原理CR影像的形成過程1、成像板置于暗盒內(nèi)，利用傳統(tǒng)X線設(shè)備曝光，X線穿透被照體后與IP發(fā)生作用，形成潛影。2、潛影經(jīng)過激光掃描進行讀取，IP被激勵后，以紫外線形式釋放出存儲的能量。這種現(xiàn)象叫光激勵發(fā)光（PhotostimulableLuminescence，PSL）。3、利用光電倍增管，將發(fā)射光轉(zhuǎn)換成電信號。4、電信號在計算機屏幕上重建成可見影像，并根據(jù)診斷的特性要求進行影像的后處理。5、影像讀取過程完成后，IP的影像數(shù)據(jù)可通過施與強光來消除，這就使得IP可重復(fù)使用。43當前第43頁\共有62頁\編于星期六\22點CR影像采集光激勵熒光體晶體結(jié)構(gòu)“陷阱”中存儲的是吸收的X線能量，故也稱作“存儲”熒光體。在光激勵發(fā)光過程中，以適當波長的附加可見光能量的激勵下，這種俘獲的能量能夠被釋放出來。未曝光的CR成像板裝在有鉛背襯的暗盒內(nèi)，使用與屏-片成像相同的X線成像技術(shù)對其曝光。穿過被照體的X線光子被成像板吸收，以俘獲電子的形式形成“電子”潛影。然后將CR暗盒放在影像閱讀儀中，對看不見的潛影進行“處理”。44當前第44頁\共有62頁\編于星期六\22點影像板閱讀儀影像板閱讀儀是讀出成像板所記錄影像的設(shè)備，它的技術(shù)指標將直接影響所輸出影像的質(zhì)量。一般衡量影像板閱讀儀的參數(shù)有四個：描述影像清晰度的指標是空間分辨率、描述影像層次的指標灰度等級、描述處理能力的激光掃描速度和緩沖平臺容量。目前CR系統(tǒng)的空間分辨率普遍能夠達到10像素/毫米的水平，無論影像板的大小。CR系統(tǒng)的灰度等級指標一般都要求達到4096級灰階，也就是使用12位（bit）處理器。一些高指標的影像板掃描儀，使用了更高的14位處理器，力求更佳的影像效果。45當前第45頁\共有62頁\編于星期六\22點DR成像技術(shù)CR的應(yīng)用突破了常規(guī)X線攝影技術(shù)的固有局限性，實現(xiàn)了常規(guī)X線攝影信息數(shù)字化。然而，CR也存在不足之處，如時間分辯力較差，不能滿足動態(tài)器官形態(tài)的顯示；間接轉(zhuǎn)換可出現(xiàn)信息的丟失，其空間分辨率仍有不足，難于顯示細微的組織結(jié)構(gòu)；成像板（IP）為易耗品，圖像質(zhì)量會隨使用次數(shù)過多而下降；不能改變傳統(tǒng)X線攝影檢查的工作流程。為了直接把X線影像信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息，很多影像研究機構(gòu)開始了對數(shù)字化X射線攝影系統(tǒng)DR（digitalradiography）的研制，并在20世紀90年代后期取得了突破性進展，出現(xiàn)了多種類型的平面X射線攝影探測器(flatpanneldetector,FPD）。平板探測器DR技術(shù)的出現(xiàn)是醫(yī)學(xué)X線攝影技術(shù)的一場革命。46當前第46頁\共有62頁\編于星期六\22點X射線機基本構(gòu)成47當前第47頁\共有62頁\編于星期六\22點C臂X光機48當前第48頁\共有62頁\編于星期六\22點DR成像技術(shù)DR較之CR具有更高的空間分辯率，更高的動態(tài)范圍和DQE，更低的X線照射量，圖像層次更豐富，在曝光后幾秒內(nèi)即可顯示圖像，大大改善了工作流程，提高了工作效率。根據(jù)DR成像技術(shù)的不同，可分為直接數(shù)字化X線成像（非晶硒）、間接數(shù)字化X線成像（非晶硅）、CCDX線成像、多絲正比電離室（multi-wireproportionalchamber,MWPC）成像等。49當前第49頁\共有62頁\編于星期六\22點直接數(shù)字化X線成像（非晶硒）DR系統(tǒng)最重要的部件是平板探測器，直接數(shù)字化X線成像的平板探測器利用了非晶硒的光電導(dǎo)性，將X線直接轉(zhuǎn)換成電信號，形成全數(shù)字化影像。非晶硒平板探測器的結(jié)構(gòu)主要包括以下四部分，X線轉(zhuǎn)換介質(zhì),探測器單元陣列,高速信號處理,數(shù)字影像傳輸.50當前第50頁\共有62頁\編于星期六\22點探測器單元陣列位于非晶硒的底層，用薄膜晶體管（thinfilmtransistor,TFT）技術(shù)在玻璃底層上形成幾百萬個檢測單元陣列，每一個檢測單元含有一個電容和一個TFT，而且每一個檢測單元對應(yīng)圖像的一個像素。電容儲存著由非晶硒產(chǎn)生的相應(yīng)電荷。51當前第51頁\共有62頁\編于星期六\22點52當前第52頁\共有62頁\編于星期六\22點53當前第53頁\共有62頁\編于星期六\22點直接數(shù)字化X線成像原理當入射的X線照射非晶硒層，由于導(dǎo)電特性激發(fā)出電子-空穴對，該電子-空穴對在偏置電壓形成的電場作用下被分離并反向運動，形成電流。電流的大小與入射X線光子的數(shù)量成正比。這些電流信號被存貯在TFT的極間電容上。每個TFT形成一個采集圖像的最小單元，即像素。每個像素區(qū)內(nèi)有一個場效應(yīng)管，在讀出該像素單元電信號時起開關(guān)作用。在讀出控制信號的控制下，開關(guān)導(dǎo)通，把存儲于電容內(nèi)的像素信號逐一按順序讀出、放大，送到A/D轉(zhuǎn)換器，從而將對應(yīng)的像素電荷轉(zhuǎn)化為數(shù)字化圖像信號。信號讀出后，掃描電路自動清除硒層中的潛影和電容存儲的電荷，為下一次的曝光和轉(zhuǎn)換做準備。54當前第54頁\共有62頁\編于星期六\22點間接數(shù)字化X線成像（非晶硅）非晶硅平板探測器，是一種以非晶硅光電二極管陣列為核心的X線影像探測器。它利用碘化銫(CsI)的特性,將入射后的X線光子轉(zhuǎn)換成可見光，再由具有光電二極管作用的非晶硅陣列變?yōu)殡娦盘?，通過外圍電路檢出及A/D變換，從而獲得數(shù)字化圖像。由于經(jīng)歷了X線—可見光—電荷圖像—數(shù)字圖像的成像過程，通常被稱作間接轉(zhuǎn)換型平板探測器。55當前第55頁\共有62頁\編于星期六\22點56當前第56頁\共有62頁\編于星期六\22點間接數(shù)字化X線成像基本結(jié)構(gòu)非晶硅平板探測器其基本結(jié)構(gòu)為碘化銫閃爍體層、非晶硅光電二極管陣列、行驅(qū)動電路以及圖像信號讀取電路四部分。與非晶硒平板探測器的主要區(qū)別在于熒光材料層和探測元陣列層的不同，其信號讀出、放大、A/D轉(zhuǎn)換和輸出等部分基本相同。非晶硅平板探測器結(jié)構(gòu)包括：碘化銫閃爍體層，非晶硅光電二極管陣列。57當前第57頁\共有62頁\編于星期六\22點間接數(shù)字化X線成像原理非晶硅平板探測器成像的原理是：位于探測器頂層的碘化銫閃爍晶體將入射的X線轉(zhuǎn)換為可見光?？梢姽饧ぐl(fā)碘化銫層下的非晶硅光電二極管陣列，使光電二極管產(chǎn)生電流，從而將可見光轉(zhuǎn)換為電信號，在光電二極管自身的電容上形成儲存電荷。每一像素電荷量的變化與入射X線的強弱成正比，同時該陣列還將空間上連續(xù)的X線圖