固态探测器

The Sectra Microdose Mammography（MDM）是一种使用固态探测器的FFDM系统，它使用了硅硼板进行直接光子计数。探测器首先是由斯德哥尔摩皇家技术学院的Mats Danielsson和他的同事发明的，现在这种乳腺摄影探测器已由瑞典斯德哥尔摩的Mamea Imaging公司进一步的改进和生产，并由Sectra公司推向市场。Sectra开发的大容量阅片工作站可在Sectra MDM unit使用。自2001年11月，开始在瑞典斯德哥尔摩进行临床试验（图4－27）。这个系统已经进入欧洲市场，于2002年下半年进行首台安装。

图4－27　硅硼板光子计数探测器的结构示意图和整机

初步资料显示，使用这种探测器，在典型乳腺的成像中实际的曝光剂量可能为0．2～0．3mGy，仅为目前使用的SFM曝光剂量的1/5。低曝光剂量的主要的原因是其能够探测接近100%的透射的X线光子（剂量衰减约40%）以及不使用滤线栅（这个因素占了低剂量因素的40%～60%），这个系统能够防止99%的光子散射。

这个系统的不足之处就是长达5s的扫描时间。通过应用钨靶、铝滤过板以及30kV管电压的X线球管来负担曝光过程中较大热负荷的问题。

在Sectra公司MDM FFDM系统中，光子计数是在植入高纯度硅的硼固态探测器中进行的，其内有两个铝电极形成的电压差为100V的电场。此时乳腺摄影的X线光子最高达30keV的能量，在10mm厚硅板中产生几乎100%的有效作用。在30keV下，总入射光子的衰减量为96．5%，较低能量的增加非常迅速。在这种衰减中，散射部分无论是相干散射还是康普顿散射对探测器均不产生作用。但是，93．3%的30keV的光子通过光电效应这种方式与组织相互作用。由于X线能量的分布，入射X线光谱的总光电衰减接近100%。光电子的动能在相互作用处的10μm以内的区域都被局部吸收（CSDA range，according to ICRU，1984），并产生数千个电子空穴对（例如25keV产生约7　000个，或每3．6eV产生1个），这些电荷在电场的作用下迅速移动并在10ns之内被电极吸收，从而产生用于分析的电信号。理论上，每个相互反应的光子的能量都能够被测定。但是，在目前的实际应用中，只是那些高于10keV能量阈值的光子才被计数。