今天我们来聊一聊CT（Computed Tomography）的核心部件之一探测器。CT探测器主要负责采集射线源穿透扫描物体后的原始数据，原始数据通过计算机处理生成物体内部切片图。CT的探测器按照外部形态大致可分为线阵探测器和平板探测器（Flat panel detector），早期的线阵探测器通常为单排和双排，现代的线阵探测器排数可达320排甚至更多，常用的平板探测器面板尺寸从6英寸到17英寸不等；探测器按照是否有能谱辨别能力可分为能量积分探测器（Energy integral detector）和光子计数探测器（Photoncounting detector 或Energy resolved detector），光子计数探测器是下一代CT技术的驱动力。今天我们主要来聊一聊能量积分型平板探测器，下文部分中平板探测器特指能量积分型平板探测器而非光子计数探测器。值得一提，平板探测器不仅仅用在CT系统，在X-ray DR、介入手术、fluoroscopy等都有广泛应用。

常见的平板探测器

       根据把X-ray光信号转换成电信号的过程，可以把平板探测器分为：

       1、间接转换型（Indirect）

       先把X-ray光子通过荧光介质（CsI、GoS）转换成可见光，再把可见光通过电子器件转化成电信号，最后把电信号读出并数字化。间接转换型平板探测器根据光电转换和电信号读出的不同可以进一步分为：

       TFT型：通过光电二极管把可见光转换成电信号，再通过薄膜晶体管（Thin film transistors, TFT）阵列读出并数字化，目前主流的TFT技术是采用非晶硅（aSi），新一代研发技术开始采用IGZO（indiumgallium zinc oxide）。我们日常用的液晶显示屏（LCD）就是TFT型平板，TFT阵列允许LCD的每一个像素点单独开关，因此，当被用到平板探测器时，平板探测器的每一个像素点可以独立的按顺序读出。

       CCD/CMOS型：通过光纤（fiberoptics）聚焦，CCD/CMOS把光信号转换成电信号并读出，我们日常用的相机就是采用CCD/CMOS型平板。由于目前CCD的产量变缓慢，CMOS被开始广泛使用。

       2、直接转换型（Direct）

       把x-ray光子直接转换成电信号并通过TFT阵列把信号读出并数字化。由于目前可以商业化的光导半导体只有非晶硒（amorphous selenium，aSi），所以直接转换型平板探测器也被称作非晶硒型平板探测器。X-ray光子打到非晶硒材料后会产生电子空穴对，在外部电压下，电子会迅速向正极移动形成电流，由TFT存储放大后转换成数字信号读出。由于没有转换成可见光的步骤，电子直接传输发散很小，因此，直接转换型平板探测器的优点是分别率更高。由于高能X-ray会穿透直接转换型平板探测器，因此直接转换型平板探测器通常用在乳腺成像领域，要求非常高的空间分辨率同时能量较低。

间接转换型与直接转换型平板探测器对比

      上面提到Scintillator把X-ray光子转换成可见光，常用的Scintillator有CsI（CesiumIodide）和GOS（Gadolinium Oxysulfate）。从下图可以看到，当x-ray光子通过CsI时的发散程度小于GOS，因此基于CsI的平板探测器空间分辨率更高，剂量比GOS可以降低10%左右，但是成本比GOS高20%-30%。然而哪种平板探测器更好呢？这个要具体情况具体分析，如果对辐射计量敏感的应用场景（例如医院），那么一定是CsI更合适。如果对辐射剂量不敏感，空间分辨率能达到要求的情况下，GOS可以降低成本。

CsI与GOS对比