Diferencias entre silicio amorfo para receptores de detectores planos y silicio cristalino para receptores de detectores
1. Los tipos de detectores de panel plano se pueden dividir a grandes rasgos en tipo CCD, tipo de silicio amorfo y tipo amorfo. El principio fundamental del detector de panel plano CCD es que el CCD en el detector recibe la señal de luz, la lee y forma una imagen digital.
2. El núcleo del detector de panel plano de silicio amorfo es una placa de matriz compuesta de silicio amorfo y transistores de película delgada. Cada unidad de la placa de matriz contiene un condensador de almacenamiento y un transistor de efecto de campo de silicio amorfo. Toda la matriz digital está empaquetada en una caja como un "clip" y se compone principalmente de una capa de centelleo, una placa de matriz, un sustrato de vidrio, un circuito de lectura, etc. Su buena densidad y resolución espacial representan la principal dirección de desarrollo en la actualidad.
El yoduro de cesio (CsI) tiene una alta recepción de rayos X y un alto rendimiento de fotones de luz visible. Debido a que el mayor número atómico del cesio lo convierte en la mejor opción para un receptor de rayos X, este metal es ideal para introducir rayos X. Se necesitan de 20 a 25 electronvoltios para generar un fotón. El CsI dopado con cesio excita la luz a 550 nm, que es el pico de la sensibilidad espectral del silicio amorfo.
3. Como material fotoconductor, hay dos razones: ① Las características de alta resolución del propio fotorresistor; (2) una capa de absorción fotoconductora más gruesa puede obtener una mayor sensibilidad a los rayos X. La energía de los rayos X se puede convertir directamente en señales eléctricas. Los pares de huecos de electrones generados por la irradiación de rayos X en la capa fotoconductora se separan mediante un campo eléctrico bajo un voltaje de polarización de 6 KV, se recopilan por cada unidad de píxel y se convierten en datos de imágenes digitales de rayos X.
La placa matriz incluye transistores de película delgada (TFT), condensadores de almacenamiento de energía y colectores de corriente, sobre los que se deposita una capa de silicio amorfo con un espesor de unas 500 micras y múltiples píxeles (139×139μm). en una matriz bidimensional, con líneas de puerta dispuestas en filas. El tamaño de los píxeles TFT determina directamente la resolución espacial de la imagen. Cada píxel tiene un electrodo receptor de carga, un condensador de almacenamiento de señal y un transmisor de señal, que están conectados al circuito de escaneo a través de una red de datos. Finalmente, el circuito de lectura lee la señal digital y la restaura en una imagen.
El silicio amorfo es el material más ideal para los receptores de rayos X porque no se daña con la radiación.
Lo anterior es la estructura principal del detector de panel plano. El detector de panel plano y el tubo de rayos X constituyen la parte principal de la imagen digital directa. La otra parte son operaciones, control de calidad y posprocesamiento. La mayor parte del trabajo lo realizan las computadoras.
Las funciones en tiempo real del procesador principal incluyen: corrección de compensación y ganancia; sujeción del nivel de negro; acumulación y ecualización de cuadros; Para el posprocesamiento de imágenes, se pueden utilizar procesadores auxiliares para completar, incluido el control de exposición a rayos X, ventanas de datos de imágenes, escaneo a modo normal, búsqueda de directorio, reducción de ruido y filtrado recursivo variable.
Un rendimiento óptimo requiere poco ruido, amplio rango dinámico y respuesta rápida.
El sistema de imágenes DDR se puede combinar con la máquina de rayos X original del usuario para proporcionar datos de imágenes de rayos X digitales. Otros equipos auxiliares incluyen: controlador de escaneo, controlador de sistema, monitor de imagen, etc. El controlador de escaneo se compone principalmente de un circuito de escaneo matricial controlado por computadora, un circuito de recuperación y un dispositivo de conversión de datos de escaneo. El escáner del sistema es un sistema host de computadora, que incluye programas operativos, programas de procesamiento de imágenes, almacenamiento de imágenes, administración de redes de impresión, etc. Los monitores de imagen pueden mostrar imágenes fotográficas para proporcionar al personal una referencia de calidad fotográfica.
La conversión de rayos X en señales eléctricas se puede realizar de forma directa o indirecta. En el modo de conversión directa, se aplica un voltaje a la capa que actúa como fotoconductor y la energía de los rayos X se convierte directamente en una señal eléctrica. En el modo de conversión indirecta, los rayos X se convierten primero en señales ópticas mediante un destello y luego las señales ópticas se convierten en señales eléctricas mediante fotodiodos.
Los detectores de pantalla plana se pueden convertir de las dos formas anteriores. La principal diferencia radica en su estructura de fabricación. Los dos tipos de detectores anteriores tienen cada uno sus propias ventajas y desventajas. Debido a la estructura cristalina de la capa centelleadora de CsI, inevitablemente se produce dispersión de luz durante la transmisión de señales y la tasa de absorción disminuye, pero tiene poco impacto en la calidad de la imagen final. Su alta eficiencia de detección cuántica (DQE) permite imágenes de alta calidad con exposición a dosis bajas. Debido a su rápida velocidad de obtención de imágenes, se puede utilizar en campos como la perspectiva y la resta de tiempo, lo que aumenta en gran medida el alcance de aplicación de la inspección por rayos X. Como fotoconductor, las señales ópticas se pueden convertir directamente en señales eléctricas, evitando la dispersión. Sin embargo, la tasa de absorción de rayos X es baja y la calidad de la imagen no se puede garantizar bien con dosis bajas. Y esta capa es sensible a la temperatura, por lo que las condiciones de uso son limitadas.
Los detectores de panel plano de DR y DDR se pueden aplicar fácilmente a equipos de fotografía de rayos X convencionales y fijarse en el filtro de un soporte de rayos X de tórax vertical o de una cama plana. Las imágenes se muestran segundos después de la exposición, el casete se puede transportar de un lado a otro sin imágenes fantasma y el sistema en sí tiene una construcción sólida sin ningún movimiento mecánico.
Al mismo tiempo que la exposición, la imagen fotográfica se puede mostrar en el monitor del quirófano y el personal puede juzgar la calidad de la proyección, acortar el tiempo del examen y evitar exámenes repetidos del paciente por razones técnicas.