Analyse av nøkkelindikatorer og påvirkningsfaktorer for evaluering av bildekvalitet av flatpaneldetektorer

Detektorer med flatpanel spiller en avgjørende rolle i digital radiografi (DR), da deres bildekvalitet direkte påvirker nøyaktigheten og effektiviteten av diagnosen. Kvaliteten på detektorbilde av flatpanelet måles vanligvis ved modulasjonsoverføringsfunksjon (MTF) og kvantekonverteringseffektivitet (DQE). Følgende er en detaljert analyse av disse to indikatorene og faktorene som påvirker DQE:

1 、 Modulasjonsoverføringsfunksjon (MTF)

Modulasjonsoverføringsfunksjon (MTF) er et systems evne til å reprodusere det romlige frekvensområdet til et avbildet objekt. Det gjenspeiler bildesystemets evne til å skille bildedetaljer. Det ideelle bildesystemet krever 100% reproduksjon av detaljene til det avbildede objektet, men i virkeligheten, på grunn av forskjellige faktorer, er MTF -verdien alltid mindre enn 1. jo større MTF -verdien, jo sterkere er bildesystemets evne til å reprodusere detaljene til det avbildede objektet. For digitale røntgenbildesystemer, for å evaluere deres iboende bildebehandlingskvalitet, er det nødvendig å beregne den forhåndsutvalgte MTF som ikke er subjektivt påvirket og iboende for systemet.

2 、 Kvantekonverteringseffektivitet (DQE)

Kvantekonverteringseffektivitet (DQE) er et uttrykk for overføringsevnen til avbildningssystemsignaler og støy fra inngang til utgang, uttrykt i prosent. Det gjenspeiler følsomhet, støy, røntgendose og tetthetsoppløsning av flatpaneldetektoren. Jo høyere DQE -verdi, jo sterkere er detektorens evne til å skille forskjeller i vevstetthet.

Faktorer som påvirker DQE

Belegg av scintillasjonsmateriale: I amorfe silisiumflatpaneldetektorer er belegget av scintillasjonsmateriale en av de viktige faktorene som påvirker DQE. Det er to vanlige typer scintillatorbeleggmaterialer: cesiumjodid (CSI) og gadoliniumoksysulfid (GD ₂ o ₂ s). Cesiumjodid har en sterkere evne til å konvertere røntgenstråler til synlig lys enn gadoliniumoksysulfid, men til en høyere pris. Å behandle cesiumjodid i en kolonnestruktur kan forbedre evnen til å fange røntgenstråler og redusere spredt lys ytterligere. Detektoren belagt med gadoliniumoksysulfid har en rask avbildningshastighet, stabil ytelse og lavere kostnader, men konverteringseffektiviteten er ikke så høy som for cesiumjodidbelegg.

Transistorer: Måten synlig lys generert av scintillatorer blir konvertert til elektriske signaler kan også påvirke DQE. I flatpaneldetektorer med strukturen til cesiumjodid (eller gadoliniumoksysulfid)+tynnfilmtransistor (TFT), kan utvalget av TFT -er gjøres like stort som området for scintillatorbelegget, og synlig lys kan projiseres på T -TFT uten å gjennomgå linseskjæring. I det amorfe selenet flatpaneldetektorer avhenger konvertering av røntgenstråler til elektriske signaler helt av elektronhullparene som genereres av det amorfe selenlaget, og nivået av DQE avhenger av det amorfe selenlaget til å generere ladninger.

I tillegg, for samme type flatpaneldetektor, varierer DQE med forskjellige romlige oppløsninger. Den ekstreme DQE er høy, men det betyr ikke at DQE er høy ved noen romlig oppløsning. Beregningsformelen for DQE er: DQE = S ² × MTF ²/(NPS × X × C), der S er den gjennomsnittlige signalintensiteten, MTF er modulasjonsoverføringsfunksjonen, x er røntgeneksponeringsintensiteten, NPs er systemstøykraftspekteret, og C er røntgenkvalitetskoefficienten.

　3 、 Sammenligning av amorf silisium og amorf selen -flatpaneldetektorer

Målingsresultatene fra internasjonale organisasjoner indikerer at sammenlignet med amorfe silisiumflatpaneldetektorer, har amorfe selen -flatpaneldetektorer utmerkede MTF -verdier. Når den romlige oppløsningen øker, reduseres MTF av amorfe silisiumflatpaneldetektorer raskt, mens amorfe selen -flatpaneldetektorer fremdeles kan opprettholde gode MTF -verdier. Dette er nært knyttet til avbildningsprinsippet for amorfe selen-flatpaneldetektorer som direkte konverterer hendelser usynlige røntgenfotoner til elektriske signaler. Amorfe selen -flatpaneldetektorer produserer ikke eller sprer synlig lys, derfor kan de oppnå høyere romlig oppløsning og bedre bildekvalitet.

Oppsummert påvirkes bildekvaliteten på flatpaneldetektorer av forskjellige faktorer, hvorav MTF og DQE er to viktige måleindikatorer. Å forstå og mestre disse indikatorene og faktorene som påvirker DQE kan hjelpe oss med å velge og bruke flatpaneldetektorer, og dermed forbedre avbildningskvaliteten og diagnostisk nøyaktighet.