减少成像板扫描器中的部件的校准的制作方法

口内成像通常使用电子图像传感器来实现。电子图像传感器使用闪烁体将x射线转换为光子，光子被引导到传感器，例如cmos图像传感器。成像板也可用于捕获图像。成像板包括存储x射线能量并且在例如由激光照射时发射光的荧光体层。由成像板发射的光由扫描器捕获和处理以生成口内图像。

扫描器是成像板系统的一部分。此类系统通常提供具有所需工作流的高质量口内图像。除其它部件以外，成像板系统中的扫描器通常包括光电倍增管、光收集器和光源(其可以为例如激光器或激光器和镜组件)。

附图说明

附图连同下面的详细描述并入本说明书中并形成其一部分，并用来进一步说明包括所要求保护的本发明的构思的实施例，并解释这些实施例的各种原理和优点，在附图中，相同的附图标记在全部的各个视图中指相同或功能相似的元件。

图1示出了根据一个实施例的用于扫描辐射成像板以形成图像的系统。

图2示出了根据一个实施例的光电倍增管。

图3a示出了根据一个实施例的成像板扫描器。

图3b示出了根据一个实施例的成像板扫描器的内部的框图。

图4示出了根据一个实施例的将光电倍增管并入成像板扫描器中的方法。

图5示出了根据一个实施例的检查具有窗口、阳极、阴极和存储阳极或阴极的参数的存储器的光电倍增管的操作状态的方法。

设备和方法组件已在附图中酌情通过常规符号表示，仅显示与理解本发明的实施例有关的那些具体细节，以便使本公开不与得益于本文中的描述的本领域技术人员显然明白的细节混淆。

具体实施方式

在许多情况下，需要校准成像系统或成像板系统的一个或多个部件。校准是确定系统或部件的测量或操作准确度的过程。通常，校准需要外部校准装置或校准器。例如，在口内成像板扫描器或读取器生产线中，使用校准设备校准光电倍增管。

校准过程需要时间，校准设备增加了制造成本。因此，消除或减少校准过程和设备是有益的。理想情景可以被视为一种“即插即用”类型的系统，其中部件在离开制造厂之后无需校准就准备好在设备中运行。因此，实施例的一个目标是提供一种减少校准过程和对校准设备的需求的技术。

为便于描述，本文所呈现的实例系统中的一些或全部用其组成部分中的每一个的单个实例加以说明。一些实例可能没有描述或说明系统的所有部件。其它示例性实施例可以包括比每个所示部件更多或更少的部件，可以组合一些部件，或可以包括附加的或替代的部件。

图1示出了根据一个实施例的用于扫描辐射成像板以形成图像的系统100。实际上，系统100包含在扫描器(下文描述)中。在所图示的实例中，系统100包括成像板105、光源110、光收集引导件115、光电倍增管(“pmt”)120和模/数(“a/d”)转换器125。

成像板105是用于创建图像的装置，并具有磷光体层，当用可见光照射磷光体层时，磷光体层可存储x射线能量并发射光。x射线源(例如，安装在支撑臂的端部)与定位在患者的口腔内部的成像板105对准。当激活时，x射线源产生x射线束。穿过患者的解剖结构的辐射在成像板105的磷光体层上产生患者牙齿的射线照片。

为了获得存储在磷光体层中的射线照片或图像，在扫描过程中用光照射成像板105。在一个实例中，在被光源110照射时，使成像板105在线性方向130上移动。在不同的实例中，成像板105保持静止，并且来自光源110的光以扫描模式被引导到成像板105上以照射成像板105。例如，光源110可以被移动或枢转以照射成像板105产生图像。在其它实施例中，反射镜可以用于重新引导来自光源110的光以照射成像板105。

当成像板105在线性方向130上移动或被扫描时，由源110产生的光被射线照片反射。在一个实施例中，光源110是产生光束的激光，该光束被射线照片反射。在其它实施例中，光源110是蓝光源或uv光源。

反射光例如由光收集引导件115收集。光收集引导件115将收集到的光引导至pmt120。pmt120(下文关于图2更详细地描述其结构及功能)应用外部光电效应(在下文更详细地描述)以输出来自阳极或阴极的电流信号。

pmt120电耦合到a/d转换器125。来自pmt120的输出电流信号被发送到a/d转换器125，a/d转换器125将模拟输出电流信号转换成数字数据135。数字数据135然后作为射线照片的数字图像在成像板105的磷光体层上输出。

图2示出了根据一个实施例的pmt120。pmt120包括具有窗口210的外壳205。聚焦电极215和电子倍增器电极(multiplierdynode)220位于外壳205中。pmt120还包括阳极225、阴极230和存储器235。

在一个实例中，外壳205是非热离子真空管并且由玻璃制成。窗口210允许来自光源240的光进入pmt120的外壳205。在一个实施例中，光源240是从成像板105的射线照片反射的光。

外部光电效应是光撞击金属表面时由金属吸收足够量的光子的光电子的发射。当光从光源240进入外壳205的窗口210时，光撞击阴极230，使得出现外部光电效应。阴极230可以是半透明光电阴极。从阴极230喷射的光电子沿着电子路径245穿过外壳205。光电子沿着电子路径245聚焦并且由聚焦电极215加速。在一些实施例中，可以有多于一个聚焦电极215位于外壳205中。

聚焦电极215被设计成将光电子朝向电子倍增器电极220聚焦。当光电子冲击电子倍增器电极220时，电子倍增器电极220以极高增益通过真空管放大输入光电子，并将光电子朝阳极225引导。

阳极225收集来自倍增器电极220的倍增光电子。阳极225产生输出电流信号，并且基于由阳极225收集的光电子沿阳极连接器250发射输出电流信号。在一个实施例中，阳极连接器250是将pmt120的阳极225连接到a/d转换器125的电缆或线。在一些实施例中，阴极230还可生成输出电流。

存储器235可以电连接到pmt120。存储器235还可包括其它外部电连接，例如用于单独的电气系统以访问存储器235的输入-输出连接。存储器235被配置成存储pmt120的参数及其它。如下文更详细地描述的，有用参数可包括阳极蓝光灵敏度指数或参数，以计算阳极蓝光灵敏度指数、收集效率、增益、pmt的序列号、暗电流值、光敏度和参考电压下的信号水平。参数可以与阳极225或阴极230相关联，并且可以由阳极225或阴极230或者在阳极225或阴极230处进一步测量。

在一些实施例中，存储器235是电可擦除可编程只读存储器(“eeprom”)，且在与其它电子部件通信时利用内部集成电路(i2c)协议。

可选地，蓝光滤光器可放置在pmt120的窗口210前方，以便确定pmt120的阳极蓝光灵敏度指数。阳极蓝光灵敏度指数定义为当蓝光滤光器放置在pmt120的窗口210前方时获得的阳极电流，在比较相同类型的光电倍增管时，阳极蓝光灵敏度指数是一个重要因素。阳极蓝光灵敏度指数允许选择在某些所需波长(在一个实施例中，约400纳米波长)具有最佳灵敏度的管。

pmt120的收集效率定义为光电子将在电子倍增器电极220的有效区域上着陆的概率，在该区域中光电子将增加。收集效率取决于阴极230与电子倍增器电极220之间的电压。当阴极230与电子倍增器电极220之间的电压大约为150伏时，收集效率处于最大值。

pmt120的增益是其扩增的指标。在低光检测应用中，通常需要扩增，例如检测来自成像板105的反射光。pmt120的增益是输出电流与输入阴极电流的比率，且由下面的等式1计算。

等式1：

在等式1，g是增益，“a”是收集效率(标称值1)，n为电子倍增器电极220的数量，k是取决于电子倍增器电极220的结构和材料的已知值(对于大多数计算而言，在0.7和0.8之间)，且v是pmt120的供电电压。对于单个pmt120，n和k是固定值，且因此增益主要由收集效率和提供给pmt120的供电电压决定。

图3a示出了根据一个实施例的成像板扫描器300。成像板扫描器300包括扫描器外壳302，系统100(图3a中未示出，图3b中进一步描述)位于扫描器外壳302内。在图示的实例中，成像板扫描器300还可包括开口305、错误指示器310和就绪指示器315。

开口305是用于成像板105的插入点。在图像处理期间，成像板105插入到系统100中以暴露于光源110。成像板105插入开口305中可以使成像板扫描器300的机械部件(未示出)如上文讨论的扫描成像板105。在一些实施例中，可以使用滑道或其它机构来辅助成像板105插入成像板扫描器300中。

错误指示器310可以是发光二极管(“led”)、显示屏、扬声器等。一般来说，错误指示器310被配置成在系统100的操作期间提供出现错误的指示。

就绪指示器315可以是led、显示屏、扬声器或其它输出部件。一般来说，就绪指示器315被配置成提供成像板扫描器300准备进行扫描的指示。

图3b示出了根据一个实施例的成像板扫描器300的内部的框图。在所示的实例中，成像板扫描器300包括电子处理器350、存储器235、系统100的光源110、电源355和输入-输出接口357。

电子处理器350可以电耦合到pmt120的存储器235，例如，经由插头和插座连接。在一些实施例中，电子处理器350可通过电子总线(例如电子总线360)耦合到存储器235。也可以使用其它连接(无论是有线还是无线)。

电子处理器350被配置成访问存储器235，并基于存储在存储器235中的参数确定pmt120的供电电压值。例如，电子处理器350访问阳极蓝光灵敏度指数，并且使用对数关系确定所需的供电电压，所述对数关系例如如下面所示的等式2。

等式2：y＝aln(x)+c

在等式2中，y是给定的供电电压(由如下所述的高电压值表示)，并且x是pmt120的阳极蓝光灵敏度指数。a是常系数，c是常数值。因此，电子处理器350通过访问存储在pmt120的存储器235中的阳极蓝光灵敏度指数来确定供电电压(高电压值)。

通过校准多个光电倍增管(例如，pmt120)来确定等式2。为校准pmt，成像板扫描器300的制造商向pmt施加高电压，并测量输出电压或高压(hv)值。在一个实例中，在100-230范围内的hv值被设想为落入可接受的公差内或被视为“成功”(hv值为100代表供应至pmt为385伏，为230代表885伏)。pmt120的制造商将hv值和pmt120的其它参数连同pmt120(例如，在pmt120的数据表中包括校准后hv值)提供给pmt120的购买者(购买者是诸如成像板扫描器300的制造商之类的实体)。用户重新校准多个光电倍增管以确定所提供的hv值是否正确，以及多个光电倍增管的hv值是否存在变化。

多个光电倍增管中的每一个可具有不同的阳极蓝光灵敏度指数。通过在600μgy的x射线剂量水平下使供电电压值波动，产生略微不同的图像。对于产生的每个图像，在一个实例中，获取信号水平来确定信号水平小于16,383(hv上限)的hv区。上限限定了成像板扫描器300可以操作的最大x射线剂量水平，并确保在最大x射线剂量水平下图像不饱和(例如，通过使图像模糊、太亮等损失图像质量)。

通过在100μgy的x射线剂量水平下使供电电压值波动，并计算信噪比(“snr”)，在一个实例中，确定snr大于30的hv区(hv下限)。下限限定了成像板扫描器300可以操作的最小x射线剂量水平，并确保图像在最小x射线剂量水平下仍然保持图像质量(例如，并不模糊或太暗)。

应当理解，hv上限和hv下限可以针对不同的光电倍增管变化，并且用于确定hv上限和hv下限(例如，600μgyx射线剂量和100μgyx射线剂量)的剂量水平也可以基于pmt120、成像板105、成像板扫描器300和其它因素而变化。以上给出的值纯粹想要作为说明如何确定由hv上限和hv下限定义的hv操作范围的实例。

hv上限和hv下限向多个光电倍增管中的每一个提供供电电压的操作范围。接着通过获取多个光电倍增管中的每一个的阳极蓝光灵敏度指数(也由制造商所给的且在数据表中或存储器215中对多个光电倍增管中的每一个提供的类似于hv值的参数计算出)且将所述值与多个光电倍增管中的每一个计算的hv值相关来确定相关等式。等式2由阳极蓝光灵敏度指数与多个光电倍增管中的每一个的hv值的相关性产生。如等式2所示，光电倍增管的阳极蓝光灵敏度指数越高，所需供电电压越低。在一些实施例中，hv值被计算一次并存储在存储器235中以供电子处理器350访问。在其它实施例中，每次pmt120电耦合到电子处理器350时，计算pmt120的hv值。

电子处理器350还被配置成激活系统100的光源110，以便使光从成像板105的磷光体层反射到pmt120中并且确定阳极225的输出电流和/或阴极230的电流。电子处理器350被配置成如果输出电流偏离预期范围，则生成错误消息或错误指示。输出电流与预期范围的偏差指示成像板105的与错误或异常相关的扫描(例如，成像板105上存在的不良捕获的射线照片，或执行扫描时出错，例如光源110的阻塞)或成像板扫描器300的部件的与错误或异常相关的扫描。电子处理器350可进一步电耦合到错误指示器310。在确定存在错误时，电子处理器350向错误指示器310发送信号，错误指示器310输出可由成像板扫描器300的用户感知的对应错误消息或错误指示。

电子处理器350电耦合到电源355，并将所确定的供电电压值发送到电源355。电源355为成像板扫描器300供电，并且还基于由电子处理器350确定的供电电压值将供电电压供应给pmt120。在一些实施例中，电源355是电池。在其它实施例中，电源355被设计成连接到电网的壁装插座或其它源。

输入-输出接口357允许成像板扫描器300与成像板扫描器300外部的系统通信。在一个实施例中，输入-输出接口357包括将成像板扫描器300直接连接到例如计算机系统的外部系统的硬件。在另一实施例中，输入-输出接口357是无线收发器，其被配置成允许外部系统与成像板扫描器300通信。

输入-输出接口357还可以被配置成允许用户与成像板扫描器300交互。例如，输入-输出接口357可以包括按钮、显示屏、触摸屏或允许用户与成像板扫描器300交互的某种其它装置。例如，用户可能能够访问参数、查看结果、或使用输入-输出接口357更改成像板扫描器300的操作参数。

图4示出了根据一个实施例将pmt120并入成像板扫描器300中的方法400。方法400包括启动组装过程(在框405处)。在组装过程期间，成像板扫描器300的电子处理器350校准成像板扫描器300的部件。

方法400包括用电子处理器350读取在pmt120的存储器235中存储的参数中的至少一个(在框410处)。例如，电子处理器350从存储器235读取存储的阳极蓝光灵敏度指数。在一些实施例中，电子处理器350读取存储在存储器235中的超过一个参数。

方法400包括用电子处理器350基于从存储器235读取的参数确定pmt120的供电电压值(在框415处)。在一个实施例中，在框410处，电子处理器350从存储器235读取存储的参数，例如蓝光灵敏度指数，并且接着使用等式2(如上文所论述)，以便确定供电电压值。在另一个实施例中，电子处理器350基于暗电流、参考电压下的信号水平或存储在存储器235中的其它参数确定供电电压值。

方法400包括用电子处理器350确定成像板扫描器300的第一部件的至少一个操作参数(在框420处)。例如，电子处理器350可以确定光源110的亮度值、使成像板105移动通过成像板扫描器300的速度、电子倍增器电极220的增益等。在一些实施例中，电子处理器350可以使用所存储的参数确定第一部件的操作参数。在其它实施例中，用户可以使用输入-输出接口357输入参数、修改参数或确认参数。

方法400包括用电子处理器350生成包括扫描参数的消息(在框425处)。电子处理器350可以被配置成从存储器235访问扫描参数(其可以包括成像板105的速度、阳极蓝光灵敏度指数、供电电压等)，然后生成消息。在一些实施例中，消息仅包括关于扫描参数的数值和定量信息。在其它实施例中，消息包括由电子处理器350生成的文本。文本可以仅是扫描参数的标识符，或者可以是描述扫描参数的完整报表。

在一些实施例中，电子处理器350可以将消息输出到显示屏以显示给用户。在其它实施例中，电子处理器350(使用输入-输出接口357)可以将消息发送到与成像板扫描器300耦合的计算机系统。

方法400包括使用电子处理器350输出可明显识别的就绪指示器(在框430处)。在一个实施例中，就绪指示器315是led。电子处理器350将信号输出到就绪指示器315以使其开启。在另一实施例中，电子处理器350将在框425处生成的消息输出到显示屏，作为可明显识别的就绪指示器。在一些实施例中，如果第一部件的校准失败，电子处理器350可被配置成开启错误指示器310。

图5示出了根据一个实施例的检查pmt120的操作状态的方法500。可以在pmt120包含在成像板扫描器300内时执行方法500。在其它实施例中，为执行方法500，pmt120可以从成像板扫描器300移除。电子处理器350首先为pmt120生成供电电压。例如，电子处理器350可以生成恒定的供电电压以测试pmt120。在其它实施例中，电子处理器350生成一组恒定供电电压，以在各种电压电平下测试pmt120。

在一些实施例中，将光源110从成像板105的反射用作测试光源。在其它实施例中，使用不同光源。在一些实施例中，测试光源响应于来自电子处理器350的信号而被定位。测试光源也可以被手动地定位。

方法500包括激活测试光源(在框510处)。测试光源的激活模拟了操作中的成像板扫描器300。可以响应于来自电子处理器350的信号自动地或手动地激活测试光源。

方法500包括用电子处理器350确定由于光照射而产生的输出电流(在框515处)。如上文所描述，pmt120吸收光且基于所吸收的光输出电流。例如，吸收的较高浓度的光可以产生较大幅度的输出电流。电子处理器350可被配置成检测来自阳极225的电流输出。在一些实施例中，电子处理器350还确定输出电流中的噪声水平并且在确定输出电流时考虑噪声水平。

在一些实施例中，pmt120吸收从测试图像反射的光。可以通过改变来自测试光源的参考光的强度来生成测试图像。这可以在从pmt120读取参数期间完成。测试光源(并且因此所生成的测试图像)的强度产生期望的亮度水平(例如，指示成像板扫描器300正确工作的亮度水平)。测试图像以亮度等级发射光，然后光可以用于生成如在框515处描述的输出电流。

方法500包括如果输出电流与预期的电流范围偏离用电子处理器350生成错误消息(在框520处)。如果输出电流与预期的电流范围偏离，则pmt120工作不正常(且因此不会基于由pmt120接收的光输出当前图像)。在一些实施例中，由电子处理器350生成的错误消息包括输出电流的实际值、预期电流范围以及输出电流与预期电流范围偏离多少。在其它情况下，错误消息仅包括定量值。错误消息可以包括解释错误的文本。

在一些实施例中，电子处理器350还被配置成将错误消息输出到成像板扫描器300的错误指示器310。在一个实施例中，错误指示器310是显示屏，其向成像板扫描器300的用户显示错误消息。在另一个实施例中，错误指示器310为led，并且响应于所生成的错误消息，电子处理器350发送信号以将错误指示器310开启以通知用户出现错误。

在其它实施例中，如果发生错误，电子处理器350可以被配置成确定pmt120的新供电电压。电子处理器350被配置成确定输出电流与预期的电流范围偏离多少、调整供电电压、并将pmt120的新hv值保存在存储器235中。

在一些实施例中，在制造成像板扫描器300时执行方法500以便确定成像板扫描器300正在正常工作。在其它实施例中，在制造之后但在装运成像板扫描器300以进行销售之前，在质量保证步骤中执行方法500。方法500可以用于确认成像板扫描器300的hv值。

在前述的说明书中，已经描述了具体的实施例。然而，本领域技术人员认识到在不偏离如下面的权利要求书中陈述的本发明的范围下可做出各种修改和变化。因此，说明书和附图要在说明性意义而不是限制性意义上看待，并且所有这些修改旨在包括于本教导的范围内。

益处、优势、问题的解决方案和可能引起任何益处、优势或解决方案发生或变得更明显的任何元素不应被解释为任何或所有权利要求的关键、所需或必要特征或元素。本发明仅由所附权利要求限定，包括在本申请的待决期间做出的任何修改和如公布的那些权利要求的所有等同物。

而且，在此文件中，例如第一和第二、上和下等的关系术语只可以用来区分一个实体或动作与另一实体或动作，不一定要求或暗示这些实体或动作之间的任何实际的这种关系或次序。术语“包括”、“具有”、“包含”、“含有”或其任何其它变形旨在覆盖非排他性包括，使得包括、具有、包含、含有元件列表的过程、方法、物品或设备不只包括这些元件，而是可以包括没有明确列出或这些过程、方法、物品或设备固有的其它元件。以“包括一个”、“具有一个”、“包含一个”、“含有一个”开始的元件如没有更多约束并不排除在包括、具有、包含、含有所述元件的过程、方法、物品或设备中附加的相同元件的存在。除非本文中另外明确指出，否则术语“一(‘a’和‘an’)”定义为一个或多个。术语“基本上”、“本质上”、“近似”、“大约”或其任何其它形式定义为接近本领域技术人员理解的含义，在一个非限制性实施例中，所述术语定义为在10％内，在另一实施例中在5％内，在另一实施例中在1％内，在另一实施例中在0.5％内。如本文中使用的术语“耦合”定义为连接，不过不一定是直接连接，也不一定是机械连接。以某种方式“配置的”装置或结构至少以该方式配置，但还可以没有列出的方式配置。

要认识到，一些实施例可由一个或多个通用或专用电子处理器(或“处理装置”)，例如微处理器、数字信号处理器、定制的处理器和现场可编程门阵列(fpga)和唯一的存储程序指令(包括软件和固件)组成，该唯一的存储程序指令控制一个或多个电子处理器以与某些非处理器电路结合执行本文所描述的方法和/或设备的的一些、大部分或所有的功能。替代性地，一些或所有功能可由没有存储的程序指令的状态机实施，或在一个或多个专用集成电路(asic)中实施，其中每个功能或某些功能的一些组合被实施为定制逻辑。当然，可以使用两种方法的组合。

而且，一个实施例可实施为计算机可读存储介质，其具有存储于其上用于对计算机编程(例如，包括电子处理器)以执行如本文中所描述和要求保护的方法的计算机可读代码。此类计算机可读存储介质的实例包括但不限于硬盘、cd-rom、光存储装置、磁存储装置、rom(只读存储器)、prom(可编程只读存储器)、eprom(可擦除可编程只读存储器)、eeprom(电可擦除可编程只读存储器)和闪存。另外，预期普通技术人员尽管经过可能大量的努力和例如由可用时间、当前技术和经济考虑因素激励的许多设计选择，在由本文所公开的构思和原理指导时，将容易地能够以最少实验产生此类软件指令和程序及ic。

另外，在上述具体实施方式中，可以看出，出于简化本公开的目的，各种特征在各种实施例中被组合在一起。本公开的此方法不应解释为反映所要求保护的实施例比在每个权利要求中明确叙述的特征需要更多的特征的意图。相反，如所附权利要求书所反映，本发明的主题在于小于单个公开的实施例的所有特征。因此，以下权利要求书据此并入到具体实施方式中，其中每项权利要求单独地作为单独要求保护的主题存在。