高性能X射線閃爍體（Scintillator）是X射線成像系統(tǒng)的核心組件，其主要作用是將X射線信號高效轉(zhuǎn)換為可見光，從而被探測器接收并生成清晰影像。在醫(yī)學(xué)上，閃爍體是核醫(yī)學(xué)影像設(shè)備比如X光、CT等檢查設(shè)備的核心部件。同時，在行李安檢、集裝箱檢查、大型工業(yè)設(shè)備無損探傷、石油測井、放射性探測、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域，閃爍體都發(fā)揮著不可替代的作用。

閃爍體主要分為兩類，無機(jī)閃爍體和有機(jī)閃爍體。無機(jī)閃爍體由摻雜激活劑的無機(jī)鹽晶體構(gòu)成，典型代表包括碘化鈉、碘化銫等 ，無機(jī)閃爍體的高密度與抗輻射性優(yōu)異，光產(chǎn)額一般也較高。?有機(jī)閃爍體，主要以苯環(huán)結(jié)構(gòu)為主的芳香族碳?xì)浠衔餅橹?，如蒽、茋、塑料閃爍體等，部分新型材料發(fā)光機(jī)制為聚集誘導(dǎo)發(fā)光（AIE）或熱激活延遲熒光（TADF）。有機(jī)閃爍體易于制成各種不同形狀，可應(yīng)用于柔性X射線成像。

在閃爍體成像測試中，通常采用間接成像的方法。在間接X射線成像中，X射線作為激發(fā)輻射源， CMOS相機(jī)作為檢測器。我們將待成像的樣品放置在閃爍體前，經(jīng)過樣品吸收并透射的X射線就會照射到閃爍體上，閃爍體把X射線能量轉(zhuǎn)變成光子釋放出來，最后被相機(jī)捕捉到樣品的成像。

?圖1. X射線成像示意圖

卓立漢光的OmniFluo960-XrayP專為X射線輻射發(fā)光測試而設(shè)計，可提供包括X射線成像在內(nèi)的全套閃爍體熒光測試解決方案。儀器設(shè)計滿足國標(biāo)《低能射線裝置放射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)》的輻射防護(hù)要求（GBZ115-2023），并可提供計量院的檢測報告，充分保證操作人員的安全問題。

圖2.  OmniFluo960-XrayP X射線成像實測示例

X射線成像效果可用圖像空間分辨率來進(jìn)行評價，其中線對法和調(diào)制傳遞函數(shù)法是兩種常用的表征方法。

線對法（Line Pairs）

線對是攝像領(lǐng)域中表示分辨率的專用名詞，指成像平面1毫米內(nèi)能分辨的黑白線對數(shù)量，單位記作lp/mm，能分辨的線對數(shù)越多，則表明成像分辨率越高。圖3為OmniFluo960-XrayP 使用商用閃爍體YAG:Ce對分辨率卡進(jìn)行成像的結(jié)果。圖中可看到，該閃爍體成像分辨率可達(dá)到30lp/mm，成像性能優(yōu)異。

圖3 YAG:Ce成像分辨率測試

調(diào)制函數(shù)法（Modulation Transfer Function，MTF ）

在數(shù)字圖像處理中，MTF（Modulation Transfer Function）是衡量圖像細(xì)節(jié)失真的重要指標(biāo)。而傾斜邊緣計算方法是一種用于測量MTF的常用技術(shù)，它通過分析圖像中的邊緣來評估圖像的清晰度和細(xì)節(jié)。通常先拍攝高純度鉛片的鋒利邊緣（圖4A），然后用傾斜邊緣法計算MTF傳遞函數(shù)。傾斜邊緣法的算法流程如圖4B。首先獲取傾斜邊緣的邊緣擴(kuò)散函數(shù)(ESF)，然后求導(dǎo)得到對應(yīng)的線擴(kuò)散函數(shù)(LSF)，最后傅里葉變換得到MTF。MTF 曲線的橫坐標(biāo)一般是 cycle/mm 或者 linepair/mm，縱坐標(biāo)反映對比度傳遞特性的像/物方調(diào)制度的比值。

圖4. （A）Pb片邊緣成像（OmniFluo960-XrayP拍攝）；（B）MTF算法流程

當(dāng)我們需要在嚴(yán)苛的溫度環(huán)境中進(jìn)行X射線成像時，閃爍體在不同溫度下的成像效果也需要充分考慮。卓立漢光也可為變溫X射線成像提供解決方案。如圖5所示，我們在OmniFluo960-XrayP專門為變溫X射線成像設(shè)計了耦合結(jié)構(gòu)，并且得到了很好的測試結(jié)果。