始于1999年

非晶硅间接TFT平板探测器工作原理

       常见的数字射线照相系统类型是通过薄膜晶体管(TFT)阵列读出的间接平板探测器。TFT平板使用与控制许多常见平板显示器和电视中的LCD(液晶显示器)相同的基本技术。TFT阵列使LCD中的每个像素能够 立打开和关闭,同样,当它用于X射线检测器时,它允许 立读取每个检测器元件(DEL)。
       输入X射线 先转换为可见光。每个X射线都被转换成许多光子,这些光子在穿过面板时会散开。如上所述,常见的闪烁剂是基于钆的(例如GOS、Gadox、Gd₂O₂S)或碘化铯(CsI)。
       然后在将光信号转换为电信号的光电二 管上测量可见光光子。光电二 管通常由非晶硅制成。当光子撞击光电二 管时,它们会产生电子和空穴对。
       选择光电二 管(Si)的材料是因为从闪烁体出来的光子适合产生光电流,即从光传输的能量中产生的电流。这是由于材料特性(即Si的带隙)。
       后,在光电二 管将光转换为电信号后,TFT(薄膜晶体管)阵列用于读取测量的电荷。TFT阵列基于玻璃基板,并沉积硅作为导体以连接电路的各个部分。此外,二氧化硅用作 缘体来构建电路,因此所有电子电路都是平坦的并内置在TFT中。
非晶硅平板探测器

       TFT中的每个检测器元件将电荷存储在电容器中,并使用TFT开关或栅 来控制何时读出电荷。
       在每个检测器元件(DEL)内,都有 个图中以蓝色显示的活动区域。这是可以积 存放变化的区域。还需要 些其他电子设备,例如电容器(用于存储电荷)和TFT开关(在需要从该DEL读取值时打开)。
       包括电容器和开关在内的额外电子设备占用了 些空间,并且它们的尺寸无法以与检测器元件相同的速度缩小。因此,随着检测器元件的尺寸变小,作为有效区域的DEL的相对比例(即填充比例)会缩小。
       由于信号是从活动区域读出的,因此需要更高的填充率并导致更高效的检测器,因为更多穿过患者的X射线将有助于检测器上的测量。这种效率直接有助于系统的剂量效率。这个因素限制了每个单 的DEL可以有多小,因为我们还需要高剂量效率。
       较高的填充率有助于提高采集效率。然而,填充分数不会导致空间分辨率的提高。为了通过检测器实现改进的空间分辨率,需要减小DEL的尺寸,因为空间分辨率受像素有效尺寸的影响很大。任何X射线系统的分辨率也会受到焦点模糊的显着影响。
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