成像原理和探测器结构解析

1.成像原理

PaxScan平板探测器以非晶硅为基底，包括光敏二极管、薄膜晶体管开关、扫描线、数据线等，然后在上面再敷上一层闪烁体。闪烁体在受到X射线照射后，发出峰值波长550mm可见光是光敏二极管吸收的最佳波长。光敏二极管将接收到的可见光转换为电荷，电荷在薄膜晶体管开关的控制下，由数据线收集到电荷放大器，然后经模-数转换为数字信号，最后数字信号被传送到计算机在显示器上显示出图像。

2.平板探测器结构

在2.4.4节介绍过非晶硅和非晶硒平板探测器结构，为便于理解以图解的方式说明非晶硅平板探测器结构。在图3-23a中以手为成像目标，接受X射线照射后，手内的各部分组织对X射线减弱程度不同而形成X射线强度差，与未经过手上的X射线（背景射线强度）一同入射到闪烁体（碘化铯）层上，按X射线光子的强度差，转换为可见光的光子。这些带有光强度差的可见光被对应的光敏二极管阵列吸收转化为电子，这些电子可以激活非晶硅层的像素。被激活的像素产生电子数据，它可以被计算机转换为高质量的目标物体图像，在计算机显示器上显示。

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图3-23 平板探测器

图3-23b为平板探测器总体结构示意图和ASIC读出板（专用芯片）。图3-24是闪烁体将X射线转换可见光后的光导机制强度比较。从图3-24b中可以看出CsI∶TI的体系为柱体结构，Cs和I均对X射线具有很高的吸收能力，发出可见光沿着柱状晶体长度方向传导，而很少有侧向扩散，所以光导机制光输出强度外形较窄而尖，图3-24a磷光体光导机制光输出强度外形宽而钝。

图3-24 闪烁体光导机制比较