一种具有辐射剂量检测功能的平板探测器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种具有辐射剂量检测功能的平板探测器，包括CMOS像素阵列、SiPM(硅光电倍增管)组合、图像读出模块和辐射剂量检测模块；所述CMOS像素阵列连接所述图像读出模块；所述SiPM组合连接所述辐射剂量检测模块，所述辐射剂量检测模块连接所述图像读出模块；所述辐射剂量检测模块包括运放电路和ADC电路；所述运放电路连接所述SiPM组合，用于将信号滤波放大；所述ADC电路连接所述运放电路，用于采集滤波放大后的信号；所述图像读出模块连接所述ADC电路，用于信号转换后的数据存放和传输。解决了平板探测器不具备剂量检测功能且很难确定平板探测器的抗辐射能力是否符合设计要求的问题，可以检测当前剂量，提高图像质量；可以记录累积辐射剂量。可以记录累积辐射剂量。可以记录累积辐射剂量。

【技术实现步骤摘要】
一种具有辐射剂量检测功能的平板探测器


[0001]本技术涉及医疗影像领域，特别涉及一种数字化X线摄影时射线辐射附带剂量检测功能的平板探测器。

技术介绍

[0002]自1995年推出第一台平板探测器(flatpaneldetector)设备以来，随着近年平板探测技术取得飞跃性的发展，众生产商和研究人员已经将平板数字X射线探测器从实验室带到了临床使用中，由于平板探测器具有的高灵敏性，宽动态范围及数字化图像的低畸变等优势，医院用户正在不断增多，平板技术也逐渐走向普及，平板数字X射线成像技术成为引发X射线诊断影像革命的中坚力量。
[0003]在平板探测器的研发和生产过程中，平板探测技术可分为直接和间接两类。近年来平板探测技术取得了飞跃的发展，由于直接转换式的平板探测器研发较为复杂，早期实验室研究不能方便的用于商业化生产，而间接转换式的平板探测器由研发到商业规模化生产较为方便易行，所以早期的平板探测器新产品中大多数采用的都是间接转换方式，但随着近年直接转换平板探测器研发的突破进展，其技术已经逐渐成熟，很多公司相继推出了具有更高图像质量的直接转换式的平板探测器系统产品。
[0004]间接转换式的平板探测器结构主要是由闪烁材料或荧光材料层加具有光电接收二极管作用的非晶硅层加TFT阵列或者CMOS光电二极管阵列构成。其原理为闪烁体或荧光材料层经X射线曝光后，将X射线光子转换为可见光，而后由具有光电接收二极管作用的非晶硅层变为图像电信号，最后获得数字图像。
[0005]平板探测器的校正要求图像灰度在预设范围内，不同生产者设定的图像灰度各不相同，对平板探测器进行校正，通常需要人工反复设置曝光剂量，针对每次设置的曝光剂量进行曝光，判断曝光的图像灰度是否处于预设范围，从而达到目标图像灰度。目前的平板探测器都不具备剂量检测功能。
[0006]X射线对平板探测器是有一定的辐射损伤的，平板探测器在设计的时候，有个参数是抗辐射能力。现有平板探测器在使用一段时间后发生辐射性损伤而不能工作后，实际生产厂家是无法跟踪其接受到累积辐射剂量的，从而很难确定平板探测器的抗辐射能力是否符合设计要求。

技术实现思路

[0007]针对平板探测器不具备剂量检测功能且很难确定平板探测器的抗辐射能力是否符合设计要求的问题，基于平板探测技术现状，提出了一种可以检测辐射剂量而且可以记录累积辐射剂量的平板探测器的装置。
[0008]本技术的技术方案为：
[0009]一种具有辐射剂量检测功能的平板探测器，包括CMOS像素阵列、SiPM(硅光电倍增管)组合、图像读出模块和辐射剂量检测模块；
[0010]所述CMOS像素阵列连接所述图像读出模块；所述SiPM组合连接所述辐射剂量检测模块，所述辐射剂量检测模块连接所述图像读出模块；
[0011]所述辐射剂量检测模块包括运放电路和ADC电路；
[0012]所述运放电路连接所述SiPM组合，用于将信号滤波放大；所述ADC电路连接所述运放电路，用于采集滤波放大后的信号；所述图像读出模块连接所述ADC电路，用于信号转换后的数据存放和传输。
[0013]其中，所述图像读出模块包括FPGA(现场可编程逻辑门阵列)、EEPROM(带电可擦可编程只读存储器)、USB和PC(计算机)，所述CMOS像素阵列连接所述FPGA，用于将图像数据传递给所述FPGA；所述FPGA通过所述USB连接所述PC，用于将数据通过所述USB上传到所述PC；所述EEPROM与所述FPGA互连，用于数据存放和传输。
[0014]其中，所述运放电路包括放大器电路。
[0015]其中，所述CMOS像素阵列采用单芯片设计，内部设有所述放大器电路和ADC电路。
[0016]其中，所述SiPM组合包括分布在所述CMOS像素阵列周围的多个硅光电倍增管。
[0017]其中，所述CMOS像素阵列内部还设有光电二极管和行列驱动电路。
[0018]本技术的有益效果在于：
[0019]1、可以检测当前剂量，用以进行平板探测器校正时使用，使得能采集到更合适的校准文件，以提高图像质量。
[0020]2、可以记录累积辐射剂量，用以记录平板探测器累积接收到的辐射剂量，该功能有助于平板探测器生产厂家更好的追踪平板探测器的辐射寿命，以提供后续产品抗辐射能力改进。
附图说明
[0021]图1为本技术CMOS像素阵列和SiPM组合的分布示意图；
[0022]图2为本技术具有辐射剂量检测功能的平板探测器实施原理图。
具体实施方式
[0023]下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细说明。本实施例以本技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本技术的保护范围不限于下述的实施例。
[0024]一种具有辐射剂量检测功能的平板探测器，包括CMOS像素阵列、SiPM组合、图像读出模块和辐射剂量检测模块；
[0025]CMOS像素阵列连接图像读出模块；SiPM组合连接辐射剂量检测模块，辐射剂量检测模块连接图像读出模块；
[0026]辐射剂量检测模块包括运放电路和ADC电路；
[0027]运放电路连接SiPM组合，用于将信号滤波放大；ADC电路连接运放电路，用于采集滤波放大后的信号；图像读出模块连接ADC电路，用于信号转换后的数据存放和传输。
[0028]图像读出模块包括FPGA、EEPROM、USB和PC，CMOS像素阵列连接FPGA，用于将图像数据传递给FPGA；FPGA通过USB连接PC，用于将数据通过USB上传到PC；EEPROM与FPGA互连，用于数据存放和传输。
[0029]运放电路包括放大器电路。
[0030]CMOS像素阵列采用单芯片设计，内部设有放大器电路和ADC电路。
[0031]SiPM组合包括分布在CMOS像素阵列周围的多个硅光电倍增管。
[0032]CMOS像素阵列内部还设有光电二极管和行列驱动电路。
[0033]1.图像采集和剂量检测为两路独立的数据链，可以同时运行，互不影响。
[0034]2.图像采集数据链与现有平板探测器的类似，CMOS图像传感器出来的图像数据由FPGA接收后传给USB，上传到上位机PC端。
[0035]3.剂量检测数据链为本专利的创新点，实现步骤如下：
[0036]①
通过实验建立X射线辐射剂量与SiPM组合响应信号的函数关系，根据函数关系来编写所对应辐射剂量数据的表现形式。函数关系保存于FPGA中。
[0037]②
SiPM采集到剂量信号后，经过运放电路中的AMP放大器电路滤波放大，后由ADC电路采集，送入FPGA，数据存在EEPROM中。
[0038]③
EEPROM的剂量数据可以通过USB上传到PC中。
[0039]以上所述实施例仅表达了本技术的1种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有辐射剂量检测功能的平板探测器，其特征在于，包括CMOS像素阵列、SiPM组合、图像读出模块和辐射剂量检测模块；所述CMOS像素阵列连接所述图像读出模块；所述SiPM组合连接所述辐射剂量检测模块，所述辐射剂量检测模块连接所述图像读出模块；所述辐射剂量检测模块包括运放电路和ADC电路；所述运放电路连接所述SiPM组合，用于将信号滤波放大；所述ADC电路连接所述运放电路，用于采集滤波放大后的信号；所述图像读出模块连接所述ADC电路，用于信号转换后的数据存放和传输。2.根据权利要求1所述的具有辐射剂量检测功能的平板探测器，其特征在于，所述图像读出模块包括FPGA、EEPROM、USB和PC，所述CMOS像素阵列连接所述FPGA，用于将图像数据传递给所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈强江，尹旭峰，
申请(专利权)人：上海铮实光电技术有限公司，
类型：新型
国别省市：