[发明专利]用于数字放射线摄影检测器的事件检测

说明书

技术领域

本发明的一般领域是数字图像放射线摄影，尤其是数字放射线摄影系统，其中数 字成像板和附带的电子装置与主放射线摄影系统进行无线通信，并且可以与各个厂商 的X-射线系统互换使用。

背景技术

作为替代基于照相的成像技术的数字放射线摄影正日益获得接受，基于照相的成 像技术依靠胶片薄膜层来记录放射线曝光以产生和存储对象的内部物理特征的图像。 利用数字放射线摄影，放射线感光层上记录的放射线图像曝光被一个像素一个像素地 转换成电子图像数据，然后把电子图像数据存储在存储体(memory bank)中供以后读 出和显示在合适的电子图像显示设备上。数字放射线摄影的成功的驱动力之一是这样 的能力：快速显现并且经由数据网络把所存储的图像传送到一个或多个远程位置供放 射学家分析和诊断，不存在通过邮件或经由信使把实体胶片送到远处的放射学家而引 起的延迟。

数字放射线摄影板具有以行和列组成的检测元件(“像素”)的二维阵列。为了 从板读出图像信息，通常顺序地选择像素的行，并且把每个列上的对应像素连接到电 荷放大器。把每个列的电荷放大器的输出施加于模数转换器以产生数字图像数据，数 字图像数据然后可以被存储并按后面显示的需要进行合适的图像处理。

为了使图像获取和随后从成像板的数据读出同步，需要使板操作的控制与来自包 含在数字放射线摄影成像系统中的远程X射线源的照射(impinging)成像X射线的发 生同步。这可以通过经由电缆线传送指示X射线源的开始和停止的控制信号来完成。 最近，已经提出了无线成像盒，通过使用成像盒中的X射线传感器检测来自远程X射 线源的照射X射线的开始和终止从而独立于主系统工作。在美国专利6,069,935中可 以找到这种无线和/或独立的X射线照射检测的例子。在一个这样的例子中，计算机 监视位于成像板外的成像盒中的专用X射线事件触发二极管以检测入射放射线以及 输出表明入射放射线的信号。这样的系统具有某些缺点。包括了触发二极管降低了制 造产量从而使盒过于昂贵。同样，二极管本身可能受到待测物体的某些放射线密封部 分的阻挡或完全处于放射线束的区域之外。在该专利描述的另一个例子中，使用帧抓 取(frame-grabbing)技术连续地读出成像板本身的传感器。通过从全部板传感器连 续地读出数据帧来确定成像传感器是否暴露在X射线下，并且通过检查数据帧来确定 板是否暴露在X射线下。其缺点是必须对传感器连续地读取，这消耗相对高的电功率， 对于独立于主成像系统工作的电池供电的盒可能是一个严重的问题。

在美国专利6,404,845B1中找到另一个例子，其中在等待曝光(exposure)期间 监视成像板中的某些参考像素，把参考像素的值与预定门限电平进行比较。当预定数 量的参考像素超过门限电平时，确定已经开始曝光电平。然而，这个方法也消耗大量 功率，因此是与期望的解决方案有差距的。

在美国专利2004/0065836A1中找到另一个例子。在该例子中，通过监视板中成 像像素引起的电流量来检测成像板上的X射线辐射的发生，并且当引起的电流量超过 预定量时产生X射线发生信号。然而，在该申请中揭示的例子局限于与CMOS或CCD传 感器一起使用，不能应用于其它类型的传感器，如在无胶片化(filmless)成像X射 线传感器板中广泛使用的无定形或结晶硅(crystalline silicon)光电二极管或金属 绝缘半导体(MIS)传感器。

因此，对于能够独立于主成像系统操作的，制造成本低廉的和能够可靠地检测来 自主成像系统中的X射线源的照射X射线的发生的无线X射线成像传感器板存在需 求。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了适用于独立地检测来自远程X射线源的照射X射 线的存在的一种数字放射线摄影X射线成像传感器，它包括成像板，该成像板包括成 像像素的二维阵列，其中每个像素具有通过照射X射线直接或间接地充电的固有 (intrinsic)电容器以建立受X射线照射的对象的图像。X射线成像传感器还包括 参考电压源、连接在到像素固有电容器的公共节点处的电荷平衡电容器以及控制单 元，该控制单元响应于像素电容器和电荷平衡电容器之间的电荷平衡中的变化而改变 到电荷平衡电容器的电荷注入水平，以在公共节点上维持如参考电压确定的恒定充电 电压。成像传感器还包括响应于控制单元的控制信号发生器，用于当电荷注入水平超 过预定门限值时指示在成像板上存在照射X射线。