医学影像诊断的未来：数字平板探测器技术
技术前沿：医学平板显示技术——数字平板探测器
1990年，美国施乐公司robertstreet等人，首次提出pin结构的非晶硅(a-si)光电二极管阵列结合二维非晶硅tft(薄膜晶体管)阵列寻址的探测器实现方式，这是最早的平板探测器文献记载。随后，各大影像设备企业对该技术进行了前期研究。
20世纪90年代末期，ge和铂金埃尔默(perkinelmer)合作、泰雷兹(thales)、西门子、飞利浦和合作投资trixell、万睿视(varex)、及佳能(canon)医疗等企业开发出非晶硅平板探测器。
2010年前后，非晶硅平板技术进一步扩散，传统胶片巨头锐珂(carestream)、富士(fujifilm)、柯尼卡(konica)和爱克发(agfa)也开发出平板探测器。
同时，韩国viewworks、rayence，我国的上海奕瑞、江苏康众也先后推出自己的非晶硅平板探测器。非晶硅因技术成熟、适应性好、低成本等原因，成为目前最主流平板探测器。
不过，非晶硅平板在乳腺、牙科、外科等动态成像应用领域，并不是最好的选择。于是，在乳腺领域，豪洛捷(hologic)发明了非晶硒平板探测器；在牙科(cbct)、外科(c型臂)等领域，dalsa首先研制出cmos平板探测器，我国成都善思微也已研发成功并量产中小尺寸的cmos探测器。
近几年，又出现了非晶硅改进型igzo探测器及直接转换型光子计数探测器。至此，x射线探测器领域出现了“百花齐放”的局面。不过，与ct核心部件的“刚刚开始”不同，国产x射线平板探测器已经成功“上了牌桌”。
两大技术方向
非晶硅/igzo/cmos平板探测器属于间接成像，其原理：将x射线转换为可见光，通过感应穿过物体x射线的强度，赋予图像不同灰度的等级，使人可以观察到图像。
因此，间接转换探测器的基本结构包括：闪烁体、传感器及读出电路、外围控制电路，闪烁体、传感器是核心部分，决定了平板探测器的主要性能指标。
与之相对的是直接转换，不需要闪烁体，光导半导体材料采集到x射线后，直接将x射线转换为电信号。因此，直接转换探测器的基本结构包括：传感器及读出电路、外围控制电路，传感器(光导半导体)是核心部分。目前，以主流非晶硅、cmos及新型igzo为代表的间接转换探测器是绝对的市场主流，占据平板探测器90%以上的市场份额。
间接转换探测器
01差异较大的闪烁体
根据探测器的闪烁体材料，可分为碘化铯(csi)平板和硫氧化钆(gdos)平板两种。二者成像原理基本一致，不过因探测材料不同，成本及性能有明显差异：
1）与碘化铯不同，gdos不需要长时间蒸镀沉积过程，生产工艺简单，产品稳定可靠，成本较csi低20%—30%；
2）相较于gdos，针状碘化铯晶体的x射线转换效率高30%—40%，横向光扩散也更小，具有更高的空间分辨率。因此，碘化铯平板的dqe更高，成像更清晰。根据ihsmarkit预测，在闪烁体领域，凭优异的性能，碘化铯将进一步挤占gdos的市场份额。
gdos和csi闪烁体差异(来自互联网)
闪烁体原材料性能和制备工艺对光转化率、余辉、空间分辨率等性能有着至关重要的影响，其生产工艺门槛较高，且量产良率控制难度较大，大部分探测器制造商通过外购方式获取闪烁体，自建闪烁体生产线的厂家较少。
1）在闪烁体材料方面，我国没有硫氧化钆闪烁体材料，主要来自日本；不过，江西东鹏新材料已经生产出纯度高达99.999%的碘化铯晶体粉末，实现了独立自主。
2）在闪烁体制备方面，江苏康众是我国最早研制出碘化铯探测器的企业，上海奕瑞是我国最早开发出硫氧化钆探测器的厂家，二者均掌握碘化铯直接生长技术，目前几乎接近国际先进水平。
02传感器是核心
目前，非晶硅平板因性价比优势，短时间内仍是静态平板探测器和大尺寸动态平板探测器的主流选择。不过从技术发展趋势看，探测器朝着更灵敏、更低噪声、更高帧速的方向发展，于是cmos、igzo等技术成为各大厂家研发的重点。
四大平板技术(来自互联网)
从应用领域来看，四种技术并无替代关系，但布局非晶硅技术的企业较多，未来市场潜力巨大的在于性能更优的igzo和cmos技术。因为，igzo技术可以大大提高像素的响应速度和扫描速率，主要应用于高速、大尺寸动态平板探测器，如dsa、动态dr等；cmos平板分辨率更高，主要应用于高帧速率、中小尺寸的动态平板探测器，如乳腺、牙科、外科、工业无损检测等。
基于tft技术探测器
无论目前广泛的非晶硅，还是未来可期的igzo及柔性探测器，均基于tft面板技术。根据半导体介质，tft平板探测器又分为非晶硅/igzo两种：
tft平板技术逻辑(来自互联网)
非晶硅/柔性探测器
所谓非晶硅平板，是指tft器件的沟道由非晶硅材料制成，并且非晶硅可以淀积在大面积玻璃基板衬底上，具有大面积、工艺成熟稳定、普通放射的能谱范围响应好、材料稳定可靠、环境适应性好等特点，可同时满足静态和动态探测器的需求，是最主流的x射线平板探测器传感器技术。目前，非晶硅技术已进入红海，几乎所有的探测器企业都生产非晶硅平板，使其更像一个“日用品”，参数只是一方面，质量和可靠性是更重要，甚至是最重要的。
非晶硅探测器(来自互联网)
柔性探测器，是目前比较前沿的x射线探测器技术。所谓柔性探测器，是指其tft衬底是柔性基板，即采用薄而柔软材料（如光学透明的聚亚酰胺）代替传统玻璃基板，制成可形变、可弯折、不易碎裂的柔性平板，具有超窄边框、轻便、抗冲撞、不易破损等特点。由于柔性基板与玻璃基板存在性能差异，柔性基板探测器技术工艺较为复杂，成本较为高昂，目前仅用于特定的场景，如移动医疗。随着柔性技术工艺不断改善、成本持续降低，未来可拓展至更多主流应用场景。目前我国的奕瑞和康众已推出相关产品。
igzo探测器
非晶硅探测器，之所以没有“一统天下”，反而成为“低端平板”的代名词，是因为其致命缺点：电子迁移率只有0.5-1.0cm^2/vs，使其低剂量dqe差，图像噪声较大，分辨率较低。于是，另一种igzo探测器诞生了，带来了更高分辨率和更高刷新率。其实，更严谨的说法是oxidetft，即氧化物tft。之所以被称为igzo，即氧化铟镓锌，是因为igzo其中最成功的代表。
igzo平板，同样属于tft技术平板，只不过其控制显示像素驱动由tft升级为速度更快的igzo，这是因为igzo电子迁移率是非晶硅的20到50倍，因此：1）可获得更高的像素读出速度和帧率；2）可大大缩小缩小晶体管尺寸，增加像素密度，使图像分辨率更高，改善低剂量dqe。
igzo平板，不仅继承了非晶硅平板的所有优势，如易于大面积制造，低成本；还具有更高的性能，如更低噪声、更高采集速度及更高分辨率，是理想的大尺寸高速动态平板探测器，可广泛应用在dsa、drf等x线透视设备中。在igzo平板领域，万睿视率先将该igzo技术引入并实现量产，我国的奕瑞也已初步实现igzo平板探测器的量产。
基于cmos技术探测器
cmos，即互补金属氧化物半导体，是组成芯片的基本单元。cmos技术听着很高级，其实离我们很近，几乎所有手机的摄像头都是基于cmos图像传感器芯片，与cmos平板异曲同工。如果说制作tft探测器像造电视，那么制作cmos探测器更像造芯片。因为，与非晶硅/igzo探测器的玻璃衬底不同，cmos探测器的衬底是单晶硅，其电子迁移率是1400cm^2/vs，这是制作晶圆的重要材料。
怎么非晶硅、igzo和cmos都提及电子迁移率，这么重要吗？
无论何种技术，都希望电子迁移率越快越好。因此，电子迁移率高，单个晶体管就可以做得更小，使显示像素更小，图像空间分辨率更高。
举个形象的栗子，如果希望在规定时间内运输足够多的煤炭到另一个城市，如果火车速度慢，就得多轨道多火车同时运输，显然这样非常占地方(空间分辨率低)；如果车速足够快，单节小火车也能搞定(空间分辨率高)。所以，“幸好”cmos探测器比较贵，否则就没其他技术啥事儿了。
那为什么cmos探测器比较贵？
非晶硅/igzo探测器的衬底是便宜的玻璃或者塑料，而cmos探测器的衬底是昂贵的单晶硅晶圆；基于tft的探测器可以实现低温制备，而基于cmos探测器的制备工艺温度更高更复杂。
举个例子，一台65寸的液晶电视才3000多元，而一片interi9cpu（尺寸：37.5mmx37.5mm）同样高达3000多元，一个20*20cm的cmos平板的面积是一片i9cpu的1000多倍。所以，cmos平板探测器比较贵，不过大家都知道贵有贵的好。
所谓cmos平板探测器，是指在一块晶圆上集成光电二极管、寻址电路，以及更重要的放大器(这是与非晶硅/igzo探测器的最大区别)，将信号放大后再传输到外面。因此，具有明显优于非晶硅探测器的低剂量dqe和更高的采集速度。
由于单晶硅的电子迁移速率更快，可以在光电二极管旁边增加放大器电路，将信号放大后再传输到外面，这是cmos平板与非晶硅或igzo平板的最大区别。因此，cmos探测器具有明显优于非晶硅/igzo探测器的高分辨率、高采集速度、高低剂量dqe。
三种探测器参数对比(原创)
不过，半导体晶圆尺寸限制，cmos平板广泛应用的是8寸晶圆，平板尺寸普遍为13*13cm和15*12cm，也可进行拼接，不过工艺较为复杂。cmos平板在中小尺寸动态x线设备应用上具有明显的优势，如牙科cbct、外科c型臂、乳腺机。
在cmos平板领域，dalsa和万睿视是目前全球最大的两家cmos探测器制造商，我国的成都善思微和上海奕瑞掌握该技术并具备量产能力，江苏康众也在研发中。其中，成都善思微研制了第一款国产cmos平板探测器并已实现量产。成都善思微，北京纳米维景分拆成立的探测器企业，曾参与静态ct专用探测器芯片及部件的研发，是一家专注于固态成像芯片及探测器模组的高科技企业，主营业务包括cmos平板探测器、ct探测器、光子计数探测器等。目前，其cmos平板探测器是我国最领先的，几乎所有的国产牙科cbct厂家都注册了其产品。
直接转换探测器
相较于间接转换型x射线探测器，直接转换型x射线探测器不需要通过闪烁体将x线转换成可见光，而是在x射线辐照到传感器材料时产生电子—空穴对，因不产生可见光，没有光横向扩散影响，具有更高的空间分辨率。其传感器材料具有较高的原子序数、较大的x射线吸收系数和较高的载流子迁移率；且只需要毫米级厚度就能基本完全吸收百千伏级的x射线，没有任何的延迟或残影。
直接和间接转换对比(来自互联网)
目前，直接转换型x射线探测器主要包括两种：以非晶硒材料为代表的能量积分型探测器，以碲化镉(cdte)、碲锌镉(czt)、单晶硅(si)为代表的光子计数探测器。
非晶硒探测器
非晶硒技术为hologic独有技术，还在专利保护期。与非晶硅平板类似，非晶硒平板同样是基于tft技术制成。历史上，曾有著名的非晶硅和非晶硒之战。其结果是，非晶硅探测器成为了市场主流。之所以非晶硒平板成为“冷门”，是因为：
1）硒元素对x射线的吸收性能差，受热结晶会导致性能衰减，需要进一步提高工艺稳定性；
2）非晶硒探测器启动偏压电场高达数千伏，会对tft开关造成不可逆的损伤，使得非晶硒探测器的使用寿命不长；
3）非晶硒平板对于温度非常敏感，使用条件也受到了一定限制；
4）非晶硒薄膜做不厚，不太适合高能x射线的探测。
乳腺检查非晶硒技术优势明显(来自互联网)目前，在乳腺x射线成像领域，非晶硒几乎是“王者”，高端乳腺机基本均采用非晶硒平板；不过因为价格原因，也有大量主打早期筛查的高性价比乳腺机采用非晶硅平板。此外，在乳腺断层成像领域，凭借高帧速、高分辨率、高低剂量dqe等性能，cmos平板成为乳腺tomo/dbt的更好选择。
光子计数探测器
光子计数探测器(photocountingdetector)，源于高能物理的直接x光转换技术，公认的下一代x射线成像技术。与其他基于闪烁体的探测器不同，光子计数探测器基于半导体材料，其原理是通过设置阈值把信号幅度超过阈值的光子从低于阈值的暗噪声中提取出来，可以消除暗电流导致的假计数，实现真正意义上的零噪声；因直接成像避免闪烁体造成的光散射，能实现更高的高空间分辨率和密度分辨率。此外，相比于积分型探测器的单色成像，光子计数探测器能实现射线多能谱采样点的多色成像，从而具备物质分辨能力，未来x射线成像将逐步从2d、3d发展到4d，从黑白发展到彩色。
光子技术探测器物质识别能力(来自互联网)
cdte/czt一直被公认为是很有前途的用于硬x射线吸收的半导体材料，能够有效地吸收10—140kev范围内的x射线，即使在室温下也能提供良好的能量分辨率。
目前，gps、万睿视及佳能企业正致力于光子计数探测器的研发及布局，研制线阵探测器或小尺寸面阵探测器，并应用在ct、核医学、乳腺成像、血管成像等领域。如万睿视旗下directconversion（dc）是目前全球最大的cdte探测器制造商，其xc-hydra系列是世界上第一个使用直接转换技术的商业化光子计数探测器。
2017年5月，科技部发布《“十三五”医疗器械科技创新专项规划》，指出：积极发展探测器新型闪烁晶体制备技术，开发基于光子计数探测器的血管减影造影x射线机，争取在光子计数低剂量成像方面达到国际先进水平。
目前，西北工业大学介万奇教授团队已开发出高性能探测器级czt晶体及高效率、低成本单晶制备技术和关键设备，一举打破国外封锁，并将综合成本降低50%以上。所生长的czt晶体性能已达到国际先进水平，并被应用在核医学成像、安检和医学成像等领域。
此外，深圳帧观德芯基于单晶硅实现面阵光子计数探测器量产，极大降低光子计数探测器成本，并应用在自家乳腺机；成都善思微也致力于光子计数探测器的研发，其创始人及团队也曾参与多个早期光子计数芯片及探测器科研项目。
行业对比
ccd传感器+影像增强器，作为曾经非常成功的探测器技术，目前仍活跃于外科c型臂中，但本文并没有涉及，是因为泰雷兹已停产影像增强器，仅剩佳能还在坚持，影增c形臂退出市场，平板c形臂成为主流是大势所趋。综合来看，非晶硅、igzo、cmos、柔性基板、非晶硒等五种技术适合于不同的应用场景：
1）非晶硅探测器，因具有出色的成本优势，短时间内仍会是平板探测器的主流技术平台。
2）igzo探测器，因采集时间短，信噪比高等特点，在动态平板上有很大优势。未来随着技术更趋成熟，igzo全面替代非晶硅(至少在动态平板领域)，应该是大势所趋。
3）cmos探测器，虽然主要应用在中小尺寸动态成像领域，但因其高分辨率、高帧速率和低剂量性能，在牙科、乳腺、外科及介入等场合，cmos平板也是主流技术平台。
4）柔性基板探测器，具有超窄边框、轻便、抗冲撞、不易破损等特点。不过目前成本较高，随着工艺不断改善，未来在部分特殊应用场景将取代传统的非晶硅探测器。
5）非晶硒探测器，因为更高的性能和成本，非晶硒在很长时间内仍会继续“统治”中高端乳腺机，直到光子计数探测器普及。
不同类型探测器对比
尽管已有若干基于光子计数探测器的设备，如gps的光子计数ct原型机，ab-ct的乳腺ct。不过因cdte/czt晶体价格过于昂贵，极大限制了其在医学影像等领域的应用及推广；此外，受限于这种特殊材料晶圆尺寸及制造工艺的良品率限制，单个光子计数探测器模组一般小于20mm，难以满足医学影像领域对人体组织的成像需求，目前只能通过阵列拼接方式构成大面积探测器。
目前，存在一些亟待解决的科学和技术问题：
1）高质量、低成本的cdte/czt晶体生长技术；
2）大尺寸czt探测器的设计与制备；
3）基于光子计数探测器的整机系统及应用算法的设计与开发。
毫无疑问，光子计数探测器是综合性能最优的一种x射线探测器，具有非常大的应用潜力，国内外都在积极探索，让我们拭目以待。
国产还“卡”在哪里？
2015年，国务院印发《中国制造2025》，提出：到2025年，影像设备等高性能诊疗设备70%的核心基础零部件、关键基础材料实现自主保障。其中，数字化x射线平板探测器正属于“中国制造2025”重点发展的高科技、高性能医疗和工业的核心部件。如今，我国出现了上海奕瑞、江苏康众、成都善思微、上海品臻、上海煜影等一批专注于平板探测器的研发、生产和销售的高科技企业；此外，万东、深图、安健、帧观德芯等整机企业也基本实现平板探测器的自产自用。那么，从平板探测器角度，国产与国际大厂还有哪些差距？带着这个问题，笔者有幸采访了cmos和光子计数探测器领域的专家：
1）从关键零部件角度，在非晶硅领域，目前还有些芯片没法国产；在cmos领域，晶圆目前仍靠国外流片，一些通用的adc、fpga芯片也没有实现国产；
2）从平板性能角度，目前，国产静态平板探测器与进口相差无几，但动态非晶硅和cmos平板还会有些差距。其实，我们有信心在性能上做到同等水平，但可能国内客户还抱怀疑态度；
3）从综合实力角度，国际大厂在平板探测器领域的深耕已久，目前来说还是非常有优势的，更多的差距是体现在产品品质、可靠性、及供应链等多维度的综合实力上，国产还在努力缩小差距。经过数十年发展，国产dr凭借高性价比占据国内近70%的市场份额，已呈燎原之势。这离不开国产整机厂商的努力，更离不开国产探测器的崛起。
数字平板探测器的原理与应用
1．电荷耦合器
从概念上讲，基于电荷耦合器（charge-coupleddevice，ccd）技术的数字摄影（dr）系统结构比较简单。ccd传感器对覆盖荧光体层所产生的可见光输出进行成像。当前所有应用ccd技术的dr系统都是间接转换形式。
由于临床荧光体成像区域与当前可用的ccd有效区域之间存在物理尺寸的差异，必须使用包括反射镜、透镜或光纤组件的不同技术，使得荧光体输出影像的尺寸缩小到ccd的成像区域。这种缩小效应的一个主要问题是对荧光体可见光采集效率偏低（可能<0.1%），从而引起所谓的成像链中二次量子降低，尤其是对于透镜耦合式的ccd探测器。这种不可避免的局限性导致了影像质量的下降。在临床相关条件下的量化测试显示，这些系统的性能低于传统的屏/片系统和cr系统。此外，影像缩小光学系统需要一定的物理空间，从而增加探测器外壳的厚度。当使用这些探测器对现存系统进行改型时会存在问题。
ccd对x线敏感，故产品要避免辐射损伤。ccd的另一个技术问题是需要冷却以减少噪声。故有可能发生水污染和停机故障。
ccd已经开发了几种数字探测器类型。一般尺寸较小，ccd广泛用于视频图像的采集。由于尺寸小，使得它难以显示较大面积的临床图像。
为了改善ccd小成像区域引起的性能局限，开发了使用多个ccd的系统。一种商品化的产品类型采用四个高性能的ccd与四个高质量的透镜排列相组合，对输入荧光体的四个重叠象限进行信号采集。
2．非晶硅平板探测器
最早的数字乳腺摄影系统使用的是间接转换探测器。非晶硅平板探测器属于间接转换型平板探测器，它主要分为两类：碘化铯+非晶硅、荧光体（硫氧化钆/铽）+非晶硅。由于荧光的散射效应在gd2o2s荧光体上更为明显，而碘化铯晶体具有的柱状结构可有效降低散射，因此，目前常见的非晶硅平板探测器多为碘化铯+非晶硅型。
（1）非晶硅探测器的工作原理
碘化铯([csi(tl)])闪烁晶体受到x线照射后，将入射的x线光子转换为可见光。可见光激发碘化铯层下方的非晶硅光电二极管阵列，使光电二极管产生电流，从而将可见光转换为电信号，在光电二极管自身的电容上形成储存电荷。
每一像素电荷量的变化与入射x线的强弱成正比，同时，读出阵列还将空间上连续的x线图像转换为一定数量的行和列构成的总阵列图像。点阵的密度决定了图像的空间分辨率。在中央时序控制器的统一控制下，居于行方向的行驱动电路与居于列方向的读取电路将电荷信号逐行取出，量化为数字信号。获取的数字信号经通信接口电路传至图像处理器，从而形成x线数字图像。
（2）碘化铯的特点
使用碘化铯层和光电二极管的非晶硅平板探测器中，碘化铯层不同于其它闪烁体，它的晶体直接生长在基板上。这种生长方式使得闪烁体与平板能达到比较理想的结合（图4-20）。碘化铯针状结构的通道，使吸收的x线直接到达探测器表面，比传统的闪烁体明显减少了x线的伪影。因此，在碘化铯探测器上，x线吸收和伪影之间的折衷相比于传统的闪烁体已几乎不是问题。
另外，碘化铯能很好地吸收x线，并且在数字图像产生之前瞬间产生光学图像，这种方式被称为间接转换。
碘化铯/非晶硅平板探测器的x线探测、图像采集和读出都是相互独立的过程。因此，探测器元素可以独立地优化而不影响整个探测器的性能。例如，碘化铯层可以做得很厚，用来保证最大的x线吸收；光电二极管转换可以设计得很薄，使暗电流和图像持留时间减少。
（3）碘化铯/非晶硅平板探测器的分辨率
各种数字平板探测器的图像质量可以通过dqe来衡量。因为，dqe综合了图像mtf、噪声和对比度的诸多因素。人们对数字成像系统中哪一种是最适宜的像素大小，目前的意见还不一致。
如果像素太小，电子噪声会降低图像质量；如果像素太大，分辨率的降低同样造成图像质量下降。这表明乳腺成像必须需要选择一个恰当的像素大小。像素的大小同时还会影响到图像的存储、传输时间、图像显示和存档。
与屏/片系统相似，荧光散射会影响图像质量，而且在空间分辨率和辐射敏感度之间有性能折衷。当闪烁体制作得较厚时，光传播增加，可导致分辨率降低。由于其针状（或称柱状）结构，csi（tl）碘化铯不会像其它屏那样产生太多光散射。然而，分辨率和敏感度之间的折衷依然存在。
间接转换数字探测器的闪烁体放置比屏/片系统的问题更多。对于屏/片系统而言，更多的x线是在靠近增感屏荧光体层的入射面被吸收，而不是在射出面被吸收。光电二极管/晶体管阵列不能透射x线。所以，该阵列需放置在闪烁体的射出表面上。与屏/片系统相比，这可会导致空间分辨率的下降。
非晶硒平板探测器
直接转换探测器使用了光电导材料，能将所吸收的光子转换成电荷，典型材料为非晶硒（a-se）。非晶体硒本身具有很好的固有空间分辨力，透过被照体的x线照射到平板探测器的非晶硒层时，由于非晶硒的导电特性被激发出电子-空穴对，即一对正负电子。该电子-空穴对在外加偏置电压形成的电场作用下被分离并反向运动，负电子跑向偏压的正极，正电子跑向偏压的负极，于是形成电流。电流的大小与入射x线光子的数量成正比，这些电流信号被存储在薄膜晶体管（thinfilmtransistor，tft）的极间电容上。由于电子和空穴是沿着电场线运动的。所以，它们在运动过程中没有横向电荷散布。这产生了一种异常狭窄的点扩散响应约1μm。
每个薄膜晶体管（tft）形成一个采集图像的最小单元，即像素。每个像素区内有一个场效应管，在读出该像素单元电信号时起开关作用。在读出控制信号的控制下，开关导通，把存储于电容内的像素信号逐一按顺序读出、放大，送到a／d转换器，从而将对应的像素电荷转化为数字图像信号。信号读出后，扫描电路自动清除硒层中的潜影和电容存储的电荷，为下一次的曝光和转换做准备。
当非晶硒被x线撞击以后，产生的光子和电子空穴对在外加电场的作用下直接到达光电导体的表面，由于强大的电场以及采用了减少电荷运动的措施，几乎没有信号丢失。数字读出设备和碘化铯/非晶硅系统的相似，只是用电极取代了光电二极管。其填充因子的效果远高于几何学填充因子（像素的电极部分），甚至接近100％。像素尺寸可达100μm×100μm以下，却没有减少有效填充因子的麻烦。
非晶硒平板探测器的非晶硒层直接将x线转换成电信号，平板探测器收集电子信号并读出得到图像。这种探测器也被称作“直接”探测器，因为非晶硒层直接将x线转变成数字图像信号而不是可见光图像。探测器两侧添加的2500伏特的电压可减少x线散射带来的模糊。因为在电荷充盈过程中很少有伪影，非晶硒层可变得很厚。但是，太厚的非晶硒会导致其他的伪影产生。
非晶硒层存在的局限性包括：吸收x线后非晶硒层产生的k-edgex线，会偏离原来被吸收的位置而造成伪影。伪影的程度取决于x线被吸收前在非晶硒内前行的距离。图像持留时间，限制了图像的采集速度，这对全自动曝光技术带来了负面效应。
探测器的设计必须在x线捕获和电子信号产生之间折衷。例如，为了增加x线吸收而增加非晶硒的厚度，这样就需要提高探测器两侧的电压来维持信号水平。同样的道理，带来更好x线吸收的厚非晶硒层设计与低持留时间和低暗电流要求的薄层设计相冲突。
探测器的主要性能指标
（1）调制传递函数（mtf）
调制传递函数（modulation transfer function，mtf）和探测量子效率（detective quantum efficiency，dqe）为成像性能提供了定量测量方法。mtf可测量空间分辨率，而dqe则是信噪比、对比分辨率和剂量效率的测量单位。通过查看相应的mtf和dqe曲线可以最好地反映成像系统的特点。然而，这不能用一个数字以单次空间频率适当地进行描述。可以用这些测量法去确定系统在一个空间频率范围内获取信息的好坏程度。
调制传递函数（mtf）是在一个空间频率范围内信号传递的度量标准，并且可对空间分辨率进行量化。任何系统的分辨率极限都是通过其像素尺寸加以确定的。例如，一个100μm像素的系统不能充分解析5lp/mm以上的空间频率。间接转换法可以使光散射数个像素，这进一步限制了系统的有效分辨率。
直接转换系统不受这一限制。直接转换硒探测器的mtf优于屏/片和间接转换探测器的mtf。直接转换硒探测器的内在空间分辨率比那些使用间接转换闪烁体的探测器的内在空间分辨率要高。当间接转换探测器的mtf在较高空间频率上显著降低时，直接转换硒探测器的mtf可在一个更大的空间频率范围内保持高水平。利用硒材料，通过光导元件的电荷不会有横向运动，而且其mtf与硒的厚度无关。因此，硒探测器在采集x线并转换为电信号方面效率颇高。
（2）量子检出效率（dqe）
在高空间频率条件下，即使有较高的mtf，小物体也会消失在系统的噪声中（。解决这一问题的方法是通过信号增强和噪声减弱来增强细微结构的可见度。
量子检出效率（dqe）度量的与空间频率成函数关系系统信噪传输，而且可以很好的衡量剂量效率。dqe受几个因素的影响，包括x线吸收量、信号曲线（由mtf测量）的幅度或强度以及噪声。
量子检出效率（dqe）是综合评价数字摄影系统性能的重要指标。图4-23显示数字平板探测器的dqe明显高于屏/片、cr系统。宏观来讲，dqe与影像质量成正比，与辐射剂量成反比。也就是说，当剂量相同时，影像质量优化；在相同的影像质量下，辐射剂量可以减半。
（3）动态范围
屏/片系统的动态范围是有限的，数字摄影技术提高了被照体成像对动态范围改善的需要。数字探测器可提供大为改善的动态性能。对于没有固有探测器噪声的理想探测器而言，在典型的乳腺摄影图像上，3100灰度水平是可以辨别的。这样，可以提供至少14位动态范围的系统不会使下层的信息降质。数字x线影像在不同的曝光条件和被照体厚度的条件下具有一致的品质。动态范围的扩大就意味着可以检测和记录下更多的影像信息。
dqe量子检出效率
量子检出效率（detectivequantumefficiency）描述了与空间频率相关的信息探测效率，它依赖于荧光屏的量子检出效率和形成最终影像中每一步的噪声。包括电子数、潜影激励和发射过程噪声、电子信号的转换噪声、与数字化相关的噪声、最终输出影像显示时的噪声。
dqe是平板探测器众多参数中最重要的一个，也是最难理解的一个。这个参数涉及了空间分辨率、图像信噪比和射线信噪比，而噪声又涉及了前面说到的电子噪声，还有量子噪声。比较复杂，以后再详细展开吧。
简单地说，在给定剂量下，给定分辨率下，dqe越高，说明了探测器对x射线的检测效率越高。这里所说的剂量是探测器接受到的剂量，分辨率常用0线对。
dqe高，那么图像的噪声就少，信号更强，图像层次就更多，细节更丰富。
由于dqe和剂量大小的关系非常大，因此评价平板探测器性能时一般不单纯比较dqe数值，而是比较“剂量-dqe”曲线。图7是不同探测器，0线对下不同剂量的dqe比较。
在剂量比较低时，cmos平板探测器的dqe更高；而剂量特别高时，非晶硅平板探测器的dqe更高。图中两条dqe曲线交点差不多位于yyt0744标准规定的c形臂探测器最大允许剂量处。也就是说，cmos在移动c形臂透视剂量范围下，其dqe比非晶硅探测器dqe高。
很多非晶硅平板ｃ形臂厂家在竞标时，经常写探测器dqe高，殊不知，在移动ｃ形臂的剂量范围内却是不成立的。在移动c形臂中，由于剂量低，碘化铯后的可见光非常弱，平板探测器的成像就像用相机在夜晚拍照一样。cmos探测器像微光相机，而非晶硅探测器像普通相机。普通相机在阳光下拍照效果非常好，在微弱的星光下拍照效果就比较差了；而微光相机在夜晚微弱星光下拍摄效果非常好，在强烈的阳光下拍照就会没有普通相机好了。
穿过患者的典型x线能谱在80kvp时，标准分辨率荧光板的dqe约等于0.25，高分辨率的荧光板的dqe约为0.13。
什么是dqe？
dqe（detectivequantumefficiency）：中文是量子检测效率，是指成像系统中输出信号与输入信号之比，可以解释为成像系统中有效量子的利用率，在医学影像设备领域里，dqe是衡量平板探测器效率性能的重要参数之一。
影响dqe的因素有哪些？
dqe认知误区
dqe高=平板探测器性能越好x
理论上：dqe的值越高，探测器的转化效率越好，在同样剂量的x射线条件下，理论上所获得的图像质量会越好，或者可以理解成如要获得同等图像质量，理论上所需要的x-ray剂量就越少。
实际上：dqe值不是衡量平板探测器的唯一标准！
如果把“平板探测器”比喻成汽车的“发动机”，那么”dqe”相当于“燃油的转换效率”，如一台汽车的发动机，消耗一升汽油，能有80%的能量转化成为动力，即便它是世界上数值最高，我们也只能说这台发动机的燃油效率高，而无法证明这汽车耗油量就一定少，一定跑得快，一定拉得多，一定坐的舒服。也就是说“燃油转换效率”不是评价“发动机”性能好坏的唯一标准，即：dqe值不是衡量平板探测器性能优劣的唯一标准。
dqe高=图像质量好x
实际上：dqe值和图像质量没有直接关系！
图像质量是由高压发生器、球管、滤线栅、电离室、影像接收系统（平板探测器）、图像后处理系统、操作者操作规范性、房间屏蔽及设备环境控制等综合因素决定，影像链各部件间达到最优化的组合、投照操作规范、屏蔽及环境保证最佳方可得到高质量的图像质量，而非由高dqe值平板探测器唯一决定，如果人为的提高dqe的值并超出合理的范围，必定是以牺牲图像分辨率和图像质量为代价。
举例：如果把业界公认的最好的奔驰发动机、宝马的变速箱、奥迪的底盘机械性组合在一起，由于彼此间未达到最佳的性能匹配，此拼装车的综合性能一定不如一台经济型轿车；同理，dqe只是影像链中平板探测器中的一个参数指标，单纯用dqe值来做为图像质量保证的衡量标准完全不切合实际。
非晶硒和非晶硅平板探测器的区别
无论是cmos平板探测器还是非晶硅平板探测器，在基本原理上都类似。
最重要的一个部件就是光电二极管阵列。
cmos探测器的光电二极管阵列是以晶体硅为原料，采用cmos工艺制作；
而非晶硅探测器是以非晶硅为原料，采用薄膜工艺(tft)制作。
二者的最大区别是：
cmos探测器在每个像素旁边都有一个放大器(又叫“主动像素”)，信号是放大后再传输；
非晶硅探测器的像素旁边没有放大器，信号是传输到探测器外面后再放大。
两种探测器的像素信号在传输过程中都会受到各种电子噪声的影响，噪声水平都差不多。
cmos探测器的信号放大后再传输，因此信号电平相对于噪声来说高很多，也就是信噪比高；
非晶硅探测器的信号传输后再放大，导致信号和噪声一起放大，在剂量比较低时，信号会被噪声淹没。
这就是非晶硅平板探测器低剂量dqe差的重要原因。
数定平板探测器的结构、应用与评估
在数字化摄片中，x线能量转换成电信号是通过平板探测器来实现的，所以平板探测器的特性会对dr图像质量产生比较大的影响。选择dr必然要考虑到平板探测器的选择。平板探测器的性能指标会对图像产生很大的影响，医院也应当根据实际需要选择适合自己的平板探测器。dr平板探测器可以分为两种∶非晶硒平板探测器和非晶硅平板探测器，从能量转换的方式来看，前者属于直接转换平板探测器，后者属于间接转换平板探测器。
非晶硒平板探测器主要由非晶硒层tft构成。入射的x射线使硒层产生电子空穴对，在外加偏压电场作用下，电子和空穴对向相反的方向移动形成电流，电流在薄膜晶体管中形成储存电荷。每一个晶体管的储存电荷量对应于入射x射线的剂量，通过读出电路可以知道每一点的电荷量，进而知道每点的x线剂量。由于非晶硒不产生可见光，没有散射线的影响，因此可以获得比较高的空间分辨率。
非晶硅平板探测器由碘化铯等闪烁晶体涂层与薄膜晶体管或电荷耦合器件或互补型金属氧化物半导体构成它的工作过程一般分为两步，首先闪烁晶体涂层将x线的能量转换成可见光;其次tft或者ccd，或cmos将可见光转换成电信号。由于在这过程中可见光会发生散射，对空间分辨率产生一定的影响。虽然新工艺中将闪烁体加工成柱状以提高对x线的利用及降低散射，但散射光对空间分辨率的影响不能完全消除。
ø不同平板探测器的比较
评价平板探测器成像质量的性能指标主要有两个∶量子探测效率和空间分辨率。dqe决定了平板探测器对不同组织密度差异的分辨能力;而空间分辨率决定了对组织细微结构的分辨能力。考察dqe和空间分辨率可以评估平板探测器的成像能力。
（1）影响平板探测器dqe的因素
在非晶硅平板探测器中，影响dqe的因素主要有两个方面∶闪烁体的涂层和将可见光转换成电信号的晶体管。
首先闪烁体涂层的材料和工艺影响了x线转换成可见光的能力，因此对dqe会产生影响。目前常见的闪烁体涂层材料有两种∶碘化铯和硫氧化钊。碘化铯将x线转换成可见光的能力比硫氧化钆强但成本比较高;将碘化铯加工成柱状结构，可以进一步提高捕获x线的能力，并减少散射光。使用硫氧化钆做涂层的探测器成像速度快，性能稳定，成本较低，但是转换效率不如碘化铯涂层高。
其次将闪烁体产生的可见光转换成电信号的方式也会对dqe产生影响。在碘化铯（（或者硫氧化钆）+薄膜晶体管（tft）这种结构的平板探测器中，由于tft的阵列可以做成与闪烁体涂层的面积一样大，因此可见光不需要经过透镜折射就可以投射到tft上，中间没有可以光子损失，因此dqe也比较高;在碘化铯+ccd（或者cmos）这种结构的平板探测器中，由于ccd（或者cmos）的面积不能做到与闪烁体涂层一样大，所以需要经过光学系统折射、反射后才能将全部影像投照到ccd（或者cmos）上，这过程使光子产生了损耗，因此dqe比较低。
在非晶硒平板探测器中，x线转换成电信号完全依赖于非晶硒层产生的电子空穴对，doe的高低取决于非晶硒层产生电荷能力。总的说来，csi+tft这种结构的间接转换平板探测器的极限dqe高于a-se直接转换平板探测器的极限dqe。
（2）影响平板探测器空间分辨率的因素
在非晶硅平板探测器中，由于可见光的产生，存在散射现象，空间分辨率不仅仅取决于单位面积内薄膜晶体管矩阵大小，而且还取决于对散射光的控制技术。总的说来，间接转换平板探测器的空间分辨率不如直接转换平板探测器的空间分辨率高。
在非晶硒平板探测器中，由于没有可见光的产生，不发生散射，空间分辨率取决于单位面积内薄膜晶体管矩阵大小。矩阵越大薄膜晶体管的个数越多，空间分辨率越高，随着工艺的提高可以做到很高的空间分辨率。
ø量子探测效率与空间分辨率的关系
对于同一种平板探测器，在不同的空间分辨率时，其doe是变化的;极限的dqe高，不等于在任何空间分辨率时dqe都高。dqe的计算公式如下∶
s∶信号平均强度;
mtf∶调制传递函数;
x∶x线曝光强度;
nps∶系统噪声功率谱;
c：x线量子系数
从计算公式中我们可以看到，在不同的mtf值中对应不同的dqe，也就是说在不同的空间分辨率时有不同的dqe。
非晶硅平板探测器的极限dqe比较高，但是随着空间分辨率的提高，其dqe下降得较多;而非晶硒平板探测器的极限dqe不如间接转换平板探测器的极限dqe高，但是随着空间分辨率的提高，其dqe下降比较平缓，在高空间分辨率时，dqe反而超过了非晶硅平板探测器。这种特性说明非晶硅平板探测器在区分组织密度差异的能力较强;而非晶硒平板探测器在区分细微结构差异的能力较高。
ø不同类型的平板探测器在临床上的应用
由于dqe影响了图像的对比度，空间分辨率影响图像对细节的分辨能力。在摄片中应根据不同的检查部位来选择不同类型平板探测器的dr。对于象胸部这样的检查，重点在于观察和区分不同组织的密度，因此对密度分辨率的要求比较高。在这种情况下，宜使用非晶硅平板探测器的dr，这样dqe比较高，容易获得较高对比度的图像，更有利于诊断;对于象四肢关节、乳腺这些部位的检查，需要对细节要有较高的显像，对空间分辨率的要求很高，因此宜采用非晶硒平板探测器的dr，以获得高空间分辨率的图像。目前绝大多数厂家的数字乳腺机都采用了非晶硒平板探测器，正是由于乳腺摄片对空间分辨率要求很高，而只有非晶硒平板探测器才可能达到相应的要求。
由此可见，不同类型的平板探测器由于材料、结构、工艺的不同而造成dqe和空间分辨率的差异。dqe影响了对组织密度差异的分辨能力;而空间分辨率影响了对细微结构的分辨能力。目前还没有一款dqe和空间分辨率都做得很高的平板探测器，因此需要在两者间做一个平衡。所以在购买和使用dr时，应该根据购买dr的主要用途和具体的检查部位去选择和使用不同类型平板探测器的dr，只有这样才能拍摄出最有利于诊断的图像。
伪影的形成与控制
伪影
cr影像上的伪影可以产生于硬件（如x线系统、滤线栅、阅读装置、成像板）、软件（比如假信号、算法）、成像体（比如摆位、运动等）诸多因素。
1、硬件伪影硬件伪影主要产生于成像板、影像阅读仪、硬拷贝打印机或冲洗机。最普遍的是ip的暂时性缺陷，诸如灰尘、污物和幻影（擦除不完全），这些伪影可以通过对成像板的清洁和（或）擦除而容易校正。影像阅读仪故障可以导致扫描线缺损和(或)影像畸变。存留在柱状反光镜和激光装置的尘粒可以表现为影像的衰减伪影。
1)ip污物沾染造成的伪影：清洁方法通常使用脱脂棉纱和镜头清洁器。
2)ip保养不良造成的伪影：表现有散在斑点状伪影，形似霉斑。这是由于ip清洁保养时用纱布蘸75%的酒精擦拭半年后所致，考虑为酒精作用ip以及ip擦洗后未待干燥便放入暗盒所致，这种对ip的不良影响是可逆的。在清洁ip时建议使用专门的ip清洁液，且待干燥后方可放入暗盒。
3)ip裂隙造成的伪影：柔性ip，因其在扫描过程中要被动弯曲，久而久之形成线性裂隙，接近桡骨的透亮缝隙可能会与体外异物相混淆。这些裂隙一旦产生，对于ip来讲将是不可逆转的。在照片上将是线性透明影或梭性透明形，原因是裂隙部无微量二价铕离子的氟氯化钡晶体，因此在购买ip时仔细检查，选择柔性好，质量高的ip，刚性ip可避免此类伪影的出现。
4)阅读器机械故障造成的伪影：由于成像板中激发的荧光非常微弱，采集装置需要距离成像板表面很近，当设备振动或采集部件故障时，就有可能造成成像板表层和荧光体层的划伤，从而产生伪影。这种损伤无法恢复，只能淘汰成像板。手正位影像中拇指内侧有一白色针状影像，疑似软组织异物，不加被照体直接对成像板曝光后仍存在此为影像。抽出成像板检查时发现成像板表面有一个被机械结构挤压形成的压痕。
5)ip边角分层所致伪影：cr读出装置暗盒型会出现此类伪影。摄影技师在对ip清洗时用指甲取出，久而久之致使ip4个角出现分层现象，增加了ip的厚度.而阅读器内的ip与其通道间的距离不变，所以在扫描过程中出现停滞现象，然后在调一头进行扫描就会出现影像。因此在取ip时一定要小心谨慎，不要以为边缘损坏无关紧要，同样会影响整幅图像的扫描。
6)摄影条件偏低所致的伪影：x线量子噪声是指x线量子泊松分布的统计学法则随机产生的空间波动。噪声量与x线检测器检测到的x线量成反比。因此相应的入入射的x线量成反比，即入射的（检测到的）光子剂量越大，x线量子噪声越小。解决的方法是加大x线摄影条件，一般认为使用感蓝屏/蓝片的摄影条件或稍大较妥。
7)摄影条件偏高所致的伪影：由于存储荧光体对散射线的高敏感性，后散射可造成伪影。在暗盒后背部加一层铅箔可以消除阴影。沿上腹部一侧的黑线是由透过暗盒部的后散射是造成的。因此摄影技师应该在可能的情况下校准曝光野，要尽可能的使用最佳摄影条件减少后散射。
胸部cr照片有股骨重叠影，原因是在摄股骨时x线摄影条件偏高，胸片摄影条件又偏低所致的“记忆伪影”。减低记忆伪影的产生就要控制数字影像系统两次曝光是时间延迟以及前后两次曝光量的差异，还要着重考虑用高强度和长时间的可见光擦拭过度曝光的ip。
8)紫外线、x线的散射线所致的伪影:表现为黑斑点伪影。若长期存放的ip，尽量给予屏蔽，在使用前最好进行一次强光擦除。
9)成像板老化造成的伪影:
成像板寿命一般曝光次数是10000次
2、cr信息转换伪影cr信息转换部分主要由激光扫描器、光电倍增管和a/d转换器组成。
1）激光扫描操作不当产生的伪影:在ip扫描过程中，无意碰触了阅读器的前进/暂停/反向键，致使ip在扫描过程中出现暂停，然后再继续扫描的结果。
2）激光扫描灰层产生的伪影
3）辊轴紧密度不适造成的伪影
4）阅读器擦拭未干造成的伪影
5）光电倍增管匹配伪影:为条状伪影。此伪影属于机械结构设计原因，无法人为消除。
6）影像读取伪影:当连接控制板和pmt的排线接触不良时，由于机械装置的轻微震动会引起放大指令信号传输的不稳，最终在图像中产生信号跃迁的断续伪影。
7）扫描装置灰尘
3、软件伪影
4、物体伪影:晕影和幻影。
5、照片伪影
6、其他伪影
1）激光打印伪影打印机中的多棱镜引导激光横向扫描胶片，常见的伪影通常是由多棱镜上的灰尘引起的。伪影表现在照片上是垂直于打印机激光扫描线的一条白线。
2）洗片机产生的伪影
3）移动模糊伪影
4）操作者错误引起的伪影
dr图像质量的评价方法
1.数字成像的客观评价和主管评价传统上对模拟成像进行评价的指标包括，客观评价中的调制传递函数（mtf，反映系统固有空间分辨率）和噪声功率谱（nps，反映噪声水平），主观评价中的受试者操作特性曲线（roc，代表检出的信息量）。
mtf一直作为线性或非线性成像系统空间分辨率特性的度量标准。在计算预采样mtf时，其方法有矩形波测试卡法、狭缝法、刀刃法等。
在放射数字影像中，噪声可有以下几个来源：初级量子噪声，泊松过量噪声，结构噪声，附加电子噪声，混叠噪声。
roc曲线法早在1970年以rossmann、metz为首的芝加哥大学研究小组制成。作为主观评价法既可验证，在进行具体临床实践时应用广泛，既可验证设备的实际性能，又可评判观察者的水平。roc曲线解析目前已具备完整的科学理论依据，成为影像检查技术和诊断方法对照研究的标准方法。
2.数字成像主管、客观结合的综合评价英国放射学会ecr制定的放射学质量评价6级标准规则为：
①技术水平
②诊断水平
③诊断效果
④治疗效果
⑤患者结局
⑥资源利用的最优化（最佳利用率）最高标准。
dr图像质量评价的参数
1、探测器调制传递函数(mtf)mtf是用于衡量系统如实传递和记录空间信息的能力。它以横坐标为空间频率，计算出光线对应于不同频率下的振幅，沿纵坐标绘制出相应曲线，纵坐标上的响应函数的数值表达了输入信号与输出信号的比值，故信息在100%完全重建到0%的绝对不能重建的范围内存在。dr系统是将光管发出来的光子直接转换成电信号，没有中间介质的加入和损耗，mtf性能好。dr系统较高的分辨率不需要病人接受较大的剂量。dr系统的mtf受采样频率的限制，它由平板探测器像素大小决定。其极限分辨率完全取决于像素的大小。另外，硒类探测器mtf比csi闪烁晶体探测器好。
2、噪声功率谱与空间分辨率响应
探测器的噪声主要来源于两个方面：①探测器电子学噪声②x线图像量子噪声。探测器电子学噪声在空间分辨率范围内为白噪声，通常采用噪声的均方根值rms来描述。
一个典型的非晶硅探测器电子学噪声主要有以下的部分构成，像元开关电流噪声，反向漏电流噪声，量子井噪声，读出电路噪声。其他造成路，列入模拟电路，ad转换电路噪声等。为了表示噪声的空间频率特性，通常用噪声功率谱来描述。
3.量子检出效率dqe也叫量子检出效率，探测器的dqe被定义为输出信噪比的平方与输入信噪比的平方之比，通常用百分数表示，用于表征探测器对于图像信噪比的传递性能。
snr代表图像的信噪比，表明系统检测x线光子的能力，是系统噪声与对比度的综合评价指标。噪声是影响dqe的主要因素。
csi闪烁晶体平板探测器的dqe比屏片组合系统高2-3倍，低对比物体的检出能力提高了45%，而剂量降低了50%-60%。
空间分辨率通常表示为每毫米最大的线对数(lp/mm)。
在数字化x射线摄影系统中，量子检测效率(dqe)综合了空间分辨率和图像噪声等各种因素，描述了将入射x射线转换为数字信号的曝光效率，提供了在不同分辨率的情况下的测量图像信噪比的方法。因而dqe是全面评估dr系统的一个最重要的参数，是衡量平板图像质量的金标准。
目前市场上的dr产品极限dqe约为60%。
4、探测器尺寸常见的多为17x17英寸或16x16英寸或14x17英寸。
5、图像上的空间分辨率主要有，像素尺寸和像素之间的间隔决定。胸片x线摄影，通畅为0.2mm的像素间隔(2.5lp/mm,大约一行2000个像素)。
6、动态范围指平板探测器所能检出的最强信号和最弱信号之间的范围。基于较宽的动态范围(0.5~1300ur)，许多公司开发出全新的组织均衡(te)技术，通过图像后处理使不同强度的信号，如(鼻骨和软组织)能在同一幅图像显示，为临床诊断提供便利。
7、iso平板感光度表示探测器对信号的敏感度。dr系统的iso最大值一般为800
iso能显著降低病人的受照剂量，对于经常复诊的病人和儿童具有重要意义。当iso等于1000时，普通病人的受照剂量为0.35dgy/cm。
8、填充因子目前市场上常见的dr系统平板探测器的填充因子一般为65%。非晶硅平板探测器的dr系统其优良特性为世人共识。从整个dr的发展趋势来看，整板技术，高dqe,宽动态范围，快速成像和低剂量必然成为未来发展方向。
9、探测器图像获取时间由探测器预备时间、曝光等待时间、曝光窗口、图像读出时间四部分构成。实际图像获取时间为5-6秒。
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1990年，美国施乐公司robertstreet等人，首次提出pin结构的非晶硅(a-si)光电二极管阵列结合二维非晶硅tft(薄膜晶体管)阵列寻址的探测器实现方式，这是最早的平板探测器文献记载。随后，各大影像设备企业对该技术进行了前期研究。
20世纪90年代末期，ge和铂金埃尔默(perkinelmer)合作、泰雷兹(thales)、西门子、飞利浦和合作投资trixell、万睿视(varex)、及佳能(canon)医疗等企业开发出非晶硅平板探测器。
2010年前后，非晶硅平板技术进一步扩散，传统胶片巨头锐珂(carestream)、富士(fujifilm)、柯尼卡(konica)和爱克发(agfa)也开发出平板探测器。
同时，韩国viewworks、rayence，我国的上海奕瑞、江苏康众也先后推出自己的非晶硅平板探测器。非晶硅因技术成熟、适应性好、低成本等原因，成为目前最主流平板探测器。
不过，非晶硅平板在乳腺、牙科、外科等动态成像应用领域，并不是最好的选择。于是，在乳腺领域，豪洛捷(hologic)发明了非晶硒平板探测器；在牙科(cbct)、外科(c型臂)等领域，dalsa首先研制出cmos平板探测器，我国成都善思微也已研发成功并量产中小尺寸的cmos探测器。
近几年，又出现了非晶硅改进型igzo探测器及直接转换型光子计数探测器。至此，x射线探测器领域出现了“百花齐放”的局面。不过，与ct核心部件的“刚刚开始”不同，国产x射线平板探测器已经成功“上了牌桌”。
两大技术方向
非晶硅/igzo/cmos平板探测器属于间接成像，其原理：将x射线转换为可见光，通过感应穿过物体x射线的强度，赋予图像不同灰度的等级，使人可以观察到图像。
因此，间接转换探测器的基本结构包括：闪烁体、传感器及读出电路、外围控制电路，闪烁体、传感器是核心部分，决定了平板探测器的主要性能指标。
与之相对的是直接转换，不需要闪烁体，光导半导体材料采集到x射线后，直接将x射线转换为电信号。因此，直接转换探测器的基本结构包括：传感器及读出电路、外围控制电路，传感器(光导半导体)是核心部分。目前，以主流非晶硅、cmos及新型igzo为代表的间接转换探测器是绝对的市场主流，占据平板探测器90%以上的市场份额。
间接转换探测器
01差异较大的闪烁体
根据探测器的闪烁体材料，可分为碘化铯(csi)平板和硫氧化钆(gdos)平板两种。二者成像原理基本一致，不过因探测材料不同，成本及性能有明显差异：
1）与碘化铯不同，gdos不需要长时间蒸镀沉积过程，生产工艺简单，产品稳定可靠，成本较csi低20%—30%；
2）相较于gdos，针状碘化铯晶体的x射线转换效率高30%—40%，横向光扩散也更小，具有更高的空间分辨率。因此，碘化铯平板的dqe更高，成像更清晰。根据ihsmarkit预测，在闪烁体领域，凭优异的性能，碘化铯将进一步挤占gdos的市场份额。
gdos和csi闪烁体差异(来自互联网)
闪烁体原材料性能和制备工艺对光转化率、余辉、空间分辨率等性能有着至关重要的影响，其生产工艺门槛较高，且量产良率控制难度较大，大部分探测器制造商通过外购方式获取闪烁体，自建闪烁体生产线的厂家较少。
1）在闪烁体材料方面，我国没有硫氧化钆闪烁体材料，主要来自日本；不过，江西东鹏新材料已经生产出纯度高达99.999%的碘化铯晶体粉末，实现了独立自主。
2）在闪烁体制备方面，江苏康众是我国最早研制出碘化铯探测器的企业，上海奕瑞是我国最早开发出硫氧化钆探测器的厂家，二者均掌握碘化铯直接生长技术，目前几乎接近国际先进水平。
02传感器是核心
目前，非晶硅平板因性价比优势，短时间内仍是静态平板探测器和大尺寸动态平板探测器的主流选择。不过从技术发展趋势看，探测器朝着更灵敏、更低噪声、更高帧速的方向发展，于是cmos、igzo等技术成为各大厂家研发的重点。
四大平板技术(来自互联网)
从应用领域来看，四种技术并无替代关系，但布局非晶硅技术的企业较多，未来市场潜力巨大的在于性能更优的igzo和cmos技术。因为，igzo技术可以大大提高像素的响应速度和扫描速率，主要应用于高速、大尺寸动态平板探测器，如dsa、动态dr等；cmos平板分辨率更高，主要应用于高帧速率、中小尺寸的动态平板探测器，如乳腺、牙科、外科、工业无损检测等。
基于tft技术探测器
无论目前广泛的非晶硅，还是未来可期的igzo及柔性探测器，均基于tft面板技术。根据半导体介质，tft平板探测器又分为非晶硅/igzo两种：
tft平板技术逻辑(来自互联网)
非晶硅/柔性探测器
所谓非晶硅平板，是指tft器件的沟道由非晶硅材料制成，并且非晶硅可以淀积在大面积玻璃基板衬底上，具有大面积、工艺成熟稳定、普通放射的能谱范围响应好、材料稳定可靠、环境适应性好等特点，可同时满足静态和动态探测器的需求，是最主流的x射线平板探测器传感器技术。目前，非晶硅技术已进入红海，几乎所有的探测器企业都生产非晶硅平板，使其更像一个“日用品”，参数只是一方面，质量和可靠性是更重要，甚至是最重要的。
非晶硅探测器(来自互联网)
柔性探测器，是目前比较前沿的x射线探测器技术。所谓柔性探测器，是指其tft衬底是柔性基板，即采用薄而柔软材料（如光学透明的聚亚酰胺）代替传统玻璃基板，制成可形变、可弯折、不易碎裂的柔性平板，具有超窄边框、轻便、抗冲撞、不易破损等特点。由于柔性基板与玻璃基板存在性能差异，柔性基板探测器技术工艺较为复杂，成本较为高昂，目前仅用于特定的场景，如移动医疗。随着柔性技术工艺不断改善、成本持续降低，未来可拓展至更多主流应用场景。目前我国的奕瑞和康众已推出相关产品。
igzo探测器
非晶硅探测器，之所以没有“一统天下”，反而成为“低端平板”的代名词，是因为其致命缺点：电子迁移率只有0.5-1.0cm^2/vs，使其低剂量dqe差，图像噪声较大，分辨率较低。于是，另一种igzo探测器诞生了，带来了更高分辨率和更高刷新率。其实，更严谨的说法是oxidetft，即氧化物tft。之所以被称为igzo，即氧化铟镓锌，是因为igzo其中最成功的代表。
igzo平板，同样属于tft技术平板，只不过其控制显示像素驱动由tft升级为速度更快的igzo，这是因为igzo电子迁移率是非晶硅的20到50倍，因此：1）可获得更高的像素读出速度和帧率；2）可大大缩小缩小晶体管尺寸，增加像素密度，使图像分辨率更高，改善低剂量dqe。
igzo平板，不仅继承了非晶硅平板的所有优势，如易于大面积制造，低成本；还具有更高的性能，如更低噪声、更高采集速度及更高分辨率，是理想的大尺寸高速动态平板探测器，可广泛应用在dsa、drf等x线透视设备中。在igzo平板领域，万睿视率先将该igzo技术引入并实现量产，我国的奕瑞也已初步实现igzo平板探测器的量产。
基于cmos技术探测器
cmos，即互补金属氧化物半导体，是组成芯片的基本单元。cmos技术听着很高级，其实离我们很近，几乎所有手机的摄像头都是基于cmos图像传感器芯片，与cmos平板异曲同工。如果说制作tft探测器像造电视，那么制作cmos探测器更像造芯片。因为，与非晶硅/igzo探测器的玻璃衬底不同，cmos探测器的衬底是单晶硅，其电子迁移率是1400cm^2/vs，这是制作晶圆的重要材料。
怎么非晶硅、igzo和cmos都提及电子迁移率，这么重要吗？
无论何种技术，都希望电子迁移率越快越好。因此，电子迁移率高，单个晶体管就可以做得更小，使显示像素更小，图像空间分辨率更高。
举个形象的栗子，如果希望在规定时间内运输足够多的煤炭到另一个城市，如果火车速度慢，就得多轨道多火车同时运输，显然这样非常占地方(空间分辨率低)；如果车速足够快，单节小火车也能搞定(空间分辨率高)。所以，“幸好”cmos探测器比较贵，否则就没其他技术啥事儿了。
那为什么cmos探测器比较贵？
非晶硅/igzo探测器的衬底是便宜的玻璃或者塑料，而cmos探测器的衬底是昂贵的单晶硅晶圆；基于tft的探测器可以实现低温制备，而基于cmos探测器的制备工艺温度更高更复杂。
举个例子，一台65寸的液晶电视才3000多元，而一片interi9cpu（尺寸：37.5mmx37.5mm）同样高达3000多元，一个20*20cm的cmos平板的面积是一片i9cpu的1000多倍。所以，cmos平板探测器比较贵，不过大家都知道贵有贵的好。
所谓cmos平板探测器，是指在一块晶圆上集成光电二极管、寻址电路，以及更重要的放大器(这是与非晶硅/igzo探测器的最大区别)，将信号放大后再传输到外面。因此，具有明显优于非晶硅探测器的低剂量dqe和更高的采集速度。
由于单晶硅的电子迁移速率更快，可以在光电二极管旁边增加放大器电路，将信号放大后再传输到外面，这是cmos平板与非晶硅或igzo平板的最大区别。因此，cmos探测器具有明显优于非晶硅/igzo探测器的高分辨率、高采集速度、高低剂量dqe。
三种探测器参数对比(原创)
不过，半导体晶圆尺寸限制，cmos平板广泛应用的是8寸晶圆，平板尺寸普遍为13*13cm和15*12cm，也可进行拼接，不过工艺较为复杂。cmos平板在中小尺寸动态x线设备应用上具有明显的优势，如牙科cbct、外科c型臂、乳腺机。
在cmos平板领域，dalsa和万睿视是目前全球最大的两家cmos探测器制造商，我国的成都善思微和上海奕瑞掌握该技术并具备量产能力，江苏康众也在研发中。其中，成都善思微研制了第一款国产cmos平板探测器并已实现量产。成都善思微，北京纳米维景分拆成立的探测器企业，曾参与静态ct专用探测器芯片及部件的研发，是一家专注于固态成像芯片及探测器模组的高科技企业，主营业务包括cmos平板探测器、ct探测器、光子计数探测器等。目前，其cmos平板探测器是我国最领先的，几乎所有的国产牙科cbct厂家都注册了其产品。
直接转换探测器
相较于间接转换型x射线探测器，直接转换型x射线探测器不需要通过闪烁体将x线转换成可见光，而是在x射线辐照到传感器材料时产生电子—空穴对，因不产生可见光，没有光横向扩散影响，具有更高的空间分辨率。其传感器材料具有较高的原子序数、较大的x射线吸收系数和较高的载流子迁移率；且只需要毫米级厚度就能基本完全吸收百千伏级的x射线，没有任何的延迟或残影。
直接和间接转换对比(来自互联网)
目前，直接转换型x射线探测器主要包括两种：以非晶硒材料为代表的能量积分型探测器，以碲化镉(cdte)、碲锌镉(czt)、单晶硅(si)为代表的光子计数探测器。
非晶硒探测器
非晶硒技术为hologic独有技术，还在专利保护期。与非晶硅平板类似，非晶硒平板同样是基于tft技术制成。历史上，曾有著名的非晶硅和非晶硒之战。其结果是，非晶硅探测器成为了市场主流。之所以非晶硒平板成为“冷门”，是因为：
1）硒元素对x射线的吸收性能差，受热结晶会导致性能衰减，需要进一步提高工艺稳定性；
2）非晶硒探测器启动偏压电场高达数千伏，会对tft开关造成不可逆的损伤，使得非晶硒探测器的使用寿命不长；
3）非晶硒平板对于温度非常敏感，使用条件也受到了一定限制；
4）非晶硒薄膜做不厚，不太适合高能x射线的探测。
乳腺检查非晶硒技术优势明显(来自互联网)目前，在乳腺x射线成像领域，非晶硒几乎是“王者”，高端乳腺机基本均采用非晶硒平板；不过因为价格原因，也有大量主打早期筛查的高性价比乳腺机采用非晶硅平板。此外，在乳腺断层成像领域，凭借高帧速、高分辨率、高低剂量dqe等性能，cmos平板成为乳腺tomo/dbt的更好选择。
光子计数探测器
光子计数探测器(photocountingdetector)，源于高能物理的直接x光转换技术，公认的下一代x射线成像技术。与其他基于闪烁体的探测器不同，光子计数探测器基于半导体材料，其原理是通过设置阈值把信号幅度超过阈值的光子从低于阈值的暗噪声中提取出来，可以消除暗电流导致的假计数，实现真正意义上的零噪声；因直接成像避免闪烁体造成的光散射，能实现更高的高空间分辨率和密度分辨率。此外，相比于积分型探测器的单色成像，光子计数探测器能实现射线多能谱采样点的多色成像，从而具备物质分辨能力，未来x射线成像将逐步从2d、3d发展到4d，从黑白发展到彩色。
光子技术探测器物质识别能力(来自互联网)
cdte/czt一直被公认为是很有前途的用于硬x射线吸收的半导体材料，能够有效地吸收10—140kev范围内的x射线，即使在室温下也能提供良好的能量分辨率。
目前，gps、万睿视及佳能企业正致力于光子计数探测器的研发及布局，研制线阵探测器或小尺寸面阵探测器，并应用在ct、核医学、乳腺成像、血管成像等领域。如万睿视旗下directconversion（dc）是目前全球最大的cdte探测器制造商，其xc-hydra系列是世界上第一个使用直接转换技术的商业化光子计数探测器。
2017年5月，科技部发布《“十三五”医疗器械科技创新专项规划》，指出：积极发展探测器新型闪烁晶体制备技术，开发基于光子计数探测器的血管减影造影x射线机，争取在光子计数低剂量成像方面达到国际先进水平。
目前，西北工业大学介万奇教授团队已开发出高性能探测器级czt晶体及高效率、低成本单晶制备技术和关键设备，一举打破国外封锁，并将综合成本降低50%以上。所生长的czt晶体性能已达到国际先进水平，并被应用在核医学成像、安检和医学成像等领域。
此外，深圳帧观德芯基于单晶硅实现面阵光子计数探测器量产，极大降低光子计数探测器成本，并应用在自家乳腺机；成都善思微也致力于光子计数探测器的研发，其创始人及团队也曾参与多个早期光子计数芯片及探测器科研项目。
行业对比
ccd传感器+影像增强器，作为曾经非常成功的探测器技术，目前仍活跃于外科c型臂中，但本文并没有涉及，是因为泰雷兹已停产影像增强器，仅剩佳能还在坚持，影增c形臂退出市场，平板c形臂成为主流是大势所趋。综合来看，非晶硅、igzo、cmos、柔性基板、非晶硒等五种技术适合于不同的应用场景：
1）非晶硅探测器，因具有出色的成本优势，短时间内仍会是平板探测器的主流技术平台。
2）igzo探测器，因采集时间短，信噪比高等特点，在动态平板上有很大优势。未来随着技术更趋成熟，igzo全面替代非晶硅(至少在动态平板领域)，应该是大势所趋。
3）cmos探测器，虽然主要应用在中小尺寸动态成像领域，但因其高分辨率、高帧速率和低剂量性能，在牙科、乳腺、外科及介入等场合，cmos平板也是主流技术平台。
4）柔性基板探测器，具有超窄边框、轻便、抗冲撞、不易破损等特点。不过目前成本较高，随着工艺不断改善，未来在部分特殊应用场景将取代传统的非晶硅探测器。
5）非晶硒探测器，因为更高的性能和成本，非晶硒在很长时间内仍会继续“统治”中高端乳腺机，直到光子计数探测器普及。
不同类型探测器对比
尽管已有若干基于光子计数探测器的设备，如gps的光子计数ct原型机，ab-ct的乳腺ct。不过因cdte/czt晶体价格过于昂贵，极大限制了其在医学影像等领域的应用及推广；此外，受限于这种特殊材料晶圆尺寸及制造工艺的良品率限制，单个光子计数探测器模组一般小于20mm，难以满足医学影像领域对人体组织的成像需求，目前只能通过阵列拼接方式构成大面积探测器。
目前，存在一些亟待解决的科学和技术问题：
1）高质量、低成本的cdte/czt晶体生长技术；
2）大尺寸czt探测器的设计与制备；
3）基于光子计数探测器的整机系统及应用算法的设计与开发。
毫无疑问，光子计数探测器是综合性能最优的一种x射线探测器，具有非常大的应用潜力，国内外都在积极探索，让我们拭目以待。
国产还“卡”在哪里？
2015年，国务院印发《中国制造2025》，提出：到2025年，影像设备等高性能诊疗设备70%的核心基础零部件、关键基础材料实现自主保障。其中，数字化x射线平板探测器正属于“中国制造2025”重点发展的高科技、高性能医疗和工业的核心部件。如今，我国出现了上海奕瑞、江苏康众、成都善思微、上海品臻、上海煜影等一批专注于平板探测器的研发、生产和销售的高科技企业；此外，万东、深图、安健、帧观德芯等整机企业也基本实现平板探测器的自产自用。那么，从平板探测器角度，国产与国际大厂还有哪些差距？带着这个问题，笔者有幸采访了cmos和光子计数探测器领域的专家：
1）从关键零部件角度，在非晶硅领域，目前还有些芯片没法国产；在cmos领域，晶圆目前仍靠国外流片，一些通用的adc、fpga芯片也没有实现国产；
2）从平板性能角度，目前，国产静态平板探测器与进口相差无几，但动态非晶硅和cmos平板还会有些差距。其实，我们有信心在性能上做到同等水平，但可能国内客户还抱怀疑态度；
3）从综合实力角度，国际大厂在平板探测器领域的深耕已久，目前来说还是非常有优势的，更多的差距是体现在产品品质、可靠性、及供应链等多维度的综合实力上，国产还在努力缩小差距。经过数十年发展，国产dr凭借高性价比占据国内近70%的市场份额，已呈燎原之势。这离不开国产整机厂商的努力，更离不开国产探测器的崛起。
数字平板探测器的原理与应用
1．电荷耦合器
从概念上讲，基于电荷耦合器（charge-coupleddevice，ccd）技术的数字摄影（dr）系统结构比较简单。ccd传感器对覆盖荧光体层所产生的可见光输出进行成像。当前所有应用ccd技术的dr系统都是间接转换形式。
由于临床荧光体成像区域与当前可用的ccd有效区域之间存在物理尺寸的差异，必须使用包括反射镜、透镜或光纤组件的不同技术，使得荧光体输出影像的尺寸缩小到ccd的成像区域。这种缩小效应的一个主要问题是对荧光体可见光采集效率偏低（可能<0.1%），从而引起所谓的成像链中二次量子降低，尤其是对于透镜耦合式的ccd探测器。这种不可避免的局限性导致了影像质量的下降。在临床相关条件下的量化测试显示，这些系统的性能低于传统的屏/片系统和cr系统。此外，影像缩小光学系统需要一定的物理空间，从而增加探测器外壳的厚度。当使用这些探测器对现存系统进行改型时会存在问题。
ccd对x线敏感，故产品要避免辐射损伤。ccd的另一个技术问题是需要冷却以减少噪声。故有可能发生水污染和停机故障。
ccd已经开发了几种数字探测器类型。一般尺寸较小，ccd广泛用于视频图像的采集。由于尺寸小，使得它难以显示较大面积的临床图像。
为了改善ccd小成像区域引起的性能局限，开发了使用多个ccd的系统。一种商品化的产品类型采用四个高性能的ccd与四个高质量的透镜排列相组合，对输入荧光体的四个重叠象限进行信号采集。
2．非晶硅平板探测器
最早的数字乳腺摄影系统使用的是间接转换探测器。非晶硅平板探测器属于间接转换型平板探测器，它主要分为两类：碘化铯+非晶硅、荧光体（硫氧化钆/铽）+非晶硅。由于荧光的散射效应在gd2o2s荧光体上更为明显，而碘化铯晶体具有的柱状结构可有效降低散射，因此，目前常见的非晶硅平板探测器多为碘化铯+非晶硅型。
（1）非晶硅探测器的工作原理
碘化铯([csi(tl)])闪烁晶体受到x线照射后，将入射的x线光子转换为可见光。可见光激发碘化铯层下方的非晶硅光电二极管阵列，使光电二极管产生电流，从而将可见光转换为电信号，在光电二极管自身的电容上形成储存电荷。
每一像素电荷量的变化与入射x线的强弱成正比，同时，读出阵列还将空间上连续的x线图像转换为一定数量的行和列构成的总阵列图像。点阵的密度决定了图像的空间分辨率。在中央时序控制器的统一控制下，居于行方向的行驱动电路与居于列方向的读取电路将电荷信号逐行取出，量化为数字信号。获取的数字信号经通信接口电路传至图像处理器，从而形成x线数字图像。
（2）碘化铯的特点
使用碘化铯层和光电二极管的非晶硅平板探测器中，碘化铯层不同于其它闪烁体，它的晶体直接生长在基板上。这种生长方式使得闪烁体与平板能达到比较理想的结合（图4-20）。碘化铯针状结构的通道，使吸收的x线直接到达探测器表面，比传统的闪烁体明显减少了x线的伪影。因此，在碘化铯探测器上，x线吸收和伪影之间的折衷相比于传统的闪烁体已几乎不是问题。
另外，碘化铯能很好地吸收x线，并且在数字图像产生之前瞬间产生光学图像，这种方式被称为间接转换。
碘化铯/非晶硅平板探测器的x线探测、图像采集和读出都是相互独立的过程。因此，探测器元素可以独立地优化而不影响整个探测器的性能。例如，碘化铯层可以做得很厚，用来保证最大的x线吸收；光电二极管转换可以设计得很薄，使暗电流和图像持留时间减少。
（3）碘化铯/非晶硅平板探测器的分辨率
各种数字平板探测器的图像质量可以通过dqe来衡量。因为，dqe综合了图像mtf、噪声和对比度的诸多因素。人们对数字成像系统中哪一种是最适宜的像素大小，目前的意见还不一致。
如果像素太小，电子噪声会降低图像质量；如果像素太大，分辨率的降低同样造成图像质量下降。这表明乳腺成像必须需要选择一个恰当的像素大小。像素的大小同时还会影响到图像的存储、传输时间、图像显示和存档。
与屏/片系统相似，荧光散射会影响图像质量，而且在空间分辨率和辐射敏感度之间有性能折衷。当闪烁体制作得较厚时，光传播增加，可导致分辨率降低。由于其针状（或称柱状）结构，csi（tl）碘化铯不会像其它屏那样产生太多光散射。然而，分辨率和敏感度之间的折衷依然存在。
间接转换数字探测器的闪烁体放置比屏/片系统的问题更多。对于屏/片系统而言，更多的x线是在靠近增感屏荧光体层的入射面被吸收，而不是在射出面被吸收。光电二极管/晶体管阵列不能透射x线。所以，该阵列需放置在闪烁体的射出表面上。与屏/片系统相比，这可会导致空间分辨率的下降。
非晶硒平板探测器
直接转换探测器使用了光电导材料，能将所吸收的光子转换成电荷，典型材料为非晶硒（a-se）。非晶体硒本身具有很好的固有空间分辨力，透过被照体的x线照射到平板探测器的非晶硒层时，由于非晶硒的导电特性被激发出电子-空穴对，即一对正负电子。该电子-空穴对在外加偏置电压形成的电场作用下被分离并反向运动，负电子跑向偏压的正极，正电子跑向偏压的负极，于是形成电流。电流的大小与入射x线光子的数量成正比，这些电流信号被存储在薄膜晶体管（thinfilmtransistor，tft）的极间电容上。由于电子和空穴是沿着电场线运动的。所以，它们在运动过程中没有横向电荷散布。这产生了一种异常狭窄的点扩散响应约1μm。
每个薄膜晶体管（tft）形成一个采集图像的最小单元，即像素。每个像素区内有一个场效应管，在读出该像素单元电信号时起开关作用。在读出控制信号的控制下，开关导通，把存储于电容内的像素信号逐一按顺序读出、放大，送到a／d转换器，从而将对应的像素电荷转化为数字图像信号。信号读出后，扫描电路自动清除硒层中的潜影和电容存储的电荷，为下一次的曝光和转换做准备。
当非晶硒被x线撞击以后，产生的光子和电子空穴对在外加电场的作用下直接到达光电导体的表面，由于强大的电场以及采用了减少电荷运动的措施，几乎没有信号丢失。数字读出设备和碘化铯/非晶硅系统的相似，只是用电极取代了光电二极管。其填充因子的效果远高于几何学填充因子（像素的电极部分），甚至接近100％。像素尺寸可达100μm×100μm以下，却没有减少有效填充因子的麻烦。
非晶硒平板探测器的非晶硒层直接将x线转换成电信号，平板探测器收集电子信号并读出得到图像。这种探测器也被称作“直接”探测器，因为非晶硒层直接将x线转变成数字图像信号而不是可见光图像。探测器两侧添加的2500伏特的电压可减少x线散射带来的模糊。因为在电荷充盈过程中很少有伪影，非晶硒层可变得很厚。但是，太厚的非晶硒会导致其他的伪影产生。
非晶硒层存在的局限性包括：吸收x线后非晶硒层产生的k-edgex线，会偏离原来被吸收的位置而造成伪影。伪影的程度取决于x线被吸收前在非晶硒内前行的距离。图像持留时间，限制了图像的采集速度，这对全自动曝光技术带来了负面效应。
探测器的设计必须在x线捕获和电子信号产生之间折衷。例如，为了增加x线吸收而增加非晶硒的厚度，这样就需要提高探测器两侧的电压来维持信号水平。同样的道理，带来更好x线吸收的厚非晶硒层设计与低持留时间和低暗电流要求的薄层设计相冲突。
探测器的主要性能指标
（1）调制传递函数（mtf）
调制传递函数（modulation transfer function，mtf）和探测量子效率（detective quantum efficiency，dqe）为成像性能提供了定量测量方法。mtf可测量空间分辨率，而dqe则是信噪比、对比分辨率和剂量效率的测量单位。通过查看相应的mtf和dqe曲线可以最好地反映成像系统的特点。然而，这不能用一个数字以单次空间频率适当地进行描述。可以用这些测量法去确定系统在一个空间频率范围内获取信息的好坏程度。
调制传递函数（mtf）是在一个空间频率范围内信号传递的度量标准，并且可对空间分辨率进行量化。任何系统的分辨率极限都是通过其像素尺寸加以确定的。例如，一个100μm像素的系统不能充分解析5lp/mm以上的空间频率。间接转换法可以使光散射数个像素，这进一步限制了系统的有效分辨率。
直接转换系统不受这一限制。直接转换硒探测器的mtf优于屏/片和间接转换探测器的mtf。直接转换硒探测器的内在空间分辨率比那些使用间接转换闪烁体的探测器的内在空间分辨率要高。当间接转换探测器的mtf在较高空间频率上显著降低时，直接转换硒探测器的mtf可在一个更大的空间频率范围内保持高水平。利用硒材料，通过光导元件的电荷不会有横向运动，而且其mtf与硒的厚度无关。因此，硒探测器在采集x线并转换为电信号方面效率颇高。
（2）量子检出效率（dqe）
在高空间频率条件下，即使有较高的mtf，小物体也会消失在系统的噪声中（。解决这一问题的方法是通过信号增强和噪声减弱来增强细微结构的可见度。
量子检出效率（dqe）度量的与空间频率成函数关系系统信噪传输，而且可以很好的衡量剂量效率。dqe受几个因素的影响，包括x线吸收量、信号曲线（由mtf测量）的幅度或强度以及噪声。
量子检出效率（dqe）是综合评价数字摄影系统性能的重要指标。图4-23显示数字平板探测器的dqe明显高于屏/片、cr系统。宏观来讲，dqe与影像质量成正比，与辐射剂量成反比。也就是说，当剂量相同时，影像质量优化；在相同的影像质量下，辐射剂量可以减半。
（3）动态范围
屏/片系统的动态范围是有限的，数字摄影技术提高了被照体成像对动态范围改善的需要。数字探测器可提供大为改善的动态性能。对于没有固有探测器噪声的理想探测器而言，在典型的乳腺摄影图像上，3100灰度水平是可以辨别的。这样，可以提供至少14位动态范围的系统不会使下层的信息降质。数字x线影像在不同的曝光条件和被照体厚度的条件下具有一致的品质。动态范围的扩大就意味着可以检测和记录下更多的影像信息。
dqe量子检出效率
量子检出效率（detectivequantumefficiency）描述了与空间频率相关的信息探测效率，它依赖于荧光屏的量子检出效率和形成最终影像中每一步的噪声。包括电子数、潜影激励和发射过程噪声、电子信号的转换噪声、与数字化相关的噪声、最终输出影像显示时的噪声。
dqe是平板探测器众多参数中最重要的一个，也是最难理解的一个。这个参数涉及了空间分辨率、图像信噪比和射线信噪比，而噪声又涉及了前面说到的电子噪声，还有量子噪声。比较复杂，以后再详细展开吧。
简单地说，在给定剂量下，给定分辨率下，dqe越高，说明了探测器对x射线的检测效率越高。这里所说的剂量是探测器接受到的剂量，分辨率常用0线对。
dqe高，那么图像的噪声就少，信号更强，图像层次就更多，细节更丰富。
由于dqe和剂量大小的关系非常大，因此评价平板探测器性能时一般不单纯比较dqe数值，而是比较“剂量-dqe”曲线。图7是不同探测器，0线对下不同剂量的dqe比较。
在剂量比较低时，cmos平板探测器的dqe更高；而剂量特别高时，非晶硅平板探测器的dqe更高。图中两条dqe曲线交点差不多位于yyt0744标准规定的c形臂探测器最大允许剂量处。也就是说，cmos在移动c形臂透视剂量范围下，其dqe比非晶硅探测器dqe高。
很多非晶硅平板ｃ形臂厂家在竞标时，经常写探测器dqe高，殊不知，在移动ｃ形臂的剂量范围内却是不成立的。在移动c形臂中，由于剂量低，碘化铯后的可见光非常弱，平板探测器的成像就像用相机在夜晚拍照一样。cmos探测器像微光相机，而非晶硅探测器像普通相机。普通相机在阳光下拍照效果非常好，在微弱的星光下拍照效果就比较差了；而微光相机在夜晚微弱星光下拍摄效果非常好，在强烈的阳光下拍照就会没有普通相机好了。
穿过患者的典型x线能谱在80kvp时，标准分辨率荧光板的dqe约等于0.25，高分辨率的荧光板的dqe约为0.13。
什么是dqe？
dqe（detectivequantumefficiency）：中文是量子检测效率，是指成像系统中输出信号与输入信号之比，可以解释为成像系统中有效量子的利用率，在医学影像设备领域里，dqe是衡量平板探测器效率性能的重要参数之一。
影响dqe的因素有哪些？
dqe认知误区
dqe高=平板探测器性能越好x
理论上：dqe的值越高，探测器的转化效率越好，在同样剂量的x射线条件下，理论上所获得的图像质量会越好，或者可以理解成如要获得同等图像质量，理论上所需要的x-ray剂量就越少。
实际上：dqe值不是衡量平板探测器的唯一标准！
如果把“平板探测器”比喻成汽车的“发动机”，那么”dqe”相当于“燃油的转换效率”，如一台汽车的发动机，消耗一升汽油，能有80%的能量转化成为动力，即便它是世界上数值最高，我们也只能说这台发动机的燃油效率高，而无法证明这汽车耗油量就一定少，一定跑得快，一定拉得多，一定坐的舒服。也就是说“燃油转换效率”不是评价“发动机”性能好坏的唯一标准，即：dqe值不是衡量平板探测器性能优劣的唯一标准。
dqe高=图像质量好x
实际上：dqe值和图像质量没有直接关系！
图像质量是由高压发生器、球管、滤线栅、电离室、影像接收系统（平板探测器）、图像后处理系统、操作者操作规范性、房间屏蔽及设备环境控制等综合因素决定，影像链各部件间达到最优化的组合、投照操作规范、屏蔽及环境保证最佳方可得到高质量的图像质量，而非由高dqe值平板探测器唯一决定，如果人为的提高dqe的值并超出合理的范围，必定是以牺牲图像分辨率和图像质量为代价。
举例：如果把业界公认的最好的奔驰发动机、宝马的变速箱、奥迪的底盘机械性组合在一起，由于彼此间未达到最佳的性能匹配，此拼装车的综合性能一定不如一台经济型轿车；同理，dqe只是影像链中平板探测器中的一个参数指标，单纯用dqe值来做为图像质量保证的衡量标准完全不切合实际。
非晶硒和非晶硅平板探测器的区别
无论是cmos平板探测器还是非晶硅平板探测器，在基本原理上都类似。
最重要的一个部件就是光电二极管阵列。
cmos探测器的光电二极管阵列是以晶体硅为原料，采用cmos工艺制作；
而非晶硅探测器是以非晶硅为原料，采用薄膜工艺(tft)制作。
二者的最大区别是：
cmos探测器在每个像素旁边都有一个放大器(又叫“主动像素”)，信号是放大后再传输；
非晶硅探测器的像素旁边没有放大器，信号是传输到探测器外面后再放大。
两种探测器的像素信号在传输过程中都会受到各种电子噪声的影响，噪声水平都差不多。
cmos探测器的信号放大后再传输，因此信号电平相对于噪声来说高很多，也就是信噪比高；
非晶硅探测器的信号传输后再放大，导致信号和噪声一起放大，在剂量比较低时，信号会被噪声淹没。
这就是非晶硅平板探测器低剂量dqe差的重要原因。
数定平板探测器的结构、应用与评估
在数字化摄片中，x线能量转换成电信号是通过平板探测器来实现的，所以平板探测器的特性会对dr图像质量产生比较大的影响。选择dr必然要考虑到平板探测器的选择。平板探测器的性能指标会对图像产生很大的影响，医院也应当根据实际需要选择适合自己的平板探测器。dr平板探测器可以分为两种∶非晶硒平板探测器和非晶硅平板探测器，从能量转换的方式来看，前者属于直接转换平板探测器，后者属于间接转换平板探测器。
非晶硒平板探测器主要由非晶硒层tft构成。入射的x射线使硒层产生电子空穴对，在外加偏压电场作用下，电子和空穴对向相反的方向移动形成电流，电流在薄膜晶体管中形成储存电荷。每一个晶体管的储存电荷量对应于入射x射线的剂量，通过读出电路可以知道每一点的电荷量，进而知道每点的x线剂量。由于非晶硒不产生可见光，没有散射线的影响，因此可以获得比较高的空间分辨率。
非晶硅平板探测器由碘化铯等闪烁晶体涂层与薄膜晶体管或电荷耦合器件或互补型金属氧化物半导体构成它的工作过程一般分为两步，首先闪烁晶体涂层将x线的能量转换成可见光;其次tft或者ccd，或cmos将可见光转换成电信号。由于在这过程中可见光会发生散射，对空间分辨率产生一定的影响。虽然新工艺中将闪烁体加工成柱状以提高对x线的利用及降低散射，但散射光对空间分辨率的影响不能完全消除。
ø不同平板探测器的比较
评价平板探测器成像质量的性能指标主要有两个∶量子探测效率和空间分辨率。dqe决定了平板探测器对不同组织密度差异的分辨能力;而空间分辨率决定了对组织细微结构的分辨能力。考察dqe和空间分辨率可以评估平板探测器的成像能力。
（1）影响平板探测器dqe的因素
在非晶硅平板探测器中，影响dqe的因素主要有两个方面∶闪烁体的涂层和将可见光转换成电信号的晶体管。
首先闪烁体涂层的材料和工艺影响了x线转换成可见光的能力，因此对dqe会产生影响。目前常见的闪烁体涂层材料有两种∶碘化铯和硫氧化钊。碘化铯将x线转换成可见光的能力比硫氧化钆强但成本比较高;将碘化铯加工成柱状结构，可以进一步提高捕获x线的能力，并减少散射光。使用硫氧化钆做涂层的探测器成像速度快，性能稳定，成本较低，但是转换效率不如碘化铯涂层高。
其次将闪烁体产生的可见光转换成电信号的方式也会对dqe产生影响。在碘化铯（（或者硫氧化钆）+薄膜晶体管（tft）这种结构的平板探测器中，由于tft的阵列可以做成与闪烁体涂层的面积一样大，因此可见光不需要经过透镜折射就可以投射到tft上，中间没有可以光子损失，因此dqe也比较高;在碘化铯+ccd（或者cmos）这种结构的平板探测器中，由于ccd（或者cmos）的面积不能做到与闪烁体涂层一样大，所以需要经过光学系统折射、反射后才能将全部影像投照到ccd（或者cmos）上，这过程使光子产生了损耗，因此dqe比较低。
在非晶硒平板探测器中，x线转换成电信号完全依赖于非晶硒层产生的电子空穴对，doe的高低取决于非晶硒层产生电荷能力。总的说来，csi+tft这种结构的间接转换平板探测器的极限dqe高于a-se直接转换平板探测器的极限dqe。
（2）影响平板探测器空间分辨率的因素
在非晶硅平板探测器中，由于可见光的产生，存在散射现象，空间分辨率不仅仅取决于单位面积内薄膜晶体管矩阵大小，而且还取决于对散射光的控制技术。总的说来，间接转换平板探测器的空间分辨率不如直接转换平板探测器的空间分辨率高。
在非晶硒平板探测器中，由于没有可见光的产生，不发生散射，空间分辨率取决于单位面积内薄膜晶体管矩阵大小。矩阵越大薄膜晶体管的个数越多，空间分辨率越高，随着工艺的提高可以做到很高的空间分辨率。
ø量子探测效率与空间分辨率的关系
对于同一种平板探测器，在不同的空间分辨率时，其doe是变化的;极限的dqe高，不等于在任何空间分辨率时dqe都高。dqe的计算公式如下∶
s∶信号平均强度;
mtf∶调制传递函数;
x∶x线曝光强度;
nps∶系统噪声功率谱;
c：x线量子系数
从计算公式中我们可以看到，在不同的mtf值中对应不同的dqe，也就是说在不同的空间分辨率时有不同的dqe。
非晶硅平板探测器的极限dqe比较高，但是随着空间分辨率的提高，其dqe下降得较多;而非晶硒平板探测器的极限dqe不如间接转换平板探测器的极限dqe高，但是随着空间分辨率的提高，其dqe下降比较平缓，在高空间分辨率时，dqe反而超过了非晶硅平板探测器。这种特性说明非晶硅平板探测器在区分组织密度差异的能力较强;而非晶硒平板探测器在区分细微结构差异的能力较高。
ø不同类型的平板探测器在临床上的应用
由于dqe影响了图像的对比度，空间分辨率影响图像对细节的分辨能力。在摄片中应根据不同的检查部位来选择不同类型平板探测器的dr。对于象胸部这样的检查，重点在于观察和区分不同组织的密度，因此对密度分辨率的要求比较高。在这种情况下，宜使用非晶硅平板探测器的dr，这样dqe比较高，容易获得较高对比度的图像，更有利于诊断;对于象四肢关节、乳腺这些部位的检查，需要对细节要有较高的显像，对空间分辨率的要求很高，因此宜采用非晶硒平板探测器的dr，以获得高空间分辨率的图像。目前绝大多数厂家的数字乳腺机都采用了非晶硒平板探测器，正是由于乳腺摄片对空间分辨率要求很高，而只有非晶硒平板探测器才可能达到相应的要求。
由此可见，不同类型的平板探测器由于材料、结构、工艺的不同而造成dqe和空间分辨率的差异。dqe影响了对组织密度差异的分辨能力;而空间分辨率影响了对细微结构的分辨能力。目前还没有一款dqe和空间分辨率都做得很高的平板探测器，因此需要在两者间做一个平衡。所以在购买和使用dr时，应该根据购买dr的主要用途和具体的检查部位去选择和使用不同类型平板探测器的dr，只有这样才能拍摄出最有利于诊断的图像。
伪影的形成与控制
伪影
cr影像上的伪影可以产生于硬件（如x线系统、滤线栅、阅读装置、成像板）、软件（比如假信号、算法）、成像体（比如摆位、运动等）诸多因素。
1、硬件伪影硬件伪影主要产生于成像板、影像阅读仪、硬拷贝打印机或冲洗机。最普遍的是ip的暂时性缺陷，诸如灰尘、污物和幻影（擦除不完全），这些伪影可以通过对成像板的清洁和（或）擦除而容易校正。影像阅读仪故障可以导致扫描线缺损和(或)影像畸变。存留在柱状反光镜和激光装置的尘粒可以表现为影像的衰减伪影。
1)ip污物沾染造成的伪影：清洁方法通常使用脱脂棉纱和镜头清洁器。
2)ip保养不良造成的伪影：表现有散在斑点状伪影，形似霉斑。这是由于ip清洁保养时用纱布蘸75%的酒精擦拭半年后所致，考虑为酒精作用ip以及ip擦洗后未待干燥便放入暗盒所致，这种对ip的不良影响是可逆的。在清洁ip时建议使用专门的ip清洁液，且待干燥后方可放入暗盒。
3)ip裂隙造成的伪影：柔性ip，因其在扫描过程中要被动弯曲，久而久之形成线性裂隙，接近桡骨的透亮缝隙可能会与体外异物相混淆。这些裂隙一旦产生，对于ip来讲将是不可逆转的。在照片上将是线性透明影或梭性透明形，原因是裂隙部无微量二价铕离子的氟氯化钡晶体，因此在购买ip时仔细检查，选择柔性好，质量高的ip，刚性ip可避免此类伪影的出现。
4)阅读器机械故障造成的伪影：由于成像板中激发的荧光非常微弱，采集装置需要距离成像板表面很近，当设备振动或采集部件故障时，就有可能造成成像板表层和荧光体层的划伤，从而产生伪影。这种损伤无法恢复，只能淘汰成像板。手正位影像中拇指内侧有一白色针状影像，疑似软组织异物，不加被照体直接对成像板曝光后仍存在此为影像。抽出成像板检查时发现成像板表面有一个被机械结构挤压形成的压痕。
5)ip边角分层所致伪影：cr读出装置暗盒型会出现此类伪影。摄影技师在对ip清洗时用指甲取出，久而久之致使ip4个角出现分层现象，增加了ip的厚度.而阅读器内的ip与其通道间的距离不变，所以在扫描过程中出现停滞现象，然后在调一头进行扫描就会出现影像。因此在取ip时一定要小心谨慎，不要以为边缘损坏无关紧要，同样会影响整幅图像的扫描。
6)摄影条件偏低所致的伪影：x线量子噪声是指x线量子泊松分布的统计学法则随机产生的空间波动。噪声量与x线检测器检测到的x线量成反比。因此相应的入入射的x线量成反比，即入射的（检测到的）光子剂量越大，x线量子噪声越小。解决的方法是加大x线摄影条件，一般认为使用感蓝屏/蓝片的摄影条件或稍大较妥。
7)摄影条件偏高所致的伪影：由于存储荧光体对散射线的高敏感性，后散射可造成伪影。在暗盒后背部加一层铅箔可以消除阴影。沿上腹部一侧的黑线是由透过暗盒部的后散射是造成的。因此摄影技师应该在可能的情况下校准曝光野，要尽可能的使用最佳摄影条件减少后散射。
胸部cr照片有股骨重叠影，原因是在摄股骨时x线摄影条件偏高，胸片摄影条件又偏低所致的“记忆伪影”。减低记忆伪影的产生就要控制数字影像系统两次曝光是时间延迟以及前后两次曝光量的差异，还要着重考虑用高强度和长时间的可见光擦拭过度曝光的ip。
8)紫外线、x线的散射线所致的伪影:表现为黑斑点伪影。若长期存放的ip，尽量给予屏蔽，在使用前最好进行一次强光擦除。
9)成像板老化造成的伪影:
成像板寿命一般曝光次数是10000次
2、cr信息转换伪影cr信息转换部分主要由激光扫描器、光电倍增管和a/d转换器组成。
1）激光扫描操作不当产生的伪影:在ip扫描过程中，无意碰触了阅读器的前进/暂停/反向键，致使ip在扫描过程中出现暂停，然后再继续扫描的结果。
2）激光扫描灰层产生的伪影
3）辊轴紧密度不适造成的伪影
4）阅读器擦拭未干造成的伪影
5）光电倍增管匹配伪影:为条状伪影。此伪影属于机械结构设计原因，无法人为消除。
6）影像读取伪影:当连接控制板和pmt的排线接触不良时，由于机械装置的轻微震动会引起放大指令信号传输的不稳，最终在图像中产生信号跃迁的断续伪影。
7）扫描装置灰尘
3、软件伪影
4、物体伪影:晕影和幻影。
5、照片伪影
6、其他伪影
1）激光打印伪影打印机中的多棱镜引导激光横向扫描胶片，常见的伪影通常是由多棱镜上的灰尘引起的。伪影表现在照片上是垂直于打印机激光扫描线的一条白线。
2）洗片机产生的伪影
3）移动模糊伪影
4）操作者错误引起的伪影
dr图像质量的评价方法
1.数字成像的客观评价和主管评价传统上对模拟成像进行评价的指标包括，客观评价中的调制传递函数（mtf，反映系统固有空间分辨率）和噪声功率谱（nps，反映噪声水平），主观评价中的受试者操作特性曲线（roc，代表检出的信息量）。
mtf一直作为线性或非线性成像系统空间分辨率特性的度量标准。在计算预采样mtf时，其方法有矩形波测试卡法、狭缝法、刀刃法等。
在放射数字影像中，噪声可有以下几个来源：初级量子噪声，泊松过量噪声，结构噪声，附加电子噪声，混叠噪声。
roc曲线法早在1970年以rossmann、metz为首的芝加哥大学研究小组制成。作为主观评价法既可验证，在进行具体临床实践时应用广泛，既可验证设备的实际性能，又可评判观察者的水平。roc曲线解析目前已具备完整的科学理论依据，成为影像检查技术和诊断方法对照研究的标准方法。
2.数字成像主管、客观结合的综合评价英国放射学会ecr制定的放射学质量评价6级标准规则为：
①技术水平
②诊断水平
③诊断效果
④治疗效果
⑤患者结局
⑥资源利用的最优化（最佳利用率）最高标准。
dr图像质量评价的参数
1、探测器调制传递函数(mtf)mtf是用于衡量系统如实传递和记录空间信息的能力。它以横坐标为空间频率，计算出光线对应于不同频率下的振幅，沿纵坐标绘制出相应曲线，纵坐标上的响应函数的数值表达了输入信号与输出信号的比值，故信息在100%完全重建到0%的绝对不能重建的范围内存在。dr系统是将光管发出来的光子直接转换成电信号，没有中间介质的加入和损耗，mtf性能好。dr系统较高的分辨率不需要病人接受较大的剂量。dr系统的mtf受采样频率的限制，它由平板探测器像素大小决定。其极限分辨率完全取决于像素的大小。另外，硒类探测器mtf比csi闪烁晶体探测器好。
2、噪声功率谱与空间分辨率响应
探测器的噪声主要来源于两个方面：①探测器电子学噪声②x线图像量子噪声。探测器电子学噪声在空间分辨率范围内为白噪声，通常采用噪声的均方根值rms来描述。
一个典型的非晶硅探测器电子学噪声主要有以下的部分构成，像元开关电流噪声，反向漏电流噪声，量子井噪声，读出电路噪声。其他造成路，列入模拟电路，ad转换电路噪声等。为了表示噪声的空间频率特性，通常用噪声功率谱来描述。
3.量子检出效率dqe也叫量子检出效率，探测器的dqe被定义为输出信噪比的平方与输入信噪比的平方之比，通常用百分数表示，用于表征探测器对于图像信噪比的传递性能。
snr代表图像的信噪比，表明系统检测x线光子的能力，是系统噪声与对比度的综合评价指标。噪声是影响dqe的主要因素。
csi闪烁晶体平板探测器的dqe比屏片组合系统高2-3倍，低对比物体的检出能力提高了45%，而剂量降低了50%-60%。
空间分辨率通常表示为每毫米最大的线对数(lp/mm)。
在数字化x射线摄影系统中，量子检测效率(dqe)综合了空间分辨率和图像噪声等各种因素，描述了将入射x射线转换为数字信号的曝光效率，提供了在不同分辨率的情况下的测量图像信噪比的方法。因而dqe是全面评估dr系统的一个最重要的参数，是衡量平板图像质量的金标准。
目前市场上的dr产品极限dqe约为60%。
4、探测器尺寸常见的多为17x17英寸或16x16英寸或14x17英寸。
5、图像上的空间分辨率主要有，像素尺寸和像素之间的间隔决定。胸片x线摄影，通畅为0.2mm的像素间隔(2.5lp/mm,大约一行2000个像素)。
6、动态范围指平板探测器所能检出的最强信号和最弱信号之间的范围。基于较宽的动态范围(0.5~1300ur)，许多公司开发出全新的组织均衡(te)技术，通过图像后处理使不同强度的信号，如(鼻骨和软组织)能在同一幅图像显示，为临床诊断提供便利。
7、iso平板感光度表示探测器对信号的敏感度。dr系统的iso最大值一般为800
iso能显著降低病人的受照剂量，对于经常复诊的病人和儿童具有重要意义。当iso等于1000时，普通病人的受照剂量为0.35dgy/cm。
8、填充因子目前市场上常见的dr系统平板探测器的填充因子一般为65%。非晶硅平板探测器的dr系统其优良特性为世人共识。从整个dr的发展趋势来看，整板技术，高dqe,宽动态范围，快速成像和低剂量必然成为未来发展方向。
9、探测器图像获取时间由探测器预备时间、曝光等待时间、曝光窗口、图像读出时间四部分构成。实际图像获取时间为5-6秒。
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