平板探测器的秘密:如何在瞬间捕捉影像的魔法实现?

在医疗领域,数位放射影像技术的革新完全改变了我们捕捉和分析人体内部影像的方式。数位放射技术利用对X光敏感的平板直接捕捉影像,与传统的方法相比,其即时传输影像到计算机系统的能力显示了非凡的效率。不再需要中间的胶卷处理,这不仅减少了时间,也降低了辐射剂量,同时保持了影像的质量。

数位放射影像技术透过即时影像预览和传输,为放射科医生提供了更大的便利。

探测器的种类

在数位放射影像中,探测器扮演着关键的角色。最常见的是平板探测器(Flat Panel Detectors,FPDs),它们可以再细分为两大类:

间接型平板探测器

间接型FPDs通常由氨宁硅(a-Si)制成,结合了闪光材料(例如碘化钠CsI或氧化锆铵Gd2O2S),将X光转换为光。这些光通过a-Si光电二极体层转换为数位输出信号,然后由薄膜电晶体(TFTs)或光纤耦合的CCD读取。这样的设计使得间接影像装置在影像品质上更具弹性。

直接型平板探测器

直接型的平板探测器使用氨宁硒(a-Se)制造,它能将X光光子直接转换为电荷。这种设计中,探测器的外层通常包含一个高压偏压电极。 X光光子在氨宁硒中形成电子-电洞对,电洞的运动依赖于偏压电压的潜力,最终在TFT阵列中读出所产生的电荷图案。

直接型探测器因为其即时反应和高解析能力,逐渐取代了传统的X-ray卡带。

其他直接数位探测器

除了FPDs,基于CMOS和电荷耦合装置(CCD)的探测器也已开发,但由于设计笨重且影像品质较差,这类设备并没有被广泛应用。此外,高密度扫描固态探测器也被研发,这些探测器采用掺锂的磷光体材料,能在X光曝光过程中储存并释放能量,进而生成影像。

磷光板放射影像技术

磷光板放射技术类似于旧式的类比系统,主要是将光敏膜夹在两个X光敏屏幕之间。它的不同之处在于类比膜被含有光刺激磷光体(PSP)的影像板所取代,该影像板可由影像读取装置读取并传送影像到图片存档与传播系统(PACS)。这种技术被称为计算放射摄影,尽管它与计算机断层扫描(CT)不同。

磷光板放射技术的优势在于它可以无缝地融入现有的设备中,无需进行改动。

工业用途

安全检测

数位放射影像在安全检查方面已有超过20年的发展历史。在安全和无损检测(NDT)领域,它逐渐取代传统的胶卷使用。数位技术为检测行业提供了卓越的影像品质、高检出概率、可携性和环保特性,并能实现即时影像显示。

材料检测

在航空和电子等领域,材料的无损检测至关重要,因为材料的完整性直接影响安全与成本。数位技术能够提供即时结果,这使得在这些行业中变得越来越普遍。

历史及未来展望

数位放射影像技术发展至今,改变了我们对影像捕捉的认识。随着技术的进步与成本的降低,越来越多的医疗机构和工业单位开始采用这些数位检测技术。展望未来,我们可以想像,随着人工智慧和机器学习的进一步融入,影像分析的精确度将达到新的高峰。

对于数位放射影像技术的未来,有哪些未被挖掘的潜力和机会?

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