直接讀取式數位X光感測器

01 / 30 . 2015
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牙醫照X光不用等-直接讀取式數位X光感測器 創新科技專案 / 直接讀取式數位X光感測器(DR) 文 / 陸子鈞

牙醫師要替你拔牙或者補蛀齒前,一定會拍個X光照片。不過膠片式攝影需要另外儀器讀取膠片,沒拍好還得重拍;直接成像雖然不用等待顯像,但是設備昂貴,並不是每間牙醫診所都能負擔得起。現在,國家中山科學研究院的自主開發技術,有機會讓數位直接成像設備更普及在小型醫療診所,提昇就醫品質。

現在比較常見的膠片式電腦放射攝影(computed radiography, CR),在拍攝牙齒X光影像時,需要塞入一片磷光影像膠片,拍攝後再由雷射光讀取機將膠片上的潛像轉換成X光影像,假如顯像後發現拍得不好還得重新拍攝,非常花時間。新一代的直接成像(Direct Radiography, DR)操作時不需要磷光影像膠片和雷射光讀取機,能夠直接成像,但是設備昂貴,通常只有忙碌的大型醫院會購置。

對病患來說不只是省時,「不說你可能不知道,DR(直接成像)的放射線劑量也比CR(電腦放射攝影)還低」,國家中山科學研究院材料暨光電研究所郭志暐博士提到。但直接成像設備都仰賴國外進口,所以價格昂貴,大多數的小型診所還是使用較麻煩、費時又較高放射線劑量的電腦放射攝影。郭博士所主持的醫療器材研究團隊,目標就是要發展國內自有技術的高階醫療器材-包括直接讀取式數位X光感測器。他說:「當初接到這項計畫感覺非常『神聖』,因為過去在國家中山科學研究院都是研發國防武器,但是這次卻是發展救人的醫療器材。」

直接讀取式數位X光感測器最主要的元件就是碘化銫(鉈)閃爍體(scintillator)和CMOS影像感測器。閃爍體能夠將X光轉換成可見光,再由CMOS影像感測器接收,成為數位訊號。閃爍體越厚,發出的光就越強,但光在越厚的閃爍體中也容易散開,降低了解析度。因此,研究團隊改用真空蒸鍍方式沉積碘化銫(鉈)薄膜,製成柱狀的結構閃爍體,可以利用全反射效應將光子侷限在柱中而不會散開,也就能得到較佳的影像解析度。由於解析度較高,所以拍攝相對來說不需要這麼強的X光,減少患者接收的放射線劑量。

使用數位成像晶片取代傳統X光底片成為可能而且普及,可即時顯示牙根尖影像並結合軟體,達到拍攝後立即顯示與測量的功能。此感測器用來取代膠片式感測機制,達到醫療影像即時數位顯示,該模組以閃爍體、CMOS感測元件等封裝,具有高解析度、低輻射量等優點,能改善膠片式的等待時間、化學顯影和儲存空間等缺點。