CN110022771B - 针对动态成像的同步 - Google Patents

Abstract

通过向检测器和生成器传送帧率使数字射线照相检测器的积分周期与x射线生成器的x射线脉冲率之间的操作同步。在第一模式中，检测器监测一个或多个像素以检测x射线脉冲。相对于检测器的内部时钟的所检测到的x射线脉冲的发射时间被用于基于所传送的帧率和x射线脉冲的所检测到的发射时间使检测器的积分周期与x射线生成器的脉冲率同步。相继脉冲也可以被用于确定帧率而无需其事先传输。

Description

针对动态成像的同步

背景技术

本文中公开的主题涉及荧光透视、锥形束计算断层扫描（CBCT），以及要求数字射线照相检测器与x射线生成器之间的同步和高帧率数据捕获两者的断层照相组合（tomosynthesis）应用。所述同步允许生成器当检测器在积分（积分窗口）时发射。通常这是利用检测器和生成器之间的硬件束缚来完成的。期望的是，无线地操作检测器和生成器以供临床应用之用。

传统上，无线捕获通过触发检测器开始积分而发生。然而，这引入了生成器的曝光周期与检测器的积分周期之间的定时不确定性。该不确定性是由不可控制的元件所造成的，其诸如检测器与操作系统之间的延迟和传输延迟。为了补偿，积分窗口被设置成比x射线脉冲宽度更长的时间。更长的积分窗口降低了最大帧率，并且可能限制荧光透视和断层照相组合应用的功能性。

就诸如荧光透视和断层照相组合的临床动态成像应用而言，重要的是保持帧的积分窗口小同时确保生成器仅在积分窗口期间发射。以上讨论仅仅是为了一般的背景信息而提供的，并且不旨在被用作帮助确定所要求保护的主题的范围。

发明内容

所期望的是使检测器和生成器同步，以使得生成器的周期性x射线脉冲总是落在检测器的积分窗口内。此外，期望的是使用户启动获取与生成器发射之间的等待时间最小化。

公开了通过将帧率传送到检测器和生成器来使数字射线照相检测器的积分周期与x射线生成器的x射线脉冲率（pulse rate）之间的操作同步。在第一模式中，检测器监测一个或多个像素以检测x射线脉冲。相对于检测器的内部时钟的所检测到的x射线脉冲的发射时间被用于基于所传送的帧率和x射线脉冲的所检测到的发射时间来使检测器的积分周期与x射线生成器的脉冲率同步。相继脉冲也可以被用于确定帧率而无需其事先传输。

在一个实施例中，使数字射线照相检测器的积分周期与x射线生成器的x射线脉冲率之间的操作同步的方法首先将帧率传达到检测器和生成器。检测器然后通过连续地逐行从检测器中读出一个或多个帧来以第一模式进行操作。检测器监测像素的每个读出行以检测指示x射线生成器已经发射碰撞检测器的x射线脉冲的高输出。生成器发出所检测到的x射线脉冲的开始时间可以由检测器相对于检测器的内部时钟使用对应于检测器的已知行读出时间间隔和当x射线脉冲到达检测器时正读出的行的行数来确定。检测器然后可以以第二模式来操作，其中所述检测器的积分周期与生成器发出x射线脉冲的开始时间基于所传达的帧率和所检测到的x射线脉冲的所确定的开始时间而被同步。

在另一个实施例中，使数字射线照相检测器的积分周期与x射线生成器的x射线脉冲率之间的操作同步的方法首先将帧率传达到检测器和生成器。检测器然后通过监测检测器中的一个或多个像素以检测来自x射线生成器的x射线脉冲来以第一模式进行操作。生成器发出所检测到的x射线脉冲的开始时间可以由检测器使用检测器的内部时钟来确定。检测器然后可以以第二模式来操作，其中所述检测器的积分周期与生成器发出x射线脉冲的开始时间基于所传达的帧率和所检测到的x射线脉冲的所确定的开始时间而被同步。

在另一个实施例中，使数字射线照相检测器的积分周期与x射线生成器的x射线脉冲率之间的操作同步的方法监测检测器中的一个或多个像素以检测来自x射线生成器的x射线脉冲。生成器发出所检测到的x射线脉冲的开始时间可以由检测器使用检测器的内部时钟来确定。来自x射线生成器的第二脉冲被检测到并且脉冲之间的时间被用于确定x射线生成器的脉冲率。检测器然后可以以第二模式来操作，其中检测器的积分周期与生成器的脉冲率被同步。

本公开的此简要描述仅旨在提供根据一个或多个说明性实施例的本文中公开的主题的简要概览，并且不用作解释权利要求或限定或限制本发明的范围的指引，本发明的范围仅由所附权利要求所限定。提供此简要描述是为了以简化的形式介绍将在以下详细描述中进一步描述的概念的说明性选择。此简要描述不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在被用作帮助确定所要求保护的主题的范围。所要求保护的主题不限于解决背景技术中指出的任何或所有缺点的实现方式。

附图说明

因此，以可以理解本发明的特征的方式，可以通过参考某些实施例来获得本发明的详细描述，所述实施例的一些在附图中被图示。然而，应当指出的是，附图仅图示了此发明的某些实施例，并且因此不应视为限制其范围，因为本发明的范围涵盖其他同等有效的实施例。附图不一定按比例绘制，重点通常在于图示本发明的某些实施例的特征。在附图中，贯穿各个视图，相同的数字用于表示相同的部分。因此，为了进一步理解本发明，可以参考结合附图阅读的以下详细描述，在所述附图中：

图1是示例性x射线成像系统的示意的透视图；

图2是射线照相检测器中的光电传感器阵列的示意图；

图3是DR检测器的图；

图4是示例性DR检测器的横截面图；以及

图5是示例性x射线成像系统的另一个透视图；以及

图6图示了定时的x射线生成器脉冲和检测器积分周期的示例图。

具体实施方式

本申请要求对2016年11月23日以Richard等人的名义提交的且题为“SYNCHRONIZATION FOR BEDSIDE DYNAMIC IMAGING”的美国专利申请序列号62/425,648的优先权，其通过引用以其整体特此并入本文。

本申请在某些方面涉及以Topfer等人的名义且题为“BEAM DETECTION WITHCONTINUOUS DETECTOR READOUT”、具有国际申请日为2015年12月9日的美国专利申请PCT/US2015/064683，其通过引用以其整体特此并入本文。

图1是数字射线照相（DR）成像系统10的透视图，其根据一个实施例可以包括通常弯曲的或平面的DR检测器40（以平面的实施例示出并且为描述的清楚起见而没有壳体）、配置成生成射线照相能量（x射线辐射）的x射线生成器（或x射线源）14、以及配置成显示由DR检测器40捕获的图像的数字监测器或电子显示器26。DR检测器40可以包括以电可寻址的行和列布置的光电传感器或检测器单元22的二维阵列12。这些光电传感器22在本文中可以被称为成像像素或检测器像素。DR检测器40可被定位成在射线照相能量曝光或射线照相能量脉冲期间接收由x射线源14发出的穿过主体20的x射线16。如在图1中所示出，射线照相成像系统10可以使用发出校准的x射线16（例如x射线束）的x射线源14，其选择性地瞄准并穿过主体20的预选区域18。x射线束16可以通过根据主体20的内部结构沿其多个射线改变角度而减弱，所述减弱的射线由光敏性检测器单元22的阵列12来检测。弯曲的或平面的DR检测器40尽可能以与由x射线源14发出的多个射线16的基本中心射线17相对垂直地被定位。在弯曲的阵列实施例中，源14可在中心被定位，以使得较大百分比或全部的光敏性检测器单元垂直于从中心定位的源14进入的x射线而被定位。各个光敏性单元（像素）22的阵列12可以通过根据行和列的其位置而被电寻址（扫描）。如在本文中所使用，术语“列”和“行”指的是光电传感器单元22的垂直和水平布置，并且，为描述的清楚起见，将假定行水平地延伸并且列垂直地延伸。然而，列和行的定向是任意的并且不限制本文中公开的任何实施例的范围。此外，术语“主体”可以被图示为图1的描述中的人类患者，然而，DR成像系统的主体，作为本文中使用的术语，可以是人类、动物、无生命的对象，或者其部分。

在一个示例性实施例中，可以由电子扫描电路28一次扫描一个或多个光敏性单元22的行，以使得可以向电子读出电路30传送来自阵列12的曝光数据。每个光敏性单元22可以独立地检测并存储电荷，所述电荷与在单元中接收并吸收的减弱的射线照相辐射（或x射线）的强度（或能量级）成比例。因此，当读出时，每个光敏性单元提供定义射线照相图像24的像素的检测到的信息，例如，亮度级或者由像素吸收的能量的量，所述检测到的信息可以由图像处理电子器件34来数字解码并且被传送以由数字监测器26来显示以供用户查看。如果在光敏性单元的读出期间没有检测到存储的电荷，则由读出电路可以推断x射线生成器尚未发射x射线脉冲。如果在光敏性单元的读出期间检测到存储的电荷高于预设电压阈值，则由读出电路可以推断x射线生成器已经发射了由正被读出的特定光敏性单元检测到的x射线脉冲。检测器中的内部时钟（专用定时器（未示出）或编程的时钟电路）可被用于存储当检测到x射线脉冲的时间。电子偏置电路32电连接到二维检测器阵列12以向光敏性单元22中的每个提供偏置电压。

偏置电路32、扫描电路28以及读出电路30中的每个可以通过连接的线缆33（有线的）与获取控制及图像处理单元34通信，或者DR检测器40和获取控制及图像处理单元34可以配备有无线传送器和接收器以向获取控制及图像处理单元34无线地35传送射线照相图像数据。获取控制及图像处理单元34可以包括处理器和电子存储器（未示出）以如本文中所描述的那样控制DR检测器40的操作，包括例如通过使用编程的指令来控制电路28、30和32，并且以存储和处理图像数据。获取控制及图像处理单元34还可以被用于在射线照相曝光期间通过硬连线连接37来控制x射线源14的激活、控制x射线管电流幅度，并从而控制x射线束16中的x射线的通量、和/或控制x射线管电压，并从而控制x射线束16中的x射线的能量级。获取控制及图像处理单元34功能的部分或全部可以驻留在板上处理系统36中的检测器40中，其可以包括处理器和电子存储器以如本文中所描述的那样控制DR检测器40的操作，包括电路28、30和32的控制和定时，诸如如本文中所描述的那样通过使用编程的指令使积分窗口同步，并且以类似于独立的获取控制及图像处理系统34的功能来存储和处理图像数据。图像处理系统可以如本文中所描述的那样执行图像积分和图像部署功能。图像处理系统36可以基于从获取控制及图像处理单元34传送的指令或其他命令来控制板上检测器40的图像传输、图像处理以及图像校正。可替代地，获取控制及图像处理单元34可以接收来自检测器40的原始图像数据并且处理图像数据和将其存储，或者它可以在本地存储器中或在远程可访问存储器中存储原始未处理的图像数据。

就DR检测器40的直接检测实施例而言，光敏性单元22可以每个包括对x射线敏感的感测元件，即，其吸收x射线并生成与所吸收x射线能量的幅度成比例的电荷载流子的量。开关元件可以配置成被选择性地激活以读出对应x射线感测元件的电荷电平。就DR检测器40的间接检测实施例而言，光敏性单元22可以每个包括对可见光谱中的光线敏感的感测元件，即，其吸收光线并生成与所吸收光能量的幅度成比例的电荷载流子的量、以及开关元件，其被选择性地激活以读对应感测元件的电荷电平。闪烁器（或波长转换器）可以部署在光敏性感测元件之上，以将入射的x射线射线照相能量转换成可见光能量。因此，在本文中公开的实施例中，应当指出的是，DR检测器40（或图3中的DR检测器300或图4中的DR检测器400）可以包括间接或直接类型的DR检测器。

    感测阵列12中使用的感测元件的示例包括各种类型的光电转换设备（例如，光电传感器），诸如光电二极管（P-N或PIN二极管）、光电电容器（MIS）、光电晶体管或光电导体。用于信号读出的开关元件的示例包括a-Si TFT、氧化物TFT、MOS晶体管、双极晶体管和其他p-n结组件。

    图2是用于DR检测器40的部分二维阵列12的示意图240。光电传感器单元的阵列212（其操作可与上述光电传感器阵列12一致）可以包括多个氢化非晶硅（a-Si:H）n-i-p光电二极管270和形成为每个具有栅极（G）、源极（S）和漏极（D）端子的场效应晶体管（FET）的薄膜晶体管（TFT）271。在诸如多层DR检测器（图4中的400）的本文中公开的DR检测器40的实施例中，光电传感器单元12的二维阵列可以被形成在邻接DR检测器结构的邻近层的设备层中，所述邻近层可以包括刚性玻璃层或柔性聚酰亚胺层或包括碳纤维而没有任何邻近刚性层的层。多个栅极驱动器电路228可以电连接到多个栅极线283，所述多个栅极线283控制施加于TFT 271的栅极的电压，多个读出电路230可以电连接到数据线284，并且多个偏置线285可以电连接到偏置线总线或可变偏置参考电压线232，其控制施加于光电二极管270的电压。电荷放大器286可以电连接到数据线284以接收来自其的信号。来自电荷放大器286的输出可以电连接到复用器287，诸如模拟复用器，然后电连接到模数转换器（ADC）288，或者它们可以直接连接到ADC，来以所期望的率使数字射线照相图像数据进行流输出（steamout）。在一个实施例中，图2的示意图可以表示DR检测器40的部分，诸如基于a-Si:H的间接平坦面板、弯曲的面板或柔性面板成像器。

    入射x射线或x射线光子16由闪烁器转换成光量子或光线，所述光线随后在碰撞a-Si:H n-i-p光电二极管270时被转换成电子-空穴对或电荷。在一个实施例中，示例性检测器单元222（其在本文中可等效地称为像素）可以包括具有电连接到偏置线285的其阳极以及电连接到TFT 271的漏极（D）的其阴极的光电二极管270。偏置参考电压线232可控制在每个检测器单元222处的光电二极管270的偏置电压。每个光电二极管270的电荷容量是其偏置电压和其电容的函数。通常，可以将反向偏置电压（例如，负电压）施加于偏置线285以跨每个光电二极管270的pn结来创建电场（并因此创建耗尽区），以增强其对由入射光线生成的电荷的收集效率。在本文中称为积分周期或积分阶段，由光电传感器单元的阵列212表示的图像信号可以由光电二极管来积分或捕获，同时例如通过经由栅极驱动器电路228将栅极线283维持在负电压而使它们的相关联TFT 271保持在非导通（关闭）状态中。光电传感器单元阵列212然后可以借助于栅极驱动器电路228通过将TFT 271的行顺序地切换到导通（开启）状态而被读出。当像素22的行被切换到导通状态时，例如通过将正电压施加于对应栅极线283，从那些像素中的光电二极管收集的电荷可以沿数据线284传递到外部电荷放大器电路286。然后，行可以被切换回非导通状态，并且对每个行重复该过程，直到已经读出整个光电传感器单元的阵列212。使用并行-到-串行转换器（诸如复用器287）积分信号输出从外部电荷放大器286被传递到模数转换器（ADC）288，其共同构成读出电路230。如本文中所描述的，可以测量对每行或对每个像素22的信号输出（例如，电压电平）以检测x射线能量是否已到达检测器，其指示x射线源14是否已经发射。

此数字图像信息可以随后由图像处理系统34来处理以产生数字图像，所述数字图像然后可以被数字地存储并立即显示在监测器26上，或者其可以通过访问包含存储的图像的数字电子存储器在稍后时间被显示。平坦的面板DR检测器40和x射线源14可以能够进行单次拍摄（single-shot）（例如，静态射线照相）和诸如用于荧光透视、CBCT和断层照相组合应用的连续图像获取两者，其可能要求大约每秒30帧、每秒60帧或更多的传送帧率。

图3示出了根据本文中公开的DR检测器40的实施例的通常为矩形、平面、便携式无线DR检测器300的示例性现有技术的透视图。DR检测器300可以包括柔性基板以允许DR检测器以弯曲的定向来捕获射线照相图像。如所期望的，柔性基板可以以永久弯曲的定向来制造，或者其可以贯穿其使用期限保持柔性以提供在两个或三个维度上可调节的曲率。DR检测器300可以包括围绕多层结构的类似柔性壳体部分314，所述多层结构包括DR检测器300的柔性光电传感器阵列部分22。DR检测器300的壳体部分314可以包括围绕DR检测器300的内部容积的连续的、刚性的或柔性的、x射线透不过的材料或如本文中同义使用的辐射透不过的材料。壳体部分314可以包括四个柔性的边缘318，其在顶侧321与底侧322之间延伸，并且相对于顶侧和底侧321、322基本正交地布置。底侧322可以与四个边缘相连并且与DR检测器300的顶侧321相对部署。顶侧321包括附接于壳体部分314的顶盖312，其与壳体部分314一起将多层结构基本上封闭在DR检测器300的内部容积中。顶盖312可以附接于壳体314以形成在其之间的密封，并且所述密封由使x射线16穿过而不显著将x射线16减弱的材料制成，所述材料即x射线可透射的材料或，如本文中同义使用的射线可透过的材料，诸如碳纤维塑料、聚合物或其他基于塑料的材料。

参考图4，以示意的形式图示了沿DR检测器300（图3）的示例性实施例的截面4-4的示例性横截面视图。如本文所使用的那样，出于空间上参考的目的，DR检测器400的一个主表面可以被称为顶侧451，并且第二主表面可以被称为底侧452。多层结构可以部署在由壳体314和顶盖312封闭的内部容积450内，并且可以包括在弯曲的或平面的二维成像传感器阵列12（示意性地示为设备层402）之上的柔性弯曲的或平面的闪烁器层404。闪烁器层404可以直接在（例如，直接连接到）基本平坦的顶盖312下方，并且成像阵列402可以直接在闪烁器404下方。作为替代地，柔性层406可以被定位在闪烁器层404和顶盖312之间以作为多层结构的部分，从而允许多层结构的可调节的曲率和/或提供减震。可以选择柔性层406来为顶盖312和闪烁器404两者提供一定量的柔性支撑，并且所述柔性层406可以包括泡沫橡胶类型的材料。如参考图3所描述的那样，刚刚描述的包括多层结构的层每个通常可以形成为矩形形状，并且由正交布置的边缘所限定，并且与壳体314的边缘318的内侧平行部署。

基板层420可以被部署在成像阵列402下方，诸如在一个实施例中为刚性玻璃层，或者包括聚酰亚胺或碳纤维的柔性基板，在其上可以形成光电传感器的阵列402以允许阵列的可调节的曲率，并且可以包括多层结构的另一个层。在基板层420下方，辐射透不过的屏蔽层418可以用作x射线阻挡层，以帮助防止穿过基板层420的x射线的散射以及阻挡从内部容积450中的其他表面反射的x射线。包括扫描电路28、读出电路30、偏置电路32和处理系统36（图1的全部）的读出电子器件可以被形成在成像阵列402邻近，或者如所示出的，可以以电连接到印刷电路板424、425的集成电路（IC）的形式部署在框架支撑构件416以下。成像阵列402可以通过柔性的连接器428电连接到读出电子器件424（IC），所述柔性连接器428可以包括称为膜上芯片（COF）连接器的多个柔性的、密封的导体。

x射线通量可以在由示例性x射线束16表示的方向上穿过射线可透过的顶面板盖312，并且撞击在闪烁器404上，其中由高能x射线或光子16的刺激引起闪烁器404发出较低能量的光子作为可见光线，其然后在成像阵列402的光电传感器中被接收。框架支撑构件416可以将多层结构连接到壳体314，并且还可以通过在框架支撑束422与壳体314之间部署弹性垫（未示出）以作为减震器进行操作。紧固件410可用于将顶盖312附接到壳体314并在它们得到接触的区域430中在顶盖312与壳体314之间创建密封。在一个实施例中，外部缓冲器412可以沿DR检测器400的边缘318被附接，以提供额外的减震。

图5是示出包括与如本文中相对于图1的x射线成像系统10描述的操作类似的组件的x射线系统500的图。如本文中所描述的，为了便于描述起见图示了x射线系统500的组件，然而，本领域技术人员将认识到，x射线生成器14和检测器40可以被配置成以包括荧光透视、CBCT和断层照相组合应用的射线照相成像模式进行操作。在一个实施例中，数字射线照相检测器40的积分周期和x射线生成器14的脉冲率可以被同步以实现荧光透视成像，所述图像可以由检测器40以大约每秒30帧与每秒60帧之间的帧率被无线地35传送到图像处理控制器34，以用于在监测器24上进行实时视频显示。在一种操作模式中，图像处理控制器34将帧率（即，以毫秒或微秒为单位的脉冲之间的时间）无线地35传达到检测器40，并且通过硬连线通信信道37传达到x射线生成器14。检测器可以被编程成在此时间以第一模式进行操作，所述第一模式可以称为待机模式，这是通过连续地从检测器逐行连续地读出一个或多个数据帧。x射线系统的操作者可以使用用于图像处理控制器34的已知输入手段来选择性地激活待机模式。

如本文中所使用的术语数据帧，数据帧包含作为存储在检测器40的所有像素中的数据，所述数据帧或帧可以包含暗图像数据，其中x射线源在检测器40的积分周期期间是没有被激活的。暗图像可以由检测器40用于标定的目的。数据帧可以包含短暂数据（flashdata），其中x射线源被激活以使得整个检测器阵列被暴露于x射线束以便于执行读出电路和像素的标定及诊断测试。数据帧还可以包含在患者或其他主体的检查过程期间捕获的图像数据。

在逐行读出期间，检测器监测像素的每个读出行以检测在哪行正被读出期间来自x射线生成器的x射线脉冲到达检测器。这是通过如由读出电路测量和检测的高于预设阈值（典型地为电压电平）的像素或像素的行中捕获的电荷的量所指示。在一个实施例中，为了更快地检测x射线脉冲，可以在此第一待机操作模式期间监测检测器的像素中的所选择的检测器的像素。所述像素的子集可以被寻址以用于监测，以使得相比于逐行扫描整个阵列，可以在更短的时间量内扫描像素的所选择的子集。当在第一操作模式期间检测到x射线脉冲时，由检测器记录相对于检测器的内部时钟的检测的时间，所述记录诸如通过将时间存储在电子存储器中。还可以使用对应于检测器的已知行读出时间间隔和包含其检测到的信号指示x射线生成器被激活的像素的行的行数来计算x射线脉冲开始时间。因此，x射线生成器开始时间可以相对于内部时钟、相对于当x射线脉冲到达检测器时正被读出的行、或者以时间相位、或时间差、相对于用于读检测器的特定行（诸如检测器的像素的第一（顶）行或最后（底）行）的时间的关系而被存储在检测器中。因为检测器40被编程成存储先前传送的帧率，所以检测器40可以基于先前x射线脉冲的所确定开始时间来计算下一个x射线生成器脉冲的开始时间。当确定下一个x射线生成器脉冲开始时间时，检测器可以通过选择性地调整其积分周期以与生成器发出x射线脉冲的所期望的计算的开始时间同步来转变到第二同步模式。

可以相对于图6的时序图来解释同步的积分周期，图6图示了示出五个示例性x射线束脉冲的x射线生成器脉冲时间线601，其中x射线脉冲603、605在本文中可称为第一和第二x射线脉冲。x射线脉冲603、605的帧率可以被定义为脉冲605之间的时间，其可以以微秒或毫秒为单位来传达。示例性检测器时间线602图示了对应于检测器时间线“高”的积分周期606，以及对应于检测器时间线“低”的读出周期608。与x射线生成器脉冲同步的积分周期606图示了优选的定时实施例，由此积分周期被编程成在x射线生成器被激活以发出x射线脉冲之前开始，并且被编程成在x射线脉冲被终止之后结束，其后进行检测器阵列图像帧读出608。尽管在图6中图示的第一积分周期606被示出在第二x射线脉冲605之后进行，但是第一积分周期可以被编程成捕获由第二x射线脉冲605曝光的图像数据帧。如示出的图6时序图图示了本文中公开的本发明的一个实施例，其中帧率不由图像处理系统34来传送。

在一个实施例中，检测器的光电传感器阵列240中的特定单个光电传感器222可被制造成以检测器的行读出率的至少大约十倍的率而被读出，以检测来自x射线生成器的x射线脉冲何时到达检测器。在一个实施例中，此类单个像素的读出率可以被制造成以帧读出率的大约一百倍来读出。检测器可以被编程成监测此单个光电传感器以检测x射线生成器的开始时间。在一个实施例中，特定单个光电传感器可以被制造为与本文中公开的读出电路单独连接的光电二极管以用于检测来自x射线生成器的x射线脉冲。在一个实施例中，检测器使用生成器发出检测到的x射线脉冲的所确定开始时间来同步其内部时钟，并由此调度和控制其积分周期。在一个实施例中，x射线生成器可以由图像处理系统34所控制，以在检测器的第一操作模式期间以与其在第二模式期间发出的脉冲相较更低的能量或以更短的持续时间，或其两者发出x射线脉冲，在所述第二模式中使用典型的射线照相检查能量级和持续时间。因此，在由x射线生成器和x射线检测器进行的同步脉冲过程期间患者被暴露于较低的x射线能量。本文中公开的专门的光电传感器或不同的光电传感器可以由图像处理系统34来连续地监测，以在成像检查期间检测同步漂移或以维持检测器同步。

在一个实施例中，可以如本文中所描述的那样同步x射线系统，而无需首先将帧率传达到x射线生成器14和检测器40。检测器可以被编程成以第一模式进行操作，由此检测器监测检测器的一个或多个所选择像素，以检测来自x射线生成器的x射线脉冲。使用本文中描述的手段由检测器检测到的第一脉冲603的开始时间相对于检测器的内部时钟而被记录在检测器中。使用本文中描述的手段由检测器检测到第二脉冲605的开始时间并且帧率604基于前两个脉冲603、605之间的持续时间而被计算。因此，检测器基于所计算的帧率和前两个脉冲603、605的所记录的开始时间来计算下一个x射线脉冲的开始时间。检测器由此在第二正常成像操作模式中调整其积分周期以如本文中所描述的那样与x射线脉冲同步（图6）。相比于常规患者成像能量和持续时间，脉冲603、605可具有较低的能量或较短的持续时间，或具有其两者。

将会领会的是，本文中所描述的方法由适当编程的x射线图像处理系统10、500来执行。如本文中所公开的，x射线成像系统可包括具有内部时钟的无线平坦的或弯曲的面板数字射线照相检测器40并编程成可控制地调度其积分周期。x射线生成器14被包括并被配置成以预设的帧率可控制地发射x射线脉冲。检测器40和x射线生成器14两者都通信地耦合到图像处理系统34（无线地耦合到（检测器）并且通过硬连线耦合到（x射线生成器））以接收从图像处理系统34传送的帧率。检测器40被编程或被配置成监测检测器阵列中的一个或多个所选择的像素，以检测从x射线生成器14发出的x射线脉冲，并根据内部时钟来确定检测到的x射线脉冲的开始时间。检测器还被配置成基于所传达的帧率和检测到的x射线脉冲的所确定开始时间来利用生成器发出x射线脉冲的开始时间来可控制地调度或同步检测器的积分周期。

如由本领域技术人员将领会的，本发明的各方面可以实施为系统、方法或计算机程序产品。因此，本发明的各方面可以采取完整硬件实施例、完整软件实施例（包括固件、驻留软件、微代码等）、或者组合其全部通常可以在本文中被称为“服务”、“线路”、“电路”、“模块”和/或“系统”的软件和硬件方面的实施例的形式。此外，本发明的各方面可以采用在具有在其上实施的计算机可读程序代码的一个或多个计算机可读介质中实施的计算机程序产品的形式。

可以利用一个或多个计算机可读介质的任何组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。计算机可读存储介质可以是例如但不限于电子、磁、光、电磁、红外或半导体系统、装置或设备、或者前述的任何合适组合。计算机可读存储介质的更具体示例（非穷举列表）将包括以下内容：具有一个或多个连线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦除可编程只读存储器（EPROM或闪速存储器）、光纤、便携式紧致盘只读存储器（CD-ROM）、光学存储设备、磁存储设备、或前述的任何合适组合。在本文档的上下文中，计算机可读存储介质可以是任何有形介质，其可以包含或存储程序以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合。

实施在计算机可读介质上的程序代码和/或可执行指令可以使用任何适当的介质来传送，其包括但不限于无线、有线、光纤线缆、RF等、或者前述的任何合适组合。

用于执行本发明的各方面的操作的计算机程序代码可以以一种或多种编程语言的任何组合来编写，所述编程语言包括诸如Java、Smalltalk、C ++等的面向对象的编程语言以及诸如“C”编程语言或类似的编程语言的传统的过程编程语言。程序代码可以完整地在用户的计算机（设备）上执行、作为独立的软件包部分地在用户的计算机上执行、部分地在用户的计算机上执行且部分地在远程计算机上执行或者完整地在远程计算机或服务器上执行。在后一种情景中，远程计算机可以通过任何类型的网络连接到用户的计算机，所述网络包括局域网（LAN）或广域网（WAN）、或者可以做出到外部计算机的连接（例如，通过使用互联网服务提供商的互联网）。

本文中参考根据本发明的实施例的方法、装置（系统）和计算机程序产品的流程图图示和/或框图来描述了本发明的各方面。将理解的是，流程图图示和/或框图的每个框，以及流程图图示和/或框图中的框的组合可以由计算机程序指令来实现。

这些计算机程序指令可以被提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器以产生机器，以使得所述指令（其借助于计算机或其他可编程数据处理装置的处理器执行）创建用于实现流程图和/或框图（一个或多个）框中指定的功能/动作的手段。

这些计算机程序指令还可以存储在计算机可读介质中，其可以指导计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备以特定方式起作用，以使得存储在计算机可读介质中的指令产生制品，其包括实现流程图和/或框图（一个或多个）框中指定的功能/动作的指令。

计算机程序指令还可以被加载到计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备上，以使得在计算机、其他可编程装置或其他设备上执行一系列的操作的步骤，进而产生计算机实现的过程，以使得在计算机或其他可编程装置上执行的指令提供用于实现在流程图和/或框图（一个或多个）框中指定的功能/动作的过程。

此书面的描述使用示例来公开本发明，其包括最佳模式，并且还使任何本领域技术人员能够实践本发明，包括制作和使用任何装置或系统以及执行任何并入的方法。本发明的可专利范围由权利要求所限定，并且可包括本领域技术人员想到的其他示例。如果此类其他示例具有并非不同于权利要求的字面语言的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质差别的等同的结构元件，那么意在将此类其他示例纳入权利要求的范围内。

Claims (13)

1.一种用于使数字射线照相检测器的积分周期与x射线生成器的x射线脉冲率之间的操作同步的方法，所述方法包括：

以第一模式进行操作，其中所述检测器监测一个或多个选择的像素以检测来自所述x射线生成器的x射线脉冲；

确定相对于所述检测器的内部时钟的所述生成器发出所检测到的x射线脉冲的开始时间；

基于第一所检测到的x射线脉冲和第二所检测到的x射线脉冲的所确定的开始时间来确定所述x射线生成器的脉冲率；以及

通过基于所确定的脉冲率选择性地使所述检测器的积分周期与所述生成器发出x射线脉冲的开始时间同步来以第二模式进行操作。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括以所述检测器的行读出率的至少10倍的率来监测一个选择的像素以检测来自所述x射线生成器的x射线脉冲。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括以所述检测器的帧读出率的至少100倍的率来监测嵌入的光电二极管。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括与在所述第二模式期间发出的所述脉冲相比所述x射线生成器在所述第一操作模式期间以更低的能量或以更短的持续时间来发出所检测到的x射线脉冲。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括：在存在同步偏移的情况下，监测所述检测器中的传感器以检测同步偏移。

6.根据权利要求1所述的方法，还包括将以毫秒为单位的时间幅度传达到所述检测器和所述生成器以作为帧率，其中所述时间幅度是在x射线脉冲之间的时间。

7.根据权利要求1所述的方法，还包括通过连续地逐行从所述检测器中读出一个或多个帧来以所述第一模式进行操作。

8.根据权利要求7所述的方法，还包括所述检测器监测像素的每个读出行以检测在哪行正被读出期间来自所述x射线生成器的x射线脉冲到达所述检测器。

9.根据权利要求8所述的方法，还包括所述检测器使用对应于所述检测器的已知行读出时间间隔和当所述x射线脉冲到达所述检测器时正被读出的所述行的行数来确定相对于所述检测器的内部时钟的所述生成器发出所检测到的x射线脉冲的开始时间。

10.根据权利要求1所述的方法，还包括以所述检测器的行读出率的至少10倍的读出率来监测所述检测器的光电传感器阵列中的专门的单个光电传感器以检测来自所述x射线生成器的x射线脉冲何时达到所述检测器。

11.根据权利要求1所述的方法，还包括确定并存储相对于针对像素的第一行的读出开始时间的所述生成器发出所检测到的x射线脉冲的开始时间。

12.根据权利要求1所述的方法，还包括计算作为在所述生成器发出所检测到的x射线脉冲的所述开始时间与读出选择的行的开始时间之间的开始时间中的差，并且选择性地使读出所选择的行的时间同步以与所述生成器发出所述x射线脉冲的所述时间一致。

13.一种x射线成像系统，包括：

无线数字射线照相检测器，所述无线数字射线照相检测器包括内部时钟并配置成可控制地调度积分周期；

x射线生成器，所述x射线生成器配置成以预设帧率可控制地发射x射线脉冲；以及

处理系统，所述处理系统无线地耦合到所述检测器并且通过硬连线耦合到所述x射线生成器，所述处理系统配置成基于第一所检测到的x射线脉冲和第二所检测到的x射线脉冲的所确定的开始时间来确定所述x射线生成器的脉冲率，

其中所述检测器被配置成监测一个或多个选择的像素以检测来自所述x射线生成器的x射线脉冲并且确定相对于所述内部时钟的所检测到的x射线脉冲的开始时间，

并且其中所述检测器被配置成基于所确定的脉冲率和所检测到的x射线脉冲的所确定的开始时间来选择性地使所述检测器的积分周期与所述生成器发出x射线脉冲的开始时间同步。

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