无论是医用还是商用,一台X射线设备都是价值不菲,其中平板探测器占了整机成本的较高部分。因此,了解平板探测器的类型和特点,对于我们选购X射线设备有着重要的指导意义。
目前市场上常见的X射线探测器,大致分为以下三种材料类型。
一、非晶硅探测器
非晶硅是目前最主流的 X 线探测器传感器技术,主要由闪烁体、 光学传感面板和电荷读出电路等构成,原理是碘化铯、硫氧化钆等材料为转换介质将X射线光子转换为可见光,再经过模数转换器形成数字影像。目前,主流的医学影像设备厂商主要产品均采用此技术。
普爱医疗作为国内少有的普放类设备一站式供应商,旗下C形臂/DR/胃肠机等X光设备多采用非晶硅平板探测器,技术上将闪烁晶体材料碘化铯制作成“松针”状种植在非晶硅上,相对其他厂家碘化铯粘贴在非晶硅上的平板稳定性更强。因为采用碘化铯粘贴技术的平板随着使用时间加长,碘化铯会出现松动,导致成像质量下降,而采用“松针”技术的平板不会出现该情况。
碘化铯非晶硅平板探测器
二、CMOS 探测器
由单个半导体硅片制成,可直接探测可见光或配合闪烁晶体用于探测X光和其它高能辐射。针对不同应用,可配备不同厚度Gadox或针状CsI闪烁体,以CMOS探测器为记录介质的数字化射线检测技术,检测精度高,温度适应性好,结构适应性强,具有分辨率高、图像噪声低、采集速度快的优点,在高速率小尺寸动态 X 线影像设备应用上(如齿科 CBCT 领域)具有明显的优势。
三、IGZO 探测器
IGZO 探测器:IGZO 传感器技术是用 IGZO 氧化物材料制造 TFT 开关,实现了高电子迁移率和低开关噪声,并可用更小的 TFT 尺寸实现较大的填充因子,提高传感器的灵敏度。它具有优于非晶硅探测器的性能和低于 CMOS 探测器的成本,主要应用于高速动态数字化 X 线探测器,相关产品已经广泛用 于C 臂、DSA、胃肠、齿科 CBCT、工业无损检测等市场。
在这几种探测器中,非晶硅探测器以其相对低廉的成本、较高的成像质量、较长的使用寿命和适用大批量生产在X射线探测器市场上占据最大的份额,CMOS探测器则以其小而精的特性在小尺寸的X射线探测器中也占据主流。IGZO探测器在2019年开始逐渐得到商业化,美国的Varex、韩国的Rayence都推出了IGZO探测器产品,也是较为前沿的产品。
除了以上这三种材料之外,钙钛矿材料的应用可能是未来X射线探测器的一个重要突破方向,它出色的电荷形成和传输性能,是替代非晶硒、碲化镉和碲锌镉等材料,实现X射线直接转换的理想材料选择。可以预料,在有了钙钛矿的加入后,未来X射线探测器的灵敏度将轻松提升一个量级,对于在医疗影像等领域的应用具有十分重要的意义。