1、非晶硅平板探测器
非晶硒平板探测器的基本结构
非晶硒平板探测器的基本结构非晶硒平板探测器，这名字听起来就挺高大上的，对吧？其实它的基本结构就像一场简单却不失精彩的魔术表演，咱们今天就来聊聊它的“魔法”。
想象一下，咱们在电影院里看到的那些超级大片，银幕上闪烁的影像其实就是靠这些小玩意儿在背后默默支持的。
非晶硒平板探测器的基本结构有点像一个多层次的蛋糕，每一层都有它的秘密与功能。
说到这里，可能有人会想：“这蛋糕好吃吗？”哈哈，当然是看不见、摸不着的，所以咱们就先不担心“口味”问题。
非晶硒材料就像蛋糕底，是这个结构的基础。
它是无序的，听起来有点神秘，其实就是指分子排列得不那么规整，像一团乱麻。
但正因为这种无序，才让它在光电转换方面表现得特别出色。
咱们知道，光线照射到非晶硒上，它能把光能转化为电能，这就像把阳光变成电池里的电一样，简单又有效。
想象一下，如果非晶硒是一块大海，那每一束光就是海浪拍打上来的水花，激活后就能产生一波波电能。
再说说上面的一层电极，通常是铟锡氧化物。
这个名字虽然听起来像是某个高深的化学公式，其实就像是蛋糕上的糖霜，让整个结构更加美观、光滑。
它的作用就是收集从非晶硒层产生的电流，像是把蛋糕上的美味都收集到一起，保证每一口都好吃。
这一层虽然看似薄薄的一层，却是不可或缺的存在，少了它，就像没有糖霜的蛋糕，少了那种诱人的光泽感。
然后是支撑层，通常由玻璃或塑料制成。
这层就像是蛋糕的底盘，虽然看不见，但没有它，整个蛋糕可就站不住了。
支撑层的作用就是保持结构的稳定性。
想象一下，如果咱们把蛋糕放在不稳的桌子上，轻轻一碰，哎呀，整个人都慌了，蛋糕也散架了，对吧？支撑层就负责避免这种惨剧的发生，确保探测器能够正常工作。
咱们再聊聊这个探测器是怎么运作的。
光线照射到非晶硒层，产生了电子和空穴。
这俩家伙就像是打游戏的两个人，互相追逐，一旦结合，就形成了电流。
这个过程就像是一场小型的舞会，大家都在那儿欢快地跳舞。
随着光线的不断照射，电子和空穴的“舞会”也越来越热闹，电流自然就源源不断地被产生出来。
非晶硅平板探测器DR成像校正方法
非晶硅平板探测器DR成像校正方法闵吉磊;危荃;敖波;曾亚斌【摘要】Correction of flat panel detector is the premise of acquiring high quality digital radiography ( DR) images, X-ray DR imaging experiments were carried out for amorphous silicon flat panel detector of PE0822 in this paper. When the flat panel detector warming up for more than 30 min, the dark image is relatively stable. According to the classification standard of bad pixels, 3 121 points are identified by DR tests, and generate a new map of bad pixels, finally offset correction, gain correction and bad pixel correction were performed for output images of flat panel detector from software. The 1st stage high-pressure turbine blade are used to imaging by flat panel detector, experimental results show that when performed offset correction, gain correction and bad pixel correction, the quality of DR image is improved, the gray value of DR image is between 32 000 and 60 000, and IQI sensitivity can meet the requirements of technology of film radiography, so DR can be used to inspect the body of turbine blade.%平板探测器的校正是获取高质量DR图像的前提,本研究针对PE0822非晶硅平板探测器开展了射线DR成像实验研究。
平板探测器的工作原理及优缺点1
平板探测器的工作原理及优缺点（一）碘化铯/非晶硅型：概括原理：X线先经荧光介质材料转换成可见光，再由光敏元件将可见光信号转换成电信号，最后将模拟电信号经A/D转换成数字信号。
具体原理：1、曝光前，先使硅表面存储阳离子而产生均一电荷，导致在硅表面产生电子场;2、曝光期间，在硅内产生电子-空穴对，且自由电子游离到表面，导致在硅表面产生潜在的电荷影像，在每一点上电荷密度与局部X线强度相当。
3、曝光后，X线图像被储存在每一个像素中；4、半导体转换器读出每一个素，完成模数转换。
优点：1、转换效率高；2、动态范围广；3、空间分辨率高；4、在低分辨率区X线吸收率咼（原因是其原子序数咼于非晶硒）；5、环境适应性强。
缺点：1、高剂量时DQE不如非晶硒型；2、因有荧光转换层故存在轻微散射效应；3、锐利度相对略低于非晶硒型。
（二）非晶硒型概括原理：光导半导体直接将接收的X线光子转换成电荷，再由薄膜晶体管阵列将电信号读出并数字化。
具体原理:1、X线入射光子在非晶硒层激发出电子-空穴对；2、电子和空穴在外加电场的作用下做反向运动，产生电流，电流的大小与入射的X 线光子数量成正比；3、这些电流信号被存储在TFT的极间电容上，每一个TFT和电容就形成一个像素单元。
优点：1、转换效率高；2、动态范围广；3、空间分辨率高；4、锐利度好；缺点：1、对X线吸收率低，在低剂量条件下图像质量不能很好的保证，而加大X线剂量，不但加大病源射线吸收，且对X光系统要求过高。
2、硒层对温度敏感，使用条件受限，环境适应性差。
（三）CCD型CCD感光原件是在晶圆上（Circular disk）藉由加工技术『蚀刻』出来（见上图）。
90年代初期CCD规格较没有统一，因此呈现混乱的局面，特别是发展厂商希望以不同的生产技术和切割方式创造最佳利润，以至于特殊规格出现导致例外的发展。
概括原理：由增感屏作为X线的交互介质，加CCD来数字化X线图像。
具体原理：以MOS!容器型为例：是在P型Si的表面生成一层SiO2,再在上面蒸镀一层多晶硅作为电极，给电极P型Si衬底加一电压，在电极下面就形成了一个低势能区，即势阱。
非晶硅平板探测器生产工艺流程
非晶硅平板探测器生产工艺流程
非晶硅平板探测器（a-Si）是一种用于光电转换的材料，一般用于太阳能电池、辐射探测器等领域。
该材料的生产工艺流程一般包括以下几个步骤：
1. 衬底准备：选择合适的衬底材料，如硅、玻璃等。
对衬底进行清洗、去离子处理等，确保表面光洁度和纯度。
2. 气相沉积：将硅源通过化学气相沉积（CVD）或物理气相沉积（PVD）等方法，在衬底表面生成非晶硅材料。
3. 衬底涂覆：将适当的机械刮涂或溶液法涂覆透明导电层（如氧化铟锡ITO层）在非晶硅材料上，用作光电极。
4. 光电转换层制备：利用物理气相沉积或溅射等方法，在光电极表面制备适当的光电转换层，如氧化锌ZnO等。
5. 吸收层制备：在光电转换层上，通过物理气相沉积或PECVD等方法，制备具有特定能带结构的非晶硅吸收层。
6. 透明上电极制备：通过溅射或其它方法，将具有良好透明性和导电性的材料（如氧化铟锡ITO）制备成透明上电极，用于提取光电转换层产生的电荷。
7. 封装和连线：将已制备好的平板探测器芯片进行封装，连接电极和外电路。
8. 测试和性能验证：对生产好的非晶硅平板探测器进行测试，验证其光电转换效率、响应速度等性能指标。
以上是非晶硅平板探测器的一般生产工艺流程，具体的步骤和细节可能会有所不同，取决于具体的生产工艺和要求。
CMOS平板探测器与非晶硅平板探测器
CMOS平板探测器与⾮晶硅平板探测器前⾔在C形臂X射线机中，早期的探测器都是影像增强器。
在2000年，⾮晶硅平板探测器最早在⼤C上开始应有，很快就完全取代了增强器。
但直到2006年才出现在移动C形臂上，直到2012年，全球⼀共才卖出去2百台平板移动C形臂，在全球移动C形臂的装机中只占0.4%。
主要还是因为⾮晶硅平板的低剂量DQE差，在脊柱成像上和影像增强器相⽐差很多。
在2010年前后，CMOS平板探测器开始在Mini C形臂上得到应⽤。
CMOS探测器的低剂量DQE⽐影像增强器⾼，在图像质量上⾼于⾮晶硅平板和影像增强器。
但是由于价格昂贵，由⼀⽚8英⼨晶圆制作的⼩尺⼨（13cmx13cm、15cmx12cm）的CMOS探测器最早是⽤在⼯业探伤、⽛科成像以及mini C形臂领域。
随着技术的进步，⼤约在2016年，20cm和30cm⼤尺⼨CMOS探测器才由GE OEC开始⽤到移动C形臂上。
现在⼀块20cm的⾮晶硅平板探测器价格已经⾮常接近⼀个影像增强器配上⼀个主流的百万像素CCD相机价格。
⾮晶硅平板探测器尽管低剂量DQE差，在脊柱成像上不如增强器。
⼀台⾮晶硅平板C臂的成本和⼀台影像增强器C臂成本差不多，但是售价⾮常⾼。
在2019年，两⼤影像增强器供商之⼀的法国泰雷兹公司宣布停产影像增强器，吹响了⽤平板探测器全⾯取代影像增强器的号⾓；同时，在利益驱动下，许多公司⼀起推动，⾮晶硅平板C形臂在国内开始普及。
CMOS平板探测器价钱昂贵，相同尺⼨的CMOS平板探测器价格是⾮晶硅平板探测器的3-4倍，⼀开始只有少部分⼚家使⽤，最近越来越多的⼤⼚采⽤CMOS探测器，例如GE的晶智和晶锐、西门⼦的Spin和Cios Alpha、奇⽬的多款C臂、还有联影的C形臂等等。
CMOS平板探测器和⾮晶硅平板探测器相⽐，具有低剂量DQE⾼（⽂献1、⽂献4)、可以全分辨率下获得全帧率图像(⽂献3）、拖尾⼩（⽂献2）。
由西门⼦公司和霍普⾦斯医学院合作的研究（⽂献6），对⽐了30cm的CMOS探测器和⾮晶硅探测器在透视成像和3D成像上的性能：CMOS探测器的噪声⽐⾮晶硅探测器低2-3倍；单帧剂量低于50nGy时，CMOS的DQE更⾼。
平板探测器是什么？
平板探测器是什么？
平板探测器（FPDs）是最常见的直接数字探测器。
它们分为两大类：
1.间接FPDs。
非晶硅（a-Si）是最常见的商用平板探测器材料。
将非晶硅探测器与探测器外层由碘化铯（CsI）或氧化钆（Gd2O2S）制成的闪烁体结合在一起，将X射线转化为光。
由于这种转换，非晶硅探测器被认为是一种间接成像设备。
光被引导通过非晶硅光电二极管层，在那里被转换成数字输出信号。
然后，数字信号由薄膜晶体管（TFTs）或光纤耦合CCD读出。
2.直接FPDs。
非晶硒（a-Se）平板探测器被称为“直接”探测器，因为X射线光子被直接转换成电荷。
在这种设计中，平板的外层通常是高压偏置电极。
X射线光子在非晶硒中产生电子-空穴对，这些电子和空穴的迁移取决于偏置电压电荷的电势。
当这些空穴被电子取代时，硒层中产生的电荷模式由TFT阵列、有源矩阵阵列、静电计探针或微等离子体线寻址读出。
平板探测器知识【光电检测】
（一）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1CCD，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：碘化铯和硫氧化钆。
非晶硅平板探测器
1、非晶硅平板探测器序号技术规格技术参数1 非晶硅平板探测器（1个）1.1 类型非晶硅平板探测器14″×17″（34.6cm×42 cm）（卡1.2 有效探测区域槽式）1.3 闪烁体碘化铯Csl1.4 像素矩阵≧2304*28001.5 像素尺寸≦150μm1.6 模拟数字装换≧14bits1.7 空间分辨率≧3.3lp /mm384*460*15.8mm（升级过程中不对原1.8 结构尺寸有X光机有任何改动）1.9 探测器存储温度≧- 40°C 到 + 60°C1.10 探测器存储湿度≧10-70%1.11 X线自动触发控制Sync-Shot1.12 自动曝光控制T-AEC1.13 抗震性高震动承受性1.14 数据通信Gigabit Ethernet1.15 外壳材料碳纤维和铝1.16 功耗80VA1.17 重量≦3.3kg2 DROC图像采集工作站硬件（1套）2.1 中央处理器（CPU）Inter酷睿i3以上处理器2.2 硬盘容量≧1TB2.3 内存容量≧4GB2.4 采集工作站显示器尺寸≧21英寸显示器2.5 独立显卡显存≧2GB2.5 运行软件环境操作系统：兼容Windows XP Professional；Windows7；Windows8系统系列；控制及影像采集软件3 软件功能特点3.1 配备最新版本的专业DR处理软件、病人资料处理、图象显示及图像传输等功能3.2 图象优化：检测优化曲线表，图像自动最优化3.3图像处理：自动/手动窗宽窗位调节，图像放大缩小、图像旋转和镜像，图像正负像翻转，进行各种测量和标注，图像裁剪和恢复等3.4 影像预览、显示及基本后处理3.5 DICOM3.0接口，具备完全基于DICOM3.0标准的图像获取、传输、刻录、打印、存储等功能3.6 多种的DICOM胶片打印，并支持分隔打印3.7 具有内置登记功能；Worklist 功能3.8 能与科室现有PACS/RIS系统进行无缝连接,协助医院完成接入PACS/RIS 系统4 数字X射线成像系统与X射线高压发生器互相独立，不能有物理连接5 保修期二年6 供应商必须提供故障时周转用平板探测器2.相机配置参数：医用激光相机一台装片方式：明室装片胶片槽：≥2个处理能力：≥90张/小时打印灰阶：12bits影像记忆：512MB密度调节：自动输入信道：DICOM网络输入×信道电源：输入电压：AC100-240V相位：单相频率50-60Hz额定电流：5-2A操作环境温度：15-30℃湿度：40-70℅（15℃）至15-70℅（30℃）（无凝结）3、配备整套胸片架。
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1、非晶硅平板探测器
序号技术规格技术参数
1 非晶硅平板探测器（1个）
1.1 类型非晶硅平板探测器
14″×17″（34.6cm×42 cm）（卡1.2 有效探测区域
槽式）
1.3 闪烁体碘化铯Csl
1.4 像素矩阵≧2304*2800
1.5 像素尺寸≦150μm
1.6 模拟数字装换≧14bits
1.7 空间分辨率≧3.3lp /mm
384*460*15.8mm（升级过程中不对原1.8 结构尺寸
有X光机有任何改动）
1.9 探测器存储温度≧- 40°C 到 + 60°C
1.10 探测器存储湿度≧10-70%
1.11 X线自动触发控制Sync-Shot
1.12 自动曝光控制T-AEC
1.13 抗震性高震动承受性
1.14 数据通信Gigabit Ethernet
1.15 外壳材料碳纤维和铝
1.16 功耗80VA
1.17 重量≦3.3kg
2 DROC图像采集工作站硬件（1套）
2.1 中央处理器（CPU）Inter酷睿i3以上处理器2.2 硬盘容量≧1TB
2.3 内存容量≧4GB
2.4 采集工作站显示器尺寸≧21英寸显示器
2.5 独立显卡显存≧2GB
2.5 运行软件环境操作系统：兼容Windows XP Professional；Windows7；Windows8系统系列；控制及影像采集软件
3 软件功能特点
3.1 配备最新版本的专业DR处理软件、病人资料处理、图象显示及图像传输等功能
3.2 图象优化：检测优化曲线表，图像自动最优化
3.3
图像处理：自动/手动窗宽窗位调节，图像放大缩小、图像旋转和镜
像，图像正负像翻转，进行各种测量和标注，图像裁剪和恢复等
3.4 影像预览、显示及基本后处理
3.5 DICOM3.0接口，具备完全基于DICOM3.0标准的图像获取、传输、刻录、打印、存储等功能
3.6 多种的DICOM胶片打印，并支持分隔打印3.7 具有内置登记功能；Worklist 功能
3.8 能与科室现有PACS/RIS系统进行无缝连接,协助医院完成接入PACS/RIS 系统
4 数字X射线成像系统与X射线高压发生器互相独立，不能有物理连接
5 保修期二年
6 供应商必须提供故障时周转用平板探测器
2.相机配置参数：医用激光相机一台
装片方式：明室装片
胶片槽：≥2个
处理能力：≥90张/小时
打印灰阶：12bits
影像记忆：512MB
密度调节：自动
输入信道：DICOM网络输入×信道
电源：输入电压：AC100-240V
相位：单相
频率50-60Hz
额定电流：5-2A
操作环境
温度：15-30℃
湿度：40-70℅（15℃）至15-70℅（30℃）（无凝结）
3、配备整套胸片架。