FR2863435A1 - Detecteurs de rayons x a lignes de balayage divisees et lignes de donnees combinees - Google Patents

Abstract

Détecteur (50) de rayons X comprenant de multiples pixels qui reçoivent des rayons X. Le détecteur (50) de rayons X comprend une ligne de balayage divisée (52) qui active les pixels et une ligne de données (54) qui conduit une charge indicatrice desdits rayons X.

Description

DETECTEURS DE RAYONS X A LIGNES DE BALAYAGE DIVISEES ET

LIGNES DE DONNEES COMBINEES

La présente invention concerne d'une façon générale les systèmes d'imagerie radiologique. Plus particulièrement, la présente invention est relative à des détecteurs perfectionnés de rayons X et à des procédés de fonctionnement de ceux-ci.

Un système radiologique comprend ordinairement une source de faisceau de rayons X et un détecteur de rayons X. Un faisceau de rayons X est dirigé par la source de rayons X sur une région concernée d'un patient et est détecté par le détecteur de rayons X, lequel produit à son tour des données de projections en réponse au faisceau de rayons X. Un détecteur de rayons X à semi-conducteurs comporte couramment une matrice de pixels composée de transistors à effet de champ (TEC) qui se comportent comme des commutateurs et de photodiodes, qui détectent la lumière. Les TEC et les photodiodes sont en silicium amorphe sur lequel est déposée de l'iodure de césium (CsI). Le CsI absorbe les rayons X, générés par la source de faisceau de rayons X, et les convertit en énergie lumineuse, laquelle est ensuite détectée par les photodiodes.

Les photodiodes, en raison de leur construction, se comportent comme des condensateurs et stockent de l'énergie sous la forme d'une charge.

L'initialisation du détecteur se produit avant une exposition aux rayons X pendant une technique couramment appelée "raclage du détecteur" ou simplement "raclage". Pendant le raclage, chaque photodiode est chargée à un potentiel de tension déterminé et initial. Le détecteur est ensuite exposé à des rayons X qui sont absorbés par le CsI. La lumière émise par le Csl, proportionnellement au flux des rayons X, décharge partiellement les photodiodes. Au terme de l'exposition, le potentiel de tension aux photodiodes est rétabli au potentiel de tension initial. L'ampleur de la charge nécessaire pour rétablir le potentiel de tension initial de chaque photodiode est liée à la dose de rayons X détectée par chaque pixel, intégrée par la surface de couverture de chaque pixel pendant la durée d'une exposition.

Le détecteur est lu et raclé rangée par rangée, sous le contrôle de la commutation active des TEC. La lecture est effectuée chaque fois qu'une image produite par le détecteur contient des données précieuses, ce qui survient principalement lorsque les images contiennent des données d'exposition ou des données de décalage. Comme les données acquises pendant le récurage ne sont pas intéressantes, elles sont éliminées. Le raclage est effectué pour maintenir une bonne polarisation de tension sur les photodiodes pendant les périodes de repos ou éventuellement pour réduire les effets d'un retard ou d'une restauration incomplète de charge des photodiodes.

Les détecteurs de rayons X actuels, qui sont utilisés pour permettre de grandes cadences d'images, ont souvent une conception à lignes de données divisées. Les détecteurs de rayons X sont constitués par une matrice de photodiodes sur K colonnes et N rangées. Les lignes de données sont divisées de façon qu'il y ait une première moitié de lignes de balayage et une deuxième moitié de lignes de balayage. Chaque ligne de balayage s'étend sur chaque moitié et croise chaque ligne de données. Chaque ligne de données est divisée pour avoir une paire de segments de ligne, chaque segment de ligne correspond à la première moitié ou à la deuxième moitié. Un système électronique d'extraction acquiert les charges des photodiodes, représentant un signal de rayons X, et convertit sous un format numérique la charge mesurée. Des systèmes électroniques d'extraction sont fixés aux deux segments des lignes de données.

La conception à lignes de données divisées permet de plus grandes vitesses de trames d'acquisition, car deux lignes de balayage peuvent être activées simultanément. En fait, le détecteur peut être lu comme s'il avait deux demi-panneaux plutôt qu'un seul panneau entier, en doublant de ce fait la vitesse des trames d'acquisition. Cependant, il faut deux fois plus de canaux d'extraction à l'appui de tous les segments de lignes de données, ce qui accroît les coûts et la consommation d'énergie et réduit la fiabilité. Le doublement des composants électroniques d'extraction accroît la consommation d'énergie du détecteur et la chaleur produite dans celui-ci. Une plus grande production de chaleur a pour effet une augmentation des coûts des équipements d'évacuation de la chaleur.

Par ailleurs, lors de la conception des circuits d'extraction, les performances concernant le bruit électronique constituent une préoccupation. Une technique pour réduire les niveaux de bruit consiste à accroître les courants de polarisation, comme décrit dans le brevet des EUA n 6 426 672 intitulé " Means of Selecting Low Noise Performance or Low Power Dissipation in the Analog Front End of a Custom Integrated Circuit".

Une telle mise en oeuvre peut être avantageuse pour les applications qui 35 acquièrent des images radiologiques de faibles doses, comme en fluoroscopie.

L'augmentation des courants de polarisation permet de réduire le bruit électronique au-dessous du bruit quantique des rayons X sur les images de faibles doses. Cela permet l'acquisition d'images radiologiques de faibles doses non affectées par le bruit électronique.

Il existe donc un besoin d'un détecteur de rayons X perfectionné qui permette de grandes vitesses de trames, consomme moins d'énergie, ait un faible niveau de bruit et limite la chaleur produite dans celui-ci.

La présente invention propose de multiples détecteurs de rayons X et des systèmes radiologiques correspondants, et des procédés pour faire fonctionner chaque détecteur. Il est proposé un détecteur de rayons X qui comprend de multiples pixels recevant des rayons X. Le détecteur de rayons X comporte une ligne de balayage divisée qui active les pixels et une ligne de données qui conduit une charge indicatrice des rayons X. De préférence, au moins une ligne de données est constituée par au moins une ligne de données non divisée.

De préférence, au moins deux lignes de données de ladite au moins une ligne de données sont couplées l'une à l'autre.

Dans une forme de réalisation de l'invention, la pluralité de lignes de données sont constituées par: un premier ensemble de lignes de données; et un deuxième ensemble de lignes de données; au moins une ligne de données appartenant au premier ensemble de lignes de données étant couplée à au moins une ligne de données appartenant au deuxième ensemble de lignes de données.

De préférence, chaque ligne de données du premier ensemble de lignes de données est couplée à une ligne de données appartenant au deuxième ensemble de lignes de données.

En variante, au moins une ligne de balayage divisée comporte un premier ensemble de balayage de pixels et un deuxième ensemble de balayage de pixels.

De préférence, le premier ensemble de lignes de données correspond au premier ensemble de balayage de pixels et le deuxième ensemble de lignes de données correspond au deuxième ensemble de balayage de pixels.

La ligne de balayage divisée peut être empilée verticalement.

La ligne de données peut comporter un premier côté couplé à un premier ensemble de pixels et un deuxième côté couplé à un deuxième ensemble de pixels.

En variante, le détecteur de rayons X comprend une pluralité de pixels recevant des rayons X, au moins une ligne de balayage activant la pluralité de pixels, et une pluralité de lignes de données conduisant une charge indiquant la dose de rayons X, la pluralité de lignes de données ayant au moins deux lignes de données couplées l'une à l'autre, au moins une ligne de données de la pluralité de lignes de données comportant un premier côté couplé à un premier ensemble de pixels et un deuxième côté couplé à un deuxième ensemble de pixels.

Les formes de réalisation de la présente invention offrent plusieurs avantages. L'un de ces avantages, offert par une forme de réalisation de la présente invention, est la présence d'un détecteur à lignes de balayage divisées. L'utilisation de lignes de balayage divisées accroît les temps de lecture du détecteur, ce qui réduit le nombre de canaux d'extraction. La diminution du nombre de canaux d'extraction réduit le coût et la consommation d'énergie et améliore en même temps la fiabilité d'un détecteur de rayons X. Un autre avantage offert par une forme de réalisation de la présente invention est la présence d'un détecteur ayant des lignes de données non divisées. Un autre avantage offert par une autre forme de réalisation de la présente invention est la présence d'un détecteur ayant des lignes de données combinées. L'utilisation de lignes de données non divisées et de lignes de données combinées permet de réduire la quantité de composants électroniques d'extraction et offre les avantages précités.

En outre, les formes de réalisation de la présente invention permettent d'assurer divers degrés de définition grâce à la possibilité de combiner des nombres variables de pixels qui sont lus simultanément et de réduire le temps nécessaire à la lecture complète d'un détecteur, ce qui accroît donc la vitesse des trames d'acquisition lorsque la définition souhaitée est inférieure à la définition intrinsèque du détecteur. Cela permet efficacement à un système radiologique d'accroître sa vitesse de trame sans nuire à la définition, ce qui améliore la polyvalence des applications pour un détecteur d'un type particulier.

L'invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée d'un mode de réalisation, pris à titre d'exemple non limitatif illustrée par les dessins annexés, sur lesquels: la Fig. 1 est une vue schématique en perspective et sous la forme d'un schéma de principe d'un système d'imagerie radiologique utilisant un détecteur de rayons X selon une forme de réalisation de la présente invention; la Fig. 2 est une vue schématique et sous la forme d'un schéma de principe d'un détecteur de rayons X, ayant des lignes de balayage divisées et des lignes de données non divisées et combinées, selon une forme de réalisation de la présente invention; la Fig. 3 est une vue schématique en plan d'un détecteur de rayons X, ayant des lignes de balayage divisées et des lignes de données non divisées et combinées, des pixels couplant les deux côtés des lignes de données, selon une autre forme de réalisation de la présente invention; et la Fig. 4 est un schéma de principe logique illustrant des modes de fonctionnement d'un détecteur de rayons X selon de multiples formes de réalisation de la présente invention.

Sur les figures ci-après, on utilisera les mêmes repères pour désigner les mêmes éléments. Bien que l'invention soit décrite en référence à des détecteurs de rayons X, des systèmes radiologiques correspondants et des procédés pour faire fonctionner chacun d'eux, la présente invention se prête à une adaptation à diverses fins et n'est pas limitée aux applications suivantes: systèmes de tomodensitométrie (TDM), radiothérapie ou systèmes radiographiques, systèmes d'imagerie à rayons X et autres applications connues dans la technique. La présente invention peut être appliquée à des détecteurs radiographiques, des détecteurs cardiographiques ou d'autres détecteurs connus dans la technique.

Dans la description ci-après, divers paramètres et organes de fonctionnement sont décrits pour une même forme de réalisation construite. Ces paramètres et organes spécifiques sont évoqués à titre d'exemples nullement limitatifs.

Considérant maintenant la Fig. 1, il y est représenté une vue en perspective et sous la forme d'un schéma de principe d'un système d'imagerie radiologique 10 utilisant une matrice de détection ou un détecteur 12 de rayons X selon une forme de réalisation de la présente invention. Le système 10 comprend une source 14 de rayons X qui génère un faisceau 16 de rayons X, lequel est dirigé pour passer à travers une région intéressante 18 d'un patient 20. Le faisceau 16 est atténué par une structure interne du patient 20 et est reçu par le détecteur 12.

Le détecteur 12 est divisé en de multiples pixels 22. Pendant le fonctionnement du détecteur 12, les pixels 22 sont balayés par les circuits de balayage 28,.par l'intermédiaire des lignes de balayage 29, pour produire des données d'exposition. Les données d'exposition sont reçues et numérisées par les composants électroniques ou circuits d'extraction 30 par l'intermédiaire des lignes de données 31. Chaque pixel 22 mesure indépendamment l'intensité du rayonnement x reçu sur une surface exposée de pixels ou une surface de photodiodes correspondante pour produire les données d'exposition. Un circuit de polarisation ou de charge commun 32 de photodiodes est électriquement couplé au détecteur 12 et commande la tension d'anode des pixels 22.

Un circuit de commande d'acquisition et de traitement d'image 34 est couplé électriquement à la source 14, aux circuits de balayage 28, aux circuits d'extraction 30 et aux circuits de polarisation 32 et coordonne le fonctionnement de ceux-ci. Le circuit de traitement d'acquisition 34 reconstruit une image en réponse aux données d'exposition, laquelle est affichée à l'écran 26.

Une unité de commande 36 est électriquement couplée à la fois aux circuits de lecture 30 et aux circuits de balayage 28. L'unité de commande 36 commande l'ordre et la vitesse d'extraction, ainsi que la tension de polarisation commune des photodiodes. Bien que l'unité de commande 36 soit représentée comme faisant partie des circuits d'extraction 30, elle peut faire partie d'autres circuits tels que les circuits de polarisation communs 32 des photodiodes, les circuits de balayage 28 ou les circuits de traitement d'image 34.

Le circuit de traitement d'acquisition 34 et l'unité de commande peuvent être à microprocesseurs, par exemple sous la forme d'un ordinateur ayant une unité centrale, une mémoire (vive et/ou morte) et des bus d'entrée et de sortie correspondants. Le circuit d'acquisition 34 et l'unité de commande 36 peuvent simplement être constitués par des machines à états logiques ou d'autres dispositifs logiques connus dans la technique. Le circuit de traitement d'acquisition 34 et l'unité de commande peuvent faire partie d'une unité de commande principale centrale, d'un module de commande électronique, ou peuvent être chacun des unités de commande autonomes, comme représenté.

Considérant maintenant la Fig. 2, il y est représenté une vue schématique et sous la forme d'un schéma de principe d'un panneau 50 de détecteur de rayons X, ayant des lignes de balayage divisées 52 et des lignes de données non divisées et combinées 54, selon une forme de réalisation de la présente invention. Le détecteur comprend des pixels, représentés par et ayant chacun des transistors à effet de champ (TEC) 56 et des photodiodes 58 respectifs. Les lignes de balayage 52 servent à activer les TEC 56 et à permettre simultanément aux photodiodes 58 présentes dans un segment de rangée particulier de se charger. Les lignes de données 54 servent à charger les photodiodes 58, en recueillant de ce fait à partir de celles-ci des données d'exposition ou de décalage. Les lignes de données 54 sont utilisées par les circuits d'extraction 30 pour rétablir la charge des photodiodes 58. A mesure que chaque ligne de balayage 52 est activée, les photodiodes, dans les pixels de la ligne de balayage activée, sont simultanément rétablies à une charge initiale. A chaque ligne de données 54 correspond un canal d'extraction (non représenté) duquel le circuit de traitement d'acquisition 34 reçoit les données d'exposition.

Le détecteur 50 est un modèle divisé avec une moitié gauche 60 et une moitié droite 62. Les pixels de la moitié gauche 60 sont couplés aux circuits d'excitation A. Les pixels de la moitié droite 62 sont couplés aux circuits d'excitation B. Chaque pixel de la moitié gauche 60 est couplé à une ligne de données commune avec un pixel de la moitié droite 62. Chacune des moitiés 60 et 62 a des ensembles correspondants de pixels, de lignes de balayage 52 et de lignes de données 54, certains exemples en étant présentés plus loin. Il peut y avoir n'importe quel nombre d'ensembles, et les ensembles peuvent être de diverses dimensions. Les lignes de balayage 52 sont divisées de façon que les pixels de la moitié gauche 60 soient couplés aux moyens d'excitation de balayage 63 des circuits d'excitation A et que les pixels de la moitié droite 62 soient couplés aux moyens d'excitation de balayage 64 des circuits d'excitation B. Dans une forme de réalisation de la présente invention, des pixels de la moitié droite 62 sont lus à la suite des pixels de la moitié gauche 60, en alternant entre la moitié gauche 60 et la moitié droite 62. Bien qu'un exemple d'ordre quant à la manière dont est lu le détecteur soit présenté et expliqué ci-dessus, d'autres séquences de lecture connues dans la technique peuvent être utilisées.

Dans la forme de réalisation de la Fig. 2, les lignes de données 54 sont combinées de la manière suivante: la ligne K de données est couplée à la ligne K+l de données, la ligne K-1 de données est couplées à la ligne K+2 de données, la ligne K-2 de données est couplée à la ligne K+3 de données, etc. Les lignes K-2, K-1 et K de données de la première moitié 60 sont couplées aux lignes K+1, K+2 et K+3 de données de la deuxième moitié 62 par l'intermédiaire de connexions 65 de façon que les connexions 65 ne se croisent pas les unes des autres. Les lignes K-2, K-1 et K de données forment un premier ensemble de lignes de données et les lignes K+1, K+2 et K+3 de données forment un deuxième ensemble de lignes de données. Les pixels de la première moitié 60 font partie d'un premier ensemble de balayage de pixels et les pixels de la deuxième moitié 62 font partie d'un deuxième ensemble de balayage de pixels. Les lignes de données combinées 54 forment en fait des lignes de données uniques. Par exemple, les lignes K-1 et K de données forment une seule ligne de données ayant au moins deux fois la longueur de chacune des lignes K-1 et K de données. Bien que les lignes 54 de données soient couplées suivant une configuration de connexion particulière, elles peuvent être couplées suivant diverses autres configurations de connexion connues dans la technique.

Les connexions 65 peuvent être formées au sein du détecteur 50, comme représenté, ou peuvent être formées à l'aide d'autres techniques connues. Les connexions 65 peuvent par exemple être formées sur une carte de circuit séparée et couplées au détecteur 50 à l'aide d'un fil souple (non représenté), le fil souple étant similaire au fil souple (également non représenté) pouvant être utilisé pour coupler les circuits d'extraction 50 et les moyens d'excitation de balayage 63 et 64 au détecteur 50.

Comme les lignes 54 de données s'étendent en continu à travers tout le détecteur 50 et sont combinées, seulement un quart du nombre de composants électroniques d'extraction est utilisé par rapport à des systèmes traditionnels utilisant une conception à lignes de balayage non divisées et à lignes de données divisées. Les systèmes utilisant une conception à lignes de données divisées utilisent normalement une paire de composants électroniques d'extraction pour chaque ligne de données divisée. L'utilisation d'un quart des composants électroniques d'extraction réduit fortement la consommation d'énergie d'un détecteur ainsi que la chaleur produite par celui-ci. Comme le détecteur 50 consomme moins d'énergie, il est plus facile de distribuer de l'énergie au détecteur 50. Si une source d'électricité telle que des batteries est utilisée pour alimenter en énergie le détecteur 50, le poids de la source d'électricité est plus faible en raison de la moindre demande d'énergie des détecteurs 50. Par ailleurs, comme le détecteur 50 consomme moins d'énergie, le refroidissement du détecteur 50 est simplifié. En outre, comme la quantité de composants électroniques d'extraction est réduite et que le matériel servant au refroidissement du détecteur 50 est simplifié, le détecteur 50 et les circuits correspondants sont plus facilement transportables et ont également une meilleure fiabilité. Cela est dû aux composants moins nombreux et plus légers, et au plus petit nombre de composants associés au détecteur 50.

De la sorte, la présence des lignes de données d'une longueur complète 54, qui se chevauchent sur leur longueur, rend plus souple et plus facile la lecture du détecteur 50. Les pixels en alternance entre la moitié gauche 60 et la moitié droite 62 le long des lignes de balayage 52 permettent de lire de plusieurs manières le détecteur 50. Selon une autre possibilité, la moitié gauche 60 peut être lue avant la moitié droite 62, ou inversement, comme décrit plus en détail par la suite.

A titre d'exemple, les pixels du détecteur 50 sont disposés sous une forme rectangulaire en rangées et colonnes, et d'autres agencements peuvent évidemment être utilisés. Chaque rangée est définie par les lignes de balayage 52 et chaque colonne est définie par les lignes de données 54. Le détecteur 50 comporte un pixel approximativement centré défini par une ligne de balayage N et une ligne de données K. Bien qu'un nombre donné de pixels soit représenté, le détecteur 50 peut avoir n'importe quel nombre de pixels.

Les TEC 56 ont des bornes de grilles 66, des bornes de drains 67 et des bornes de sources 68. Les lignes de balayage 52 sont couplées entre les bornes de grilles 66 et les circuits d'excitation Al et B1. Les lignes de données 54 sont couplées entre les bornes de drains 67 et les intégrateurs 70.

Chacune des photodiodes 58 a une cathode 72 et une anode 74. Les cathodes 72 sont couplées aux bornes de sources 68. Les anodes 74 sont couplées à une source 76 de tension au niveau d'un contact commun 77 et ont un potentiel de tension au contact commun. La source de tension est couplée à une terre commune 78. Si on suppose que chacun des TEC 56 se comporte comme un commutateur idéal, le potentiel de tension aux photodiodes 58, formé par la différence de potentiel des lignes de données 54, commandées par les intégrateurs 70, et le potentiel de tension commune, peuvent être appelés polarisation des photodiodes.

Si on utilise les TEC 56, comme on le sait dans la technique, le nombre de contacts électriques avec le détecteur 50 est réduit. Si on n'utilise pas les TEC 56, il faut au moins un contact pour chaque pixel afin de rétablir la charge de chacune des photodiodes, ce qui limite en fait le nombre de pixels pouvant être fabriqués dans un seul détecteur. Les TEC 56 réduisent le nombre de contacts nécessaire à un nombre non supérieur à celui des pixels sur le pourtour du détecteur 50, ou autrement dit le nombre de rangées et de colonnes.

La tension aux photodiodes 58 est globalement commandée par le circuit de polarisation 32. La tension de polarisation à laquelle sont chargées les photodiodes 58 est égale à la différence entre le niveau de tension du contact commun 77 et le niveau de tension d'une ligne de données respectives d'une photodiode. Pour que les photodiodes 58 stockent une charge capacitive, elles sont polarisées dans le sens inverse, de telle sorte que les anodes 74 des photodiodes sont couplées au contact commun 77, qui a un potentiel de tension plus négatif que celui des lignes de données 54.

D'autre part, le potentiel du contact commun 77, qui crée et est directement lié à la polarisation des photodiodes, est commandé par l'unité de commande 36. L'unité de commande 36 est électriquement couplée aux lignes de données 54, aux circuits de balayage 28 et au contact commun 77. L'unité de commande 36 peut modifier le potentiel du contact commun en fonction de l'application voulue.

Considérant maintenant la Fig. 3, il y est représenté une vue schématique en plan d'un détecteur 110 de rayons X, ayant des lignes de balayage divisées et des lignes de données non divisées et combinées 114 avec des pixels 116 couplés à la fois à un premier côté 118 et un deuxième côté 120 des lignes de données 114, selon une autre forme de réalisation de la présente invention. Les lignes de balayage 112 sont des lignes de balayage divisées à longueurs complètes alternées, qui sont couplées aux moyens d'excitation de balayage 121 des circuits d'excitation A2 et B2. Bien que les lignes de données 114 soient des lignes de données d'une longueur complète comme les lignes de données 54, il y a moitié moins de lignes de données 114 que de lignes de données 54.

Les pixels 116 sont conçus d'une manière divisée, mais au lieu que les pixels 116 ne soient divisés en une moitié gauche et une moitié droite comme les pixels de la forme de réalisation de la Fig. 2, les pixels 116 sont divisés en un premier groupe 122 et un deuxième groupe 124. Le premier groupe 122 et le deuxième groupe 124 font alterner des pixels par colonnes.

Les lignes de balayage 112 sont considérées comme divisées car elles sont couplées à et commandent moitié moins de pixels sur n'importe quelle rangée donnée de pixels sur l'axe horizontal (non représenté), qui s'étend parallèlement aux lignes de balayage 112. Par exemple, la ligne de balayage 126 s'étend le long des pixels 128 mais n'est couplée qu'aux pixels 130. Le pas de connexion pour les lignes de balayage 112 est approximativement le même que dans le détecteur 50 décrit plus haut. Bien que les lignes de balayage adjacentes telles que les lignes de balayage 132 soient représentées espacées les unes des autres, les lignes de balayage adjacentes peuvent être "empilées" les unes sur les autres afin de parvenir à un facteur maximal de remplissage des photodiodes. Si les lignes de balayage adjacentes sont empilées, les lignes de balayage empilées adjacentes sont espacées ou séparées les unes des autres par un isolant, dans une direction orthogonale par rapport au plan du détecteur 110. La matière de séparation ou d'isolation assure qu'il n'y a pas de connexion conductrice entre les lignes de balayage adjacentes, comme dans le cas de la séparation entre les lignes de balayage 112 non empilées.

On utilise moitié moins de lignes de données 114, car les pixels 122 et 124 partagent des lignes de données communes. Le pas de connexion des lignes de données 114 est approximativement inférieur de moitié au pas de connexion du détecteur 50 décrit plus haut. Un pas de connexion réduit de moitié facilite la fabrication d'un détecteur en raison des limites de tolérance de fabrication réduites. La longueur des lignes de données 114 est égale à la moitié de la longueur des lignes de données 54, car les lignes de données 114 ne s'étendent que sur la longueur du détecteur 110 et ne sont pas combinées avec d'autres lignes de données. Ainsi, les lignes de données 114 assurent une capacité et une résistance réduites en comparaison des lignes de données 54 et des lignes de données de la technique antérieure. La capacité et la résistance moindres assurent un niveau de bruit des canaux d'extraction.

Les détecteurs 50 et 110 peuvent être amenés à fonctionner en mode alterné ou en mode "groupé". Le mode groupé désigne la combinaison de multiples pixels en une seule lecture, comme décrit plus en détail ci- après. Le mode alterné assure une plus grande définition que le mode groupé, lequel facilite de plus grandes vitesses de trames d'acquisition.

Dans le mode alterné, par rapport aux formes de réalisation des figures 2et 3, les circuits d'excitation Al ou A2 sont activés les premiers, suivis par les circuits d'excitation B1 ou B2. Un premier pixel, dans la moitié gauche 60 ou dans le premier groupe 122, est lu, suivi d'un deuxième pixel, qui se trouve sur la même ligne de données que le premier pixel et dans la moitié droite 62 ou dans le deuxième groupe 124. Selon une autre possibilité, tous les circuits d'excitation de balayage A 1 et A2 peuvent être successivement activés avant l'activation d'un seul des circuits d'excitation de balayage B1 et B2. Il en va de même pour l'ordre inverse. En ce qui concerne la forme de réalisation de la Fig. 4, les pixels présents sur la même ligne de balayage divisée et sur la même ligne de données combinées peuvent être lus à l'aide d'une technique séquentielle similaire à celle décrite plus haut.

Dans le mode groupé, de multiples moyens d'excitation de balayage sont activés simultanément. Par exemple, en ce qui concerne la forme de réalisation de la Fig. 2, deux moyens d'excitation de balayage dans les circuits d'excitation Al peuvent être activés simultanément, suivis de deux moyens d'excitation de balayage présents dans les circuits d'excitation B1. Ainsi, un même canal d'extraction peut acquérir la charge de deux pixels de la moitié gauche 60 simultanément, suivis de deux pixels de la moitié droite 62, simultanément. En outre, les signaux provenant de deux canaux d'extraction adjacents sont combinés, de manière numérique, soit par les composants électroniques d'extraction soit par les composants électroniques succédant aux composants électroniques d'extraction, ce qui aboutit à la formation d'un seul gros pixel par une combinaison de quatre pixels plus petits. Les quatre pixels forment un carré de 2x2, conservant en fait le même rapport d'aspect qu'un pixel individuel. Les charges individuelles des deux pixels sont combinées sur chacune de deux lignes de données communes et sont acquises par sommation analogique. Au moment de la combinaison des charges individuelles, les données numériques provenant de lignes de données adjacentes sont donc soumises à une sommation numérique.

Pour les formes de réalisation présentées, le groupage des pixels accroît les vitesses de trames d'acquisition au détriment de la définition spatiale, sans diminution des dimensions du champ. Les quantités de données acquises à l'aide du mode groupé pour une image résultante sont moindres, et il faut donc moins d'espace de stockage d'image. Dans la forme de réalisation de la Fig. 3, quatre lignes de balayage sont activées simultanément, deux depuis les circuits d'excitation A2 et deux depuis les circuits d'excitation B2. Cela vise à activer les pixels sur deux rangées adjacentes de la Fig. 3. Autrement dit, quatre pixels sur chaque ligne de données sont lus simultanément, ce qui donne une combinaison de signaux seulement analogique, supprimant la nécessité de circuits de sommation numérique dans le système électronique d'extraction ou ailleurs. De la sorte, la forme de réalisation présentée réduit donc encore la consommation d'énergie et les coûts lorsqu'elle est utilisée dans le mode groupé.

Considérant maintenant la Fig. 4, il y est illustré des procédés de fonctionnement d'un détecteur de rayons X selon de multiples formes de réalisation de la présente invention. Lors de l'étape 150, les pixels d'un détecteur, par exemple les pixels des détecteurs 50 et 110, sont activés par l'intermédiaire d'une ou plusieurs lignes de balayage divisées. Les pixels sont récurés ou lus, ce qui permet à la charge délivrée par les composants électroniques d'extraction de charger chaque pixel à un potentiel donné par l'intermédiaire des lignes de données. Lors de l'étape 152, les photodiodes du détecteur sont exposées et reçoivent des rayons X. Lors de l'étape 154, la dose de rayons X est lue par ou indiquée par l'intermédiaire d'une ou plusieurs lignes de données non divisées, par exemple les lignes de données combinées 54 et les lignes de données 114.

Les opérations décrites ci-dessus sont destinées à constituer un exemple; les opérations peuvent être effectuées de manière synchrone, successive, simultanée ou dans un ordre différent selon l'application.

La présente invention propose de multiples détecteurs de rayons X qui peuvent être employés dans diverses applications. Les détecteurs de rayons X ont divers degrés, niveaux et quantités de définition, de pas de connexion de pixels, de canaux d'excitation de balayage, de canaux de circuits d'extraction, de niveaux de bruit, de capacité et de résistance de lignes de données, de consommation d'énergie et de production de chaleur. Les détecteurs des formes de réalisation selon la présente invention comportent un nombre réduit de circuits d'extraction, une moindre consommation d'énergie, une moindre production de chaleur et un allègement du détecteur et de la source d'électricité, ainsi qu'un meilleur niveau de bruit et une meilleure fiabilité par rapport aux détecteurs selon la technique antérieure.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Détecteur de rayons X, comprenant: une pluralité de pixels recevant des rayons X; au moins une ligne de balayage divisée (52) activant ladite pluralité de pixels; et au moins une ligne de données conduisant une charge indicative desdits rayons X.

2. Détecteur selon la revendication 1, dans lequel au moins une ligne de données est constituée par au moins une ligne de données non divisée (54).

3. Détecteur selon la revendication 1, dans lequel au moins deux lignes de données de ladite au moins une ligne de données sont couplées l'une à l'autre.

4. Détecteur selon la revendication 1, dans lequel ladite pluralité de lignes de données sont constituées par: un premier ensemble de lignes de données; et un deuxième ensemble de lignes de données; au moins une ligne de données appartenant audit premier ensemble de lignes de données étant couplée à au moins une ligne de données appartenant audit deuxième ensemble de lignes de données.

5. Détecteur selon la revendication 4, dans lequel chaque ligne de données dudit premier ensemble de lignes de données est couplée à une ligne de données appartenant audit deuxième ensemble de lignes de données.

6. Détecteur selon la revendication 4, dans lequel au moins une ligne de balayage divisée (52) comporte un premier ensemble de balayage de pixels et un 25 deuxième ensemble de balayage de pixels.

7. Détecteur selon la revendication 6, dans lequel ledit premier ensemble de lignes de données correspond audit premier ensemble de balayage de pixels et ledit deuxième ensemble de lignes de données correspond audit deuxième ensemble de balayage de pixels.

8. Détecteur selon la revendication 1, dans lequel ladite au moins une ligne de balayage divisée (52) est empilée verticalement.

9. Détecteur selon la revendication 1, dans lequel ladite au moins une ligne de données comporte: un premier côté (118) couplé à un premier ensemble de pixels (122) ; et un deuxième côté (120) couplé à un deuxième ensemble de pixels (124).

10. Détecteur de rayons X, comprenant: une pluralité de pixels (116) recevant des rayons X; au moins une ligne de balayage (112) activant ladite pluralité de pixels (116); et une pluralité de lignes de données (114) conduisant une charge indicatrice desdits rayons X, ladite pluralité de lignes de données ayant au moins deux lignes de données couplées l'une à l'autre; au moins une ligne de données de ladite pluralité de lignes de données (114) comportant: un premier côté (118) couplé à un premier ensemble de pixels (122) ; et un deuxième côté (120) couplé à un deuxième ensemble de pixels (124).