2.2 輻射探測器系統的基本性能

在日常檢測中，輻射探測器系統性能主要指標是像素（像元）尺寸、空間分辨力、A/D轉換位數、動態范圍、信噪比、適用能量、使用壽命等。從構成數字射線檢測技術角度，輻射探測器系統的基本性能是基本空間分辨力（率）和規格化（標準化、歸一化）信噪比。

1.基本空間分辨力

空間分辨力表示的是探測器分辨幾何細節的能力。對于某個探測器，在不同的使用技術條件下，可實現的空間分辨力可能不同。因此需要一個可表征輻射探測器（實際也是數字射線檢測系統）空間分辨力性能的特殊空間分辨力指標。

基本空間分辨力定義為在規定的特定條件下（主要包括：透照的放大倍數為1、特定的射線能量、幾何不清晰度可忽略等），采用雙絲型像質計測定的檢測圖像不清晰度值的1/2，通常記為SRb。若記檢測圖像測定的不清晰度為U，探測器的有效像素尺寸為Pe，則

基本空間分辨力決定了探測器在不采用放大技術時可分辨的細節的最小幾何間距。

由于測定條件要求幾何不清晰度可忽略，一般近似認為

U≈UD

式中 UD——探測器固有不清晰度。

這樣就有 UD=2SRb （2-3）

即探測器基本空間分辨力實際是探測器固有不清晰度的1/2。需要注意的是，這是探測器系統的性能。

采用雙絲型像質計測定探測器基本空間分辨力的具體要求可參考有關標準規定。

2.規格化信噪比

信噪比表征的是探測器檢測過程對輸入信號的響應特性。檢測信號是探測器對輸入信號的響應，噪聲是探測器對輸入信號響應的波動變化。記檢測信號平均值為S，檢測信號的統計標準差為σ，則信噪比SNR為

探測器獲得的檢測圖像信噪比取決于探測器的結構特性，也與采用的射線檢測技術相關。對于同樣結構特性的探測器，在采用同樣射線檢測技術時，獲得的檢測圖像信噪比還與探測器單元尺寸（像素尺寸）相關。因此為比較不同探測器的信噪比，必須在同樣的探測器單元尺寸（像素尺寸）下進行。為此引入規格化（標準化、歸一化）信噪比概念。

規格化（標準化、歸一化）信噪比通常記為SNRN。它是將探測器給出的信噪比值轉換為基本空間分辨力為88.6μm下的信噪比。即

式中出現的88.6μm是以直徑為100μm的圓形單元（像素）為比較基準。由于探測器的單元（像素）通常都為正方形，直徑為100μm的圓形轉換為正方形時，該正方形的邊長應為88.6μm。因此規格化信噪比就是將探測器的信噪比值轉換為邊長為88.6μm的正方形探測器單元下的信噪比值，以此來比較不同探測器的信噪比特性。

表征探測器規格化信噪比特性，主要是用在一定射線能量下的規格化信噪比與劑量平方根關系曲線，典型關系如圖2-4所示。圖中，曲線的近似直線區范圍、飽和值大小等都與探測器的結構、特性密切相關，也與探測器的使用情況相關。

為比較不同探測器的規格化信噪比，測定方法應符合相關標準規定。

3.信噪比的進一步說明

探測器獲得的檢測圖像信噪比取決于探測器的結構特性，也與采用的射線檢測技術相關。簡單說，射線信號將按線性關系轉換為檢測圖像信號（即探測器工作在線性響應范圍）。出現的噪聲信號源，歸納起來主要是量子噪聲、結構噪聲、電子噪聲（包括熱噪聲）。量子噪聲是射線源的射線發射、射線在被檢測物體中的吸收、探測器的射線吸收等的（隨機）量子起伏決定的噪聲。結構噪聲是探測器結構性能的差異（如DDA各單元性能差異、IP板熒光層敏感性的差異等）產生的噪聲。電子噪聲是電子熱運動引起的探測器器件、電路部分的性能變化導致的熱噪聲。電子噪聲原則上可以采取適當措施消除或減少。量子噪聲是必須考慮的噪聲。

不同結構的探測器性能不同，噪聲不同，可獲得的信噪比也不同。