通過數(shù)字x射線檢測器的自主曝光檢測的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】一種數(shù)字X射線檢測器包括像素陣列，其包括采用行和列布置的多個像素，其中每個像素包括光電二極管和晶體管。數(shù)字X射線檢測器還包括：掃描線，其耦合于第一維中的每個像素；數(shù)據(jù)線，其耦合于第二維中的每個像素；使能電路，其耦合于每個像素的晶體管用于使能光電二極管的讀出；和讀出電路，其通過每個像素的晶體管而耦合于光電二極管用于從光電二極管讀出數(shù)據(jù)。數(shù)字X射線檢測器配置成在使能電路使每個晶體管維持在關(guān)斷狀態(tài)時自主確定X射線曝光的開始。
【專利說明】通過數(shù)字X射線檢測器的自主曝光檢測的系統(tǒng)和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本文公開的主題大體上涉及X射線成像系統(tǒng)，并且更特定地涉及使用數(shù)字檢測器的X射線成像系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]數(shù)字X射線檢測器的出現(xiàn)為醫(yī)學(xué)成像帶來增強(qiáng)的工作流程和高的圖像質(zhì)量。然而，較早的模擬放射成像系統(tǒng)中的許多采用使用膠片暗盒和/或計算機(jī)放射(CR)暗盒的常規(guī)X射線成像。存在通過用數(shù)字X射線檢測器取代膠片暗盒或CR暗盒來提高工作流程和圖像質(zhì)量而使這些模擬放射成像系統(tǒng)升級為數(shù)字放射成像系統(tǒng)的期望。為了從這些常規(guī)模擬X射線成像系統(tǒng)獲得圖像，在每個暴露后必須運送和處理膠片暗盒或CR暗盒，從而在獲得期望圖像中導(dǎo)致時間延遲。數(shù)字放射提供備選方案，其允許采集圖像數(shù)據(jù)并且當(dāng)場重建圖像用于更快的查看和診斷，并且仍允許圖像容易存儲并且傳送到像CR的咨詢醫(yī)師、放射科醫(yī)生和專家。然而，用數(shù)字放射成像系統(tǒng)取代較早的常規(guī)放射成像系統(tǒng)的成本可施加給醫(yī)院或其他醫(yī)學(xué)設(shè)施。因此，用數(shù)字檢測器升級模擬系統(tǒng)將提供不太昂貴、更有吸引力的備選方案。
[0003]使模擬X射線成像系統(tǒng)升級為數(shù)字X射線成像系統(tǒng)的最高效方式是不改變模擬X射線成像系統(tǒng)中的任何事物，但添加數(shù)字X射線檢測器，其獨立于模擬X射線成像系統(tǒng)(正如膠片暗盒或CR暗盒)而工作。為了使數(shù)字X射線檢測器獨立于模擬X射線成像系統(tǒng)而工作，數(shù)字X射線檢測器必須總是準(zhǔn)備接收X射線并且具有檢測X射線曝光何時開始以及X射線曝光何時結(jié)束的能力。
[0004]該公開的主題消除為了在X射線曝光之前和之后控制檢測器的行為(例如，功率管理)、使檢測器為接收X射線做準(zhǔn)備、讀取檢測器和洗滌檢測器的目的而使數(shù)字X射線檢測器耦合于X射線成像系統(tǒng)的需要。
[0005]因此，需要有在X射線成像系統(tǒng)中提供自主X射線曝光檢測和圖像采集管理的數(shù)字X射線檢測器。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)本公開的方面，數(shù)字X射線檢測器包括像素陣列，其包括采用二維布置的多個像素，其中每個像素包括光電二極管和晶體管。該數(shù)字X射線檢測器還包括耦合于第一維中的每個像素的掃描線、耦合于第二維中的每個像素的數(shù)據(jù)線、耦合于每個像素的晶體管用于使能光電二極管的讀出的使能電路和通過每個像素的晶體管耦合于光電二極管用于從光電二極管讀出數(shù)據(jù)的讀出電路。數(shù)字X射線檢測器配置成在使能電路使每個晶體管維持在關(guān)斷狀態(tài)時自主確定X射線曝光的開始。
[0007]根據(jù)本公開的方面，X射線成像系統(tǒng)包括X射線輻射源、耦合于該X射線輻射源并且配置成命令X射線輻射發(fā)出X射線用于X射線曝光的源控制器，和數(shù)字X射線檢測器。該數(shù)字X射線檢測器包括像素陣列，其包括多個像素，其中每個像素包括光電二極管和晶體管。數(shù)字X射線檢測器還包括:使能電路，其耦合于每個像素的晶體管用于使能光電二極管的讀出；和讀出電路，其通過每個像素的晶體管而耦合于光電二極管用于從光電二極管讀出數(shù)據(jù)。數(shù)字X射線檢測器配置成在使能電路使每個晶體管維持在關(guān)斷狀態(tài)時確定X射線曝光的開始，而沒有來自源控制器的曝光定時信號信息。
[0008]根據(jù)本公開的方面，X射線成像方法包括:數(shù)字X射線檢測器，其包括像素陣列，該像素陣列包括采用二維布置的多個像素，其中每個像素包括光電二極管和晶體管；掃描線，其耦合于第一維中的每個像素；使能電路，其耦合于每個像素的晶體管用于使能光電二極管的讀出；讀出電路，其通過每個像素的晶體管而耦合于光電二極管用于從光電二極管讀出數(shù)據(jù)；和數(shù)字X射線檢測器，其配置成自主執(zhí)行下面的步驟。這些步驟包括在完成洗滌時起動定時器、經(jīng)由讀出電路采集幻象數(shù)據(jù)樣本以及基于來自這些第一樣本集的幻象數(shù)據(jù)生成非曝光基線，在這之后檢測器用信號指示運營商它準(zhǔn)備曝光。步驟還包括在生成非曝光基線時經(jīng)由讀出電路采集數(shù)據(jù)樣本并且通過將來自對于每個后續(xù)樣本采集的數(shù)據(jù)的信號水平與非曝光基線比較而確定X射線曝光的開始和結(jié)束。步驟進(jìn)一步包括如果后續(xù)樣本的信號水平等于或大于對于至少第一時間閾值或相反連續(xù)數(shù)量的樣本的非曝光基線以上的幅度閾值，則存儲第一定時器值，其指示X射線曝光的開始。步驟再進(jìn)一步包括如果后續(xù)樣本的信號的水平回到小于對于至少第二時間閾值或連續(xù)數(shù)量的樣本的非曝光基線以上的幅度閾值，則存儲第二定時器值，其指示X射線曝光的結(jié)束。步驟再進(jìn)一步包括從檢測器采集圖像數(shù)據(jù)。該圖像數(shù)據(jù)在X射線曝光期間由檢測器集成來生成曝光圖像。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]當(dāng)下列詳細(xì)說明參考附圖(其中所有圖中類似的符號代表類似的部件)閱讀時，本發(fā)明的這些和其他特征、方面和優(yōu)勢將變得更好理解，其中:
圖1是X射線成像系統(tǒng)的示范性實施例的框圖；
圖2是數(shù)字X射線檢測器的功能部件的示范性實施例的示意圖；
圖3是數(shù)字X射線檢測器的讀出電子器件和單像素采集過程的示范性實施例的示意圖；
圖4A-4C是X射線成像方法的示范性實施例的流程圖；
圖5是數(shù)字X射線檢測器的像素加和和比較邏輯的示范性實施例的示意圖；
圖6是來自數(shù)字X射線檢測器(在其期間捕獲兩個短曝光)的幻象數(shù)據(jù)的表示；以及圖7是來自圖6的幻象數(shù)據(jù)的曲線圖，其中該曲線圖中的每個數(shù)據(jù)點代表沿圖6中的每個水平線的所有值的加和。

【具體實施方式】
[0010]大體上參考圖1，表示X射線成像系統(tǒng)，并且大體上由標(biāo)號10所引用。在圖示的實施例中，X射線成像系統(tǒng)10 (如適應(yīng)的話)是數(shù)字X射線成像系統(tǒng)。根據(jù)本技術(shù)，X射線成像系統(tǒng)10設(shè)計成既采集圖像數(shù)據(jù)又處理該圖像數(shù)據(jù)用于顯示。然而，在整個下列論述中，盡管提供關(guān)于醫(yī)學(xué)診斷應(yīng)用中使用的數(shù)字X射線成像系統(tǒng)的基礎(chǔ)和背景信息，應(yīng)該記住本技術(shù)的方面可應(yīng)用于數(shù)字X射線檢測器，其包括在不同的設(shè)置(例如，投影X射線成像、計算機(jī)斷層攝影成像、斷層合成成像、熒光成像、放射成像，等)中并且為了不同目的(例如，包裹、行李、車輛和部件檢查，等)而使用的數(shù)字X射線檢測器。
[0011]在圖1中圖示的實施例中，X射線成像系統(tǒng)10可以是常規(guī)的模擬X射線成像系統(tǒng)，其如下文描述的那樣被改裝用于數(shù)字圖像數(shù)據(jù)采集和處理。在一個實施例中，X射線成像系統(tǒng)10可以是設(shè)置在固定X射線成像室中的靜止X射線成像系統(tǒng)。然而，將意識到在其他實施例中，目前公開的技術(shù)還可與其他X射線成像系統(tǒng)一起使用，其包括移動X射線成像系統(tǒng)。
[0012]X射線成像系統(tǒng)10包括鄰近準(zhǔn)直器22安置的X射線源20。準(zhǔn)直器22允許X射線輻射14的束穿過安置受檢者12 (例如人類患者、動物或物體)所在的區(qū)域。X射線輻射16的一部分穿過或傳遞給受檢者12并且撞擊數(shù)字X射線檢測器30。如在下文更充分描述的，數(shù)字X射線檢測器30將在檢測器面板陣列31的表面上接收的X射線光子轉(zhuǎn)換成更低能量的光子，并且隨后轉(zhuǎn)換成電信號，其被采集和處理來重建受檢者12內(nèi)的特征的圖像。
[0013]X射線源20耦合于電力供應(yīng)26，其提供電力用于對檢查序列成像。X射線源20和電力供應(yīng)26耦合于源控制器24，其配置成命令X射線發(fā)出X射線用于圖像曝光。如上文提到的，數(shù)字X射線檢測器30配置成在沒有來自X射線源20或源控制器24的信息的情況下采集X射線圖像數(shù)據(jù)。也就是說，數(shù)字X射線檢測器30沒有來自X射線源20、源控制器24或其他系統(tǒng)控制器的關(guān)于X射線曝光的開始和結(jié)束的定時信號信息。因此，數(shù)字X射線檢測器30配置成自主確定X射線曝光的開始和結(jié)束以及自主調(diào)節(jié)與檢測X射線曝光關(guān)聯(lián)的檢測器30的其他操作。例如，如在下文更詳細(xì)描述的，數(shù)字X射線檢測器30可在曝光之前、期間和之后比較通過檢測器30的像素陣列采集的數(shù)據(jù)來確定曝光的發(fā)生。在某些實施例中，數(shù)字X射線檢測器30可確定X射線曝光的開始和結(jié)束，同時使能電路使每個晶體管維持在關(guān)斷狀態(tài)。
[0014]數(shù)字X射線檢測器30包括檢測器面板陣列31，其包括光感測光電二極管和開關(guān)薄膜場效應(yīng)晶體管(FET)的像素陣列,其將光子轉(zhuǎn)換成電信號。沉積在光電二極管和FET的像素陣列上的閃爍體材料將在閃爍體材料表面上接收的入射X射線輻射光子轉(zhuǎn)換成較低能量的光子。如上文提到的，光電二極管和FET的像素陣列將光子轉(zhuǎn)換成電信號。備選地，檢測器面板陣列31可直接將X射線光子轉(zhuǎn)換成電信號。這些電信號由檢測器面板陣列接口 32(其提供數(shù)字信號給處理器35以轉(zhuǎn)換成圖像數(shù)據(jù)并且重建成受檢者12內(nèi)的特征的圖像)從模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。
[0015]數(shù)字X射線檢測器30進(jìn)一步包括檢測器控制器33，其協(xié)調(diào)各種檢測器功能的控制。例如，檢測器控制器33可執(zhí)行各種信號處理和過濾功能，例如用于動態(tài)范圍的初始調(diào)整、數(shù)字圖像數(shù)據(jù)的交錯等。檢測器控制器33耦合于處理器35。該處理器35、檢測器控制器33和數(shù)字X射線檢測器30內(nèi)的電子器件和電路中的全部從電力供應(yīng)34接收電力。該電力供應(yīng)34可包括一個或多個電池。
[0016]處理器35也鏈接到照明電路48。檢測器控制器33可向處理器35發(fā)送信號來用信號指示照明電路48以照亮燈50 (例如，發(fā)光二極管)來指示檢測器30準(zhǔn)備在上電、初始化和洗滌時接收X射線曝光。確實，檢測器30可由用戶(例如，按壓定位在檢測器30上的打開/關(guān)閉按鈕)打開或從空閑狀態(tài)喚醒。此外，處理器35可用信號指示照明電路48來照亮燈50以提醒操作者在檢測器30沒有檢測到曝光的情況下經(jīng)過最大時間或?qū)τ跈z測的曝光經(jīng)過最大曝光時間。再進(jìn)一步地，處理器35鏈接到顯示器51 (例如，LED顯示器)來提供檢測器30的狀態(tài)和/或曝光的視覺指示。再進(jìn)一步地，處理器35鏈接到定時器49以為了多個目的監(jiān)視時間，如在下文更詳細(xì)描述的。
[0017]處理器35和檢測器面板陣列接口 32耦合于存儲器36。該存儲器36可存儲各種配置參數(shù)、校準(zhǔn)文件和檢測器識別數(shù)據(jù)。另外，存儲器36可存儲要與圖像數(shù)據(jù)組合來生成DICOM兼容數(shù)據(jù)文件的患者信息。此外，存儲器36可存儲在X射線曝光之前和期間收集的采樣數(shù)據(jù)以及X射線圖像數(shù)據(jù)。再進(jìn)一步地，存儲器36可存儲定時器值和閾值，如在下文更詳細(xì)描述的。
[0018]數(shù)字X射線檢測器30包括用于與網(wǎng)絡(luò)40無線通信的無線通信接口 37，以及有線通信接口 38，用于在網(wǎng)絡(luò)40系連到它時與網(wǎng)絡(luò)40通信。數(shù)字X射線檢測器30可配置成無線傳送或通過有線連接傳送部分處理或完全處理的X射線圖像數(shù)據(jù)到網(wǎng)絡(luò)40。數(shù)字X射線檢測器30還可經(jīng)由有線或無線連接通過網(wǎng)絡(luò)40與圖像查看和存儲系統(tǒng)通信。圖像查看和存儲系統(tǒng)可包括圖片歸檔和通信系統(tǒng)(PACS)42、放射信息系統(tǒng)(RIS)44和/或醫(yī)院信息系統(tǒng)(HIS) 46。在示范性實施例中，圖像查看和存儲系統(tǒng)可處理X射線圖像數(shù)據(jù)。無線通信接口 37可利用任何適合的無線通信協(xié)議，例如超寬帶(UWB)通信標(biāo)準(zhǔn)、藍(lán)牙通信標(biāo)準(zhǔn)或任何IEEE 802.11通信標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)字X射線檢測器30還可配置成經(jīng)由有線或無線連接將未被處理或被部分處理的圖像數(shù)據(jù)傳送到工作站或便攜式檢測器控制裝置或?qū)⒔?jīng)處理的X射線圖像傳送到打印機(jī)來生成圖像的副本。
[0019]便攜式檢測器控制裝置可包括個人數(shù)字助理(PDA)、掌上型計算機(jī)、膝上型計算機(jī)、智能電話、例如iPad?等平板計算機(jī)或任何適合的通用或?qū)Ｓ帽銛y式接口裝置。便攜式檢測器控制裝置配置成由用戶持有并且與數(shù)字X射線檢測器30無線通信。注意檢測器和便攜式檢測器控制裝置可利用任何適合的無線通信協(xié)議，例如IEEE 802.15.4協(xié)議、UWB通信標(biāo)準(zhǔn)、藍(lán)牙通信標(biāo)準(zhǔn)或任何IEEE 802.11通信標(biāo)準(zhǔn)。備選地，便攜式檢測器控制裝置可配置成系連或可拆分地系連到數(shù)字X射線檢測器30以經(jīng)由有線連接而通信。
[0020]在示范性實施例中，數(shù)字X射線檢測器30可配置成至少部分處理X射線圖像數(shù)據(jù)。備選地，原始圖像數(shù)據(jù)可從數(shù)字X射線檢測器30發(fā)送到遠(yuǎn)程處理器來處理X射線圖像數(shù)據(jù)。然而，在某些實施例中，數(shù)字X射線檢測器30可配置成自己完全處理X射線圖像數(shù)據(jù)。數(shù)字X射線檢測器30還可配置成基于X射線圖像數(shù)據(jù)、患者信息和其他信息生成DICOM兼容數(shù)據(jù)文件。在示范性實施例中，患者信息可從患者數(shù)據(jù)庫經(jīng)由無線或有線連接從網(wǎng)絡(luò)或工作站傳輸?shù)綌?shù)字X射線檢測器30。
[0021]圖2圖示數(shù)字X射線檢測器30的功能部件的示范性實施例的詳細(xì)框圖。如圖示的，檢測器控制電路52從電力供應(yīng)54接收DC電力。檢測器控制電路52配置成對于用于在X射線成像系統(tǒng)的操作的數(shù)據(jù)采集階段期間采集圖像數(shù)據(jù)的掃描和讀出電子器件產(chǎn)生定時和控制命令。檢測器控制電路52因此將功率和控制信號傳送到參考/調(diào)節(jié)器電路56，并且從參考/調(diào)節(jié)器電路56接收圖像數(shù)據(jù)。
[0022]在本實施例中，數(shù)字X射線檢測器30包括閃爍體材料，其將在X射線檢查期間在檢測器面板陣列表面上接收的X射線輻射光子轉(zhuǎn)換成更低能量的光子。光電檢測器的陣列然后將光子轉(zhuǎn)換成電信號，其代表光子的數(shù)量并且因此代表在檢測器面板陣列表面上撞擊單獨像素區(qū)域或圖片元素的輻射的強(qiáng)度。在示范性實施例中，X射線輻射光子可直接轉(zhuǎn)換成電信號。讀出電子器件將所得的模擬信號轉(zhuǎn)換成可以在圖像重建之后被處理、存儲和顯示的數(shù)字信號。如上文提到的，光電檢測器或離散圖片元素的陣列采用行(例如，第一維)和列(例如，第二維)組織，其中每個離散圖片元素由光電二極管和薄膜場效應(yīng)晶體管(FET)組成。每個光電二極管的陰極連接到FET的源極，并且所有光電二極管的陽極連接到負(fù)偏壓(例如，經(jīng)由共同電極)。每行中FET的柵極在單個掃描線或一個和多個掃描電極上連接在一起并且一個和多個掃描電極連接到掃描電子器件，如下文描述的。列中FET的漏極連接在一起并且每列的數(shù)據(jù)線或數(shù)據(jù)電極連接到讀出電子器件的單獨通道。
[0023]如在下文更詳細(xì)描述的，檢測器控制電路52配置成監(jiān)視并且確定X射線曝光的開始和結(jié)束。另外，檢測器控制電路52配置成管理檢測器30的功率并且調(diào)節(jié)檢測器30的洗滌與確定X射線曝光的開始和結(jié)束之間的交互。此外，檢測器控制電路52配置成在接收X射線輻射期間或之后從檢測器30采樣數(shù)據(jù)。
[0024]返回在圖2中圖示的實施例，通過示例，掃描總線60包括多個導(dǎo)體，用于使能從數(shù)字X射線檢測器30的多種行的讀出，以及用于禁用行并且在期望的地方對選擇的行施加電荷補(bǔ)償電壓。數(shù)據(jù)控制總線62包括額外的導(dǎo)體，用于在行中的每個的FET相繼被使能(SP，“掃描”)(其構(gòu)成實際圖像采集)時或在所有FET持續(xù)保持在“關(guān)斷”狀態(tài)(在其期間采集幻象數(shù)據(jù))時命令從列的讀出。掃描總線60耦合于使能電路和一系列掃描驅(qū)動器64，其用于使能數(shù)字X射線檢測器30中的一系列行中的FET。相似地，讀出電子器件66耦合于數(shù)據(jù)控制總線62，用于命令數(shù)字X射線檢測器30的一些或所有列的讀出。
[0025]在圖示的實施例中，掃描驅(qū)動器64和讀出電子器件66耦合于檢測器面板31，其可細(xì)分成多個行68、列70和像素72。每行68的FET耦合于掃描驅(qū)動器64中的一個。相似地，沿每列70的每個FET的漏電極耦合于讀出電子器件66。上文提到的光電二極管74和薄膜FET 76布置由此限定布置在行68和列70中的像素或離散圖片元素72的陣列。
[0026]如也在圖2中圖示的，每個圖片元素72大體上在行68和列70交叉處限定，數(shù)據(jù)電極78在該行68和列70處與掃描電極80交叉。如上文提到的，如與光電二極管74 —樣，在對于每個圖片元素72的每個交叉位置處提供FET 76。因為沿每行68的FET由掃描驅(qū)動器64使能，來自每個光電二極管74的信號可經(jīng)由讀出電子器件66而訪問，并且轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號用于后續(xù)處理和圖像重建。從而，陣列面板31中的整行68的像素72在激活附連到該行68上的像素72的所有FET 76的柵極的掃描電極80時同時被控制。因此，該特定行68中的像素72中的每個通過開關(guān)(即，F(xiàn)ET，其由讀出電子器件66使用來恢復(fù)對光電二極管74的電荷)連接到數(shù)據(jù)電極78。
[0027]應(yīng)注意在某些系統(tǒng)中，在通過關(guān)聯(lián)的專用讀出通道中的每個同時對行中的所有圖片元素72恢復(fù)電荷時，讀出電子器件將來自之前的行的測量從模擬電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字值。此夕卜，讀出電子器件可將來自之前行的數(shù)字值傳輸?shù)讲杉酉到y(tǒng)，其將在監(jiān)視器上顯示診斷圖像或?qū)⑺鼘懭肽ぶ皥?zhí)行一些處理。
[0028]用于使能沿每行的FET的電路在本上下文中可稱為掃描使能電路。與上文描述的掃描使能電路關(guān)聯(lián)的FET置于“導(dǎo)通”或傳導(dǎo)態(tài)，用于使能給定行中的FET，并且在未使能FET用于讀出時“關(guān)斷”或置于非傳導(dǎo)態(tài)。盡管有這樣的語言，應(yīng)注意用于掃描驅(qū)動器和列讀出電子器件的特定電路部件可改變，并且本發(fā)明不限于FET或任何特定電路部件的使用。
[0029]圖3是數(shù)字X射線檢測器30的單像素、讀出電子器件66 (例如，專用集成電路(ASIC))的前端、掃描驅(qū)動器中的一個的輸出和單像素采集過程的示意圖。典型地，固態(tài)X射線檢測器中的掃描和讀出電路可以獨立操作。然而，為了產(chǎn)生診斷圖像，它們彼此同步地操作。例如，讀出電路66將在激活掃描線之前復(fù)位(Int Reset是“高的”，如由標(biāo)號82指示的)并且將開始使在數(shù)據(jù)線上看到的信號集成。之后不久，激活掃描線(FET “導(dǎo)通”，如由標(biāo)號84指示的)并且它持續(xù)某一小的時段地保持活躍，這允許跨光電二極管的偏置恢復(fù)到它在曝光之前完全相同的電位。在使掃描線失效后不久，停止集成過程并且集成信號準(zhǔn)備轉(zhuǎn)換成例如數(shù)字量，其中的全部在圖3中描繪。
[0030]然而，掃描和讀出電路有時候可獨立操作。如上文提到的，數(shù)字X射線檢測器30沒有來自X射線源20和源控制器24的信息，并且從而沒有X射線曝光的開始和結(jié)束時間的先驗知識。彼此獨立地(即，異步地)操作掃描和讀出電路連同根據(jù)它相對于在檢測器30未經(jīng)受X射線曝光時采集的相似數(shù)據(jù)的幅度來智能地對所得的數(shù)據(jù)歸類使檢測器能夠確定X射線曝光的開始和結(jié)束。在本公開中并且如將在下文更詳細(xì)描述的，數(shù)字X射線檢測器30配置成自主地自動檢測X射線曝光的開始和結(jié)束。
[0031]例如，掃描電路可以保持關(guān)閉并且讀出電路可以循環(huán)來收集“實時”數(shù)據(jù)以便檢測器30自己決定它已暴露于X射線、已完成曝光以及因此要讀取檢測器30使得診斷圖像可以形成、存儲用于診斷并且檢測器30然后可以為后續(xù)曝光做準(zhǔn)備的時間。再次參考圖3，在掃描線保持為“低的”(關(guān)斷)并且在84處未轉(zhuǎn)變示出的方式時生成幻象數(shù)據(jù)。因為檢測器30不是完美的，信號將漏過晶體管，其是光敏的，即使它們電保持在關(guān)斷狀態(tài)也如此。少量的信號將從被曝光的每個像素泄漏，并且沿給定數(shù)據(jù)線的該信號中的全部將有效地添加在一起。該累積信號可以由耦合于每個數(shù)據(jù)線的讀出電子器件采樣和轉(zhuǎn)換來產(chǎn)生幻象數(shù)據(jù)，其將沿數(shù)據(jù)線沒有位置信息并且因此本質(zhì)上僅是暫時的。即使晶體管泄漏，信號中的大部分在曝光期間由光電二極管保留。在曝光結(jié)束時，晶體管不再經(jīng)受光并且返回到它們的正?！盎€”泄漏，并且光電二極管將保留它們單獨信號中的大多數(shù)，其在晶體管保持在“關(guān)斷狀態(tài)”的整個時間集成。
[0032]圖4A-4C圖示檢測器30自主確定X射線曝光的開始和結(jié)束的方法86。該方法86包括操作者通過激活喚醒或通電按鈕而從關(guān)斷狀態(tài)或空閑狀態(tài)激活檢測器30 (框88)。在檢測器30上電并且執(zhí)行初始化時，檢測器30自己洗滌(即，來準(zhǔn)備并且刷新檢測器電路)有限數(shù)量的次數(shù)(例如，4個巾貞)(框90)。在完成最后的洗滌后，檢測器30起動定時器49以用于多個目的，如在下文描述的(框92)。檢測器30 (即，使能電路)使掃描電路(即，晶體管)維持在“關(guān)斷”或非傳導(dǎo)態(tài)并且開始使讀出電路循環(huán)以使檢測器30能夠采集數(shù)據(jù)以稍后在確定檢測器是否暴露于X射線方面用作基線(框94)。特別地，讀出電路(66)在通電狀態(tài)被連續(xù)讀取，來確定“非曝光”、“非讀取”(即，掃描未被使能)偏移。
[0033]對于每個讀取(例如，幻象線)，檢測器30采集數(shù)據(jù)(例如,幻象數(shù)據(jù))并且處理對于一個幻象數(shù)據(jù)樣本集的幻象數(shù)據(jù)(框96)。已知在該特定時間，幻象數(shù)據(jù)因為它是在檢測器30向操作者指示允許曝光的時間之前而缺乏與X射線曝光有關(guān)的任何信息或數(shù)據(jù)。作為處理的部分，檢測器30檢查數(shù)據(jù)(例如，幻象數(shù)據(jù))來看看是否已經(jīng)實現(xiàn)穩(wěn)定性(框98)。如果幻象數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，檢測器30繼續(xù)采集并且處理幻象數(shù)據(jù)(框96)并且確定幻象數(shù)據(jù)是否是穩(wěn)定的(框98)。一旦已經(jīng)實現(xiàn)穩(wěn)定性，檢測器30從幻象數(shù)據(jù)生成非曝光基線(框100)。在某些實施例中，檢測器30對來自N個幻象線的數(shù)據(jù)(例如，幻象數(shù)據(jù))求平均來生成非曝光基線。例如，對于非曝光基線的當(dāng)前偏移值對應(yīng)于零曝光。在檢測器30使掃描電路維持在關(guān)閉狀態(tài)并且如上文描述的那樣操作讀出電路(即，使其循環(huán))時，最佳且最自主的結(jié)果將在檢測器30使用來自每個數(shù)據(jù)線的信號時獲得。這因為檢測器是獨立于X射線系統(tǒng)而操作并且缺乏關(guān)于在哪里(跨檢測器30的進(jìn)入面)預(yù)期X射線曝光的先驗信息的便攜式檢測器。X射線曝光可以在檢測器30的任何部分處發(fā)生，因此將需要檢查整個檢測器30。備選地，可以限定必須總是曝光的檢測器30的一段，并且然后僅來自該段的那些數(shù)據(jù)線需要在確定曝光的發(fā)生和定時方面使用。處理整個或部分幻象線的一個手段將是通過從每個期望的通道取轉(zhuǎn)換的(數(shù)字)數(shù)據(jù)并且對“跨”幻象掃描線的輸出求平均。實際上，每個單獨通道在“線”甚至幻象線期間在完全相同的時刻對每個單獨數(shù)據(jù)線采樣。備選地，檢測器30使跨(幻象)掃描線的期望數(shù)據(jù)加和，從而避免必須除以加和的數(shù)據(jù)線的數(shù)量的復(fù)雜性。如果數(shù)據(jù)線的數(shù)量恰巧是二的冪，則除以該數(shù)據(jù)線的數(shù)量則簡單得多。該除法可以通過使(二進(jìn)制)和右移代表數(shù)據(jù)線數(shù)量所需要的位數(shù)量而完成。例如，如果檢測器30包括2048個數(shù)據(jù)線，因為2n=2048，和可以劃分以通過使它右移11個位而形成平均數(shù)。對于使用該和的唯一不利后果是它在比較中使用時或在將閾值添加到它時將需要更多的位。
[0034]在生成非曝光基線(框100)時，檢測器30用信號指示操作者傳遞檢測器30準(zhǔn)備曝光(框102)。信號可經(jīng)由上文描述的燈50或顯示器51而提供。另外，檢測器30持續(xù)使掃描電路(即，晶體管)維持在“關(guān)斷”或非傳導(dǎo)態(tài)并且持續(xù)使讀出電路循環(huán)以使檢測器30能夠確定X射線曝光的開始和結(jié)束，其的持續(xù)由框104指示。
[0035]在接收準(zhǔn)備信號時，操作者激活X射線系統(tǒng)上的預(yù)備和曝光信號來開始曝光，這未示出，但在框102后的任何時間發(fā)生。在連續(xù)基礎(chǔ)上，檢測器30監(jiān)視定時器49來確保在X射線曝光之前還未達(dá)到“最大時間導(dǎo)通”。從而，檢測器30必須確定是否達(dá)到“最大時間導(dǎo)通”(框108)。如果檢測器30確定已經(jīng)達(dá)到“最大時間導(dǎo)通”，檢測器30提供超時錯誤已經(jīng)經(jīng)由燈50或顯示器51而對操作者生成的指示(從框138開始)并且檢測器30繼續(xù)讀取它自己好像曝光已經(jīng)作為預(yù)防被檢測使得在任何情況下沒有丟失圖像信息并且操作者以后可以選擇在以后的某個時間丟棄圖像數(shù)據(jù)。
[0036]如果檢測器30確定還未達(dá)到“最大時間導(dǎo)通”，檢測器30繼續(xù)將從采集的數(shù)據(jù)得到的信號水平與非曝光基線比較來確定X射線曝光的開始。具體地，檢測器30確定信號是否等于或大于在非曝光基線以上的幅度閾值(框112)。在某些實施例中，幅度閾值(其通過實驗表征)代表在非曝光基線以上的需要解釋為曝光證據(jù)的最小信號水平。因為非曝光基線在當(dāng)前操作期間獲得，它將反映溫度以及將潛在不僅因檢測器各異而且對于給定檢測器也因操作而各異的其他時間條件的效應(yīng)。如此，與如果代表最小曝光信號水平和非曝光基線兩者的單個數(shù)字在所有條件下對于所有檢測器限定相比，檢測器操作將對這些條件的波動不太敏感。如果信號不等于或大于非曝光基線以上的幅度閾值，檢測器30繼續(xù)將從采集的數(shù)據(jù)得到的信號的水平與非曝光基線比較(框104和112)。如果信號等于或大于非曝光基線以上的幅度閾值，檢測器30確定X射線曝光可已經(jīng)開始并且在X射線曝光可已經(jīng)在臨時位置處開始時存儲第一定時器值(框116)。
[0037]在存儲第一定時器值時，檢測器30繼續(xù)通過幻象讀取監(jiān)視數(shù)據(jù)讀數(shù)并且做出信號水平是否等于或等于對于至少第一時間閾值的非曝光基線以上的幅度閾值的確定(框118)。第一時間閾值在下文更詳細(xì)地描述。如果未滿足第一時間閾值，檢測器30采集并且處理數(shù)據(jù)(框168)、繼續(xù)將從采集的數(shù)據(jù)得到的信號的水平與非曝光基線比較(框154)。另夕卜，在連續(xù)基礎(chǔ)上，檢測器30監(jiān)視定時器49來確保在確定X射線曝光開始之前還未達(dá)到“最大時間導(dǎo)通”。從而，檢測器30必須確定是否達(dá)到“最大時間導(dǎo)通”(框106)。如果檢測器30確定已經(jīng)達(dá)到“最大時間導(dǎo)通”或未滿足第一時間閾值，檢測器30提供超時錯誤已經(jīng)經(jīng)由燈50或顯示器51而向操作者顯示的指示(從框138開始)并且檢測器30繼續(xù)讀取它自己好像曝光已經(jīng)作為預(yù)防被檢測使得在任何情況下沒有丟失圖像信息并且操作者以后可以選擇在以后的某個時間丟棄圖像數(shù)據(jù)。如果滿足第一時間閾值，檢測器30推斷X射線曝光已經(jīng)開始并且將第一定時器值識別為曝光值的開始(框120)。
[0038]在識別曝光的開始后，檢測器30繼續(xù)采集幻象數(shù)據(jù)(如由框110指示的)并且將來自采集數(shù)據(jù)的信號的水平與非曝光基線比較(框114)來確定X射線曝光的結(jié)束。嚴(yán)格地為了簡潔和清楚起見，圖4A-4C已經(jīng)構(gòu)造成使代表檢測器在做出曝光確定時執(zhí)行的單獨步驟的單獨框的數(shù)量最小化。因此，在幅度比較之前已經(jīng)示出兩個獨立測試(框114)。在框122中，與框108相似，測試定時器最大量。在框136中，測試最大曝光時間。在正常情形下，檢測器將“未能通過”那兩個測試并且到達(dá)框114，在特定情況下，檢測器30確定信號是否小于在非曝光基線以上的幅度閾值。如果信號不小于非曝光基線以上的幅度閾值，檢測器30繼續(xù)將從采集數(shù)據(jù)得到的信號的水平與非曝光基線比較(框110和114)。如果信號小于非曝光基線以上的幅度閾值，檢測器30確定X射線曝光可已結(jié)束或完成并且將X射線可結(jié)束時的第二定時器值存儲在在臨時位置中(框126)。如果對于“最大時間導(dǎo)通”或“最大曝光時間”通過測試，指示一般超時錯誤并且檢測器如之前指示的那樣從框138行進(jìn)。
[0039]在存儲第二定時器值時，檢測器30通過幻象讀取而繼續(xù)監(jiān)視數(shù)據(jù)讀數(shù)，如由框162指示的那樣開始。另外，在框134中，與框108和122相似地測試定時器最大量。此外，檢測器30做出信號水平是否小于對于至少第二時間閾值(框128)的非曝光基線以上的幅度閾值的確定(框124)。第二時間閾值在下文更詳細(xì)地描述。如果未滿足第二時間閾值，如上文指示的，檢測器30繼續(xù)將從采集數(shù)據(jù)得到的信號的水平與非曝光基線比較(如由框164指示的那樣開始)。如果滿足第二時間閾值，檢測器130推斷X射線曝光已經(jīng)結(jié)束或完成并且將第二定時器值識別為曝光值的末端(框130)。在識別曝光的完成時，檢測器30通過讀取由檢測器30的單獨像素集成的X射線曝光數(shù)據(jù)而生成曝光圖像(即，單個成像幀)(框132)。特別地，檢測器30再次操作掃描(例如，使能電路)并且使讀出電路同步。另外，如與使來自多個成像幀的圖像數(shù)據(jù)組合相對，在單個讀取或在單個成像幀中采集曝光圖像的能力使重建圖像中的噪聲量減少。
[0040]一旦識別曝光的開始(框120)，正如檢測器30繼續(xù)定期將信號水平與非曝光基線比較(框114) 一樣，檢測器30還定期監(jiān)視定時器49來確定曝光的長度未超過預(yù)定最大量或“最大曝光時間”(框136)。如果檢測器30確定還未滿足“最大曝光時間”，檢測器30繼續(xù)將信號水平與非曝光基線比較(框114)。如果檢測器30確定已滿足“最大曝光時間”，檢測器30向操作者提供一般超時錯誤已經(jīng)經(jīng)由檢測器30的燈50或顯示器51而發(fā)生的指示(框138)。另外，在滿足“最大曝光時間”時，檢測器生成曝光圖像(框132)，好像X射線曝光已經(jīng)完成一樣。
[0041]在生成曝光圖像(框132)時，檢測器30與之前(B卩，框90)相同數(shù)量的有限次數(shù)地洗滌它自己(框152)。另外，檢測器30采用與用于采集曝光圖像的相似的方式生成偏移(即，暗)圖像(框158)。也就是說，檢測器30使掃描電路(S卩，晶體管)維持在關(guān)斷狀態(tài)，使讀出電路循環(huán)并且重啟定時器49。一旦定時器49達(dá)到曝光值的末端(例如，從框130得到)，檢測器30讀取它自己來采集偏移圖像(框158)。作為產(chǎn)生診斷質(zhì)量圖像所需要的處理的部分，偏移圖像用于校正(例如，在缺乏X射線的情況下對于非零數(shù)據(jù)，例如由光電二極管泄漏產(chǎn)生的那個)曝光圖像。在檢測器30睡眠或自己關(guān)閉之前，檢測器30將圖像傳輸?shù)酵獠繗w檔(例如，PACS、RIS、HIS)或在非易失性存儲器36中將它們本地存儲在檢測器內(nèi)部(框160)。如上文提到的，圖像數(shù)據(jù)可在圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦ぷ髡?、便攜式檢測器控制裝置或外部歸檔之前或在存儲在檢測器30上之前未被處理、部分被處理或完全被處理。
[0042]圖5是在上文描述的方法86中使用的數(shù)字X射線檢測器30的像素加和和比較邏輯的示范性實施例的示意圖。對于每個讀數(shù)(即，掃描線或幻象數(shù)據(jù))的像素逐個在“像素值數(shù)據(jù)流”總線上出現(xiàn)，每個是14位寬并且對于確切一個“像素時鐘”而存在。寄存器A(“Reg A”)然后使所有像素的值累積直到在線末端，該值憑借“線路時鐘”而傳輸?shù)郊拇嫫鰾(“Reg B”)。在那時，“Reg A”復(fù)位以為下一個讀數(shù)(S卩，掃描線或幻象數(shù)據(jù))做準(zhǔn)備?！癛egA”是25位寬以便使構(gòu)成掃描線或讀出電子通道中的全部的單個幻象讀數(shù)樣本的2048個十四位值累積。在每個讀數(shù)(即，掃描線或幻象數(shù)據(jù))的末端，“Reg B”將包含對于最新的線(直到下一個線的末端)的像素加和。在檢測器30生成非曝光基線(方法86中的框100)的時間之前，寄存器C (“Reg C”)將復(fù)位。在基線累積期間，“累積樣本”將對于多個線被驅(qū)動為高的，其為了該說明目的將僅是16。在那時間之后，“累積樣本”變低并且對于曝光的剩余部分保持為低的。憑借來自“Reg C”的25 MSB (最高有效位)用于添加到“幅度閾值”值這一事實，“Reg C”所持有的值有效地除以16并且對于基線累積的平均值(其是16個樣本)在最后的加法中使用。最后的加法器的輸出饋送示出的比較器的一側(cè)。比較器的另一側(cè)由線路加和值驅(qū)動。在檢測器30試圖檢測X射線曝光的時間期間，“曝光線”將每“線”檢查一次(或每當(dāng)來自每個通道的所有數(shù)據(jù)已經(jīng)采用幻象模式累積時一次)并且如果它是高的，由檢測器30讀取的上一個(幻象)線將已經(jīng)大于基線平均值(B卩，非曝光基線)和幅度閾值的加和，從而潛在地指示在該線期間檢測X射線曝光。注意圖被簡化以使得它較少令人混淆。此外，公開的像素加和和比較邏輯不是該特定概念的實現(xiàn)的唯一潛在手段，而僅是示例。
[0043]可以實現(xiàn)方法86的步驟118中的時間閾值(例如，第一時間閾值)以便使將產(chǎn)生錯誤(例如，由于噪聲)從而導(dǎo)致一個或幾個幻象線路平均值是高的這一可能性減少。例如,如果最小曝光時間預(yù)期是I msec，并且數(shù)據(jù)通道中的全部每隔100 μ sec采樣和累積，通常將預(yù)期至少九個連續(xù)累積樣本(即，“線路加和值”)將在由非曝光基線和曝光幅度閾值的加和(其是到比較器的側(cè)的輸入)提供的閾值以上。因此，只要三個連續(xù)有噪樣本在閾值以上，因為那將指示比最小值短得多的曝光，檢測器邏輯將拒絕那作為曝光的證據(jù)。其他時間閾值是可能的。為了在低曝光期間忍受有噪樣本，例如，或許時間閾值可以布置成在閾值以上任意十個連續(xù)樣本中的7個樣本來滿足最小曝光的標(biāo)準(zhǔn)。而且，在循環(huán)數(shù)據(jù)讀取期期間，線路時間可以縮短以便對于相同的最小曝光獲得更多的樣本，從而進(jìn)一步使有噪樣本將導(dǎo)致做出錯誤決定的可能性減少。然而必須認(rèn)識到，改變線路時間意指集成時間也將改變，從而導(dǎo)致信號幅度中的改變。相似的概念在方法86的步驟128中采用，然而，它的值將最可能通過經(jīng)驗優(yōu)化。
[0044]盡管該概念還未充分發(fā)展，一些工作已經(jīng)發(fā)生以便證明上文描述的實施例的可行性。認(rèn)為最大風(fēng)險是在掃描電路保持關(guān)閉時檢測由于曝光引起的信號水平中的改變的能力。利用現(xiàn)有的硬件、軟件和測試系統(tǒng)執(zhí)行實驗，其中檢測器30中的掃描功能性被關(guān)閉(當(dāng)前測試能力的部分)并且控制發(fā)生器(即，X射線輻射源)以粗略地每隔100msec給出10msec、30uR曝光。從與發(fā)生器異步操作的檢測器30捕獲圖像序列。捕獲序列中的圖像中的一個的表示在圖6中圖示。圖像140包括兩個更亮的帶(由標(biāo)號142、144表示),其代表兩個獨立曝光的時間(和持續(xù)時間)。
[0045]在使用一些天然的離線工具時，與上文描述的實施例相似地處理數(shù)據(jù)并且其在圖7中圖示的曲線圖146中表示。對于每個幻象掃描線(B卩，在讀出電路循環(huán)并且收集數(shù)據(jù)時，F(xiàn)ET持續(xù)維持在“關(guān)斷狀態(tài)”)，添加數(shù)據(jù)通道中的全部來形成單個數(shù)字(即，和)，其代表在該時刻數(shù)據(jù)線中的全部的樣本。這些數(shù)字(它們中的2048個，每個幻象掃描線一個)然后在下面的曲線圖146上從左到右地逐點標(biāo)繪，這實際上代表在圖6中在圖像140中從上到下的掃描線值。曲線圖146包括兩個峰148、150，其對應(yīng)于圖6中的亮帶142、144。
[0046]公開的實施例的技術(shù)效果包括提供通過用數(shù)字X射線檢測器30替代膠片和CR暗盒而允許改裝常規(guī)的X射線成像系統(tǒng)的方法和系統(tǒng)。在改裝X射線成像系統(tǒng)10中，數(shù)字X射線檢測器30不與X射線成像系統(tǒng)10通信。因為檢測器30不與X射線系統(tǒng)10通信，數(shù)字X射線檢測器30缺乏指示X射線暴露的定時信號的數(shù)據(jù)。從而，數(shù)字X射線檢測器30可包括例如在異步操作使能電路和讀出電路時自主確定X射線曝光和成像數(shù)據(jù)的開始和結(jié)束的技術(shù)。
[0047]該書面描述使用示來公開本發(fā)明，其包括最佳模式，并且還使本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明，包括制作和使用任何裝置或系統(tǒng)和執(zhí)行任何包含的方法。本發(fā)明的專利范圍由權(quán)利要求限定，并且可包括本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員想到的其他示例。這樣的其他示例如果其具有不與權(quán)利要求的文字語言不同的結(jié)構(gòu)元件，或者如果其包括與權(quán)利要求的文字語言無實質(zhì)區(qū)別的等同結(jié)構(gòu)元件則意在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種數(shù)字X射線檢測器，包括: 像素陣列，其包括采用二維布置的多個像素， 其中每個像素包括光電二極管和晶體管； 掃描線，其耦合于第一維中的每個像素； 數(shù)據(jù)線，其耦合于第二維中的每個像素； 使能電路，其耦合于每個像素的晶體管用于使能所述光電二極管的讀出；和 讀出電路，其通過每個像素的晶體管而耦合于所述光電二極管用于從所述光電二極管讀出數(shù)據(jù)； 其中所述數(shù)字X射線檢測器配置成在所述使能電路使每個晶體管維持在關(guān)斷狀態(tài)時自主確定X射線曝光的開始。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字X射線檢測器，其中所述數(shù)字X射線檢測器配置成在沒有所述X射線曝光的開始和結(jié)束的先驗知識的情況下自主確定所述X射線曝光的開始和結(jié)束。
3.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字X射線檢測器，其中數(shù)字X射線檢測器配置成對所述使能電路和所述讀出電路彼此異步地操作以自主檢測所述X射線曝光的開始和結(jié)束。
4.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字X射線檢測器，其中所述數(shù)字X射線檢測器配置成通過使所述讀出電路在通電狀態(tài)中循環(huán)而自主確定所述X射線曝光的開始，并且所述讀出電路配置成讀出數(shù)據(jù)。
5.如權(quán)利要求4所述的數(shù)字X射線檢測器，其中在X射線曝光之前，所述數(shù)字X射線檢測器配置成經(jīng)由所述讀出電路從至少一個數(shù)據(jù)線采集幻象數(shù)據(jù)來生成非曝光基線。
6.如權(quán)利要求5所述的數(shù)字X射線檢測器，其中所述數(shù)字X射線檢測器配置成在采用超過一個數(shù)據(jù)線時通過使來自采用的數(shù)據(jù)線的幻象數(shù)據(jù)加和而生成所述非曝光基線。
7.如權(quán)利要求5所述的數(shù)字X射線檢測器，其中數(shù)字X射線檢測器配置成通過將新近采集的信號的水平與所述非曝光基線比較而自主確定所述X射線曝光的開始和結(jié)束。
8.如權(quán)利要求7所述的數(shù)字X射線檢測器，其中所述數(shù)字X射線檢測器配置成在新近采集的信號的水平等于或大于對于至少第一時間閾值的非曝光基線以上的幅度閾值時自主確定所述X射線曝光的開始。
9.如權(quán)利要求8所述的數(shù)字X射線檢測器，其中所述數(shù)字X射線檢測器配置成在所述新近采集的信號的水平回到小于對于至少第二時間閾值的非曝光基線以上的幅度閾值時自主確定所述X射線曝光的結(jié)束。
10.如權(quán)利要求9所述的數(shù)字X射線檢測器，其中所述數(shù)字X射線檢測器配置成在確定所述X射線曝光的結(jié)束時同步操作所述使能電路和所述讀出電路以采集由所述檢測器在所述X射線曝光期間捕獲的圖像數(shù)據(jù)來生成曝光圖像。
11.如權(quán)利要求9所述的數(shù)字X射線檢測器，其中所述數(shù)字X射線檢測器配置成基于在所述X射線曝光結(jié)束時最后的洗滌與圖像讀取之間的時間長度來采集繼所述X射線曝光之后的偏移圖像，并且所述偏移圖像用于對于偏移校正所述曝光圖像。
12.—種X射線成像系統(tǒng)，包括: X射線輻射源； 源控制器，其耦合于所述X射線輻射源并且配置成命令X射線輻射發(fā)出X射線用于X射線曝光；和 數(shù)字X射線檢測器，其包括: 像素陣列，其包括多個像素，其中每個像素包括光電二極管和晶體管； 使能電路，其耦合于每個像素的晶體管用于使能所述光電二極管的讀出；和 讀出電路，其通過每個像素的晶體管而耦合于所述光電二極管用于從所述光電二極管讀出數(shù)據(jù)； 其中所述數(shù)字X射線檢測器配置成在所述使能電路使每個晶體管維持在關(guān)斷狀態(tài)中時確定X射線曝光的開始，而沒有來自所述源控制器的曝光定時信號信息。
13.如權(quán)利要求12所述的X射線成像系統(tǒng)，其中所述數(shù)字X射線檢測器配置成在沒有所述X射線曝光的開始和結(jié)束的先驗知識的情況下自主確定所述X射線曝光的開始和結(jié)束。
14.如權(quán)利要求12所述的X射線成像系統(tǒng)，其中數(shù)字X射線檢測器配置成對所述使能電路和所述讀出電路彼此異步地操作以自主檢測所述X射線曝光的開始和結(jié)束。
15.如權(quán)利要求12所述的X射線成像系統(tǒng)，其中所述數(shù)字X射線檢測器配置成通過使所述讀出電路在通電狀態(tài)中循環(huán)而確定所述X射線曝光的開始，并且所述讀出電路配置成讀出數(shù)據(jù)。
16.如權(quán)利要求15所述的X射線成像系統(tǒng)，其中在X射線曝光之前，所述數(shù)字X射線檢測器配置成經(jīng)由所述讀出電路從至少一個數(shù)據(jù)線采集幻象數(shù)據(jù)來生成非曝光基線。
17.如權(quán)利要求16所述的X射線成像系統(tǒng)，其中所述數(shù)字X射線檢測器配置成通過將來自至少一個數(shù)據(jù)線的新近采集的信號的水平與所述非曝光基線比較而確定所述X射線曝光的開始和結(jié)束。
18.如權(quán)利要求17所述的X射線成像系統(tǒng)，其中所述數(shù)字X射線檢測器配置成在新近采集的信號的水平等于或大于對于至少第一時間閾值的非曝光基線以上的幅度閾值時確定所述X射線曝光的開始。
19.如權(quán)利要求18所述的X射線成像系統(tǒng)，其中所述數(shù)字X射線檢測器配置成在所述新近采集的信號的水平回到小于對于至少第二時間閾值的非曝光基線以上的幅度閾值時確定所述X射線曝光的結(jié)束。
20.如權(quán)利要求19所述的X射線成像系統(tǒng)，其中所述數(shù)字X射線檢測器配置成在確定所述X射線曝光的結(jié)束時同步操作所述使能電路和所述讀出電路以采集在所述X射線曝光期間由所述檢測器捕獲的圖像數(shù)據(jù)來生成曝光圖像。
21.—種X射線成像方法，包括: 數(shù)字X射線檢測器，其包括像素陣列，所述像素陣列包括采用二維布置的多個像素，其中每個像素包括光電二極管和晶體管；掃描線，其耦合于第一維中的每個像素；使能電路，其耦合于每個像素的晶體管用于使能光電二極管的讀出；讀出電路，其通過每個像素的晶體管而耦合于光電二極管用于從所述光電二極管讀出數(shù)據(jù)；和數(shù)字X射線檢測器，其配置成自主執(zhí)行下面的步驟: 在完成洗滌時起動定時器； 經(jīng)由所述讀出電路采集幻象數(shù)據(jù)以及基于所述幻象數(shù)據(jù)生成非曝光基線； 在生成所述非曝光基線時，繼續(xù)經(jīng)由所述讀出電路從至少一個數(shù)據(jù)線采集幻象數(shù)據(jù)并且通過將新近采集的信號的水平與所述非曝光基線比較而確定X射線曝光的開始和結(jié)束； 如果新近采集的信號的水平等于或大于對于至少第一時間閾值的非曝光基線以上的幅度閾值，則存儲第一定時器值，其指示所述X射線曝光的開始； 如果新近采集的信號的水平回到小于對于至少第二時間閾值的非曝光基線以上的幅度閾值，則存儲第二定時器值，其指示所述X射線曝光的結(jié)束；以及 采集由所述檢測器在所述X射線曝光期間捕獲的圖像數(shù)據(jù)來生成曝光圖像。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其中所述數(shù)字X射線檢測器配置成在所述使能電路使每個晶體管維持在關(guān)斷狀態(tài)時確定所述X射線曝光的開始。
23.如權(quán)利要求21所述的方法，包括監(jiān)視所述定時器來確定從所述第一定時器值開始的X射線曝光的長度是否超出最大時間閾值。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，包括如果所述X射線曝光的長度超出所述最大時間閾值，則對于以所述第一定時器值開始的最大時間閾值來采集由所述檢測器在所述X射線曝光期間捕獲的圖像數(shù)據(jù)。
25.如權(quán)利要求21所述的方法，包括: 基于在所述X射線曝光結(jié)束時最后的洗滌與圖像讀取之間的時間長度來采集繼所述X射線曝光之后的偏移圖像；以及 通過扣除所述偏移圖像而對于偏移校正所述曝光圖像。
【文檔編號】H04N5/32GK104081758SQ201380007837
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2013年1月11日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月3日
【發(fā)明者】S.W.佩崔克, A.D.布羅邁爾, J.Z.劉, M.J.亞歷山大 申請人:通用電氣公司