本發(fā)明涉及探測器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種平板探測器系統(tǒng)及其供電方法。

背景技術(shù)：

數(shù)字化X射線攝影(Digital Radiography，簡稱DR)，是上世紀90年代發(fā)展起來的X射線攝影新技術(shù)，以其更快的成像速度、更便捷的操作、更高的成像分辨率等顯著優(yōu)點，成為數(shù)字X射線攝影技術(shù)的主導方向，并得到世界各國的臨床機構(gòu)和影像學專家認可。DR的技術(shù)核心是平板探測器，平板探測器是一種精密且貴重的設(shè)備，對成像質(zhì)量起著決定性的作用。平板探測器是DR系統(tǒng)中X射線的接收裝置。在DR系統(tǒng)中，高壓發(fā)生器和球管控制X射線的輸出，X射線穿過物體并發(fā)生衰減，衰減后的X射線經(jīng)過平板探測器后轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姽夂?，并?jīng)過光電轉(zhuǎn)換變?yōu)殡娦盘枺俳?jīng)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(Analog/Digital Converter，ADC)轉(zhuǎn)為數(shù)字信號，輸入到計算機處理。

X射線平板探測器系統(tǒng)主要包括：X射線傳感器、采集驅(qū)動電路、主CPU控制處理單元、圖像顯示單元等。X射線平板探測器的成像過程需要經(jīng)歷“X射線”到“可見光”再到“電子”的轉(zhuǎn)化過程。在圖像拍攝過程中，透過人體后衰減的X射線首先會入射到X射線傳感器上表面的光電轉(zhuǎn)化層(即閃爍體層，一般選材碘化銫或硫氧化釓)，光電轉(zhuǎn)化層將X射線轉(zhuǎn)化為可見光，X射線傳感器中位于光電轉(zhuǎn)化層下的光電二極管又將可見光轉(zhuǎn)換為電荷信號，存儲在光電二極管自身的電容中。在圖像采集過程中，通過采集驅(qū)動電路逐行驅(qū)動掃描積分讀出這些電荷信號，再將這些電荷信號轉(zhuǎn)換為量化的數(shù)字圖像信號，從而完成圖像采集。然后將數(shù)字圖像信號傳送到主CPU控制處理單元進行圖像處理校正等操作，最后傳輸?shù)綀D像顯示單元顯示出來。

平板探測器在移動應用中使用內(nèi)部電池供電，而在接入外部輸入電源時，可以通過充電單元對電池進行充電。平板探測器在外部輸入電源供電狀態(tài)下，同時進行圖像采集和電池快速充電，會造成其整體功耗較大(通常有二、三十瓦的功耗)。由于平板探測器整體功耗較大，會引起X射線傳感器部分溫升較高(通常溫升十幾攝氏度甚至更高)，致使待機時漏電流較大，溫升越高，漏電流越大，從而導致在圖像采集時無法快速清除漏電流，進而影響圖像質(zhì)量，造成臨床使用中的不便。

因此，如何使平板探測器在外部輸入電源供電狀態(tài)下，確保圖像采集和電池充電功能的同時，具有較小的整體功耗，是亟待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種平板探測器系統(tǒng)及其供電方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中平板探測器在外部輸入電源供電狀態(tài)下，同時進行圖像采集和電池快速充電，會造成其整體功耗較大，引起X射線傳感器部分溫升較高，待機時漏電流較大，無法快速清除，從而影響圖像質(zhì)量的問題。

為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種平板探測器系統(tǒng)，其中，所述平板探測器系統(tǒng)至少包括：

X射線傳感器，用于接收X射線，并將所述X射線轉(zhuǎn)化為可見光，再將所述可見光轉(zhuǎn)化為電荷信號；

采集驅(qū)動電路，連接于所述X射線傳感器，用于驅(qū)動掃描所述X射線傳感器，然后采集所述電荷信號，再將所述電荷信號積分放大，并轉(zhuǎn)化為數(shù)字圖像信號；

主CPU控制處理單元，連接于所述采集驅(qū)動電路，用于對所述數(shù)字圖像信號進行圖像處理，以得到X射線數(shù)字圖像；

圖像顯示單元，連接于所述主CPU控制處理單元，用于顯示所述X射線數(shù)字圖像；

電池單元，包括電池和與所述電池連接的管理電路，所述電池用于為所述平板探測器提供內(nèi)部供電的工作電源，所述管理電路用于管理所述電池；

充電單元，連接于所述電池單元，用于對所述電池進行充電；

外部輸入電源，分別連接于所述采集驅(qū)動電路和所述充電單元，用于分別為所述采集驅(qū)動電路和所述充電單元提供外部供電的工作電源；以及

輔助CPU電源管理單元，分別連接于所述采集驅(qū)動電路、所述充電單元和所述外部輸入電源，用于檢測所述外部供電的工作電源是否存在，并在所述外部供電的工作電源存在時，對所述采集驅(qū)動電路和所述充電單元進行圖像采集和充電控制互斥的時序控制，然后調(diào)節(jié)所述充電單元對所述電池的充電電流；其中，在所述電池的電量高于預設(shè)電量值且在圖像采集時，所述輔助CPU電源管理單元用于控制所述充電單元停止對所述電池充電；在所述電池的電量低于所述預設(shè)電量值且在圖像采集時，所述輔助CPU電源管理單元用于控制所述充電單元以預設(shè)低電流值對所述電池進行低電流慢速充電。

優(yōu)選地，在所述電池的電量低于所述預設(shè)電量值且未在圖像采集時，所述輔助CPU電源管理單元還用于控制所述充電單元以預設(shè)高電流值對所述電池進行高電流快速充電。

優(yōu)選地，在所述電池的電量高于所述預設(shè)電量值且未在圖像采集時，所述輔助CPU電源管理單元還用于控制所述充電單元以所述預設(shè)低電流值對所述電池進行低電流慢速充電。

優(yōu)選地，所述預設(shè)電量值為所述電池的總電量的20％～50％。

優(yōu)選地，所述預設(shè)高電流值為2C～4C，所述預設(shè)低電流值為0～0.5C，且所述預設(shè)高電流值為所述預設(shè)低電流值的4倍以上。

為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明還提供一種平板探測器系統(tǒng)的供電方法，其中，采用如上所述的平板探測器系統(tǒng)，所述平板探測器系統(tǒng)的供電方法至少包括：

所述輔助CPU電源管理單元檢測所述外部供電的工作電源是否存在，并在所述外部供電的工作電源存在時，對所述采集驅(qū)動電路和所述充電單元進行圖像采集和充電控制互斥的時序控制，然后調(diào)節(jié)所述充電單元對所述電池的充電電流；

其中，在所述電池的電量高于預設(shè)電量值且在圖像采集時，所述輔助CPU電源管理單元控制所述充電單元停止對所述電池充電；在所述電池的電量低于所述預設(shè)電量值且在圖像采集時，所述輔助CPU電源管理單元控制所述充電單元以預設(shè)低電流值對所述電池進行低電流慢速充電。

優(yōu)選地，所述平板探測器系統(tǒng)的供電方法還包括：在所述電池的電量低于所述預設(shè)電量值且未在圖像采集時，所述輔助CPU電源管理單元控制所述充電單元以預設(shè)高電流值對所述電池進行高電流快速充電。

優(yōu)選地，所述平板探測器系統(tǒng)的供電方法還包括：在所述電池的電量高于所述預設(shè)電量值且未在圖像采集時，所述輔助CPU電源管理單元控制所述充電單元以所述預設(shè)低電流值對所述電池進行低電流慢速充電。

優(yōu)選地，所述預設(shè)電量值為所述電池的總電量的20％～50％。

優(yōu)選地，所述預設(shè)高電流值為2C～4C，所述預設(shè)低電流值為0～0.5C，且所述預設(shè)高電流值為所述預設(shè)低電流值的4倍以上。

如上所述，本發(fā)明的平板探測器系統(tǒng)及其供電方法，具有以下有益效果：本發(fā)明通過添加輔助CPU電源管理單元，對圖像采集和電池充電進行時序控制，能夠在不影響圖像采集的情況下，允許平板探測器進行電池充電，降低了整體功耗，滿足臨床便攜應用的要求。本發(fā)明相較于現(xiàn)有技術(shù)，整體功率降低了一半以上，使得X射線傳感器溫升降低，從而減少了待機時的漏電流，不會對圖像質(zhì)量造成影響，同時降低了對外部輸入電源供電的功率要求。另外，本發(fā)明可以對充電電流進行調(diào)節(jié)，可以在關(guān)閉充電電流、低電流充電以及高電流充電之間進行轉(zhuǎn)換，在不降低圖像質(zhì)量前提下有利于提升用戶的臨床體驗；同時，在關(guān)閉充電電流或者低電流充電時，可以保證圖像噪聲不受影響，保持良好的圖像噪聲水平。

附圖說明

圖1顯示為本發(fā)明第一實施方式的平板探測器系統(tǒng)示意圖。

圖2顯示為本發(fā)明第二實施方式的平板探測器系統(tǒng)的供電方法的流程示意圖。

元件標號說明

1 X射線傳感器

2 采集驅(qū)動電路

3 主CPU控制處理單元

4 圖像顯示單元

5 電池單元

6 充電單元

7 外部輸入電源

8 輔助CPU電源管理單元

S1～S3 步驟

具體實施方式

以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式，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)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應用，本說明書中的各項細節(jié)也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進行各種修飾或改變。

請參閱圖1，本發(fā)明的第一實施方式涉及一種平板探測器系統(tǒng)。需要說明的是，本實施方式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)的組件而非按照實際實施時的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態(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)也可能更為復雜。

如圖1所示，本實施方式的平板探測器系統(tǒng)至少包括：X射線傳感器1，連接于X射線傳感器1的采集驅(qū)動電路2，連接于采集驅(qū)動電路2的主CPU控制處理單元3，連接于主CPU控制處理單元3的圖像顯示單元4，電池單元5，連接于電池單元5的充電單元6，分別連接于采集驅(qū)動電路2和充電單元6的外部輸入電源7，以及分別連接于采集驅(qū)動電路2、充電單元6和外部輸入電源7的輔助CPU電源管理單元8。其中：

X射線傳感器1用于接收X射線，并將X射線轉(zhuǎn)化為可見光，再將可見光轉(zhuǎn)化為電荷信號。在本實施方式中，采用現(xiàn)有的X射線傳感器1，其最上層為光電轉(zhuǎn)化層(即閃爍體層，一般選材碘化銫或硫氧化釓)，光電轉(zhuǎn)化層下方為光電二極管。在圖像拍攝過程中，透過人體后衰減的X射線首先會入射到X射線傳感器1上表面的光電轉(zhuǎn)化層，光電轉(zhuǎn)化層將X射線轉(zhuǎn)化為可見光，X射線傳感器1中位于光電轉(zhuǎn)化層下的光電二極管又將可見光轉(zhuǎn)換為電荷信號，存儲在光電二極管自身的電容中。

采集驅(qū)動電路2用于驅(qū)動掃描X射線傳感器1，然后采集電荷信號，再將電荷信號積分放大，并轉(zhuǎn)化為數(shù)字圖像信號。在本實施方式中，采用現(xiàn)有的采集驅(qū)動電路2，實現(xiàn)對光電二極管的驅(qū)動掃描和信號采集。在圖像采集過程中，通過采集驅(qū)動電路2逐行驅(qū)動掃描并積分讀出每行光電二極管中存儲的電荷信號，再將這些電荷信號放大后轉(zhuǎn)換為量化的數(shù)字圖像信號，從而完成圖像采集。在圖像采集完成后，采集驅(qū)動電路2會將采集到的包含臨床人體圖像數(shù)據(jù)的數(shù)字圖像信號傳送給主CPU控制處理單元3。

主CPU控制處理單元3用于對數(shù)字圖像信號進行圖像處理，以得到X射線數(shù)字圖像。在本實施方式中，采用現(xiàn)有的主CPU控制處理單元3，自動或者基于上位機手動對上述數(shù)字圖像信號進行圖像處理，包括圖像校正等操作，從而得到最終的X射線數(shù)字圖像。在圖像處理完成后，主CPU控制處理單元3會將X射線數(shù)字圖像傳送給圖像顯示單元4.

圖像顯示單元4用于顯示X射線數(shù)字圖像。在本實施方式中，采用現(xiàn)有的圖像顯示單元4，在接收到由主CPU控制處理單元3傳送來的X射線數(shù)字圖像后，將其顯示出來，供醫(yī)護人員臨床診斷或查看。

電池單元5包括電池和與電池連接的管理電路，電池用于為平板探測器提供內(nèi)部供電的工作電源，管理電路用于管理電池。平板探測器在移動應用時，采用電池為平板探測器提供內(nèi)部供電的工作電源，包括對采集驅(qū)動電路2供電。另外，為了保證電池使用的安全性，需要通過管理電路管理電池的電量、溫度、參數(shù)采集、故障保護等。

充電單元6用于對電池進行充電，外部輸入電源7用于分別為采集驅(qū)動電路2和充電單元6提供外部供電的工作電源。在現(xiàn)有技術(shù)中，平板探測器在接入外部輸入電源7時，有些時刻會同時進行圖像采集操作和通過充電單元6對電池快速充電，這樣一來，就會造成平板探測器整體功耗較大。因此，本實施方式通過增加輔助CPU電源管理單元8，使得平板探測器在外部輸入電源供電狀態(tài)下，確保圖像采集和電池充電功能的同時，減小整體功耗。具體如下：

輔助CPU電源管理單元8用于檢測外部供電的工作電源是否存在，并在外部供電的工作電源存在時，對采集驅(qū)動電路2和充電單元6進行圖像采集和充電控制互斥的時序控制，然后調(diào)節(jié)充電單元6對電池的充電電流。也就是說，輔助CPU電源管理單元8將采集驅(qū)動電路2的圖像采集操作和充電單元6的充電設(shè)定為相互排斥的，并且輔助CPU電源管理單元8還設(shè)定為在圖像采集操作進行時，根據(jù)電池電量控制充電單元6停止或者低電流為電池充電。在采集驅(qū)動電路2進行圖像采集時，輔助CPU電源管理單元8會發(fā)出一個圖像采集和充電控制互斥信號，然后控制充電單元6的充電時序，并可以同時調(diào)節(jié)充電單元6對電池的充電電流。

其中，在電池的電量高于預設(shè)電量值且在圖像采集時，輔助CPU電源管理單元8用于控制充電單元6停止對電池充電；在電池的電量低于預設(shè)電量值且在圖像采集時，輔助CPU電源管理單元8用于控制充電單元6以預設(shè)低電流值對電池進行低電流慢速充電。

并且，在本實施方式中，在電池的電量低于預設(shè)電量值且未在圖像采集時，輔助CPU電源管理單元8還用于控制充電單元6以預設(shè)高電流值對電池進行高電流快速充電。

并且，在本實施方式中，在電池的電量高于預設(shè)電量值且未在圖像采集時，輔助CPU電源管理單元8還用于控制充電單元6以預設(shè)低電流值對電池進行低電流慢速充電。

需要解釋的是，平板探測器在接入外部輸入電源時，要確保圖像采集和電池充電功能，減小整體功耗，需要優(yōu)先保證圖像采集不受影響，也就是說，圖像采集的時序控制要在電池充電的時序控制之前。在采集驅(qū)動電路2進行圖像采集時，輔助CPU電源管理單元8并不急于控制充電單元6對電池快速充電，而是先看電池的電量如何。若電池的電量較高，超過預設(shè)電量值時，電池的電量足夠平板探測器移動應用中使用，那么在圖像采集的過程中停止對電池充電，從而大幅度減小平板探測器的整體功耗。若電池的電量較低，未到預設(shè)電量值時，電池的電量可能不足以供平板探測器移動應用中使用，那么在圖像采集的過程中對電池低電流慢速充電，這樣一來，既能確保圖像采集和電池充電功能，又能減小平板探測器的整體功耗。而在采集驅(qū)動電路2未進行圖像采集時，平板探測器同樣不急于通過充電單元6對電池快速充電，而是先看電池的電量如何。若電池的電量較低，未到預設(shè)電量值時，電池的電量可能不足以供平板探測器移動應用中使用，那么在未進行圖像采集時對電池高電流快速充電，既能實現(xiàn)電池快速充電功能，又不會增大平板探測器的整體功耗。而若電池的電量較高，超過預設(shè)電量值時，電池的電量足夠平板探測器移動應用中使用，那么在未進行圖像采集時對電池低電流慢速充電，既能實現(xiàn)電池充電功能，又能進一步降低平板探測器的整體功耗。

其中，預設(shè)電量值為電池的總電量的20％～50％。所述預設(shè)高電流值為2C～4C，優(yōu)選2C，所述預設(shè)低電流值為0～0.5C，優(yōu)選0C，且所述預設(shè)高電流值為所述預設(shè)低電流值的4倍以上。

由此可見，本實施方式的平板探測器系統(tǒng)，通過添加輔助CPU電源管理單元8，對電池充電進行時序控制，能夠在不影響圖像采集的情況下，允許平板探測器進行快速充電，降低了整體功耗，滿足臨床便攜應用的要求；相較于現(xiàn)有技術(shù)，整體功率降低了一半以上，使得X射線傳感器1溫升降低，從而減少了待機時的漏電流，不會對圖像質(zhì)量造成影響，同時降低了對外部輸入電源7供電的功率要求。

值得一提的是，本實施方式中所涉及到的各單元均為邏輯單元，在實際應用中，一個邏輯單元可以是一個物理單元，也可以是一個物理單元的一部分，還可以以多個物理單元的組合實現(xiàn)。此外，為了突出本發(fā)明的創(chuàng)新部分，本實施方式中并沒有將與解決本發(fā)明所提出的技術(shù)問題關(guān)系不太密切的單元引入，但這并不表明本實施方式中不存在其它的單元。

請參閱圖2，本發(fā)明第二實施方式涉及一種平板探測器系統(tǒng)的供電方法，采用本發(fā)明第一實施方式涉及的平板探測器系統(tǒng)。本實施方式的平板探測器系統(tǒng)的供電方法至少包括：

步驟S1，輔助CPU電源管理單元8檢測外部供電的工作電源是否存在。

步驟S2，在外部供電的工作電源存在時，輔助CPU電源管理單元8對采集驅(qū)動電路2和充電單元6進行圖像采集和充電控制互斥的時序控制。

步驟S3，輔助CPU電源管理單元8調(diào)節(jié)充電單元6對電池的充電電流。

其中，在電池的電量高于預設(shè)電量值且在圖像采集時，輔助CPU電源管理單元8控制充電單元6停止對電池充電；在電池的電量低于預設(shè)電量值且在圖像采集時，輔助CPU電源管理單元8控制充電單元6以預設(shè)低電流值對電池進行低電流慢速充電。

此外，本實施方式的平板探測器系統(tǒng)的供電方法還包括：在電池的電量低于預設(shè)電量值且未在圖像采集時，輔助CPU電源管理單元8控制充電單元6以預設(shè)高電流值對電池進行高電流快速充電。

此外，本實施方式的平板探測器系統(tǒng)的供電方法還包括：在電池的電量高于預設(shè)電量值且未在圖像采集時，輔助CPU電源管理單元8控制充電單元6以預設(shè)低電流值對電池進行低電流慢速充電。

其中，預設(shè)電量值為電池的總電量的20％～50％。所述預設(shè)高電流值為2C～4C，所述預設(shè)低電流值為0～0.5C，且所述預設(shè)高電流值為所述預設(shè)低電流值的4倍以上。在本實施方式中，優(yōu)選地，所述預設(shè)高電流值為4C，所述預設(shè)低電流值為0.5C，且所述預設(shè)高電流值為所述預設(shè)低電流值的8倍。

需要說明的是，輔助CPU電源管理單元8檢測外部供電的工作電源是否存在時，若外部供電的工作電源不存在，說明平板探測器在移動應用中，使用電池為平板探測器提供內(nèi)部供電的工作電源，此時不采用本實施方式的平板探測器系統(tǒng)的供電方法。并且，輔助CPU電源管理單元8持續(xù)檢測外部供電的工作電源是否存在，直到檢測到外部供電的工作電源時，采用本實施方式的平板探測器系統(tǒng)的供電方法。

由上可見，本實施方式的平板探測器系統(tǒng)的供電方法，在外部輸入電源供電狀態(tài)下，確保圖像采集和電池充電功能的同時，能夠減小平板探測器整體功耗。此外，還可以對充電電流進行調(diào)節(jié)，可以在關(guān)閉充電電流、低電流充電以及高電流充電之間進行轉(zhuǎn)換，在不降低圖像質(zhì)量前提下有利于提升用戶的臨床體驗；同時，在關(guān)閉充電電流或者低電流充電時，可以保證圖像噪聲不受影響，保持良好的圖像噪聲水平。

上面各種方法的步驟劃分，只是為了描述清楚，實現(xiàn)時可以合并為一個步驟或者對某些步驟進行拆分，分解為多個步驟，只要包含相同的邏輯關(guān)系，都在本專利的保護范圍內(nèi)；對算法中或者流程中添加無關(guān)緊要的修改或者引入無關(guān)緊要的設(shè)計，但不改變其算法和流程的核心設(shè)計都在該專利的保護范圍內(nèi)。

不難發(fā)現(xiàn)，本實施方式為與第一實施方式相對應的方法實施方式，本實施方式可與第一實施方式互相配合實施。第一實施方式中提到的相關(guān)技術(shù)細節(jié)在本實施方式中依然有效，為了減少重復，這里不再贅述。相應地，本實施方式中提到的相關(guān)技術(shù)細節(jié)也可應用在第一實施方式中。

綜上所述，本發(fā)明通過添加輔助CPU電源管理單元，對圖像采集和電池充電進行時序控制，能夠在不影響圖像采集的情況下，允許平板探測器進行電池充電，降低了整體功耗，滿足臨床便攜應用的要求。本發(fā)明相較于現(xiàn)有技術(shù)，整體功率降低了一半以上，使得X射線傳感器溫升降低，從而減少了待機時的漏電流，不會對圖像質(zhì)量造成影響，同時降低了對外部輸入電源供電的功率要求。另外，本發(fā)明可以對充電電流進行調(diào)節(jié)，可以在關(guān)閉充電電流、低電流充電以及高電流充電之間進行轉(zhuǎn)換，在不降低圖像質(zhì)量前提下有利于提升用戶的臨床體驗；同時，在關(guān)閉充電電流或者低電流充電時，可以保證圖像噪聲不受影響，保持良好的圖像噪聲水平。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。

上述實施方式僅例示性說明本發(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，對上述實施方式進行修飾或改變。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，仍應由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。