平板探測器的秘密:如何在瞬間捕捉影像的魔法實現?

在醫療領域,數位放射影像技術的革新完全改變了我們捕捉和分析人體內部影像的方式。數位放射技術利用對X光敏感的平板直接捕捉影像,與傳統的方法相比,其即時傳輸影像到計算機系統的能力顯示了非凡的效率。不再需要中間的膠卷處理,這不僅減少了時間,也降低了輻射劑量,同時保持了影像的質量。

數位放射影像技術透過即時影像預覽和傳輸,為放射科醫生提供了更大的便利。

探測器的種類

在數位放射影像中,探測器扮演著關鍵的角色。最常見的是平板探測器(Flat Panel Detectors,FPDs),它們可以再細分為兩大類:

間接型平板探測器

間接型FPDs通常由氨寧硅(a-Si)製成,結合了閃光材料(例如碘化鈉CsI或氧化鋯銨Gd2O2S),將X光轉換為光。這些光通過a-Si光電二極體層轉換為數位輸出信號,然後由薄膜電晶體(TFTs)或光纖耦合的CCD讀取。這樣的設計使得間接影像裝置在影像品質上更具彈性。

直接型平板探測器

直接型的平板探測器使用氨寧硒(a-Se)製造,它能將X光光子直接轉換為電荷。這種設計中,探測器的外層通常包含一個高壓偏壓電極。X光光子在氨寧硒中形成電子-電洞對,電洞的運動依賴於偏壓電壓的潛力,最終在TFT陣列中讀出所產生的電荷圖案。

直接型探測器因為其即時反應和高解析能力,逐漸取代了傳統的X-ray卡帶。

其他直接數位探測器

除了FPDs,基於CMOS和電荷耦合裝置(CCD)的探測器也已開發,但由於設計笨重且影像品質較差,這類設備並沒有被廣泛應用。此外,高密度掃描固態探測器也被研發,這些探測器採用掺鋰的磷光體材料,能在X光曝光過程中儲存並釋放能量,進而生成影像。

磷光板放射影像技術

磷光板放射技術類似於舊式的類比系統,主要是將光敏膜夾在兩個X光敏屏幕之間。它的不同之處在於類比膜被含有光刺激磷光體(PSP)的影像板所取代,該影像板可由影像讀取裝置讀取並傳送影像到圖片存檔與傳播系統(PACS)。這種技術被稱為計算放射攝影,儘管它與計算機斷層掃描(CT)不同。

磷光板放射技術的優勢在於它可以無縫地融入現有的設備中,無需進行改動。

工業用途

安全檢測

數位放射影像在安全檢查方面已有超過20年的發展歷史。在安全和無損檢測(NDT)領域,它逐漸取代傳統的膠卷使用。數位技術為檢測行業提供了卓越的影像品質、高檢出概率、可攜性和環保特性,並能實現即時影像顯示。

材料檢測

在航空和電子等領域,材料的無損檢測至關重要,因為材料的完整性直接影響安全與成本。數位技術能夠提供即時結果,這使得在這些行業中變得越來越普遍。

歷史及未來展望

數位放射影像技術發展至今,改變了我們對影像捕捉的認識。隨著技術的進步與成本的降低,越來越多的醫療機構和工業單位開始採用這些數位檢測技術。展望未來,我們可以想像,隨著人工智慧和機器學習的進一步融入,影像分析的精確度將達到新的高峰。

對於數位放射影像技術的未來,有哪些未被挖掘的潛力和機會?

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