CN103908271A - 容错检测器组件 - Google Patents

容错检测器组件 Download PDF

Info

Publication number
CN103908271A
CN103908271A CN201310516635.2A CN201310516635A CN103908271A CN 103908271 A CN103908271 A CN 103908271A CN 201310516635 A CN201310516635 A CN 201310516635A CN 103908271 A CN103908271 A CN 103908271A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sensor
electronic device
sensor array
sensor element
array
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201310516635.2A
Other languages
English (en)
Inventor
R.G.沃尼基
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of CN103908271A publication Critical patent/CN103908271A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/42—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/4208—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a particular type of detector
    • A61B6/4233—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a particular type of detector using matrix detectors
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C19/00—Electric signal transmission systems
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/50—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications
    • A61B6/502—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications for diagnosis of breast, i.e. mammography
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/58—Testing, adjusting or calibrating thereof
    • A61B6/586—Detection of faults or malfunction of the device
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/44—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device
    • A61B8/4483—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device characterised by features of the ultrasound transducer
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/58—Testing, adjusting or calibrating the diagnostic device
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/0207—Driving circuits
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/24—Measuring radiation intensity with semiconductor detectors
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/30—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof for transforming X-rays into image signals
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
    • H04N25/68—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to defects
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
    • H04N25/68—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to defects
    • H04N25/69—SSIS comprising testing or correcting structures for circuits other than pixel cells
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
    • H04N25/77—Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components
    • H04N25/771—Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components comprising storage means other than floating diffusion
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00—Details of television systems
    • H04N5/30—Transforming light or analogous information into electric information
    • H04N5/32—Transforming X-rays
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03—Computed tomography [CT]
    • A61B6/032—Transmission computed tomography [CT]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03—Computed tomography [CT]
    • A61B6/037—Emission tomography
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/42—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/4208—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a particular type of detector
    • A61B6/4241—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a particular type of detector using energy resolving detectors, e.g. photon counting
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/08—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings
    • A61B8/0825—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings for diagnosis of the breast, e.g. mammography
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B2201/00—Indexing scheme associated with B06B1/0207 for details covered by B06B1/0207 but not provided for in any of its subgroups
    • B06B2201/40—Indexing scheme associated with B06B1/0207 for details covered by B06B1/0207 but not provided for in any of its subgroups with testing, calibrating, safety devices, built-in protection, construction details

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Gynecology & Obstetrics (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

Abstract

本发明提供一种容错检测器组件，还提供一种用于形成容错检测器组件的方法。所述方法包括：提供具有多个传感器元件的传感器阵列；提供具有多个电子器件单元的电子器件层，其中所述多个电子器件单元与传感器阵列中的多个传感器元件相对应；在多个电子器件单元中的每一个中引入状态指示器元件，其中该状态指示器元件被构造成存储相应的传感器元件的状态；扫描传感器阵列中的多个传感器元件，以识别传感器阵列中的多个传感器元件的状态；基于识别出的传感器阵列中的多个传感器元件的状态来产生功能图；以及基于功能图来对状态指示器元件进行选择性编程，以形成容错检测器组件。

Description

容错检测器组件
关于联邦赞助的研究&开发的声明
本发明根据由美国国家健康研究所授予的合同号R01CA115267在政府支持下进行。政府在本发明中具有一定权利。
技术领域
本发明的实施例涉及检测器组件，并且更具体地涉及容错检测器组件的构造。
背景技术
传感器或换能器是将一种形式的输入信号转换成不同形式的输出信号的装置。常用的换能器包括光传感器、热传感器和声传感器。例如生物医学非侵入式诊断和材料的无损检测(NDT)的范围广泛的各种应用使得必须使用传感器阵列，其中通常以二维(即，X-Y平面)来构造传感器。此外，例如医学和工业成像、无损检测(NDT)和检查、保安、行李扫描、以及天体物理学的应用可能使得必须使用覆盖大面积的传感器。在例如但不限于X射线、计算机断层摄影(CT)、超声和乳房X射线成像术的医学诊断领域中，可能期望采用覆盖大面积的传感器。例如，在X射线成像系统中，大面积换能器对覆盖X射线检测器的面积可能是有用的。此外，在非医学应用中，可能期望甚至更大的阵列。
应当注意到，在检测器组件中，传感器阵列可以被布置成非常靠近并且联接到相应的电子器件层/阵列。此外，传感器阵列中的传感器元件的缺陷可能影响相应的电子器件单元以及/或者采用检测器组件的整个系统的操作。此外，一旦检测器组件已制成，则改造具有缺陷的传感器元件与相应的电子器件单元之间的连接就变成了挑战性的任务。此外，组装检测器组件期间的回流和处理可能造成检测初始裸露模具晶体期间并不存在的传感器阵列中的新的缺陷。因此，在制造检测器组件之前准确地预测和/或减少这种与输出结果相关的问题可能是困难的。此外，一旦检测器组件已制成，定位和/或减少传感器阵列中的缺陷就变成了繁重的任务。
目前可用的技术试图通过对组装装置进行分类以及丢弃具有缺陷的阵列来解决紧密联接的传感器和电子器件故障的问题。其它的可用技术使得必须检查单个部件以在组装之前识别具有缺陷的部件。此外，某些其它的技术需要在成像过程期间识别具有缺陷的传感器元件并且对与这些具有缺陷的传感器元件相对应的数据进行补偿。然而，该做法是重复和耗时的过程。
发明内容
根据本发明的方面，提供一种用于形成容错检测器组件的方法。该方法包括：提供具有多个传感器元件的传感器阵列。此外，该方法包括提供具有多个电子器件单元的电子器件层，其中所述多个电子器件单元与传感器阵列中的多个传感器元件相对应。此外，该方法包括在多个电子器件单元中的每一个中引入状态指示器元件，其中该状态指示器元件被构造成存储相应的传感器元件的状态。该方法还包括扫描传感器阵列中的多个传感器元件，以识别传感器阵列中的多个传感器元件的状态。此外，该方法包括基于识别出的传感器阵列中的多个传感器元件的状态来产生功能图。此外，该方法包括基于功能图来对状态指示器元件进行选择性编程，以形成容错检测器组件。
进一步地，所述传感器阵列包括计算机断层摄影检测器阵列、X射线检测器阵列、光子计数X射线检测器、超声换能器阵列、或其组合。
进一步地，所述方法还包括将所述传感器阵列操作性地联接到所述电子器件层。
进一步地，所述状态指示器元件包括一个或多个存储器元件。
进一步地，所述多个传感器元件的状态包括输出不正确结果状态、操作状态、或其组合。
进一步地，所述方法还包括将所述多个电子器件单元中的每一个电子器件单元的所述状态指示器元件的状态设定成第一值，其中所述第一值代表相应的传感器元件的操作状态。
进一步地，所述多个传感器元件的状态基于与所述状态指示器元件中的一个或多个比特相对应的状态分布，并且其中所述一个或多个比特代表模拟值。
进一步地，所述方法还包括通过调节相应的传感器元件的传感器偏置电压来设定所述多个电子器件单元中的每一个电子器件单元中的状态指示器元件的状态。
进一步地，扫描所述传感器阵列中的所述多个传感器元件包括监测与所述多个传感器元件相对应的电流和电阻中的一个或多个。
进一步地，所述方法还包括将所述电流和电阻中的一个或多个与阈值进行比较。
进一步地，所述方法还包括在所述电流和电阻中的一个或多个大于阈值时将传感器元件分类成输出不正确结果的传感器元件。
进一步地，基于功能图对所述状态指示器元件进行选择性地编程包括将所述状态指示器元件的状态设定成第二值。
进一步地，所述方法还包括在所述检测器组件操作期间排除与相关联的状态指示器单元被设定成所述第二值的电子器件单元相对应的传感器元件。
进一步地，排除传感器元件包括停用被排除的传感器元件的发射器、停用被排除的传感器元件的发射/接收开关、或其组合。
进一步地，排除传感器元件包括将所述传感器元件构造成驱动信号终端，使得信号终端电压等于相应的传感器元件的偏压终端电压。
进一步地，排除传感器元件包括：
测量每个传感器元件中的电流和电阻中的一个或多个；以及
基于测量到的电流或电阻的值自动使传感器元件无效。
进一步地，扫描所述传感器阵列中的所述多个传感器元件包括相对于频率和偏置电压来监测所述多个传感器元件的行为。
进一步地，扫描所述传感器阵列中的所述多个传感器元件包括：
独立地测量每个传感器元件中的电流；以及
基于测量到的所述传感器元件中的电流值来自动使所述传感器元件无效。
根据本发明的其它方面，提供一种容错检测器组件。该组件包括具有多个传感器元件的传感器阵列。此外，该组件包括电子器件层，该电子器件层具有与多个传感器元件相对应的多个电子器件单元，其中多个电子器件单元中的每一个都包括状态指示器元件，该状态指示器元件被构造成存储相应的传感器元件的状态。
进一步地，扫描所述传感器阵列中的所述多个传感器元件，以识别所述传感器阵列中的所述多个传感器元件的状态。
进一步地，基于功能图对与所述传感器阵列中的所述多个传感器元件相对应的所述状态指示器元件的状态进行选择性地编程，并且其中所述功能图包括所述多个传感器元件中的每一个传感器元件的状态。
进一步地，在所述传感器阵列操作期间包括具有第一状态值的传感器元件，并且其中在所述传感器阵列操作期间排除具有第二状态值的传感器元件。
进一步地，所述第一状态值包括操作状态，并且其中所述第二状态值包括输出不正确结果状态。
进一步地，所述传感器阵列包括计算机断层摄影检测器阵列、X射线检测器阵列、超声换能器阵列、或其组合。
进一步地，所述状态指示器元件包括至少一个存储器元件。
根据本发明的另一个方面，提供一种用于形成容错检测器组件的方法。该方法包括提供具有多个传感器元件的传感器阵列。此外，该方法包括提供具有多个电子器件单元的电子器件层，其中所述多个电子器件单元与传感器阵列中的多个传感器元件相对应。该方法还包括在多个电子器件单元中的每一个中引入状态指示器元件，其中该状态指示器元件被构造成存储相应的传感器元件的状态。此外，该方法包括测量传感器阵列中的电流和电阻中的一个或多个。此外，该方法包括基于传感器阵列中测量到的电流和测量到的电阻中的一个或多个来估计传感器阵列中的输出不正确结果的传感器元件的数量。
进一步地，所述方法还包括将所述测量到的电流和所述测量到的电阻中的一个或多个与阈值进行比较。
进一步地，所述方法还包括：
扫描所述传感器阵列，以识别所述传感器阵列中输出不正确结果的传感器元件；以及
对与输出不正确结果的传感器元件相对应的状态指示器元件进行选择性地编程，以形成容错检测器组件。
根据本发明的其它方面，提供一种用于形成大面积检测器的方法。该方法包括形成容错检测器组件，其中该用于形成容错检测器组件的方法包括提供具有多个传感器元件的传感器阵列；提供具有多个电子器件单元的电子器件层，其中所述多个电子器件单元与传感器阵列中的多个传感器元件相对应；在多个电子器件单元中的每一个中引入状态指示器元件，其中该状态指示器元件被构造成存储相应的传感器元件的状态；扫描传感器阵列中的多个传感器元件，以识别传感器阵列中的多个传感器元件的状态；基于识别出的传感器阵列中的多个传感器元件的状态来产生功能图；基于功能图来对状态指示器元件进行选择性地编程，以形成容错检测器组件。此外，该方法包括将多个容错检测器组件铺设在支承结构上以形成所述大面积检测器。
进一步地，所述方法还包括同时扫描所述多个容错检测器组件中的一个或多个，以识别所述多个容错检测器组件中的每一个容错检测器组件中的所述多个传感器元件的状态。
附图说明
当结合附图阅读下文的详细描述时，本发明的这些和其它的特征、方面、以及优点将变得更好理解，其中相似的附图标记在全部附图中表示相似的部件，其中：
图1是呈超声成像系统形式的成像系统的方框图；
图2是根据本发明的方面形成用于图1的系统中的示例性容错检测器组件的方法的示意图；
图3是根据本发明的方面的示例性检测器组件的实施例的示意图；
图4是根据本发明的方面的图3的检测器组件的整体元件单元的示意图，该整体元件单元包括传感器元件以及具有相应的状态指示器元件的电子器件单元；
图5是根据本发明的方面的图4的传感器元件发射器中的单元的示意图；以及
图6是根据本发明的方面的功能图(functional map)的示意图；
图7是根据本发明的方面的使用图3的检测器组件形成的示例性大面积检测器的示意图；以及
图8是根据本发明的方面的使用图3的检测器组件形成的另一个示例性大面积检测器的示意图。
具体实施方式
如将在下文详细描述的，提出了用于形成容错检测器组件的系统和方法实施例，以及容错检测器组件的各个实施例。通过采用下文所描述的方法和检测器组件，可以大幅增强传感器阵列的输出结果。
尽管在被构造成用于超声成像系统中的检测器组件的背景下对下文所示的示例性实施例进行描述，但是应当领会，还能够结合本发明构想出该检测器组件在其它的成像系统中的使用，例如但不限于计算机断层摄影(CT)成像系统、X射线成像系统、磁共振(MR)成像系统、正电子发射断层摄影(PET)成像系统、单光子发射计算机断层摄影(SPECT)成像系统、基于碲锌镉(CZT)、碲化镉(CdTe)、或类似的直接转化材料的光子计数系统等。此外，还能够设想检测器组件在例如设备诊断和检查、行李检查、以及保安应用的其它应用中的使用。
现在参照附图并且参照图1，示出了超声成像系统100的实施例的方框图。超声系统100包括采集子系统102和处理子系统104。采集子系统102可以包括换能器组件106。根据本发明的方面，换能器组件106可以包括示例性检测器组件(见图3)，以提高超声成像系统100的分辨率和灵敏度。
此外，采集子系统102包括发射/接收开关电路108、发射器110、接收器112、和波束形成器114。应当注意到，换能器组件106例如可以布置于探头中。此外，在某些实施例中，换能器组件106可以包括以间隔开的关系布置的多个换能器元件(图1中未示出)以形成换能器阵列，例如一维或二维换能器阵列。此外，换能器组件106可以包括被构造成有利于将换能器阵列操作性地联接到外部装置(图1中未示出)的互连结构(图1中未示出)，例如但不限于线缆组件或相关联的电子器件。
处理子系统104包括控制处理器116、解调器118、成像模式处理器120、扫描转换器122和显示处理器124。显示处理器124还联接到显示监测器136以用于显示图像。用户接口1138与控制处理器116和显示监测器136互动。控制处理器116还可以联接到远程连接子系统126，该远程连接子系统126包括网络服务器128和远程连接接口130。处理子系统104还可以联接到被构造成接收超声图像数据的数据仓库134。数据仓库134与成像工作站132动。
上述部件可以是专用硬件元件，例如具有数字信号处理器的电路板，或者可以是在通用计算机或处理器，例如商业现货供应(off-the shelf)的个人计算机(PC)上运行的软件。多个部件可以根据本发明的各个实施例组合或分开。因此，本领域技术人员将领会，通过举例的方式提供本超声成像系统100，并且本发明完全不受到特定系统构造的限制。
在采集子系统102中，换能器组件106与患者101(见图1)相接触。换能器组件106联接到发射/接收(T/R)开关电路108。此外，T/R开关电路108与发射器110的输出以及接收器112的输入操作性地相关联。接收器112的输出是波束形成器114的输入。此外，波束形成器114还联接到发射器110的输入并且联接到解调器118的输入。波束形成器114还操作性地联接到控制处理器116，如图1中所示。
在处理子系统104中，解调器118的输出与成像模式处理器120的输入操作性地相关联。此外，控制处理器116与成像模式处理器120、扫描转换器122和显示处理器124相关联。成像模式处理器120的输出联接到扫描转换器122的输入。此外，扫描转换器122的输出操作性地联接到显示处理器124的输入。显示处理器124的输出联接到监测器136。
超声系统100向患者101发射超声能量并且接收和处理从患者101背向散射的超声信号(backscattered ultrasound signals)，以产生和显示图像。为了产生超声能量的发射波束，控制处理器116向波束形成器114传输命令数据以产生发射参数，从而产生以期望的转向角(beam)开始于换能器组件106表面处某个点的期望形状的波束。发射参数从波束形成器114传输至发射器110。发射器110使用发射参数以对将通过T/R开关电路108被发送至换能器组件106的发射信号进行正确编码。发射信号相对于彼此被设定在特定的振幅和相位并且被提供给换能器组件106的单个换能器元件。发射信号激发换能器元件发射具有相同相位和振幅关系的超声波。因此，当通过使用例如超声导电膏(ultrasound gel)将换能器组件106声联接到患者101时，所发射的超声能量波束沿扫描线形成在患者101体内。向不同的空间位置相继发射波束的过程被称为电子器件扫描。
在一个实施例中，换能器组件106可以是双向换能器。当超声波被发射至患者101体内时，超声波背向散射离开患者101体内的组织和血液。根据背向散射波返回时所处的深入组织的距离以及背向散射波返回时相对于换能器组件106表面的角度，换能器组件106在不同的时间接收背向散射波。换能器元件将来自背向散射波的超声能量转换成电信号。
电信号随后通过T/R开关电路108被引导至接收器112。接收器112对接收到的信号进行放大和数字化并且提供例如增益补偿(gaincompensation)的其它功能。每个换能器元件在不同时间接收到的背向散射波与对应的数字化接收信号保持背向散射波的振幅和相位信息。
数字化信号被传输至波束形成器114。控制处理器116向波束形成器114传输命令数据。波束形成器114使用命令数据来形成一定的转向角，其开始于换能器组件106表面上的一点处的接收波束，所述点和转向角典型地与沿扫描线发射的先前的超声波束的点和转向角相对应。根据来自控制处理器116的命令数据的指令，波束形成器114通过执行时间延迟和聚焦来对适当的接收信号进行操作，以产生与沿患者101体内的扫描线的样本体积相对应的接收到的波束信号。此外，在某些其它的实施例中，还可以采用合成孔径波束形成技术(synthetic aperture beamforming techniques)。从各个换能器元件接收到的信号的相位、振幅、和时序信息用于产生接收到的波束信号。
接收到的波束信号被传输至处理子系统104。解调器118对接收到的波束信号进行解调，以产生与沿扫描线的取样容积相对应的I和Q解调数据值对，通过比较接收到的波束信号与参考频率的相位和振幅来完成解调。I和Q解调数据值用于保持接收到的信号的相位和振幅信息。
解调数据被传输至成像模式处理器120。成像模式处理器120使用参数估计技术来通过扫描序列格式(scan sequence format)的解调数据产生成像参数值。成像参数可以包括与各种可能的成像模式(例如B模式、彩色速度模式、频谱多普勒模式、和组织速度成像模式)相对应的参数。成像参数值被传输至扫描转换器122。扫描转换器122通过执行从扫描序列格式到显示格式的转化来处理参数数据。该转化包括对参数数据执行插值操作，以产生成显示格式的显示像素数据。
扫描转换像素数据被传输至现实处理器124，以执行对扫描转换像素数据的任何最终空间滤波或时域滤波，从而向扫描转换像素数据应用灰度或彩色，并且将数字像素数据转换成模拟数据以用于在监测器136上显示。用户接口138联接到控制处理器116，以允许用户基于显示在监测器136上的数据与超声系统100相干涉。
图2是流程图200，其中示出了形成用于系统(例如但不限于图1的超声成像系统100)的容错检测器组件的方法的示例性逻辑。如此形成的检测器组件可以用于感测多个输入信号。如本文中所使用的，术语“检测器组件”用于表示包括至少一个传感器阵列和与该传感器阵列相对应的至少一个电子器件层的确定布置。此外，术语“传感器阵列”用于表示一个或多个传感器或传感器元件的布置。此外，术语“电子器件层”用于表示与传感器阵列中的一个或多个传感器元件相对应的一个或多个电子器件单元以及其它电子器件的布置。
此外，应当注意到，在一个实施例中，术语“大面积平面检测器”用于表示通过将多个组件布置成使得检测器组件的平面与法向检测器局部正交而形成的检测器，该检测器具有局部平滑表面。还应当注意到，平面检测器可以包括平板检测器或电弧检测器(arcdetector)。
如图2中所示，方法从步骤202开始，其中可以提供传感器阵列。如上所述，传感器阵列可以包括以确定模式布置的多个传感器元件，其中传感器元件被构造成探测输入信号，例如辐射信号、声信号、光信号等。一个或多个传感器元件中的每一个都具有相应的第一侧和第二侧。在某些实施例中，一个或多个传感器元件的第一侧被构造成接收输入信号。此外，多个触板可以布置于每个传感器元件的第二侧上。应当注意到，在一些实施例中，每个传感器元件都可以仅具有布置于第二侧上的一个触板。采用这些触板来将传感器阵列中的传感器元件操作性地联接到集成电路。
随后，如步骤204所示，可以提供电子器件层。具体而言，电子器件层可以被布置成非常接近传感器阵列。如上所述，电子器件层可以包括与传感器阵列中的传感器元件相对应的一个或多个电子器件单元。在一个实施例中，电子器件层可以包括一个或多个集成电路。此外，在一个实施例中，一个或多个集成电路可以使用传统的组装方法(例如引线接合或倒装芯片附连)联接到基底。应当注意到，在某些实施例中，所述一个或多个集成电路可以包括专用集成电路(ASIC)。此外，多个触板可以布置于一个或多个集成电路中的每一个集成电路的第一侧上。这些触板有助于将集成电路联接到传感器阵列中相应的一个或多个传感器元件上。此外，这些触板还有利于从集成电路到其它系统电子器件(例如基底中的系统电子器件)的电力和/或数字通信的连接。
应当注意到，基底具有第一侧和第二侧。此外，基底可以是刚性基底或柔性基底。在一个实施例中，可以使用高密度有机材料来形成刚性基底，例如由膨胀Teflon(例如Rogers2800、FR4或BT层压材料)制成的多层基底。备选地，可以采用无机材料(例如陶瓷(96％氧化铝))或硅插入件(Si interposer)来形成刚性基底。此外，可以使用聚酰亚胺薄膜来形成柔性基底。此外，在其它实施例中，基底可以代表包括其它系统电子器件的背板层。
此外，如上所述，传感器阵列被布置成非常接近电子器件层。传感器元件中的缺陷能够潜在地影响相应的电子器件单元以及/或者包括传感器阵列的整个系统的操作。此外，传感器元件中的缺陷可能影响传感器阵列输出的结果。因此，期望具有能够识别出传感器阵列中输出不正确结果的传感器元件，并且其能够通过操作排除这些输出不正确的结果。
根据本发明的示例性方面，提出了用于识别和排除输出不正确结果的传感器元件的操作方法。具体而言，一旦识别处输出不正确结果的传感器元件，那么与这些传感器元件相对应的电子器件单元就可以被选择性地编程为对输出不正确结果的传感器元件不灵敏或者以其它方式增强传感器元件的性能。此外，该方法允许即使在传感器阵列操作性地联接到电子器件层之后仍然能够定位和减少传感器元件中的缺陷。应当注意到，术语“具有缺陷的传感器元件”和“输出不正确结果的传感器元件”能够互换使用。
此外，如上所述，可以识别出输出不正确结果的传感器元件并且与这些传感器元件相对应的电子器件可以被编程为对输出不正确结果的传感器元件不灵敏。为此目的，根据本发明的方面，可以在与每个传感器元件相对应的电子器件单元中提供状态指示器元件，如步骤206所示。在一个实施例中，状态指示器元件可以包括一个或多个存储器元件。通过举例的方式，状态指示器元件可以包括随机存取存储器(RAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、可编程熔丝和激光微调电阻器(programmablefuses and laser trim resistors)、浮栅微调技术或者用于存储模拟电压以用于调节相应的偏置电压的电容器等。
可以采用电子器件单元中的状态指示器元件来存储相应的传感器元件的“状态”。在一个例子中，传感器元件的状态可以指示具有缺陷/输出不正确结果的传感器元件或者正常工作的传感器元件。通过举例的方式，状态指示器元件中的“1”或“高”状态可以指示具有缺陷/非正常工作的传感器元件，而状态指示器元件中的“0”或“低”状态可以指示操作性传感器元件。在某些实施例中，状态指示器元件的初始状态可以被设定成“0”值。
随后，在步骤208处，传感器阵列可以操作性地联接到具有示例性状态指示器元件的电子器件层中的电子器件单元，以形成示例性检测器组件210。在一个实施例中，可以采用通孔来将一个或多个传感器元件操作性地联接到相应的电子器件单元。在一些实施例中，传感器元件可以使用ASIC模具的倒装芯片附连(FCA)或引线接合来联接到电子器件单元。此外，在某些实施例中，传感器元件可以使用FCA过程或者模具表面上的金凸块以及银填充导电环氧树脂来联接到电子器件单元。此外，在又一个实施例中，可以采用布置于传感器元件与相应的集成电路/电子器件单元之间的任何介入装置来将传感器元件操作性地联接到相应的电子器件单元。此外，在某些实施例中，可以通过对电子器件晶片进行预处理和/或后处理来将传感器直接建造在电子器件单元之上。
根据本发明的方面，一旦示例性检测器组件210已形成，则可以扫描检测器组件210中的传感器阵列，以识别任何具有缺陷或输出不正确结果的传感器元件，如步骤212所示。在一个例子中，如果传感器阵列包括具有m行和n列的二维(2D)阵列，则可以通过连续方式扫描每行中的每个传感器元件，以确定传感器元件的“状态”。在一个例子中，可以在制造设施处(例如制造检测器组件210期间)扫描传感器阵列，以定位任何具有缺陷的传感器元件。然而，还可以在操作期间周期性地扫描传感器阵列，以识别任何具有缺陷的传感器元件。此外，根据本发明的其它方面，还可以通过监测传感器元件响应于频率和/或偏置电压变化的行为来扫描传感器阵列中的多个传感器元件。
应当注意到，传感器阵列所消耗的电流的增大可以指示传感器阵列中的一个或多个传感器元件中的故障/缺陷。例如，如果传感器阵列包括电容微加工超声换能器(cMUT)阵列，则信号终端与对应于传感器元件的偏压终端之间的短路可以迫使总体高电压偏压终端成为信号终端电压(标称0V)，并且由于该传感器元件而产生泄露电流的增大。每个传感器元件的泄漏量和受影响的传感器元件的数量可能造成偏置电压发电机电路的过度负荷，以及因此造成的整体偏压水平的损失，从而随后可能导致整个传感器阵列性能的降低。
根据本发明的方面，可以监测电流(例如传感器阵列中的泄露电流)，以有助于探测传感器阵列中任何具有缺陷的传感器元件，如步骤214所示。应当注意到，在步骤214处，还可以采用传感器阵列的聚集电阻(aggregate resistance)，以有助于识别任何具有缺陷的传感器元件。可以将与每个传感器元件相对应的电流与电流阈值进行比较。因此，在步骤216处，可以进行检验，以验证传感器元件中的当前电流值是否大于电流阈值。如果已确定当前电流值大于电流阈值，则传感器元件可以被识别成具有缺陷的传感器元件，如步骤218所示。在一个例子中，具有缺陷的传感器元件可以代表短路的传感器元件。例如，这些短路的传感器元件可能降低采用传感器阵列的系统的性能，随后可以在步骤220进行控制。
通过再次参照步骤216，如果当前的泄露电流值小于电流阈值，则可以进行另一次检验以验证是否传感器阵列中所有的传感器元件都已被扫描，如步骤220所示。在步骤220处，如果已确定未扫描所有的传感器元件，则可以回到步骤212进行控制并且可以重复步骤212-220。然而，在步骤220处，如果已确定传感器阵列中的所有传感器元件都已被扫描，则可以在步骤222处进行控制。
根据本发明的其它方面，一旦所有的传感器元件都已被扫描并且具有缺陷的传感器元件(如果存在任何具有缺陷的传感器元件的话)已被识别，则可以产生代表传感器阵列中的传感器元件的工作情况的功能图，如步骤222所示。在一个实施例中，可以在制造检测器组件期间产生所述图。在另一个实施例中，可以在检测器组件中的传感器组件操作期间周期性地产生所述图。
此外，如此产生的图可以包括关于传感器阵列中的所有的传感器元件的状态的信息。在一个例子中，所述信息可以包括例如但不限于传感器元件信号终端与偏压终端之间的短路、相邻的传感器元件之间的短路、传感器元件灵敏度降低、泄流电流增大等的数据。
根据本发明的方面，可以采用步骤222处所产生的图来将控制信息编程到电子器件层中，由此允许由电子器件层中的单个电子器件单元减少相应的具有缺陷的传感器元件输出不正确结果。具体而言，可以通过定位具有缺陷的传感器元件并且对相应的状态指示器元件进行编程来减少这些具有缺陷的传感器元件的作用。通过举例的方式，一旦识别出具有缺陷的传感器元件，那么与被识别出的具有缺陷的传感器元件相对应的电子器件单元中的状态指示器元件的状态就可以被选择性地编程为考虑到该传感器元件中的缺陷，如步骤224所示。
为此目的，在一个实施例中，可以确定于具有缺陷的传感器元件相对应的电子器件单元的地址。此外，与具有缺陷的传感器元件相对应的状态指示器元件的状态可以被设定成指示传感器元件的具有缺陷的状态。如上所述，采用状态指示器元件来存储相应的传感器元件的“状态”。因此，在一个例子中，“1”或“高”状态可以被写入与具有缺陷的传感器元件相对应的状态指示器元件中，以指示具有缺陷/非正常工作传感器元件。应当注意到，状态指示器元件中的“0”或“低”状态可以指示正常工作/操作性传感器元件。在一个例子中，可以采用数字总线来对状态指示器元件进行选择性地编程。
此外，与具有缺陷的传感器元件相对应的状态指示器元件的“1”状态可以被构造成迫使相应的传感器元件永久关闭或者使相应的发射/接收开关无效。此外，状态指示器元件的“1”状态还可以被构造成驱动相应的输出信号达到与偏置电压基本类似的电压。在某些其它的实施例中，可以通过停用具有缺陷的传感器元件的发射器、停用具有缺陷的传感器元件的发射/接收开关、或者其组合来排除被识别出的具有缺陷的传感器元件进行操作。因此，电子器件层中的电子器件单元的状态可以变为补偿具有缺陷的传感器元件。因此，整个传感器阵列的操作可以不再受到影响，原因是偏置电压不再被下拉至地电压(ground)。
根据本发明的其它方面，局部控制电压可以被编程为减少空间分布的偏置电压在传感器阵列中的作用。此外，静态电流值可以被编程为抵消空间分布的泄露电流的作用。例如，可以测量作为频率的函数的传感器阵列的阻抗。此外，可以确定传感器阵列中的每一个传感器元件的相应的偏置电压微调值，以便获得整个传感器阵列的更有规律的响应分布。在该情况下，与每个传感器元件的局部偏置电压调节相对应的N位命令(N-bit word)可以被写入每个电子器件单元的相应的状态指示器元件中。此外，在一个例子中，N位命令可以包括3位命令(3-bit word)。N位状态命令可以被构造成驱动当地数模转换器(DAC)，以产生用于与该电子器件单元相对应的传感器元件的偏置电压调节。可以施加该偏置电压调节以改变在发射和接收时局部离开标称0V值的地值，从而实现由相应的传感器元件看到的总体偏置电压的改变。该调节可以减少拉入电压变化的作用，从而又降低传感器阵列的总体灵敏度，这是由于一些传感器元件可能响应于偏置电压从0V上升而早期崩溃，而其它传感器元件可能在较高的电压下崩溃。如上文所描述，实施传感器阵列允许能够被更紧密偏压的更均匀的传感器阵列总体崩溃，由此保证用于成像的最佳灵敏度。此外，还可以使用浮栅微调技术、模拟电容器、可微调电阻器等来局部存储模拟微调电压。
根据本发明的其它方面，可以对整个传感器阵列总体进行将电流和电阻中的一个或多个与阈值进行比较的步骤，以确定传感器阵列中是否存在具有缺陷或输出不正确结果的传感器元件。一旦输出不正确结果的传感器元件在传感器阵列的总体水平下被识别，则随后可以扫描单个的传感器元件，以在需要时识别其它的输出不正确结果的具有缺陷的传感器元件。
应当注意到，传感器阵列中的泄露电流可以取决于传感器阵列中输出不正确结果或具有缺陷的传感器元件的数量。具体而言，输出不正确结果的传感器元件的数量的增加可能造成传感器阵列中泄露电流的增大。因此，可以监测整个传感器阵列中的泄露电流。该所监测到的泄露电流可以用于估计输出不正确结果的传感器元件的数量。通过举例的方式，如果传感器阵列消耗大约100μA的电流，则可以估计出传感器阵列包括一个输出不正确结果的元件。因此，如果测量到/监测到的与传感器阵列相对应的泄露电流为大约1mA，则可以估计出传感器阵列包括大约10个输出不正确结果的传感器元件。
此外，如果输出不正确结果的传感器元件的数量大于期望阈值，则可能期望在传感器阵列操作期间识别那些传感器元件并且使输出不正确结果的传感器元件无效。为此目的，根据本发明的方面，可以将泄漏电流与阈值泄漏电流值进行比较。如果测量出的泄露电流大于阈值泄露电流值，则可以确定估计出的输出不正确结果的传感器元件的数量大于期望的阈值。因此，在该情况下，可能期望扫描传感器阵列中的传感器元件，以识别输出不正确结果的传感器并且使其无效。通过举例的方式，测量出的大约1mA的泄露电流可以小于泄露电流阈值并且可以指示传感器阵列中具有大约10个输出不正确结果的传感器元件，如上所述。然而，测量出的大约20mA的泄露电流可以大于泄露电流阈值并且大体指示传感器阵列中泄露电流过大。基于测量出的泄露电流值，可以估计传感器阵列包括大约200个输出不正确结果的元件。在该情况下，可能期望扫描整个传感器阵列，以识别200个输出不正确结果的传感器元件并且使其无效。
步骤202至224的处理结果是，可以形成容错检测器组件226。应当注意到，可以在制造期间或者在操作期间周期性地基于在步骤222处所产生的图来对状态指示器元件进行编程。
现在参照图3，示出了根据本发明的方面的容错检测器组件的示例性实施例的示意图300。该容错检测器组件300可以包括传感器阵列302。传感器阵列302可以包括以确定模式布置的多个传感器元件304。在一个例子中，传感器阵列302可以包括以具有m行和n列的2D阵列布置的多个传感器元件304。
此外，容错检测器组件300还可以包括电子器件层306。电子器件层306可以包括与每个传感器元件304相对应的电子器件单元308。根据本发明的示例性方面，与每个传感器元件304相对应的电子器件单元308都可以包括状态指示器元件310，该状态指示器元件被构造成存储相应的传感器元件304的当前状态。
如上文参照图2所描述的，可以扫描传感器阵列以确定每个传感器元件的当前状态。此外，在一个实施例中，可以监测与该传感器元件相对应的泄露电流或电阻。可以将测量出的泄露电流与泄露电流的阈值进行比较。如果确定泄露电流的值大于阈值，则该传感器元件可以被识别为具有缺陷的传感器元件或输出不正确结果的传感器元件。因此，与该传感器元件304相对应的状态指示器元件310可以被设定成“1”或“高”。然而，如果确定与传感器元件相对应的泄露电流低于泄露电流阈值，则该传感器元件可以被识别为正常工作传感器元件。与该传感器元件相对应的状态指示器元件可以保持在或者被设定成“0”或“低”值。如上文所描述，实施检测器组件形成了“容错”检测器组件300，原因是电子器件层306中的电子器件单元308的状态可以改变以补偿传感器阵列302中的具有缺陷的传感器元件，由此增加传感器阵列输出的结果并且/或者提高检测器组件300的性能。
现在参照图4，示出了示例性整体元件单元的示意图400。如本文中所使用的术语“整体元件单元”用于表示传感器元件，例如传感器元件304(见图3)，以及相应的电子器件单元，例如电子器件单元308(见图3)，该电子器件单元308具有相应的状态指示器元件，例如状态指示器元件310(见图3)。此外，电子器件单元还可以包括发射器或脉冲发生器402、接收器404、发射/接收开关406、以及状态指示器元件408。
附图标记410大体代表数字总线(digital bus)。数字总线410可以被用于设定状态指示器元件408的状态。通过举例的方式，在由这种单元400构成的传感器阵列中，与具有缺陷的传感器元件相对应的状态指示器元件的“1”状态可以被构造成迫使相应的传感器元件412停用相应的发射器402和/或发射/接收开关406。此外，如上所述，状态指示器元件的“1”状态还可以被构造成驱动信号终端处的相应的输出信号与偏压终端处的电压基本相等。应当注意到，驱动传感器元件处的电压与偏压终端处的电压基本相等造成整个传感器元件的0V偏压。因此，传感器元件可能短路或者操作无效，由此防止传感器元件泄露或拉低整体供给电压。在一个实施例中，信号终端处的电压可以等于偏压终端处的电压。然而，在某些其它的实施例中，信号终端处的电压可以在偏压终端电压的大约+/-5％到大约+/-10％的范围内与偏压终端处的电压不同。因此，电子器件层中的电子器件单元的状态可以改变以补偿具有缺陷的传感器元件。
图5是单元的示例性实施方式的示意图500。具体而言，单元500是例如图4的发射器402的发射器的示意图。在包括由这种单元500构成的传感器元件的传感器阵列中，每个单元500都可以被构造成独立地监测该单元中的泄露电流。在一个实施例中，单元500可以包括pMOSFET装置502，该pMOSFET装置502通过例如R1和R2的一个或多个电阻操作性地联接到nMOSFET装置504。
根据本发明的方面，单元500可以例如被构造成例如通过使用运算放大器506来监测输出。通过举例的方式，从发射器输出装置(例如pMOSFET装置502)流动的电流可以被测量作为跨过激励晶体管与传感器元件508之间的电阻器(例如电阻器R1)的电压。尽管图5的实施例示为包括跨过电阻器R1的运算放大器，但是也能够设想出使用跨过电阻器R1或者R1和R2二者的运算放大器。
此外，根据本发明的方面，当测量到的电压升高超过确定阈值时，与该单元相对应的状态指示器元件可以被设定成“1”，从而指示该单元具有缺陷并且需要在传感器阵列操作期间被禁用。具体而言，当测量到的电压大于确定阈值时，可以使与该单元相对应的发射器和/或发射/接收开关无效。应当注意到，在一个实施例中，例如比较器的逻辑可以用于将测量到的电压与确定阈值进行比较。此外，关于状态指示器元件的状态的信息可以被读出至控制系统，以便产生代表传感器阵列中具有缺陷的元件的图。如上文所描述地实施具有传感器元件的传感器阵列有助于形成自监测传感器阵列，由此避免对用于监测传感器阵列的外部电路的需要。
图6是与传感器阵列(例如图3的传感器阵列302)相对应的功能图的示意图600。在图3的例子中，传感器阵列被示为包括以6行和5列布置的多个传感器元件304。因此，在一个例子中，功能图400还可以包括以6行和5列的模式布置的多个单元606。图600中的行602可以被表示成“A”、“B”、“C”、“D”、“E”、和“F”，而列604可以被表示成“1”、“2”、“3”、“4”、和“5”。此外，与每个传感器元件相对应的状态指示器元件可以基于传感器元件的当前状态被设定成“1”或“0”。通过举例的方式，状态指示器元件的初始状态可以为“0”。扫描过程(见图2的步骤212)的结果是，可以识别一个或多个具有缺陷的传感器元件并且可以确定相应的地址。此外，与具有缺陷的传感器元件相对应的状态指示器元件可以被选择性地编程为“1”。在图4的例子中，图600中的单元A2、C4、D3、E1和F5可以被设定成“1”值，以指示相应的传感器元件的具有缺陷的状态。
在一个例子中，该图600可以在制造示例性检测器组件(例如图3的检测器组件300)期间产生。在该例子中，可以在制造过程期间基于图600对状态指示器元件进行编程，以识别具有缺陷的传感器元件。备选的，图600还可以在周期性监测检测器组件的操作期间产生。为此目的，可以在进行操作的同时周期性地扫描检测器组件以识别输出不正确结果或者具有缺陷的传感器元件，并且可以产生代表具有缺陷的传感器元件的图。在该例子中，一旦形成检测器组件，则与识别出的输出不正确结果或具有缺陷的传感器元件相对应的状态指示器元件可以例如被设定成“1”。
此外，根据本发明的其它方面，可以在用作传感器阵列健康状况的总体指示器期间连续监测传感器阵列的整体泄露电流。如果在任何时间探测到整体泄露电流的增大，则传感器阵列可以被停用，并且被扫描为输出不正确结果的传感器元件。随后可以使被识别出的输出不正确结果的传感器元件无效。
如上文所描述地实施容错检测器组件有助于保护电子器件不受可能在检测器组件操作期间的任何时间发生的通过传感器元件短路至高电压偏压终端的影响。此外，还可以记录测量到的泄漏电流值。可以随着时间过去跟随测量到的泄露电流值的趋势作为预测传感器阵列的进一步的潜在故障的方法。
应当注意到，如果存在先前确定的与传感器阵列相对应的图，则该图可以基于传感器阵列的周期性扫描来更新。此外，一旦包括示例性检测器组件的成像系统(例如图1的成像系统100)通电，则例如可以从数据仓库，例如数据仓库134(见图1)，恢复与该传感器阵列相对应的图。该图可以用于识别任何具有缺陷的传感器元件的位置。因此，来自具有缺陷的传感器元件的任何数据都可以在数据采集过程期间减少。
应当注意到，在某些情况下，可能期望采用大面积检测器以有助于对大物体成像，例如行李、包裹、或者患者101(见图1)体内感兴趣的相对较大的解剖学区域。为此目的，根据本发明的其它方面，示例性检测器组件，例如容错检测器组件300(见图3)，可以以确定模式布置于支承结构上从而形成大面积检测器。
如上文所描述的，可能期望形成基本平面的检测器组件，其中传感器元件例如组装在基底的一侧上并且一个或多个集成电路(IC)组装在基底的另一侧上，以形成可铺设的(tileable)模块或整体。这些模块或整体的阵列随后可以被组装至下一层支撑件，以产生较大的检测器。
图7示出了基本平面的大面积检测器阵列的一个实施例700。具体而言，例如检测器组件300(见图3)的多个检测器组件704可以铺设在支承结构702的第一侧上。支承结构702可以是柔性基底或刚性基底。此外，可以采用例如FR4、BT环氧树脂、CEM-1，5、Teflon、聚四氟乙烯(PTFE)、玻璃、陶瓷、或聚酰亚胺的电路板材料来形成基底702。多个检测器组件704可以基于应用以确定模式布置于支承结构702上，从而形成基本平面的检测器阵列700。
具体而言，多个容错检测器组件704可以铺设在支承结构702的第一侧上，以形成基本平面的大面积容错检测器700。在一个实施例中，引线接合和/或其它的互连可以用于将检测器组件704操作性地联接到其它的系统电子器件。使用检测器组件704允许检测器组件704铺设在支承结构702上，以形成通过全部布置于相同平面中的检测器组件704来构造成基本平面的大面积检测器700。此外，这些检测器组件704允许产生具有不同几何形状的检测器阵列同时保持小间距的传感器。
从容错检测器组件采集到的图像数据可以用于重建目标物体(例如患者101体内目标的解剖学区域或包裹、行李等)的图像。一旦重建，例如由采用示例性容错检测器组件的图1的系统100所产生的图像揭示了患者101的内部特征。在用于诊断疾病状态、并且更一般地在医学状况或事件的传统方法中，放射学家或医生典型地考虑重建图像以辨别目标的特性特征。基于个人实践者的技能和知识，在心脏成像中，这种特征包括将能够在图像中辨别的感兴趣的冠状动脉或狭窄病变、和其它特征。其它的分析可以基于各种算法的能力，其中包括大体被称为计算机辅助探测或计算机辅助诊断(CAD)算法的算法。
图8示出了大面积传感器阵列802的示例性构造800。根据本发明的方面，大面积传感器阵列802可以被组织成使得扫面整个阵列所花费的时间显著减少。具体而言，传感器802可以被分为多个较小的子阵列804。此外，可以独立测量与这些子阵列804中的每一个子阵列相对应的整体泄露电流。应当注意到，这些子阵列804可以同时被并行扫描，以识别多个子阵列804中具有缺陷的传感器元件。因此，扫描传感器阵列802所花费的时间显著减少。通过举例的方式，可以通过与传感器阵列802中的子阵列804的数量相等的因子来减少扫描传感器阵列802所花费的时间。附图标记806大体代表电阻器。此外，电流测量装置806可以用于监测相应的子阵列802中的电流。在一个实施例中，电流测量装置808可以包括电流表。根据本发明的方面，还可以通过被布置成临近探头手柄中的传感器阵列的现场可编程门阵列(FPGA)、ASIC、或嵌入式微型处理器来控制扫描。此外，还能够通过作为电子器件单元直接实施在同一个ASIC上的超大规模集成(VLSI)逻辑来控制扫描。
此外，例如可以通过成像系统100执行的上文的例子、证明、和过程步骤可以通过合适的代码在基于处理器的系统上(例如通用计算机或专用计算机)实施。还应当注意到，本发明的不同的实施方式可以以不同的顺序或基本同时地(即，并行地)执行本文中所描述的一些或全部步骤。此外，可以通过多种编程语言来实现功能，其中包括但不限于C++或Java。这种代码可存储或适于存储在可以由基于处理器的系统访问以执行所存储的代码的一个或多个有形机器可读介质上，例如数据仓库、芯片、当地或远程硬盘、光盘(即，CD或DVD)、存储器或其它介质上。应当注意到，有形介质可以包括其上印刷有指令的纸或另一种合适的介质。例如，可以通过光学扫描纸或其它介质来电子获取指令，随后如果需要的话以合适的方式遵守、解释或以其它方式处理指，、并且随后将指令存储在数据仓库132或存储器中。
上文所描述的用于形成容错检测器组件的方法以及容错检测器组件的各个实施例使传感器阵列输出的结果显著增加。增加输出的结果还有利于形成大面积检测器。此外，使用容错检测器组件增强了采用检测器组件的成像系统的性能。具体而言，所述系统和方法提供了定位传感器阵列内输出不正确结果的传感器元件的位置并且通过将相应的电子器件编程为对这些传感器元件不灵敏来排除这些输出不正确结果的传感器元件进行操作。此外，容错检测器组件允许即使在传感器阵列已组被装到检测器组件中之后仍然能够定位传感器阵列中的缺陷并且使其减少。
尽管本文中仅示出和描述了本发明的某些特征，但是本领域技术人员能够想到多种改型和变化。因此，应当理解，所附权利要求旨在覆盖落入本文明的真正精神内的所有的这种改型和变化。

Claims (30)

1.一种用于形成容错检测器组件的方法，所述方法包括：
提供具有多个传感器元件的传感器阵列；
提供具有多个电子器件单元的电子器件层，其中所述多个电子器件单元与所述传感器阵列中的所述多个传感器元件相对应；
在所述多个电子器件单元中的每一个中引入状态指示器元件，其中所述状态指示器元件被构造成存储相应的传感器元件的状态；
扫描所述传感器阵列中的所述多个传感器元件，以识别所述传感器阵列中的所述多个传感器元件的状态；
基于识别出的所述传感器阵列中的所述多个传感器元件的状态来产生功能图；以及
基于所述功能图来对所述状态指示器元件进行选择性编程，以形成容错检测器组件。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述传感器阵列包括计算机断层摄影检测器阵列、X射线检测器阵列、光子计数X射线检测器、超声换能器阵列、或其组合。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将所述传感器阵列操作性地联接到所述电子器件层。
4.根据权利求1所述的方法，其特征在于，所述状态指示器元件包括一个或多个存储器元件。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个传感器元件的状态包括输出不正确结果状态、操作状态、或其组合。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将所述多个电子器件单元中的每一个电子器件单元的所述状态指示器元件的状态设定成第一值，其中所述第一值代表相应的传感器元件的操作状态。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个传感器元件的状态基于与所述状态指示器元件中的一个或多个比特相对应的状态分布，并且其中所述一个或多个比特代表模拟值。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括通过调节相应的传感器元件的传感器偏置电压来设定所述多个电子器件单元中的每一个电子器件单元中的状态指示器元件的状态。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，扫描所述传感器阵列中的所述多个传感器元件包括监测与所述多个传感器元件相对应的电流和电阻中的一个或多个。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将所述电流和电阻中的一个或多个与阈值进行比较。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在所述电流和电阻中的一个或多个大于阈值时将传感器元件分类成输出不正确结果的传感器元件。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，基于功能图对所述状态指示器元件进行选择性地编程包括将所述状态指示器元件的状态设定成第二值。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在所述检测器组件操作期间排除与相关联的状态指示器单元被设定成所述第二值的电子器件单元相对应的传感器元件。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，排除传感器元件包括停用被排除的传感器元件的发射器、停用被排除的传感器元件的发射/接收开关、或其组合。
15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，排除传感器元件包括将所述传感器元件构造成驱动信号终端，使得信号终端电压等于相应的传感器元件的偏压终端电压。
16.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，排除传感器元件包括：
测量每个传感器元件中的电流和电阻中的一个或多个；以及
基于测量到的电流或电阻的值自动使传感器元件无效。
17.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，扫描所述传感器阵列中的所述多个传感器元件包括相对于频率和偏置电压来监测所述多个传感器元件的行为。
18.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，扫描所述传感器阵列中的所述多个传感器元件包括：
独立地测量每个传感器元件中的电流；以及
基于测量到的所述传感器元件中的电流值来自动使所述传感器元件无效。
19.一种容错检测器组件，所述容错检测器组件包括：
传感器阵列，所述传感器阵列包括多个传感器元件；以及
电子器件层，所述电子器件层具有与所述多个传感器元件相对应的多个电子器件单元，其中所述多个电子器件单元中的每一个都包括状态指示器元件，所述状态指示器元件被构造成存储相应的传感器元件的状态。
20.根据权利要求19所述的容错检测器组件，其特征在于，扫描所述传感器阵列中的所述多个传感器元件，以识别所述传感器阵列中的所述多个传感器元件的状态。
21.根据权利要求19所述的容错检测器组件，其特征在于，基于功能图对与所述传感器阵列中的所述多个传感器元件相对应的所述状态指示器元件的状态进行选择性地编程，并且其中所述功能图包括所述多个传感器元件中的每一个传感器元件的状态。
22.根据权利要求21所述的容错检测器组件，其特征在于，在所述传感器阵列操作期间包括具有第一状态值的传感器元件，并且其中在所述传感器阵列操作期间排除具有第二状态值的传感器元件。
23.根据权利要求22所述的容错检测器组件，其特征在于，所述第一状态值包括操作状态，并且其中所述第二状态值包括输出不正确结果状态。
24.根据权利要求19所述的容错检测器组件，其特征在于，所述传感器阵列包括计算机断层摄影检测器阵列、X射线检测器阵列、超声换能器阵列、或其组合。
25.根据权利要求19所述的容错检测器组件，其特征在于，所述状态指示器元件包括至少一个存储器元件。
26.一种用于形成容错检测器组件的方法，所述方法包括：
提供具有多个传感器元件的传感器阵列；
提供具有多个电子器件单元的电子器件层，其中所述多个电子器件单元与所述传感器阵列中的所述多个传感器元件相对应；
在所述多个电子器件单元中的每一个中引入状态指示器元件，其中所述状态指示器元件被构造成存储相应的传感器元件的状态；
测量所述传感器阵列中的电流和电阻中的一个或多个；以及
基于所述传感器阵列中的测量到的电流和测量到的电阻中的一个或多个来估计所述传感器阵列中输出不正确结果的传感器元件的数量。
27.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将所述测量到的电流和所述测量到的电阻中的一个或多个与阈值进行比较。
28.根据权利要求27所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
扫描所述传感器阵列，以识别所述传感器阵列中输出不正确结果的传感器元件；以及
对与输出不正确结果的传感器元件相对应的状态指示器元件进行选择性地编程，以形成容错检测器组件。
29.一种用于形成大面积检测器的方法，所述方法包括：
形成容错检测器组件，所述形成容错检测器组件包括：
提供具有多个传感器元件的传感器阵列；
提供具有多个电子器件单元的电子器件层，其中所述多个电子器件单元与所述传感器阵列中的所述多个传感器元件相对应；
在所述多个电子器件单元中的每一个中引入状态指示器元件，其中所述状态指示器元件被构造成存储相应的传感器元件的状态；扫描所述传感器阵列中的所述多个传感器元件，以识别所述传感器阵列中的所述多个传感器元件的状态；基于识别出的所述传感器阵列中的所述多个传感器元件的状态来产生功能图；基于所述功能图来对所述状态指示器元件进行选择性地编程，以形成容错检测器组件；以及
将多个容错检测器组件铺设在支承结构上以形成所述大面积检测器。
30.根据权利要求29所述的方法，其特征在于，所述方法还包括同时扫描所述多个容错检测器组件中的一个或多个，以识别所述多个容错检测器组件中的每一个容错检测器组件中的所述多个传感器元件的状态。
CN201310516635.2A 2012-12-28 2013-10-28 容错检测器组件 Pending CN103908271A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/730,806 2012-12-28
US13/730,806 US9070278B2 (en) 2012-12-28 2012-12-28 Fault tolerant detector assembly

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103908271A true CN103908271A (zh) 2014-07-09

Family

ID=51016549

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310516635.2A Pending CN103908271A (zh) 2012-12-28 2013-10-28 容错检测器组件

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9070278B2 (zh)
CN (1) CN103908271A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105662463A (zh) * 2016-01-06 2016-06-15 飞依诺科技(苏州)有限公司 超声探头扫查精度的自动校准方法及系统
CN108720861A (zh) * 2017-04-21 2018-11-02 通用电气公司 用于执行图像的容错重建的系统和方法
CN109997023A (zh) * 2016-11-11 2019-07-09 迪士顿股份公司 用于工业设备的外部故障检测系统的内部故障检测
CN111219851A (zh) * 2020-02-25 2020-06-02 珠海格力电器股份有限公司 阵列式温度传感器的异常检测方法及装置、空调器

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10092274B2 (en) * 2013-12-06 2018-10-09 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Sub-performing transducer element detection for medical ultrasound
US10514352B2 (en) * 2015-01-28 2019-12-24 Robert Bosch Gmbh High density electrode arrays with outlier behavior detection circuitry and methods therefor
CN107921479B (zh) 2015-08-11 2020-06-23 皇家飞利浦有限公司 具有过电流保护的电容式微加工超声换能器
KR102569445B1 (ko) * 2015-12-04 2023-08-24 삼성메디슨 주식회사 초음파 프로브의 채널의 전기적 이상 여부를 판단하는 방법 및 장치.
JP7171213B2 (ja) * 2018-04-02 2022-11-15 キヤノン株式会社 光電変換装置及び撮像システム
US11372093B2 (en) * 2018-09-14 2022-06-28 Fujifilm Sonosite, Inc. Automated fault detection and correction in an ultrasound imaging system
JP7510767B2 (ja) * 2020-02-19 2024-07-04 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 Ｘ線検出器及び医用画像診断装置
KR20210119173A (ko) * 2020-03-24 2021-10-05 삼성메디슨 주식회사 초음파 프로브, 초음파 영상 장치 및 그 제어방법

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5373152A (en) * 1992-01-31 1994-12-13 Nec Corporation Resonance-type optical receiver circuit having a maximum amplifier input controlled by using an amplifier feedback and its method of receiving
US6408402B1 (en) 1994-03-22 2002-06-18 Hyperchip Inc. Efficient direct replacement cell fault tolerant architecture
US5796418A (en) 1995-04-12 1998-08-18 Eastman Kodak Company Page image and fault tolerance control apparatus for printing systems
US5962846A (en) * 1997-08-29 1999-10-05 Lucent Technologies Inc. Redundant linear detection arrays
US6618084B1 (en) * 1997-11-05 2003-09-09 Stmicroelectronics, Inc. Pixel correction system and method for CMOS imagers
KR100319744B1 (ko) * 1998-11-09 2002-02-19 오길록 파장선택형광검출기를이용한파장분할다중화된광신호의채널정보검출장치및그방법
US6661456B1 (en) * 1999-04-30 2003-12-09 General Electric Company Imaging of pixel defects in digital detectors
US6788895B2 (en) 1999-12-10 2004-09-07 Altera Corporation Security mapping and auto reconfiguration
US6504895B2 (en) * 2001-01-31 2003-01-07 General Electric Company Method and system monitoring image detection
US7253436B2 (en) * 2003-07-25 2007-08-07 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Resistance defect assessment device, resistance defect assessment method, and method for manufacturing resistance defect assessment device
US20100037102A1 (en) 2008-08-08 2010-02-11 Seagate Technology Llc Fault-tolerant non-volatile buddy memory structure
US8041003B2 (en) 2009-08-31 2011-10-18 General Electric Company Electronic packaging technique to improve sensor failure robustness

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105662463A (zh) * 2016-01-06 2016-06-15 飞依诺科技(苏州)有限公司 超声探头扫查精度的自动校准方法及系统
CN109997023A (zh) * 2016-11-11 2019-07-09 迪士顿股份公司 用于工业设备的外部故障检测系统的内部故障检测
CN109997023B (zh) * 2016-11-11 2021-09-28 迪士顿股份公司 用于工业设备的外部故障检测系统的内部故障检测方法
CN108720861A (zh) * 2017-04-21 2018-11-02 通用电气公司 用于执行图像的容错重建的系统和方法
CN111219851A (zh) * 2020-02-25 2020-06-02 珠海格力电器股份有限公司 阵列式温度传感器的异常检测方法及装置、空调器

Also Published As

Publication number Publication date
US9070278B2 (en) 2015-06-30
US20140184383A1 (en) 2014-07-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103908271A (zh) 容错检测器组件
CN102440806B (zh) 用于电磁噪声消除的超声方法和探头
JP6139144B2 (ja) 超音波システム
US20060004290A1 (en) Ultrasound transducer with additional sensors
CN102056548B (zh) 超声波装置及其控制方法
EP2136207B1 (en) Sub-wavelength ultrasound characterization of composite material using compressed sensing
US20050068041A1 (en) Evaluation of damage to structures under test using ultrasound
CN105392428A (zh) 用于映射超声剪切波弹性成像测量的系统和方法
US8412470B2 (en) Change mapping for structural health monitoring
CN102221579A (zh) 基于多晶探头的超声检测缺陷信息采集方法
CN117705953B (zh) 一种基于声发射和层析成像技术的损伤检测方法及系统
Kessler et al. A structural health monitoring software tool for optimization, diagnostics and prognostics
US20230134630A1 (en) Inference apparatus, medical image diagnostic apparatus, inference method, and trained neural network generation method
CN114098798B (zh) 用于监测超声探头健康状况的方法和系统
KR20230011856A (ko) 의료 초음파의 정량적 이미징 방법 및 장치
US20220007958A1 (en) High resolution two-dimensional resistance tomography
US10760949B2 (en) Piezoelectric pressure wave analysis
CN111656181B (zh) 用于检测结构的缺陷的装置和方法
US20200222030A1 (en) Ultrasound image apparatus and method of controlling the same
JP7301231B2 (ja) 超音波診断装置、超音波診断装置の制御方法および超音波診断装置用プロセッサ
KR102704209B1 (ko) 초음파 영상장치 및 그 제어방법
JP7453400B2 (ja) 超音波システムおよび超音波システムの制御方法
CN115902985A (zh) X辐射检测
Zhang et al. Multimanipulator Robotic System for Ultrasound Tomography: Design, Calibration, and Image Results
Lehmann et al. Outlook: Quo vadis ethohydraulics–what is the way forward?

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20140709