[实用新型]具有温度感应功能的平板X射线探测器

说明书

技术领域

本实用新型涉及X射线数字成像领域，尤其是指具有温度感应功能的平板X射线探测器。

背景技术

目前，数字化X射线照相检测(Digital Radiography，简称DR)技术被广泛应用在医疗仪器上，例如拍摄X射线胸片的X射线机。

数字化X射线照相检测通常指采用电子成像板技术-平板检测器技术(FPD Technique)。其中电子成像板由大量微小的带有薄膜晶体管(TFT)的探测器成队列排列而成。平板X射线探测器由于可以将X射线的影像转变为数字影像而成为现代X射线成像系统的主流配件。平板X射线探测器可以分为两类：直接式和间接式。

间接式平板X射线探测器为多层结构，主要由闪烁体层(目前主要有碘化铯CsI)或荧光体(GdSO)层、薄膜晶体管(TFT)开关元件和PIN光电二极管构成，一般采用非晶硅工艺(amorphous silicon)实现。X射线先通过闪烁体层转变为可见光，再通过光电二极管由可见光转变为电信号，然后由薄膜晶体管(TFT)开关元件将每个像素的数字化信号读出并传送到计算机的图像处理系统集成为X射线影像，最后获得数字图像显示。

直接式平板X射线探测器，顾名思义，可以将X射线直接转变为电信号。它由对X射线敏感的光电转换元器件构成，一般采用非晶硒工艺(amorphous selenium)实现。具体的，直接式平板X射线探测器通过使用TFT电路直接将闪烁体转换的光电电荷偏置到薄膜晶体管，并且在TFT电路中产生光电电荷，从而感生光电电流。然后，光电电流通过ADC被处理为数字图像。直接型DR使用结构简单，其中具有直接附着于TFT电路上的基于无定型硒的材料的闪烁体以及TFT电路被直接偏置。

不管是直接式平板X射线探测器还是间接式平板X射线探测器，温度的变化都会对X射线影像的质量造成影响，主要体现在暗电流变化、电荷噪声以及图像中的幻象等。所以为了得到更为精确的X射线影像、更好的通过X射线影像判断病因，现有的平板X射线探测器均会集成温度感应模块，由于平板X射线探测器的热源主要来自电源管理和信号读出电路板上的个别芯片，所以集成温度感应模块的方法主要有两种：1、在电源管理和信号读出电路板上贴装温度传感器；2、将温度感应单元集成在TFT玻璃面板的像素单元中(如Mathias Hoernig的专利US 2009/0127470A1公开的技术内容)。对于第一种方法，实现方法较为简单，成本较低，但是由于电路板和TFT玻璃面板之间存在温度差异，所得的温度信号无法准确消除温度对X射线影像的影响。对于第二种方法，得到的温度较之第一种更为准确，但是由于温度感应单元与TFT像素单元位于玻璃衬底的同一面，占用了PIN光电二极管的空间，降低了像素的开口率。

鉴于此，是有必要设计一种新的具有温度感应功能的平板X射线探测器以解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是在不增加像素面积、保证开口率和X射线影像质量的前提下，实现温度感应与平板X射线探测器的整合。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：提供一种具有温度感应功能的平板X射线探测器，所述平板X射线探测器包括平板探测器以及位于平板探测器下方的电路板；所述平板探测器包括玻璃衬底、位于玻璃衬底一侧的像素阵列以及位于像素阵列之上的闪烁体层；所述电路板包括电源管理电路板、系统控制电路板和信号读出电路板以及温度感应元件的外围电路；该平板探测器还包括位于玻璃衬底另一侧由若干个具有自偏置结构的温度感应元件构成的温度感应单元阵列。

优选地，所述温度感应元件包括位于玻璃衬底上的栅电极；沉积栅电极上的栅电极介质层；位于栅电极介质层上阻值会随着温度的变化而改变的有源区、位于有源区两端的源电极和漏电极以及包围所述温度感应元件的钝化层。

优选地，所述温度感应元件的外围电路包括为温度感应元件提供恒定的电流供应的偏置电流源以及和温度感应元件连接的读出电路。

优选地，所述读出电路包括第一电容、与第一电容连接的运算放大器以及跨接于运算放大器输入端和输出端的第二电容，用于对温度感应元件输出的温度信号进行放大。

优选地，所述像素阵列包括位于玻璃衬底上的薄膜晶体管以及PIN光电二极管。

本实用新型一种具有温度感应功能的平板X射线探测器的优点如下：

1、平板X射线探测器集成有温度感应功能，可以通过温度信号对X射线影像进行校正，降低温度对X射线影像的影响。

2、平板X射线探测器中的温度感应单元位于玻璃衬底的另外一面，不会增加像素面积、降低像素的开口率。