的研究人员霍尔斯特中心和imec展示了有史以来第一个在塑料基板上生产的具有医疗级性能的x射线探测器。该概念验证设备使用医用级x射线剂量,以每秒25帧(fps)和每英寸200像素(ppi)的高分辨率动态图像提供高对比度。
数字x射线系统比老式的模拟系统有许多优点。图像的获取速度更快,更容易分享,使用的辐射也更少。然而,今天的数字x射线传感器仍然是在大的玻璃基板上生产的,这使得它们很重,很难运输,而且容易破损。
2012年,该团队展示了世界上第一个在薄塑料基板上生产的完整x射线探测器。它是一种间接平板探测器(FPD),将标准闪烁体与新型有机光电二极管层和有机薄膜晶体管(TFT)背板相结合。通过使用溶液处理的有机半导体而不是通常的非晶硅,该团队降低了工艺温度,以与塑料薄膜衬底兼容。他们还消除了许多昂贵的光刻步骤,为降低生产成本打开了大门。
现在,这个团队在设备性能方面取得了重大突破。它将光电二极管的漏电流(零光时光电二极管的输出)降低了10,000倍,降至10-7 mA/cm2,完全符合医疗探测器的要求。这提高了信噪比,从而提高了低辐射剂量下的图像质量。同时,氧化物晶体管被用来代替有机晶体管。金属氧化物TFTs中的载流子迁移率是非晶硅和有机晶体管的10-50倍,能够更快地获取图像。
这些改进被集成到一个高分辨率200 ppi的高光圈QQVGA (160 x 120像素)检测板中。该板集成了由目前用于医疗应用的组件组成的场外电子设备,无需进行任何修改。
“安装在塑料上的x光探测器可以制造出更轻、更坚固、更便宜的x光系统,从而更容易在医院里移动。两年前,我们率先证明了这种设备在技术上是可行的。现在我们已经证明了它们可以提供医疗所需的性能。我们的下一个目标是扩大技术规模,为医疗应用生产一个全尺寸30 * 30厘米的演示模块,”霍尔斯特中心的Gerwin Gelinck说,他领导了该研究小组。
这项工作是与飞利浦研究和飞利浦医疗保健合作完成的。