CT(Computed Tomography)是一种医学成像技术,通过扫描人体并运用计算机算法处理获得横断面影像。CT探测器是CT系统中至关重要的一部分,一般由探测器、信号转换电路和数据处理单元三部分组成。
探测器面对着检测区域,由许多光电转换元件组成,可以将X射线产生的光子能量转换为电信号。同时,探测器也可以收集光子于物质中的交互信息,从而反映出了被扫描物质的内部结构。
由于CT探测器的特殊需求,其材料要求必须兼具强度、稳定性和低吸收截面等多种优异特性。
CT探测器应用的X射线能量通常在50-150keV之间,因此其闪烁晶体或光电转换器件材料需要具备低吸收系数、高效闪烁以及较高的X射线对比度。
此外,CT探测器中敏感面积必须光滑平整,保证有效的物理空间分辨率。同时,由于CT扫描对探测器的快速响应和长时间稳定工作的要求,探测器制备材料还需要具备很高的抗辐照和稳定性。
硅是一种适用于高精度CT探测器的材料类型。其主要优点包括良好的空间分辨性、线性响应以及较低的偏差电流。另外,硅还可以用于探测高能量X射线,达到更高的灵敏度。
探测器中所使用的闪烁晶体材料也是非常重要的。它必须具备较高的X射线吸收能力、较高的闪烁效率和较短的发光时间,同时需要对温度和辐照稳定性较好。常见的闪烁晶体材料包括铟镓锗(InGaAs)、碘化铯(CsI)等,其中CsI晶体由于较高的光输出、较好的温度稳定性和较低的成本,被广泛应用于CT探测器中。
除了硅和闪烁晶体材料,还有很多材料被应用于CT探测器制作,比如硅橡胶、PVC、铝等。选择这些材料主要是基于其物理、化学、机械和结构等特性的适用性,在特定条件下起到相应的作用。
CT探测器的材料对于成像质量和成本有着重要影响。不同的材料应用于不同的场合,有着各自独特的优势和不足。为了更好地满足医疗、工业和安全检查等领域的需求,科研人员还需不断开拓创新,探索新的CT探测器材料和制备工艺,推动此领域的持续进步与发展。