2.2 辐射探测器系统的基本性能

在日常检测中，辐射探测器系统性能主要指标是像素（像元）尺寸、空间分辨力、A/D转换位数、动态范围、信噪比、适用能量、使用寿命等。从构成数字射线检测技术角度，辐射探测器系统的基本性能是基本空间分辨力（率）和规格化（标准化、归一化）信噪比。

1.基本空间分辨力

空间分辨力表示的是探测器分辨几何细节的能力。对于某个探测器，在不同的使用技术条件下，可实现的空间分辨力可能不同。因此需要一个可表征辐射探测器（实际也是数字射线检测系统）空间分辨力性能的特殊空间分辨力指标。

基本空间分辨力定义为在规定的特定条件下（主要包括：透照的放大倍数为1、特定的射线能量、几何不清晰度可忽略等），采用双丝型像质计测定的检测图像不清晰度值的1/2，通常记为SRb。若记检测图像测定的不清晰度为U，探测器的有效像素尺寸为Pe，则

基本空间分辨力决定了探测器在不采用放大技术时可分辨的细节的最小几何间距。

由于测定条件要求几何不清晰度可忽略，一般近似认为

U≈UD

式中 UD——探测器固有不清晰度。

这样就有 UD=2SRb （2-3）

即探测器基本空间分辨力实际是探测器固有不清晰度的1/2。需要注意的是，这是探测器系统的性能。

采用双丝型像质计测定探测器基本空间分辨力的具体要求可参考有关标准规定。

2.规格化信噪比

信噪比表征的是探测器检测过程对输入信号的响应特性。检测信号是探测器对输入信号的响应，噪声是探测器对输入信号响应的波动变化。记检测信号平均值为S，检测信号的统计标准差为σ，则信噪比SNR为

探测器获得的检测图像信噪比取决于探测器的结构特性，也与采用的射线检测技术相关。对于同样结构特性的探测器，在采用同样射线检测技术时，获得的检测图像信噪比还与探测器单元尺寸（像素尺寸）相关。因此为比较不同探测器的信噪比，必须在同样的探测器单元尺寸（像素尺寸）下进行。为此引入规格化（标准化、归一化）信噪比概念。

规格化（标准化、归一化）信噪比通常记为SNRN。它是将探测器给出的信噪比值转换为基本空间分辨力为88.6μm下的信噪比。即

式中出现的88.6μm是以直径为100μm的圆形单元（像素）为比较基准。由于探测器的单元（像素）通常都为正方形，直径为100μm的圆形转换为正方形时，该正方形的边长应为88.6μm。因此规格化信噪比就是将探测器的信噪比值转换为边长为88.6μm的正方形探测器单元下的信噪比值，以此来比较不同探测器的信噪比特性。

表征探测器规格化信噪比特性，主要是用在一定射线能量下的规格化信噪比与剂量平方根关系曲线，典型关系如图2-4所示。图中，曲线的近似直线区范围、饱和值大小等都与探测器的结构、特性密切相关，也与探测器的使用情况相关。

为比较不同探测器的规格化信噪比，测定方法应符合相关标准规定。

3.信噪比的进一步说明

探测器获得的检测图像信噪比取决于探测器的结构特性，也与采用的射线检测技术相关。简单说，射线信号将按线性关系转换为检测图像信号（即探测器工作在线性响应范围）。出现的噪声信号源，归纳起来主要是量子噪声、结构噪声、电子噪声（包括热噪声）。量子噪声是射线源的射线发射、射线在被检测物体中的吸收、探测器的射线吸收等的（随机）量子起伏决定的噪声。结构噪声是探测器结构性能的差异（如DDA各单元性能差异、IP板荧光层敏感性的差异等）产生的噪声。电子噪声是电子热运动引起的探测器器件、电路部分的性能变化导致的热噪声。电子噪声原则上可以采取适当措施消除或减少。量子噪声是必须考虑的噪声。

不同结构的探测器性能不同，噪声不同，可获得的信噪比也不同。