【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种具有高图像采集性能的光子流探测器，同时也涉及包括该光子流探测器的ct设备，属于医疗器械。
技术介绍
1、ct设备的核心部件是ct探测器，ct探测器的图像采集性能对ct成像质量起着决定性作用。在现有技术中，通常使用的ct探测器有能量积分探测器和光子计数探测器两种类型。其中，能量积分探测器通常由闪烁晶体耦合光电二极管(photodiode)阵列，并配套外围的模拟前端(afe)和模数转换单元(adc)形成探测器系统。光子计数探测器通常由半导体材料直接配套外围的模拟前端和计数器形成探测器系统。
2、在探测器输出信号的性能方面，能量积分探测器和光子计数探测器在相同工况条件、不同光子照度下的响应曲线如图1所示。图1中的坐标轴采用对数坐标，横坐标代表剂量率用光子流照度表示；纵坐标代表探测器输出的像素信号量。从图1中可以看出，能量积分探测器由于暗场噪声以及漏电流噪声等影响，当剂量率小于105photons/s/mm2时，积分信号淹没在电子噪声中，不能获得正确的x光子信息，随着x光子流剂量率的变大，探测器的能量积分信号随之变大，呈现良好的线性关系，可以获得优异的信噪比，ct成像质量良好。光子计数探测器由于具有不受暗场噪声及漏电流噪声影响的特性，因此在低、中剂量能够表现优异的信号质量，但是当剂量率提升到108photons/s/mm2时，光子计数探测器开始进入非线性区，随着光子流照度的进一步提升，光子计数探测器进入饱和状态，出现脉冲堆叠现象，无法获得正确的x光子信息。因此，如何提高ct探测器的图像采集性能，从而满足ct
3、在申请号为202211610292.1的中国专利申请中，公开了一种混合输出探测器及探测系统。其中，在每个混合输出探测器中输出信号可以同时包括光子计数信号和能量积分信号。当x射线的计数率低时，可以切换到光子计数信号输出，利用光子计数信号对能量积分信号进行修正。当计数率高时，可以切换到能量积分信号输出，并采用能量积分信号对光子计数信号进行修正，从而提高混合输出探测器的工作效率以及输出信号的准确性。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的首要技术问题在于提供一种具有高图像采集性能的光子流探测器。
2、本专利技术所要解决的另一技术问题在于提供一种包括该光子流探测器的ct设备。
3、为了实现上述目的，本专利技术采用以下的技术方案：
4、根据本专利技术实施例的第一方面，提供具有高图像采集性能的光子流探测器，包括闪烁体、光子流传感器、主控板和基板；其中，
5、所述闪烁体与所述光子流传感器耦合连接，所述光子流传感器的输出端与所述主控板连接，所述光子流传感器安装于所述基板上；
6、所述闪烁体用于将入射x光子转换为可见光光子；
7、所述光子流传感器用于将可见光转换为电信号后经过放大整形、积分及计数处理产生积分信号和计数信号，并经过数据转换和处理后输出图像数据；
8、所述主控板用于为所述光子流传感器提供工作时钟、工作电源以及对输入输出数据的解析和传递；
9、当所述光子流探测器进行检测工作时，所述光子流传感器同时产生所述积分信号和所述计数信号，经过数据转换和处理后形成所述图像数据并上传至图像采集设备，实现在整个剂量范围内均具备高图像采集性能。
10、其中较优地，所述光子流传感器包括光电二极管阵列、采样计数时钟单元、行转移寄存器单元、adc阵列、串行链路单元和辅助电路单元；其中，
11、所述采样计数时钟单元、所述行转移寄存器单元、所述adc阵列和所述串行链路单元分别与所述光电二极管阵列相耦合连接，所述adc阵列的输出端与所述串行链路单元连接；
12、所述光电二极管阵列由光电二极管像素单元构成矩阵，用于将可见光转换为电信号并经过放大整形、积分及计数处理后产生所述积分信号和所述计数信号；
13、所述采样计数时钟单元用于为所述光电二极管阵列提供工作时钟信号；
14、所述行转移寄存器单元用于使能控制所述光电二极管阵列中每一行所述光电二极管像素单元产生的所述积分信号的输出；
15、所述adc阵列用于将所述光电二极管阵列输出的所述积分信号转换为数字信号；
16、所述串行链路单元用于将并行数据信号转换成串行数据信号，并在一条串行链路上对外输出；
17、所述辅助电路单元用于为各功能单元提供工作电源、时钟信号和工作参数设定。
18、其中较优地，所述光电二极管像素单元包括光电二极管、预放大整形电路、积分电路、第一比较器、计数器、串行器和反馈电容、复位开关；其中，第一比较器和计数器组成计数电路；
19、光电二极管的负极端与预放大整形电路的输入端连接，预放大整形电路的输出端分别与积分电路的输入端、第一比较器的第二输入端连接；积分电路的输入、输出端之间分别并联反馈电容和复位开关，积分电路的输出端为所述光电二极管像素单元的第一输出端；第一比较器的第一输入端连接第一阈值电压信号端，第一比较器的输出端与计数器的输入端连接，计数器输出端与串行器输入端连接，串行器的输出端为所述光电二极管像素单元的第二输出端。
20、其中较优地，所述光电二极管像素单元包括光电二极管、预放大整形电路、积分电路、第一比较器、第二比较器、计数器、串行器和反馈电容、复位开关；其中，第一比较器和计数器组成计数电路；
21、积分电路的输出端为所述光电二极管像素单元的第一输出端，串行器的输出端为所述光电二极管像素单元的第二输出端；
22、第二比较器的第一输入端连接第二阈值电压信号端，第二输入端连接第三阈值电压信号端，第三输入端与积分电路的输出端连接，第二比较器的输出端与串行器的输入端连接。
23、其中较优地，所述计数电路中还包括二个或多个比较器，每个比较器的第一输入端均连接一个第一阈值电压信号端，每个比较器的第二输入端均与所述预放大整形电路的输出端连接，每个比较器的输出端均与所述计数器的输入端连接，以实现多能级区分计数。
24、其中较优地，所述光电二极管像素单元的第一输出端通过控制开关连接adc总线，所述光电二极管阵列中同一列的所述光电二极管像素单元共用一个adc总线，并通过该adc总线接入所述adc阵列中相应列的adc模块；
25、所述光电二极管像素单元的第二输出端连接串行链路，所述光电二极管阵列中同一列的所述光电二极管像素单元共用一个串行链路，并通过该串行链路接入所述串行链路单元中该列对应的水平方向串行器。
26、其中较优地，对于由(m+1)*(n+1)个所述光电二极管像素单元构成的所述光电二极管阵列，其中，m、n均为正整数；所述串行链路单元包括n+1个串行链路以及n+1个串行器；其中，n+1个串行链路分别与n+1个串行器的第一输入端对应连接，所述adc阵列中n+1个adc模块的输出端分别与n+1个串行器的第二本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种具有高图像采集性能的光子流探测器，其特征在于包括闪烁体、光子流传感器、主控板和基板；其中，
2.如权利要求1所述的具有高图像采集性能的光子流探测器，其特征在于：
3.如权利要求2所述的具有高图像采集性能的光子流探测器，其特征在于：
4.如权利要求2所述的具有高图像采集性能的光子流探测器，其特征在于：
5.如权利要求3或4所述的具有高图像采集性能的光子流探测器，其特征在于：
6.如权利要求3或4所述的具有高图像采集性能的光子流探测器，其特征在于：
7.如权利要求2所述的具有高图像采集性能的光子流探测器，其特征在于：
8.如权利要求1所述的具有高图像采集性能的光子流探测器，其特征在于：
9.如权利要求8所述的具有高图像采集性能的光子流探测器，其特征在于：
10.如权利要求9所述的具有高图像采集性能的光子流探测器，其特征在于：
11.如权利要求1所述的具有高图像采集性能的光子流探测器，其特征在于：
12.一种CT设备，其特征在于包括权利要求1～11
...【技术特征摘要】
1.一种具有高图像采集性能的光子流探测器，其特征在于包括闪烁体、光子流传感器、主控板和基板；其中，
2.如权利要求1所述的具有高图像采集性能的光子流探测器，其特征在于：
3.如权利要求2所述的具有高图像采集性能的光子流探测器，其特征在于：
4.如权利要求2所述的具有高图像采集性能的光子流探测器，其特征在于：
5.如权利要求3或4所述的具有高图像采集性能的光子流探测器，其特征在于：
6.如权利要求3或4所述的具有高图像采集性能的光子流探测器，其特征在于：
【专利技术属性】
技术研发人员：崔志立，李运祥，曹红光，高建，
申请(专利权)人：北京纳米维景科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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