CN1337577A - 平面型射线检测器单元及x线摄像装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种平面型射线检测器单元,可使检测器单元小型而重量轻,取消了插座与电缆,并扩大被检查者的前方空间。在检测器单元的一端边设置有旋转轴。在该轴上设有滑动电极,供给检测器单元信号的输入输出及电源。在内部控制电路部控制具有X线转换层与活矩阵接线基板的检测部、门电路部和阅读电路部,在阅读电路部读出检测部象素信号并通过滑动电极将数据送出外部。此外还设有通信电路部,通过非接触输入输出装置由无线电向外部发送数据。

Description

平面型射线检测器单元及X线摄像装置

本发明涉及X线摄像装置，尤其涉及在C摇臂型诊断装置或透视摄像台上安装有平面型射线检测器单元的机构和其信号或电源的输入输出电缆。

迄今，数字射线摄像机(以下称DR)装置普及，其临床使用范围以消化道检查为代表，正多方面地用到非血管系IVR(InterventionalRadiology)、简易的DSA(Digital subtraction Angiography)。

除一般的透视摄像台之外，还有带C摇臂型IVR数字对应型的透视台，现在不仅要求数字图像处理装置的高性能和小型化，而且还在谋求采用提高X线高电压装置的操作性能、摄像增强器(以下称I.I.)的高图像质量和低劣化以及高浓度分辨能力400万象素CCD摄像机的全数字图像传送与保存等。

图3示出了C摇臂型X线摄像装置，其使用CCD的TV摄像机19与摄像增强器18夹着载有被检查者9的床板10，与X线管12相对向安装在机轴旋转C摇臂14上。I.I.18和X线管12通过机轴旋转C摇臂14沿被检查者9的机轴旋转C方向旋转，并且沿身长方向移动导轨15，沿被检查者9的头脚A方向移动，使可对被检查者的全身从各种角度用X线进行透视及摄影。I.I.18在支承板17上沿D方向移动，可对被检查者9接近或离开。此外，I.I.18与X线管12以机轴旋转C摇臂14的支承支点为中心可沿被检查者9的头脚方向旋转。而且，床板10通过折倒C摇臂13可沿B方向旋转。这样，不使被检查者9移动，就可采取自由角度的透视摄像位置。

于是，使用I.I.18的X线摄像装置由于I.I.18是大型的，所以在被检查者9附近技术人员操作时，遇有难于躲避I.I.18的情况，使I.I.18沿上下方向移动。

近年来，正在将平面型射线检测器适用于X线摄像装置以取代上述I.I.18。这样平面型射线检测器通常有两种类型：一种类型是：由将X线转换成光的X线转换膜、和在该膜下面矩阵形配置的光电二极管阵列，以及与各光电二极管阵列连接的TFT开关构成，在X线照射后，依次接通各TFT开关，这样，读出积蓄在各象素中的信号电荷而形成图像；另一种类型是：具有由直接输出对射线起感应并与射入线量相对应的电荷信号的转换层所构成的射线传感器阵列，并在其下TFT开关与矩阵形配置的电极连接，照射时依次接通各TFT开关，这样，读出积蓄在各象素中的信号电荷而形成X线图像。以下就后一种类型进行说明。

在图4上示出了在一个检测器盒21内包括有平面型检测器部22、电极26、控制电路部25、门电路部23、阅读电路部24、图像存储器27，还具有与外部的连接端子28。通过与外部的连接端子28，由控制电路部25控制门电路部23与阅读电路部24，在阅读电路24上读出积蓄在由检测部22的半导体组成的象素的电容器的电荷信号，并存储在图像存储器27中。然后，由连接端子28向外部传送数据。这种检测器盒21安装在X线摄像装置的检测部安装框上，信号电缆与连接端子28相连接。

在图5上示出了在一个检测器盒21内包括平面型检测部22、电源26、控制电路25、门电路部23、阅读电路部24、图像存储器27和通信电路29。与外部的信号输入输出是通过无线电的方式由通信电路进行的。从外部以无线电通过通信电路29，由控制电路25控制门电路部23与阅读电路24，在阅读电路部24上读出积蓄在由检测部22的半导体组成的象素的电容器中的电荷信号，并存储在图像存储器27中。然后，按照需要由通信电路29向外部传送数据。这种检测器盒21只安装在X射摄像装置的检测部安装框上，信号的输入输出由通信电路29以无线电方式进行，不需要连接电缆。

在图6上示出了构成平面型射线检测器的检测部22的象素30的截面结构。象素30是由在玻璃基板上形成的XY矩阵形电极布线(门接线、读出信号线)和薄膜晶体管的TFT32与电容器38等形成的活矩阵接线基板和在其上部大致全面形成的X线转换层37、下部象素电极31和上部的上部电极36构成。

X线转换层37与X线的照射强度相对应具有良好的光导电特性，发生电荷信号。例如，可使用非晶(无定形)铈(a-Se)等，通过蒸镀很容易形成大面积成膜，其厚度约为300-1200μm。在其射入X线一侧的面上形成X线转换层37的上部电极36，在与X线射入方相反的一侧、与各象素30对应的位置上形成象素电极31。

电容器38与象素电极连接于接地之间。然后由偏压施加部对X线转换层37施加偏压，按照X线照射强度由X线转换层37发生的电荷积蓄在电容器38中。

TFT32具有信号读出开关功能，各象素30以二维排列，利用来自门接线端子33a的开关脉冲，电容器38的电荷信号通过读出信号线端子34a在阅读电路部24读出。

在图7上示出说明平面型射线检测器动作的电路图。在活矩阵接线基板35上，各象素30纵横有规则正确地排列着，通过来自控制电路部25的信号驱动门电路部23，通过门接线33由行方向向与各象素30的象素电极31连接的TFT32的门电极依次地传送脉冲信号G1、G2、G3…；另一方面，通过来自控制电路部25的信号驱动阅读电路部24，并通过读出信号线34由列方向从TFT32的漏极依次读出各象素30的视频电荷信号R1、R2、R3…。

已有的平面型射线检测器及X线摄像装置是按如上所述构成的，但是，在将如图4、图5所示的检测器盒21安装在C摇臂型X线摄像装置或一般的透视摄像台上的情况下，存在着需要固定检测器盒21的大型安装机构的问题。

此外，还必须连接将信号等输入输出到检测器盒21用的电缆。于是，在内部装有电源型的检测器盒21中需要大型电池，所以存在着过重而无法装载具有充分电源容量的电池的问题。

还有，在检查开始或结束时等，被检查者9上下床板10时，检测***(检测器单元或I.I.18、TV摄像机19)发生物理障碍，所以就必需使C摇臂移动到被检查者9上下床板无障碍的位置，使检测器***沿机轴旋转C摇臂14的端部的支承板17移动。因此，还有产生增加作业量和浪费时间的问题。

还有，最近，在将超音波诊断装置放入检查室，观察X线TV监视器上的X线透视图像和超声波诊断装置监视器上的超声波图像的两个方面的图像，同时还增加了向被检查者9***针等的穿刺检查和治疗，而且在操作超声波诊断装置探测器时，操作者必然处于接近检测器***(检测器单元或I.I.18、TV摄像机19)，在不进行X线透视时，该检测器***(检测器单元或I.I.18、TV摄像机19)发生操作障碍，还有每次必需躲避C摇臂和反复***的问题。

本发明是鉴于上述情况而提出的，其目的在于，提供一种这样的平面型射线检测单元及X线摄像装置，即：为了将平面型射线检测器安装在C摇臂型X线摄像装置等的X线透视摄像台上，不需要大的安装框，而且与外部的信号输入输出不用插座与电缆，并且也可以在检测器盒内不装有重量的电池，还有，在检查开始或检查结束等时，被检查者从床台上下时，检测器***不会遇到障碍，再有，在操作者合并使用超声波诊断装置等，操作探测器进行穿刺检查、治疗时很容易躲避检测器***。

为了达到上述目的，本发明之1的平面型射线检测器单元，包括：X线转换层，其输出对X线起感应并与射入X线强度对应的电荷信号；活矩阵接线基板，其具有在X线转换层下以矩阵形排列连接的开关元件；门电路部，其在信号读出时通过门接线依次接通各开关元件；阅读电路部，其通过阅读信号线阅读积蓄在各象素中的电荷信号；控制电路部，其控制所述门电路部与阅读电路部；在上述构成的平面型检测器单元中，在所述平面型射线检测器单元的一端边，具有旋转轴。

其次，本发明之2所述的平面型射线检测器单元，其特征在于，在所述旋转轴上设置多个滑动电极。

还有，本发明之3所述的平面型射线检测单元，其特征在于，所述滑动电极能通过与该旋转轴电接触进行信号及电力的输入输出。

还有，本发明之4所述的平面型射线检测器单元，其特征在于，能以所述旋转轴为中心作90度旋转，扩大被检查者的前方空间。

还有，本发明之5所述的具有平面型射线检测器单元的X线摄像装置，包括：多个滑动电极，其设置在所述旋转轴上；滑移电极，其由所述旋转轴支承平面型射线检测器单元并与所述滑动电极接触。

还有，本发明之6所述的具有平面型射线检测器单元的X线摄像装置，包括：通信电路部，其在平面型射线检测器单元内部能以无线电从外部接收控制信号，控制所述控制电路部，并以无线电发送来自所述阅读电路部的输出信号；远程控制阅读部，其能从外部与所述通信电路部以无线电发送接收输入输出信号。

还有，本发明之7所述的X线摄像装置，其特征在于，设有通信电路，通过无线电与外部进行接收发送信号，通过非接触输入输出部进行通信。

本发明的平面型射线检测器单元与X线摄像装置是以上述方式构成的，在平面型射线检测器单元的一端边具有旋转轴，在该旋转轴设多个滑动电极，在支承它的X线摄像装置一侧具有与滑动电极接触的滑移电极，并且，根据需要在平面型射线检测器单元内设置有通信电路部，通过无线电可与外部发送接收输入输出信号。为此，由旋转轴支撑着平面型射线检测器单元，所以不需要很大的安装框。此外，由于通过滑动电极与滑移电极导通与外部的信号输入输出，所以就不需要由插座与电缆的连接。还有，即使在检测器盒中不装载有重量的电池，也可以由滑动电极获取电源。再者，在检查开始或结束时等，被检查者在上下检查台床板时，或者操作者并用超声波诊断装置等进行探测器操作或进行穿刺检查、治疗时，遇有检测器***发生障碍时，可通过旋转轴以90度很容易躲避检测***。此外，根据需要，能从外部的远程控制阅读部与内部的通信电路部以无线电接收发送控制输入输出信号。

以下对附图及其符号作简要说明。

图1为表示本发明平面型射线检测器单元一实施例的图。

图2为表示本发明X线摄像装置一实施例的图。

图3为表示已有的X线摄像装置图。

图4为表示已有平面型射线检测器盒的图。

图5为表示已有的另一平面型射线检测器盒的图。

图6为表示平面型射线检测器一象素结构的示意图。

图7为表示平面型射线检测器电路结构图。

在上述附图中，1-检测器单元，2、22-检测部，3-旋转轴，4-滑动电极，5-门电路部，6、24-阅读电路部，7-通信电路部，8-非接触输入输出部件，16、17-支承板，20-手柄，21-检测器盒，23-门电路，25、44-控制电路部，26-电源，27-图像存储器，28-接触端子，29-通信电路，39-远程控制阅读部，40-滑移电极，41-控制部，42-操作手柄，43-监视器。

实施例

参照图1和图2，说明本发明平面型射线检测器单元与X线摄像装置一实施例。图1为表示本发明平面型射线检测器单元的透视图。图2为表示本发明C摇臂型X线摄像装置的外观。本平面型射线检测器单元包括有：检测部2，其具有活矩阵接线基板，该基板包括有输出与X线起感应并与射入X线强度对应的电荷信号的X线转换层和在其下部矩阵排列连接的开关元件；门电路部5，其在信号读出时通过门接线依次接通各开关元件；阅读电路部6，其通过阅读信号线阅读积蓄在各象素中的电荷信号；控制电路部44，其控制所述门电路部与阅读电路部；旋转轴3，其能在检测器单元1的一端边支承并旋转检测器单元1；滑动电极4，其能通过与该旋转轴3电接触进行信号及电力的输入输出；通信电路部7，其根据需要通过无线电与外部发送接收输入输出信号；非接触输入输出部件8，其设定通信电路部7；手柄20，其能容易旋转或支承检测器单元1。

关于本检测器单元1的检测部2的动作问题，其动作原理与已有的图7中所示出的原理相同。与已有技术不同点在于：在检测器单元1的端边设置有旋转轴3；并且，由该旋转轴3支承检测器单元1；在该旋转轴3上设置有滑动电极4；因此，不象已有技术那样在检测器盒21内设置，而是通过滑动电极4从外部向内部供给与检测器单元1的控制输入输出信号和检测器1的电源；再有，根据需要设置通信电路部7，其能通过无线电与外部接收发送信号，通过非接触输入输出部件8能进行通信。

具有通信电路部7的非接触输入输出部件8采用如下两种设置方法，即采用微弱电力的无线电通信部件和光通信技术，从通信电路7上所设置的输送记录器(未图示)按时系列取出图像信号，作为无线电信号从设置在非接触输入输出部件8上的天线(未图示)通过电波发送给外部的远程控制阅读部39，以及从外部的远程控制阅读部39接收电波来控制通信电路7的方法；另一种方法是：在非接触输入输出部件8与远程控制阅读电路部39设置有由接收光器与发送光器构成的部件；所述发送光器作为在空间传送光通信使用的光源而使用发光二极管和激光二极管，将电信号的X线图像信息转换为强弱的光，通过透镜作为光束并放射于空间；而所述的接收光器是将放射的光通过透镜聚光于发光二极管的接收光面上的强弱的光，恢复到原来的电信号。

后一种方法也可以将远程控制阅读部39整体而简便地安装在可由非接触输入输出部件8发送接收光的位置，例如作为对X射透视摄像台的诊断无障碍的位置，检测器单元1的非接触输入输出部件8的附近。而且，由于图像信号需要传送大量的数据。因此，非接触输入输出部件8设置多个可进行并行通信。在这种情况下，来自远程控制阅读部39的信号电缆连接在控制部41上。

此外，本X线摄线装置为C摇臂型X线透视摄像装置，包括有：X线管12；夹有载置被检查者9的床板10并被安装在机轴旋转C摇臂14一端的本检测器单元1；远程控制安装有本检测器单元1的透视摄像台的控制部41；在该控制部41上设置的操作柄42及监视器43；在控制部41的控制台上设置并与检测器单元1的通信电路部7通过无线电可发送接收信号的远程控制阅读部39。

本X线摄像装置的透视摄像台，其检测器单元1包括有：在旋转轴3上设置的多个滑动电极4，和与支承这些电极(支承板16)一侧接触的滑移电极40。利用滑移机构通过该电极能进行检测器单元1的信号输入输及供给电源。并且，以检测器单元1的旋转轴3为中心，可使检测器单元1沿E方向进行躲避旋转，并可扩大被检查者9的上方空间。还有，检测器单元1对被检查者9可沿D方向很快地向机轴旋转C摇臂14一端上安装的支承板18是移动，可离开或接近被检查者9。

并且，若从透视摄像台上使支承检测器单元1的透视摄像台一侧支承板16的固定松动，则可从旋转轴3处摘下本检测器单元1。然后，也可以安装并用于其他的透视摄像台上。

并且，本检测器单元1与X线管12通过机轴旋转C摇臂14，可沿被检查者9的机轴旋转C方向旋转，并沿身长方向移动导轨15，沿被检查者9的头脚A方向平行地移动。此外，检测器单元1与X射管12以机轴旋转C摇臂14的支承支点为中心可沿被检查者9的头脚方向旋转。还有，通过折倒C摇臂13，可使床板10沿B方向旋转。与已有的图3上所示的安装有I.I.18的透视摄像台相比较，本检测器单元1是小型而重量轻的，所以能够不使被检查者9移动就能够迅速地取得自由角度的透视摄像装置。

于是，通过控制部41上所设置的操作手柄42及监视器43远程控制透视摄像台，并将设置在控制部41的控制台上的远程控制阅读部39接通，则可与检测器单元1的通信电路部7以无线电发送接收信号，并可在监视器43上显示出X线图像。

以下说明本X线摄像装置的操作。首先，对透视摄像台检测器单元1，以旋转轴3为中心，沿E方向以90℃旋转。然后，将被检查者9载置在床台10上。再使检测器单元1旋转并恢复到原来的平行位置。此外，操作控制部41操作手柄42，使检测器单元1在支承台17上沿D方向移动，接近被检查者9。然后，进行X线透视。

透过被检查者9的X线射入本检测器单元1。本检测器单元1为，偏压从上部电极36供给X射转换层37，在X线转换层37下面TFT32的开关元件与活矩阵接线基板35上矩阵形排列配置的象素电极31连接，在照射时通过门电路部5依次接通各TFT32的开关元件，各象素30积蓄于电容器38上的信号电荷在阅读电路部24上被读出。并且，由阅读电路部24通过A/D转换器(未图示)输入到控制部41内设置的TV电路(未图示)，处理按时系列传送的图像信号并转换为视频信号，X线图像显示在监视器43上。

操作操作手柄42，使被检查者9的关心部位靠向监视器43的中央，使检测器单元1沿A方向移动、沿C方向移动，以及以机轴旋转C摇臂14的支承支点为中心沿被检查者9的头脚方向旋转。还有，通过折倒C摇臂13使床板10沿B方向旋转。若定位结束，则按操作手柄42的摄像按钮进行摄像，然后将其存储于控制部41的存储装置中。

下面说明使本检测器单元1内的通信电路部7工作并由无线电发送接收信号的操作方法。同样是，对检测器单元1，以旋转轴3为中心，按E方向作90℃旋转。然后，被检查者9载置在床台10上。此后，使检测器单元1旋转并恢复到原来的平行位置。以后，通过在检测器单元1侧面上设置的非接触输入输出部件8进行通信电路部7的通信设定。通过该设定和在控制部41的控制台上设置的远程控制阅读部39接通设置，则检测器单元1的通信电路部7与远程控制阅读部39即可通过无线电发送接收信号。并且，在监视器43上可显示X线图像。

还有，从控制部41切断远程控制阅读部39，从移动的远离场所操作，可以无线电发送接收信号，也可以与显示远程控制阅读部39一起移动。

还有，若从透视摄像台上使支承检测器单元1的透视摄像台一侧支承板16的固定松动，则可从旋转轴3处摘下本检测器单元1，因此容易进行检测器单元的更换，而且，还可以安装并用于其他相同类型的透视摄像台上。

此外，虽然已经说明在检测器单元1上设置非接触输入输出部件8的实施例，但是也可以不设置非接触输入输出部件8，增加滑动电极4的数，也可传送数据。

综上所述，本发明具有如下效果。

本发明的平面型射线检测器单元与X线摄像装置是按照如上所述构成的，在内部无电源的小型重量轻的检测器单元的一端边上具有旋转轴，支承该旋转轴并将检测器单元安装在透视摄像台上，因而不需要象过去那样在内部安装有电源等重而大的检测器盒的大安装框。

此外，在上述旋转轴上设置滑动电极，在支承侧(支承板)上具有滑移电极，可进行检测器单元的信号输入输出及电源供给，没有了象过去那样的由插座和电缆的连接。因此，完全不使用电缆，由于射线老化或故障而起引起的检测器单元的更换作业非常简便，而且装置设计也是优良的。并且，由于不需要在检测器单元内安装重的电源，所以检测器单元变得小型而重量轻。

还有，由于以检测器单元的一端边为旋转轴，所以以该轴为中心可作90度旋转，扩大被检查者9的前方空间。因此，被检查者下床台时也不会遇到检测器单元的障碍，可以安全、愉快姿势动作。尤其，操作者合并使超音波诊断装置等边操作探测器边进行穿刺检查边进行治疗时，不会发生检测器单元的障碍，能以恰到好处地愉快的心情进行操作。

最后，还可指出：由于检测器单元内不包括电源等大而重的部件，成为小型而重量轻而且在透视摄像台一侧没有了以前那样的大安装框，所以透视摄像台成为小型的，检测器单元的移动也可以快速地进行，并使其处于被检查者关心的部位。

Claims (7)

1.一种平面型射线检测器单元，包括：X线转换层，其输出对X线起感应并与射入X线强度对应的电荷信号；活矩阵接线基板，其具有在X线转换层下以矩阵形排列连接的开关元件；门电路部，其在信号读出时通过门接线依次接通各开关元件；阅读电路部，其通过阅读信号线阅读积蓄在各象素中的电荷信号；控制电路部，其控制所述门电路部与阅读电路部；在上述构成的平面型检测器单元中，其特征在于，在所述平面型射线检测器单元的一端边，具有旋转轴。

2.根据权利要求1所述的平面型射线检测器单元，其特征在于，在所述旋转轴上设置多个滑动电极。

3.根据权利要求1或2所述的平面型射线检测单元，其特征在于，所述滑动电极能通过与该旋转轴电接触进行信号及电力的输入输出。

4.根据权利要求1、2或3所述的平面型射线检测器单元，其特征在于，能以所述旋转轴为中心作90度旋转，扩大被检查者的前方空间。

5.一种X线摄像装置，具有权利要求1所述的平面型射线检测器单元，其特征在于，包括：多个滑动电极，其设置在所述旋转轴上；滑移电极，其由所述旋转轴支承平面型射线检测器单元并与所述滑动电极接触。

6.一种X线摄像装置，具有权利要求1所述的平面型射线检测器单元，其特征在于，包括：通信电路部，其在平面型射线检测器单元内部能以无线电从外部接收控制信号，控制所述控制电路部，并以无线电发送来自所述阅读电路部的输出信号；远程控制阅读部，其能从外部与所述通信电路部以无线电发送接收输入输出信号。

7.根据权利要求6所述的X线摄像装置，其特征在于，设有通信电路，通过无线电与外部进行接收发送信号，通过非接触输入输出部进行通信。

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