技术领域
[0001] 本
发明涉及医疗影像诊断领域，特别是涉及一种自动曝光检测的X射线平板探测器及其传感器面板结构。
背景技术
[0002] X射线摄影术利用X射线短
波长、易穿透的性质，以及不同组织对X射线吸收不同的特点，通过探测透过物体的X射线的强度来成像。
[0003] X射线成像系统有两个重要组成部分，一是X射线平板探测器，一种可以探测X射线并将其转换为电
信号并以图像形式输出的装置；二是X射线高压发生器和X射线球管。目前业界仍然缺乏X射线平板探测器和X射线高压发生器之间的软
硬件通讯方式的统一标准，在二者的系统化集成上给系统设计带来困难。
[0004] X射线成像系统的曝光控制功能有多种实现方式：
[0005] 1.外同步。X射线高压发生器和X射线平板探测器通过有线或无线的通讯信号来实现曝光控制功能。这种方式的问题是X射线平板探测器和X射线高压发生器的
接口兼容性不能保证，在某些使用环境中，X射线平板探测器和成像系统可能无法通过外同步方式来实现曝光控制功能。
[0006] 2.AED(自动曝光检测)：X射线高压发生器和X射线平板探测器之间不需要通过有线或无线的信号来实现通讯，这就要求X射线平板探测器能够感应到曝光并开始采集信号。目前，自动同步的实现有两种方式，一是在平板背后增加额外的传感器，通过传感器来感应到透过探测器本身的平板传感器的X射线或可见光，来感应曝光，这种实现方式的问题在于额外的传感器会增加成本和探测器结构设计难度，并且这种额外的传感器一般不会
覆盖探测器的整个探测范围，有可能因为额外传感器所在
位置没有剂量或剂量太低而导致曝光感应失败，而且背面传感器的存在会造成
光信号的背散射，造成图像
质量下降。自动同步的实现方式之二是通过
算法，通过设计平板探测器本身的工作时序，通过计算曝光前后图像的灰度值差异来确定曝光时间点，但由于平板探测器中的传感面板本身被设计为满足一定
分辨率、
帧率等各种参数，若用作曝光感应传感器，其反应时间、准确度等可能存在问题。
[0007] 因此，如何在不影响传感器面板本身传感性能和增加额外传感器件的前提下，提高X射线成像系统的曝光控制功能已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。
发明内容
[0008] 鉴于以上所述
现有技术，本发明的目的在于提供一种自动曝光检测的X射线平板探测器及其传感器面板结构，用于解决现有技术中X射线成像系统曝光控制的种种问题。
[0009] 为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种自动曝光检测的X射线平板探测器的传感器面板结构，包括：
[0010] 第一图像传感器阵列层，感应入射光以实现X射线成像；
[0011] 第二图像传感器阵列层，位于所述第一图像传感器阵列层的下方，感应穿过所述第一图像传感器阵列层的入射光以实现自动曝光检测。
[0012] 可选地，所述第二图像传感器阵列层的下方设有
基板。
[0013] 可选地，所述第二图像传感器阵列层的感光区域位于所述第一图像传感器阵列层中透光间隙的下方。
[0014] 进一步可选地，所述第二图像传感器阵列层包括多个感光区域，且所述多个感光区域均匀分布在所述第一图像传感器阵列层的下方。
[0015] 进一步可选地，所述第二图像传感器阵列层的多个感光区域在垂直方向上与所述第一图像传感器阵列层各
像素之间的透光间隙重合。
[0016] 可选地，所述第二图像传感器阵列层的传感器数量少于所述第一图像传感器阵列层的传感器数量。
[0017] 可选地，所述第一图像传感器阵列层和所述第二图像传感器阵列层的
电极焊盘位于所述传感器面板结构的边缘。
[0018] 可选地，在所述第一图像传感器阵列层和所述第二图像传感器阵列层上均覆盖有
钝化层。
[0019] 进一步可选地，所述第一图像传感器阵列层和所述第二图像传感器阵列层的电极焊盘通过穿过所述
钝化层的过孔与外部连接。
[0020] 可选地，在所述第一图像传感器阵列层上设有
闪烁体层，将入射的X射线转化为可见光。
[0021] 为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种自动曝光检测的X射线平板探测器，包括：
[0022] 上述传感器面板结构、与所述传感器面板结构连接的控制及处理模
块，以及与所述控制及处理模块连接的通信模块；
[0023] 其中，所述控制及处理模块向所述传感器面板结构的第一图像传感器阵列层和第二图像传感器阵列层输出
控制信号，根据所述第二图像传感器阵列层检测穿过所述第一图像传感器阵列层的入射光读取所述第一图像传感器阵列层的图像信息，对所述图像信息进行处理；
[0024] 所述通信模块输出处理后的图像数据。
[0025] 如上所述，本发明的自动曝光检测的X射线平板探测器及其传感器面板结构，具有以下有益效果：
[0026] 本发明针对目前实现X射线成像系统的曝光控制功能的外同步方式和AED方式的缺点，优化平板探测器中传感器面板的设计，在不影响传感器面板本身传感性能和增加额外传感器件的前提下，在传感器面板中增加位于成像传感器阵列下方的全
视野AED传感器阵列，实现了全视野AED功能。
附图说明
[0027] 图1显示为现有技术中的自动曝光检测的X射线平板探测器的示意图。
[0028] 图2显示为本发明提供的一种自动曝光检测的X射线平板探测器的传感器面板结构示意图。
[0029] 图3显示为本发明提供的一种自动曝光检测的X射线平板探测器的结构示意图。
[0030] 图4显示为本发明
实施例提供的一种自动曝光检测的X射线平板探测器的工作状态示意图。
[0031] 图5a-5c显示为本发明实施例提供的一种自动曝光检测的X射线平板探测器的传感器面板结构的制作流程示意图。
[0032] 附图标号说明
[0033] 100’ 闪烁体
[0034] 200’ 传感器面板
[0035] 201’ 传感器阵列
[0036] 202’ 传感器阵列201’的电极焊盘
[0037] 203’ 基材
[0038] 300’ AED传感器件
[0039] 101 第一图像传感器阵列层
[0040] 1011 闪烁体层
[0041] 102 第二图像传感器阵列层
[0042] 103 基板
[0043] 104 钝化层
[0044] 100 传感器面板结构
[0045] 200 控制及处理模块
[0046] 300 通信模块
具体实施方式
[0047] 以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本
说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0048] 需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0049] 目前常见的AED方案是增加额外的曝光传感器，放置在面板背面，占据一定的结构空间，如图1所示。以带闪烁体100’的平板探测器为例，闪烁体100’在吸收入射X光后发出可见光，可见光被传感器面板200’吸收。传感器面板200’包括传感器阵列201’、传感器阵列201’的电极焊盘202’和基材203’，基材可能是玻璃或其他透明材料。一部分可见光或未被闪烁体100’转化的X光透过传感器面板200’后被设置在背面的若干个AED传感器件300’感应，即曝光被感应，然后传感器面板200’才开始采集信号。这种实现方式的问题在于额外的传感器会增加成本和探测器结构设计难度，并且这种额外的传感器一般不会覆盖探测器的整个探测范围，有可能因为额外传感器所在位置没有剂量或剂量太低而导致曝光感应失败，实现不了全视野AED功能，并且背面传感器的存在以及结构
中间件的开孔可能会造成光信号的背散射，造成图像质量下降。
[0050] 本发明的构想是在传感器面板中增加全视野AED模块，实现全视野AED功能，并且不影响传感器本身工作性能。
[0051] 请参阅图2，本发明提供一种自动曝光检测的X射线平板探测器的传感器面板结构，包括：
[0052] 第一图像传感器阵列层101，感应入射光以实现X射线成像；
[0053] 第二图像传感器阵列层102，位于所述第一图像传感器阵列层101的下方，感应穿过所述第一图像传感器阵列层101的入射光以实现自动曝光检测。
[0054] 具体地，位于所述第二图像传感器阵列层102的下方是基板103。
[0055] 具体地，所述第二图像传感器阵列层102的感光区域可以位于所述第一图像传感器阵列层101中透光间隙的下方。在本发明的一些实施例中，所述第二图像传感器阵列层102包括多个感光区域，且所述多个感光区域均匀分布在所述第一图像传感器阵列层101的下方，从而可以实现较高可靠性的全视野AED功能。例如，所述第二图像传感器阵列层102的多个感光区域可以在垂直方向上与所述第一图像传感器阵列层101各像素之间的透光间隙重合。
[0056] 在本发明的一些实施例中，所述第二图像传感器阵列层102的传感器数量可以少于所述第一图像传感器阵列层101的传感器数量。相较于用于成像的第一图像传感器阵列层101，由于第二图像传感器阵列层102用于全视野AED，因此可以不需要那么高的像素
密度，可以减少走线，其寄生电容可以减小，抗干扰能
力较强，在保证探测灵敏度的同时又比较不容易被误触发，实现较为可靠的全视野AED功能。
[0057] 具体地，所述第一图像传感器阵列层101和所述第二图像传感器阵列层102的电极焊盘可以位于所述传感器面板结构的边缘。第一图像传感器阵列层101和所述第二图像传感器阵列层102的
电路都可以在面板边缘通过焊盘引出到外部电路。
[0058] 具体地，在所述第一图像传感器阵列层101和所述第二图像传感器阵列层102上均覆盖有钝化层104。所述第一图像传感器阵列层101和所述第二图像传感器阵列层102的电极焊盘可以通过穿过所述钝化层104的过孔与外部连接。
[0059] 在本发明的一些实施例中，在所述第一图像传感器阵列层101上设有闪烁体层1011。具体地，所述闪烁体层1011用于接收X射线，并将X射线转化为可见光，可以是碘化铯(CsI)材料层、硫
氧化钆(GOS)材料层，或其他适合的材料和结构。所述第一图像传感器阵列层101和所述第二图像传感器阵列层102可以吸收X光转
化成电信号，对于设有闪烁体层
1011的实例，他们可以吸收可见光转化成电信号，从而采集图像信息，理论上它们可以是任何适合的材料和结构。具体地，所述基板103可以为任何适合的透明材质或不透明材质。
[0060] 请参阅图3，本发明还提供一种自动曝光检测的X射线平板探测器，包括：
[0061] 上述传感器面板结构100、与所述传感器面板结构100连接的控制及处理模块200，以及与所述控制及处理模块200连接的通信模块300；
[0062] 其中，所述控制及处理模块200向所述传感器面板结构100的第一图像传感器阵列层101和第二图像传感器阵列层102输出控制信号，根据所述第二图像传感器阵列层102检测到的穿过所述第一图像传感器阵列层101的入射光，向所述第一图像传感器阵列层101发送开始采集图像信息的信号，并读取所述第一图像传感器阵列层101采集到的图像信息，对所述图像信息进行处理；
[0063] 所述通信模块300输出处理后的图像数据。
[0064] 作为本发明的实施例，一种自动曝光检测的X射线平板探测器的工作状态如图4所示，第一图像传感器阵列层101和第二图像传感器阵列层102的电路在传感器面板边缘通过焊盘引出，控制及处理模块200及通信模块300制作在传感器面板下方的PCB板中。曝光发生时，所述第二图像传感器阵列层102作为全视野AED模块，被透过所述第一图像传感器阵列层101的入射光照射产生信号，通过内部通讯使第一图像传感器阵列层101的像素阵列停止清空，开始采集图像。对于设有闪烁体层1011的探测器，全视野AED模块检测可见光，对于无闪烁体的，则检测X光。
[0065] 相比较于传统X射线平板探测器的传感器面板的制作工艺，本发明不需借助于额外的传感器器件来实现全视野AED功能，而是在面板制程中插入一层全视野AED传感器阵列层，位于传统传感器像素阵列层与面板基板之间。请参阅图5a-5c，其制备流程如下：
[0066] 首先，在基板103上制备用于全视野AED的第二图像传感器阵列层102，其感光结构应位于将要制作的用于成像的第一图像传感器阵列层101的透光空隙下方。第二图像传感器阵列层102完成后，在其上面覆盖钝化层104，如图5a所示；
[0067] 然后，可以按照传统步骤，制备用于成像的第一图像传感器阵列层101，在其上面也覆盖钝化层104，如图5b所示；
[0068] 最后，可利用
光刻工艺在钝化层104上开过孔，露出第一图像传感器阵列层101和第二图像传感器阵列层102的电极焊盘，如图5c所示。
[0069] 一些实施例中，还可以在第一图像传感器阵列层101上方制作闪烁体层1011，此为本领域技术人员较为熟悉的技术，故在此不作赘述。
[0070] 综上所述，本发明针对目前实现X射线成像系统的曝光控制功能的外同步方式和AED方式的缺点，优化平板探测器中传感器面板的设计，在不影响传感器面板本身传感性能和增加额外传感器件的前提下，在传感器面板中增加位于成像传感器阵列下方的全视野AED传感器阵列，实现了全视野AED功能。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0071] 上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的
权利要求所涵盖。
