Как работают плоскопанельные детекторы рентгеновского излучения?

Содержание

Плоскопанельный детектор это устройство с высокой квантовой эффективностью
Принципы работы TFT и CMOS технологий
Преимущества рентгеновских панелей на TFT-матрице

Плоскопанельный детектор это устройство с высокой квантовой эффективностью

С каждым годом в современной рентгенологии справедливо растёт популярность DR-систем (Digital Radiography — Цифровая Рентгенография), которые намного эффективнее, чем CR-системы (на основе запоминающего люминофора). Большим спросом пользуются DR-системы на основе плоскопанельного детектора для мгновенной оцифровки рентгеновского излучения. В DR панели фотоприемники находятся под непосредственным воздействием рентгеновских лучей, которые проходят через экран. Таким образом, изображение с рентгеновского экрана переносится на матрицу фотоприёмника путём прямого контакта, без масштабирования. Между экраном и фотоприемником может устанавливаться стекловолоконная планшайба для подавления прошедшего через экран излучения. Это позволяет избежать существенных потерь, возникающих при переносе света с помощью оптических схем, но требует использования фотоприёмника одинакового размера с сцинтиллятором. Основным интегральным параметром, который характеризует качество детекторов рентгеновского излучения, служит квантовая эффективность регистрации (детектирования). Ввиду малых потерь света при переносе изображения с экрана на фотодиодную матрицу квантовая эффективность DR панелей выше, чем у приемников на ПЗС - матрицах. Да и РЭОПы как представители вакуумной технологии практически достигли предела своих возможностей и остаются достаточно дорогими приборами с ограниченной долговечностью. Поэтому на сегодняшний день DR панель обладает рядом преимуществ, позволяющих предположить, что плоскопанельные детекторы уже в ближайшем будущем вытеснят все другие классы цифровых рентгенографических систем.		DR ДЕТЕКТОРЫ МЕДИЦИНСКИЕ

		DR ДЕТЕКТОРЫ ВЕТЕРИНАРНЫЕ

Плоскопанельный рентгеновский детектор это квазиидеальный приемник. В квазиидеальных приемниках снижение чувствительности по сравнению с идеальным определяется только неполным поглощением рентгеновского излучения в экране.

В рентгенологии размер входной плоскости детектора зависит от области применения. Для общей рентгенологии стандартными приняты размеры 430x430 мм и 430x350 мм. В интервенционной рентгенологии используются панели 200 x200 мм для кардиоваскулярных вмешательств и 300 x 350 мм для периферийной ангиографии.

Принципы работы TFT и CMOS технологий

Одной из основных технических проблем при проектировании плоскопанельных детекторов является выбор фотоприёмника. Необходимо, чтобы выбранная технология позволяла создать сенсор фотоприёмника размером, равным размеру экрана.

В настоящее время существуют две основных технологии, позволяющие получать двумерные массивы фотодиодов, пригодные для использованиям в серийных продуктах и доступные по экономическим параметрам. Это TFT и CMOS (КМОП). Обе технологии позволяют создать двумерный массив фотодиодов.

Пиксель CMOS - сенсора представляет собой, так называемый, активный пиксель. То есть внутри него выполнены транзистор сброса, повторитель и коммутирующий транзистор. Таким образом CMOS детектор позволяет реализовать режим неразрушающего считывания и глобальный сброс сенсора. В пикселе CMOS - сенсора имеется транзистор сброса, который включается непосредственно перед накоплением, что позволяет сбрасывать паразитный заряд в ёмкости пикселя.

Фотоприемник, который работает на основе TFT технологии, представляет собой двумерную матрицу фотодиодов, изготовленную на подложке из аморфного селена. Для реализации считывания накопленного при экспозиции заряда применяются тонкоплёночные транзисторы ( TFT — Thin film transistor). На аморфном селене можно изготовить pin- фотодиод с достаточно хорошими параметрами, так например, темновой ток такого диода в режиме обратного смещения меньше.

Системы DR с прямым детектором преобразуют энергию рентгеновского излучения непосредственно в электронный заряд. Рентгеновские фотоны взаимодействуют с активным слоем плоского детектора — аморфным селеном (A-Se) . A-Se - это фотопроводник, который преобразует энергию рентген излучения в электрический заряд. Электрические заряды собираются и передаются через TFT-транзисторы. Каждый TFT-транзистор представляет один пиксель на всей матричной панели и читается по порядку. Информация отправляется на аналого-цифровой преобразователь (АЦП) для обработки.

Преимущества рентгеновских панелей на TFT-матрице

В каждом элементе панели находятся TFT, электрод сбора заряда и конденсатор сбора заряда. Соединение каждого элемента через TFT и конденсатор представляют собой линии «затвор» и «сток». Держа переключатель TFT закрытым во время экспонирования, падающие рентгеновские лучи взаимодействуют с преобразователем и производят соответствующий заряд, который накапливается в локальном конденсаторе. Когда рентгеновское облучение прекращается, устанавливается одна линия затвора за раз, чтобы активировать все подключенные TFT вдоль ряда, где заряд течет от локальных конденсаторов через транзисторы и вниз по линиям стока параллельно с усилителями выходного заряда. в каждом столбце матрицы. Происходит оцифровка выходного сигнала, и цифровое изображение создается по одной строке за раз. Деактивация линии затвора сбрасывает TFT для следующей экспозиции, и смежная линия затвора активируется для следующей строки данных, причем процесс продолжается до тех пор, пока весь массив не будет проанализирован.

Технология TFT позволяет создавать радиационностойкие плоскопанельные детекторы больших размеров для общей рентгенографии.

Сенсоры на подложке из аморфного селена с TFT транзисторами имеют следующие основные достоинства:

технология заимствована из процесса производства TFT дисплеев и, соответственно достаточно хорошо отработана и имеет низкую стоимость;
позволяет изготавливать очень большие сенсоры, до 1x1 метра, следовательно, нет проблем с производством сенсора любого размера, используемого в рентгенологии;
высокая радиационная стойкость полупроводникового прибора, полученного по технологии a-Si.

Плоскопанельный детектор рентгеновского излучения это отличный способ быстро перейти к цифровой рентгенографии.

Карта сайта

Цифровой рентген Инновационное оборудование для современной медицины и ветеринарии c доставкой по Москве и всей России: где купить цифровой рентген-аппарат, CR-систему, DR-систему, плоскопанельный детектор, стоматологический визиограф (радиовизиограф), дентальный рентген аппарат, панорамный ортопантомограф, портативный рентген, аппараты МРТ, сканеры ультразвуковые, оцифровщик рентгеновских снимков, а также ветеринарный дигитайзер и другое современное ветеринарное оборудование

Доставка оборудования по всей Российской Федерации: Москва, Санкт-Петербург (СПБ), Екатеринбург (ЕКБ), Нижний Новгород, Новосибирск, Самара, Саратов, Казань, Архангельск, Омск, Ростов-на-Дону, Уфа, Красноярск, Краснодар, Челябинск, Хабаровск, Ярославль, Симферополь, Севастополь или другой город в Крыму, Махачкала, Сочи, Владивосток, Оренбург, Ульяновск, Курск, Белгород, Томск, Новокузнецк, Кемерово, Астрахань, Калининград или любой другой город РФ

Вся информация на сайте cifrorentgeny-viziografy.ru не является публичной офертой (ст. 437 ГК РФ)