無論是醫用還是商用,一臺X射線設備都是價值不菲,其中平板探測器占了整機成本的較高部分。因此,了解平板探測器的類型和特點,對于我們選購X射線設備有著重要的指導意義。
目前市場上常見的X射線探測器,大致分為以下三種材料類型。
一、非晶硅探測器
非晶硅是目前最主流的 X 線探測器傳感器技術,主要由閃爍體、 光學傳感面板和電荷讀出電路等構成,原理是碘化銫、硫氧化釓等材料為轉換介質將X射線光子轉換為可見光,再經過模數轉換器形成數字影像。目前,主流的醫學影像設備廠商主要產品均采用此技術。
普愛醫療作為國內少有的普放類設備一站式供應商,旗下C形臂/DR/胃腸機等X光設備多采用非晶硅平板探測器,技術上將閃爍晶體材料碘化銫制作成“松針”狀種植在非晶硅上,相對其他廠家碘化銫粘貼在非晶硅上的平板穩定性更強。因為采用碘化銫粘貼技術的平板隨著使用時間加長,碘化銫會出現松動,導致成像質量下降,而采用“松針”技術的平板不會出現該情況。
碘化銫非晶硅平板探測器
二、CMOS 探測器
由單個半導體硅片制成,可直接探測可見光或配合閃爍晶體用于探測X光和其它高能輻射。針對不同應用,可配備不同厚度Gadox或針狀CsI閃爍體,以CMOS探測器為記錄介質的數字化射線檢測技術,檢測精度高,溫度適應性好,結構適應性強,具有分辨率高、圖像噪聲低、采集速度快的優點,在高速率小尺寸動態 X 線影像設備應用上(如齒科 CBCT 領域)具有明顯的優勢。
三、IGZO 探測器
IGZO 探測器:IGZO 傳感器技術是用 IGZO 氧化物材料制造 TFT 開關,實現了高電子遷移率和低開關噪聲,并可用更小的 TFT 尺寸實現較大的填充因子,提高傳感器的靈敏度。它具有優于非晶硅探測器的性能和低于 CMOS 探測器的成本,主要應用于高速動態數字化 X 線探測器,相關產品已經廣泛用 于C 臂、DSA、胃腸、齒科 CBCT、工業無損檢測等市場。
在這幾種探測器中,非晶硅探測器以其相對低廉的成本、較高的成像質量、較長的使用壽命和適用大批量生產在X射線探測器市場上占據最大的份額,CMOS探測器則以其小而精的特性在小尺寸的X射線探測器中也占據主流。IGZO探測器在2019年開始逐漸得到商業化,美國的Varex、韓國的Rayence都推出了IGZO探測器產品,也是較為前沿的產品。
除了以上這三種材料之外,鈣鈦礦材料的應用可能是未來X射線探測器的一個重要突破方向,它出色的電荷形成和傳輸性能,是替代非晶硒、碲化鎘和碲鋅鎘等材料,實現X射線直接轉換的理想材料選擇。可以預料,在有了鈣鈦礦的加入后,未來X射線探測器的靈敏度將輕松提升一個量級,對于在醫療影像等領域的應用具有十分重要的意義。