[发明专利]一种平板探测器实现自动曝光控制功能的方法

说明书

本发明公开了一种平板探测器实现自动曝光控制功能的方法，平板探测器包括依次电连接的感光层、TFT阵列及控制电路板，TFT阵列为若干像素组成的矩阵，像素包括像素电容、TFT开关、门控线和数据线，门控线和数据线分别与控制电路板电连接。基于该自动曝光控制方法操作的平板探测器，可以通过相关组件实时获取对X射线的接受状态，当达到曝光数据阈值时，由控制电路板反馈曝光中止命令。可以省略传统的真空电离室等AEC部件，解决传统AEC存在的图像干扰、伪影等问题。

技术领域

本发明涉及X射线成像领域的探测器和成像系统，具体涉及一种使平板探测器实现自动曝光控制功能的方法。

背景技术

自X射线被发现以来，其被广泛应用于各种领域，进行X射线成像。经过百余年的发展，完整的X射线成像系统主要有X射线发生装置、X射线探测装置、受照体和其它辅助装置组成。现在通用的人造X射线发生装置主要由高压发生器和X射线管组成，用于产生X射线。X射线探测装置主要用于接受穿过受照体的X射线用于产生图像，X射线探测装置探测到的X射线信号强度与X射线发生装置产生的X射线有很大关系，如果产生的X射线过多，会造成受照体经受过多的X射线辐照，图像过曝；如果产生的X射线过少，X射线探测装置接收到的信号太少，图像则会模糊不清。尤其在医用X射线成像领域，有效降低人体受到的X射线辐射至关重要。

为了控制适当的X射线量，首选方式是对X射线发生装置进行必要的曝光参数设置，主要包括控制峰值管电压kVp、管电流mA、曝光时间mS。通过曝光参数的设置确定了产生的X射线量，但是当受照体发生改变时，如何确定有效的曝光参数成为难点，只能由操作人员根据以往经验进行设置。当受照体频繁发生变化时，典型的如医用X射线领域中的受照体病人，每人体型都不一样，如何设置适当的曝光参数成为难点。为了解决这个问题，出现了自动曝光控制(AEC，Auto Exposure Control)系统。如图1所示，X射线管组件1产生X射线，透过受照体2后，由X射线探测器3探测并成像，传统的AEC由真空电离室和控制器组成，将真空电离室4放置到受照体2和X射线探测器3之间，真空电离室4电连接有控制器5，控制器5与X射线管组件1的供能组件高压发生器6电连接，X射线探测器3和高压发生器6均外接计算机控制系统7。在X射线产生时，给X射线管组件1预设更长的曝光时间mS，真空电离室3会探测到透过受照体2的辐射剂量，当总的辐射剂量达到系统设定的阈值时，AEC的控制器5就会向X射线发生装置中的高压发生器6发出中断信号，停止曝光。对于具有相同成像需求的，设定好固定的阈值后，曝光终止只与真空电离室探测到的累积剂量有关，而不受受照体的影响。通过AEC，可以针对不同的受照体得到相同效果的X射线影像，确保受照体仅受到必须的辐照，尤其是当受照体是人时，这项工作十分重要。因此，在医用X射线成像领域，AEC成为了X射线摄影系统的标准配置。

传统的医用AEC电离室一般分为3个区域，见图1AEC中标识的左中右三区，对应的是常见的检查区域，在工作时根据实际需要选择合适的检查区域。这种AEC存在三个主要问题：一是电离室放置于受照体和X射线探测装置之间，它仍会吸收部分X射线造成信号损失，同时由于电离室的不均匀性，也会对原始图像造成干扰，甚至形成伪影；二是电离室感兴趣区(ROI，region of interest)固定，难以满足复杂成像时对感兴趣区的设置；三是AEC电离室必须与探测装置一同固定安装才能确保准确，使用时较为不变。

随着技术的发展，X射线探测装置已经全面进入数字化时代，X射线平板探测器因具有轻便、成像速度快、全数字化控制等特点，成为主流的X射线探测装置，在数字化X射线平板探测器上直接实现精确的AEC功能，是目前的研究重点。

发明内容

本发明解决的问题是如何摈弃带真空电离室AEC设计，在平板探测器内部直接实现AEC功能。

为解决上述问题，本发明提供一种平板探测器实现自动曝光控制功能的方法，所述平板探测器包括依次电连接的感光层、TFT阵列及控制电路板，所述TFT阵列为若干像素组成的矩阵，所述像素包括像素电容、TFT开关、门控线和数据线，所述门控线和数据线分别与控制电路板电连接；包括以下步骤：