关于 CCD-DR与平板DR 的经典探讨

转自：医学影像技术论坛

影像学专家：

1、请不要再发表CCD DR是影像增强器成像的谬论，这个问题连医科大学的学生都能解释，CCD DR实际上就是一个特大的高分辨率数码相机，内部结构有一个超大的光学镜头和CCD相机，采集平板与飞利浦、西门子DR一样都是碘化铯柱状晶体，根本没有什么影像增强器，拍片和脉冲透视是不同的方式，拍片用影像增强器没有任何意义，而实际上最好的影像增强器造价高达三十多万，比佳能的平板探测器还贵，请飞利浦、西门子、GE、柯达、岛津等厂家所谓的“专业技术人员”不要再拿这些谬论来蒙骗我们的放射科医生。

2、CCD DR与碘化铯非晶硅平板DR相比，从理论上来说成像质量应该是要差点的。因为碘化铯非晶硅平板DR的成像是1:1对称的，没有光学传导的过程，信号衰减较少，而CCD DR由于CCD制造工艺的问题，必须采用光学系统来传导信号，信号衰减客观存在，如果想做到和碘化铯非晶硅平板DR一样的图像质量，必须采用感光度更高的超大口径光学镜头、更高分辨率的CCD相机、碘化铯采集平板和更先进的图像处理技术，而这些都是需要付出很大的成本代价的，目前优质的CCD DR的材料成本实际上要比平板探测器更高。

3、 平板探测器的材料成本实际上并不高，由于非晶硅光电管阵列和碘化铯都是自己生产，因此实际上成本只有十万元人民币左右，而卖给中国用户的价格高达五十万元人民币，其中最关键的原因在于技术垄断，目前能够生产大面阵DR探测器的厂家主要有TREXELL（泰雷兹、西门子、飞利浦合资）、瓦里安、佳能，韩国三星和日本东芝也有产品面世但是还在测试中，所谓的非晶硅光电管阵列其实和我们日常的液晶显示器里的非晶硅光电管阵列是一样的产品，只是成像过程相反，目前国际上一块17英寸的医用非晶硅光电管阵列板价格大约为2000美金，只要由台湾厂家代工，只是技术不够成熟。碘化铯非晶硅平板的成本构成很大程度来自于碘化铯晶体，但是原材料就高达数万元人民币。
很多时候我们中国人是很悲哀的，总是为外国人的技术垄断买单，就拿医药行业的药品来说，国外最新推出的新药材料成本只有几块钱人民币，可是卖给中国人则高达数百元人民币，而我们的中国业务员和给了费用的医生还要给他们唱颂歌。
我很期待国产平板探测器的诞生，就像国产CCD探测器诞生了降低了进口CCD探测器的售价一样，中国人一定要站起来！

PS：2000美金指的是非晶硅探测器里面的光电管阵列板的成本，请业务员们搞清楚非晶硅探测器与非晶硅光电管阵列板的区别和联系再发表意见，目前好的碘化铯屏要6000美金以上，再整合TFT阵列板，非晶硅平板探测器的材料及人工成本大约在1.5-2万美金左右。非晶硅探测器市场最低售价为3万美金。

3、平板探测器的维修成本高主要是在于内部组件的高度集成化，还有非晶态氧化硅晶体管的物理性质不稳定，在光照下衰减较快，因此每天都有大面积的坏点出现，当坏点达到一定量的时候平板就报废了，送回厂家也没有用，这个和液晶显示器是一个原理的。很多平板DR厂家的市场专员去蒙骗医院说是可以使用很多年，即使坏了也就几万块可以维修，而实际上截至到今天，还没有一家平板探测器可以正常使用超过五年，大多数是2年左右就要更换了，一旦更换平板厂家的脸孔就变了，从几万块一下子变成了上百万，医院只能吃哑巴亏。

4、CCD DR探测器确实比较重，但最多50公斤，可是CCD探测器都是全电动，没有手动的，根本不需要人去推，反而某些平板厂家为了节约成本采用手动控制，医生要经常去推动重达几十斤的平板探测器，权当锻炼身体。

5、成像尺寸的问题没有争论的必要，实际上从物理像素的角度讲，CCD的像素尺寸只有9微米，远比非晶硅的像素小，实际上如果只是拍摄单色物体，CCD DR肯定比平板DR的分辨率高，这个从测试卡实际测试就可以看出来，平板DR一般肉眼可视分辨率为3LP/MM，而CCD DR最高可以达到5LP/MM，但是我们要承认的是高的空间分辨率确实不等于高的图像质量，毕竟还有密度分辨率、MTF、DQE、信噪比等具体的参数指标要去衡量。

6、图像的真实性主要来自于信息还原程度，事实上2009年已有成像质量与非晶硅DR一致的CCD DR面世，图像真实性已经不是问题，同时成像剂量相比以往大幅度下降，拍摄腰椎侧位常规剂量为85KV、30mas，比很多平板DR的剂量都低，因此在临床使用上已经没有什么区别。但是CCD DR厂家目前面临最大的困难就是成本问题，要想获得与碘化铯非晶硅平板DR一样的图像质量就要采用材料成本高出很多的更好的光学镜头和CCD，而这些配件没有一个是自己生产的，而平板DR由于本身材料成本就低，同时主要组件都是自己生产，因此可以说是游刃有余，一旦有一天平板DR能够实现五年以上的无故障使用寿命，同时放弃垄断价格下降到比CCD DR还低的价格，届时CCD DR将和CRT医用显示器一样被赶出市场。

7、我一直认为，什么样的医院买什么类型的设备。这个和什么样的人买什么样的车是一样的。奔驰和宝马确实很好，但是维修成本也很高，开起来很舒服可是一般人承受不起，帕萨特、凯美瑞、雅阁、本田CR-V越野车虽然价格相对便宜，档次较差，但是一样开得很舒服，维修成本要低很多，在我们国家的总体医疗条件还很差的现况下，我不建议每个医院都为2年更换一块100万元的平板探测器买单，中小型医院应该适当的少点听几大品牌业务员的谬论，多考虑一下医院的经济性，在保障临床使用的基础上，购买稳定性更高、使用寿命更长的CCD DR，对医院和对患者都是好事，而三甲大型医院可以去反复购买非晶硅平板DR，毕竟钱多的没有地方放，摆下阔没有问题。

8、凡是专业用光学相机的摄影爱好者都知道0.75超大光圈的光学镜头是什么价钱，品质好的高达几十万元人民币，我强烈建议那些使用1000块钱的卡片数码相机的业余爱好者不要再去摆出“技术人员”的身份评论CCD DR，同时还把老掉牙的数字胃肠机的影像增强器搬了出来，你见过有使用影像增强器的数码相机吗？如果你真的是专业技术人员就一定要遵守技术人员的道德，要讲真话讲实话，这样我们才能共同的为中国的影像事业发展找到更合理更好的出路。

 

9..医用非晶硅光电管阵列板原来主要垄断在英国PE、泰雷兹、佳能、瓦里安几个厂家手中，目前瓦里安为了降低成本已经在台湾与当地的光学产业合作生产，实际成本不是很高，只是要整合碘化铯平板和TFT、AD系统需要耗费更高的成本，这些情况其实台湾的企业是很清楚的，只是台湾的光电企业很多不愿意做DR探测器，毕竟相对于液晶显示器每年上千万块的产量来说，DR探测器目前总体需求量不大，没有太高的利润值。

国内厂家已经有在研发非晶硅平板探测器的，希望他们能够早日成功，降低非晶硅平板探测器的价格，而实际上中国的成本控制是惊人的，一旦能够掌握核心技术，就可以把整个产业链打翻，所以未来的市场很难说。

 

karaoke

和楼主逐条切磋

1, 可以说CCD探测器跟影像增强器是一回事, 因为存在偏转. 只不过影增经过输入屏到输出屏的电子偏转, 输出屏到CCD相机的光学偏转两层, 而CCD只有一次光学偏转, 相对于平板探测器直接入射, 完全是天壤之别. 另外, 影增的闪烁体也是碘化铯.

2, "必须采用感光度更高的超大口径光学镜头、更高分辨率的CCD相机"
做再大也没用, 除非把CCD传感器的面积做到和闪烁屏一样大. 这是影像学最基本的原则, 影响数字影像系统图像质量最重要的因素, 就是传感器面积.

3, "平板探测器的材料成本实际上并不高，由于非晶硅光电管阵列和碘化铯都是自己生产，因此实际上成本只有十万元人民币左右，而卖给中国用户的价格高达五十万元人民币"
研发不是成本? 10万成本的东西11万卖给你, 你还指望技术发展? 另外, 佳能和东芝均无自产TFT, 而是外购, 请勿想当然.

3之3, "而实际上截至到今天，还没有一家平板探测器可以正常使用超过五年，大多数是2年左右就要更换了".
请勿误导, 据小弟浅薄的了解, 4大品牌02,03年的机器, 绝大多数都没换过探测器, 而且在正常工作. 你说的那是非晶硒的Hologic

4, 这条理由貌似有失专家水准(笑)

5, 参考第二条, 影像学最基本的原则, 影响数字影像系统图像质量最重要的因素, 就是传感器面积. CCD探测器和平板探测器的区别, 就相当于单反和手机摄像头的区别

6, "图像的真实性主要来自于信息还原程度"
任何透镜偏转, 都存在像差, 存在中心边缘不一致, 存在色散, 这是光学结构所决定的, 是CCD的先天不足.
另外, CCD探测器有效采光面积只有镜头中心区域那么大, 要达到和平板100%采光面积相同甚至更小的剂量, 你的增益要开多高? 估计变成了节能灯下的QQ摄像头了吧, 连凤姐都变成冰冰了

7, "我不建议每个医院都为2年更换一块100万元的平板探测器买单"
这个价位只有4大品牌了. 这里那么多放射业内人士和医生, 请问4大品牌除了个案, 有2,3年修板, 5年换板的事?

8, "你见过有使用影像增强器的数码相机吗"
恰好, 影增的后级就是CCD相机.

9.民用TFT制造取向和医用不一样的. 比如民用所要求的广视角, 响应时间等参数, 对医用基本上没意义的. 而民用所并不太在意的转换效率, 漏电流等参数, 在医用上非常影响DQE的.

再次重申, 佳能自己不产TFT.  所以在主流品牌当中, 佳能的图像最差, 是有根据的.

SLC

不是很同意楼主的观点。
1.医用非晶硅的主要生产商是DPIX，这是由varian控股的公司，trixell的平板，也是从这个公司采购的。
2.平板的技术在于非晶硅和A/D转换芯片，而不是碘化铯，相比较之下碘化铯很便宜。
3.平板的寿命其实很长，很多装机7,8年左右的平板还在使用。你可以调查一下再说话。晶体管的不是那么容易坏，否则谁还买液晶电视？
4.楼主的爱国心是好的，但是还要脚踏实地，一步步来。没错药品的成本是很低，但是为了研发这个药品，投入的成本可是不计其数。这些钱找谁去要？国家要发展高附加值产品，目的就在于此，任何东西不要以材料成本核算，对吗？ 否则飞机也就是个卖废铝的钱。

影像学专家

很感谢各位同行的积极参与！但是我还是希望各位不要带着商业的气味去发表言论。既然是技术论坛，就应该更多公平公正的语言，这样才有利于中国影像技术的发展。

1、截至到今天为止，我拜访过数百家安装了GE、西门子、飞利浦DR的医院了，但是还真的没有发现平板有在5年后还没有更换的，当然医疗器械这个行业水分很多，很多时候放射科主任和你不熟悉是不会透露这些的，而且更换平板对于科室主任和设备科长也是有好处的，因此和厂家一起来对外宣传根本没有换过，这些东西销售平板探测器的同行都是心里有数的。当然并不是说CCD 探测器就一定不会坏，如果生产工艺和质量控制较差，也有可能生产出故障率高的设备，我们在这里主要讨论CCD芯片与非晶硅晶体板的客观寿命比较。

2、如果你真的是搞技术维修的或者是技术研发的，就请不要再拿出影像增强器等于CCD DR的言论，影像增强管只是一个高压真空管，它的作用和结构与光学镜头有极大的区别，CCD探测器里面根本没有高压元件，里面就只有碘化铯晶体板、光学镜头和CCD相机，当然你可以笼统的说都是光学设备，而且都使用了CCD，当然如果你只是一个学医学影像学诊断出身的平板厂家的市场专员或者根本不是专业出身的销售经理，那我不想和你讨论，起码我参与过探测器的研发而你没有，至少CCD探测器的内部结构你是没有看过的。

3、我从来不否认CCD DR与碘化铯非晶硅平板DR相比有自身的结构缺陷，所以一直以来CCD DR的图像质量不佳，这些我在帖子里有谈到，但是时代确实在发展，我也一直以为CCD DR的图像已经没有发展的可能了，但是最新的CCD DR的图像让我和很多大医院的主任吃惊，可以说接近甚至超越了某些平板DR的图像，如果各位有兴趣，我可以发上来大家评价一下，前提是你是医院的放射科诊断医生。我不愿意和业务员去讨论这些问题，有人总是想办法钻文字牛角尖来打压别人。就像以前CCD DR刚出来的时候吹嘘什么1700万像素CCD比平板900万像素更高端图像更好一样有问题，事实上高的空间分辨率不一定能获得高质量的灰阶图像。

4、影像增强器里面有CCD相机其实和民用数码相机有CCD芯片是一个道理，可是你也不能把医用影像增强器等同于民用数码相机，每个设备的实际结构和用途都是不一样的，就好像单车也有轮子，小轿车也有轮子，你直接说小轿车等同于单车是没有意义的，在非晶硅平板技术还不是很成熟的事实面前，我倒是很希望飞利浦、西门子、GE三大厂家能研发生产CCD DR，一个可以降低中国医院的使用成本和维护成本，第二个可以促进CCD DR市场的发展和提高成像技术，这个是有利中国农村医疗数字化普及的需求的。

5、液晶电视其实现在很多家庭都有购买了，如果你熟悉液晶面板工艺和结构的再去参与使用寿命的讨论。平板探测器与液晶电视的某些主要结构是类似的，只是成像过程相反，就像很多液晶显示器销售员告诉我们液晶显示器能够十年不坏一样，最终为维修买单的还是我们消费者。非晶硅目前在国内外都很热门，例如液晶面板、太阳能面板，相对比多晶硅而言，它让大面阵工艺成为现实，尽管物理性质不够稳定，但是确实是技术发展的一个方向。

6、医用非晶硅的早期生产商是DPIX，但是近年来台湾光电产业也开始该产业的生产，应该说平板DR的未来前途无量，倒不是因为图像质量和放射剂量控制技术的一直领先，而是平板DR的成本可控制空间确实惊人，按照泰雷兹的计划，下半年将会在中国推出20多万元的非晶硅平板DR，届时可能会直接把价格昂贵的进口CCD DR直接赶出中国市场，届时中国DR市场要实现一次大面积的洗牌。进口CCD DR能否继续保留在中国市场，要看成像技术和剂量控制能够达到一个更高的标准。

SLC

谈到液晶电视和平板的生产，确实有很多值得讨论的。楼主的字里行间对平板探测器的质量从根本上进行否定。不可否认大规模的平板在使用过程中会出现坏点，但是几个坏点的出现不能说明整个平板就会报废。你要知道每家厂商的要求都不同，但一块17x17的探测器上有几千个独立的，或者是2个相邻的坏点，都是可以接受的。而且可以通过软件方法校正掉。而且现在向客户保证3年5年保修的平板生产商，也大有人在。平板的稳定性和寿命是以10年为标准的，我有相应的数据与资料。楼主的讨论貌似公正，但是不是有些打压平板探测器推崇CCD的意味在其中，大家一看即知。
说到医用非晶硅，台湾的企业是在做一些事，与液晶共线生产，但是评价一款非晶硅的特性不是单单能出图像这么简单，三星的LCD应该技术实力很强吧，他们在几年前就推出了自己的平板探测器，但是结果呢?大家都知道。台湾的企业做的事情，其实是在做代工，别人的技术，只是委托他们生产，他们没有核心的东西。对TRIXELL的雄心壮志，我们只能拭目以待。

影像学专家

呵呵，很感谢各位同行的支持！而且也很高兴看到我们的言论更加趋向公平公正和学术化！

只是我还是希望某些平板厂家的业务员不要太激动，我没有偏袒CCD DR的意思，从时代发展的趋势看来，材料成本极低的非晶硅平板一定会在将来彻底占领市场，前提是把技术垄断成本降下来，把使用寿命提高上去，这两点都不是业务员能解决的问题。就好像CCD
无法取消光学传导路径过程中信号衰减的问题。

楼上说的碘化硒是指非晶硒探测器吗？碘化硒和非晶硒不是一种物质，非晶硅DR使用的荧光材料是碘化铯晶体，实际上非晶硒DR也是间接转换的，非晶硒自身作为光电导体，成像原理是
1、X 线入射光子在非晶硒层激发出电子-空穴对；
2、电子和空穴在外加电场的作用下做反向运动，产生电流，电流的大小与入射的X线光子数量成正比；
3、这些电流信号被存储在TFT的极间电容上，每一个TFT和电容就形成一个像素单元。

个人认为非晶硒DR代表DR发展的另外一个方向，直接数字化可以提高成像的分辨率和影像锐利度，从早期柯达在全国销售的医院反馈的意见来看，图像质量确实很好，甚至有专家认为要高于现在的锐柯非晶硅系列DR，只是非晶硒的超高故障率让锐柯无法承受，我拜访过广西地区一家大型医院，购买的柯达非晶硒DR3年时间总共更换了6块平板探测器，可以想象到维修成本真的很高。但是如果从某些厂家一直强调的光学散射和几何失真的问题去考虑，非晶硒DR应该是业内最理想的。毕竟非晶硅DR和CCD DR都需要碘化铯或者硫氧化钆来进行光转换，就算是晶体也会有轻微散射现象。

tigersong

很久不上这个论坛了，还是很热闹嘛。
我对于非晶硒、非晶硅和CCD的评价如下，欢迎各专家拍砖。
1、非晶硒在技术理论上绝对是最好的，但是生产工艺不成熟，所以寿命短，故障率高，前置高压和所用探测材料问题无法解决，造成图像质量有问题，整体性能高衰减。
2、CCD不要用空间分辨率说事，日本nomi的CCD探测器分辨率已达到了4800万，使用方面剂量高，图像DQE低是无法避免的缺陷，另外不要以为拐了个弯就能完全避免高能粒子流对CCD晶片不可逆的伤害。
3、非晶硅系列中trixell的最大缺陷是拼接板，瓦里安的最大缺陷是温度影响，佳能的G系列平板是闪烁体原因和MIS技术，导致探测效率低，所以照射剂量高。
再说说自己的其他意见，一个是国产CCD的材料问题，既然楼主是做CCD产品的，应该能明白国产和进口的区别吧？现在很多无良商家看见CCD技术含量低，用些低成本的低劣材料去生产CCD探测器，把整个CCD行业的名声搞臭了，怨谁？再说售后服务问题，虽然我是做佳能平板的，但是我也承认相比起来，佳能平板的图像比trixell的差，但是飞利浦、西门子公司装机完了，线对卡、对比计一测，就算完成调试，而佳能在早期均派资深影像学技术人员去医院调试，一个部位一个部位的调图像，少则一个星期，多则一两个月，直到图像质量达到使用者满意为止，所以现在很多佳能用户对图像质量相当认可。所以说事在人为，没有什么特别差的，也没有什么特别好的，关键还是在于人。

最后，个人感觉，以后平板发展的趋势早期应该还是非晶硅是主流产品，后期会慢慢偏向是一种原来红外探伤的材料——碲锌铬。

碲锌镉，英文名称cadmium zinc telluride，CdZnTe，简写为CZT。
CZT晶体是宽禁带II-VI族化合物半导体，可以看作是CdTe和ZnTe固溶而成。随着Zn加入量的不同，熔点在1092到1295摄氏度之间变化。
CZT晶体被广泛用作红外探测器HgCdTe的外延衬底和室温核辐射测器等。
以上部分是我从网上查的，这个东西是有次展会上和科学院物理所的科研人员聊起来的，据说对射线的敏感度是现在非晶硅的1%，不过暂时没有投入实际商品化，还处于实验室阶段，个人感觉可能会是非晶硅的替代品。从网站上查了很久，找不到详细的资料。

 

影像学专家

tigersong你好！首先很肯定碲锌镉目前的光电转换效率无法使用在人体普通X线摄影，就算是研发出来摄影条件也高的惊人，另外日本Naomi的CCD DR是直射式的，类似于平板探测器，射线直射肯定对CCD芯片直接有损害，X射线在经过反射镜环节后再穿过透镜到达CCD的几率几乎为零，Naomi的问题不是在于其4800万像素是否真实，而是几千个微型摄像头摄影如何同步采集的问题暂时解决的不太好，所以光有采集面没有同步信息量，佳能板的图像真的是不行，这个本身不是佳能的过错，是硫氧化钆的问题，这不是你我的能力可以解决的。我们现在也一直在研究如何使用廉价的硫氧化钆能够获得碘化铯的高清晰图像的问题。

 

于红林

我们2003至2006年采用碲化锌镉研究过100微米像素尺寸的多线阵探测器，其材料的灵敏度比较高。缺点是成本贵、一致性差、面积很难作大，由于材料、加工技术均不成熟，我们忍痛抛弃，损失了几百万元。我们当时用的尺寸每片长20毫米*宽2.4毫米*厚1.5~5毫米。原材料主要在我国四川，国内昆明有原兵器部的研究所在研究。我们当时和美国二家公司合作，我去参观过高温生长、加工的过程。前年这二家都已卖掉了碲化锌镉部门，由于技术需要很长时间艰苦研究，资金不够，无法坚持下去了。目前国外主要用于PET的探测器研究。我的看法是碲化锌镉在20年内无法用到面整探测器的DR上。以上信息供同行们参考。

根据我们的研究，楼主介绍的价格是客观的。目前PDA或PIN与TFT均刻蚀在同一块板上，当产量达到年产5000以上时，成品率达到90%时，用2代TFT工艺线的成本估计为1500usd

 

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