内触发电路及适用于脉冲透视下的x射线同步方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及平板探测领域，特别是涉及一种内触发电路及适用于脉冲透视下的X射线同步方法。
【背景技术】
[0002]高压发生器球管和X射线平板探测器分别作为发射源和接收面，是X射线影像系统的核心部件。X射线发射前平板需要做好清除暗电流等准备，出线过程中平板需等待光生电荷积累避免边曝光边采集出现的伪影，曝光结束后平板需要及时采集透射图像避免漏电流等影响，因此高压发生器球管和X射线平板探测器的同步是X射线影像系统集成的首要问题。
[0003]按照X射线出线和平板探测器采集的频率，可分为突发式单次点片，连续透视和周期脉冲透视。
[0004]突发式单次点片被广泛应用于静态平板探测器拍片，例如普通放射DR，乳腺摄影mammography，如图1所示，其特点是两次曝光之间的时间间隔不固定，且通常时间间隔大于
2s0
[0005]连续透视在传统的C型臂X射线影像系统被应用，如图2所示，其特点是X射线持续出线(可长达几十秒)，平板探测器按照固定帧率采集，两者无同步关系。
[0006]周期型脉冲透视，提供了高压发生器的瞬时功率，可以提高单帧图像质量并减少累计剂量，在新型X射线影像系统大量推广，如图3所示，其特点是曝光是周期型的，并且时间间隔较短通常在20ms到Is之间，曝光结束后平板探测器进行采集读出。
[0007]周期型脉冲透视一X射线影像系统基本都采用光耦或继电器的syncin(同步输入)和sync out(同步输出)物理方式连接实现曝光外触发。如图4所示为sync in物理连接方式，高压发生器I中，第一采样请求信号FrameReqJn作用于MOS管Ml，并通过限流电阻Rl输入到平板探测器2中与电阻R2、二极管Dl、电源形成光耦OCl通断回路，检测到光耦OCl输出端上升沿后平板使能信号FPD_enable起效。如图5所示为sync in物理连接方式的工作原理，第一采样请求信号FrameReq_In起效，检测到光耦OCl输出端上升沿后平板使能信号FPD_enable起效，在FPD_enable窗口结束后，采集动作Accquire起效，X射线曝光信号落在FPD_enable窗口内，FPD_enable窗口保持时间由软件设置。如图6所示为sync out物理连接方式，平板探测器2中第二采样请求信号FrameReq_0ut作用于MOS管M2，MOS管M2的一端通过电阻R4连接至电源，另一端通过电阻R3连接至高压发生器I，高压发生器I中的光耦0C2将通断信号转化为高压发生器I的电平信号，以使高压发生器I产生X射线进行曝光，同时平板探测器2开始工作，在曝光结束后采集图像。如图7所示为sync out物理连接方式的工作原理，第二采样请求信号FrameReq_0ut起效，同时FPD_enable窗口起效，在FPD_enable窗口结束后，采集动作Accquire起效，X射线曝光信号落在FPD_enable窗口内，Fro_enable窗口保持时间由软件设置。对于高压发生器外部接口定义和电路不清的情况，系统集成无法进行，也就无法实现外触发。
[0008]因此，如何解决动态平板与高压发生器需要硬件物理连接这一局限性问题已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。
【发明内容】
[0009]鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种内触发电路及适用于脉冲透视下的X射线同步方法，用于解决现有技术中动态平板与高压发生器连接时需要硬件物理连接的局限性问题。
[0010]为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种内触发电路，所述内触发电路包括:
[0011]光信号采集模块，用于采集X射线曝光后产生的光信号，并转化为电流；
[0012]电流转电压模块，连接于所述光信号采集模块的输出端，用于将所述光信号采集模块输出的电流转化为电压信号；
[0013]采样模块，连接于所述电流转电压模块的输出端，用于对所述电流转电压模块输出的电压信号进行采样；
[0014]内触发信号产生模块，连接于所述采样模块的输出端，将所述采样模块输出的采样信号与阈值进行比较，当所述采样信号的幅值大于所述阈值时，所述内触发信号起效，当所述采样信号的幅值小于所述阈值时，所述内触发信号失效。
[0015]优选地，所述光信号采集模块包括多个并联的光电二极管。
[0016]优选地，所述电流转电压模块包括跨阻放大器以及单端转差分放大器。
[0017]优选地，所述采样模块为模数转换器。
[0018]优选地，所述阈值为设定值或预先采集的暗场平均值。
[0019]为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种适用于脉冲透视下的X射线同步方法，所述适用于脉冲透视下的X射线同步方法至少包括:
[0020]对X射线曝光后产生的光信号检测，将所述光信号转化为电压信号，对所述电压信号采样，并将采样值与阈值比较以得到内触发信号，当所述采样值大于所述阈值时，所述内触发信号起效，当所述采样值小于所述阈值时，所述内触发信号失效；
[0021]根据所述内触发信号的帧率设定采集触发信号，使X射线的曝光窗口落在所述采集触发信号的窗口内；
[0022]在未检测到所述采集触发信号时，平板探测器以设定频率自采集；
[0023]若在采集的过程中检测到所述采集触发信号起效，则立即停止采集，等待所述采集触发信号失效后，再从下一帧的第一行开始采集；
[0024]若在两次采集之间检测到所述采集触发信号起效，则在所述采集触发信号失效后开始采集。
[0025]优选地，设定所述采集触发信号的具体方法如下:
[0026]计算所述内触发信号的帧率，根据所述内触发信号的帧率设定所述采集触发信号的周期，初始阶段所述采集触发信号的相位与所述内触发信号一致，最早从第三帧开始在原采集触发信号的窗口前加上前延迟，在原采集触发信号的窗口后加上后延迟，所述采集触发信号的下降沿触发采集信号。
[0027]优选地，所述前延迟及所述后延迟设定为Ims?5ms。
[0028]优选地，所述采集触发信号的容差不超出周期的±25%，当超出所述采集触发信号的容差时，当前采集触发信号被取消，下一采集触发信号的相位与所述内触发信号重新对齐。
[0029]优选地，所述阈值为设定值或预先采集的暗场平均值。
[0030]如上所述，本发明的内触发电路及适用于脉冲透视下的X射线同步方法，具有以下有益效果:
[0031]本发明解决了动态平板与高压发生器连接时需要硬件物理连接的问题，避免了法规上硬件改动所带来的风险，以及部分型号高压发生器外部接口定义和电路不清而无法连接实现外触发的问题，减少了安装，适用于不同类型的高压发生器;同时，改善了单次触发，依靠X射线的触发计算帧率，设置前延迟和后延迟，保证曝光窗口落在采集触发窗口内，避免了超前和拖尾，适用于动态平板升级市场。
【附图说明】
[0032]图1显示为现有技术中的突发式单次点片曝光采集的原理示意图。
[0033]图2显示为现有技术中的连续透视曝光采集的原理示意图。
[0034]图3显示为现有技术中的周期型脉冲透视曝光采集的原理示意图。
[0035]图4显示为现有技术中的syncin物理连接的示意图。
[0036]图5显示为现有技术中的syncin物理连接的工作原理示意图。
[0037]图6显示为现有技术中的syncout物理连接的示意图。
[0038]图7显示为现有技术中的syncout物理连接的工作原理示意图。
[0039]图8显不为本发明的内触发电路不意图。
[0040]图9显示为本发明的适用于脉冲透视下的X射线同步方法的流程示意图。
[0041]图10显示为本发明