X射線探測器

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X射線探測器（X-ray detector ），是CT成像的核心，將肉眼看不到的「X射線」轉換為最終能轉變為圖像的「數字化信號」。

介紹

x射線探測器是一種將X射線能量轉換為可供記錄的電信號的裝置。它接收到射線照射，然後產生與輻射強度成正比的電信號。通常探測器所接受到的射線信號的強弱，取決於該部位的人體截面內組織的密度。密度高的組織，例如骨骼吸收x射線較多，探測器接收到的信號較弱；密度較低的組織，例如脂肪等吸收x射線較少，探測器獲得的信號較強。這種不同組織對x射線吸收值不同的性質可用組織的吸收係數m來表示，所以探測器所接收到的信號強弱所反映的是人體組織不同的m值，從而對組織性質做出判斷。

結構

CT機種的X射線探測器結構如圖1所示。位於管套中的真空管為旋轉陽極式的射線管。管內設有陽極、陰極、燈絲和轉子，在真空管外部對應陽極轉子處設有定子線圈。定子線圈通入電流產生旋轉磁場，在銅質的轉子中產生。

一個典型的探測器包括：閃爍體、光電轉換陣列和電子學部分。此外還有軟件、電源等附件。目CT中常用的探測器類型有兩種：

(1)是收集熒光的探測器，稱閃爍探測器，也叫固體探測器。

(2)是收集氣體電離電荷的探測器稱為氣體探測器。它收集電離作用產生的電子和離子，記錄由它們的電荷所產生的電壓信號。

基本參數

編輯

能量—電荷係數

X射線在介質物質中平均得到的電荷（N）與損耗的能量（E）的比值，被我們稱為能量—電荷轉換係數。由於能量—電荷轉換具有統計性，所以一般表示為平均值。

能量分辨率

X射線探測器中最為重要的系統參數便是能量分辨率，能量分辨率反映了探測器對不同類型的入射粒子的能量分辨能力。能量分辨率越小，則表示探測器可區分更小的能量差別。通常我們將能量分辨率分為絕對、相對分辨率兩種類型。以能量高斯分布的半高寬（FWHM）來表示的被稱為絕對分辨率；而相對分辨率則是使用絕對分辨率與峰位的比值來表示。

探測器的能量分辨率受諸多因素的影響，如：探測器的有效探測面積、探測元器件類型、甑別和計數器能力、後續處理電路時間常數等。在此時間常數通常指脈衝處理器所耗費時間，也就是是射線從進入探測器後，其測量並處理能量所需時長。探測器分辨率與其時間常數、面積、分析效率幾者之間有着明晰的關聯，即：面積大小與分辨率高低成反比；當面積不變時，時間常數與光子測量準確度同時增加時，其分辨效果越好。由此不難看出，時間常數是影響分析效率與能量分辨率的重要因素，然而兩者卻無法同一，因此從儀器實用層面出發，必須讓分辨率與靈敏度兼顧。

輸出穩定性

探測器能量—電荷轉換係數對於環境溫度t和供電電源電壓V等相關條件的敏感性常被稱作其輸出穩定性。

探測效率

探測效率多被定義為記錄到的脈衝數與入射X射線光量子數的比值。由於X射線和物質的作用並不是連續進行的，同時X射線光量子與物質作用產生磷光或電離也並非絕對，因此X射線探測器探測效率不會大於1。一般我們按照探測效率的不同特性將其分為兩類：絕對效率和本徵效率。X射線總入射光量子數與輻射源發射的量子數的比值稱為絕對效率。通常由於探測器的感應區相對於輻射發射光量子只是一個很小的範圍，而輻射源是均勻光發射，這樣一來探測器可以接收到有限的輻射光子，所以絕對探測效值率既受到探測器本生特性的影響，也和探測器系統的外觀設計有關。本徵效率是指系統所記錄到的脈衝個數同入射到探測器感應區的光量子數之比。

時間分辨

探測器時間分辨能力主要由探測器系統信號輸出的上升時間和數據信號獲取的採集時間兩方面決定。當然也和探測器的光敏面積、探測器材料、環境溫度等條件相關。