CN102014752B - 数字x射线检测器的高电压电源提供装置及方法 - Google Patents

数字x射线检测器的高电压电源提供装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高电压电源的提供装置及方法，其在向数字X射线检测器照射X射线时，提供用于加速离子化的电荷的分离移动的高电压电源。本发明的高电压电源提供装置是一种在向数字X射线检测器照射X射线时，向数字X射线检测器提供用于加速离子化的电荷的分离移动的高电压电源的装置，其包括：用于输出高电压电源的电源；通道决定部，其提供所述电源输出被施加到所述数字X射线检测器时的施加通道或者其被短路时的短路通道；及通道控制部，其决定所述施加通道及短路通道。据此，本发明可以防止高电压波形的过冲(Overshoot)，通过在短路时快速放电可以缩短图像获得的时间，可以增加获得图像的均匀性(Uniformity)。

Description

数字X射线检测器的高电压电源提供装置及方法
技术领域
本发明涉及数字X射线检测器，更详细地，涉及向数字X射线检测器照射X射线时，提供用于加速离子化的电荷的分离的高电压电源的装置及其方法。
背景技术
现有的医疗诊断用的X射线图像拍摄装置使用胶片(Film)来拍摄被摄物体，为进行解读将该胶片冲印后获得图像，但目前正在研究、开发利用薄膜晶体管来获得数字图像的X射线平板检测器(DigitalFlat Panel X-ray Detector)。
在数字X射线平板检测器中，将经X射线照射而生成信号电荷的X射线感光像素按二维平面来进行排布，并将由于照射的X射线而在各感光像素中生成的信号电荷蓄积在信号电荷蓄积部中，通过作为开关元件的薄膜晶体管来对信号电荷进行解读。
更详细地讲，向数字X射线检测器照射X射线时，X射线检测器内部的非晶硅(Amorphous Silicon)离子化，阴电荷向上电极(TopElectrode)移动且阳电荷向电荷收集电极(Charge CollectionElectrode)移动。并且在电荷收集电极中蓄积所收集的电荷并通过薄膜晶体管对信号电荷进行解读。
此时，为了提高电荷的移动速度，对上电极施加高电压，而现有的高电压施加装置由于没有单独的控制装置，而是简单地施加高电压或使其短路，从而造成所供给的高电压电源波形上出现过冲(Overshoot)，并且高电压电源降低至一定级别以下需要耗费一定的时间，故在信号电荷解读时也需要耗费时间。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：提供一种高电压电源提供装置及方法，其在向数字X射线检测器投射X射线时，针对提供高电压电源来加速离子化的电荷的分离移动的情况，使高电压施加通道和短路通道互不相同，从而能够控制高电压电源的波形。
本发明要解决的另外的技术问题是：提供一种高电压电源提供装置及方法，在所述高电压电源短路时，使短路通道的终端迅速接地，从而迅速释放残留于数字X射线检测器中的电荷，缩短图像获取的时间。
(二)技术方案
上述技术问题通过本发明的高电压电源的提供装置来解决。该高电压电源提供装置在向数字X射线检测器照射X射线时，提供用于加速离子化的电荷的分离移动的高电压电源，所述高电压电源提供装置包括：输出高电压电源的电源；通道决定部，其提供所述电源输出被施加到所述数字X射线检测器时的施加通道或者其被短路时的短路通道；及通道控制部，其决定所述施加通道及短路通道。
优选地，所述通道决定部决定所述施加通道与短路通道互不相同，所述施加通道及短路通道构成为与所述数字X射线检测器的高电压电源施加通道并列。
此外，优选地，所述短路通道的终端接地，以在所述高电压短路时释放残留于所述数字X射线检测器中的电荷。
并且，优选地，所述通道决定部包括：
包括电阻且在所述高电压输入时使用的第一通道；及
包括开关且在所述高电压短路时使用的第二通道。
另一方面，上述技术问题通过本发明的高电压电源的提供方法来解决。所述高电压电源提供方法在向数字X射线检测器照射X射线时，提供用于加速离子化的电荷的分离移动的高电压电源，所述高电压电源提供方法包括：决定将高电压电源施加到所述数字X射线检测器时的施加通道或者其被短路时的短路通道的步骤；及根据所述决定的施加通道及短路通道，向所述X射线检测器供给高电压电源的步骤。
(三)有益效果
根据本发明，在高电压电源输入时控制高电压电源波形的上升时间(Rising Time)及短路时的下降时间(Falling Time)，可以防止出现高电压电源波形的过冲(Overshoot)。并且，通过高电压电源短路时迅速释放电荷，可以缩短图像获取的时间，可以增加获取图像的均匀性(Uniformity)。
附图说明
图1为本发明一实施例所涉及的高电压电源提供装置的构成图。
图2为本发明一实施例所涉及的高电压电源提供装置的详细构成图。
图3为图2的实施例所涉及的开关动作、高电压供给及数据读取的时序图。
图4为图2的实施例所涉及的开关动作、高电压供给及数据读取的另外的时序图。
图5为本发明另外的实施例所涉及的高电压电源提供装置中的高电压输入及短路通道的构成图。
图6为图5的实施例所涉及的开关动作、电源供给及数据读取的时序图。
图7为本发明实施例所涉及的高电压电源提供方法的流程图。
具体实施方式
本发明所涉及的在向数字X射线检测器照射X射线时，提供用于加速离子化的电荷的分离移动的高电压电源的装置包括：输出高电压电源的电源；通道决定部，其提供所述电源输出被施加到所述数字X射线检测器时的施加通道或者其被短路时的短路通道；及通道控制部，其决定所述施加通道及短路通道。
以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。
图1为本发明一实施例所涉及的高电压电源提供装置的构成图。
本发明的高电压电源提供装置100包括：通道决定部110、电源120以及通道控制部130。如前所述，向X射线检测器(Flat Panel X-rayDetector)10投射X射线时，内部的非晶硅被离子化而阳电荷及阴电荷发生分离，阴电荷向上电极(Top Electrode)移动，阳电荷向电荷收集电极(Charge Collection Electrode)移动。此时，高电压电源提供装置100为了加速分离的电荷的移动速度，通过高电压电极20供给高电压电源。
电源120输出高电压电源。而且，通道决定部110提供从电源120输出的高电压电源被施加到X射线检测器10时的施加通道或其被短路时的短路通道。即，从电源120输出的高电压电源不仅会施加于X射线检测器10，而且还会流经通道决定部110。因此，根据通道决定部110中所生成的输入及短路通道，向X射线检测器10供给的高电压电源波形的上升时间(Rising Time)或下降时间(Falling Time)发生变化。
此时高电压电源的施加通道及短路通道互不相同，如图1所示，施加通道及短路通道构成为，与施加于X射线检测器10的高电压电源的施加通道并列。并且，短路通道的终端接地，在高电压电源短路时迅速释放残留于X射线检测器10中的电荷。
另一方面，通道控制部130决定施加通道及短路通道。即，控制成供给高电压电源时的通道与短路时的通道互不相同。此时，根据构成施加通道及短路通道的元件值来控制通道的选择时间。也就是说，根据施加及短路通道上的电阻值、开关元件的特性值等来改变通道的选择时间。以下对通道决定部110的各种实施例及开关时间进行详细说明。
图2为本发明一实施例所涉及的高电压电源提供装置的详细构成图。
参照图2，可知，通道决定部110包括由第一电阻230及第一开关250构成的第一通道以及由第二电阻240及第二开关260构成的第二通道。并且，通道控制部210控制第一开关250及第二开关260的通/断来控制作为第一通道的施加通道以及作为第二通道的短路通道。
此处，第一通道是从电源220输出的高电压电源向X射线检测器10供给时的施加通道。即，从电源220输出的高电压电源在向X射线检测器10供给的同时第一开关250被导通，由此流经第一电阻230及第一开关250。高电压电源达到一定值时断开第一开关250并维持一定时间。
并且，第二通道是电源220输出的高电压电源被短路而使残留在X射线检测器10中的电压释放的通道。即，在中断来自电源220的高电压电源供给时，第二开关260导通，由此经过第二电阻240及第二开关260释放残留在X射线检测器10中的电压。之后，在高电压电源处于稳定时，在X射线检测器10中进行数据读取。
另一方面，根据具体情况可以不配备第一通道中的第一开关250及第二通道中的第二电阻240。即，第一通道可以仅由第一电阻230构成，第二通道也可以仅由第二开关260构成。此外，第一电阻230及第二电阻240的各个电阻值可以变动。并且，根据该电阻值来决定高电压电源波形的上升时间及下降时间。
并且，第一开关250及第二开关260可由继电器(Relay)、固态继电器(Solid State Relay)、场效应晶体管(FET)、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)等元件来实现。
图3为图2的实施例所涉及的开关动作、高电压供给及数据读取的时序图。
如参照图2所进行的说明，根据低电平有效(Active Low)的第一开关控制信号330及低电平有效的第二开关控制信号340来决定高电压信号310的上升时间及下降时间。此外，可知在下降时间结束之后读取数据320。
图4为图2的实施例所涉及的开关动作、高电压供给及数据读取的另外的时序图。
参照图4可知，根据不同的下降时间，第二开关控制信号340a的通/断时间发生改变。此外，可知根据该通/断关时间可缩短读取数据320a所耗费的时间。
图5为本发明另外的实施例所涉及的高电压电源提供装置中的高电压施加及短路通道的构成图。
可以按多种方式构成高电压施加通道及短路通道。参照图5，可知可由3个通道构成，第一通道由第一电阻410及第一开关440构成，第二通道由第二电阻420及第二开关450构成，第三通道由第三电阻430及第三开关460构成。并且，通道控制部470通过控制开关440、450及460的通/断来决定这些通道中哪个通道用作高电压电源施加通道、哪个通道用作短路通道。
图6为图5的实施例所涉及的开关动作、电源供给及数据读取的时序图。
第一开关控制信号530导通期间，高电压510电源慢慢上升而达到一定的值。且第二开关控制信号540导通期间，高电压510电源下降。并且，第三开关控制信号550导通期间，读取数据520。
图7为本发明实施例所涉及的高电压电源提供方法的流程图。
首先，产生高电压电源(S610)。并且决定该高电压电源被施加到数字X射线检测器的施加通道或者其被短路时的短路通道(S620)。此时相互不同地决定施加通道及短路通道，施加通道及短路通道构成为与施加于数字X射线检测器的高电压电源施加通道并列。并且，短路通道的终端接地，从而在高电压短路时释放残留于数字X射线检测器中的电荷。
并且，根据这样决定的施加通道及短路通道，向X射线检测器供给高电压电源(S630)。
另一方面，前述的高电压电源提供方法可由电脑程序来实行，可以根据相关领域的电脑程序容易地推断出构成所述程序的代码及代码段。此外，所述程序存储在电脑可读取的信息存储介质(ComputerReadable Media)中，通过电脑读取并执行，来实现高电压电源提供方法。所述信息存储介质包括自动记录介质、光记录介质以及波形介质。
至此，对本发明相关的优选实施例进行了重点描述。可理解为具备本发明所属技术领域通常知识的人员在不脱离本发明的本质特征的范围内可以通过变形来实现本发明。故，所展示的实施例不应被理解为限定内容而应被理解为说明内容。本发明的范围并非前述的说明，而应由权利要求书的范围来体现，并且包含在其同等范围内的所有差异点均解释为属于本发明。
工业实用性
本发明可以应用于在数字X射线检测装置上无需胶片即可获得X射线数字图像的领域。

Claims (10)

1.一种高电压电源提供装置，其特征在于，所述高电压电源提供装置是在向数字X射线检测器照射X射线时，提供用于加速离子化的电荷的分离移动的高电压电源的装置（100），所述高电压电源提供装置（100）包括：
输出高电压电源的电源（120）；
通道决定部（110），其提供包括第一电阻（230）且在所述高电压电源施加时使用的第一通道；及包括第二开关（260）且在所述高电压电源短路时使用的第二通道；及
通道控制部（130），其决定所述第一通道及第二通道；
所述第一通道还包括第一开关（250），所述第二通道还包括第二电阻（240）。
2.如权利要求1所述的高电压电源提供装置，其特征在于，所述通道决定部（110）决定所述第一通道与第二通道互不相同，所述第一通道及第二通道构成为与所述数字X射线检测器的高电压电源施加通道并列。
3.如权利要求1或2所述的高电压电源提供装置，其特征在于，所述第二通道的终端接地，以在所述高电压电源短路时释放残留于所述数字X射线检测器中的电荷。
4.如权利要求1所述的高电压电源提供装置，其特征在于，所述通道控制部（210）控制所述第一通道上的第一开关（250）及第二通道上的第二开关（260）。
5.如权利要求1所述的高电压电源提供装置，其特征在于，所述第一电阻（230）或第二电阻（240）构成为其电阻值可调节改变。
6.如权利要求1所述的高电压电源提供装置，其特征在于，所述高电压电源提供装置还包括在高电压施加或者短路时使用的第三通道。
7.如权利要求1所述的高电压电源提供装置，其特征在于，所述第一开关（250）或第二开关（260）为继电器、场效应晶体管或绝缘栅双极型晶体管。
8.一种高电压电源提供方法，其特征在于，所述高电压电源提供方法是在向数字X射线检测器照射X射线时，提供用于加速离子化的电荷的分离移动的高电压电源的方法，所述高电压电源提供方法包括：
决定包括第一电阻（230）且在所述高电压电源施加时使用的第一通道；及包括第二开关（260）且在所述高电压电源短路时使用的第二通道的通道决定步骤；及
根据所述决定的第一通道及第二通道，向所述X射线检测器供给高电压电源的步骤；
所述第一通道还包括第一开关（250），所述第二通道还包括第二电阻（240）。
9.如权利要求8所述的高电压电源提供方法，其特征在于，所述通道决定步骤决定所述第一通道与第二通道互不相同，所述第一通道与第二通道构成为与所述数字X射线检测器的高电压电源施加通道并列。
10.如权利要求8或9所述的高电压电源提供方法，其特征在于，将所述第二通道的终端接地，以在所述高电压电源短路时释放残留于所述数字X射线检测器中的电荷。
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