KR20170013214A

KR20170013214A - 무선 영상기에서의 저전력 대기 모드

Info

Publication number: KR20170013214A
Application number: KR1020167030129A
Authority: KR
Inventors: 게르하르트 루스; 나치켓 주가드; 스티브 베트슈타인; 시저 프로아노
Original assignee: 배리언 메디컬 시스템즈, 인크.
Priority date: 2014-03-28
Filing date: 2015-03-30
Publication date: 2017-02-06
Also published as: CN106132304B; EP3122255A1; CN106132304A; US20150276942A1; EP3122255A4; KR102236072B1; US9936147B2; WO2015149075A1; EP3122255B1

Abstract

본 발명은 배터리를 절약하고 항상 안정적인 값으로 픽셀 전하 트랩들을 유지함으로써 콜드-스타트 인공 결함을 극복하는 신규한 해결책을 설명하고 있다. NIP 포토다이오드 및 TFT 조합의 설계는 항상 바이어싱된 상태를 유지하도록 매우 낮은 전류(수백 ㎂ 정도)를 요구한다. 이것은, 픽셀 전하 트랩들이 저전력 소모에 의해 용이하게 안정적인 값으로 유지될 수 있게 한다. 전력 소모는 모든 패널 전자기기를 끈 상태로 유지하고 픽셀들만을 바이어싱된 상태로 유지함으로써 최소로 유지된다. 또한, 픽셀을 바이어싱된 상태로 유지하는 것은 맨 처음 영상에서의 콜드-스타트 인공 결함을 극복하는 것을 돕는다.

Description

무선 영상기에서의 저전력 대기 모드{LOW POWER STANDBY MODE IN WIRELESS IMAGERS}

방사선과(radiology)는 진단 및 치료 목적을 위해 의료 영상(medical imaging)을 다루는 의학 분야이다. 방사선과의 업무는 종종 진단을 수행하거나 치료를 관리하는 X-선 기기 또는 다른 방사선 장치의 사용을 포함한다. 방사선과의 다른 업무는 방사선을 포함하지 않는 기술, 예를 들어 자기 공명 영상(MRI) 및 초음파를 사용한다. 의료 분야 내에서, 방사선과는 2개의 하위 분야, 즉 진단 방사선과 및 치료 방사선과로 지칭될 수 있다. 진단 방사선과는 질병 또는 질환의 진단을 보조하도록 다양한 영상 양상의 사용에 관한 것이다. 치료 방사선과 또는 방사선 종양과는 방사선을 사용하여 표적이 되는 영역에 방사선의 적용을 통해 암과 같은 질병을 치료한다.

진단 방사선과에서, 방사선과 장치의 통상적인 구성은 조사 입자(예컨대, X-선)를 방출하는 데에 사용되는 방사선원(radiation source) 및 이 방사선원에 대응하는 하나 이상의 영상 장치를 포함한다. 상기 입자는 방사선원과 영상 장치(들) 사이에 놓인 표적 부피(target volume)(즉, 환자)를 향해서 유도되고, 영상 장치(들)는 표적 부피를 통과하는 인입 방사선을 수집하도록 위치하고 있다. 영상기(imager)에 의해 수집된 빔이 차후에 표적 부피의 하나 이상의 영상을 생성하는 데에 사용된다.

X-선용으로 사용되는 영상기는 종종 비정질 실리콘(a-Si) 박막 트랜지스터(TFT) 어레이 형태의 집적 회로를 포함한다. 전통적으로, 이들 영상기는 방사선원과 공유되는 갠트리(gantry)에 부착된 하나 이상의 "팔(arm)"의 단부에 장착된다. 도 1은 의사가 정확한 진단을 내리는 것을 보조하도록 영상을 포착하는 데에 사용될 수 있는 종래의 디지털 영상 시스템(100)을 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 도 1의 디지털 영상 시스템(100)은 로봇 팔(130) 상에 장착된 대응하는 검출기(120)와 함께 방사선원(110)을 도시하고 있다. 이들 팔은 사전에 계획된 경로들에 따라 하나 이상의 축을 따라 영상기를 자동 이동 및/또는 회전시킬 수 있는 프로그램 가능한 로봇 팔들로 구현될 수 있다. 상기 팔은, 지지 및 안정성을 제공함과 함께, 영상기와 갠트리의 나머지 부분 간의 전력 및 데이터 전송 채널(예컨대, 케이블)용 하우징을 또한 제공한다. 최근, 영상기는 방사선 사진 데이터(radiographic data)를 무선으로 전송하도록 개발되어 왔다. 증가되는 휴대성을 위해, 배터리 구동형 무선 평판 영상기들이 개발되어 왔다. 그러나, 메인 공급형 전원으로부터 배터리 구동형 전원으로의 이동은 소정의 이점을 확장하면서도, 또한 이로 인해 새로운 경향의 문제점을 초래하고 있다.

본 요약은 상세한 설명에서 이하에 더욱 설명되는 개념의 선택을 단순화된 형태로 소개하기 위해 제공된다. 본 요약은 청구 대상의 핵심 특징 또는 필수 특징을 식별하도록 의도되는 것도 아니고, 또한 청구 대상의 범위를 한정하는 데에 사용되도록 의도되는 것도 아니다.

본 발명의 일 실시예는 고품질 영상을 생성할 수 있으면서 제한된 전원의 무선 영상기를 사용하여 전력을 절약하기 위한 더욱 효율적인 기술을 제안하고 있다. 본 발명은 항상 안정적인 값으로 픽셀 전하 트랩(pixel charge trap)을 유지함으로써 배터리를 절약하고 콜드-스타트 인공 결함(cold-start artifacts)을 극복하는 신규한 해결책을 설명하고 있다. NIP 포토다이오드 및 TFT 조합의 설계는 항상 바이어싱된 상태를 유지하도록 매우 낮은 전류(수백 ㎂ 정도)를 요구한다. 이것은, 픽셀 전하 트랩이 저전력 소모에 의해 용이하게 안정적인 값으로 유지될 수 있게 한다. 전력 소모는 모든 패널 전자기기를 끈 상태로 유지하고 픽셀들만을 바이어싱된 상태로 유지함으로써 최소로 유지된다. 또한, 픽셀들만을 바이어싱된 상태로 유지하는 것은 맨 처음의 영상에서 콜드-스타트 인공 결함을 극복하는 것을 돕는다.

본 청구 대상의 일 양태에 따르면, 판독 증폭기, 행 구동기들(row drivers), 및 바이어스 공급부에 연결된 전하 저장 장치들의 어레이로 이루어지는 무선 평판 검출기를 포함하는 시스템이 제공된다. 일 실시예에서, 각 전하 저장 장치는 전하를 저장하기 위한 포토다이오드 및 이 포토다이오드로부터 판독 증폭기로의 전하 흐름을 제어하는 박막 트랜지스터 스위치로 이루어진다. 이러한 실시예들에 따르면, 상기 구동기는 (트리거링 명령을 수신하는 것에 기초하여) 스위치의 동작을 제어해서 스캔-아웃(scan-out) 동안에 판독 증폭기로의 전하 흐름을 차단하거나 허용한다. 무선 평판 검출기가 유휴(idle) 상태이거나 달리 저전력 상태일 때, 바이어스 공급부는 역바이어스 전압을 전하 저장 장치들에 공급해서 안정적인 전압 수준을 유지한다.

본 청구 대상의 다른 양태에 따르면, 유휴 또는 비동작 기간 동안에 무선 평판 검출기 내의 다양한 구성요소의 전력 상태를 조정하기 위한 방법이 제공된다. 일 실시예에 따르면, 무선 평판 검출기의 능동(active) 또는 정상 동작 수준으로부터 유휴 또는 저전력 동작 수준으로의 전력 상태의 변화가 검출된다. 검출된 변화에 기초하여, 영상화 구성요소들 및 무선 전송 모듈들의 동작 전력 수준이 이에 따라 또한 조정(감소)되며, 전하 저장 장치들로의 역바이어스 전압의 공급이 유지되어 전하 저장 장치들을 안정적인 전압 수준으로 유지시킨다.

또 다른 양태에 따르면, 유휴 또는 비동작 기간 외로 전이할 때에 무선 평판 검출기 내의 다양한 구성요소의 전력 상태를 조정하기 위한 방법이 제공된다. 일 실시예에 따르면, 무선 평판 검출기의 유휴 또는 저전력 동작 수준으로부터 능동 전력 상태로의 전력 상태의 변화가 검출된다. 검출된 변화에 기초하여, 영상화 구성요소들 및 무선 전송 모듈들의 동작 전력 수준이 이에 응답하여 또한 조정(증가)되며, 정상의 전력 공급이 재개된 때에 전하 저장 장치들로의 역바이어스 전압의 공급이 유지된다.

첨부 도면들은 본 명세서에 포함되며 그 일부를 형성한다. 도면들은 실시예들을 도시한다. 설명과 함께, 도면들은 실시예들의 원리를 설명하는 역할을 한다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 종래의 방사선 영상 장치를 도시한 도면;
도 2은 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 무선 검출기를 갖는 방사선 영상 장치를 도시한 도면;
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 무선 검출기 내의 예시적인 센서 어레이를 도시한 도면;
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 전력 상태에 있는 무선 영상기의 동작 전력 상태를 저전력 상태로 변화시키는 예시적인 공정의 흐름도를 도시한 도면;
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 저전력 상태에 있는 무선 영상기의 동작 전력 상태를 고전력 상태로 변경하는 예시적인 공정의 흐름도를 도시한 도면;
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 예시적인 컴퓨팅 장치를 도시한 도면.

이제, 청구 대상인, 무선 영상기에서의 저전력 대기 모드의 사용을 위한 방법 및 장치의 바람직한 실시예들에 대해 상세히 참조될 것이며, 이들의 예는 첨부 도면들에 도시된다. 청구 대상이 바람직한 실시예들과 함께 설명되지만, 이들이 이러한 실시예들에 제한되도록 의도되는 것은 아니라는 점이 이해될 것이다. 그와 반대로, 청구 대상은 첨부된 청구항들에 의해 정의되는 사상 및 범주 내에 포함될 수 있는 대안물들, 수정물들, 및 등가물들을 망라하도록 의도된다.

또한, 청구 대상의 실시예들의 이하의 상세한 설명에서, 많은 구체적인 상세사항이 청구 대상의 정확한 이해를 제공하기 위해 제시된다. 그러나, 본 기술분야에 숙련된 자는 청구 대상이 이러한 구체적인 상세사항 없이도 실시될 수 있다는 점을 인식할 것이다. 다른 경우들에서, 잘 알려진 방법, 절차, 구성요소, 및 회로는 청구 대상의 양태를 불필요하게 불명료하게 하지 않도록 상세히 설명되지 않았다.

이하의 상세한 설명 중 일부분들은, 컴퓨터 메모리 상에서 수행될 수 있는 데이터 비트에 대한 절차, 단계, 로직 블록, 처리, 및 동작의 다른 상징적인 표현에 의해 제시된다. 이러한 설명 및 표현은 본 기술분야에 숙련된 다른 자들에게 그들의 작업의 실체를 가장 효과적으로 전달하도록 데이터 처리 분야들에 숙련된 자들에 의해 사용되는 수단이다. 절차, 컴퓨터 생성 단계, 로직 블록, 프로세스 등은, 본 명세서에서, 그리고 일반적으로, 원하는 결과를 이끌어내는 자명한 일련의 단계들 또는 명령어들로 인식된다. 단계들은 물리량의 물리적인 조작을 요구하는 것들이다. 일반적으로, 반드시 요구되는 것은 아니지만, 이러한 양들은 컴퓨터 시스템에서 저장, 전달, 조합, 비교, 및 달리 조작될 수 있는 전기 또는 자기 신호들의 형태를 취한다. 때로는 주로 통상적인 용도의 이유로 인해 이러한 신호를 비트, 값, 요소, 심볼, 문자, 항, 또는 숫자 등으로 지칭하는 것이 편리한 것으로 드러났다.

그러나, 명심해야 할 것은 이러한 그리고 유사한 용어 전부가 적절한 물리량과 관련되는 것이고, 이러한 양에 적용되는 편리한 표지일 뿐이라는 점이다. 이하의 논의로부터 명백한 바와 같이 구체적으로 달리 진술되지 않으면, 본 청구 대상 전반적으로, "저장(storing)", "생성(creating)", "보호(protecting)", "수신(receiving)", "암호화(encrypting)", "복호화(decrypting)", "파기(destroying)" 등과 같은 용어를 이용하는 논의는, 컴퓨터 시스템 또는 컴퓨터 시스템의 레지스터 및 메모리 내의 물리적(예를 들어, 전자적) 양으로서 표현되는 데이터를 조작하여 컴퓨터 시스템 메모리 또는 레지스터 또는 다른 이러한 정보 저장, 송신 또는 디스플레이 디바이스 내의 물리적 양으로서 유사하게 표시되는 다른 데이터로 변환하는, 내장형 시스템을 포함하는, 집적 회로, 또는 유사한 전자 컴퓨팅 장치의 동작 및 처리를 지칭한다.

청구 대상의 실시예들은 고품질 영상화 능력을 유지하면서 무선 영상기에서의 전력 절약 기술을 제공하기 위한 해결책에 관한 것이다. 일 실시예에 따르면, 무선 영상기는 각 픽셀이 NIP형 포토다이오드(N형, 진성(intrinsic), P형 반도체 형성) 및 TFT 스위치의 조합에 의해 형성되어 있는, 특정 픽셀 설계를 갖는 방사선 평판 검출기로서 구현될 수 있다.

디지털 영상 시스템

도 2는 청구 대상의 실시예에 따른 디지털 영상 시스템(200)을 나타내고 있다. 도 2에 도시된 것들과 같은 디지털 영상 시스템들은 하나 이상의 방사선원(210)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 도 2의 디지털 영상 시스템(200)은 대응하는 수의 검출기를 갖는, 킬로볼트(KV) 방사선원 및/또는 메가볼트(MV) 방사선원으로서 구현될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 검출기들 중 하나 이상은 무선 평판 영상기(220)로서 구현될 수 있다. 대안 실시예들에서, 방사선원들 중 하나 이상은 KV 및 MV 방사선 모두를 생성하도록 동작할 수 있다. 마찬가지로, 단일의 영상기가 양쪽의 방사선원으로부터의 방사선을 수신하는 데에 사용될 수 있다. 이들 실시예에 따르면, 방사선 및/또는 영상기 중 하나 이상이 존재하지 않을 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 영상 시스템(200)은 영상 처리를 수행하고/하거나 디지털 영상 시스템(200)을 제어 및 조작하기 위한 통신 가능하게 연결된 컴퓨팅 장치(250)를 또한 포함할 수 있다.

방사선원(210)에 의해 생성된 방사선 에너지, 예를 들어 X-선은 (예를 들어, 표면(240) 상에 위치한) 영상화될 부피를 통해 주행하고 영상기(220)에 의해 검출된다(즉, 수신된다). 일 실시예에 따르면, 영상기(220)에서 수신된 입자는, 전하 저장 장치의 고유 커패시터 내에 저장되는 전하를 축적하는, 영상기 내의 전하 저장 장치어레이에서 전자-정공쌍을 생성한다. 축적된 전하 캐리어는 차후에 (예컨대, 픽셀별로(pixel by pixel)) 판독 회로 내에 공급된다. 대응하는 영상 처리 장치(250)는 영상기로부터 영상 데이터를 취득하고, 영상기에서의 검출 부위의 배열에 대응하는 디스플레이 상에 진단 영상을 준비한다. 영상은 차후에 컴퓨터 모니터 상에 표시될 수 있거나, 메모리 내에 또는 유형의 컴퓨터 판독가능 매체 상에 저장될 수 있다. 영상은, 예를 들면 치료 기기 상의 환자 위치맞춤을 검증 및/또는 조정하기 위해서도 사용될 수 있다. 또한, 영상 시스템은 치료 기기의 정확한 선량(dose) 전달의 검증을 허용하는, 2차원 선량 측정 장치(Dosimetry)로서 사용될 수도 있다. 한층 더 진보된 적용예에서, 영상 시스템에 의해 포착된 신호는 환자 내에 피착된 선량을 계산하는 데에 사용될 수 있다.

도 3은 도 2에서 설명된 평판 영상기(220)와 같은, 평판 영상기(300)의 예시적인 구성을 도시하고 있다. 일 실시예에 따르면, 도 2에 도시된 평판 영상기는 X-선 변환 및 실시간 영상화를 수행하도록 구성된 전하 저장 장치들의 어레이(310)로 이루어지는 센서 패널로서 구현될 수 있다. 영상기(300)를 사용하여 생성된 영상을 구성하는 각 픽셀은 특정 전하 저장 장치(예컨대, 전하 저장 장치(320))에 대응할 수 있다. 전하 저장 장치는, 다양한 실시예에 따르면, 광전도체(photoconductor) 영상기 내의 커패시터로서 또는 평판 검출기의 전방에 배치된 신틸레이터(scintillator)과 함께 사용되는 패널 내의 포토다이오드로서 구현될 수 있다. 전하 저장 장치는 X-선 입자의 흡수에 의해 생성된 전하를 축적하고 이를 스캔-아웃 동안에 행별로(또는 열별로) 제공하여 판독 증폭기(350)를 충전하는 데에 사용된다. 신틸레이터를 사용하는 실시예에서, 신틸레이터는 X-선들의 흡수기로서 작용한다. 신틸레이터는 흡수된 X-선 입자를, 포토다이오드가 전하 캐리어로 변환시킬 수 있는 에너지의 가시광 광자(visible light photon)로 변환시킨다. 영상기는 전하 유출을 제어(즉, 허용 또는 방지)하는 데에 사용되는 하나 이상의 스위치를 또한 포함할 수 있다. 이들 스위치는, 예를 들면 단일 다이오드, 다이오드쌍 또는 박막 트랜지스터(TFT)로서 구현될 수 있다.

영상기 패널의 특정 실시예는, 예를 들면 전하 저장 장치(330) 및 TFT 스위치들(340)의 포토다이오드-신틸레이터 조합으로 이루어질 수 있다. 이들 실시예에 따르면, 포토다이오드들 각각은 (예컨대, 바이어스 공급부(360)로부터) 이들에 인가된 외부 전압에 의한 동작 동안에 역바이어싱된다. TFT 스위치가 꺼진 동안에, 신틸레이터로부터의 광에 의해 생성된 전하는 다이오드들 내에 축적된다. 판독이 요청되었을 때, 라인(행, 열)은 (예를 들면 행 구동기들(370)을 통해) 전력을 공급받아서 해당 라인 내의 스위치들을 켠다. 일 실시예에 따르면, 선택된 라인 내의 모든 포토다이오드들로부터의 전하가 모든 데이터 라인들을 통해 동시에 유출된다. 대형 어레이들에서, 이것은 동시에 전부 판독되어야 하는 수천 개의 신호를 생성한다.

배터리 수명을 길게 하고 재충전 사이의 시간을 연장하기 위해서, 영상기는 비활성 또는 미사용 기간 동안에 저전력 또는 유휴 상태로 진입할 수 있다. 그러나, 이러한 기간 동안, 포토다이오드들은 주변 광으로부터 전하를 계속해서 축적할 것이다. 시간 경과에 따라, 축적된 전하는 적지 않은 수준에 도달할 수 있고, 확인되지 않은 채로 방치되면, 수집된 전하로 촬영된 영상을 왜곡하거나 손상시킬 수 있다. 이를 회피하기 위해서, 이전의 해결책들은, 검출기가 유휴 상태이고 판독될 트리거를 대기하고 있을 때이더라도, 일반적으로 특정 간격으로 주기적으로 포토다이오드 상에 축적된 전하를 연속적으로 리프레시할 것이다. 연속적인 리프레시 사이클의 결과는, 포토다이오드 내의 임의의 축적 전하가 비동기 X-선 노출 트리거 전에 플러시(flush)되는 것을 보장한다. 비동기 X-선 노출 트리거 전에 리프레시가 일어나지 않는 경우이면, 래그(lag)와 고스팅(ghosting)과 같은 바람직하지 않은 부작용이 표시된 X-선 노출 영상에서 일어날 수 있다. 이것은 환자에 대한 부정확한 영상 데이터 또는 다른 바람직하지 않은 효과로 이어질 수 있다.

그러나, 포토다이오드를 연속적으로 리프레시하는 것은 또한 더 높은 전력 소모를 요구해서, 자연스럽게 상당히 빠른 전력 소모율 및 배터리 전하의 빠른 고갈로 이어진다. 본 청구 대상의 실시예에 따르면, 배터리를 절약하기 위해서, 패널 전자기기들은 영상기의 전력 상태가 그의 유휴 상태에 있을 때(즉, 판독 트리거가 개시되지 않았을 때)의 기간 동안 정지될 수 있다. 일 실시예에서는, 무선 라디오 모듈(wireless radio module)에만 항상 전원이 투입되어, 예를 들면 영상 시스템으로부터 전송된 임의의 트리거 개시에 응답한다. 그러나, 모든 전자기기를 단순히 정지시키는 것은, 콜드 스타트 후의 맨 처음 영상이 바람직하지 않은 행위, 예를 들어 포토다이오드 전하의 느린 감쇠로 인해 매우 높은 픽셀 카운트를 금지하게 할 수 있다. 픽셀 카운트들은, 포토다이오드 전하 트랩이 안정적인 값으로 복귀하는 동안에 시간 경과에 따라 정착되고, 그 후에 영상 품질이 일관성을 달성한다.

검출기의 방사선 사진 속성으로 인해, 콜드-스타트 직후에 고품질의 제1 영상을 얻는 것이 매우 중요하다. 본 발명은 항상 안정적인 값으로 픽셀 전하 트랩을 유지함으로써 배터리를 절약하고 콜드-스타트 인공 결함을 극복하는 신규한 해결책을 설명하고 있다. NIP 포토다이오드 및 TFT 조합의 설계는 항상 바이어싱된 상태를 유지하도록 매우 낮은 전류(수백 ㎂ 정도)를 요구한다. 이것은, 픽셀 전하 트랩이 저전력 소모에 의해 용이하게 안정적인 값으로 유지될 수 있게 한다. 전력 소모는 모든 패널 전자기기를 끈 상태로 유지하고 픽셀만을 바이어싱된 상태로 유지함으로써 최소한으로 유지된다. 또한, 픽셀을 바이어싱된 상태로 유지하는 것은 맨 처음 영상에서 콜드-스타트 인공 결함을 극복하는 것을 돕는다.

이들 실시예에 따르면, 무선 평판 검출기의 전력 상태는 (예컨대, 무선 평판 검출기 상의 사용자 인터페이스를 통해) 수동으로 조정될 수 있다. 대안적인 실시예들에서, 무선 라디오 모듈은 영상 시스템 내의 무선 송수신기로부터의 데이터 전송을 수신할 수 있는 저전력 상태로 유지될 수 있다. 이들 데이터 전송은 무선 평판 검출기의 운영 시스템의 트리거 및/또는 인터럽트(interrupts)로서 작용해서 (예컨대, 동작 수준을 저전력 유휴 상태로부터 정상의 능동 동작 수준으로 또는 그 반대로 복원함으로써) 평판 장치의 전력 상태를 조정한다.

도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 전력 상태에 있는 무선 영상기의 동작 전력 상태를 저전력 상태로 변화시키는 이러한 공정의 흐름도(400)를 도시하고 있다. 단계 410 내지 440은 본 명세서에서 설명되는 다양한 실시예에 따른 흐름도(400)에 도시된 공정을 포함하는 예시적인 단계들을 설명하고 있다. 일 실시예에서, 흐름도(400)는 컴퓨터 판독가능 매체 내에 저장되고 무선 평판 검출기 내의 프로세서에 의해 수행되는 컴퓨터 실행가능 명령어들로서 구현될 수 있다.

단계 410에서, 무선 평판 검출기의 전력 상태의 변화가 검출된다. 일 실시예에서, 검출된 변화는 능동 동작 전력 상태로부터 유휴 또는 저전력 상태로의 전력 상태의 변화에 대응한다. 상기 변화는 주 동작 스테이션(예컨대, 무선 평판 검출기에 대응하는 방사선 영상 장치에 대응하는 컴퓨팅 장치)로부터 전송된 트리거를 수신하는 것에 기초하여 검출될 수 있다. 상기 트리거는 영상화 작업의 완료에 응답하여 제시되거나, 예컨대 낮은 또는 비영상화 활동 기간을 예상하여, 영상 장치의 사용자에 의해 수동으로 트리거되거나, 또는 예를 들면 미리 정해진 트리거(예컨대, 통상적인 비동작 시간에 응답하도록)에 기초할 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 동작 전력 상태의 변화는 영상화 활동이 미리 결정된 임계값을 초과하는 시간 동안 무선 검출기로 수행되지 않았을 때에 결정될 수 있다.

단계 420에서, 무선 평판 검출기 내의 영상화 구성요소들의 능동 동작은 저전력 또는 유휴 전력 상태로의 전력 상태의 변화가 단계 410에서 검출되었을 때에 중단된다. 하나 이상의 실시예에서, 저전력 상태는 다른 컴퓨팅 장치들의 휴면 또는 동면 전력 상태에 대응할 수 있고, 여기서 리소스들((메모리 액세스, 프로세싱)을 처리하는 공정 및 사용(소모)이 중단되고/되거나 늦춰진다. 일 실시예에서, 무선 평판 검출기 내의 영상 모듈(예컨대, 행 구동기, 판독 증폭기, 신틸레이터, 센서 어레이 등)의 동작 수준은 감소되고/되거나 완전히 중단될 수 있다.

단계 430에서, 무선 평판 검출기 내에 구비된 무선 라디오 모듈은 또한 단계 410에서 영상 장치의 전력 상태의 변화 검출 시 전력 상태 및 동작 수준의 감소를 겪게 될 것이다. 일 실시예에서, 무선 라디오 모듈의 동작은 완전히 중단될 수 있다. 대안적인 실시예들에서, 무선 라디오 모듈은 주 운영 스테이션으로부터 무선 데이터(예컨대, 트리거 또는 인터럽트)를 여전히 수신할 수 있는 최저 전력 상태로 감소될 수 있다. 이러한 실시예들에 따르면, 무선 라디오 모듈은 주 운영 스테이션으로부터 전송된 무선 데이터를 수신하고 버퍼링할 수 있다. 주기적인 간격으로, 무선 평판 검출기의 운영 시스템은, 능동 동작의 재개를 표시할 수 있는 데이터(예컨대, 트리거)가 수신되었는지의 여부를 결정하도록 무선 라디오 모듈에 문의할 수 있다. 트리거가 수신되지 않은 경우, 다음의 문의 간격까지 저전력 상태가 유지된다.

단계 440에서, 전하 저장 장치들을 안정적인 전압 수준으로 유지하기에 충분한 전압을 전하 저장 장치들에 공급하는 것이 유지된다. 하나 이상의 실시예에 따르면, 전압 수준은 전하 저장 장치들을 정상의 동작 수준에 관하여 역바이어싱된 상태로 유지하기에 충분한 최저 전압이다. 하나 이상의 실시예에서, 전압 공급은 무선 평판 검출기 내의 전원(예컨대, 배터리 전원)에 의해 제공된다. 단계 420, 430 및 440이 순서대로 표현되었지만, 임의의 순서로, 또는 단계 410에서 전력 상태의 변화 검출 시와 실질적으로 동시에 수행될 수 있다. 전하 저장 장치들을 역바이어싱된 상태로 유지함으로써, 유휴 기간 후에 생성된 영상에서의 콜드-스타트 인공 결함이 회피될 수 있다.

도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 저전력 상태에 있는 무선 영상기의 동작 전력 상태를 고전력 상태로 변화시키는 예시적인 공정의 흐름도(500)를 도시하고 있다. 단계 510 내지 540은 본 명세서에 설명된 다양한 실시예에 따른 흐름도(500)에 도시된 공정을 포함하는 예시적인 단계들을 설명하고 있다. 일 실시예에서, 흐름도(500)는 컴퓨터 판독가능 매체 내에 저장되고 무선 평판 검출기 내의 프로세서에 의해 수행되는 컴퓨터 실행가능 명령어들로서 구현된다.

흐름도(500)에 도시된 공정은 흐름도(400)에 설명된 공정을 실질적으로 반영하고 있고, 무선 평판 검출기가 저전력 상태로부터 정상 또는 능동 전력 상태로 복귀할 때에 수행되는 공정을 설명하고 있다. 단계 510에서, 무선 평판 검출기의 전력 상태의 변화가 검출된다. 일 실시예에서, 검출된 변화는 유휴 또는 저전력 동작 상태로부터 정상의 능동 전력 상태로의 전력 상태의 변화에 대응한다. 상기 변화는 주 운영 스테이션(예컨대, 무선 평판 검출기에 대응하는 방사선 영상 장치에 대응하는 컴퓨팅 장치)으로부터 전송된 트리거를 수신하는 것에 기초하여 검출된다. 상기 트리거는, 영상화 작업의 개시에 응답하여 제시되거나, 예컨대 영상화 작업을 예상하거나 영상화 활동을 준비하여, 영상 장치의 사용자에 의해 수동으로 트리거되거나, 또는 예를 들면 미리 프로그래밍된 트리거(예컨대, 정상 동작 시간에 응답하도록)에 기초할 수 있다.

단계 520에서, 무선 평판 검출기 내의 영상화 구성요소들의 능동 동작은, 능동 또는 고전력 상태로의 전력 상태의 변화가 단계 510에서 검출되었을 때에 재개된다. 하나 이상의 실시예에서, 능동 전력 상태는 무선 평판 검출기의 능동 동작과 일치하는 정상 전력 상태에 대응할 수 있고, 여기서 리소스들(메모리 액세스, 프로세싱)을 처리하는 공정 및 사용(소모)은 정상 동작 수준과 일치한다.

단계 530에서, 무선 평판 검출기 내에 구비된 무선 라디오 모듈의 전력 상태는 또한 단계 510에서 영상 장치의 전력 상태의 변화 검출시에 전력 상태 및 동작 수준의 증가를 겪게 될 것이다. 일 실시예에서, 무선 라디오 모듈은 (예컨대, 판독 또는 동작을 위한 명령어들을 수신하거나, 영상 데이터를 전송하도록) 주 운영 스테이션에 의해 능동 전송을 재개할 수 있다.

단계 540에서, (무선 검출기가 저전력 또는 유휴 전력 상태에 있을 동안에 제공된) 전하 저장 장치들로의 전압의 바이어스 공급이 유지된다. 하나 이상의 실시예에 따르면, 바이어스 공급은 전원에 의해 무선 평판 검출기의 정상 또는 능동 동작 동안에 사용된 전압 수준으로 유지된다. 이들 실시예에 따르면, 전압 공급은 무선 평판 검출기 내의 전원(예컨대, 배터리 전원)에 의해 제공된다. 단계 520, 530 및 540이 순서대로 표현되었지만, 임의의 순서로, 또는 단계 510에서 전력 상태의 변화 검출 시와 실질적으로 동시에 수행될 수 있다. 흐름도(400 및 500)에 도시된 공정들에 따르면, 유휴 기간 후에 생성된 영상들에서의 콜드-스타트 인공 결함은 전하 저장 장치를 비동작 동안에 역바이어싱된 상태로 유지하고, 정상 동작 전력 수준의 재개 시에 역바이어스 전압의 공급을 중단함으로써 회피될 수 있다.

예시적인 컴퓨터 시스템

도 6에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예들이 구현될 수 있는 예시적인 시스템(600)은 범용의 컴퓨팅 시스템 환경, 예를 들어 도 2에 대하여 전술한 영상 처리 장치(250)를 포함한다. 예시적인 컴퓨터 시스템(600)은 무선 검출기(도 2에서 220)의 일부, 가장 현저하게는 무선 데이터 전송 기능을 제공하도록 구성된 무선 검출기의 일부로서 또한 포함될 수 있다. 그의 가장 기본적인 구성에서, 컴퓨팅 시스템(600)은 통상적으로 적어도 하나의 처리 유닛(601)과 메모리, 및 정보 통신용 어드레스/데이터 버스(609)(또는 다른 인터페이스)를 포함한다. 컴퓨팅 시스템 환경의 정확한 구성 및 유형에 따라, 메모리는 휘발성(예를 들어 RAM(602)), 비휘발성(예를 들어 ROM(603), 플래시 메모리 등) 또는 이들 2가지의 일부 조합일 수 있다.

(예를 들면, 영상 처리 장치(250)의) 컴퓨터 시스템(600)은, 예컨대 비디오 케이블(611)에 의해 연결된, 부착형 표시 장치(610) 상에 정보를 표시함으로써, 방사선과 의사 또는 다른 사용자에게 정보를 표시하기 위한 선택적인 그래픽 서브시스템(605)을 또한 포함할 수 있다. 본 청구 발명의 실시예들에 따르면, 그래픽 서브시스템(605)은 비디오 케이블(611)을 통해 표시 장치(610)에 직접 연결될 수 있다. 도 2에 대하여 전술한 의료 영상 장치에 의해 생성된 영상을 표시하고, 컴퓨터 시스템(600)에서 실행하기 위한 적용예의 그래픽 사용자 인터페이스는, 예를 들면 그래픽 서브시스템(605)에서 생성될 수 있고, 표시 장치(610)에서 사용자에게 표시될 수 있다. 대안적인 실시예들에서, 표시 장치(610)는 컴퓨팅 시스템(예컨대, 랩톱 또는 넷북 표시 패널)에 통합될 수 있어, 비디오 케이블(611)을 요구하지 않을 것이다. 일 실시예에서, 영상을 생성하는 검출기들(130, 140)에서 취득된 영상 데이터의 처리는 프로세서(601) 및 메모리(602)와 함께 그래픽 서브시스템(605)에 의해 전체로 또는 부분적으로 수행될 수 있고, 임의의 최종 생성된 출력이 부착형 표시 장치(610)에 표시된다.

또한, 컴퓨팅 시스템(600)은 추가 특징/기능을 또한 가질 수 있다. 예를 들면, 컴퓨팅 시스템(600)은 자기 또는 광학 디스크 또는 테이프를 포함하지만 이에 한정되지 않는 추가 저장 장치(탈착식 및/또는 비탈착식)를 또한 포함할 수 있다. 이러한 추가 저장 장치는 도 6에 데이터 저장 장치(607)로 도시되어 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어들, 데이터 구조들, 프로그램 모듈들 또는 다른 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술에서 구현되는 휘발성 및 비휘발성, 탈착식 및 비탈착식 매체를 포함한다. RAM(602), ROM(603), 및 데이터 저장 장치(607)는 모두 컴퓨터 저장 매체의 예들이다.

컴퓨터 시스템(600)은 선택적인 영숫자(alphanumeric) 입력 장치(606), 선택적인 커서 제어 또는 유도 장치(607), 및 하나 이상의 신호 통신 인터페이스(입력/출력 장치, 예컨대, 네트워크 인터페이스 카드)(608)를 또한 포함한다. 선택적인 영숫자 입력 장치(606)는 정보 및 커맨드 선택을 중앙 프로세서(601)에 전달할 수 있다. 선택적인 커서 제어 또는 유도 장치(607)는 사용자 입력 정보 및 커맨드 선택을 중앙 프로세서(601)에 전달하기 위한 버스(609)에 연결된다. 버스(609)에도 연결된 신호 통신 인터페이스(입력/출력 장치)(608)는 직렬 포트일 수 있다. 통신 인터페이스(608)는 무선 통신 메카니즘을 또한 포함할 수 있다. 통신 인터페이스(608)를 사용함으로써, 컴퓨터 시스템(600)은 인터넷 또는 인트라넷(예컨대, 근거리망)과 같은 통신망을 통해 다른 컴퓨터 시스템들에 통신 가능하게 연결될 수 있거나, 또는 데이터(예컨대, 디지털 텔레비전 신호)를 수신할 수 있다.

전술한 명세서에서, 실시예들은 구현에 따라 다양할 수 있는 여러 구체적인 상세사항을 참조하여 설명되었다. 따라서, 본 발명이 무엇인가, 그리고 출원인이 발명인 것으로 의도하는 것이 무엇인가에 대한 유일하고 배타적인 지표는, 본 출원으로부터 쟁점이 되는 청구항들의 세트이며, 이러한 청구항들은 임의의 후속하는 정정을 포함하여 쟁점이 되는 구체적인 형태이다. 따라서, 청구항에 명시적으로 나열되지 않는 어떠한 제한, 요소, 특성, 특징, 이점, 또는 속성도 이러한 청구항의 범주를 어떤 식으로든 제한하지 않아야 한다. 따라서, 명세서 및 도면들은 제한적인 의미가 아니라 예시적인 것으로 간주되어야 한다.

Claims

무선 평판 검출기(wireless flat panel detector)로서,
방사선원(radiation source)으로부터의 방사선을 흡수하도록 구성된 복수의 전하 저장 장치;
상기 복수의 전하 저장 장치에 흡수된 방사선으로부터 영상 데이터를 생성하도록 구성된 복수의 영상화 구성요소를 포함하되,
상기 복수의 패널 전자 구성요소는,
상기 방사선원에 의한 데이터를 무선으로 전송하기 위한 무선 라디오 모듈; 및
상기 무선 평판 검출기에 전력을 공급하도록 구성된 배터리를 포함하며,
상기 배터리는, 상기 무선 평판 검출기가 유휴(idle) 전력 상태에 있을 때에 상기 무선 라디오 모듈 및 상기 복수의 전하 저장 장치에는 전력을 공급하고 상기 복수의 영상화 구성요소에는 전력을 공급하지 않도록 구성되는, 무선 평판 검출기.
제1항에 있어서, 상기 복수의 전하 저장 장치 중 하나의 전하 저장 장치는,
다이오드; 및
박막 트랜지스터(TFT) 스위치를 포함하는, 무선 평판 검출기.
제2항에 있어서, 상기 복수의 전하 저장 장치에서 수신된 전하를 수신하고 증폭하도록 구성된 복수의 전하 증폭기를 더 포함하는, 무선 평판 검출기.
제3항에 있어서, 상기 복수의 전하 저장 장치는 전하 저장 장치들의 어레이로서 배열되는, 무선 평판 검출기.
제4항에 있어서, 상기 전하 저장 장치들의 어레이는 복수의 행 및 열로 배열된 2차원 어레이를 포함하는, 무선 평판 검출기.
제5항에 있어서, 복수의 구동기를 더 포함하되, 상기 복수의 구동기 중 하나의 구동기는 상기 전하 저장 장치들의 상기 2차원 어레이의 행 또는 열에 대응하며, 상기 구동기에 대응하는 상기 행 또는 열에서 상기 전하 저장 장치들의 상기 TFT 스위치들의 상태를 제어하도록 구성되는, 무선 평판 검출기.
제2항에 있어서, 상기 다이오드는 비정질(amorphous) 실리콘 다이오드를 포함하는, 무선 평판 검출기.
제3항에 있어서, 상기 비정질 실리콘 다이오드는 N형 물질, 진성(intrinsic), 및 P형 물질(NIP) 다이오드를 포함하는, 무선 평판 검출기.
제1항에 있어서, 상기 배터리는 상기 복수의 전하 저장 장치에 바이어스 전압을 공급해서 상기 무선 평판 검출기가 상기 유휴 전력 상태에 있을 때에 상기 복수의 전하 저장 장치를 안정적인 전압으로 유지하도록 구성되는, 무선 평판 검출기.
제1항에 있어서, 상기 배터리는 상기 무선 평판 검출기가 유휴 전력 상태에 있지 않을 때에 상기 복수의 영상화 구성요소에 전력을 공급하도록 구성되는, 무선 평판 검출기.
무선 평판 검출기를 동작시키는 방법으로서,
능동(active) 전력 상태로부터 유휴 전력 상태로의 무선 평판 검출기의 전력 상태의 변화를 검출하는 단계;
검출된 상기 전력 상태의 변화에 응답하여 상기 무선 평판 검출기의 영상화 구성요소의 능동 동작을 중단하는 단계;
상기 무선 평판 검출기에 포함된 무선 라디오 모듈의 동작 수준을 능동 상태로부터 유휴 상태로 감소시키는 단계; 및
상기 전력 상태의 변화를 통해 상기 무선 평판 검출기에 포함된 복수의 전하 저장 장치로의 안정적인 전압 수준을 유지하는 단계를 포함하되,
상기 복수의 전하 저장 장치는 상기 무선 평판 검출기에 대응하는 방사선원으로부터의 방사선을 흡수하도록 구성되는, 무선 평판 검출기를 동작시키는 방법.
제11항에 있어서, 상기 영상화 구성요소의 능동 동작을 중단하는 단계는, 상기 무선 평판 검출기가 상기 능동 전력 상태에 있을 때에 상기 영상화 구성요소에 의해 전력이 소모되는 비율에 비해서 상기 영상화 구성요소에 의해 전력이 소모되는 비율을 실질적으로 감소시키는 단계를 포함하는, 무선 평판 검출기를 동작시키는 방법.
제11항에 있어서, 상기 무선 라디오 모듈로의 전력 공급 및 상기 안정적인 전압 수준은 상기 무선 평판 검출기에 포함된 배터리 전원에 의해 제공되는, 무선 평판 검출기를 동작시키는 방법.
제13항에 있어서, 상기 안정적인 전압 수준은 역바이어스 전압을 포함하는, 무선 평판 검출기를 동작시키는 방법.
제11항에 있어서, 상기 능동 전력 상태로부터 상기 유휴 전력 상태로의 상기 무선 평판 검출기의 상기 전력 상태의 변화는,
메인 전원으로부터 배터리 전원으로의 상기 무선 평판 패널 검출기의 주 전원의 변화를 검출하는 동작;
미리 결정된 임계값을 초과하는 상기 무선 평판 검출기의 유휴 시간을 결정하는 동작; 및
상기 무선 평판 검출기의 감소된 전력 상태에 대응하는 사용자로부터의 커맨드를 수신하는 동작으로 이루어진 군으로부터의 적어도 하나의 동작에 대응하는, 무선 평판 검출기를 동작시키는 방법.
무선 평판 검출기를 동작시키는 방법으로서,
트리거 이벤트를 수신하는 단계;
상기 트리거 이벤트에 응답하여 유휴 전력 상태로부터 능동 전력 상태로의 무선 평판 검출기의 전력 상태의 변화를 개시하는 단계;
검출된 상기 전력 상태의 변화에 응답하여 상기 무선 평판 검출기의 영상화 구성요소의 능동 동작을 재개하는 단계;
상기 무선 평판 검출기에 포함된 무선 라디오 모듈의 동작 수준을 유휴 상태로부터 능동 상태로 증가시키는 단계; 및
상기 전력 상태의 변화를 통해 상기 무선 평판 검출기에 포함된 복수의 전하 저장 장치로의 바이어스 전압 공급을 유지하는 단계를 포함하되,
상기 복수의 전하 저장 장치는 상기 무선 평판 검출기에 대응하는 방사선원으로부터의 방사선을 흡수하도록 구성되는, 무선 평판 검출기를 동작시키는 방법.
제16항에 있어서, 상기 영상화 구성요소의 상기 능동 동작을 재개하는 단계는, 상기 무선 평판 검출기가 상기 유휴 전력 상태에 있을 때에 상기 영상화 구성요소에 의해 전력이 소모되는 비율에 비해 상기 영상화 구성요소에 의해 전력이 소모되는 비율을 실질적으로 증가시키는 단계를 포함하는, 무선 평판 검출기를 동작시키는 방법.
제16항에 있어서, 상기 무선 라디오 모듈로의 전력 공급 및 상기 안정적인 전압 수준은 상기 무선 평판 검출기에 포함된 배터리 전원에 의해 제공되는, 무선 평판 검출기를 동작시키는 방법.
제16항에 있어서, 상기 유휴 전력 상태로부터 상기 능동 전력 상태로의 상기 무선 평판 검출기의 상기 전력 상태의 변화는 동작에 대응하는, 무선 평판 검출기를 동작시키는 방법.
제16항에 있어서, 상기 바이어스 전압 공급은 역바이어스 전압을 포함하는, 무선 평판 검출기를 동작시키는 방법.