CN103156628A - 数字检测器及使用该数字检测器的放射装置 - Google Patents

数字检测器及使用该数字检测器的放射装置 Download PDF

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Abstract

在此公开了一种数字检测器和使用该数字检测器的放射装置，所述数字检测器中的检测射线的检测阵列和读出元件设置在分隔开的各自的壳体中。所述数字检测器包括：第一壳体，包括检测阵列；以及至少一个第二壳体，包括至少一个读出元件，且所述至少一个第二壳体安装在所述第一壳体上。

Description

数字检测器及使用该数字检测器的放射装置
技术领域
在此描述的示例性实施例涉及一种在乳房X射线照相装置中产生X射线图像的数字检测器及使用该数字检测器的放射装置。
背景技术
一般而言，乳房X射线照相装置是用于诊断早期乳房疾病（包括乳腺癌）的X射线摄影装置。乳房X射线照相装置向患者的胸部照射X射线，并通过检测已穿过胸部的X射线的量获得X射线图像。
传统上，通过使用感光膜检测穿过胸部的X射线的量获得模拟图像。然而，随着数字技术的发展，数字检测器的使用已变得越来越广泛，该数字检测器在不需要传统的照相显影的情况下实时地确认图像，且具有数据非常容易保存和容易处理这样的特点。
因为乳房X射线照相装置现在被广泛的使用，所以需要开发适用于乳房X射线照相装置的数字检测器。
发明内容
因此，一个或更多个示例性实施例的一个方面是提供一种数字检测器，其中检测射线的检测阵列以及一个或更多个读出元件设置在分隔开的壳体中。
示例性实施例的另外方面将在下面的描述中进行部分阐述，从描述中，该部分将是明显的，或者可从示例性实施例的实践中学习得知。
根据示例性实施例的一方面，数字检测器包括第一壳体和至少一个第二壳体，所述第一壳体包括检测阵列，所述至少一个第二壳体包括至少一个读出元件，其中，所述至少一个第二壳体安装在所述第一壳体上。
所述至少一个第二壳体可安装在所述第一壳体的至少一个侧表面上。
所述至少一个第二壳体可以可旋转地安装在所述第一壳体的至少一个侧表面上。
所述第一壳体还可包括所述至少一个所述读出元件的一部分。
所述检测阵列可检测照射的射线的量，并可基于所检测到的照射的射线的量产生信号。
所述至少一个读出元件可将由所述检测阵列产生的信号转换成数字图像信号。
所述第一壳体还可包括闪烁器，且在照射射线时，所述闪烁器可基于射线的照射朝向所述检测阵列发射可见光线。
所述检测阵列可与所述闪烁器光学连接，且所述检测阵列可包括产生与由所述闪烁器发射的光线的强度相对应的信号的至少一个光学传感器。
所述第一壳体还可包括光电导体，且在照射射线时，所述光电导体可基于射线的照射向所述检测阵列发送电信号。
所述检测阵列可与所述光电导体电连接，且所述检测阵列可产生与所发送的电信号相对应的信号。
所述检测阵列可与所述至少一个读出元件电连接。
所述数字检测器还可包括第三壳体，所述第三壳体包括为所述检测阵列和所述至少一个读出元件中的每个提供电能的电源，且所述第三壳体可与所述第一壳体和所述至少一个第二壳体中的每个电连接。
根据示例性实施例的另一方面，放射装置包括：射线照射单元；数字检测器，包括第一壳体和至少一个第二壳体，所述第一壳体包括检测阵列，所述至少一个第二壳体包括至少一个读出元件，所述至少一个第二壳体安装在所述第一壳体上；支撑结构，在所述支撑结构上放置对象，且所述数字检测器安装在所述支撑结构中；以及工作站，接收由所述数字检测器产生的数字图像信号，并产生所述对象的内部的图像。
所述至少一个第二壳体可安装在所述第一壳体的至少一侧表面上。
所述至少一个第二壳体可以可旋转地安装在所述第一壳体的至少一侧表面上。
所述第一壳体还可包括所述至少一个读出元件的一部分。
所述支撑结构可包括安装于其中的自动曝光控制器（AEC）。
所述第一壳体和所述至少一个第二壳体中的每个的各自尺寸可被确定，使得在所述数字检测器插入于所述支撑结构中时，所述第一壳体位于所述支撑结构的内部，且所述至少一个第二壳体位于所述支撑结构的外部。
根据示例性实施例的另外的方面，数字检测器包括：检测阵列；壳体，包括所述检测阵列；以及多个读出元件，分别安装在所述壳体的排除由所述检测阵列占用的区域之外的相应区域中。
在所述数字检测器插入于所述支撑结构中时，由所述检测阵列占用的区域可位于所述支撑结构的内部，且在所述数字检测器插入于所述支撑结构中时，所述多个读出元件中的每一个被安装于其中的相应区域可位于所述支撑结构的外侧部分。
附图说明
通过下面结合附图对示例性实施例进行的描述，这些和/或其它方面将变得显而易见和更易于理解，其中：
图1和图2是示出了根据示例性实施例的乳房X射线照相装置的构造的示图；
图3、图4和图5是示出了根据示例性实施例的数字检测器的结构的示图；
图6A、图6B和图6C是示出了根据示例性实施例的数字检测器的外观的示图；
图7A、图7B、图7C、图7D和图7E是示出了根据示例性实施例的数字检测器插入于支撑结构的过程的示图；
图8A、图8B和图8C是根据另一示例性实施例的数字检测器的外观的示图。
具体实施方式
现在将对示例性实施例进行详细的描述，其示例表示在附图中，其中，相同的标号始终指代相同的部件。
图1和图2是示出了根据示例性实施例的乳房X射线照相装置的构造的示图。
如图1和图2所示，根据示例性实施例的乳房X射线照相装置包括：射线照射单元，包括X射线照射器21，照射X射线；支撑结构22，在支撑结构22上放置对象（诸如（例如）病人的特定身体区域2）；数字检测器23，安装在支撑结构22中；自动曝光控制器（ACE）24，在由X射线照射器21发射的X射线的传播路径上安装在支撑结构22中；数字控制器13，与数字检测器23连接；X射线产生控制器11，与X射线照射器21连接，并与ACE24连接；以及工作站，包括控制乳房X射线照相装置的全部操作的中央控制器12。
X射线照射器21产生X射线，即，具有短波长和强的穿透力并在高速行进的电子与物体碰撞时发射出的电磁波。X射线照射器21可包括发射热电子的灯丝以及通过使用高电压形成强电场的电极。
当通过高压电源产生的高电压被施加到X射线照射器21时，灯丝作为负极发射热电子。所发射的热电子对应于强电场传播，并与正极碰撞，从具有相对较小的尺寸并与热电子碰撞的局部点产生X射线。
X射线照射器21可包括虹膜，用于调整X射线照射朝向的区域。可通过使用能削弱X射线的材料（例如，诸如铅或钨）来形成虹膜。
支撑结构22支撑病人的身体区域2，所述身体区域2为从X射线照射器21照射出的X射线的目标对象。
数字检测器23可插入于支撑结构22中，数字检测器23检测已穿过病人的身体区域2的X射线并基于所检测到的X射线产生数字图像信号。
此外，ACE 24安装在支撑结构22中，ACE 24检测穿过数字检测器23的X射线的量并向X射线产生控制器11发送信号以便在所检测到的X射线的量超过指定参考值时停止X射线的照射。
数字控制器13与插入于支撑结构22中的数字检测器23电连接，控制数字检测器23，接收由数字检测器23产生的信号，并将接收到的信号传送至中央控制器12。
X射线产生控制器11调整由X射线照射器21照射的X射线的量。X射线产生控制器11与ACE 24连接，并在X射线产生控制器11接收到指示X射线的量已超过指定参考值的信号时停止X射线照射器21的操作。此外，X射线产生控制器11可控制X射线照射器21的操作以确定X射线将要照射的区域。
中央控制器12是控制乳房X射线照相装置的总体操作的工作站的微处理器。中央控制器12执行诸如乳房X射线照相装置的操作、射线图像的产生和图像处理等操作。
以下，根据示例性实施例，将参照图3、图4和图5对数字检测器23的结构进行详细地描述。
图3是根据示例性实施例的数字检测器23的示意性截面图，图4是示出了根据示例性实施例的间接转换型数字检测器23的示图，图5是示出了根据示例性实施例的直接转换型数字检测器23的示图。
如图3所示，第一壳体27包括检测阵列26，每个第二壳体29包括各自的读出元件28。具体地，检测阵列26和读出元件28分隔开地设置在不同的相应壳体中，即，分别设置在第一壳体27和第二壳体29中。
如图4所示，在间接转换型数字检测器23中，检测阵列26可以以矩阵方式被二维地布置，所述数字检测器23通过使用包括光学传感器和薄膜晶体管（TFT）的光学元件（例如，光学传感器、像素）将X射线转变成可见光线，然后将可见光线转换成电信号。
可通过使用半导体材料（例如，诸如硅）形成光学传感器。具体地，光学传感器可包括具有PIN结构的PIN光电二极管，该PIN结构包括正（P）型半导体层、本征（I）型半导体层和负（N）型半导体层，或者光学传感器可包括具有PN结构的PN光电二极管，该PN结构包括正（P）型半导体层和负（N）型半导体层。
此外，闪烁器25安装在检测阵列26的前表面上，即，安装在检测阵列26的X射线入射到的表面。闪烁器25可将已穿过病人的身体区域2的X射线转换成具有可由检测阵列26检测到的波长的光线，例如，具有绿光波长的可见光线。
闪烁器25可通过使用卤素化合物（例如，诸如掺有铊或钠的碘化铯）形成，或者可包括氧化物类化合物（例如，诸如硫氧化钆）。
在间接转换型数字检测器23的情况下，入射到数字检测器23的X射线被闪烁器25转换成可见光线，且检测阵列26基于可见光线的强度产生电信号。
如图5所示，在通过使用光电导体30将X射线直接转换成电信号的直接转换型数字检测器23中，光电导体30被布置在检测阵列26的前表面上，即，布置在检测阵列26的X射线入射到的表面。
光电导体30可通过（例如）使用a-Se（非晶体硒）、CdZnTe（碲锌镉）和HgI2（碘化汞）中的一个或更多个来形成。
在X射线入射时，光电导体30产生电子空穴对，所产生的电子空穴对被存储于电容器中，且从存储在电容器中的电子空穴对中得到的电信号通过检测阵列26所包括的TFT的操作被读取。虽然图5示出了被分隔开地设置的光电导体30和检测阵列26，但是直接转换型数字检测器23可包括这样的检测阵列26，该检测阵列26包括光电导体30、电容器和TFT。
根据示例性实施例的间接转换型数字检测器23和直接转换型数字检测器23中的每个均包括读出元件28，所述读出元件28设置在分隔开的壳体中并用于将检测阵列26产生的电信号转换成数字图像信号。
参照图3、图4和图5，通过将包括检测阵列26的第一壳体27与包括相应的读出元件28的第二壳体29中的每个相连接来构造数字检测器23。在示例性实施例中，第二壳体29分别安装在第一壳体27的两端，因此一共设置有两个第二壳体29。然而，所述示例性实施例并不限于此，而是在第一壳体27的至少一端的侧表面上安装至少一个第二壳体29，以形成所述电子检测器23。此外，第一壳体27还可包括读出元件28的一部分。
如果读出元件28和检测阵列26一起设置在一个单独的壳体中，则读出单元28一般设置在检测阵列26的下表面上。
因为如果诸如读出元件28的电路组成装置暴露于X射线，则电路组成装置可能会出现故障，所以读出元件28安装在检测阵列26的下表面上，且X射线阻挡构件布置在检测阵列26和读出元件28之间，以保护读出元件28免于暴露于X射线中，通过使用能够遮挡读出元件28免受已穿过检测阵列26的X射线照射的材料形成所述X射线阻挡构件。
因为上述构造的检测器由于X射线阻挡构件的作用阻挡了入射到乳房X射线照相装置的ACE 24上的X射线，所以这样的检测器在ACE 24安装在支撑结构22中的状态下不能被使用。
为了解决这样的问题，在制造检测器时，在设计阶段预计和计算检测器的将放置病人的身体区域2的区域，且相应地，X射线阻挡构件可放置在检测器的除了上述区域之外的其他区域，且读出元件28仅可放置在检测器的X射线阻挡构件被放置的区域的下表面上。然而，如果在乳房X射线照相装置中的ACE 24的位置与X射线阻挡构件的放置区域相对应，那么上述问题可能仍没解决。
在根据示例性实施例的数字检测器23中，因为读出元件28没有放置在检测阵列26的下表面上，而是分隔开地放置在分别布置在包括检测阵列26的第一壳体27的两侧的第二壳体29中的每个上，即，第二壳体29中的每个分别布置成与第一壳体27共面，被构造成保护读出元件28免于暴露于X射线中的X射线阻挡构件可被省略。
然后，上述问题便不再出现，因此，根据示例性实施例的乳房X射线照相装置的ACE 24可在不进行修改的情况下被使用。
在示例性实施例中，第一壳体27的检测阵列26与第二壳体29的各自的读取元件28中的每个电连接，例如，通过使用电线进行电连接。
此外，参照图6A、图6B和图6C，数字检测器23可第三壳体31电连接，该第三壳体31包括为至少一个检测阵列26以及读出元件28中的一个或多个提供电能的电源。
参照图6B，具有指定深度的凹口可形成在第二壳体29的与第一壳体27连接的部分上。
参照图7A和图7B，在数字检测器23插入于支撑结构22中时，安装于支撑结构22中的固定器32被固定到凹口以告知用户数字检测器23被适当地插入于支撑结构22中。
数字检测器23的各个壳体的尺寸可被确定，使得在数字检测器23插入于支撑结构22中时，第一壳体27位于支撑结构22的内部，且第二壳体29位于支撑结构22的相应的外部。
因为在数字检测器23插入于支撑结构22中时，包括各自的读出元件28的第二壳体29安置在支撑结构22的相应的外部，所以读出元件28不会暴露于朝向将被放置在支撑结构22上的对象2照射的X射线中。
参照图7C，在朝向对象2照射X射线时，X射线不会照到第二壳体29。
此外，如图6C所示，在第二壳体29与第一壳体27连接时，每个第二壳体29可与第一壳体27连接，使得第二壳体29相对于将第二壳体29连接到第一壳体27的轴34能够向上和向下地旋转。
如果各个第二壳体29以这样的方式与第一壳体27连接，则在数字检测器23插入于支撑结构22中后，各个第二壳体29中的每个可沿朝向支撑结构22的下表面的方向折叠，如图7D所示。
如果各个第二壳体29中的每个被折叠，如图7D所示，那么能最大程度地防止X射线照射到每个第二壳体29。
参照图7E，在朝向对象2照射X射线时，X射线不会照到第二壳体29。即使对象2的尺寸占用了支撑结构22的比图7E所示的区域更大的区域，X射线照到第二壳体29的可能性也很低，因为第二壳体29沿朝向支撑结构22的下表面的方向被折叠了。
图8A和图8B是示出了根据另一示例性实施例的数字检测器23的示图，以及图8C是示出了根据同一示例性实施例的数字检测器23安装到支撑结构22中的示图。
根据示例性实施例的数字检测器23包括检测阵列、读出元件和壳体35，该壳体35以与上述根据本发明的示例性实施例的数字检测器23相同的方式包括检测阵列和读出元件，但与上述数字检测器23不同的是，检测阵列和读出元件均包括在一个壳体35中。
读出元件安装在壳体35的除了由检测阵列所占用的区域37之外的各个区域36中。具体地，可以以如下方式确定检测阵列和读出元件在壳体35中的相应位置，即，在数字检测器23插入于支撑结构22中时，由检测阵列占用的区域37位于支撑结构22的内部，且在数字检测器23插入于支撑结构22中时，在其内安装有读出元件的各个区域36位于支撑结构22的相应的外部。
凹口可形成在数字检测器23的其内安装有读出元件的相应区域36中的每个上，使得在数字检测器23插入于支撑结构22中时，安装在支撑结构22中的固定器32可固定到凹口，以将数字检测器23被适当地插入于支撑结构22中告知用户，如图8C所示。
从上面的描述中显而易见的是，根据示例性实施例的数字检测器在不需要从支撑结构取下感光膜用于显影的情况下，将X射线直接转换成数字信号，然后将数字信号传送至工作站。
此外，各个读出元件安装于分隔开的各自壳体中，该分隔开的各个壳体安装在包括检测阵列的壳体的侧表面上，因此在不需要使用单独的X射线阻挡构件的情况下，便能防止读出元件暴露于X射线中。
此外，因为省略了X射线阻挡构件，所以在传统的乳房X射线照相装置中所使用的ACE可在不修改的情况下被使用，否则，如果读出元件和检测阵列被安装于相同的壳体中，则可能需要X射线阻挡构件，以防止读出元件暴露于X射线中。
虽然已示出和描述了本发明的一些实施例，但本领域技术人员将理解，在不脱离其范围由权利要求及其等同物限定的本公开的原则和精神的情况下，可对这些示例性实施例进行改变。

Claims (15)

1.一种数字检测器，包括：
第一壳体，包括检测阵列；以及
至少一个第二壳体，包括读出元件，
其中，所述至少一个第二壳体安装在所述第一壳体上。
2.根据权利要求1所述的数字检测器，其中，所述至少一个第二壳体安装在所述第一壳体的至少一个侧表面上。
3.根据权利要求1所述的数字检测器，其中，所述至少一个第二壳体可旋转地安装在所述第一壳体的至少一个侧表面上。
4.根据权利要求1所述的数字检测器，其中，所述第一壳体还包括所述读出元件的一部分。
5.根据权利要求1所述的数字检测器，其中，所述检测阵列检测照射的射线的量，并根据所检测到的照射的射线的量产生信号。
6.根据权利要求1所述的数字检测器，其中，所述读出元件将由所述检测阵列产生的信号转换成数字图像信号。
7.根据权利要求1所述的数字检测器，其中：
所述第一壳体还包括闪烁器；以及
在照射射线时，所述闪烁器基于射线的照射朝向所述检测阵列发射可见光线。
8.根据权利要求7所述的数字检测器，其中：
所述检测阵列与所述闪烁器光学连接；以及
所述检测阵列包括产生与由所述闪烁器发射的光线的强度相对应的信号的至少一个光学传感器。
9.根据权利要求1所述的数字检测器，其中：
所述第一壳体还包括光电导体；以及
在照射射线时，所述光电导体基于射线的照射向所述检测阵列发送电信号。
10.根据权利要求9所述的数字检测器，其中：
所述检测阵列与所述光电导体电连接；以及
所述检测阵列产生与所发送的电信号相对应的信号。
11.根据权利要求1所述的数字检测器，其中，所述检测阵列与所述读出元件电连接。
12.根据权利要求1所述的数字检测器，其中，所述数字检测器还包括第三壳体，所述第三壳体包括为所述检测阵列和所述读出元件提供电能的电源，
其中，所述第三壳体与所述第一壳体和所述至少一个第二壳体电连接。
13.一种放射装置，包括：
射线照射单元；
数字检测器，包括第一壳体和至少一个第二壳体，所述第一壳体包括检测阵列，所述至少一个第二壳体包括读出元件，所述至少一个第二壳体安装在所述第一壳体上；
支撑单元，在所述支撑单元上放置对象，且所述数字检测器安装在所述支撑单元中；以及
工作站，接收由所述数字检测器产生的数字图像信号，并产生所述对象的内部的图像。
14.根据权利要求13所述的放射装置，其中，所述支撑单元包括安装于其中的自动曝光控制器。
15.根据权利要求13所述的放射装置，其中，所述第一壳体和所述至少一个第二壳体中的每个的各自尺寸被确定，从而在所述数字检测器插入于所述支撑单元中时，所述第一壳体位于所述支撑单元的内部，且所述至少一个第二壳体位于所述支撑单元的外部。
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