FR2839231A1 - Procede et appareil pour accroitre la frequence d'accquisition de donnees dans un detecteur numerique. - Google Patents
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Abstract
Il est proposé une technique pour améliorer les performances d'un système à détecteur numérique (22), tel que dans un système à rayons X numérique (10). Des fréquences des trames accrues et des définitions améliorées sont obtenues par choix d'un champ d'observation d'intérêt et traitement d'informations de pixels seulement pour le champ d'observation choisi. Des données provenant d'une série de rangées du détecteur sont simultanément traitées par un rétablissement de charge des pixels d'une rangée, pendant une numérisation de signaux provenant d'une rangée préalablement rechargée, et une transmission de signaux numériques d'une troisième rangée pour laquelle les signaux ont été préalablement numérisés. Un nettoyage de rangées exclues du champ d'observation peut être effectué pendant que des signaux sont détectés et traités pour des rangées incluses dans le champ d'observation choisi.
Description
de la bouche de l'utilisateur.
PROCEDE ET APPAREIL POUR ACCROITRE LA FREQUENCE
D'ACQUISITION DE DONNEES DANS UN DETECTEUR NU1\lERIQUE La présente invention porte globalement sur des systèmes d'imagerie, tels que des systèmes de radiographie, et en particulier sur des détecteurs numériques utilisés dans de tels systèmes. Plus précisément, la présente invention porte sur un appareil et un
procédé pour réduire la durée nécessaire pour lire un détecteur de rayons X à solide.
Les systèmes d'imagerie numérique sont de plus en plus répandus pour produire des données numériques qui peuvent être reconstruites en images radiographiques 0 utiles. Dans une application d'un système d'imagerie numérique, un rayonnement provenant d'une source est dirigé vers un sujet, typiquement un patient dans une application de diagnostic médical, et une partie du rayonnement traverse le sujet et frappe un détecteur. La surface du détecteur convertit le rayonnement en photons de
lumière, qui sont détectés.
Le détecteur est divisé en une matrice d'éléments d'image ou pixcls discrets, et code des signaux de sortie basés sur la quantité ou l'intensité du rayonnement frappant chaque région de pixcl. Comme l'intensité du rayonnement est modifiée à mesure que le rayonnement traverse le sujet, les images reconstruites sur la base des signaux de sortie peuvent fournir une projection de tissus ou d'autres caractéristiques similaires à celles
pouvant être obtenues par des techniques à pellicule photographique conventionnelle.
Dans les détecteurs numériques existants, la surface du détecteur est divisée en une matrice d'éléments d'image ou pixels, avec des rangées et colonnes de pixels organisées adjacentes l'une à l'autre pour former la zone d'image globale. Lorsque le détecteur est exposé à un rayonnement, des photons frappent un scintillateur de même étendue que la zone d'image. Une série d'éléments détecteurs sont formés aux points d'intersection des rangées et des colonnes, chaque point d'intersection correspondant à un pixel constituant la matrice d'image. Dans un type de détecteur, chaque élément est constitué d'une photodiode et d'un transistor à couches minces. Les transistors et les photodiodes sont typiquement faits de siliclum amorphe, sur lequel est déposé de l'iodure de césium. L'iodure de césium absorbe les rayons X et les convertit en lumière, qui est ensuite détectée par les photodiodes. Comme pourront l'apprécier les personnes compétentes dans l'art, la photodiode agit comme un condensateur, la photodiode étant généralement chargée à une certaine tension connue. La lumière qui est émise
proportionnellement au flux de rayons X décharge ensuite partiellement la photodiode.
Une fois que l ' exposition est terminée, la charge de la photodio de est ramence à la charge initiale. La quantité de charge requise pour rétablir la tension initiale de la photodiode est alors mesurée, qui devient une mesure du rayonnement X frappant le
pixcl pendant la durée de l'exposition.
Dans un détecteur du type décrit plus haut, la cathode de chaque photodiode est 0 reliée à la source d'un transistor, et les anodes de toutes les diodes sont relices à une tension de polarisation négative. En outre, les grilles des transistors d'une même rangée sont relices ensemble et une électrode de rangée est reliée à des cTrcuits électroniques de balayage. Les drains des transistors de chaque colonne sont reliés ensemble, et chaque électrode de colonne est reliée à d'autres circuits électroniques de lecture. Un balayage séquentiel des rangées et une lecture simultance des signaux présents au niveau des électrodes de colonne permettent au système d'acquérir la matrice entière de signaux en vue d'un traitement et d'une présentation subséquents des signaux. Le détecteur est donc lu ou "nettoyé" rangée par rangée, de manière commandée par le transistor associé à chaque photodiode. On remarquera qu'une lecture du détecteur correspond à une recharge des photo diodes et une collecte de données quand l'image produite par le détecteur contient des donnces valables, principalement des images qui contiennent des données d'exposition ou de compensation, tandis qu'un "nettoyage" correspond à une recharge similaire même si les données ne sont pas importantes et peuvent être abandonnées ou ne pas être collectées. Un nettoyage est donc exécuté pour rétablir la charge des photodiodes. De manière plus importante, un nettoyage est exécuté pour maintenir une polarisation correcte des diodes durant des périodes de repos ou pour réduire les effets de rémanence, associés à un rétablissement incomplet de la charge des photodiodes. Un nettoyage est donc typiquement exécuté pour rétablir et maintenir la charge des photodiodes, en plus d'éviter une polarisation en tension continue des
transistors en silicium amorphe.
Le détecteur est typiquement lu ou nettoyé conformément à sa structure matricielle, c'est-à-dire rangée par rangée. Comme mentionné plus haut, la lecture ou le nettoyage du détecteur est cornmandé par des transistors à effet de champ (TEC) as sociés à chaque photo diode. Le TEC p ermet de minimi ser le nombre de contacts électriques qu'il serait nécessaire d'établir vers le détecteur. Les TEC réduisent donc le nombre de contacts nécessaires à un nombre inférieur au nombre de pixcls le long du périmètre de la matrice. En outre, une rangée entière de la matrice peut étre commandée simultanément lorsque la ligne de balayage reliée aux grilles de tous les TEC des pixels de cette rangée particulière est activoe. On remarquera que chacun des pixcls de la 0 rangée particulière est relié à une ligne de données individuelle par un TEC, qui est
utilisé par les circuits électroniques de lecture pour rétablir la charge des photodiodes.
Pendant que chaque rangée est activoe ou mise en circuit en lecture, la charge est donc rétablie simultanément pour chaque pixel de cette rangée par les circuits électroniques de lecture via la ligne de donnces individuelle de chaque colonne. Chaque ligne de
i5 données est donc associée à un canal de lecture dédié.
En service, les signaux générés au niveau des emplacements de pixel du détecteur sont échantillonnés et numérisés. Les valeurs numériques sont transmises à un circuit de traitement o elles sont filtrées, mises à l'échelle et ensuite traitées pour produire l'ensemble de données d'image. L'ensemble de données peut alors être utilisé pour reconstruire l'image résultante, pour présenter l'image, par exemple sur un écran d'ordinateur, pour transSérer l'image sur une pellicule photographique conventionnelle, etc. Dans le domaine de l'imagerie médicale, ces images sont utilisées par des médecins traitants et des radiologues dans l'évaluation de l'état physique d'un patient et le
diagnostic de maladies et de traumas.
2s Des détecteurs bidimensionnels à solide à grande superficie, tels que ceux décrits plus haut, offrent des solutions pour des applications d'imagerie numérique telles que l'imagerie médicale, la reproduction numérique et les essais non destructifs. Bien que ces détecteurs fournissent d'excellentes donnces d'image, des améliorations supplémentaires sont requises. Par exemple, un détecteur à pixels de petite taille fournissant une haute définition spatiale est obtenu aux dépens de la fréquence d'acquisition des trarnes. En outre, pour une taille de pixel donnée, un plus grand détecteur est généralement plus coûteux en raison du coût des circuits électroniques auxiliaires requis, et ne va pas supporter des *équences des trames aussi élevoes qu'un plus petit détecteur ayant la même largeur de bande. Souvent, lorsqu'une application spécifique est visée, des compromis de conception du détecteur sont recherchés pour optimiser les performances du détecteur par rapport à cette application. Un résultat de cela est que de plus grands détecteurs à petits pixcls n'ont typiquement pas une largeur
de bande suffisante pour supporter des fréquences des trarnes plus élevoes.
Il existe donc un besoin d'une technique conçue pour accro^tre la *équence
lO d'acquisition des trames sans affecter d'autres variables qui réduisent la qualité d'image.
La présente invention propose une conception de détecteur numérique qui répond à ces besoins. Un premier aspect de la technique propose un procédé pour acquérir des signaux à partir de pixels discrets dans un détecteur. Le détecteur comprend une matrice de rangées et colonnes de pixels, chaque pixel étant configuré lS pour générer un signal basé sur le rayonnement reçu d'une source de rayonnement et à des fréquences des trames accrues. Une lecture du détecteur est lancée via une pluralité de lignes de balayage et de lignes de données, chacune des lignes de balayage étant couplée à une rangée respective de pixels et chacune des lignes de données étant couplée à une colonne respective de pixels. Les pixels de chaque rangée déchargés par l'incidence du rayonnement sont rechargés et la quantité de charge requise pour rétablir la charge de chaque pixcl est mesurée. La recharge d'une première rangée de pixels est convertie et une deuxTème rangée de pixels est simultanément rechargée; et les donnces de recharge convertie s sont transférée s à un système d' acqui siti on de donné e s concurremment pendant qu'une troisième rangée de pixels est rechargée et que la
2s recharge de la deuxième rangée de pixcls est convertie.
Un autre aspect de la technique porte sur un système d'imagerie comprenant une source de rayonnement, un circuit de commande pour réguler la source de rayonnement, et un détecteur pour recevoir un rayonnement provenant de la source et pour générer des signaux à partir de ce rayonnement. Le détecteur comprend une matrice de pixels, so formant des rangées et des colonnes couplées à une pluralité de lignes de balayage, chaque ligne de balayage étant couplée à une pluralité de rangées de pixels. Le détecteur est confi guré pour traiter l' expo sition dans un champ d' ob servation ré duit. Le système comprend un moyen pour recharger des pixels de chaque rangée déchargés par l'incidence du rayonnement et pour mesurer la quantité de charge requise pour rétablir la charge de chaque pixel; un moyen pour convertir la mesure d'une première rangée de pixcls et recharger simultanément une deuxième rangée de pixcls; et un moyen pour transtérer les donnces converties à un système d'acquisition de données, les données mesurées de la première rangée de pixels étant transférées concurremment pendant que des pixels d'une troisième rangée de pixcls sont rechargés et que la mesure des pixels
lo d'une deuxième rangée de pixels est convertie.
Un autre aspect de la technique porte sur un détecteur comprenant une matrice de pixels organisés en rangées et en colonnes, configurés pour générer des signaux basés sur un rayonnement frappant le détecteur. Le détecteur comprend aussi une pluralité de lignes de balayage, chaque ligne de balayage étant couplée à une pluralité de rangées de pixcls. De plus, les pixels de la matrice sont couplés à une série de lignes de données, de sorte que lorsque les pixels sont balayés, les donnces générées par le balayage sont transmises via les lignes de donnces à un sous-système d' acquisition de données. Un sous-circuit de lecture couple sélectivement les rangées de pixels aux lignes de balayage respectives et des colonnes de pixels aux lignes de données respectives pour une lecture des signaux, le sous-cTrcuit de lecture rétablissant la charge des rangées de pixels déchargés par l'incidence du rayonnement et mesurant la charge requise pour rétablir la charge d'une première rangée de pixels. Un sous-circuit de conversion convertit la mesure de la première rangée de pixcls pendant qu'une deuxième rangée de pixels est simultanément rechargée, et un sous-cTrcuit de sortie transfère les données converties au système d'acquisition de données, les données converties de la première rangée de pixcls étant transférées concurremment pendant qu'une troisième rangée de pixels est rechargée et que la mesure de la deuxTème rangée
de pixels est convertie.
Les données mesurées peuvent être mémorisées dans un système d'acquisition de
données, et/ou être utilisées pour générer une image.
Le détecteur peut être placé dans un tomodensitomètre, dans un système d'imagerie par résonance magnétique ou dans un système d'imagerie par rayons X. Le sous-circuit de lecture peut être configuré pour lire des donnces d'une rangée spécifique de pixels et pour nettoyer une autre rangée spécifique de pixels séparément; s l'autre rangée de pixels peut être nettoyée à un instant correspondant à un instant de
lancement d'exposition.
Le sous -circuit de conversion peut être configuré pour convertir de s signaux analogiques en signaux numériques, les signaux analogiques étant reçus du sous-circuit de lecture, et/ou pour transmettre les signaux mesurés et convertis provenant d'une série
o de canaux de données.
Le détecteur peut être adapté pour réaliser un nettoyage des pixels sur une base
périodique, et/ou pour nettoyer et lire de multiples rangées séparément.
Le détecteur peut être commandé par un système de commande par opérateur.
Chacun des pisels du détecteur peut comprendre un transistor à couches minces et une photodiode.
La présente invention sera mieux comprise à l'étude de la description suivante de
quelques formes de réalisation de l'invention, illustrée par les dessins joints dans lesquels: la figure 1 est une vue globale schématique d'un système d'imagerie numérique par rayons X dans lequel la présente technique peut être utilisce; la figure 2 est une représentation schématique du circuit fonctionnel dans un détecteur du système de la figure 1 pour produire-des données d'image en vue d'une reconstruction; la figure 3 est une vue en coupe partielle représentant une structure de détecteur exemplaire pour produire les données d'image; la figure 4 est un schéma de circuit représentant des rangées et colonnes de pixels dans un détecteur exemplaire; la figure 5 est un organigramme représentant le procédé de fonctionnement d'un système d'imagerie exemplaire pour fournir des donnces d'image; la figure 6 est un schéma synoptique représentant la connectivité d'un détecteur exemplaire; la figure 7 est un chronogramme représentant une opération de lecture d'un détecteur exemplaire; la figure 8 est un chronogramme représentant une opération de lecture utilisée par la présente technique; la figure 9 est un chronogramme représentant une opération de lecture alternative à celle représentée sur la figure 8; la figure 10 est un chronogramme représentant une opération de lecture d'un o champ d'observation réduit dans un détecteur exemplaire; la figure 11 est un chronogramme représentant la présente technique consistant à lancer une opération de lecture et une opération de nettoyage simultanément; la figure 12 est un organigramme représentant des étapes exemplaires utilisces dans l'exécution de la présente technique; et la figure 13 est un organigramme représentant de manière plus détaillée des étapes spécifques dans l'exécution de la présente technique conformément à une
présente mise en aeuvre.
La figure 1 représente schématiquement un système d'imagerie 10 pour l'acquisition et le traitement de données d'image à pixels discrets. Dans la forme de réalisation représentée, le système 10 est un système à rayons X numérique conçu à la fois pour acquérir des données d'image originale et pour traiter les données d'image en vue d'une présentation conformément à la présente technique. Dans la forme de réalisation représentée sur la fgure 1, le système d'imagerie 10 comprend une source de rayons X 12 positionnée adjacente à un collimateur 14. Le collimateur 14 permet à un flux de rayonnement 16 de passer dans une région dans laquelle est positionné un suj et, tel qu'un patient humain 18. Une partie du rayonnement 20 passe à travers ou autour du sujet et frappe un détecteur numérique de rayons X, globalement repéré 22. Comme décrit plus en détail dans ce qui suit, le détecteur 22 convertit les photons de rayonnement X reçus sur sa surface en photons de plus faible énergie, et ensuite en signaux électriques qui sont acquis et traités pour reconstruire une image des
caractéristiques à l'intérieur du sujet.
La source 12 est commandée par un circuit d'alimentation/de commande 24 qui fournit à la fois une alimentation et des signaux de commande pour des séquences d'examen. En outre, le détecteur 22 est couplé à un organe de commande de détecteur 26 qui commande l'acquisition des signaux générés dans le détecteur 22. L'organe de commande de détecteur 26 peut aussi exécuter diverses fonctions de traitement et de filtrage de signaux, telles qu'un ajustement initial de gammes dynamiques, un entrelacement de données d'image numériques, etc. Le circuit d'alimentation/de o commande 24 et l'organe de commande de détecteur 26 répondent tous les deux à des signaux provenant d'un organe de commande de système 28. Globalement, l'organe de commande de système 28 commande le fonctionnement du système d'imagerie pour exécuter des protocoles d'exarnen et pour traiter des données d'image acquises. Dans le présent contexte, l'organe de commande de système 28 comprend aussi un circuit de traitement de signaux, typiquement basé sur un ordinateur numérique polyvalent ou à application spécifique, un cTrcuit de mémoire associé pour mémoriser des programmes et sous-programmes exécutés par l'ordinateur ainsi que des paramètres de configuration et des données d'image, des circuits d'interface, etc. Dans la forme de réalisation représentée sur la figure 1, l'organe de commande de système 28 est relié à au moins un dispositif de sortie, tel qu'un dispositif de présentation ou une imprimante, repéré 30. Le dispositif de sortie peut comprendre des
écrans d'ordinateur conventionnels ou spécialisés, et des circuits de traitement associés.
Un ou plusieurs postes de travail d'opérateur 32 peuvent étre en outre connectés au système pour fournir en sortie des paramètres de système, demander des examens, visualiser des images, etc. Généralement, les dispositifs de présentation, imprimantes, postes de travail et dispositifs similaires prévus à l'intérieur du système peuvent être locaux aux composants d'acquisition de données, ou peuvent être éloignés de ces composants, par exemple ailleurs à l'intérieur d'un établissement ou hôpital, ou dans un lieu entièrement différent, étant connoctés au système d' acquisition par un ou plusieurs réseaux configurables tels que l'Internet, des réseaux privés virtuels, etc. La figure 2 est une représentation schématique de composants fonctionnels du détecteur numérique 22. La figure 2 représente aussi un organe de commande d'image de détecteur 34 qui va typiquement étre configuré à l'intérieur de l'organe de commande de détecteur 26. L'organe de commande d'image de détecteur 34 comprend une unité centrale ou organe de traitement de signaux numériques, ainsi que des cTrcuits de mémoire pour commander l'acquisition de signaux détectés par le détecteur. L'organe de commande d'image de détecteur 34 est couplé par des conducteurs à fibre optique
bidirectionnels à un circuit de commande de détecteur 36 à l'intérieur du détecteur 22.
L'organe de commande d'image de détecteur 34 échange ainsi des signaux de
o commande contre des données d'image à l'intérieur du détecteur en service.
Le circuit de commande de détecteur 36 reçoit de l'énergie en courant continu d'une source d'énergie, globalement repérée 38. Le circuit de commande de détecteur 36 est configuré pour émettre des instructions de minutage et de commande destinées à des circuits électroniques de rangée et de colonne utilisés pour acquérir des donnces d'image durant des phasesld'acquisition de données du fonctionnement du système. Le circuit 36 transmet donc de l'énergie et des signaux de commande à un circuit de rétérence/régulateur 40, et reçoit des donnces de pixels d'image numérique du circuit 40. Dans une présente forme de réalisation, le détecteur 22 est constitué d'un scintillateur qui convertit des photons de rayonnement X reçus par la surface du détecteur durant des examens en photons (de lumière) de plus faible énergie. Une matrice de photodétecteurs convertit ensuite les photons de lumière en signaux électriques qui sont représentatifs du nombre de photons ou de l'intensité du rayonnement frappant des régions de pixcls individuels de la surface du détecteur. Des circuits électroniques de lecture convertissent les signaux analogiques résultants en valeurs numériques qui peuvent étre traitées, mémorisées et présentées, par exemple sur un dispositif de présentation 30 ou un poste de travail 32, après reconstruction de l'image. Dans une présente forme, la matrice de photodétecteurs est faite de silicium amorphe. Les éléments de la matrice sont organisés en rangées et en colonnes, chaque élément étant constitué d'une photodiode et d'un transistor à couches minces. La cathode de chaque diode est relice à la source du transistor, et les anodes de toutes les diodes sont reliées à une tension de polarisation négative. Les grilles des transistors de chaque rangée sont relices ensemble et les électrodes de rangée sont reliées aux cTrcuits électroniques de balayage comme décrit plus bas. Les drains des transistors d'une même co l onne sont reliés ensemble et l 'électro de de chaque co lonne est reliée à un canal
individuel des circuits électroniques de lecture.
Dans la forme de réalisation particulière représentée sur la figure 2, à titre d'exemple, un bus de rangée 42 comprend une pluralité de conducteurs pour permettre une lecture de diverses rangées du détecteur, ainsi que pour mettre hors circuit des o rangées et appliquer une tension de compensation de charge à des rangées choisies, si nécessaire. Un bus de colonne 44 comprend des conducteurs supplémentaires pour commander une lecture à des colonnes pendant que les rangées sont séquentiellement mises en circuit. Le bus de rangée 42 est couplé à une série de circuits d'attaque de rangée 46, dont chacun commande la mise en circuit d'une série de rangées dans le détecteur. De manière similaire, des cTrcuits électroniques de lecture 48 sont couplés au
bus de colonne 44 pour commander une lecture de toutes les colonnes du détecteur.
Dans la présente technique, la fréquence d'acquisition des images est accrue par emploi
d'une lecture partielle du détecteur 22.
Dans la forme de réalisation représentée, les circuits d'attaque de rangée 46 et les cTrcuits électroniques de lecture 48 sont couplés à un panneau détecteur 50 qui peut être subdivisé en une pluralité de sections 52. Chaque section 52 est couplée à l'un des cTrcuits d'attaque de rangée 46, et comprend un certain nombre de rangées. De manière
similaire, chaque cTrcuit de lecture de colonne 48 est couplé à une série de colonnes.
L'agencement à photodiode et transistor à couches minces mentionné plus haut définit donc une série de pixels ou éléments d'image discrets 54 qui sont agencés en rangées 56 et en colonnes 58. Les rangées et colonnes définissent une matrice d'image 60, ayant une hauteur 62 et une largeur 64. De nouveau, comme décrit plus bas, la présente technique permet de lire un plus grand nombre de pixels via les circuits d'attaque de
rangée et les circuits électroniques de lecture de colonne.
De manière aussi représentée sur la figure 2, chaque pixel 54 est globalement défini à l'intersection d'une rangée et d'une colonne, en laquelle une électrode de colonne 68 croise une électrode de rangée 70. Comme mentionné plus haut, un transistor à couches minces 72 est prévu en chaque emplacement d'intersection pour chaque pixel, ainsi qu'une photodiode 74. Pendant que chaque rangée est mise en circuit par les cTrcuits d'attaque de rangée 46, les cTrcuits électroniques de lecture 48 peuvent accéder à des signaux provenant de chaque photodiode 74 et les convertir en signaux numériques en vue d'un traitement subséquent et d'une reconstruction d'image. Une rangée entière de pixels de la matrice est donc commandée simultanément lorsque la 0 ligne de balayage reliée aux grilles de tous les transistors des pixels de cette rangée est activée. En conséquence, chacun des pixels dans cette rangée particulière est relié à une ligne de données, par un interrupteur, qui est utilisé par les circuits électroniques de
lecture pour rétablir la charge des photodiodes 74.
On remarquera que pendant que la charge est rétablie simultanément dans tous les pixels d'une rangée par chacun des canaux de lecture dédiés associés, les cTrcuits électroniques de lecture convertissent les mesures de la rangée précédente d'une tension analogique en une valeur numérique. En outre, les circuits de lecture transfèrent les valeurs numériques de l'antopénultième rangée au sous-système d'acquisition, qui va exécuter un certain traitement avant de présenter une image diagnostique sur un écran de contrôle ou de l'écrire sur une pellicule. Les cTrcuits électroniques de lecture exécutent donc trois fonctions simultanément; mesure ou rétablissement de la charge des pixels dans une rangée particulière, conversion des données de pixcls de la rangée précédente et transfert des données converties pour les pixels de l'antépénultième rangée. La figure 3 représente globalement un agencement physique exemplaire des composants représentés schématiquement sur la figure 2. Comme représenté sur la figure 3, le détecteur peut comprendre un substrat en verre 76 sur lequel sont disposés les composants décrits plus haut. Des électrodes de colonne 68 et des électrodes de rangée 70 sont prévues sur le substrat, et un panneau plat bidimensionnel en silicium amorphe 78 est défini, incluant les transistors à couches minces et les photodiodes décrits plus haut. Un scintillateur 80 est prévu au-dessus de la matrice de siliclum amorphe pour recevoir un rayonnement durant des séquences d'examen comme décrit plus haut. Des doigts de contact 82 sont formés pour communiquer des signaux vers et depuis les électrodes de colonne et de rangée, et des plages de contact 84 sont prévues pour communiquer des signaux entre les doigts de contact et un cTrcuit externe. On remarquera que la configuration particulière du panneau détecteur 22 et la subdivision du panneau en rangées et colonnes commandées par des circuits d'attaque de rangée et des canaux de lecture de colonne sont sujettes à diverses variantes de configuration. En particulier, il est possible d'utiliser un plus grand ou plus petit nombre 0 de circuits d'attaque de rangée et de canaux de lecture de colonne, et des panneaux détecteurs ayant diverses dimensions matricielles peuvent ainsi étre définis. Le panneau détecteur 22 peut étre encore subdivisé en régions de multiples sections, comme le long
d'un axe vertical ou horizontal.
On remarquera en outre que les circuits électroniques de lecture du détecteur emploient généralement une structure de type à chevauchement. Par exemple, pendant que la charge est rétablie simultanément dans tous les pixels d'une rangée particulière par chacun des circuits de lecture dédiés associés, les circuits électroniques de lecture convertissent les mesures de la rangée précédente d'un signal analogique en un signalnumérique. Concurremment, les circuits électroniques de lecture transtèrent les valeurs numériques mesurées de l'antépénultième rangée au sous-système d'acquisition de données. Le sous-système d'acquisition de données exécute typiquement un certain traitement avant de présenter une image diagnostique sur un dispositif d'affichage. Les cTrcuits électroniques de lecture dans la présente technique exécutent donc trois
fonctions simultanément.
2s La figure 4 représente une matrice de pixels 86 située sur un détecteur
exemplaire comprenant une pluralité de lignes de colonne et de lignes de rangée.
Comme représenté par la matrice de pixels 86, chaque pixel comprend un transistor 72 et une photodiode 74. On remarquera que la matrice est constituée d'une pluralité de lignes de balayage 88, 90, 92 et d'une pluralité de lignes de données 94, 96 et 98. Les lignes de balayage 88, 90, 92 représentent des rangées de pixels balayées durant l'opération d'imagerie. De manière similaire, les lignes de données 94, 96 et 98 représentent les colonnes de pixels par lesquelles un signal d'information représentant des données d'image est transmis aux circuits électroniques de lecture. Comme pourront l'apprécier les personnes compétentes dans l'art, les lignes de balayage commandent s typiquement la recharge des photodiodes tandis que les cTrcuits électroniques de lecture mesurent la quantité de charge déplacée. Les circuits électroniques de lecture transmettent ensuite typiquement les données de chaque rangée de pixcls au système
d'acquisition de données.
Comme représenté, la ligne de balayage 88 (repérée N sur la figure 4) est reliée à 0 chacun des pixcls de cette rangée spécifique. De plus, la ligne de balayage 88 est couplée par capacité à chacune des lignes de données en vertu à la fois du croisement des lignes de balayage et de donnces et de la capacité entre la grille et le drain du TEC du pixel. Par exemple, la ligne de balayage 88 est couplée par capacité à la ligne de données 94 (repérée K sur la figure 4) et à la ligne de données 98 (K+ 1). De manière similaire, chacune des lignes de données est couplée par capacité à chacune des lignes de balayage. Ainsi, cornme représenté pour la matrice de pixels 86, la ligne de balayage 88(N), la ligne de balayage 90 (N-1) et la ligne de balayage 92 (N+1) sont couplées par capacité à la ligne de données 94 (K), à la ligne de données 96 (K-1) et à la ligne de données 98 (K+1), etc. On comprendra que chaque ligne de donnces est typiquement reliée à une seule colonne spécifique de pixels et que chaque ligne de balayage est reliée à une seule rangée spécifique de pixels. De plus, bien que 30 pixels soient représentés dans la présente forme de réalisation de la figure 4, on comprendra que des pixels
supplémentaires peuvent naturellement être incorporés dans la matrice de pixels.
Un organigramme d'un procédé 100 de fonctionnement d'un système d'imagerie 2s du type décrit plus haut est représenté sur la figure 5. Initialement, une exposition aux rayons X est lancée par un opérateur, comme indiqué à une étape 102. Une fois que l'exposition aux rayons X est terminée, les circuits électroniques de lecture à l'intérieur du détecteur 22 sont activés, comme indiqué à une étape 104. Comme mentionné plus haut, un patient est soumis à une exposition, ce par quoi des rayons X sont transmis à travers le patient et reçus par le détecteur. La matrice de pixels 86 mesure typiquement l'intensité des rayons X reçus par le détecteur 22, via la photodiode prévue à l'intérieur de chaque pixel individuel. Les circuits électroniques de lecture collectent typiquement des données provenant des pixels en utilisant un cTrcuit associé à chacune des lignes de données, comme indiqué à une étape 106. Une fois que les données ont été collectées pour une rangée particulière de pixels, les donnces sont transmises à un sous-système d'acquisition de données comme indiqué à une étape 108. Pendant que les données provenant d'une rangée spécifique de pixcls sont transmises au sous-système d'acquisition de données, un signal provenant de la rangée suivante de pixcls est converti d'analogique en numérique. En outre, les pixels d'une rangée située deux o rangées avant la rangée en cours de transmission sont balayés et lus. On comprendra que cette opération continue jusqu'à une lecture complète du détecteur 22, et en particulier de tous les pixcls. Ensuite, les données collectées sont traitées et finalement
utilisées pour reconstruire une image de la zone exposée.
La figure 6 est un schéma synoptique de certains circuits fonctionnels d'un i5 détecteur et des cTrcuits électroniques de lecture correspondants utilisés dans un système d'imagerie exemplaire. En particulier, la figure 6 représente des pixels 54 comprenant chacun un transistor 72 et une photodiode 74. Une ligne de balayage 70 et une ligne de
données 68 sont aussi représentées, reliées au TEC 72 respectif de chacun des pixcls 54.
On remarquera en outre que la ligne de balayage 70 est reliée aux circuits électroniques d'attaque 112. On remarquera que chaque rangée consécutive de pixels est de même reliée aux cTrcuits électroniques d'attaque 112 par une ligne de balayage. D'autre part, chacune des lignes de données 68 est reliée à un sous-cTrcuit de recharge et de mesure 114 correspondant. On remarquera que chaque sous-cTrcuit 114 rétablit la charge de chacun des pixels 54. En outre, chaque sous-circuit 114 mesure aussi la décharge subie par les diodes en résultat d'une exposition à un rayonnement. De plus, chaque sous circuit 114 est relié à un sous-circuit de conversion 116. Les sous-circuits de conversion 116 sont configurés pour convertir des signaux analogiques reçus des pixels 54 en signaux numériques. On comprendra que chacun des sous-circuits de rétablissement/mesure 114 est relié à un sous-circuit de conversion 116 spécifique. Les signaux provenant de chaque sous-circuit de conversion 116 sont ensuite transmis à un tampon de ligne 118, qui constitue une partie d'un sous-circuit de sortie qui n'est pas entièrement représenté. Ensuite, le tampon de ligne fournit en sortie des donnces
numériques au sous-système d'acquisition de données 120.
Par conséquent, pour résumer, pendant que les circuits électroniques d'attaque 112 balayent chaque rangée de pixels, les lignes de colonne ou de donnces rechargent le s pixel s et mesurent la décharge des photodiode s as sociées. Le s donnée s me surce s sont ensuite transmises à un souscircuit de conversion pour convertir les signaux analogiques en signaux ou donnces numériques. Ensuite, les sous-cTrcuits de conversion transmettent les signaux numériques pour chaque pixel au tampon de ligne, qui collecte 0 les données et fournit en sortie les données collectées pour la matrice de pixels au sous
système d'acquisition de données 120.
Un chronogramme d'une lecture normale d'un détecteur constitué de "Y" rangées et "X" colonnes est représenté sur la figure 7. En particulier, des axes 122 et 124 représentent les fonctions du système d'imagerie 10. L'axe 122 représente une combinaison d'impulsions pour une exposition destinée à former l'image d'une région d'intérêt d'un patient, ce par quoi des signaux d'image sont générés par le détecteur. Au moment de l'exposition d'image, un signal est fourni comme représenté par l'axe 122, et le détecteur lit les signaux comme indiqué par l'axe 124. Par conséquent, lorsque le détecteur lit une rangée particulière du détecteur, comme indiqué par des axes 126 à 136, les rangées sont mises en circuit ou activées dans l'ordre séquentiel. En particulier, l'axe 126 représente une rangée 1 qui est activée lorsque la lecture du détecteur est lancée. On remarquera qu'un axe 138 représente des impulsions pour une fonction de
rétablissement remplie par les circuits électroniques de lecture du détecteur.
Spécifiquement, l'axe i38 représente le fonctionnement du sous-circuit de rétablissement 114 représenté sur la fgure 6. En outre, l'axe 138 représente un rétablissement rangée par rangée de la charge appauvrie lorsque les pixels sont déchargés. Par exemple, la rangée 1 est représentée à un niveau haut le long de l'axe 138 lorsque les pixcls de la rangée 1 sont rechargés. Ensuite, après la rangée 1, la rangée 2 est rechargée, etc. Un axe 140 représente des impulsions d'une fonction de remise à zéro remplie par les circuits électroniques de lecture du détecteur. En particulier, le signal de remise à zéro prépare à la mesure des rangées de pixcls. L'axe 140 représente donc la remise à zéro du souscTrcuit de rétablissement 114 avant le rétablissement de la charge dans chaque pixcl de la rangée qui va être activoe. Un axe 142 représente des impulsions d'une fonction de conversion des circuits électroniques de lecture. En particulier, l'opération de conversion est toujours en retard d'une rangée ou ligne par rapport à l'opération de rétablissement. En outre, ce n'est pas avant la troisième rangée, comme représenté dans la présente forme de réalisation, que les données provenant de la première rangée, à présent sous forme numérique après avoir été converties, peuvent être transmise s au sous - système d' acquisition. La fonction de transfert p our plusieurs rangées est représentée par un axe 144. Un axe 146 représente le transfert des données
provenant d'une ligne.
Par conséquent, dans l'exemple, une exposition aux rayons X entraîne une décharge partielle des photodiodes comme décrit plus haut. A la fin de l'exposition, l'opération de lecture du détecteur est exécutée par activation du TEC de chaque pixcl dans une rangée, en commençant par exemple par la rangée 1. Lorsque chaque rangée est lue, comme représenté par exemple sur l'axe 126, les circuits électroniques de lecture rétablissent la charge de chaque photodiode pour atteindre la tension désirce. La décharge est mesurce par les circuits électroniques de lecture en se basant sur la charge nécessaire pour ramener chaque photodiode à sa charge originale. Par exemple, pendant que la charge de la rangée 2 est rétablie, comme représenté par l'axe 138, le signal
analogique mesuré pour la rangée 1 est converti comme représenté par l'axe 142.
Ensuite, pendant qu'une rangée N-1 (voir l'axe 130) est rétablie à sa eharge initiale comme représenté par l'axe 138, les signaux de la rangée N-2 sont convertis en signaux numériques (voir l'axe 142) et les signaux de la rangée N-3, à présent sous forme numérique, sont transtérés au système d'acquisition de données (voir l'axe 144). En particulier, comme représenté par l'axe 146 sur la figure 7, les signaux de données de la
rangée N-2 sont transmis par des canaux allant du canal 1 du canal "X".
La figure 8 représente un chronogramme d'une lecture tronquce du détecteur commençant à la rangée N sans nettoyage de rangées non lues, et avec transfert de toutes les "X" colonnes de donnces. En particulier, la figure 8 représente la lecture de rangées spécifiques N à Y du détecteur 22, correspondant aux axes 132, 134 et 136, respectivement. On remarquera que la rangée 1, la rangée 2 et la rangée N-1 ne sont pas activées dans l'opération représentée sur la figure 8. Par conséquent, comme décrit plus haut pour la rangée 1, la rangée N est lue pendant que sa charge est rétable, comme représenté par l'axe de rétablissement 138 et l'axe 132. Après un court retard, la rangée N+1 est rétablie à sa charge originale. Ensuite, les pixels de la rangée Y sont rechargés à 0 leur charge originale comme indiqué par l'axe 136 et l'axe de rétablissement 138. On remarquera en outre qu'un signal de remise à zéro est appliqué au souscircuit de rétablissement/mesure 114 avant qu'une recharge réelle des photodiodes de chaque rangée soit effectuée, comme représenté par l'axe 140. Dans la présente forme de réalisation, la conversion des signaux analogiques en signaux numériques est réalisée pour chaque rangée comme représenté par l'axe de conversion 142. Spécifiqẻment, les signaux provenant de la rangée N sont convertis en signaux numériques pendant que la rangée N+1 est rechargée. De manière similaire, les signaux de la rangée Y-1 sont convertis en signaux numériques pendant que les photo diodes de la rangée Y sont rechargées. Ensuite, les signaux de la rangée Y sont convertis de manière similaire en
signaux numériques, comme représenté par l'axe 142.
Les signaux numériques sont ensuite transférés au système d'acquisition de données comme représenté sur l'axe 146 pour une seule rangée. Dans la forme de réalisation représentée, les signaux de la rangée Y-2 sont transiérés aux canaux de donnces pendant que les signaux provenant de la rangée Y-1 sont convertis d'une forme analogique en numérique. On comprendra aussi qu'au même moment, les pixels de la rangée Y sont rechargés. De manière similaire, pendant que les signaux provenant de la rangée Y-1 sont transférés aux canaux de données, les signaux provenant de la rangée Y sont convertis d'une forme analogique en nurnérique. Cornme on pourra le constater d'après la figure 8, chaque fonction de rétablissement, de conversion et de transtert des signaux générés par l'exposition est donc exécutée séquentiellement pour des rangées
individuelles, et avec chevauchement partiel dans le temps pour les séries de rangées.
La figure 9 représente un chronogramme d'une lecture tronquce d'un détecteur, commençant à une rangée N sans nettoyage de rangées non lues et avec transfert de "X/2" colonnes de données. La figure 9 représente une série d'axes 122-146. On remarquera que dans cette mise en _uvre, la lecture du détecteur commence à la rangée N comme représenté sur l'axe 132. Comme également représenté, une fois que la rangée N a été lue, la rangée N+1 et la rangée Y sont lues comme représenté par les axes 134 et 136, respectivement. Pendant que la rangée N est lue, les photodiodes des pixels 0 constituant la rangée N sont rechargées comme représenté par l'axe 138. Ensuite, après un court retard, la rangée N+1 est rechargée. La remise à zéro du circuit de rétablissement/mesure 114 avant l'activation de chaque rangée individuelle est représentée par l'axe 140. Ensuite, après un court laps de temps, les pixels de la rangée Y sont rétablis à leur charge originale. En outre, pendant que les pixels de la rangée N+1 sont rechargés, les signaux re,cus de la rangée N sont convertis de signaux analogiques en signaux numériques comme représenté par l'axe 142. Ensuite, les pixels de la rangée Y sont rechargés pendant que les signaux de données provenant de la rangée Y-1 sont convertis de signaux analogiques en signaux numériques. De manière similaire, les signaux provenant de la rangée Y sont convertis de signaux analogiques en signaux numériques après un court retard. Par conséquent, pendant que les signaux provenant de la rangée Y-1 sont convertis d'une forme analogique en numérique et que les pixcls de la rangée Y sont rechargés, les signaux de la rangée Y-2 sont transLérés du détecteur au système d'acquisition de données. Spécifiquement, les signaux sont envoyés comme représenté par l'axe 146. Ensuite, pendant que les signaux provenant de la rangée Y sont convertis en signaux numériques, les signaux provenant de la rangée Y-1 sont transtérés aux canaux de donnces. La présente illustration montre des signaux transférés depuis la rangée Y. après un transfert similaire de signaux provenant de la
rangée Y-1 comme représenté par l'axe 144.
La figure 10 représente un chronogramme correspondant à un champ d'observation réduit constitué de Y rangées et "X/2" colonnes. Dans cette
représentation, les rangées 1 à Y sont activées, comme représenté par les axes 126-136.
Les axes 138-146 représentent les fonctions de rétablissement, de conversion et de transtert du détecteur. On remarquera donc que la lecture du détecteur, indiquce par l'axe 124, est représentée par les axes 126-144. Sur ce schéma, une lecture des rangées 1 à Y est représentée. De manière similaire à la procédure décrite plus haut, les axes 122
et 124 représentent les fonctions d'exposition et de lecture du système d'imagerie 10.
L'axe 122 représente le système d'imagerie exposant une région d'intérêt d'un patient, ce par quoi des signaux d'image sont générés par le détecteur. Lorsqu'un patient est exposé à un rayonnement, des signaux sont générés comme décrit plus haut et le détecteur lit 0 les signaux comme indiqué par l'axe 124. A mesure que les rangées du détecteur sont lues, les rangées sont donc activées dans l'ordre séquentiel comme indiqué par les axes 126 à 136. En particulier, l'axe 126 représente la rangée 1 qui est activée lorsque la lecture du détecteur est lancée. On remarquera que, comme précédemment, l'axe 138 représente une fonction de rétablissement remplie par les circuits électroniques de lecture du détecteur. L'axe 138 représente des opérations du sous-circuit de rétablissement 114 représenté sur la figure 6. En outre, l'axe 138 représente un rétablissement rangée par rangée de la charge appauvrie lorsque les pixels du détecteur sont déchargés par l'exposition. Par exemple, la rangée 1 est représentée à un niveau haut sur l'axe 138 lorsque les pixels de la rangée 1 sont rechargés. Après écoulement d'un certain laps de temps, la rangée 2 est rechargée, etc. Ensuite, l'axe 140 représente un axe de remise à zéro correspondant à une fonction de remise à zéro remplie par les circuits électroniques de lecture du détecteur. Le signal de remise à zéro prépare à la mesure des rangées de pixels. L'axe 140 représente donc la remise à zéro du sous-circuit de rétablissement/mesure 114 pour chaque rangée avant la fonction de rétablissement de la charge dans chaque pixel. L'axe 142 représente la fonction de conversion des cTrcuits électroniques de lecture. L'opération de conversion telle que représentée est toujours en retard d'une rangée ou ligne par rapport à l'opération de rétablissement. En outre, ce n'est pas avant la troisième rangée, comme représenté dans la présente forme de réalisation, que les données de la première rangée, à présent sous forme numérique après avoir été converties pendant le rétablissement de la deuxième rangée, peuvent être transférées au sous-système d'acquisition. La fonction de transfert est représentée par
l'axe 144.
Dans l'exemple, une exposition aux rayons X entrane donc une décharge partielle des photodiodes, comme décrit plus haut. A la fin de l' exposition, l'opération de lecture du détecteur est exécutée par activation du TEC de chacun des pixcls d'intérêt. Comme représenté sur la figure 10, la rangée 1 est activée comme représenté par l'axe 126. Simultanément, les cTrcuits électroniques de lecture rétablissent la charge de chaque photodiode à la tension désirce, et la décharge est mesurée par les circuits électroniques de lecture. Par exemple, pendant que les charges des pixels de la rangée 2 0 sont rétablies comme représenté par l'axe 138, les signaux analogiques mesurés pour la rangée 1 sont convertis en forme numérique comme représenté par l'axe 142. Ensuite, pendant que les charges des pixels de la rangée N-1 sont rétablies comme représenté par l'axe 138, les signaux de la rangée N-2 sont convertis en signaux numériques, et les signaux numériques de la rangée N-3 sont transférés au système d'acquisition de données. En particulier, les signaux de la rangée N-2 sont représentés sur la figure 10 comme étant transmis par des canaux allant du canal X/4+1 au canal 3X/4, comme
représenté par l'axe 146.
La figure 11 est un chronogramme représentant une lecture tronquée du détecteur, commençant à une rangée N avec nettoyage de rangées non lues en parallèle et transfert de toutes les "X" colonnes de données. La figure 11 représente la lecture de
rangées spécifiques N-1, N. N+1 et Y du détecteur 22 sur les axes 130, 132, 134 et 136.
On remarquera que la rangée 1 et la rangée 2 sont activées dans cette mise en _uvre.
Spécifiquement, pendant la durée de l'exposition du détecteur, les pixels des rangées 1 et 2 sont nettoyés. Par conséquent, la charge des pixels de ces rangées est rétablie, toutefois des données ne sont pas mesurées et collectées. On remarquera qu'un court retard est prévu avant chaque fonction de rétablissement, comme représenté par l'axe 140. Par conséquent, après un court retard, les charges des pixels de la rangée N+ 1 sont rétablies à leur charge originale comme représenté par l'axe 134. Ensuite, les pixels de
la rangée Y sont rechargés comme indiqué par l'axe 136 et l'axe de rétablissement 138.
On remarquera en outre qu'un signal de remise à zéro est appliqué au souscircuit de rétablissement avant qu'une recharge réelle des photodiodes dans chaque rangée soit effectuée comme représenté par l'axe 140. Dans la présente forme de réalisation, la conversion des signaux analogiques en signaux numériques est accomplie pour chaque rangée comme représenté par l'axe de conversion 142. Spécifiquement, les signaux de la rangée N sont convertis en signaux numériques pendant que la rangée N+1 est rechargée. De manière similaire, les signaux de la rangée Y-1 sont convertis en signaux numériques pendant que les photodiodes de la rangée Y sont rechargées. Ensuite, les signaux de la rangée Y sont convertis en signaux numériques comme représenté par
l'axe 142.
0 Comme mentionné plus haut, les signaux convertis en numérique sont transtérés au système d'acquisition de données comme représenté par l'axe 146. Dans cette mise en _uvre, les données de la rangée Y-2 sont transférées à l'organe de commande de détecteur 26 au même moment que les signaux de la rangée Y-1 sont convertis d'une forme analogique en numérique. On comprendra aussi que, concurremment, les pixels de la rangée Y sont rechargés à leur charge originale. De manière similaire, pendant que les données de la rangée Y-1 sont transférées à l'organe de commande de détecteur 26, les signaux de la rangée Y sont convertis d'une forme analogique en numérique. Par conséquent, comme le montre la représentation de la figure 11, chaque fonction de rétablissement, de conversion et de transfert des signaux générés par l'exposition au faisceau de rayons X est exécutée séquentiellement pour chaque rangée, avec
chevauchement dans le temps pour la série de rangées lues du détecteur.
La figure 12 est un organigramme représentant le procédé de la présente technique. Comme indiqué à une étape 150, un sujet d'intérêt est initialement exposé aux rayons X. Pendant l'exposition, le détecteur 22 reçoit une partie du rayonnement, après quoi la lecture du détecteur est lancée comme indiqué à une étape 152. On remarquera que la lecture du détecteur est lancée par le système de commande. La lecture du détecteur comprend une remise à zéro du sous-circuit de rétablissement avant une lecture de chaque rangée comme indiqué à une étape 154, et un rétablissement de la charge de chaque photodiode des pixels comme indiqué à une étape 156. Ensuite, les signaux analogiques mesurés sont convertis en signaux numériques comme indiqué à une étape 158. La lecture du détecteur prévoit le transfert des signaux numériques des cTrcuits électroniques du détecteur au sous-système d'acquisition de donnces comme indiqué à une étape 160. Une fois que le rétablissement de cette rangée spécifique a été
accompli, la lecture de cette rangée est désactivée comme indiqué à une étape 164.
Ensuite, la lecture de la rangée suivante est activée, comme indiqué à une étape 166. Comme pour la rangée précédente, la lecture de la rangée suivante de pixcls est réalisée par lancement des fonctions de remise à zéro, de rétablissement, de conversion et de transfert, afin de générer une sortie comme indiqué à des étapes 168-176. De nouveau, une fois que cette rangée spécifque a été lue, la rangée est ensuite désactivoe 0 comme indiqué à une étape 178. Ensuite, le système vérifie généralement si la rangée suivante est la dernière rangée à lire comme indiqué à une étape 180. Si la rangée qui vient d'étre lue était la dernière rangée, alors la lecture du détecteur est terminée comme indiqué à une étape 182. Sinon, la lecture de la rangée suivante est activée comme
indiqué à l'étape 166.
La figure 13 représente des étapes dans l'exécution du procédé, similaire à celui décrit plus haut, dans une présente mise en _uvre. Dans le procédé mis en _uvre, globalement repéré 184 sur la figure 13, un programme pour commander les fonctions de balayage, de conversion et de transfert commence à une étape 186 à laquelle une variable de rangée, appelée "rangée suivante" dans l'exemple, est fixée à une valeur initiale appelée "première rangée". A une étape 188, l'exposition est effectuée comme décrit plus haut. On remarquera que divers types d'exposition peuvent être effectués,
incluant des expositions par impulsions et continues.
L'exposition ayant été effectuée et le détecteur ayant été modifié par le rayonnement incident sur lui durant l'exposition, un sous-circuit de recharge est remis à zéro comme indiqué à une étape 190. Ensuite, la rangée actuellement désignce comme
"rangée suivante" est mise en circuit pour une lecture comme indiqué à une étape 192.
Une période d'attente commence alors comme indiqué à une étape 194, et une durée suffisante est laissée passer pour une recharge complète des pixels de la rangée. Après cette période d'attente, la "rangée suivante" est mise hors circuit et la mesure est
terminée comme indiqué à une étape 196.
Après l'étape 196, les opérations simultanées décrites plus haut se déroulent dans le reste du procédé. A savoir, comme indiqué à une étape 198, les donnces mesurces
pour la "rangée suivante" obtenues à l'étape 196 sont converties en valeurs numériques.
On remarquera que cette conversion est effectuce en parallèle pour tous les canaux des cTrcuits électroniques de lecture. Après la conversion, les donnces sont fournies en
sortie au système d'acquisition à une étape 200, de la manière décrite plus haut.
Pendant que les opérations de conversion et de transtert sont exécutées, la lecture continue comme indiqué à une étape 202 sur la figure 13. En particulier, le programme de commande détermine si la "rangée suivante" est la "dernière rangée" du 0 détecteur à balayer. Si la valeur actuelle de "rangée suivante" n'est pas la dernière rangée désirce à balayer, le procédé passe à une étape 204 à laquelle la valeur de "rangée suivante" est incrémentée. Avec la valeur indexce de la variable "rangée suivante", le procédé retourne alors à l'étape 190 pour exécuter les opérations de recharge des pixels de la rangée, de mesure, de conversion et de transfert. Une fois que la dernière rangée à balayer a été rechargée, ce qui entrâîne que le résultat à l'étape 202 est affirmatif, le procèdé pas se à une étape 2 0 6 à laquelle l' organe de commande attend l'achèvement de la conversion et la sortie de la dernière rangée rechargée. A une étape 208, il est indiqué que la lecture est terminée, et le procédé peut retourner à l'étape 186
pour l'examen suivant.
On remarquera qu'une technique pour supporter des fréquences des trames plus élevées sur de grands détecteurs à petits pixels consiste à exposeret lire une partie seulement du détecteur. Par conséquent, un plus petit nombre de rangées sont balayées et un plus petit volume de données est transféré. Dans des services d'imagerie diagnostique numérique, cela requiert une plus petite capacité de mémorisation et une plus petite largeur de bande de réseau qu'un transfert par réseau et une mémorisation d'une image représentant la taille complète du détecteur. Il est nécessaire d'atteindre un compromis entre un champ d'observation acceptable et une fréquence des trames acceptable. Le traitement d'un plus petit champ d'observation accroît donc la fréquence d'acquisition des trames. Un temps supplémentaire peut être gagné si la plus longue fonction de traitement de chaque rangée est celle consistant à transférer les données et un plus petit nombre de pixels sont transférés pour chaque rangée en résultat du choix d'un plus petit champ d'observation, au lieu de la mesure ou la conversion de signaux fournis par le détecteur. Toutefois, on remarquera en outre que d'autres compromis en mesures et conversion peuvent être possibles même lorsque le transfert des; données s n'est pas la plus coûteuse en temps des trois fonctions exécutées par les circuits
électroniques de lecture.
De plus, dans une présente forme de réalisation, les circuits électroniques d'attaque du détecteur sont mis en _uvre sous la forme d'un registre à décalage avec une haute tension de sortie conjointement avec une entrée séparée. A titre d'exemple, durant o un fonctionnement normal, un seul bit est décalé dans le registre à décalage. A l'instant auquel une lecture de la première rangée de pixels est désirée, un signal d'entrée est activé et la sortie des circuits électroniques d'attaque associés à la première rangée passe à l'état "HAUT". Ensuite, le transistor à l'intérieur de chaque pixel est débloqué et le sous-cTrcuit de rétablissement fournit la charge nécessaire pour rétablir entièrement les s photodiodes des pixels de la première rangée. Après écoulement d'une durée suffsante pour charger les diodes, le signal d'entrée activé est remis à son état inactif, ce qui entrame que la sortie repasse à l'état "BAS" et les transistors des pixels deviennent bloqués. En préparation de l' attaque de la deuxième rangée, le registre à décalage reço it une impulsion et le bit interne est avancé de la première position à la deuxTème. A mesure que le premier bit est décalé, la séquence d'attaque des rangées successives serait: mise en circuit, mise hors circuit, décalage, mise en circuit, mise hors circuit, décalage, mise en circuit, mise hors circuit, etc. Selon une autre technique, le détecteur est muni d'une fonction permettant un nettoyage afn d'éviter une dégradation dans le temps des caractéristiques des pixels individuels. Dans le cas d'une exposition par impulsions comme décrit plus haut, des rangées de pixcls qui ne sont pas balayées car elles sont exclues du champ d'observation réduit peuvent être nettoyées durant l'exposition, auquel cas le champ d'observation n'est pas lu. Plus d'une seule rangée peuvent être nettoyées à la fois. Dans le cas d'une exposition continue, un petit laps de temps durant chaque lecture d'image est prévu pour un nettoyage comme mentionné plus haut, de sorte que des rangées exclues du champ d'observation peuvent être nettoyées. Une autre variante de mise en _uvre permet un nettoyage et une lecture de plus d'une seule rangée à la fois. En outre, le temps pour chaque rangée peut être minimisé en transférant seulement les donnces incluses dans le champ d' ob servation. En conséquence, une restriction du champ d' ob servation économise le temps de lecture de deux manières: premièrement, par réduction du nombre de rangées qui doivent être lues, et deuxTèmement par réduction du nombre de canaux de données qui doivent être transiérés dans chaque rangée. On remarquera de
nouveau que d'autres compromis entre mesure et conversion peuvent être possibles.
Lorsqu'un champ d'observation restreint est défini le long du bord du détecteur 0 (par opposition au centre), un autre avantage offert par l'invention est celui d'une meilleure inclinaison dans le positionnement du patient par rapport au détecteur. La définition d'un champ d'observation restreint le long du bord du détecteur permet de placer le détecteur plus près du patient dans des procédures qui requièrent la détection
de rayons X émis sous des angles autres que "perpendiculaires" au patient.
Bien que l'invention puisse être sujette à diverses modifications et variantes, des formes de réalisation spécifiques ont été représentées à titre d'exemple sur les dessins et ont été décrites en détail dans la présente. On comprendra toutefois que l'invention n'est
pas limitée aux formes particulières décrites.
Claims (42)
1. Détecteur pour un système d'imagerie, caractérisé en ce qu'il comprend: une matrice (60) de pixcls formant des rangées (56) et des colonnes (58), et configurée pour générer des signaux basés sur un rayonnement frappant le détecteur (22); une pluralité de lignes de balayage (88, 90, 92) et de lignes de données (94, 96, 98), chacune des lignes de balayage étant couplée à une rangée respective de pixels et chacune des lignes de données étant couplée à une colonne respective de pixels; o un sous-circuit de lecture (114) pour coupler sélectivement les rangées de pixels aux lignes de balayage respectives et des colonnes de pixels aux lignes de donnces respectives en vue d'une lecture des signaux, le sous-circuit de lecture rétablissant une charge sur les rangées de pixels déchargés par le rayonnement incident, et mesurant la charge requise pour rétablir la charge sur une première rangée de pixels; et un sous-circuit de conversion (116) configuré pour convertir ia mesure d'une première rangée de pixels, pendant qu'une deuxième rangée de pixels est simultanément rechargée; et un sous-circuit de sortie (118) configuré pour transférer des donnces converties à un système d'acquisition de donnces, les données converties de la première rangée de pixels étant configurées pour être transférées concurremment pendant qu'une troisième rangée de pixels est rechargée et que la mesure de la deuxième rangée de pixels est convertie.
2. Détecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les données mesurces
sont mémorisées dans un système d'acquisition de données (32).
3. Détecteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les données mesurces
sont utilisées pour générer une image.
4. Détecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le détecteur (22) est
placé dans un tomodensitomètre.
5. Détecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le détecteur (22) est
placé dans un système d'imagerie par résonance magnétique.
6. Détecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le détecteur (22) est placé dans un système d'imagerie par rayons X.
7. Détecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le sous-circuit de lecture (114) est configuré pour lire des données d'une rangée spécifique (124) de pixcls
s et est configuré pour nettoyer une autre rangée spécifique (138) de pixels séparément.
8. Détecteur selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'autre rangée (138) de
pixcls est nettoyée à un instant correspondant à un instant de lancement d'exposition.
9. Détecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le souscircuit de conversion est configuré pour convertir des signaux analogiques en signaux o numériques, les signaux analogiques étant reçus en provenance du sous-circuit de lecture.
10. Détecteur selon la revendication 9, caractérisé en ce que le sous-cTrcuit de conversion (116) est configuré pour transmettre les signaux mesurés et convertis
provenant d'une série de canaux de données (94, 96, 98).
11. Détecteur selon la revendication 10, caractérisé en ce que le détecteur (22) est
adapté pour réaliser un nettoyage des pixels sur une base périodique.
12. Détecteur selon la revendication 10, caractérisé en ce que le détecteur (22) est
adapté pour nettoyer et lire de multiples rangées séparément.
13. Détecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le détecteur est
commandé par un système de commande par opérateur (32).
14. Détecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun des pixels (54)
comprend un transistor à couches minces (72) et une photodiode (74).
15. Procédé pour traiter des données d'image provenant d'un champ d'observation désiré d'un détecteur numérique, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: 2s générer des signaux (150) basés sur un rayonnement frappant le détecteur (22), le détecteur comprenant une matrice de pixels formant des rangées (56) et des colonnes (58); lancer (152) une lecture du détecteur via une pluralité de lignes de balayage (88, , 92) et de lignes de donnces, chacune des lignes de balayage étant couplée à une rangée respective de pixels et chacune des lignes de donnces étant couplée à une colonne respective de pixcls; recharger des pixels (156, 170) de chaque rangée de pixcls déchargés par l 'incidence du rayonnement, et me surer la quantité de charge requi se pour rétablir la charge de chaque pixel; convertir (158, 172) la recharge d'une première rangée de pixels, et simultanément charger une deuxième rangée de pixcls; et transférer (160, 174) des donnces de recharge converties vers un système d'acquisition de données, les données de recharge mesurées de la première rangée de o pixcls étant transtérces concurremment pendant qu'une troisième rangée de pixcls est
rechargée et que la recharge de la deuxTème rangée de pixels est convertie.
16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que les donnces de recharge
mesurées sont mémorisées dans un système d'acquisition de donnces (32).
17. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que les données de recharge
mesurces sont utilisées pour générer une image.
18. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que le détecteur (22) est
placé dans un tomodensitomètre.
19. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que le détecteur (22) est
placé dans un système d'imagerie par résonance magnétique.
20. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que le détecteur (22) est placé dans un système d'imagerie par rayons X.
21. Procédé selon la revendication 1S, caractérisé en ce qu'il comprend une mesure de la recharge d'une rangée spécifique de pixels et un nettoyage d'une autre rangée de
pixels séparément.
2s
22. Procédé selon la revendication 21, caractérisé en ce que l'autre rangée (138) de
pixels est nettoyée à un instant correspondant à un instant de lancement d'exposition.
23. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une conversion (198) de signaux analogiques en signaux numériques, les signaux
analogiques étant générés pendant l'étape de recharge et de mesure.
24. Procédé selon la revendication 23, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un transtert des signaux mesurés et convertis provenant d'une série de canaux de donnces
(94, 96, 98).
25. Procédé selon la revendication 1S, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un nettoyage des rangées (138) de pixels sur une base périodique.
26. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un
nettoyage ou une lecture de multiples rangées (138) de pixels simultanément.
27. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une
commande du détecteur par un système de commande par opérateur (32).
lo
28. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que la recharge et la mesure de recharge sont réalisées via un transistor à couches minces (72) et une photodiode
(74) pour chaque pixel (54).
29. Système pour traiter des données d'image provenant d'un champ d'observation désiré d'un détecteur numérique, caractérisé en ce qu'il comprend: un moyen (72, 74) pour générer des signaux basés sur un rayonnement frappant le détecteur, le détecteur comprenant une matrice de pixels formant des rangées et des colonnes; un moyen (112) pour lancer la lecture du détecteur via une pluralité de lignes de balayage (88, 90, 92) et de lignes de données (94, 96, 98), chacune des lignes de balayage étant couplée à une rangée respective (56) de pixcls et chacune des lignes de données étant couplée à une colonne respective (58) de pixels; un moyen (114) pour recharger des pixels de chaque rangée déchargés par l'incidence du rayonnement, et pour mesurer la quantité de charge requise pour rétablir la charge de chaque pixel, un moyen (116, 114) pour convertir la mesure d'une première rangée de pixels, et simultanément recharger une deuxième rangée de pixels; et un moyen (118) pour kansférer des données converties à un système d' acquisition de données, les données mesuré.es de la première rangée de pixel s étant transférées concurremment pendant que des pixels d'une troisième rangée de pixcls sont
rechargés et que la mesure de pixels d'une deuxième rangée de pixels est convertie.
30. Système selon la revendication 29, caractérisé en ce que les donnces mesurées
sont mémorisées dans un système d'acquisition de donnces (32).
31. Système selon la revendication 29, caractérisé en ce que les donnces mesurces
sont utilisées pour générer une image.
32. Système selon la revendication 29, caractérisé en ce que le système est un tomodensitomètre.
33. Système selon la revendication 29, caractérisé en ce que le système est un
système d'imagerie par résonance magnétique.
34. Système selon la revendication 29, caractérisé en ce que le système est un o système d'imagerie par rayons X.
35. Système selon la revendication 29, caractérisé en ce que le moyen (114) pour mesurer est configuré pour mesurer une recharge d'une rangée spécifique de pixels et le moyen pour recharger est configuré pour nettoyer une autre rangée spécifique de pixels séparément.
36. Système selon la revendication 35, caractérisé en ce que l'autre rangée spécifique (138) de pixels est nettoyée à un instant correspondant à un instant de lancement d'exposition.
37. Système selon la revendication 29, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un moyen (116) pour convertir des signaux analogiques en signaux numériques, les
signaux analogiques étant reçus à partir d'une mesure de recharge de pixcls.
38. Système selon la revendication 37, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen (48) pour transmettre les signaux mesurés et convertis provenant d'une série de canaux
de données.
39. Système selon la revendication 29, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen
(46) pour nettoyer les rangées de pixels sur une base périodique.
40. Système selon la revendication 29, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un moyen (46) pour nettoyer et mesurer une recharge de multiples rangées de pixels séparément.
41. Système selon la revendication 29, caractérisé en ce que le détecteur (22) est
commandé par un système de commande par opérateur (28).
42. Système scion la revendication 29, caractérisé en ce que chacun des pixels
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