DR平板探测器原理及最新发展

导语：

1）探测器原理部分来源于互联网，二次编辑；2）探测器进展部分来自医影之家，作者是非常优秀的工程师，因工作忙碌停更了公众号，获其授权，转载至医工研习社。

平板探测器(FPD)是DR的核心部件，先看个视频，

一、平板探测器原理

从能量转换方式可以分为两种：

1 、间接转化型(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。

具体实现方式：

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。

2 、直接转化型(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。

具体实现方式：

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。

2、平板探测器原理

X射线探测器不断走向智能手机和消费电子产品的发展之路，他们变得更轻、更方便操作以及更耐用，同时呈现高品质图像。

以下是几个公司最新的探测器产品：

1、Agfa （爱克发）

Agfa的新探测器包括DR 14e和DR 17e，以及去年发布的DR 14s。Agfa推出的这一新产品系列，这两款产品让经销商和客户了解到价格和规格与最佳剂量效率和剂量降低之间的权衡关系。

新改进的探测器包括14×17英寸和17×17英寸的两种尺寸规格，可以使用无线或有线。还有一款10英寸×12英寸的探测器正在开发中，计划于2018年第一季度发布。

2、Conan(佳能)

佳能在AHRA上预发布了三款DR探测器。

轻便的CXDI-710C无线数字探测器和CXDI-810C无线数字探测器，在设计和功能上有很多变化，包括更多的圆角，锥形边缘和用于处理和定位的内置凹槽，它们也具有IPX7防水等级。 这两款探测器市场上最轻的探测器之一。 其14×17英寸平板比上一代轻了2英磅，探测器电池可以用佳能充电器充电，也可以在新的CXDI扩展坞中充电，这样可以减少整个充电时间至少20分钟。

另外，探测器还具有跌落和震动检测和报告功能，可向CXDI控制软件NE工作站提供有关事件的信息。即便探测器处于关机状态，它也会提供这些数据，只要检测器内有电池即可。该面板还具有图像存储功能，可以在独立模式下使用多达99个图像，用于紧急停机情况或无PC情况。

探测器可用于CR到DR的升级，也可与VirtualImaging的RadPRO系统集成。佳能一直对DR市场的高度关注，设计和功能的不断发展不仅有利于患者，而且也有益于终端用户。

3、Fujifilm （富士） 

富士推出结合其D-EVOII碘化铯的儿科探测器和移动终端。工作站的曝光菜单是根据特定的探测器效率和儿科检查菜单量身定制的， 这有利于帮助技术人员适用于儿科的技术。

还有一些特殊客户的要求，尤其是来自儿童医院，他们相对于成人，更关注剂量，这些客户显然需要拥有专门的产品，而不是购买标准的普通X射线探测器。

富士推出了先进的智能滤线栅技术（Virtual Grid），使移动拍摄的图像质量跃升到一个崭新的水平。富士智能滤线栅，不受焦点和SID的影响，可根据不同投照部位，智能计算机相应参数以保证最佳图像效果。富士智能滤线栅在确保图像质量的同时，还可降低30%以上投照剂量，使用效果全面超越传统滤线栅，是真正适用于移动摄影的智能滤线栅技术。

其最新的“ISS”技术也受人关注。

4、Konica Minolta（柯尼卡美能达）

柯尼卡美能达推出了一款新型无线平板数字探测器，这款名为AeroDR HD的探测器可以从高分辨率100微米切换到非常适合将较小身体部位（例如手部）成像的高动态范围200微米，这有助于在复杂骨骼和软组织的图像中显示景深和清晰度，如腹部，胸部，脊柱和臀部。

这款产品非常实用，体现佳能以客户为导向的改进策略。之前，该公司宣布推出一款AeroDR HD的14×17英寸探测器，2017年在RSNA上推出了10×12英寸用于新生儿或肢体成像的探测器和用于成像较大区域的17×17英寸探测器。

5、RadmediX 

RadmediX最近开始推出Acuity 10×12英寸碘化铯和硫氧化钆无线DR探测器。 其重量只有4磅（1.81千克），像素是76微米，在市面上10x12英寸探测器中分辨率最高，像素间距最小。我们都知道大多数乳房X线平板的像素间距非常低，这么小的像素间距已经在普通DR平板上应用还是首创。

另外，也推出业界首个无线充电系统，这款产品与2017年11月3日发布的Apple iPhone X类似。 在诊断病人过程中，你可以把探测器放在无线充电站充电。别的探测器必须为电池本身充电，而在我们的应用中，您可以为探测器本身电池以及附加电池充电。您不必时刻关注电池的剩余充电时间。

用户还可以按下按钮来显示LED电池的使用寿命，而无需打开面板或软件。探测器还带有智能切换技术，该面板提供了智能切换技术与多个工作站（如台式机工作站或平板电脑）进行通信的能力。 如果想取出相同的探测器，并在射线室做新的操作，他们可以切换面板上的通道，并允许它在便携式平板电脑上通信。

RadmediX的10英寸×12英寸探测器的面向市场客户是矫形外科医生，他们擅长治疗四肢，如手部、足病医生和需要精细成像的新生儿专科医生。

6、Rayence

Rayence展出具有140微米像素尺寸的新型碘化铯和硫氧化钆无线探测器，该公司代表声称在不牺牲图像质量的情况下使用更少的辐射剂量，并且承诺，探测器需要的剂量只会越来越低。

探测器还带有锥形凹陷边缘和背衬，可以更轻松地手持。去年在RSNA发布的类似探测器具有相同的设计，但像素尺寸为127微米。

该产品的主要市场是门诊影像服务，包括矫形外科医生，脊柱医生，足病医生和紧急护理。

7、Varex Imaging

除2017年发布多个新探测器之外，Varex成像公司本身已经经历了一些变化，从2017年1月份正式脱离瓦里安医疗系统，并在5月完成了对PerkinElmer成像业务的收购。

在过去的12个月里，Varex和PerkinElmer在中端和低端市场都有探测器产品发布。这些产品现在正在Varex旗下销售， Varex探测器产品目录较多，但它们之间的互补性很强。

去年，该公司在XRpad系列中发布了其10×12英寸和14×17英寸检测器的高级版本。100微米探测器具有快速图像读出功能，可支持层析X射线成像等先进应用。

还有低端的固定和无线探测器发布，比如固定的4343RV3 17×17英寸探测器和无线4336WV4 14×17英寸探测器。 在这个特定的细分市场中，关键要素是客户需要什么，他们不一定希望获得最高分辨率，而是能够以低成本获得足够好的图像质量，具有可靠，稳定的性能。

新版本还包括固定式和便携式片盒探测器，包括固定式4343RV3 17×17英寸的探测器正在向医院，紧急护理中心，医生办公室和小诊所销售。

新的探测器也瞄准了X线放射和透视市场，对应高端产品4343RF，连续透视成像15帧/秒，而4343DXV的对应参数，连续透视的帧率是4帧/秒。

8、Vieworks

2017年2月获得了FDA的批准，该公司的VIVIX-S 1417N是其14×17英寸平板检测器，用于普通放射成像 。

Vieworks的自动曝光检测（AED）功能，无需X射线系统和发生器之间的电缆连接，有助于将检测器与公司的竞争对手区分开来。获得业界优秀AED性能的高度认可，与DR线触发相比， 因其高可靠性和高可靠性高灵敏度，而不会影响图像质量。任何时候都可以使用独立的AED触发传感器，而VIVIX-S 1417N不会产生人为缺陷，因为整个平板检测到X射线信号来创建图像。任何时候也对X射线剂量高度敏感，感应剂量低至10毫微克，仍能提供高质量图像。

VIVIX-S 1417N是第一款使用近距离无线通信（NFC）的Vieworks探测器，可实现快速简单的配置，因此临床医生在多个X射线室使用时无需面对复杂的设置，也可以在开机状态下更换电池。

VIVIX-S1417N还具有防尘防水功能，增强了耐用性，维护成本低，并提供更快的无线通信，从而为中高级医院提供更快的吞吐量。它也可以用作DR改造的CR。

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