放射線成像裝置和放射線成像系統的制作方法
【專利說明】放射線成像裝置和放射線成像系統
[0001]本申請是基于申請號為201310376835.2、申請日為2013年8月27日、發明名稱為“放射線成像裝置和放射線成像系統”的專利申請的分案申請。
技術領域
[0002]本發明涉及放射線成像裝置和放射線成像系統。
【背景技術】
[0003]近年來，作為用于使用X射線的非破壞性檢查或醫療診斷成像的放射線成像裝置，包括由半導體材料形成的平板檢測器(以下簡稱為“FPD”)的放射線成像裝置已經開始被投入實用。在FPD中，多個具有轉換元件和開關元件的像素被二維地布置，該轉換元件通過使用能夠將放射線轉換成電荷的諸如a-Si的半導體材料來構建，該開關元件傳送與電荷對應的電信號。這種包括FPD的放射線成像裝置例如作為用于如一般的放射線照相(rad1graphing)那樣的靜止圖像放射線照相或諸如焚光(fluoroscopic)放射線照相的運動圖像放射線照相的數字成像裝置被用于醫療診斷成像中。
[0004]當執行放射線照相時，放射線成像裝置同步于放射線產生裝置的操作來執行放射線照相。作為同步化方法，例如，通過相互電連接放射線產生裝置和放射線成像裝置來使所述兩個裝置同步化的方法是可用的，或者，通過檢測從放射線產生裝置放射的放射線來使放射線成像裝置與放射線產生裝置同步化的方法是可用的。在前一種情況下，由于服務人員用線纜連接放射線產生裝置與放射線成像裝置，因此，連接工作涉及時間和勞力，而且放射線產生裝置和放射線成像裝置必須作為單對的裝置被固定及使用。在后一種情況下，在放射線成像裝置內部和外部設置放射線檢測器或放射線成像裝置自身執行放射線的檢測的方法是已知的。在這種情況下，存在不需要用于連接工作的時間和勞力、并且放射線成像裝置是便攜的且可與各種放射線產生裝置組合使用的優點。
[0005]通常地，在FPD中，包含光電轉換元件和開關元件的像素被二維地排列，并且以行為單位執行來自光電轉換元件的信號的讀取和光電轉換元件的復位。在放射線被照射之前，開關元件以行為單位經受通/斷控制，并且流向光電轉換元件的暗電流分量被復位。以下，該操作被稱為“初始化操作”。如果在初始化操作期間接收到放射線照射信號或者檢測到放射線，那么必須立即結束將光電轉換元件復位的操作并轉移到積累操作。如果即使已接收到放射線照射信號也不進行向積累操作的轉移，那么將在實際拍攝圖像與用戶按壓曝光按鈕的時間之間出現時間滯后，并且將獲得出現級別差(difference in level)等的非預期的圖像。并且，如果即使檢測到放射線也繼續初始化操作，那么，由于在光電轉換元件處產生的放射線信號將被復位，因此，將已在被檢體(subject)處照射不必要的放射線，并且放射線曝光量可增加。
[0006]日本專利申請公開N0.Hll-151233公開了這樣的技術:其包含放射線檢測單元，并且在確定放射線照射的開始時，立即將放射線成像單元的操作狀態從放射線照相準備狀態移轉到積累狀態。并且，日本專利申請公開N0.2010-268171公開了這樣的技術:其檢測流過向放射線檢測元件供給偏置(bias)電壓的偏置導線的電流，以控制放射線成像裝置的操作。
[0007]但是，利用在日本專利申請公開N0.Hll-151233中公開的技術，在一些情況下，放射線檢測單元不能適于各種放射線照相類型(被檢體的體形和放射線照相部位、運動圖像或靜止圖像放射線照相模式等)。在使用放射線的診斷成像中，放射線照射條件取決于放射線照相的類型而不同。因此，需要能夠針對各種照射條件精確地檢測放射線的照射的放射線檢測單元。
【發明內容】
[0008]本發明的目的是提供使得能夠實現更有利的放射線檢測的放射線成像裝置。
[0009]本發明提供一種放射線成像裝置，該放射線成像裝置包括:檢測器，所述檢測器包含檢測單元、驅動電路和讀取電路，在所述檢測單元中以矩陣形狀布置具有將放射線轉換成電荷的轉換元件的像素，所述驅動電路被配置為驅動檢測單元以從像素輸出與電荷對應的電信號，所述讀取電路被配置為輸出電信號作為圖像數據；放射線檢測單元，被配置為在檢測單元中的多個位置處檢測放射線的照射狀態；以及控制單元，被配置為根據通過放射線檢測單元獲得的檢測結果來控制驅動電路和讀取電路的操作，其中，放射線檢測單元至少在檢測單元中的中心區域處和與中心區域分離的檢測單元中的周邊區域處檢測放射線的照射狀態，以及中心區域處的檢測能力被設為比周邊區域處的檢測能力高的能力。
[0010]根據本發明，可以提供能夠針對各種照射條件精確地檢測放射線的照射以使得能夠實現更有利的放射線檢測的放射線成像裝置。
[0011]從參照附圖對示例性實施例的以下描述，本發明的進一步的特征將變得明顯。
【附圖說明】
[0012]圖1是示出根據第一實施例的放射線成像裝置的配置例子的示圖。
[0013]圖2是示出根據第一實施例的成像裝置的配置例子的示圖。
[0014]圖3是示出根據第一實施例的放射線成像裝置的操作例子的時序圖。
[0015]圖4是示出根據第一實施例的放射線檢測單元的配置例子的示圖。
[0016]圖5是示出根據電流檢測單元的增益設定的輸入-輸出特性的概念圖。
[0017]圖6是用于描述根據放射線檢測傳感器的布置的增益設定的例子的示圖。
[0018]圖7A和圖7B是示出根據第一實施例的放射線成像裝置處的檢測放射線照射的操作的例子的流程圖。
[0019]圖8是示出根據第一實施例的放射線成像裝置處的檢測放射線照射的操作的例子的流程圖。
[0020]圖9是示出根據第一實施例的放射線檢測單元的另一配置例子的示圖。
[0021]圖10是示出根據本發明第二實施例的放射線成像裝置的配置例子的示圖。
[0022]圖11是示出根據第二實施例的放射線檢測單元的配置例子的示圖。
[0023]圖12是用于描述根據第二實施例的增益設定的示圖。
[0024]圖13是示出根據第二實施例的放射線檢測單元的另一配置例子的示圖。
【具體實施方式】
[0025]現在將根據附圖詳細描述本發明的優選實施例。
[0026]以下基于附圖描述本發明的實施例。注意，針對本發明所使用的術語“放射線”不僅指的是通過由于放射性衰減而發射的粒子(包含光子)所產生的α射線、β射線和γ射線，而且包含具有等于或大于上述射線的能量的射束，例如，X射線、粒子射束和宇宙射線。
[0027]第一實施例
[0028]現在將描述本發明的第一實施例。圖1是示出根據第一實施例的放射線成像裝置的配置例子的框圖。注意，除了根據第一實施例的放射線成像裝置110以外，圖1還示出放射線產生裝置111和控制臺112。在本實施例中，放射線成像裝置110和放射線產生裝置111不被電連接，并且在其間不存在信號的交換。放射線產生裝置111根據從控制臺112接收的放射線照射條件來照射放射線。
[0029]放射線成像裝置110包含成像裝置100、放射線檢測單元120和放射線確定單元127。成像裝置100包含檢測器(FPD) 104，該檢測器(FPD) 104具有包含多個將放射線轉換成電信號的像素的檢測單元101、驅動檢測單元101的驅動電路102、以及輸出來自檢測單元101的電信號作為圖像數據的讀取電路103。成像裝置100還包含處理來自FPD 104的圖像數據并輸出得到的數據的信號處理單元105、通過向組件中的每一個供給各控制信號來控制FPD 104的操作的控制單元106、以及分別向組件中的每一個供給偏置的電源單元107。信號處理單元105接收從控制計算機108傳送的控制信號，并且將控制信號提供給控制單元106。信號處理單元105還接收關于在照射放射線的時段期間從讀取電路103傳送的信號線的電勢的信息，并且將該信息傳送給控制計算機108。電源單元107包含接收從未示出的外部電源或內部電池傳送的電壓并且向檢測單元101、驅動電路102和讀取電路103供給需要的電壓的諸如調節器(regulator)的電源電路。
[0030]放射線檢測單元120包含放射線檢測傳感器121、電流檢測單元122和比較單元123，并且檢測在檢測單元101內的多個位置處的放射線的照射狀態。放射線檢測傳感器121將照射的放射線轉換成電流信號。電流檢測單元122檢測來自放射線檢測傳感器121的電流信號，并且將電流信號轉換成電壓信號。比較單元123比較來自電流檢測單元122的電壓信號和閾值電壓，并且輸出比較結果作為放射線檢測信號SIGA。在本實施例中，在檢測單元101內布置兩個或更多個放射線檢測傳感器121，并且放射線檢測傳感器121中的每一個分別與一個電流檢測單元122連接。放射線確定單元127接收來自放射線檢測單元120的每個比較單元123的放射線檢測信號SIGA，確定放射線照射的存在/不存在，并且輸出確定結果作為放射線確定信號SIGB。
[0031]注意，雖然根據本實施例放射線檢測傳感器121被布置于檢測單元101的放射線照射面上，但是，放射線檢測傳感器121可被布置于放射線照射面的相對側。此外，為了使得即使放射線照射區域變窄也能夠實現放射線照射的可靠檢測，至少一個放射線檢測傳感器121被布置于檢測單元101中的中心部分處。根據本實施例，作為放射線檢測傳感器121，可以使用將放射線直接轉換成電信號的直接類型的傳感器、或通過在Si光電二極管上涂敷將放射線轉換成可見光線的熒光物質所形成的傳感器。但是，本發明不限于這樣的傳感器，并且放射線檢測傳感器可以是這樣的組件:其包括被包含于檢測單元101中的布線的一部分，并且獲得檢測來自檢測單元101的預定區域的放射線照射狀態的信號。
[0032]接下來，通過使用圖2描述根據第一實施例的成像裝置。圖2中的具有與參照圖1描述的配置相同的配置的元件被分配相同的附圖標記，并且省略其詳細的描述。此外，在圖2中，為了便于描述，示出包括具有三行乘三列的像素的FPD的成像裝置。但是，實際上，成像裝置具有更多數量的像素。例如，17英寸成像裝置具有約2800行X約2800列的像素。
[0033]檢測單元101具有以矩陣布置的多個像素。在本實施例中，像