CN106539588A - 一种x射线平板探测器及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种X射线平板探测器及系统，包括：闪烁体层，将X射线转化为可见光；位于所述闪烁体层之上的第一图像传感器；位于所述闪烁体层之下的第二图像传感器；与所述第一图像传感器和第二图像传感器连接的控制及处理模块，向所述第一图像传感器和第二图像传感器输出控制信号，读取所述第一图像传感器和第二图像传感器的图像信息，并对图像信息进行处理；与所述控制及处理模块连接的通信模块，输出处理后的图像数据。本发明的X射线平板探测器及系统可以尽可能多地吸收闪烁体层的可见光，显著提高了FPD的灵敏度、外部量子效率和调制传递函数。
Description
技术领域
本发明涉及医疗影像诊断领域，特别是涉及一种X射线平板探测器及系统。
背景技术
X射线摄影术利用X射线短波长、易穿透的性质，以及不同组织对X射线吸收不同的特点，通过探测透过物体的X射线的强度来成像。FPD(Flat Panel Detector)，平板探测器)作为X射线成像系统的核心部件，负责将X射线转化成电信号并记录成像，可通过显示器适时显示，亦可存储下来供后续读取。
一般来说，FPD包括闪烁体、图像传感器(Image Sensor)、控制模块、信号处理模块和通信模块。闪烁体吸收X光将其转化为可见光；图像传感器由光电二极管(photodiode)和TFT开关(Thin Film Transistor，薄膜晶体管)组成的像素阵列构成，在控制电路的驱动下，将闪烁体产生的可见光转化为电信号；信号处理模块将电信号放大并通过模数转换器转换成数字信号，通过矫正补偿处理后成像。
现有的X射线探测装置，沿着X射线照射方向，依次是闪烁体层、成像传感器和集成了控制、处理电路的PCB板。闪烁体负责将入射的X射线转化成可见光，传感器吸收可见光转化成电信号。为了尽可能的吸收X射线，闪烁体层必须保证一定的厚度，同时为使闪烁体产生的可见光尽可能多的抵达表面被传感器吸收，闪烁体层不宜太厚以减少对可见光的散射和吸收等。
在闪烁体靠近X射线源的表层，吸收的X光最多，产生的可见光最强，闪烁体内激发的可见光的出射方向是不定的，部分可见光将从闪烁体上表面出射而无法抵达传感器成像。由闪烁体表面深入，X射线强度越来越弱，产生的可见光也越来越少，闪烁体对可见光的散射和吸收进一步减弱向传感器方向前进的可见光。最终成功穿过闪烁体、从下表面出射的可见光才能被传感器吸收。
因此，如何尽可能吸收闪烁体层的可见光，减少可见光在闪烁体内传播所致的散射和吸收损失已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。
发明内容
鉴于以上所述现有技术，本发明的目的在于提供一种X射线平板探测器及系统，用于解决现有技术中可见光在闪烁体内传播所致的散射和吸收损失问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种X射线平板探测器，包括：
闪烁体层，将X射线转化为可见光；
位于所述闪烁体层之上的第一图像传感器；
位于所述闪烁体层之下的第二图像传感器；
与所述第一图像传感器和第二图像传感器连接的控制及处理模块，向所述第一图像传感器和第二图像传感器输出控制信号，读取所述第一图像传感器和第二图像传感器的图像信息，并对图像信息进行处理；
与所述控制及处理模块连接的通信模块，输出处理后的图像数据。
优选地，所述第一图像传感器和/或第二图像传感器包括光电二极管和薄膜晶体管开关，所述光电二极管吸收所述闪烁体层产生的可见光转化成电荷，所述薄膜晶体管开关作为开关控制所述光电二极管的充放电，所述光电二极管紧邻所述闪烁体层。
优选地，所述第一图像传感器和/或第二图像传感器为非晶硅传感器。
优选地，所述第一图像传感器和/或第二图像传感器为有机传感器，包括有机薄膜晶体管层及制备于所述有机薄膜晶体管层上的有机光电二极管层。
优选地，所述闪烁体层的材料为碘化铯。
进一步优选地，所述第二图像传感器为非晶硅传感器，制备所述闪烁体层时，碘化铯采用热蒸发的方法在所述第二图像传感器上成膜，生长温度高于100摄氏度。
进一步优选地，所述第二图像传感器为有机传感器，制备所述闪烁体层时，碘化铯采用热蒸发的方法在所述第二图像传感器上成膜，生长温度低于120摄氏度。
优选地，所述闪烁体层的材料为硫氧化钆。
进一步优选地，所述闪烁体层通过胶与第二图像传感器粘合在一起。
优选地，所述第一图像传感器和/或所述第二图像传感器，包括：像素阵列、扫描驱动电路及读取控制电路；所述像素阵列包括多个像素单元，接收光信号并转化为电信号后储存于各像素单元中；所述扫描驱动电路连接所述像素阵列，逐行打开各像素单元；所述读取控制电路连接所述像素阵列，读取各像素单元中的电荷。
进一步优选地，所述第一图像传感器和所述第二图像传感器的像素阵列对称排布。
进一步优选地，所述第一图像传感器和所述第二图像传感器的像素阵列错开排布。
优选地，所述第一图像传感器用于成像；所述第二图像传感器用于自动检测曝光，根据穿过所述第二图像传感器的光信号检测曝光动作，并触发曝光请求信号；所述控制及处理模块接收曝光请求信号，并据此读取所述第一图像传感器和所述第二图像传感器的图像信息，对图像信息进行处理。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种X射线平板探测系统，包括：
X射线源，与所述X射线源相对设置的上述X射线平板探测器及与所述X射线平板探测器连接的显示设备；
所述X射线源发射X射线，并照射到被测物上；所述X射线平板探测器接收带有所述被测物图像信息的X射线，并转化为电信号；所述显示设备将所述X射线平板探测器传输过来的电信号还原为图像信息。
如上所述，本发明的X射线平板探测器及系统，具有以下有益效果：
本发明的X射线平板探测器及系统，利用分别位于闪烁体层上下表面的第一和第二图像传感器，尽可能地吸收闪烁体层的可见光，减少可见光在闪烁体内传播所致的散射和吸收损失。这种三明治结构的设计显著提高了FPD的灵敏度、外部量子效率和调制传递函数，在相同X光剂量下可获得更高质量的图像，在相同质量图像要求下，可以减少病人接受X光照射剂量，降低X光对身体的伤害。
附图说明
图1显示为本发明提供的一种X射线平板探测器结构示意图。
图2显示为本发明实施例中生长碘化铯作为闪烁体层的示意图。
图3显示为本发明实施例中闪烁体层的材料采用碘化铯，第二图像传感器为有机传感器的器件结构示意图。
图4显示为本发明实施例中闪烁体层的材料采用碘化铯，第二图像传感器为非晶硅传感器的器件结构示意图。
图5显示为本发明实施例中一种第一图像传感器的电子线路图。
图6显示为本发明实施例中第一图像传感器和第二图像传感器的像素阵列对称排布的示意图。
图7显示为本发明实施例中第一图像传感器和第二图像传感器的像素阵列错开排布的示意图。
图8显示为本发明提供的一种X射线平板探测系统结构示意图。
元件标号说明
100 X射线平板探测器
101 闪烁体层
102 第一图像传感器
103 第二图像传感器
104 控制及处理模块
105 通信模块
1011 碎晶层
1012 晶柱层
200 X射线源
300 显示设备
400 被测物
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
请参阅图1，本发明提供一种X射线平板探测器，包括：
闪烁体层101，将X射线转化为可见光；
位于所述闪烁体层101之上的第一图像传感器102；
位于所述闪烁体层101之下的第二图像传感器103；
与所述第一图像传感器102和第二图像传感器103连接的控制及处理模块104，向所述第一图像传感器102和第二图像传感器103输出控制信号，读取所述第一图像传感器102和第二图像传感器103的图像信息，并对图像信息进行处理；
与所述控制及处理模块104连接的通信模块105，输出处理后的图像数据。
本发明设计的X射线平板探测器在闪烁体层的上下表面都用图像传感器包裹，这样形成了类似三明治的成像结构，从而可以尽可能地吸收闪烁体层的可见光，减少可见光在闪烁体内传播所致的散射和吸收损失。
具体地，第一图像传感器102和第二图像传感器103用于吸收可见光转化成电信号，从而可采集图像信息，理论上它们可以是任何适合的材料和结构，并且第一图像传感器102和第二图像传感器103可以采用相同的材料和结构，也可以根据实际的应用需求，设计采用不同的材料和结构。
例如，第一图像传感器102或第二图像传感器103可以采用包括光电二极管(PD，photo diode)和薄膜晶体管(TFT，thin film transistor)开关的器件结构。在本发明的一个实施例中，第一图像传感器102和第二图像传感器103均包括光电二极管(PD，photodiode)和薄膜晶体管(TFT，thin film transistor)开关。其中，所述光电二极管吸收闪烁体层产生的可见光转化成电荷，所述薄膜晶体管开关作为开关控制所述光电二极管的充放电。为了尽可能地吸收来自闪烁体的可见光，所述光电二极管紧邻所述闪烁体层。这样以闪烁体为中心，两个传感器对称地分布于闪烁体上下面，可以吸收几乎所有闪烁体产生的可见光。
此外，所述第一图像传感器102和/或第二图像传感器103可以为非晶硅传感器或有机传感器。
在本发明的一些实施例中，所述第一图像传感器102和/或第二图像传感器103为有机传感器，包括有机薄膜晶体管层及制备于所述有机薄膜晶体管层上的有机光电二极管层。其中，所述有机薄膜晶体管层选用有机半导体材料，包括但不限于Pentacene(并五苯)、vanadium oxide phthalocyanine(氧化钒酞菁)、polythiophene(聚噻吩)，有机半导体材料具有较高的迁移率，使得TFT开关的响应速度更快；所述有机光电二极管层制备于所述有机薄膜晶体管层上，其有源区包括P型及N型两种材料，包括但不限于PCBM/P3HT(富勒烯衍生物/3-己基噻吩聚合物)、PCBM/OC1C10-PPV(富勒烯衍生物/PPV衍生物)、fullerene/zincphthalocyanine(富勒烯/酞氰化锌)，由于制备光电二极管的有机材料具有较高的光吸收率，第一图像传感器102和/或第二图像传感器103可以做的更薄更轻。相比传统的硅工艺，有机器件的生长工艺简单，可通过旋涂、喷涂、打印等低温工艺生长，工艺条件友好，容易做到大面积生长，成本更低。
在本发明的另一些实施例中，所述第一图像传感器102和/或第二图像传感器103也可以为非晶硅传感器。非晶硅传感器的结构和制备工艺在现有技术中较为成熟，在此不一一赘述。
具体地，所述闪烁体层101用于接收X射线，并将X射线转化为可见光，可以是碘化铯(CsI)材料层、硫氧化钆(GOS)材料层，或其他适合的材料和结构。由于上表面接受的X光照最强，进入闪烁体内部X射线逐渐被吸收，强度减低。同时，深入闪烁体内部，可见光受到散射和吸收，强度随之降低。因此为了尽可能多的吸收X射线，同时减少可见光在闪烁体内的传播损失，获得高的EQE(外部量子效率)和灵敏度，必须选择适当的闪烁体层厚度。对不同材料的闪烁体，这个厚度不一样。闪烁体可以通过直接生长或胶黏的方式与图像传感器贴合，依照不同闪烁体材料的成膜方法而定。
所述闪烁体层101的材料可以采用碘化铯。CsI作为常用的闪烁体的制备方法是用热蒸发的方法在基底上成膜。如图2所示，在生长CsI的过程中，首先长出碎晶层1011，由细小的晶粒组成，它与基底紧密接触。随着厚度增加，碎晶向圆柱状晶体过度并继续生长。圆柱之间是空气间隙，因此柱状晶体能像波导一样导光，降低了光在转播过程中的散射。碎晶层1011相对致密，颗粒对光的散射明显，它能将一部分可见光反射回到柱晶层1012，因此从CsI上表面出射的可见光比下表面强。CsI的生长需要在超过100℃的蒸发炉内进行，持续时间依CsI厚度需求而定，CsI生长时其基底温度将超过100℃。然而，有机传感器工艺通常在不高于100℃下进行。过高的温度，比如大于120℃，会对作为基底的有机传感器性能和可靠性产生影响。
如图3所示，在本发明的一个实施例中，所述闪烁体层101的材料采用碘化铯，所述第二图像传感器103为有机传感器，制备所述闪烁体层101时，碘化铯采用热蒸发的方法在所述第二图像传感器103上成膜，生长温度低于120摄氏度。然而，这种采用低温生长CsI的方法，使得CsI性能有所下降。
如图4所示，在本发明的另一个实施例中，所述闪烁体层101的材料采用碘化铯，所述第二图像传感器103为非晶硅传感器，制备所述闪烁体层101时，碘化铯采用热蒸发的方法在所述第二图像传感器103上成膜，生长温度高于100摄氏度。a-Si传感器作为CsI生长的基底，它在超过300℃的温度下是稳定的。
在本发明的另一个实施例中，所述闪烁体层101的材料还可以为硫氧化钆。所述闪烁体层101通过胶与第二图像传感器103粘合在一起。由于可以直接用胶将GOS膜与图像传感器粘合在一起，因此采用粉末状的GOS作为闪烁体将避免温度影响。
此外，在本发明的一些优选实施例中，第一图像传感器102为有机传感器，通过胶黏方式贴合在所述闪烁体层101上。
在本发明的一些实施例中，所述第一图像传感器102和/或所述第二图像传感器103，包括：像素阵列、扫描驱动电路及读取控制电路；所述像素阵列由多个像素单元规则排布而成，各像素单元包括光电二极管及TFT开关，接收光信号并转化为电信号后储存于各像素单元中；光电二极管接收所述闪烁体层101转化后的可见光，并产生光生载流子，转化为正比于可见光(X射线)照射强度的电信号；所述扫描驱动电路连接所述像素阵列，控制各行TFT开关的栅极，并通过电压控制TFT开关的源极和漏极之间的导通和关断，可逐行打开各像素单元；所述读取控制电路连接所述像素阵列，在对应行TFT开关导通的情况下读取各像素单元中的电荷，进而实现图像信息的读取。像素单元的大小决定成像的分辨率。图5为一种第一图像传感器102的电子线路图，图示为一个3×3的像素阵列，每一个像素单元由有机光电二极管(OPD)和有机薄膜晶体管(OTFT)构成。同一行像素单元的栅极相连，时序控制信号通过扫描驱动电路，控制每一行像素的打开和关闭。同一列像素单元的源极相连，通过读取控制电路依次读出每个像素电荷，经放大、滤波和模数转换电路生成数字信号输出。Vcom为统一加在有机光电二极管电极上的电压。
在本发明的一些实施例中，所述第一图像传感器102和所述第二图像传感器103的像素阵列对称排布，如图6所示。在该实施例中，上下两个传感器同时收集光生电荷，对称分布在闪烁体层101两边，像素单元面积相同、像素单元位置一一对应，以保证上下对应的像素单元收集同一位置的信号。将相同位置的上下两个像素单元收集的电荷相加即得单位像素的电荷量，经放大、模数转换后显示灰度图像。这种设计有效提高了传感器的灵敏度，改善了EQE。由于从闪烁体上下表面出射的可见光强度不一样，上下两个传感器收集到的光生电荷量有差别。这种差别一方面可以通过算法消除，另一方面差异存在的两幅图像为后期处理带来了更多的自由度。
在本发明的另一些实施例中，所述第一图像传感器102和所述第二图像传感器103的像素阵列错开排布。比如错开的距离为像素周期p的一半，如图7所示。在该实施例中，由于上下像素单元收集的电荷来自不同位置，因此不能简单地相加。然而正因为上下像素单元收集来自不同位置的电荷，经过处理合成后，图像像素的周期为传感器周期的一半，分辨率提高了一倍。这种设计的好处是提高了图像的调制传递函数(MTF)，改善了探测器的EQE。
本发明双传感器的设计不但为传感器类型的选择带了便利，而且为传感器不同功能的实现提供了可能。在本发明的另一些实施例中，所述第一图像传感器102用于成像；所述第二图像传感器103用于自动检测曝光，根据穿过所述第二图像传感器103的光信号检测曝光动作，并触发曝光请求信号；所述控制及处理模块104接收曝光请求信号，并据此读取所述第一图像传感器102和所述第二图像传感器103的图像信息，对图像信息进行处理。这样，位于闪烁体层上表面的传感器负责采集图像，位于闪烁体层下表面的传感器负责自动探测X光照，一旦识别到曝光，便发送自动曝光信号。即在不需要FPD和X射线源有联动的情况下，可实现自动识别曝光，然后采集。
请参阅图8，本发明还提供一种X射线平板探测系统，包括：
X射线源200，与所述X射线源200相对设置的上述X射线平板探测器100及与所述X射线平板探测器100连接的显示设备300；
所述X射线源200发射X射线，并照射到被测物400上；所述X射线平板探测器100接收带有所述被测物400图像信息的X射线，并转化为电信号；所述显示设备300将所述X射线平板探测器100传输过来的电信号还原为图像信息。
综上所述，本发明的X射线平板探测器及系统，利用分别位于闪烁体层上下表面的第一和第二图像传感器，尽可能地吸收闪烁体层的可见光，减少可见光在闪烁体内传播所致的散射和吸收损失。这种三明治结构的设计显著提高了FPD的灵敏度、外部量子效率和调制传递函数。在相同X光剂量下可获得更高质量的图像，在相同质量图像要求下，可以减少病人接受X光照射剂量，降低X光对身体的伤害。此外，这种双传感器的设计，可以实现双图像采集，为图像矫正、优化等后期处理提供了便利，可有效提高图像质量。传感器类型的选取灵活，可以基于不同材料的性质合理设计，从而可提高系统的性能和可靠性。比如a-Si传感器在高温下稳定，可作为闪烁体CsI的生长载体，有机传感器轻薄，置于CsI柱状晶体端尽可能多地吸收可见光。这种双传感器的设计还为传感器不同功能的实现提供了可能。比如以闪烁体层上表面的传感器用于成像，下表面的传感器用于AED，可实现全视野AED检测，无需与X射线源联动实现FPD自动识别曝光、采集图像。
所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (14)
1.一种X射线平板探测器，其特征在于，包括：
闪烁体层，将X射线转化为可见光；
位于所述闪烁体层之上的第一图像传感器；
位于所述闪烁体层之下的第二图像传感器；
与所述第一图像传感器和第二图像传感器连接的控制及处理模块，向所述第一图像传感器和第二图像传感器输出控制信号，读取所述第一图像传感器和第二图像传感器的图像信息，并对图像信息进行处理；
与所述控制及处理模块连接的通信模块，输出处理后的图像数据。
2.根据权利要求1所述的X射线平板探测器，其特征在于：所述第一图像传感器和/或第二图像传感器包括光电二极管和薄膜晶体管开关，所述光电二极管吸收所述闪烁体层产生的可见光转化成电荷，所述薄膜晶体管开关作为开关控制所述光电二极管的充放电，所述光电二极管紧邻所述闪烁体层。
3.根据权利要求1所述的X射线平板探测器，其特征在于：所述第一图像传感器和/或第二图像传感器为非晶硅传感器。
4.根据权利要求1所述的X射线平板探测器，其特征在于：所述第一图像传感器和/或第二图像传感器为有机传感器，包括有机薄膜晶体管层及制备于所述有机薄膜晶体管层上的有机光电二极管层。
5.根据权利要求1所述的X射线平板探测器，其特征在于：所述闪烁体层的材料为碘化铯。
6.根据权利要求5所述的X射线平板探测器，其特征在于：所述第二图像传感器为非晶硅传感器，制备所述闪烁体层时，碘化铯采用热蒸发的方法在所述第二图像传感器上成膜，生长温度高于100摄氏度。
7.根据权利要求5所述的X射线平板探测器，其特征在于：所述第二图像传感器为有机传感器，制备所述闪烁体层时，碘化铯采用热蒸发的方法在所述第二图像传感器上成膜，生长温度低于120摄氏度。
8.根据权利要求1所述的X射线平板探测器，其特征在于：所述闪烁体层的材料为硫氧化钆。
9.根据权利要求8所述的X射线平板探测器，其特征在于：所述闪烁体层通过胶与第二图像传感器粘合在一起。
10.根据权利要求1所述的X射线平板探测器，其特征在于：所述第一图像传感器和/或所述第二图像传感器，包括：像素阵列、扫描驱动电路及读取控制电路；所述像素阵列包括多个像素单元，接收光信号并转化为电信号后储存于各像素单元中；所述扫描驱动电路连接所述像素阵列，逐行打开各像素单元；所述读取控制电路连接所述像素阵列，读取各像素单元中的电荷。
11.根据权利要求10所述的X射线平板探测器，其特征在于：所述第一图像传感器和所述第二图像传感器的像素阵列对称排布。
12.根据权利要求10所述的X射线平板探测器，其特征在于：所述第一图像传感器和所述第二图像传感器的像素阵列错开排布。
13.根据权利要求1所述的X射线平板探测器，其特征在于：所述第一图像传感器用于成像；所述第二图像传感器用于自动检测曝光，根据穿过所述第二图像传感器的光信号检测曝光动作，并触发曝光请求信号；所述控制及处理模块接收曝光请求信号，并据此读取所述第一图像传感器和所述第二图像传感器的图像信息，对图像信息进行处理。
14.一种X射线平板探测系统，其特征在于，包括：
X射线源，与所述X射线源相对设置的根据权利要求1-13任一项所述的X射线平板探测器及与所述X射线平板探测器连接的显示设备；
所述X射线源发射X射线，并照射到被测物上；所述X射线平板探测器接收带有所述被测物图像信息的X射线，并转化为电信号；所述显示设备将所述X射线平板探测器传输过来的电信号还原为图像信息。
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|---|---|
| CN (1) | CN106539588A (zh) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107550505A (zh) * | 2017-08-29 | 2018-01-09 | 上海联影医疗科技有限公司 | X线探测器、x线摄像系统及x线摄像方法 |
| CN108490476A (zh) * | 2018-03-08 | 2018-09-04 | 上海奕瑞光电子科技股份有限公司 | 平板探测器及引导拍片的方法 |
| CN109387639A (zh) * | 2017-08-07 | 2019-02-26 | 上海易孛特光电技术有限公司 | 一种非晶硅平板探测器 |
| CN109768062A (zh) * | 2019-01-11 | 2019-05-17 | 惠科股份有限公司 | 一种x射线探测器及具有其的显示设备 |
| CN110308475A (zh) * | 2019-08-01 | 2019-10-08 | 深圳市安健科技股份有限公司 | 一种x射线探测器及其制备方法 |
| CN110987982A (zh) * | 2019-12-19 | 2020-04-10 | 江苏康众数字医疗科技股份有限公司 | 一种x-光高吸收率探测系统及图像成像方法 |
| CN112002718A (zh) * | 2020-08-14 | 2020-11-27 | 上海奕瑞光电子科技股份有限公司 | X射线探测器及其制备方法 |
| CN112617868A (zh) * | 2019-10-07 | 2021-04-09 | 西门子医疗有限公司 | 成像设备和成像方法 |
| CN112834530A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-25 | 上海奕瑞光电子科技股份有限公司 | 双面x射线探测器及成像方法 |
| CN114447026A (zh) * | 2022-02-14 | 2022-05-06 | 成都捷翼电子科技有限公司 | 一种有机图像传感器制造方法 |
| US11398520B2 (en) | 2019-01-11 | 2022-07-26 | HKC Corporation Limited | X-ray detector, method for manufacturing x-ray detector, and medical equipment |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101988967A (zh) * | 2009-07-30 | 2011-03-23 | 卡尔斯特里姆保健公司 | 在闪烁物上形成的射线照相检测器 |
| CN102364357A (zh) * | 2010-06-09 | 2012-02-29 | 卡尔斯特里姆保健公司 | 具有改进的空间采样的双屏射线照相检测器 |
| CN202523710U (zh) * | 2011-09-14 | 2012-11-07 | 孙建松 | 一种高效dr非晶硅探测板 |
| CN103033839A (zh) * | 2011-09-30 | 2013-04-10 | 通用电气公司 | 具有改善的量子效率的光电探测器 |
| CN105101598A (zh) * | 2015-07-08 | 2015-11-25 | 江苏康众数字医疗设备有限公司 | 一种光信号探测器的自动曝光同步装置及方法 |
-
2016
- 2016-10-11 CN CN201610887249.8A patent/CN106539588A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101988967A (zh) * | 2009-07-30 | 2011-03-23 | 卡尔斯特里姆保健公司 | 在闪烁物上形成的射线照相检测器 |
| CN102364357A (zh) * | 2010-06-09 | 2012-02-29 | 卡尔斯特里姆保健公司 | 具有改进的空间采样的双屏射线照相检测器 |
| CN202523710U (zh) * | 2011-09-14 | 2012-11-07 | 孙建松 | 一种高效dr非晶硅探测板 |
| CN103033839A (zh) * | 2011-09-30 | 2013-04-10 | 通用电气公司 | 具有改善的量子效率的光电探测器 |
| CN105101598A (zh) * | 2015-07-08 | 2015-11-25 | 江苏康众数字医疗设备有限公司 | 一种光信号探测器的自动曝光同步装置及方法 |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109387639A (zh) * | 2017-08-07 | 2019-02-26 | 上海易孛特光电技术有限公司 | 一种非晶硅平板探测器 |
| CN107550505A (zh) * | 2017-08-29 | 2018-01-09 | 上海联影医疗科技有限公司 | X线探测器、x线摄像系统及x线摄像方法 |
| CN108490476B (zh) * | 2018-03-08 | 2020-04-10 | 上海奕瑞光电子科技股份有限公司 | 平板探测器及引导拍片的方法 |
| CN108490476A (zh) * | 2018-03-08 | 2018-09-04 | 上海奕瑞光电子科技股份有限公司 | 平板探测器及引导拍片的方法 |
| CN109768062A (zh) * | 2019-01-11 | 2019-05-17 | 惠科股份有限公司 | 一种x射线探测器及具有其的显示设备 |
| US11398520B2 (en) | 2019-01-11 | 2022-07-26 | HKC Corporation Limited | X-ray detector, method for manufacturing x-ray detector, and medical equipment |
| CN110308475A (zh) * | 2019-08-01 | 2019-10-08 | 深圳市安健科技股份有限公司 | 一种x射线探测器及其制备方法 |
| CN112617868A (zh) * | 2019-10-07 | 2021-04-09 | 西门子医疗有限公司 | 成像设备和成像方法 |
| CN110987982A (zh) * | 2019-12-19 | 2020-04-10 | 江苏康众数字医疗科技股份有限公司 | 一种x-光高吸收率探测系统及图像成像方法 |
| WO2021120840A1 (zh) * | 2019-12-19 | 2021-06-24 | 江苏康众数字医疗科技股份有限公司 | 一种x-光高吸收率探测系统及图像成像方法 |
| US12038543B2 (en) | 2019-12-19 | 2024-07-16 | CareRay Digital Medical Technology Co., Ltd. | X-ray high-absorptivity detection system and image imaging method |
| CN112002718A (zh) * | 2020-08-14 | 2020-11-27 | 上海奕瑞光电子科技股份有限公司 | X射线探测器及其制备方法 |
| CN112834530A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-25 | 上海奕瑞光电子科技股份有限公司 | 双面x射线探测器及成像方法 |
| CN114447026A (zh) * | 2022-02-14 | 2022-05-06 | 成都捷翼电子科技有限公司 | 一种有机图像传感器制造方法 |
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