基于自动曝光的X射线平板探测器制造技术

本发明专利技术提供一种基于自动曝光的X射线平板探测器，包括：X射线平板探测器面板，用于将X射线先转换为可见光再进行光电转换，形成电信号，并伴随着可见光的散射；可见光信号感应模块，用于感应散射光并判定曝光开始，通过扫描激励信号来实时监测响应信号的变化，判断是否产生散射光；信号读出电路，在接收到曝光开始信号时，对X射线平板探测器面板进行的曝光动作自动开辟曝光窗口，并完成对X射线平板探测器面板的电信号的采集。本发明专利技术具备瞬时的X射线自动曝光感应功能，自动曝光感应并采集信号，实现平板探测器和移动工作站及X机任意组合，且产品轻巧、便携，并保证病人在无需增加曝光剂量和曝光次数的前提下保障设备和图像质量的稳定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种X射线平板探测器，特别是涉及一种基于自动曝光的X射线平板探测器。
技术介绍
X射线平板探测器是一种将X射线先转换为可见光，再经过光电转换作用，变成可供记录的电信号的装置，是X射线成像系统中最重要的组成部分之一。在X射线成像系统中，另一重要组成部分则是X射线高压发生器及其附属X射线球管。当前，并没有相关的统一标准来定义X射线高压发生器与X射线平板探测器的硬件接口和软件通讯协议，而是各发生器厂商与探测器厂商自订标准，这为X射线成像系统的集成带来了巨大困难。在X射线曝光控制功能模块中，外同步方式是当前主流，是指X射线平板探测器与X射线高压发生器之间通过真实的物理媒介，如线缆或无线信号进行连接，实现曝光控制。但是，这种方式存在软硬件接口不匹配问题，无法做到X射线平板探测器和移动工作站及X机的任意组合，更无法实现平板探测器一机多用的目标。因此，自动同步方式是X射线曝光控制功能的发展方向，其特点是不需要将X射线平板探测器和高压发生器做物理连接即可同步控制，具有瞬时的X射线曝光感应功能，自动曝光感应采集信号。在当前，为了实现自动检测X射线曝光的开始，一部分会在采集图像的影像传感器背后安装X射线传感器来感知曝光；一部分则会在其背后安装可见光传感器，利用影像传感器自带的闪烁层把X射线变为可见光信号后来感知曝光。但是，这两种方法，因传感器的价格不菲，会增加额外的制造成本，同时，由于X射线或可见光一定会发生反射，形成背散射，这又会造成图像的不均匀。同时，一部分会采用算法的方式，在不增加硬件成本的基础上，只是改变工作时序，根据X射线曝光后图像与未曝光前的背景图像的存在灰度值差异，设置相应阈值，以是否超过阈值来自动判定X射线曝光开始的时间点。但是，这种方式，也存在干扰问题，即按压伪影、microphony(振颤噪声)、电磁干扰等，都会导致误检测，引起频繁上图。这方面问题，典型的如专利CN201410115690、CN201410023972所示。另外，这两方面的问题也出现在其他相类似的成像设备的自动曝光控制系统中。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种基于自动曝光的X射线平板探测器，以实现在高压发生器和平板探测器之间不进行任何物理连接，一旦曝光，就获取X射线图像，到达在任何发生器型号下，都可以组成X射线诊断系统的目的。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种基于自动曝光的X射线平板探测器，所述X射线平板探测器包括：X射线平板探测器面板，用于将X射线转换为可见光并进行光电转换，同时产生散射光；可见光信号感应模块，用于感应所述散射光并判定曝光开始，通过扫描激励信号来实时监测输出响应信号的变化，判定是否接收到散射光；信号读出电路，用于在接收到所述曝光开始信号时，对所述X射线平板探测器面板进行的曝光动作自动开辟曝光窗口，并完成对所述X射线平板探测器面板的电信号的采集。作为本专利技术的基于自动曝光的X射线平板探测器的一种优选方案，所述X射线平板探测器面板包括：玻璃基板；非晶硅光电二极管、薄膜晶体管TFT阵列，形成于所述玻璃基板上，一个薄膜晶体管TFT和一个非晶硅光电二极管组成一个像素，薄膜晶体管TFT包括源极、漏极、以及栅极，所有非晶硅光电二极管的P端短路到一起连到Vcom上，每个非晶硅光电二极管的N端连至各自的薄膜晶体管TFT的漏极，处于同一行的像素的薄膜晶体管TFT的栅极连至同一条驱动线GateLine，处于同一列的像素的薄膜晶体管TFT的漏极连至同一条数据线Dataline；所述驱动线Gateline及数据线Dataline的交接处形成可变电容；闪烁层，覆盖于所述非晶硅光电二极管、TFT阵列之上，用于将X射线转换为可见光。作为本专利技术的基于自动曝光的X射线平板探测器的一种优选方案，所述可见光信号感应模块设置于所述闪烁层之上，用于基于可见光感应元件接收、感应所述散射光，并在光电转换后产生电子的定向移动，以改变所述Gateline及Dataline的交接处的可变电容的电容值，当该电容值超过预设电容阈值时，向所述信号读出电路输出曝光开始信号，其中，所述可变电容的第一极板及第二极板为交接处的Gateline及Dateline。进一步地，通过所述电子定向移动改变所述可变电容的第一极板及第二极板之间的距离，以改变所述可变电容的电容值。作为本专利技术的基于自动曝光的X射线平板探测器的一种优选方案，所述可见光信号感应模块包括：可见光感应元件、可变电容、第二固有电容、第三固有电容、第四固有电容、第五固有电容、第一固有电阻及第二固有电阻，其中，所述可见光感应元件的输出端连接于所述可变电容的第一极板、第一固有电阻的第一端，所述可变电容的第二极板连接于所述第二固有电阻的第一端、第二固有电容的第一极板，并作为所述可见光信号感应模块的信号输出端，所述第一固有电阻的第二端连接于所述第四固有电容的第一极板以及第三固有电容的第一极板，所述第四固有电容的第二极板接地，所述第三固有电通的第二极板接地，并连接于所述第二固有电容的第二极板，所述第二固有电阻的第二端连接于所述第五固有电容的第一极板，所述第五固有电容的第二极板接地。作为本专利技术的基于自动曝光的X射线平板探测器的一种优选方案，所述信号读出电路包括清空单元，用于在未有入射X射线前，定时自动清空所述数据线Dataline中的漏电流。作为本专利技术的基于自动曝光的X射线平板探测器的一种优选方案，所述信号读出电路包括采集单元，用于对X射线平板探测器面板所采集的电荷进行电荷积分、信号放大、滤波以及模数转换，并输出数字信号。作为本专利技术的基于自动曝光的X射线平板探测器的一种优选方案，还包括图像显示模块，用于对信号读出电路的读出信号进行图像呈现。如上所述，本专利技术的基于自动曝光的X射线平板探测器，具有以下有益效果：1)本专利技术硬件增加成本低，改造容易；2)本专利技术可以有效屏蔽各类干扰(只对可见光敏感)；3)本专利技术不对X射线形成衰减，且无背散射作用；4)本专利技术实时性强，具有曝光探测瞬态性，减少X射线剂量浪费，设备稳定；5)本专利技术对探测器的厚度基本不增加(增加厚度在mm级别)，依然能让平板探测器具有便携、轻便的特点，且自动曝光探测模块具备高度时效性；6)AED模式是平板探测器和球管X射线同步的一种方式，不需要系统集成商开放接口，即不需要将DR部分和X线机做任何物理连接，从而绕开系统集成商，具有高度的融合性；7)AED模式让平板探测器成为一台真正独立于X线机，无需高压发生器接口电缆，以最方便的方式组成X射线诊断系统，更可与不能提供曝光触发信号的高压发生器一起使用，即容易构成DR系统，做到一机多用，实现快速移动工作的目的。附图说明图1显示为本专利技术的基于自动曝光的X射线平板探测器的X射线平板探测器面板的封装结构示意图。图2显示为本专利技术的基于自动曝光的X射线平板探测器的X射线平板探测器面板的电路结构示意图。图3显示为本专利技术的基于自动曝光的X射线平板探测器的可见光信号感应模块的封装结构示意图。图4显示为本专利技术的基于自动曝光的X射线平板探测器的可见光信号感应模块的电路结构示意图。图5显示为本专利技术的基于自动曝光的X射线平板探测器的结构框图。元件标号说明11闪烁层12可见光13本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于自动曝光的X射线平板探测器，其特征在于，所述X射线平板探测器包括：X射线平板探测器面板，用于将X射线转换为可见光并进行光电转换，同时产生散射光；可见光信号感应模块，用于感应所述散射光并判定曝光开始，通过扫描激励信号来实时监测输出响应信号的变化，判定是否接收到散射光；信号读出电路，用于在接收到所述曝光开始信号时，对所述X射线平板探测器面板进行的曝光动作自动开辟曝光窗口，并完成对所述X射线平板探测器面板的电信号的采集。

【技术特征摘要】
1.一种基于自动曝光的X射线平板探测器，其特征在于，所述X射线平板探测器包括：X射线平板探测器面板，用于将X射线转换为可见光并进行光电转换，同时产生散射光；可见光信号感应模块，用于感应所述散射光并判定曝光开始，通过扫描激励信号来实时监测输出响应信号的变化，判定是否接收到散射光；信号读出电路，用于在接收到所述曝光开始信号时，对所述X射线平板探测器面板进行的曝光动作自动开辟曝光窗口，并完成对所述X射线平板探测器面板的电信号的采集。2.根据权利要求1所述的基于自动曝光的X射线平板探测器，其特征在于：所述X射线平板探测器面板包括：玻璃基板；非晶硅光电二极管、薄膜晶体管TFT阵列，形成于所述玻璃基板上，一个薄膜晶体管TFT和一个非晶硅光电二极管组成一个像素，薄膜晶体管TFT包括源极、漏极、以及栅极，所有非晶硅光电二极管的P端短路到一起连到Vcom上，每个非晶硅光电二极管的N端连至各自的薄膜晶体管TFT的漏极，处于同一行的像素的薄膜晶体管TFT的栅极连至同一条驱动线GateLine，处于同一列的像素的薄膜晶体管TFT的漏极连至同一条数据线Dataline；闪烁层，覆盖于所述非晶硅光电二极管、TFT阵列之上，用于将X射线转换为可见光。3.根据权利要求2所述的基于自动曝光的X射线平板探测器，其特征在于：所述可见光信号感应模块设置于所述闪烁层之上，用于基于可见光感应元件接收、感应所述散射光，并在光电转换后产生电子的定向移动，以改变所述驱动线Gateline及数据线Dataline的交接处的可变电容的电容值，当该电容值超过预设电容阈值时，向所述信号读出电路输出曝光开始信号，其中，所述可变电容的第一极板及第...

【专利技术属性】
技术研发人员：金利波，王锋，方志强，
申请(专利权)人：上海奕瑞光电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31