本發(fā)明涉及醫(yī)療影像診斷領(lǐng)域，特別是涉及一種自動曝光檢測的X射線平板探測器及其傳感器面板結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

X射線攝影術(shù)利用X射線短波長、易穿透的性質(zhì)，以及不同組織對X射線吸收不同的特點(diǎn)，通過探測透過物體的X射線的強(qiáng)度來成像。

X射線成像系統(tǒng)有兩個重要組成部分，一是X射線平板探測器，一種可以探測X射線并將其轉(zhuǎn)換為電信號并以圖像形式輸出的裝置；二是X射線高壓發(fā)生器和X射線球管。目前業(yè)界仍然缺乏X射線平板探測器和X射線高壓發(fā)生器之間的軟硬件通訊方式的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，在二者的系統(tǒng)化集成上給系統(tǒng)設(shè)計帶來困難。

X射線成像系統(tǒng)的曝光控制功能有多種實(shí)現(xiàn)方式：

1.外同步。X射線高壓發(fā)生器和X射線平板探測器通過有線或無線的通訊信號來實(shí)現(xiàn)曝光控制功能。這種方式的問題是X射線平板探測器和X射線高壓發(fā)生器的接口兼容性不能保證，在某些使用環(huán)境中，X射線平板探測器和成像系統(tǒng)可能無法通過外同步方式來實(shí)現(xiàn)曝光控制功能。

2.AED(自動曝光檢測)：X射線高壓發(fā)生器和X射線平板探測器之間不需要通過有線或無線的信號來實(shí)現(xiàn)通訊，這就要求X射線平板探測器能夠感應(yīng)到曝光并開始采集信號。目前，自動同步的實(shí)現(xiàn)有兩種方式，一是在平板背后增加額外的傳感器，通過傳感器來感應(yīng)到透過探測器本身的平板傳感器的X射線或可見光，來感應(yīng)曝光，這種實(shí)現(xiàn)方式的問題在于額外的傳感器會增加成本和探測器結(jié)構(gòu)設(shè)計難度，并且這種額外的傳感器一般不會覆蓋探測器的整個探測范圍，有可能因?yàn)轭~外傳感器所在位置沒有劑量或劑量太低而導(dǎo)致曝光感應(yīng)失敗，而且背面?zhèn)鞲衅鞯拇嬖跁斐晒庑盘柕谋成⑸?，造成圖像質(zhì)量下降。自動同步的實(shí)現(xiàn)方式之二是通過算法，通過設(shè)計平板探測器本身的工作時序，通過計算曝光前后圖像的灰度值差異來確定曝光時間點(diǎn)，但由于平板探測器中的傳感面板本身被設(shè)計為滿足一定分辨率、幀率等各種參數(shù)，若用作曝光感應(yīng)傳感器，其反應(yīng)時間、準(zhǔn)確度等可能存在問題。

因此，如何在不影響傳感器面板本身傳感性能和增加額外傳感器件的前提下，提高X射線成像系統(tǒng)的曝光控制功能已成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題之一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的目的在于提供一種自動曝光檢測的X射線平板探測器及其傳感器面板結(jié)構(gòu)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中X射線成像系統(tǒng)曝光控制的種種問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種自動曝光檢測的X射線平板探測器的傳感器面板結(jié)構(gòu)，包括：

第一圖像傳感器陣列層，感應(yīng)入射光以實(shí)現(xiàn)X射線成像；

第二圖像傳感器陣列層，位于所述第一圖像傳感器陣列層的下方，感應(yīng)穿過所述第一圖像傳感器陣列層的入射光以實(shí)現(xiàn)自動曝光檢測。

可選地，所述第二圖像傳感器陣列層的下方設(shè)有基板。

可選地，所述第二圖像傳感器陣列層的感光區(qū)域位于所述第一圖像傳感器陣列層中透光間隙的下方。

進(jìn)一步可選地，所述第二圖像傳感器陣列層包括多個感光區(qū)域，且所述多個感光區(qū)域均勻分布在所述第一圖像傳感器陣列層的下方。

進(jìn)一步可選地，所述第二圖像傳感器陣列層的多個感光區(qū)域在垂直方向上與所述第一圖像傳感器陣列層各像素之間的透光間隙重合。

可選地，所述第二圖像傳感器陣列層的傳感器數(shù)量少于所述第一圖像傳感器陣列層的傳感器數(shù)量。

可選地，所述第一圖像傳感器陣列層和所述第二圖像傳感器陣列層的電極焊盤位于所述傳感器面板結(jié)構(gòu)的邊緣。

可選地，在所述第一圖像傳感器陣列層和所述第二圖像傳感器陣列層上均覆蓋有鈍化層。

進(jìn)一步可選地，所述第一圖像傳感器陣列層和所述第二圖像傳感器陣列層的電極焊盤通過穿過所述鈍化層的過孔與外部連接。

可選地，在所述第一圖像傳感器陣列層上設(shè)有閃爍體層，將入射的X射線轉(zhuǎn)化為可見光。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明還提供一種自動曝光檢測的X射線平板探測器，包括：

上述傳感器面板結(jié)構(gòu)、與所述傳感器面板結(jié)構(gòu)連接的控制及處理模塊，以及與所述控制及處理模塊連接的通信模塊；

其中，所述控制及處理模塊向所述傳感器面板結(jié)構(gòu)的第一圖像傳感器陣列層和第二圖像傳感器陣列層輸出控制信號，根據(jù)所述第二圖像傳感器陣列層檢測穿過所述第一圖像傳感器陣列層的入射光讀取所述第一圖像傳感器陣列層的圖像信息，對所述圖像信息進(jìn)行處理；

所述通信模塊輸出處理后的圖像數(shù)據(jù)。

如上所述，本發(fā)明的自動曝光檢測的X射線平板探測器及其傳感器面板結(jié)構(gòu)，具有以下有益效果：

本發(fā)明針對目前實(shí)現(xiàn)X射線成像系統(tǒng)的曝光控制功能的外同步方式和AED方式的缺點(diǎn)，優(yōu)化平板探測器中傳感器面板的設(shè)計，在不影響傳感器面板本身傳感性能和增加額外傳感器件的前提下，在傳感器面板中增加位于成像傳感器陣列下方的全視野AED傳感器陣列，實(shí)現(xiàn)了全視野AED功能。

附圖說明

圖1顯示為現(xiàn)有技術(shù)中的自動曝光檢測的X射線平板探測器的示意圖。

圖2顯示為本發(fā)明提供的一種自動曝光檢測的X射線平板探測器的傳感器面板結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3顯示為本發(fā)明提供的一種自動曝光檢測的X射線平板探測器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4顯示為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種自動曝光檢測的X射線平板探測器的工作狀態(tài)示意圖。

圖5a-5c顯示為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種自動曝光檢測的X射線平板探測器的傳感器面板結(jié)構(gòu)的制作流程示意圖。

附圖標(biāo)號說明

100’ 閃爍體

200’ 傳感器面板

201’ 傳感器陣列

202’ 傳感器陣列201’的電極焊盤

203’ 基材

300’ AED傳感器件

101 第一圖像傳感器陣列層

1011 閃爍體層

102 第二圖像傳感器陣列層

103 基板

104 鈍化層

100 傳感器面板結(jié)構(gòu)

200 控制及處理模塊

300 通信模塊

具體實(shí)施方式

以下通過特定的具體實(shí)例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實(shí)施方式加以實(shí)施或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。需說明的是，在不沖突的情況下，以下實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

需要說明的是，以下實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。

目前常見的AED方案是增加額外的曝光傳感器，放置在面板背面，占據(jù)一定的結(jié)構(gòu)空間，如圖1所示。以帶閃爍體100’的平板探測器為例，閃爍體100’在吸收入射X光后發(fā)出可見光，可見光被傳感器面板200’吸收。傳感器面板200’包括傳感器陣列201’、傳感器陣列201’的電極焊盤202’和基材203’，基材可能是玻璃或其他透明材料。一部分可見光或未被閃爍體100’轉(zhuǎn)化的X光透過傳感器面板200’后被設(shè)置在背面的若干個AED傳感器件300’感應(yīng)，即曝光被感應(yīng)，然后傳感器面板200’才開始采集信號。這種實(shí)現(xiàn)方式的問題在于額外的傳感器會增加成本和探測器結(jié)構(gòu)設(shè)計難度，并且這種額外的傳感器一般不會覆蓋探測器的整個探測范圍，有可能因?yàn)轭~外傳感器所在位置沒有劑量或劑量太低而導(dǎo)致曝光感應(yīng)失敗，實(shí)現(xiàn)不了全視野AED功能，并且背面?zhèn)鞲衅鞯拇嬖谝约敖Y(jié)構(gòu)中間件的開孔可能會造成光信號的背散射，造成圖像質(zhì)量下降。

本發(fā)明的構(gòu)想是在傳感器面板中增加全視野AED模塊，實(shí)現(xiàn)全視野AED功能，并且不影響傳感器本身工作性能。

請參閱圖2，本發(fā)明提供一種自動曝光檢測的X射線平板探測器的傳感器面板結(jié)構(gòu)，包括：

第一圖像傳感器陣列層101，感應(yīng)入射光以實(shí)現(xiàn)X射線成像；

第二圖像傳感器陣列層102，位于所述第一圖像傳感器陣列層101的下方，感應(yīng)穿過所述第一圖像傳感器陣列層101的入射光以實(shí)現(xiàn)自動曝光檢測。

具體地，位于所述第二圖像傳感器陣列層102的下方是基板103。

具體地，所述第二圖像傳感器陣列層102的感光區(qū)域可以位于所述第一圖像傳感器陣列層101中透光間隙的下方。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述第二圖像傳感器陣列層102包括多個感光區(qū)域，且所述多個感光區(qū)域均勻分布在所述第一圖像傳感器陣列層101的下方，從而可以實(shí)現(xiàn)較高可靠性的全視野AED功能。例如，所述第二圖像傳感器陣列層102的多個感光區(qū)域可以在垂直方向上與所述第一圖像傳感器陣列層101各像素之間的透光間隙重合。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述第二圖像傳感器陣列層102的傳感器數(shù)量可以少于所述第一圖像傳感器陣列層101的傳感器數(shù)量。相較于用于成像的第一圖像傳感器陣列層101，由于第二圖像傳感器陣列層102用于全視野AED，因此可以不需要那么高的像素密度，可以減少走線，其寄生電容可以減小，抗干擾能力較強(qiáng)，在保證探測靈敏度的同時又比較不容易被誤觸發(fā)，實(shí)現(xiàn)較為可靠的全視野AED功能。

具體地，所述第一圖像傳感器陣列層101和所述第二圖像傳感器陣列層102的電極焊盤可以位于所述傳感器面板結(jié)構(gòu)的邊緣。第一圖像傳感器陣列層101和所述第二圖像傳感器陣列層102的電路都可以在面板邊緣通過焊盤引出到外部電路。

具體地，在所述第一圖像傳感器陣列層101和所述第二圖像傳感器陣列層102上均覆蓋有鈍化層104。所述第一圖像傳感器陣列層101和所述第二圖像傳感器陣列層102的電極焊盤可以通過穿過所述鈍化層104的過孔與外部連接。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在所述第一圖像傳感器陣列層101上設(shè)有閃爍體層1011。具體地，所述閃爍體層1011用于接收X射線，并將X射線轉(zhuǎn)化為可見光，可以是碘化銫(CsI)材料層、硫氧化釓(GOS)材料層，或其他適合的材料和結(jié)構(gòu)。所述第一圖像傳感器陣列層101和所述第二圖像傳感器陣列層102可以吸收X光轉(zhuǎn)化成電信號，對于設(shè)有閃爍體層1011的實(shí)例，他們可以吸收可見光轉(zhuǎn)化成電信號，從而采集圖像信息，理論上它們可以是任何適合的材料和結(jié)構(gòu)。具體地，所述基板103可以為任何適合的透明材質(zhì)或不透明材質(zhì)。

請參閱圖3，本發(fā)明還提供一種自動曝光檢測的X射線平板探測器，包括：

上述傳感器面板結(jié)構(gòu)100、與所述傳感器面板結(jié)構(gòu)100連接的控制及處理模塊200，以及與所述控制及處理模塊200連接的通信模塊300；

其中，所述控制及處理模塊200向所述傳感器面板結(jié)構(gòu)100的第一圖像傳感器陣列層101和第二圖像傳感器陣列層102輸出控制信號，根據(jù)所述第二圖像傳感器陣列層102檢測到的穿過所述第一圖像傳感器陣列層101的入射光，向所述第一圖像傳感器陣列層101發(fā)送開始采集圖像信息的信號，并讀取所述第一圖像傳感器陣列層101采集到的圖像信息，對所述圖像信息進(jìn)行處理；

所述通信模塊300輸出處理后的圖像數(shù)據(jù)。

作為本發(fā)明的實(shí)施例，一種自動曝光檢測的X射線平板探測器的工作狀態(tài)如圖4所示，第一圖像傳感器陣列層101和第二圖像傳感器陣列層102的電路在傳感器面板邊緣通過焊盤引出，控制及處理模塊200及通信模塊300制作在傳感器面板下方的PCB板中。曝光發(fā)生時，所述第二圖像傳感器陣列層102作為全視野AED模塊，被透過所述第一圖像傳感器陣列層101的入射光照射產(chǎn)生信號，通過內(nèi)部通訊使第一圖像傳感器陣列層101的像素陣列停止清空，開始采集圖像。對于設(shè)有閃爍體層1011的探測器，全視野AED模塊檢測可見光，對于無閃爍體的，則檢測X光。

相比較于傳統(tǒng)X射線平板探測器的傳感器面板的制作工藝，本發(fā)明不需借助于額外的傳感器器件來實(shí)現(xiàn)全視野AED功能，而是在面板制程中插入一層全視野AED傳感器陣列層，位于傳統(tǒng)傳感器像素陣列層與面板基板之間。請參閱圖5a-5c，其制備流程如下：

首先，在基板103上制備用于全視野AED的第二圖像傳感器陣列層102，其感光結(jié)構(gòu)應(yīng)位于將要制作的用于成像的第一圖像傳感器陣列層101的透光空隙下方。第二圖像傳感器陣列層102完成后，在其上面覆蓋鈍化層104，如圖5a所示；

然后，可以按照傳統(tǒng)步驟，制備用于成像的第一圖像傳感器陣列層101，在其上面也覆蓋鈍化層104，如圖5b所示；

最后，可利用光刻工藝在鈍化層104上開過孔，露出第一圖像傳感器陣列層101和第二圖像傳感器陣列層102的電極焊盤，如圖5c所示。

一些實(shí)施例中，還可以在第一圖像傳感器陣列層101上方制作閃爍體層1011，此為本領(lǐng)域技術(shù)人員較為熟悉的技術(shù)，故在此不作贅述。

綜上所述，本發(fā)明針對目前實(shí)現(xiàn)X射線成像系統(tǒng)的曝光控制功能的外同步方式和AED方式的缺點(diǎn)，優(yōu)化平板探測器中傳感器面板的設(shè)計，在不影響傳感器面板本身傳感性能和增加額外傳感器件的前提下，在傳感器面板中增加位于成像傳感器陣列下方的全視野AED傳感器陣列，實(shí)現(xiàn)了全視野AED功能。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。

上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。