1
．电荷耦合器
从概念上讲，基于电荷耦合器（
charge-coupled device
，
CCD
）技术的数字摄影（
DR
）系统结构比较简单。
CCD
传感器对覆盖荧光体层所产生的可见光输出进行成像。当前所有应用
CCD
技术的
DR
系统都是间接转换形式。
由于临床荧光体成像区域与当前可用的
CCD
有效区域之间存在物理尺寸的差异，必须使用包括反射镜、透镜或光纤组件的不同技术，使得荧光体输出影像的尺寸缩小到
CCD
的成像区域。这种缩小效应的一个主要问题是对荧光体可见光采集效率偏低（可能
<0.1%
），从而引起所谓的成像链中二次量子降低，尤其是对于透镜耦合式的
CCD
探测器。这种不可避免的局限性导致了影像质量的下降。在临床相关条件下的量化测试显示，这些系统的性能低于传统的屏
/
片系统和
CR
系统。此外，影像缩小光学系统需要一定的物理空间，从而增加探测器外壳的厚度。当使用这些探测器对现存系统进行改型时会存在问题。
CCD
对
X
线敏感，故产品要避免辐射损伤。
CCD
的另一个技术问题是需要冷却以减少噪声。故有可能发生水污染和停机故障。
CCD
已经开发了几种数字探测器类型。一般尺寸较小，
CCD
广泛用于视频图像的采集。由于尺寸小，使得它难以显示较大面积的临床图像。
为了改善
CCD
小成像区域引起的性能局限，开发了使用多个
CCD
的系统。一种商品化的产品类型采用四个高性能的
CCD
与四个高质量的透镜排列相组合，对输入荧光体的四个重叠象限进行信号采集。
2
．非晶硅平板探测器
最早的数字乳腺摄影系统使用的是间接转换探测器。非晶硅平板探测器属于间接转换型平板探测器，它主要分为两类：碘化铯
+
非晶硅、荧光体（硫氧化钆
/
铽）
+
非晶硅。由于荧光的散射效应在
Gd2O2S
荧光体上更为明显，而碘化铯晶体具有的柱状结构可有效降低散射，因此，目前常见的非晶硅平板探测器多为碘化铯
+
非晶硅型。
（
1
）非晶硅探测器的工作原理
碘化铯
([CsI(Tl)])
闪烁晶体受到
X
线照射后，将入射的
X
线光子转换为可见光。可见光激发碘化铯层下方的非晶硅光电二极管阵列，使光电二极管产生电流，从而将可见光转换为电信号，在光电二极管自身的电容上形成储存电荷（图
4-19
）。
每一像素电荷量的变化与入射
X
线的强弱成正比，同时，读出阵列还将空间上连续的
X
线图像转换为一定数量的行和列构成的总阵列图像。点阵的密度决定了图像的空间分辨率。在中央时序控制器的统一控制下，居于行方向的行驱动电路与居于列方向的读取电路将电荷信号逐行取出，量化为数字信号。获取的数字信号经通信接口电路传至图像处理器，从而形成
X
线数字图像。
（
2
）碘化铯的特点
使用碘化铯层和光电二极管的非晶硅平板探测器中，碘化铯层不同于其它闪烁体，它的晶体直接生长在基板上。这种生长方式使得闪烁体与平板能达到比较理想的结合（图
4-20
）。碘化铯针状结构的通道，使吸收的
X
线直接到达探测器表面，比传统的闪烁体明显减少了
X
线的伪影。因此，在碘化铯探测器上，
X
线吸收和伪影之间的折衷相比于传统的闪烁体已几乎不是问题。
另外，碘化铯能很好地吸收
X
线，并且在数字图像产生之前瞬间产生光学图像，这种方式被称为间接转换。
碘化铯
/
非晶硅平板探测器的
X
线探测、图像采集和读出都是相互独立的过程。因此，探测器元素可以独立地优化而不影响整个探测器的性能。例如，碘化铯层可以做得很厚，用来保证最大的
X
线吸收；光电二极管转换可以设计得很薄，使暗电流和图像持留时间减少。
（
3
）碘化铯
/
非晶硅平板探测器的分辨率
各种数字平板探测器的图像质量可以通过
DQE
来衡量。因为，
DQE
综合了图像
MTF
、噪声和对比度的诸多因素。人们对数字成像系统中哪一种是最适宜的像素大小，目前的意见还不一致。
如果像素太小，电子噪声会降低图像质量；如果像素太大，分辨率的降低同样造成图像质量下降。这表明乳腺成像必须需要选择一个恰当的像素大小。像素的大小同时还会影响到图像的存储、传输时间、图像显示和存档。
与屏
/
片系统相似，荧光散射会影响图像质量，而且在空间分辨率和辐射敏感度之间有性能折衷。当闪烁体制作得较厚时，光传播增加，可导致分辨率降低。由于其针状（或称柱状）结构，
CsI
（
Tl
）碘化铯不会像其它屏那样产生太多光散射。然而，分辨率和敏感度之间的折衷依然存在。
间接转换数字探测器的闪烁体放置比屏
/
片系统的问题更多。对于屏
/
片系统而言，更多的
X
线是在靠近增感屏荧光体层的入射面被吸收，而不是在射出面被吸收。光电二极管
/
晶体管阵列不能透射
X
线。所以，该阵列需放置在闪烁体的射出表面上。与屏
/
片系统相比，这可会导致空间分辨率的下降。
3
．非晶硒平板探测器
直接转换探测器使用了光电导材料，能将所吸收的光子转换成电荷，典型材料为非晶硒（
a-Se
）。
非晶体硒本身具有很好的固有空间分辨力，透过被照体的
X
线照射到平板探测器的非晶硒层时，由于非晶硒的导电特性被激发出电子
-
空穴对，即一对正负电子。该电子
