一种降低患者漏电流的平板探测器电路实现方法与流程

本发明涉及医用X射线平板探测器领域，特别是涉及一种降低患者漏电流的平板探测器电路实现方法。

背景技术：

近年来，照相平板印刷和微电子技术领域的不断进步，使集成基于TFT阵列读出装置的大面积X射线探测器的应用越来越普及。基于TFT的平板系统的电荷收集和读出电子元件紧贴与X射线发生交互作用的材料层，使X光的探测器的结构紧凑，并能实时转化为数字影像，因此X射线探测器正成为医疗辐射成像，工业探伤和安检的中坚力量。

X射线平板探测器的成像过程需要经历X射线到可见光，然后电荷图像到数字图像的成像转换过程，通常也被称作间接转换型平板探测器，是一种以非晶硅光电二极管阵列为核心的X射线影像探测器。在X射线照射下探测器的闪烁体或荧光体层将X射线光子转换为可见光，而后由具有光电二极管作用的非晶硅阵列变为图像电信号，通过外围电路积分读出及A/D变换，从而获得数字化图像。非晶硅平板探测器具有成像速度快，良好的空间及密度分辨率，高信噪比，直接数字输出等显著优点。

目前，X射线平板探测器的电源输入接口直接与电池电路模块相连，当平板探测器利用内部电池供电时，患者接触到电源输入接口形成回路时，存在从电源接口经患者流入地的电流。因此存在患者安全隐患问题，不能满足B型应用部分要求。

因此，提供一种降低患者漏电流的平板探测器电路实现方法是本领域技术人员需要解决的课题。

技术实现要素：

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降低患者漏电流的平板探测器电路实现方法，用于解决现有技术中平板探测器利用内部电池供电时，患者漏电流过大的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种降低患者漏电流的平板探测器电路实现方法，所述实现方法包括：在平板探测器的电源输入接口与电池电路之间加入患者漏电流保护电路。

优选地，所述患者漏电流保护电路包括：第一级MOS管开关、第一级控制电路、第一级电阻、第二级MOS管开关、第二级控制电路、第二级电阻；

所述第一级MOS管开关的漏极和第一级控制电路的第一控制端均与所述电源输入接口相连；所述第一级MOS管开关的源极和第一级控制电路的第二控制端均与所述第二级MOS管开关的漏极相连；所述第一级MOS管开关的栅极与所述第一级控制电路的第三控制端相连；

所述第二级控制电路的第一控制端与所述第二级MOS管开关的漏极相连；所述第二级MOS管开关的源极和第二级控制电路的第二控制端均与所述电池电路相连；所述第二级MOS管开关的栅极与所述第二级控制电路的第三控制端相连；

所述电源输入接口与所述第一级MOS管开关的漏极之间通过第一级电阻接地；

所述第一级MOS管开关的源极和第二级MOS管开关的漏极之间通过第二级电阻接地。

优选地，所述患者漏电流保护电路包括：

从所述电源输入接口到电池电路依次串联第一级二极管和第二级二极管；其中，所述第一级二极管的正极接所述电源输入接口，负极接所述第二级二极管的正极，所述第二级二极管的负极接所述电池电路；

所述电源输入接口与所述第一级二极管之间通过第一级电阻接地；

所述第一级二极管和第二级二极管之间通过第二级电阻接地。

优选地，所述第一级电阻和第二级电阻的阻值范围为20～50KΩ。

优选地，当平板探测器利用所述电池电路进行供电时，所述第一级控制电路控制所述第一级MOS管开关的栅源极电压，使所述第一级MOS管开关关断，所述第二级控制电路控制所述第二级MOS管开关的栅源极电压，使所述第二级MOS管开关关断，利用所述第一级MOS管开关和第二级MOS管开关的关断阻抗，抑制所述电池电路反向流经患者的电流。

优选地，当平板探测器利用所述电池电路进行供电时，所述第一级二极管和所述第二级二极管反向截止，利用所述第一级二极管和第二级二极管截止阻抗，来抑制所述电池电路反向流经患者的电流。

优选地，所述平板探测器还包括：X射线传感器、采集电路、主CPU控制处理单元以及显示单元；

所述采集电路与所述X射线传感器相连，用于采集所述X射线传感器的图像光电信号并将所述图像光电信号转换为数字信号；

所述主CPU控制处理单元与所述采集电路、所述电池电路及所述显示单元相连，用于控制所述采集电路进行图像光电信号的采集与转换输出，同时控制所述电池电路的放电与充电，并控制所述显示单元进行数字图像数据的显示，对所述平板探测器整个工作流进行控制及图像数据的处理；所述显示单元与所述主CPU控制处理单元相连，用于所述平板探测器的数字图像数据的显示；

所述电池电路与所述采集电路、所述主CPU控制处理单元相连，对所述平板探测器内所有器件模块进行供电。

如上所述，本发明的降低患者漏电流的平板探测器电路实现方法，包括在平板探测器的电源输入接口与电池电路之间加入患者漏电流保护电路。当电源输入接口外接电源适配器时，平板探测器可以直接利用外接电源供电或者对电池进行充电，而当平板探测器不外接电源适配器而是直接利用内部电池供电时，患者若接触到电源输入接口对地形成回路，患者漏电流保护电路就能控制回路电流，从而降低患者漏电流，保证X光平板探测器满足B型应用部分的要求。另外，本发明方法中的电路不影响电池正常充电。

附图说明

图1为本发明降低患者漏电流的平板探测器电路实现方法的整体结构示意图。

图2为本发明实施例一中的患者漏电流保护电路示意图。

图3为本发明实施例二中的患者漏电流保护电路示意图。

元件标号说明

1 X射线传感器

2 采集电路

3 主CPU控制处理单元

4 电池电路

5 显示单元

6 电源输入接口

7 患者漏电流保护电路

Q1 第一级MOS管开关、第一级二极管

Q2 第二级MOS管开关、第二级二极管

U1 第一级控制电路

U2 第二级控制电路

R1 第一级电阻

R2 第二级电阻

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅附图。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

实施例一

如图1和图2所示，本实施例提供一种降低患者漏电流的平板探测器电路实现方法，所述方法包括在平板探测器的电源输入接口6与电池电路4之间加入患者漏电流保护电路7。

本实施例中，所述患者漏电流保护电路主要由控制电路模块和MOS管开关模块组成，电路通过二级控制电路U1、U2分别控制对应的MOS管开关Q1、Q2的导通与关断，实现降低患者漏电流的目的。

具体地，所述患者漏电流保护电路7包括：第一级MOS管开关Q1、第一级控制电路U1、第一级电阻R1、第二级MOS管开关Q2、第二级控制电路U2、第二级电阻R1。

所述第一级MOS管开关Q1的漏极D和第一级控制电路U1的第一控制端均与所述电源输入接口6相连；所述第一级MOS管开关Q1的源极S和第一级控制电路U1的第二控制端均与所述第二级MOS管开关Q2的漏极D相连；所述第一级MOS管开关Q1的栅极G与所述第一级控制电路U1的第三控制端相连；

所述第二级控制电路U2的第一控制端与所述第二级MOS管开关Q2的漏极D相连；所述第二级MOS管开关Q2的源极S和第二级控制电路U2的第二控制端均与所述电池电路4相连；所述第二级MOS管开关Q2的栅极G与所述第二级控制电路U2的第三控制端相连；

所述电源输入接口6与所述第一级MOS管开关Q1的漏极D之间通过第一级电阻R1接地；

所述第一级MOS管开关Q1的源极S和第二级MOS管开关Q2的漏极D之间通过第二级电阻R2接地。

需要说明的是，如图2所示，所述第一级控制电路U1和第一级MOS管开关Q1与第二级控制电路U2和第二级MOS管开关Q2串联，可以保证当某一级的模块出现短路时，即在单一故障下，该电路也能降低患者漏电流，起到患者漏电流保护作用。

作为示例，所述第一级电阻R1和第二级电阻R2的阻值范围为20～50KΩ。例如，可以是25KΩ、30KΩ、35KΩ、40KΩ等等。

本实施例的患者漏电流保护电路的具体工作流程为：当平板探测器电源输入接口6外接电源适配器时，两级控制电路U1、U2同时分别控制两级MOS管开关Q1、Q2的栅源极电压，使MOS管开关Q1、Q2导通，此时平板探测器可以直接利用外接电源供电或者对电池进行充电；而当平板探测器不外接电源适配器而利用内部电池电路4供电时，两级控制电路U1、U2控制MOS管开关Q1、Q2的栅源极电压，使MOS管开关Q1、Q2关断，此时，当患者触碰到平板探测器的外部电源输入接口6而与地形成回路时，由于MOS管开关Q1、Q2的关断阻抗很大，从而可以抑制从电池电路4反向流到外部电源输入接口6流向患者的电流，降低患者安全隐患。

本实施例通过选用MOSFET开关管器件和控制器件以及合适的外部电阻，在交流下可以将患者漏电流降低至5μA左右(具体数值与选用的器件有关)，而在直流下患者漏电流则更低。

作为示例，如图1所示，所述平板探测器还包括以下结构：X射线传感器1、采集电路2、主CPU控制处理单元3以及显示单元5。

所述采集电路2与所述X射线传感器1相连，用于采集所述X射线传感器1的图像光电信号并将所述图像光电信号转换为数字信号；所述主CPU控制处理单元3与所述采集电路2、所述电池电路4及所述显示单元5相连，用于控制所述采集电路2进行图像光电信号的采集与转换输出，同时控制所述电池电路4的放电与充电，并控制所述显示单元5进行数字图像数据的显示，对所述平板探测器整个工作流进行控制及图像数据的处理；所述显示单元5与所述主CPU控制处理单元3相连，用于所述平板探测器的数字图像数据的显示；所述电池电路4与所述采集电路2、所述主CPU控制处理单元3相连，对所述平板探测器内所有器件模块进行供电。所述平板探测器的具体工作流程为：首先X射线传感器1在采集电路2的驱动下完成对X射线的光电转换，同时采集电路2模块采集由X射线传感器1输出的光电信号，并进行转换，输出数字信号；主CPU控制处理单元3完成对采集电路2的控制的同时对采集电路2模块输出的图像数据进行处理，最后将图像数据传输到显示单元5进行图像显示。

实施例二

如图1和图3所示，本实施例提供一种降低患者漏电流的平板探测器电路实现方法，所述方法包括在平板探测器的电源输入接口6与电池电路4之间加入患者漏电流保护电路7。

本实施例中，所述患者漏电流保护电路7主要由二极管模块组成，电路通过二极管正向导通和反向截止的原理，实现降低患者漏电流的目的。

具体地，所述患者漏电流保护电路7包括：

从所述电源输入接口6到电池电路4依次串联第一级二极管Q1和第二级二极管Q2；其中，所述第一级二极管Q1的正极接所述电源输入接口，负极接所述第二级二极管Q2的正极，所述第二级二极管Q2的负极接所述电池电路4；

所述电源输入接口6与所述第一级二极管Q1之间通过第一级电阻R1接地；

所述第一级二极管Q1和第二级二极管Q2之间通过第二级电阻接地。

需要说明的是，如图3所示，两级二极管Q1、Q2串联在一起的设计可以保证当某一级的模块出现短路时，即在单一故障下，电路也能降低患者漏电流，起到患者漏电流保护作用。

作为示例，所述第一级电阻R1和第二级电阻R2的阻值范围为20～50KΩ。例如，可以是25KΩ、30KΩ、35KΩ、40KΩ等等。

本实施例的患者漏电流保护电路的具体工作流程为：当平板探测器电源输入接口6外接电源适配器时，两级二极管Q1、Q2在外接电源控制下正向导通，从而使平板探测器可以直接利用外接电源供电或者对电池进行充电；而当平板探测器不外接电源适配器而利用内部电池电路4供电时，两级二极管Q1、Q2反向截止，此时，当患者触碰到平板探测器的外部电源输入接口6而与地形成回路时，由于二极管Q1、Q2截止阻抗很大，从而可以抑制从电池电路4反向流到电源输入接口6流向患者的电流，降低患者安全隐患。

本实施例通过选用理想二极管器件以及合适的外部电阻，交流下可以将患者漏电流降低至5μA左右(具体数值与选用的器件有关)，而在直流下患者漏电流则更低。作为示例，如图1所示，所述平板探测器还包括以下结构：X射线传感器1、采集电路2、主CPU控制处理单元3以及显示单元5。

所述采集电路2与所述X射线传感器1相连，用于采集所述X射线传感器1的图像光电信号并将所述图像光电信号转换为数字信号；所述主CPU控制处理单元3与所述采集电路2、所述电池电路4及所述显示单元5相连，用于控制所述采集电路2进行图像光电信号的采集与转换输出，同时控制所述电池电路4的放电与充电，并控制所述显示单元5进行数字图像数据的显示，对所述平板探测器整个工作流进行控制及图像数据的处理；所述显示单元5与所述主CPU控制处理单元3相连，用于所述平板探测器的数字图像数据的显示；所述电池电路4与所述采集电路2、所述主CPU控制处理单元3相连，对所述平板探测器内所有器件模块进行供电。所述平板探测器的具体工作流程为：首先X射线传感器1在采集电路2的驱动下完成对X射线的光电转换，同时采集电路2模块采集由X射线传感器1输出的光电信号，并进行转换，输出数字信号；主CPU控制处理单元3完成对采集电路2的控制的同时对采集电路2模块输出的图像数据进行处理，最后将图像数据传输到显示单元5进行图像显示。

综上所述，本发明提供一种降低患者漏电流的平板探测器电路实现方法，包括在平板探测器的电源输入接口与电池电路之间加入患者漏电流保护电路。当电源输入接口外接电源适配器时，平板探测器可以直接利用外接电源供电或者对电池进行充电，而当平板探测器不外接电源适配器而是利用内部电池供电时，患者若接触到电源输入接口对地形成回路，患者漏电流保护电路就能控制回路电流，从而降低患者漏电流，保证X光平板探测器满足B型应用部分的要求。另外，本发明方法中的电路不影响电池正常充电。

所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。