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（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(amorphous Silicon，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度解析能力的降低。換閃爍體目前主要有碘化銫(CsI，也用于影像增強器)，熒光體則有硫氧化釓(GdSO，也用于增感屏)，采用CsI+a-Si+TFT結構的有Trixell、瓦里安和GE公司等，而采用GdSO+a-Si+TFT有Canon等。

1、碘化銫 ( 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、Philips、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、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17″×17″大塊平板，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、硫氧化釓 ( Gd2O2S ) + a-Si + TFT ：利用増感屏材料硫氧化釓 ( Gd2O2S ) 來完成 X 射線光子至可見光的轉換過程。發展此類技術的公司有 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（12 bit 以下），與其它高階14 bit產品圖像診斷質量相比較為不足。

3、碘化銫 ( CsI ) / 硫氧化釓 ( 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IDC、深圳藍韻、北京萬東、深圳安健等公司。深圳藍韻的KeenRayCCD DR探測器的像素為4K×4K，16Bit圖像輸出，無論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(amorphous Selemium，a-Se)加薄膜半導體陣列(Thin Film Transistor array，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，采用這一技術的有島津，AnRad，Hologic公司等。

直接轉換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。）

1. 非晶硒探測器結構及其成像原理：(直接轉換)  

直接數字化X線成像的平板探測器，利用了非晶硒的光電導性，將X線直接轉換成電信號，形成全數字化影像。

成像原理：X線粒子射入加有高電壓的非晶硒感光層，其中原本定向移動的電荷發生電導率的改變，伴隨著空穴電子對分布不均勻的形成，感光層內就有了不均勻聚集的電荷通過薄膜晶體管陣列轉換為可測的電信號，再進行A/D轉換，成為可直接由計算機進行處理的數字信號

特性：⑴直接光電轉換 ⑵直接讀出 ⑶量子檢測率（DQE）較高

⑷曝光寬容度大 ⑸后處理功能強大

FPD對環境，溫度，濕度要求較高，需要較高的偏直電壓，刷新速度慢，仍不能滿足動態攝影。所以不常用。

探測器有效探測面積：35X43cm

采集矩陣：25603072

像素大小：139×139μm

采集像素A/D轉換位數：14bit

空間分辨率：3.6lp/mm

2. 非晶硅探測器結構及其成像原理:（間接轉換）(天地智慧醫療)  分碘化銫（CsI）+非晶硅和硫氧化釓GOS+非晶硅(天地智慧醫療)  結構由碘化銫閃爍體層、非晶硅光電二極管陣列、行驅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轉換和輸出等部分基本相同。

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線光子轉換成可見光，再由具有光電二極管作用的非晶硅陣列變為電信號，通過外圍電路檢出及A/D變換，從而獲得數字化圖像。由于經歷了X線、可見光、電荷圖像、數字圖像的成像過程，通常被稱作間接轉換型平板探測器。