放射線成像系統(tǒng)及其驅(qū)動(dòng)方法

專利名稱：放射線成像系統(tǒng)及其驅(qū)動(dòng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及拍攝對(duì)象的放射線圖像的放射線成像系統(tǒng)及其驅(qū)動(dòng)方法。
背景技術(shù)：
總的來(lái)說(shuō)，近來(lái)在醫(yī)院中對(duì)x射線圖像進(jìn)行數(shù)字化的要求在增加。實(shí)際上，已開(kāi)始使用諸如FPD(平板探測(cè)器)的放射線成像裝置，其中利用固態(tài)成像器件而不是膠片將x射線劑量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，在該固態(tài)成像器件中x射線檢測(cè)元件(轉(zhuǎn)換元件)設(shè)置為二維陣列的圖案。
在該x射線成像裝置中，由于x射線圖像可以被數(shù)字信息取代，因此圖像信息可以向遠(yuǎn)方即時(shí)發(fā)送，由此提供了能夠接受相當(dāng)于在城市中心但很遠(yuǎn)的大學(xué)醫(yī)院里進(jìn)行復(fù)雜診斷的優(yōu)點(diǎn)。此外，在不使用膠片的情況下還具有節(jié)省醫(yī)院中膠片的存儲(chǔ)空間的優(yōu)點(diǎn)。將來(lái)，如果可以引入優(yōu)異的圖像處理技術(shù)，還有很大希望可以期待使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)診斷而不需要放射醫(yī)師的介入。
近年來(lái)，放射線成像設(shè)備已經(jīng)付諸實(shí)用，其中用非晶硅薄膜半導(dǎo)體作固態(tài)成像器件，從而拍攝靜態(tài)圖像。具體地說(shuō)，利用該非晶硅薄膜半導(dǎo)體的制造工藝，實(shí)現(xiàn)了包括面積超過(guò)40厘米見(jiàn)方從而覆蓋人體胸部尺寸的固態(tài)成像器件的放射線成像設(shè)備。該放射線成像設(shè)備由于相對(duì)容易的制造過(guò)程，預(yù)計(jì)在未來(lái)會(huì)提供廉價(jià)的設(shè)備。此外，由于非晶硅可以在低于1mm的薄玻璃板上制造，因此具有使檢測(cè)器的厚度特別薄的優(yōu)點(diǎn)。這種放射線成像設(shè)備例如在日本專利申請(qǐng)公開(kāi)No.H08-116044中公開(kāi)。
此外，最近對(duì)在這種放射線成像設(shè)備中拍攝運(yùn)動(dòng)圖像的開(kāi)發(fā)也在進(jìn)行中。如果這種放射線成像設(shè)備可以以適中的價(jià)格制造，可以用用同一套設(shè)備拍攝靜止和運(yùn)動(dòng)圖像，從而預(yù)計(jì)該設(shè)備可以在很多醫(yī)院中廣泛應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
在利用放射線成像設(shè)備拍攝運(yùn)動(dòng)圖像時(shí)，與靜止圖像相比，讀取時(shí)間的縮短(加快幀速率)和S/N的提高會(huì)導(dǎo)致問(wèn)題。因此，在拍攝運(yùn)動(dòng)放射線圖像時(shí)，執(zhí)行通常稱為“像素相加”的驅(qū)動(dòng)。通常單個(gè)像素作為一個(gè)像素而被讀取(下面該一個(gè)像素稱為“單元像素”)，而在像素相加中，多個(gè)像素放在一起作為一個(gè)像素而被讀取(下面該一個(gè)像素稱為“復(fù)像素”)。
下面利用圖11、12所示的電路圖描述像素相加。
不同地考慮像素相加的技術(shù)。例如，這包括兩個(gè)柵極布線同時(shí)接通的技術(shù)，并且如圖11所示，在由AD轉(zhuǎn)換器進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換之前對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行像素相加；以及如圖12所示，在AD轉(zhuǎn)換之后將數(shù)字信號(hào)相加的技術(shù)。在前一種情況下，由于將模擬信號(hào)相加，而且此后進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，因此AD轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)量減少了，并且可以縮短讀取時(shí)間。與此相對(duì)比，在后一種情況下，由于模擬信號(hào)全部AD轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，然后將數(shù)字信號(hào)相加，因此讀取時(shí)間很長(zhǎng)。此外，與數(shù)字信號(hào)的相加相比，模擬信號(hào)的相加噪聲低且S/N高。
取圖11、12所示的x射線的量子噪聲為“X-RAY”，取轉(zhuǎn)換元件的暗電流(dark current)的散粒噪聲(shot noise)為“Senser”。此外，當(dāng)取圖11、12所示的讀出電路單元(AMP)的噪聲為“AMP”，而取AD轉(zhuǎn)換器的噪聲為“AD”時(shí)，可以通過(guò)平方和確定總噪聲。
具體地說(shuō)，圖11的模擬相加的總噪聲通過(guò)下面的公式示出。
模擬相加噪聲＝√{(2X-RAY)2+(2Senser)2+(AMP)2+(AD)2}如在上面的公式中所示，在模擬相加的情況下，x射線的量子噪聲“X-RAY”和轉(zhuǎn)換元件的噪聲“Senser”變成倍。
此外，圖12的數(shù)字相加的總噪聲通過(guò)下面的公式示出。
數(shù)字相加噪聲＝√{(2X-RAY)2+(2Senser)2+(2AMP)2+(2AD)2}
如在上面的公式中所示，在數(shù)字相加的情況下，所有噪聲變成倍，與將模擬信號(hào)相加的情況相比，噪聲變大了。
此外，由于信號(hào)量對(duì)模擬相加和數(shù)字相加都是兩倍，因此數(shù)字相加而非模擬相加具有降低了的S/N。
因此，像素相加的幀速率快，并且通常執(zhí)行S/N很高的模擬信號(hào)的像素相加。此外，該像素相加可以通過(guò)將總共四個(gè)像素(下面稱為“2×2像素相加”)(柵極布線方向上兩個(gè)像素，信號(hào)布線方向上兩個(gè)像素)和總共九個(gè)像素(柵極布線方向上三個(gè)像素，信號(hào)布線的方向上三個(gè)像素)相加來(lái)改變像素個(gè)數(shù)，以執(zhí)行拍攝。
像素個(gè)數(shù)越多，讀取時(shí)間變得越短，幀速率和S/N提高，而分辨率惡化，因?yàn)槎鄠€(gè)像素輸入被一起放入一個(gè)像素并作為一個(gè)像素(復(fù)像素)輸出。因此，就幀速率、S/N和分辨能力方面，執(zhí)行拍攝的工程師根據(jù)對(duì)象的狀態(tài)來(lái)選擇像素。
此外，因?yàn)檗D(zhuǎn)換元件如光電轉(zhuǎn)換元件的靈敏度存在不規(guī)則，AmpA1至A4存在增益不規(guī)則，所以放射線成像設(shè)備執(zhí)行增益校正(靈敏度校正)。這樣執(zhí)行增益校正，使得在沒(méi)有對(duì)象存在的狀態(tài)下預(yù)先照射x射線并進(jìn)行拍攝，所獲得的用于增益校正的圖像保存在存儲(chǔ)器中，并且在對(duì)對(duì)象進(jìn)行拍攝時(shí)，將該對(duì)象圖像除以用于增益校正的圖像。該用于增益校正的圖像由于轉(zhuǎn)換元件的時(shí)間老化要由使用它的工程師定期更新。該更新操作稱為“校準(zhǔn)”。
此外，由于醫(yī)生實(shí)際診斷的圖像是進(jìn)行了增益校正從而將對(duì)象圖像除以用于增益校正的圖像之后的圖像，因此對(duì)象圖像的S/N以及用于增益校正的圖像的S/N影響該圖像。因此，當(dāng)一幅圖像的S/N很低時(shí)，該圖像在校正之后的S/N降低。由此，顯然在執(zhí)行像素相加時(shí)，用于增益校正的圖像最好使用用模擬信號(hào)相加并具有高S/N的圖像，在具有像素相加數(shù)量不同的多個(gè)拍攝模式的放射線成像設(shè)備中，優(yōu)選地用于增益校正的圖像可用于每一種拍攝模式。
例如，當(dāng)用2×2像素的模擬信號(hào)將對(duì)象圖像相加并拍攝該圖像時(shí)，使用用2×2像素的模擬信號(hào)相加并拍攝的用于增益校正的圖像。此外，當(dāng)用3×3像素的模擬信號(hào)將對(duì)象圖像相加并拍攝該圖像時(shí)，使用用3×3像素的模擬信號(hào)相加并拍攝的用于增益校正的圖像。此外，在2×2像素相加或3×3像素相加的情況下，像素個(gè)數(shù)的總和增加到四個(gè)像素或九個(gè)像素，因此在照射與沒(méi)有經(jīng)過(guò)像素相加的x射線相同劑量的x射線時(shí)，輸出的信號(hào)也相應(yīng)地增加了4倍或9倍。因此，讀取電路(Amp)或AD轉(zhuǎn)換器的動(dòng)態(tài)范圍以飽和結(jié)束，并且不會(huì)輸出正常信號(hào)。也就是說(shuō)，在這種情況下，出現(xiàn)難以獲取高質(zhì)量放射線圖像的問(wèn)題。
下面，利用圖13A至13D，描述在對(duì)象圖像和用于增益校正的圖像通過(guò)不同的管電壓來(lái)拍攝時(shí)導(dǎo)致的偽像。
如圖13A所示，放射線成像設(shè)備配置為在二維設(shè)置的光電轉(zhuǎn)換元件上疊壓熒光體，并形成轉(zhuǎn)換元件。熒光體將入射的x射線轉(zhuǎn)換為可見(jiàn)光，并通過(guò)光電轉(zhuǎn)換元件將該可見(jiàn)光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。盡管使用主要由CsI和GOS制成的材料，熒光體主要使用在DQE和MTF方面表現(xiàn)優(yōu)異的柱晶CsI。該CsI通過(guò)稱為汽相沉積的方法形成，并如圖13A所示產(chǎn)生不規(guī)則形狀的缺陷，這稱為“飛濺缺陷”。當(dāng)汽相沉積CsI時(shí)該飛濺缺陷不可避免地要產(chǎn)生，其完全消除是很難的。
圖13B至13D代表熒光體底部存在飛濺缺陷的光電轉(zhuǎn)換元件的輸出。飛濺缺陷部位與其它正常部位相比，在CsI的膜厚度方面不同，因此與正常部位的不同之處在于向管電壓的輸出不同，此外，由于用于拍攝的管電壓而導(dǎo)致x射線的吸收劑量也不同，由此產(chǎn)生光電轉(zhuǎn)換元件的輸出變化。
例如，如圖13B所示，當(dāng)x射線的管電壓是80kVp時(shí)，光電轉(zhuǎn)換元件的輸出與正常部位相比降低了大約20％，而如圖13C所示，當(dāng)管電壓是60kVp時(shí)，光電轉(zhuǎn)換元件的輸出與正常部位相比降低了10％。因此。例如，當(dāng)用60kVp的管電壓拍攝對(duì)象圖像，并且用80kVp的管電壓拍攝用于增益校正的圖像時(shí)，如果將對(duì)象圖像除以用于增益校正的圖像，則無(wú)法執(zhí)行飛濺缺陷的增益校正，這導(dǎo)致出現(xiàn)如圖13D所示的12％的降低。下面，利用按照這種方式用不同的管電壓拍攝的圖像執(zhí)行的增益校正稱為“不同管電壓增益校正”。
由于這種增益校正而導(dǎo)致的誤差成為醫(yī)生錯(cuò)誤診斷的原因。這種增益校正誤差不僅對(duì)CsI發(fā)生，而且還對(duì)GOS的熒光體、不采用熒光體而將x射線直接轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的非晶硒、砷化鎵、碘化汞和使用碘化鉛的轉(zhuǎn)換元件發(fā)生，由此產(chǎn)生在拍攝的圖像上產(chǎn)生偽像的問(wèn)題。
本發(fā)明就是針對(duì)上述問(wèn)題作出的，本發(fā)明的目的是要提供一種獲取具有高質(zhì)量的對(duì)象圖像并在對(duì)所拍攝的對(duì)象圖像進(jìn)行增益校正時(shí)不產(chǎn)生偽像的放射線成像設(shè)備。
本發(fā)明的放射線成像系統(tǒng)包括放射線成像單元，用于對(duì)從用于產(chǎn)生放射線的放射線發(fā)生器照射的放射線進(jìn)行拍攝；表存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)設(shè)置有針對(duì)多種運(yùn)行模式中由選擇單元選擇的每一種運(yùn)行模式的放射線發(fā)生器單元的放射線照射條件以及放射線成像單元的驅(qū)動(dòng)條件的表，該選擇單元用于從所述多種運(yùn)行模式中選擇用于執(zhí)行拍攝的運(yùn)行模式；圖像存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)在不存在對(duì)象的狀態(tài)下針對(duì)所述多種運(yùn)行模式中的每一種運(yùn)行模式基于用該表設(shè)置的條件而拍攝的用于校正的圖像；以及圖像處理單元，用于對(duì)所拍攝的對(duì)象圖像進(jìn)行增益校正處理，其中，圖像處理單元利用基于由選擇單元選擇的運(yùn)行模式從圖像存儲(chǔ)單元中提取的對(duì)應(yīng)的用于校正的圖像，對(duì)在存在對(duì)象的狀態(tài)下基于在所述表中針對(duì)由選擇單元選擇的運(yùn)行模式設(shè)置的條件而獲得的拍攝的對(duì)象圖像進(jìn)行增益校正處理。本發(fā)明的放射線成像系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)方法是所述放射線成像系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)方法，該放射線成像系統(tǒng)包括放射線成像單元，用于對(duì)從用于產(chǎn)生放射線并將其照射到外部的放射線發(fā)生器單元照射的放射線進(jìn)行拍攝；表存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)設(shè)置有針對(duì)多種運(yùn)行模式中由選擇單元選擇的每一種運(yùn)行模式的放射線發(fā)生器單元的放射線照射條件以及放射線成像單元的驅(qū)動(dòng)條件的表，該選擇單元用于從所述多種運(yùn)行模式中選擇用于執(zhí)行拍攝的運(yùn)行模式；該放射線成像系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)方法包括存儲(chǔ)步驟，用于存儲(chǔ)在不存在對(duì)象的狀態(tài)下針對(duì)所述多種運(yùn)行模式中的每一種運(yùn)行模式基于在該表中設(shè)置的條件而拍攝的用于校正的圖像；取出步驟，基于由選擇單元選擇的運(yùn)行模式從圖像存儲(chǔ)單元中提取對(duì)應(yīng)的用于校正的圖像；以及圖像處理步驟，用于利用在取出步驟中提取的用于校正的圖像，對(duì)在存在對(duì)象的狀態(tài)下基于在所述表中針對(duì)由選擇單元選擇的運(yùn)行模式設(shè)置的條件而拍攝的對(duì)象圖像進(jìn)行增益校正處理。
按照本發(fā)明，在對(duì)拍攝的對(duì)象圖像進(jìn)行增益校正時(shí)，可以獲得具有高質(zhì)量且沒(méi)有偽像的對(duì)象圖像。
通過(guò)下面參照附圖對(duì)示例性實(shí)施例的描述，本發(fā)明的其它特征將變得明顯。


圖1是按照第一實(shí)施例的x射線成像系統(tǒng)的示意構(gòu)造圖。
圖2由圖2A和2B組成，是示出按照第一實(shí)施例的x射線成像系統(tǒng)的x射線成像裝置中的詳細(xì)構(gòu)造的等價(jià)電路圖。
圖3是示出用于按照第一實(shí)施例的x射線成像系統(tǒng)的校準(zhǔn)表的一個(gè)示例的圖。
圖4是示出在按照第一實(shí)施例的x射線成像系統(tǒng)的無(wú)像素相加中驅(qū)動(dòng)方法的時(shí)序圖。
圖5是示出在按照第一實(shí)施例的x射線成像系統(tǒng)的2×2像素相加中驅(qū)動(dòng)方法的時(shí)序圖。
圖6是示出在按照第一實(shí)施例的x射線成像系統(tǒng)的4×4像素相加中驅(qū)動(dòng)方法的時(shí)序圖。
圖7是示出按照第一實(shí)施例的x射線成像系統(tǒng)的用于增益校正的圖像的獲取處理的流程圖。
圖8是示出在按照第一實(shí)施例的x射線成像系統(tǒng)的拍攝操作中的處理的流程圖。
圖9是示出按照第二實(shí)施例的x射線成像系統(tǒng)對(duì)用于增益校正的圖像的獲取處理的流程圖。
圖10是示出用于按照第三實(shí)施例的x射線成像系統(tǒng)的校準(zhǔn)表的一個(gè)示例的圖。
圖11是在對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行像素相加時(shí)使用的放射線成像裝置(x射線成像裝置)的示意構(gòu)造圖。
圖12是在對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行像素相加時(shí)使用的放射線成像裝置(x射線成像裝置)的示意構(gòu)造圖。
圖13A、13B、13C、13D是描述偽像的圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。順便提一下，在本發(fā)明的各種實(shí)施例中，雖然例示了采用x射線作為放射線的實(shí)施例，但本發(fā)明不限于該x射線，例如，α射線、β射線、γ射線等也應(yīng)當(dāng)被解釋為包含在放射線的范疇中。
(第一實(shí)施例)圖1是按照第一實(shí)施例的x射線成像系統(tǒng)的示意構(gòu)造圖。如圖1所示，本實(shí)施例的放射線成像系統(tǒng)配置為分為x射線室301和x射線控制室302。在x射線室301中放置了x射線成像裝置101和x射線發(fā)生器裝置102。此外，用于控制x射線成像裝置101和x射線發(fā)生器裝置102的控制裝置109放置在x射線控制室302，工程師110從x射線控制室102控制x射線成像裝置101和x射線發(fā)生器裝置102。
工程師110通過(guò)操作員界面108執(zhí)行對(duì)x射線成像裝置101和x射線發(fā)生器裝置102的控制。該操作員界面108包括顯示器上的觸摸板、鼠標(biāo)、鍵盤(pán)、操縱棒、腳踏開(kāi)關(guān)等等。工程師110可以通過(guò)操作員界面108設(shè)置x射線發(fā)生器裝置102的照射條件，如管電壓、管電流、照射時(shí)間和脈沖照射模式，并設(shè)置x射線成像裝置101的驅(qū)動(dòng)條件，如拍攝模式(靜止圖像模式、運(yùn)動(dòng)圖像模式等)和拍攝定時(shí)。此外，工程師110可以通過(guò)操作員界面108設(shè)置關(guān)于圖像處理?xiàng)l件、對(duì)象ID和對(duì)所捕獲圖像的處理方法的各種信息。但是，由于幾乎所有信息都是從放射線信息系統(tǒng)(未示出)傳送的，因此不需要單獨(dú)輸入這些信息。工程師110的重要操作是對(duì)所拍攝的圖像的確認(rèn)操作。也就是說(shuō)，工程師判斷其角度是否正確、諸如患者的對(duì)象116是否移動(dòng)以及圖像處理是否恰當(dāng)。
拍攝控制器122基于工程師110或放射線信息系統(tǒng)(未示出)的指令，根據(jù)拍攝條件驅(qū)動(dòng)用作放射源的x射線發(fā)生器裝置102以及x射線成像裝置101，并控制對(duì)圖像數(shù)據(jù)的獲取。拍攝控制器122將x射線成像裝置101獲取的圖像數(shù)據(jù)傳送給圖像處理單元105，然后，允許圖像處理單元105進(jìn)行由工程師110指定的圖像處理，并允許該處理顯示在操作員界面108上。同時(shí)，拍攝控制器122還允許圖像處理單元105執(zhí)行基本圖像處理，如增益校正、偏移校正、白校正和缺陷校正，并將處理之后的圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在外部存儲(chǔ)單元111中。
下面，隨著信號(hào)的流動(dòng)描述本實(shí)施例的放射線成像系統(tǒng)的構(gòu)造和操作。
x射線發(fā)生器裝置102包括高壓發(fā)生源112、x射線球管113和x射線光圈114。
x射線球管113由拍攝控制器122控制的高壓發(fā)生源112驅(qū)動(dòng)，并輻射出x射線束115。x射線光圈114由拍攝控制器122驅(qū)動(dòng)，并伴隨著拍攝區(qū)域的改變，對(duì)x射線束115整形，以便不會(huì)進(jìn)行不需要的x射線照射。x射線束115指向躺在x射線可穿透的、用于拍攝的床(未示出)上的對(duì)象116。基于來(lái)自拍攝控制器122的指令來(lái)驅(qū)動(dòng)這個(gè)用于拍攝的床。x射線束115穿過(guò)對(duì)象116和用于拍攝的床(未示出)，此后進(jìn)入x射線成像裝置101。
x射線成像裝置101包括格柵117、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器118、x射線曝光監(jiān)控器119、光電轉(zhuǎn)換電路單元120和外部電路單元121。
格柵117減少因x射線穿過(guò)對(duì)象116而產(chǎn)生的x射線散射效應(yīng)。該格柵117包括x射線低吸收部件和x射線高吸收部件，并且例如由A1和Pb制成條紋結(jié)構(gòu)。拍攝控制器122在x射線照射時(shí)使格柵117振動(dòng)，從而不會(huì)因?yàn)楣怆娹D(zhuǎn)換電路單元120和格柵117之間的柵格比關(guān)系而產(chǎn)生莫爾紋。
波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器118包括熒光體，其含有從Gd2O2S、Gd2O3、CaWO4、CdWO4、CsI、ZnS中選擇的一種作為主要成分。波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器118使得其熒光體的主要成分被入射的高能x射線激勵(lì)，并在復(fù)合(recombine)時(shí)通過(guò)復(fù)合能輸出可見(jiàn)光區(qū)的熒光射線。該熒光射線本身基于主要成分如Gd2O2S、Gd2O3、CaWO4、CdWO4，或者基于在主要成分如CsI:Ti和ZnS:Ag內(nèi)激活的熒光中心物質(zhì)。轉(zhuǎn)換電路單元120與波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器118相鄰地設(shè)置。
轉(zhuǎn)換電路單元120通過(guò)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器118將放射線波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換為光，并將經(jīng)過(guò)了波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換的光的光子轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。也就是說(shuō)，轉(zhuǎn)換電路單元120拍攝對(duì)象116的放射線圖像。此外，在轉(zhuǎn)換電路單元120中以二維行列(二維矩陣)的形式設(shè)置每個(gè)包括光電轉(zhuǎn)換元件(拍攝元件)的像素(單元像素)。在每個(gè)像素中，用于將放射線轉(zhuǎn)換為電荷的轉(zhuǎn)換元件包括波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器118和光電轉(zhuǎn)換元件。
x射線曝光監(jiān)控器119用于監(jiān)控x射線的發(fā)射量。x射線曝光監(jiān)控器119可以利用結(jié)晶硅等制成的光接收元件直接檢測(cè)x射線，或者檢測(cè)來(lái)自波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器118的光。在本實(shí)施例中，由x射線曝光監(jiān)控器119的非晶硅光接收元件檢測(cè)穿過(guò)轉(zhuǎn)換電路單元120的可見(jiàn)光(與x射線劑量成正比的光)，并將該信息發(fā)送給拍攝控制器122，該x射線曝光監(jiān)控器119設(shè)置在具有形成于其上的轉(zhuǎn)換電路單元120的基板的后表面上。拍攝控制器122基于來(lái)自x射線曝光監(jiān)視器119的信息，驅(qū)動(dòng)高壓發(fā)生源112從而切斷或調(diào)節(jié)x射線。
外部電路單元121包括用于驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換電路單元120的驅(qū)動(dòng)電路單元、用于從光電轉(zhuǎn)換電路單元120的每個(gè)像素讀取信號(hào)的讀出電路單元以及電源電路單元。外部電路單元145在拍攝控制器122的控制下驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換電路單元120，從每個(gè)像素讀取信號(hào)，并將信號(hào)作為圖像信號(hào)(圖像數(shù)據(jù))輸出到x射線控制室302中的控制裝置109。
控制裝置109包括圖像處理單元105、校準(zhǔn)表存儲(chǔ)器106、用于增益校正的圖像存儲(chǔ)器107、操作員界面108、外部存儲(chǔ)單元111和拍攝控制器122。
從x射線成像裝置101輸出的圖像信號(hào)從x射線室301傳送給x射線控制室302中的圖像處理單元105。在這一傳送時(shí)，由于伴隨x射線發(fā)生過(guò)程的噪聲在x射線室301中很大，因此可能圖像信號(hào)(圖像數(shù)據(jù))有時(shí)因?yàn)樵肼暥鵁o(wú)法精確傳送。因此需要增加傳送路徑的抗噪性。例如，傳送路徑優(yōu)選具有誤差校正功能，或者通過(guò)差分驅(qū)動(dòng)器使用光纖或者具有屏蔽的雙絞線。
圖像處理單元105基于來(lái)自拍攝控制器122的指令切換顯示數(shù)據(jù)。此外，圖像處理單元105實(shí)時(shí)地對(duì)圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行各種類型的校正處理，如偏移校正，增益校正和缺陷校正，還執(zhí)行空間濾波處理、遞歸處理等。此外，如果需要，圖像處理單元105還執(zhí)行灰度處理、散射放射線校正處理、各種類型的空間頻率處理等等。順便提一下，在本實(shí)施例中，雖然圖像處理單元105設(shè)置在x射線成像裝置101之外，它也可以設(shè)置在放射線成像裝置101內(nèi)部。
由圖像處理單元105處理的圖像數(shù)據(jù)作為圖像顯示在操作員界面108上。此外，在實(shí)時(shí)圖像處理的同時(shí)，只經(jīng)過(guò)圖像數(shù)據(jù)校正處理的基本圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在外部存儲(chǔ)單元111。該外部存儲(chǔ)單元111優(yōu)選是高容量且高速并滿足高可靠性的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，而且優(yōu)選是例如硬盤(pán)陣列如RAID。此外，基于來(lái)自操作員(工程師110)的指令，存儲(chǔ)在外部存儲(chǔ)單元111中的圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在另一個(gè)外部存儲(chǔ)單元中。此時(shí)，對(duì)該圖像數(shù)據(jù)重新配置，以使得滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)(例如IS&C)，然后將其存儲(chǔ)在另一個(gè)外部存儲(chǔ)單元中。其它外部存儲(chǔ)單元例如包括位于LAN等上的文件服務(wù)器內(nèi)的磁光盤(pán)和硬盤(pán)。
在校準(zhǔn)表存儲(chǔ)器106中存儲(chǔ)具有x射線成像裝置101在x射線成像系統(tǒng)的各種運(yùn)行模式中的驅(qū)動(dòng)條件以及x射線發(fā)生器裝置102的x射線照射條件的校準(zhǔn)表。在用于增益校正的圖像存儲(chǔ)器107中，存儲(chǔ)了針對(duì)x射線成像系統(tǒng)的每個(gè)運(yùn)行模式在不存在對(duì)象116的狀態(tài)下拍攝的各個(gè)用于增益校正的圖像數(shù)據(jù)。順便提一下，在本實(shí)施例中，雖然校準(zhǔn)表存儲(chǔ)器106和用于增益校正的圖像存儲(chǔ)器107都設(shè)置在x射線成像裝置101的外部，但是它們也可以設(shè)置在放射線成像裝置101內(nèi)部。
本實(shí)施例的x射線成像系統(tǒng)還可以通過(guò)LAN板連接到LAN，并配置為與HIS數(shù)據(jù)兼容。該LAN與用于顯示靜止圖像或運(yùn)動(dòng)圖像的監(jiān)控器、用于存檔圖像數(shù)據(jù)的文件服務(wù)器、用于在膠片上輸出圖像的圖像打印機(jī)、用于執(zhí)行復(fù)雜圖像處理和診斷支持的圖像處理終端等連接。順便提一下，不用說(shuō)，該LAN可以與多個(gè)x射線成像系統(tǒng)連接。此外，本實(shí)施例的x射線成像系統(tǒng)按照預(yù)定的協(xié)議(例如DICOM)輸出圖像數(shù)據(jù)。此外，通過(guò)使用與LAN連接的監(jiān)視器，可以在x射線成像時(shí)由醫(yī)生執(zhí)行實(shí)時(shí)的遠(yuǎn)程診斷。
下面詳細(xì)描述x射線成像裝置101。圖2A和2B是示出按照第一實(shí)施例的x射線成像系統(tǒng)的x射線成像裝置101中的詳細(xì)構(gòu)造的等價(jià)電路圖。在此，在圖2A和2B中，在構(gòu)成放射線成像裝置101的每個(gè)部件中，示出了轉(zhuǎn)換電路單元120、設(shè)置在外部電路單元121中的驅(qū)動(dòng)電路單元121a、讀出電路單元121b和電源電路單元121c。在圖2A和2B中示出的轉(zhuǎn)換電路單元120、驅(qū)動(dòng)電路單元121a、讀出電路單元121b和電源電路單元121c例如是利用非晶硅薄膜半導(dǎo)體制成的。
該x射線成像裝置101基于來(lái)自拍攝控制器122的控制，配置為能夠在包括運(yùn)動(dòng)圖像拍攝模式和靜止圖像拍攝模式的各種類型的運(yùn)行模式下驅(qū)動(dòng)。
在圖2A和2B的轉(zhuǎn)換電路單元120中，按照二維矩陣圖案設(shè)置像素(單元像素)100，它們每一個(gè)包括光電轉(zhuǎn)換元件S1-1至S8-8之一和用于捕獲(傳送)來(lái)自光電轉(zhuǎn)換元件的電信號(hào)的開(kāi)關(guān)元件T1-1至T8-8之一，其中光電轉(zhuǎn)換元件包括用于將放射線轉(zhuǎn)換為電信號(hào)(電荷)的轉(zhuǎn)換元件。在圖2A和2B中，為方便起見(jiàn)，示出8個(gè)像素×8個(gè)像素總共64個(gè)單元像素。
該轉(zhuǎn)換電路單元120的每個(gè)單元像素100都例如利用非晶硅薄膜半導(dǎo)體形成在諸如玻璃的絕緣基板上。此外，光電轉(zhuǎn)換元件S1-1至S8-8由MIS類型結(jié)構(gòu)或PIN類型結(jié)構(gòu)形成，其中以非晶硅作為主要成分。在這種情況下，在光電轉(zhuǎn)換元件S1-1至S8-8上，設(shè)置用于將放射線轉(zhuǎn)換為可由光電轉(zhuǎn)換元件檢測(cè)的波長(zhǎng)區(qū)域的光的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器118，來(lái)自波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器118的可見(jiàn)光入射到光電轉(zhuǎn)換元件。順便提一下，光電轉(zhuǎn)換元件S1-1至S8-8可以吸收入射放射線(x射線)，并將其直接轉(zhuǎn)換為電荷。直接類型的光電轉(zhuǎn)換元件例如采用從非晶硒、砷化鎵、碘化汞、碘化鉛和碲化鎘中選擇的一種作為主要成分。此外，作為開(kāi)關(guān)元件T1-1至T8-8，可以適當(dāng)采用由非晶硅在諸如玻璃的絕緣基板上形成的TFT(薄膜晶體管)。
光電轉(zhuǎn)換元件S1-1至S8-8例如包括反向偏壓的光電二極管。也就是說(shuō)，該光電二極管的陰極電極側(cè)偏壓到+(正)。偏壓布線Vs是用于向每個(gè)光電二極管提供偏壓(Vs)的公共布線，并且與電源電路單元121c連接。
柵極布線G1至G8在行方向上連接每個(gè)像素的開(kāi)關(guān)元件，并且是用于接通和關(guān)閉每個(gè)開(kāi)關(guān)元件T1-1至T8-8的布線。驅(qū)動(dòng)電路單元121a向每個(gè)柵極布線G1至G8提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)(脈沖)，以驅(qū)動(dòng)每個(gè)開(kāi)關(guān)元件T1-1至T8-8和每個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件S1-1至S8-8。信號(hào)布線M1至M8是用于連接列方向上的每個(gè)像素的開(kāi)關(guān)元件并通過(guò)開(kāi)關(guān)元件T1-1至T8-8將光電轉(zhuǎn)換元件S1-1至S8-8的電信號(hào)(電荷)讀取到讀出電路單元121b的布線。
開(kāi)關(guān)RES用于將電容器Cf1至Cf8復(fù)位。開(kāi)關(guān)Gain是讀出電路單元121b的放大器(Amp)的增益選擇器開(kāi)關(guān)。放大器A1至A8用于放大來(lái)自信號(hào)布線M1至M8的電信號(hào)。Vref布線是用于向放大器A1至A8提供來(lái)自電源電路單元121c的參考電源的布線。電容器CL1至CL8是用于臨時(shí)存儲(chǔ)被放大器A1至A8放大的電信號(hào)的采樣保持電容器。開(kāi)關(guān)SMPL用于執(zhí)行采樣保持。開(kāi)關(guān)AVE1和AVE2是用于對(duì)所采樣保持的電信號(hào)進(jìn)行像素相加(平均化)的開(kāi)關(guān)。AD轉(zhuǎn)換器ADC1至ADC8用于將通過(guò)采樣保持電容器CL1至CL8采樣保持的電信號(hào)(模擬信號(hào))轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。經(jīng)過(guò)這一AD轉(zhuǎn)換之后的數(shù)字信號(hào)例如輸出到圖像處理單元105等，并對(duì)其進(jìn)行預(yù)定處理比如圖像處理，此后對(duì)經(jīng)過(guò)處理的圖像進(jìn)行顯示和存儲(chǔ)。
下面描述存儲(chǔ)在校準(zhǔn)表存儲(chǔ)器106中的信息。圖3是示出用于按照第一實(shí)施例的x射線成像系統(tǒng)的校準(zhǔn)表的一個(gè)示例的圖。圖3所示的校準(zhǔn)表存儲(chǔ)在校準(zhǔn)表存儲(chǔ)器106中。在此，校準(zhǔn)表是用于在執(zhí)行校準(zhǔn)時(shí)對(duì)x射線成像裝置101和x射線發(fā)生器裝置102設(shè)置拍攝條件的表。具體地說(shuō)，校準(zhǔn)表存儲(chǔ)器106根據(jù)每個(gè)運(yùn)行模式指定x射線發(fā)生器裝置102中的照射條件(照射模式、管電壓、管電流和照射時(shí)間)以及x射線成像裝置101中的驅(qū)動(dòng)條件(增益和驅(qū)動(dòng)方法)。在此，“增益”表示讀出電路單元121b的放大器A1至A8的放大系數(shù)。此外，“驅(qū)動(dòng)方法”涉及在讀取單元像素100的電信號(hào)時(shí)的相加數(shù)量。
此外，在本實(shí)施例中，作為x射線成像裝置101中的驅(qū)動(dòng)條件，除了圖3所示的增益和驅(qū)動(dòng)方法之外，還可以采用通過(guò)包括施加給光電轉(zhuǎn)換元件的電壓和施加給開(kāi)關(guān)元件的電壓形成校準(zhǔn)表的模式。
在此描述本實(shí)施例的x射線成像系統(tǒng)中的運(yùn)行模式。
在靜止圖像拍攝模式中，由于只拍攝單幅圖像，不需要加快幀速率，而且需要分辨能力，因此不執(zhí)行對(duì)單元像素的相加驅(qū)動(dòng)。此外如圖3所示，運(yùn)動(dòng)圖像拍攝模式總共包括三個(gè)類型，每個(gè)類型在單元像素的相加數(shù)量方面都不同。具體地說(shuō)，運(yùn)動(dòng)圖像拍攝模式包括第一運(yùn)動(dòng)拍攝模式(1個(gè)×1個(gè)像素相加無(wú)像素相加)、第二運(yùn)動(dòng)圖像拍攝模式(2×2像素相加)以及第三運(yùn)動(dòng)圖像拍攝模式(4×4像素相加)這三種模式。
在單元像素的相加處理中，由于多個(gè)單元像素的信號(hào)是同時(shí)讀取的，因此幀速率加快，S/N也變得很高，但是由于該多個(gè)單元像素放入一個(gè)像素并輸出，因此分辨能力降低。因此，利用操作員界面108來(lái)選擇工程師110根據(jù)對(duì)象116的條件等將優(yōu)先權(quán)給予幀速率、S/N和分辨能力中的哪一個(gè)，以進(jìn)行拍攝。在本實(shí)施例的校準(zhǔn)表中，對(duì)圖3所示的四個(gè)拍攝模式中的每一個(gè)指定低管電壓/中等管電壓/高管電壓這三種管電壓模式。圖像處理單元105從用于增益校正的圖像存儲(chǔ)器107中提取出管電壓最接近實(shí)際拍攝對(duì)象116時(shí)的管電壓的用于增益校正的圖像，并利用所提取的用于增益校正的圖像對(duì)該對(duì)象圖像進(jìn)行增益校正。
下面，利用圖4至6所示的時(shí)序圖，描述按照本實(shí)施例的x射線成像系統(tǒng)的運(yùn)行。
圖4是示出在按照第一實(shí)施例的x射線成像系統(tǒng)的無(wú)像素相加時(shí)的驅(qū)動(dòng)方法的時(shí)序圖。基于該時(shí)序圖描述如圖2A和2B所示的轉(zhuǎn)換電路單元120、驅(qū)動(dòng)電路單元121a和讀出電路單元121b的操作。
首先描述光電轉(zhuǎn)換期間(x射線照射期間)的操作。
在所有開(kāi)關(guān)元件都斷開(kāi)的狀態(tài)下，當(dāng)x射線從x射線發(fā)生器裝置102按照脈沖形式照射時(shí)，從該x射線波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換而來(lái)的x射線或光就照射到每個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件上。在每個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件中累積根據(jù)該x射線或光的量的電信號(hào)(電荷)。
此時(shí)，當(dāng)采用上述用于將x射線轉(zhuǎn)換為可見(jiàn)光的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器118時(shí)，使用用于將對(duì)應(yīng)于x射線量的可見(jiàn)光引導(dǎo)到光電轉(zhuǎn)換元件一側(cè)的部件，或者可替換地，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器118可以設(shè)置得非常靠近光電轉(zhuǎn)換元件。順便提一下，即使在x射線不照射之后，每個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件還是保持光電轉(zhuǎn)換得到的電信號(hào)(電荷)。
下面描述讀出期間的操作。讀出操作按照第一行的光電轉(zhuǎn)換元件S1-1至S1-8、第二行的光電轉(zhuǎn)換元件S2-1至S2-8和第三行的光電轉(zhuǎn)換元件S3-1至S3-8的順序來(lái)執(zhí)行，而且該讀出一直要執(zhí)行到第八行的光電轉(zhuǎn)換元件S8-1至S8-8。
首先，為了讀出在第一行的光電轉(zhuǎn)換元件S1-1至S1-8中累積的電信號(hào)(電荷)，向從驅(qū)動(dòng)電路單元121a連接到第一行的開(kāi)關(guān)元件T1-1至T1-8的柵極布線G1提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)(脈沖)。此時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路單元121a基于來(lái)自拍攝控制器122的控制，向柵極布線G1輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)。結(jié)果，第一行的開(kāi)關(guān)元件T1-1至T1-8進(jìn)入接通狀態(tài)，通過(guò)信號(hào)線M1至M8傳送基于累積在第一行光電轉(zhuǎn)換元件S1-1至S1-8中的電荷的電信號(hào)。
傳送給信號(hào)線M1至M8的電信號(hào)被放大器A1至A8按照電容器Cf1至Cf8的電容放大?；趤?lái)自拍攝控制器122的控制，經(jīng)過(guò)放大的電信號(hào)通過(guò)SMPL信號(hào)被采樣保持在電容器CL1至CL8中。此后，由電容器CL1至CL8采樣保持的電信號(hào)由AD轉(zhuǎn)換器AD1至AD8進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，并且作為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸出給圖像處理單元105等。
與第一行的光電轉(zhuǎn)換元件S1-1至S1-8的讀出操作類似，按順序執(zhí)行第二行的光電轉(zhuǎn)換元件S2-1至S2-8的讀出操作和第三行的光電轉(zhuǎn)換元件S3-1至S3-8的讀出操作，隨后執(zhí)行第四行直到第八行的讀出操作。
按照這種方式，利用波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器118將x射線轉(zhuǎn)換為可見(jiàn)光，而且由每個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件將該可見(jiàn)光轉(zhuǎn)換為電荷，x射線信息作為電信號(hào)被讀取出來(lái)，從而可以獲得關(guān)于對(duì)象116的信息。
下面利用圖5描述2×2像素相加的驅(qū)動(dòng)方法。
圖5是示出在按照第一實(shí)施例的x射線成像系統(tǒng)的2×2像素相加中驅(qū)動(dòng)方法的時(shí)序圖。
與圖4所示的不執(zhí)行像素相加的情況相比，2×2像素相加中的驅(qū)動(dòng)在用于同時(shí)接通/斷開(kāi)的柵極布線的個(gè)數(shù)方面有所不同。如圖4所示，在無(wú)像素相加的驅(qū)動(dòng)中，柵極布線按照G1、G2、G3...的順序接通/斷開(kāi)，而在2×2像素相加的驅(qū)動(dòng)中，G1和G2、G3和G4、G5和G6、G7和G8中的每一組同時(shí)接通/斷開(kāi)。
當(dāng)通過(guò)執(zhí)行這種2×2像素相加的驅(qū)動(dòng)而使柵極布線G1和G2同時(shí)接通時(shí)，開(kāi)關(guān)元件T1-1至T2-8同時(shí)打開(kāi)，例如光電轉(zhuǎn)換元件S1-1和S2-1的電信號(hào)之和(兩倍于無(wú)像素相加的電信號(hào))在電容器Cf1中積累。此外，在2×2像素相加的驅(qū)動(dòng)中，由于讀出時(shí)間變成不執(zhí)行像素相加的情況的1/2，因此幀速率變成兩倍。
此外，在2×2像素相加的驅(qū)動(dòng)中，該像素相加也在信號(hào)布線的方向上進(jìn)行。具體地說(shuō)，通過(guò)在電容器CL1至CL8中被采樣保持之后的AVE1信號(hào)的基于來(lái)自拍攝控制器122的控制的輸入，將電容器CL1和CL2、CL3和CL4、CL5和CL6、CL7和CL8的各個(gè)電容組合起來(lái)，從而將采樣保持的信號(hào)平均化。結(jié)果是，2×2像素的電信號(hào)相加為一個(gè)像素，并作為復(fù)像素輸出。在這種情況下，雖然電信號(hào)的大小不變，但噪聲變成1/()倍，從而S/N變成()倍。
下面利用圖6描述4×4像素相加的驅(qū)動(dòng)方法。
圖6是示出在按照第一實(shí)施例的x射線成像系統(tǒng)的4×4像素相加中驅(qū)動(dòng)方法的時(shí)序圖。
為了執(zhí)行讀出，在2×2像素相加的驅(qū)動(dòng)中，同時(shí)接通/斷開(kāi)兩個(gè)柵極布線，而在4×4像素相加的驅(qū)動(dòng)中，同時(shí)接通/斷開(kāi)四個(gè)柵極布線。因此輸出4倍信號(hào)。此外，與2×2像素相加中的驅(qū)動(dòng)相比，讀出期間縮短了1/4，幀速率變成4倍。
對(duì)于信號(hào)布線方向上的像素相加，通過(guò)在電容器CL1至CL8中被采樣保持之后的AVE1信號(hào)和AVE2信號(hào)的基于來(lái)自拍攝控制器122的控制的脈沖輸入，將電容器CL1-CL4和CL5-CL8的各個(gè)電容組合起來(lái)。結(jié)果每個(gè)電容CL1至CL8中采樣保持的信號(hào)被平均化，而且平均化的模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)AD轉(zhuǎn)換，4×4像素的電信號(hào)被相加為一個(gè)像素，并作為復(fù)像素輸出。
如上所述，通過(guò)無(wú)像素相加、2×2像素相加和4×4像素相加的驅(qū)動(dòng)，S/N可以很高，幀速率可以很快。
下面，描述對(duì)作為本發(fā)明特征的用于增益校正的圖像的拍攝。
在本實(shí)施例中，為了獲得具有高S/N且沒(méi)有偽像的放射線圖像，對(duì)每個(gè)拍攝模式都拍攝用于增益校正的圖像。在本實(shí)施例中，如圖3所示，設(shè)置了一個(gè)靜止圖像拍攝模式和三個(gè)運(yùn)動(dòng)圖像拍攝模式總共四個(gè)運(yùn)行模式。在本實(shí)施例中，如圖3所示，對(duì)每個(gè)運(yùn)行模式在低管電壓、中等管電壓和高管電壓三個(gè)不同的管電壓下拍攝用于增益校正的圖像。因此在本實(shí)施例中，拍攝了四個(gè)拍攝模式×三個(gè)管電壓＝12幅用于增益校正的圖像。
此外，即使照射相同的x射線，從光電轉(zhuǎn)換電路單元120輸出的信號(hào)量對(duì)每種拍攝模式都有所不同。例如，在作為第二運(yùn)動(dòng)圖像拍攝模式的2×2像素相加的驅(qū)動(dòng)中，在柵極布線方向上進(jìn)行相加處理，而在信號(hào)布線方向上，由于平均化而輸出兩倍于無(wú)像素相加模式的信號(hào)。因此，在第二運(yùn)動(dòng)圖像拍攝模式(2×2像素相加)時(shí)，如果照射與第一運(yùn)動(dòng)圖像拍攝模式(1×1像素相加)相同的x射線劑量，則讀出電路單元121b的Amp和AD轉(zhuǎn)換器的動(dòng)態(tài)范圍有時(shí)候以飽和結(jié)束。
此外，在運(yùn)動(dòng)圖像拍攝模式和靜止圖像拍攝模式中，讀出電路單元121b的放大器A1至A8的增益是不同的。此時(shí)增益的轉(zhuǎn)變是這樣來(lái)執(zhí)行的，通過(guò)基于拍攝控制器122的控制而輸入增益信號(hào)，操作圖2A和2B所示的開(kāi)關(guān)Gain(增益)，由此轉(zhuǎn)變讀出電路單元121b的放大器A1至A8的積分電容(Cg和Cf)。
由于讀出電路單元121b的每個(gè)放大器A1至A8的輸出是輸出＝1/積分電容，因此，積分電容越小，則增益越高，輸出信號(hào)的電平越大。在靜止圖像拍攝中，由于只拍攝一幅x射線圖像，因此即使要照射的x射線劑量稍微大一些也不會(huì)導(dǎo)致問(wèn)題，在運(yùn)動(dòng)圖像拍攝的情況下，照射x射線的時(shí)間長(zhǎng)，因此為每幅圖像照射的x射線量需要限定為最低量。因此為了獲得來(lái)自最低x射線量的電信號(hào)，進(jìn)行高增益的讀出。
通過(guò)這種方式，運(yùn)動(dòng)圖像拍攝模式和靜止圖像拍攝模式、單元像素的相加數(shù)量、以及從光電轉(zhuǎn)換電路120根據(jù)x射線球管113的管電壓等輸出的電信號(hào)是不同的。因此，考慮到讀出電路單元121b的每個(gè)放大器A1至A8和AD轉(zhuǎn)換器AD1至AD8的動(dòng)態(tài)范圍，需要確定x射線拍攝的條件。但是，為了拍攝用于增益校正的圖像，工程師110很難對(duì)每個(gè)運(yùn)行模式逐個(gè)地決定其條件并執(zhí)行設(shè)置。
因此在本實(shí)施例中，設(shè)置有每個(gè)運(yùn)行模式的x射線的照射條件和x射線成像裝置的驅(qū)動(dòng)條件的校準(zhǔn)表事先存儲(chǔ)在校準(zhǔn)表存儲(chǔ)器106中?；谠撔?zhǔn)表的數(shù)據(jù)，拍攝控制器122允許x射線成像裝置101和x射線發(fā)生器裝置102運(yùn)行，因此工程師110可以只通過(guò)對(duì)每個(gè)運(yùn)行模式按下曝光按鈕(未示出)就可以執(zhí)行校準(zhǔn)。在此，在本實(shí)施例中，例如操作員界面108包括曝光按鈕(未示出)。
下面描述用于增益校正的圖像的獲取處理。
圖7是示出按照第一實(shí)施例的x射線成像系統(tǒng)的用于增益校正的圖像的獲取處理的流程圖。也就是說(shuō)，圖7是示出校準(zhǔn)時(shí)的過(guò)程的流程圖。
首先，在啟動(dòng)校準(zhǔn)時(shí)，工程師110操作操作員界面108，并執(zhí)行x射線成像裝置101和x射線發(fā)生器裝置102之間的對(duì)準(zhǔn)(步驟S101)。具體地說(shuō)，工程師110按照x射線球管113發(fā)出的x射線的照射中心定位在x射線成像裝置101的中心的方式來(lái)執(zhí)行該對(duì)準(zhǔn)。接著，工程師110從操作員界面108指示開(kāi)始校準(zhǔn)(步驟S102)。
拍攝控制器122在從操作員界面108接收了開(kāi)始校準(zhǔn)的指示后讀取存儲(chǔ)在校準(zhǔn)表存儲(chǔ)器106中的校準(zhǔn)表(步驟S103)。在本實(shí)施例中，盡管示出在專用存儲(chǔ)器106中存儲(chǔ)校準(zhǔn)表的模式，但是該模式也可以是將該表存儲(chǔ)在外部存儲(chǔ)單元111中而不提供專用存儲(chǔ)器106。
然后，拍攝控制器122根據(jù)校準(zhǔn)表的順序首先在圖3所示的靜止圖像拍攝模式中，在x射線球管113處于低管電壓(50kVp)的情況下，執(zhí)行處理以開(kāi)始拍攝用于增益校正的圖像(步驟S104)。在此，在拍攝用于增益校正的圖像時(shí)，在不存在對(duì)象116的狀態(tài)下執(zhí)行拍攝。
然后，拍攝控制器122為x射線發(fā)生器裝置102設(shè)置在圖3的校準(zhǔn)表中示出的x射線的照射條件(照射模式、管電壓、管電流和照射時(shí)間)(步驟S105)。具體地說(shuō)，在步驟S105，為x射線發(fā)生器裝置102設(shè)置照射條件以達(dá)到照射模式為“一般”，x射線球管的管電壓為“50(kVp)”，管電流為“125(mA)”，而照射時(shí)間為“50(ms)”的效果。
如上所述，在本實(shí)施例中，當(dāng)為x射線發(fā)生器裝置102設(shè)置x射線的照射條件時(shí)，設(shè)置x射線球管113的管電壓、管電流、x射線的照射時(shí)間和照射模式。此外，除了這些條件之外，當(dāng)為x射線發(fā)生器裝置102設(shè)置x射線的照射條件時(shí)，還可以使x射線光圈114同時(shí)起作用。
接著，拍攝控制器122為x射線成像裝置101設(shè)置圖3的校準(zhǔn)表所示的驅(qū)動(dòng)條件(增益和驅(qū)動(dòng)方法)(步驟S106)。具體地說(shuō)，在步驟S106，為x射線成像裝置101設(shè)置驅(qū)動(dòng)條件以達(dá)到增益為“1”而驅(qū)動(dòng)方法為“靜止圖像驅(qū)動(dòng)”的效果。
如上所述，在本實(shí)施例中，當(dāng)為x射線成像裝置101設(shè)置驅(qū)動(dòng)條件時(shí)，設(shè)置驅(qū)動(dòng)方法(驅(qū)動(dòng)定時(shí))和增益。在x射線成像裝置101或x射線發(fā)生器裝置102安裝在醫(yī)院時(shí)，確定存儲(chǔ)在校準(zhǔn)表中的x射線成像裝置101和x射線發(fā)生器裝置102的設(shè)置條件，并在安裝之后按照校準(zhǔn)表定期執(zhí)行校準(zhǔn)。
然后，拍攝控制器122設(shè)置x射線成像裝置101和x射線發(fā)生器裝置102中的拍攝條件，然后驅(qū)動(dòng)x射線成像裝置101和x射線發(fā)生器裝置102以準(zhǔn)備拍攝(步驟S107)，并等待工程師110按下曝光按鈕(未示出)。
在工程師110按下曝光按鈕(未示出)而曝光按鈕接通時(shí)，拍攝控制器122檢測(cè)到這種情況(步驟S108)。
接著，拍攝控制器122基于在步驟S105和S106中設(shè)置的拍攝條件，允許x射線成像裝置101和x射線發(fā)生器裝置102被驅(qū)動(dòng)，并獲取拍攝的圖像(步驟S109)。具體地說(shuō)，在步驟S105設(shè)置的照射條件下，x射線從x射線發(fā)生器裝置102照射到x射線成像裝置101上。在x射線成像裝置101中，來(lái)自x射線發(fā)生器裝置102的x射線由光電轉(zhuǎn)換電路單元120接收，并基于在步驟S106中設(shè)置的驅(qū)動(dòng)條件，控制裝置109讀取由驅(qū)動(dòng)電路單元121a和讀出電路單元121b拍攝的圖像數(shù)據(jù)。由控制裝置109讀取的這一圖像數(shù)據(jù)是用于增益校正處理的用于增益校正的圖像數(shù)據(jù)。
然后，圖像處理單元105基于來(lái)自拍攝控制器122的控制執(zhí)行基本處理，如對(duì)從x射線成像裝置101讀取的用于增益校正的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行偏移校正(步驟S110)。接著，圖像處理單元105基于來(lái)自拍攝控制器122的控制，在用于增益校正的圖像存儲(chǔ)器107中保存經(jīng)過(guò)圖像處理的用于增益校正的圖像數(shù)據(jù)(步驟S111)。
通過(guò)步驟S104至S111的處理，在x射線球管113處于低管電壓(50kVp)的情況下執(zhí)行對(duì)用于增益校正的圖像的獲取處理。
然后，拍攝控制器122根據(jù)校準(zhǔn)表的順序通過(guò)在圖3所示的靜止圖像拍攝模式，在x射線球管113處于中等管電壓(80kVp)的情況下，開(kāi)始拍攝用于增益校正的圖像(步驟S112)。從此時(shí)開(kāi)始，拍攝控制器122根據(jù)圖3的校準(zhǔn)表順序重復(fù)與在x射線球管113處于低管電壓時(shí)獲取用于增益校正的圖像的獲取處理(步驟S104至S111)相同的處理，從而可以獲得圖3所示剩下十一種類型的用于增益校正的圖像。結(jié)果，可以將圖3所示總共十二種類型的每種運(yùn)行模式的用于增益校正的圖像數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在用于增益校正的圖像存儲(chǔ)器107中。
在第一實(shí)施例中，盡管對(duì)每種運(yùn)行模式拍攝一幅用于增益校正的圖像，但是可以對(duì)每種運(yùn)行模式都拍攝n幅圖像，這n幅經(jīng)過(guò)平均化處理的圖像也可以用作用于增益校正的圖像。通過(guò)這種方式，取經(jīng)過(guò)平均化處理的圖像作為用于增益校正的圖像，從而可以獲得噪聲減小為 和S/N很高的校正圖像。
按照這種方式，在執(zhí)行如圖7所示用于增益校正的圖像的獲取處理時(shí)，工程師110僅執(zhí)行(1)x射線成像裝置101和x射線發(fā)生器裝置102之間的對(duì)準(zhǔn)操作(步驟S101)；(2)從操作員界面108發(fā)出啟動(dòng)該校準(zhǔn)的指令(步驟S102)；以及(3)對(duì)每個(gè)運(yùn)行模式按下照射按鈕(未示出)(12次)(步驟S108)，并且因?yàn)椴恍枰槍?duì)每個(gè)運(yùn)行模式為x射線成像裝置101和x射線發(fā)生器裝置102設(shè)置拍攝條件，因此在校準(zhǔn)中不出現(xiàn)錯(cuò)誤，而且可以將工時(shí)的數(shù)量降至最低。
下面描述設(shè)置了對(duì)象116的情況下的實(shí)際對(duì)象拍攝操作。
圖8是示出在按照第一實(shí)施例的x射線成像系統(tǒng)的拍攝操作中的處理的流程圖。
在開(kāi)始對(duì)象拍攝之前，工程師110允許對(duì)象116站在或者躺在x射線成像裝置101和x射線發(fā)生器裝置102之間的預(yù)定位置上，并確認(rèn)對(duì)象116和x射線成像裝置101之間的位置關(guān)系，并確認(rèn)對(duì)象116的角度。
然后，工程師110通過(guò)操作操作員界面108從圖3所示的已執(zhí)行了校準(zhǔn)的總共12種運(yùn)行模式中選擇用于執(zhí)行對(duì)象拍攝的運(yùn)行模式(拍攝模式)(步驟S201)。此時(shí)，例如可以采用要拍攝的部位和運(yùn)行模式保持關(guān)聯(lián)的模式，工程師110選擇要拍攝的部位，從而選擇該拍攝模式。
然后，拍攝控制器基于在步驟S201中選擇的運(yùn)行模式，參考校準(zhǔn)表，并設(shè)置x射線成像裝置101和x射線發(fā)生器裝置102中的拍攝條件(步驟S202)。在此，例如在步驟S201，考慮選擇x射線球管113處于“靜止圖像拍攝模式”中的“低管電壓”的運(yùn)行模式的情況。在這種情況下，拍攝控制器122為x射線發(fā)生器裝置102設(shè)置照射條件，使其達(dá)到照射模式為“一般”，x射線球管113的管電壓為“50(kVp)”，管電流為“125(mA)”以及照射時(shí)間為“50(ms)”的效果。此外，拍攝控制器122為x射線成像裝置101設(shè)置驅(qū)動(dòng)條件以達(dá)到增益為“1”而驅(qū)動(dòng)方法為“靜止圖像驅(qū)動(dòng)”的效果。拍攝控制器122驅(qū)動(dòng)x射線成像裝置101和x射線發(fā)生器裝置102以準(zhǔn)備拍攝，并等待工程師110按下曝光按鈕(未示出)。
在工程師110按下曝光按鈕(未示出)而曝光按鈕接通時(shí)，拍攝控制器122檢測(cè)到這種情況(步驟S203)。
接著，拍攝控制器122基于在步驟S202中設(shè)置的拍攝條件，驅(qū)動(dòng)x射線成像裝置101和x射線發(fā)生器裝置102，以獲取拍攝的圖像(步驟S204)。具體地說(shuō)，在步驟S202設(shè)置的照射條件下，從x射線發(fā)生器裝置102照射x射線，穿透對(duì)象116的x射線進(jìn)入x射線成像裝置101中。在x射線成像裝置101中，穿透對(duì)象116的x射線被光電轉(zhuǎn)換電路單元120接收，并基于在步驟S202中設(shè)置的驅(qū)動(dòng)條件，控制裝置109讀取由驅(qū)動(dòng)電路單元121a和讀出電路單元121b拍攝的對(duì)象圖像數(shù)據(jù)。
然后，圖像處理單元105基于來(lái)自拍攝控制器122的控制執(zhí)行基本處理，如對(duì)從x射線成像裝置101讀取的對(duì)象圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行偏移校正(步驟S205)。
接著，圖像處理單元105基于來(lái)自拍攝控制器122的控制，對(duì)在步驟S205中處理的對(duì)象圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行增益校正。具體地說(shuō)，圖像處理單元105首先從用于增益校正的圖像存儲(chǔ)器107中提取在與步驟S201中選擇的運(yùn)行模式相同的條件下拍攝的用于增益校正的圖像數(shù)據(jù)。圖像處理單元105將對(duì)象圖像數(shù)據(jù)除以所提取的用于增益校正的圖像數(shù)據(jù)等，由此執(zhí)行增益校正。此后，圖像處理單元105在需要時(shí)根據(jù)圖像處理?xiàng)l件執(zhí)行缺陷校正處理、空間濾波處理、灰度處理、散射射線校正處理、各種類型的空間頻率處理等。
然后，圖像處理單元105基于來(lái)自拍攝控制器122的控制將進(jìn)行了圖像處理的對(duì)象圖像數(shù)據(jù)作為對(duì)象圖像顯示在監(jiān)視器上(在本實(shí)施例中是操作員界面108)(步驟S207)。
在此，在拍攝運(yùn)動(dòng)圖像的情況下，從x射線發(fā)生器裝置102脈沖式地照射x射線，并實(shí)時(shí)執(zhí)行拍攝→讀出→圖像處理→顯示更新。
如上所述，利用校準(zhǔn)表，可以很容易地對(duì)每個(gè)運(yùn)行模式拍攝用于增益校正的圖像。利用通過(guò)與在拍攝對(duì)象圖像時(shí)相同的運(yùn)行模式拍攝的用于增益校正的圖像，執(zhí)行對(duì)象圖像的增益校正，從而可以獲得具有高質(zhì)量且沒(méi)有偽像的對(duì)象圖像。
(第二實(shí)施例)下面描述本發(fā)明的第二實(shí)施例。
按照第二實(shí)施例的放射線成像系統(tǒng)的構(gòu)造與圖1和圖2所示的按照第一實(shí)施例的放射線成像系統(tǒng)相同。此外，按照第二實(shí)施例的放射線成像系統(tǒng)的拍攝操作的處理也與圖8所示的按照第一實(shí)施例的放射線成像系統(tǒng)的拍攝操作的處理相同。在按照第二實(shí)施例的放射線成像系統(tǒng)中，由于與按照第一實(shí)施例的放射線成像系統(tǒng)的差異僅在于對(duì)用于增益校正的圖像的獲取處理，因此下面只對(duì)此進(jìn)行描述。
圖9是示出按照第二實(shí)施例的x射線成像系統(tǒng)對(duì)用于增益校正的圖像的獲取處理的流程圖。也就是說(shuō)，圖9是示出校準(zhǔn)時(shí)的過(guò)程的流程圖。
在第一實(shí)施例中，采用的模式是讀取校準(zhǔn)表，在x射線發(fā)生器裝置102和x射線成像裝置101中設(shè)置拍攝條件，并由工程師110對(duì)每種運(yùn)行模式按下曝光按鈕(未示出)，從而拍攝用于增益校正的圖像。另一方面，在第二實(shí)施例中，x射線自動(dòng)照射而不需要由工程師110按下曝光按鈕(未示出)，由此拍攝用于增益校正的圖像。
下面基于圖9所示的流程圖進(jìn)行描述。
首先，與第一實(shí)施例類似，在開(kāi)始校準(zhǔn)時(shí)，工程師110操作操作員界面108并執(zhí)行x射線成像裝置101和x射線發(fā)生器裝置102之間的對(duì)準(zhǔn)(步驟S301)。接著，工程師110從操作員界面108指令開(kāi)始自動(dòng)校準(zhǔn)(步驟S302)。
拍攝控制器122在從操作員界面108接收了自動(dòng)校準(zhǔn)啟動(dòng)信號(hào)之后讀取存儲(chǔ)在校準(zhǔn)表存儲(chǔ)器106中的校準(zhǔn)表(步驟S303)。
然后，拍攝控制器122根據(jù)校準(zhǔn)表的順序首先通過(guò)圖3所示的靜止圖像拍攝模式，在x射線球管113處于低管電壓(50kVp)的情況下，執(zhí)行處理以開(kāi)始拍攝用于增益校正的圖像(步驟S304)。在此，在拍攝用于增益校正的圖像時(shí)，在不存在對(duì)象116的狀態(tài)下執(zhí)行拍攝。
然后，拍攝控制器122為x射線發(fā)生器裝置102設(shè)置在圖3的校準(zhǔn)表中示出的x射線的照射條件(照射模式、管電壓、管電流和照射時(shí)間)(步驟S305)。
接著，拍攝控制器122為x射線成像裝置101設(shè)置圖3的標(biāo)準(zhǔn)表所示的驅(qū)動(dòng)條件(增益和驅(qū)動(dòng)方法)(步驟S306)。
然后，拍攝控制器122為x射線成像裝置101和x射線發(fā)生器裝置102設(shè)置拍攝條件，然后驅(qū)動(dòng)x射線成像裝置101和x射線發(fā)生器裝置102以準(zhǔn)備拍攝(步驟S307)。
在完成了步驟S307的拍攝準(zhǔn)備之后，拍攝控制器122基于在步驟S305中設(shè)置的照射條件，允許x射線發(fā)生器裝置102被驅(qū)動(dòng)，從而允許x射線自動(dòng)從x射線發(fā)生器裝置102照射出來(lái)(步驟S308)。
接著，拍攝裝置122基于步驟S306中設(shè)置的驅(qū)動(dòng)條件，允許驅(qū)動(dòng)x射線成像裝置101，并獲取所拍攝的圖像(步驟S309)。具體地說(shuō)，在x射線成像裝置101中，首先轉(zhuǎn)換電路單元120接收由波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器118根據(jù)來(lái)自x射線發(fā)生器裝置102的x射線轉(zhuǎn)換的光?；谠诓襟ES306中設(shè)置的驅(qū)動(dòng)條件，驅(qū)動(dòng)電路單元121a和讀出電路單元121b被驅(qū)動(dòng)，從而執(zhí)行拍攝，并由控制器裝置109讀取拍攝的圖像數(shù)據(jù)。由控制器裝置109讀取的該圖像數(shù)據(jù)是用于增益校正處理的用于增益校正的圖像數(shù)據(jù)。
然后，圖像處理單元105基于來(lái)自拍攝控制器122的控制執(zhí)行基本的圖像處理，如對(duì)從x射線成像裝置101讀取的用于增益校正的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行偏移校正(步驟S310)。接著，圖像處理單元105基于來(lái)自拍攝控制器122的控制，在用于增益校正的圖像存儲(chǔ)器107中保存經(jīng)過(guò)圖像處理的用于增益校正的圖像數(shù)據(jù)(步驟S311)。
通過(guò)步驟S304至S311的處理，在x射線球管113處于低管電壓(50kVp)的情況下執(zhí)行對(duì)用于增益校正的圖像的獲取處理。
然后，拍攝控制器122根據(jù)校準(zhǔn)表的順序，通過(guò)圖3所示的靜止圖像拍攝模式，在x射線球管113處于中等管電壓(80kVp)的情況下，執(zhí)行處理以開(kāi)始拍攝用于增益校正的圖像(步驟S312)。從此時(shí)開(kāi)始，根據(jù)圖3的校準(zhǔn)表的順序，拍攝控制器122重復(fù)與在x射線球管113處于低管電壓的情況下獲取用于增益校正的圖像的處理(步驟S304至S311)相同的處理，從而可以獲得如圖3所示剩下十一種類型的用于增益校正的圖像。結(jié)果，可以將對(duì)于圖3所示總共十二種類型的每種運(yùn)行模式的用于增益校正的圖像數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在用于增益校正的圖像存儲(chǔ)器107中。
一般而言，x射線的曝光是在由來(lái)自拍攝控制器(控制器裝置)的曝光請(qǐng)求信號(hào)和曝光按鈕信號(hào)的邏輯乘積設(shè)置的照射時(shí)間段內(nèi)通過(guò)x射線照射來(lái)執(zhí)行，而在第二實(shí)施例中，僅在校準(zhǔn)時(shí)間內(nèi)才通過(guò)僅來(lái)自拍攝控制器122的曝光請(qǐng)求信號(hào)照射x射線。由此，一旦啟動(dòng)校準(zhǔn)，工程師110在校準(zhǔn)結(jié)束前都不需要做任何事。因此，根據(jù)第二實(shí)施例，操作過(guò)程步驟的數(shù)目可以比第一實(shí)施例中的校準(zhǔn)操作大大減少。
(第三實(shí)施例)下面描述本發(fā)明的第三實(shí)施例。
在按照第三實(shí)施例的放射線成像系統(tǒng)中，與第一實(shí)施例的放射線成像系統(tǒng)的差異僅在于關(guān)于存儲(chǔ)在校準(zhǔn)表存儲(chǔ)器106中的校準(zhǔn)表的信息，因此下面僅對(duì)此進(jìn)行描述。
圖10是示出用于按照第三實(shí)施例的x射線成像系統(tǒng)的校準(zhǔn)表的一個(gè)示例的圖。
與圖3所示第一實(shí)施例的校準(zhǔn)表相比，圖10示出的第三實(shí)施例的校準(zhǔn)表作為x射線成像裝置101的驅(qū)動(dòng)條件而被讀取，并且添加了讀出電路單元121b的Amp中的低通濾波器的截止頻率(fc)。
此外，在本實(shí)施例中，作為x射線成像裝置101中的驅(qū)動(dòng)條件，除了圖10所示的之外，還可以應(yīng)用形成還包括施加給光電轉(zhuǎn)換元件的電壓和施加給開(kāi)關(guān)元件的電壓的校準(zhǔn)表的模式。
在靜止圖像拍攝模式中，由于讀取時(shí)間慢，因此截止頻率fc低，而噪聲被減小，如圖10所示，另外，在運(yùn)動(dòng)圖像拍攝模式中，由于讀取時(shí)間快，因此截止頻率fc高，如圖10所示。此外，除了低通濾波器的時(shí)間常數(shù)之外，還改變光電轉(zhuǎn)換元件的偏壓條件以改變光電轉(zhuǎn)換元件的靈敏度特性，而且改變開(kāi)關(guān)元件的接通電壓以改變?cè)撻_(kāi)關(guān)元件的接通電阻，從而可以在靜止圖像拍攝時(shí)間和運(yùn)動(dòng)圖像拍攝時(shí)間進(jìn)行合適的增益校正。
圖1和圖2的包括按照上述各實(shí)施例的放射線成像系統(tǒng)的每個(gè)單元以及示出放射線成像系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)方法的圖7至圖9的每個(gè)步驟都可以通過(guò)運(yùn)行存儲(chǔ)在RAM和ROM等中的程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。該程序和記錄有該程序的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)包含在本發(fā)明中。
具體地說(shuō)，該程序例如記錄在諸如CD-ROM的存儲(chǔ)介質(zhì)中或者通過(guò)各種傳輸介質(zhì)提供給計(jì)算機(jī)。作為存儲(chǔ)該程序的存儲(chǔ)裝置，除了CD-ROM以外，還可以使用軟盤(pán)、硬盤(pán)、磁帶、磁光盤(pán)、非易失性存儲(chǔ)卡等等。另一方面，作為該程序的傳輸介質(zhì)，可以采用在用于作為載波傳播和提供程序信息的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(LAN、WAN如互聯(lián)網(wǎng)、無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)等)系統(tǒng)中的通信介質(zhì)。此外，作為這種情況下的通信介質(zhì)，可以采用諸如光纖的有線電路或無(wú)線電電路。
此外，不僅在計(jì)算機(jī)執(zhí)行所提供的程序從而實(shí)現(xiàn)按照各實(shí)施例的放射線成像系統(tǒng)的功能的情況下，而且在按照各實(shí)施例的放射線成像系統(tǒng)的功能由該程序結(jié)合在計(jì)算機(jī)內(nèi)運(yùn)行的OS(操作系統(tǒng))或其它應(yīng)用軟件等實(shí)現(xiàn)的情況下，以及在所提供的程序的全部或一部分處理由功能擴(kuò)展板或功能擴(kuò)展單元執(zhí)行從而實(shí)現(xiàn)按照各實(shí)施例的放射線成像系統(tǒng)的功能的情況下，這些程序都包括在本發(fā)明中。
本發(fā)明涉及用于拍攝對(duì)象的放射線圖像的放射線成像系統(tǒng)及其驅(qū)動(dòng)方法，尤其是，本發(fā)明適用于在醫(yī)院中用于進(jìn)行診斷的放射線成像系統(tǒng)，以及為工業(yè)目的用作非破壞性檢查裝置的放射線成像系統(tǒng)。
雖然參照示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于所公開(kāi)的示例性實(shí)施例。所附權(quán)利要求的范圍應(yīng)當(dāng)被賦予最寬泛的解釋，從而涵蓋所有這樣的修改和等同結(jié)構(gòu)及功能。
權(quán)利要求
1.一種放射線成像系統(tǒng)，包括放射線成像單元，用于對(duì)從用于產(chǎn)生放射線的放射線發(fā)生器照射的放射線進(jìn)行拍攝；表存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)設(shè)置有針對(duì)多種運(yùn)行模式中由選擇單元選擇的每一種運(yùn)行模式的放射線發(fā)生器單元的放射線照射條件以及放射線成像單元的驅(qū)動(dòng)條件的表，該選擇單元用于從所述多種運(yùn)行模式中選擇用于執(zhí)行拍攝的運(yùn)行模式；圖像存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)在不存在對(duì)象的狀態(tài)下針對(duì)所述多種運(yùn)行模式中的每一種運(yùn)行模式基于用該表設(shè)置的條件而拍攝的用于校正的圖像；以及圖像處理單元，用于對(duì)所拍攝的對(duì)象圖像進(jìn)行增益校正處理，其中，圖像處理單元利用基于由選擇單元選擇的運(yùn)行模式從圖像存儲(chǔ)單元中提取的對(duì)應(yīng)的用于校正的圖像，對(duì)在存在對(duì)象的狀態(tài)下基于在所述表中針對(duì)由選擇單元選擇的運(yùn)行模式設(shè)置的條件而獲得的拍攝的對(duì)象圖像進(jìn)行增益校正處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放射線成像系統(tǒng)，其中所述放射線成像單元包括轉(zhuǎn)換單元，具有二維矩陣圖案形式的多個(gè)像素，其中每個(gè)像素包括用于將放射線轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的轉(zhuǎn)換元件和用于傳送轉(zhuǎn)換元件的電信號(hào)的開(kāi)關(guān)元件；以及讀出單元，用于讀取來(lái)自轉(zhuǎn)換單元的電信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放射線成像系統(tǒng)，其中在所述表中設(shè)置的放射線發(fā)生器單元的照射條件包括放射線發(fā)生器單元中的電壓、電流、放射線的照射時(shí)間、照射模式中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的放射線成像系統(tǒng)，其中在所述表中設(shè)置的放射線成像單元的驅(qū)動(dòng)條件包括在讀出單元中對(duì)電信號(hào)的放大系數(shù)、在從轉(zhuǎn)換單元讀取電信號(hào)時(shí)該電信號(hào)中的像素?cái)?shù)量、施加給轉(zhuǎn)換元件的電壓、施加給開(kāi)關(guān)元件的電壓以及讀出單元中的低通濾波器的截止頻率中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的放射線成像系統(tǒng)，其中所述轉(zhuǎn)換元件包括光電轉(zhuǎn)換元件，而且使用非晶硅作為該光電轉(zhuǎn)換元件的主要成分。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的放射線成像系統(tǒng)，其中所述光電轉(zhuǎn)換元件包括MIS類型的光電轉(zhuǎn)換元件或者PIN類型的光電轉(zhuǎn)換元件。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的放射線成像系統(tǒng)，還包括波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器，用于轉(zhuǎn)換放射線的波長(zhǎng)，其中由該波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器對(duì)放射線進(jìn)行波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換而得到的光入射到所述光電轉(zhuǎn)換元件。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的放射線成像系統(tǒng)，其中所述轉(zhuǎn)換元件具有吸收放射線并直接將放射線轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的功能，而且該轉(zhuǎn)換元件采用從非晶硒、砷化鎵、碘化汞、碘化鉛和碲化鎘中選擇的一種作為主要成分。
9.一種放射線成像系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)方法，該放射線成像系統(tǒng)包括放射線成像單元，用于對(duì)從用于產(chǎn)生放射線并將其照射到外部的放射線發(fā)生器單元照射的放射線進(jìn)行拍攝；表存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)設(shè)置有針對(duì)多種運(yùn)行模式中由選擇單元選擇的每一種運(yùn)行模式的放射線發(fā)生器單元的放射線照射條件以及放射線成像單元的驅(qū)動(dòng)條件的表，該選擇單元用于從所述多種運(yùn)行模式中選擇用于執(zhí)行拍攝的運(yùn)行模式；該放射線成像系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)方法包括存儲(chǔ)步驟，用于在圖像存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)在不存在對(duì)象的狀態(tài)下針對(duì)所述多種運(yùn)行模式中的每一種運(yùn)行模式基于在該表中設(shè)置的條件而拍攝的用于校正的圖像；取出步驟，基于由選擇單元選擇的運(yùn)行模式從圖像存儲(chǔ)單元中提取對(duì)應(yīng)的用于校正的圖像；以及圖像處理步驟，用于利用在取出步驟中提取的用于校正的圖像，對(duì)在存在對(duì)象的狀態(tài)下基于在所述表中針對(duì)由選擇單元選擇的運(yùn)行模式設(shè)置的條件而拍攝的對(duì)象圖像進(jìn)行增益校正處理。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的驅(qū)動(dòng)方法，其中在所述表中設(shè)置的放射線發(fā)生器單元的照射條件包括放射線發(fā)生器單元中的電壓、電流、放射線的照射時(shí)間、照射模式中的至少一種。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的驅(qū)動(dòng)方法，其中所述放射線成像單元包括轉(zhuǎn)換單元，具有二維矩陣圖案形式的多個(gè)像素，其中每個(gè)像素包括用于將放射線轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的轉(zhuǎn)換元件和用于傳送轉(zhuǎn)換元件的電信號(hào)的開(kāi)關(guān)元件；以及讀出單元，用于讀取來(lái)自轉(zhuǎn)換單元的電信號(hào)，其中在所述表中設(shè)置的放射線成像單元的驅(qū)動(dòng)條件包括在讀出單元中對(duì)電信號(hào)的放大系數(shù)、在從轉(zhuǎn)換單元讀取電信號(hào)時(shí)該電信號(hào)中的像素?cái)?shù)量、施加給轉(zhuǎn)換元件的電壓、施加給開(kāi)關(guān)元件的電壓以及讀出單元中的低通濾波器的截止頻率中的至少一種。
全文摘要
在對(duì)拍攝的對(duì)象圖像進(jìn)行增益校正時(shí)，可以獲取具有高質(zhì)量且沒(méi)有偽像的對(duì)象圖像。為此目的，提供圖像存儲(chǔ)單元以存儲(chǔ)在不存在對(duì)象的狀態(tài)下針對(duì)多種運(yùn)行模式的每一種運(yùn)行模式基于用該表設(shè)置的條件而拍攝的用于校正的圖像；并且提供圖像處理單元以對(duì)所拍攝的對(duì)象圖像進(jìn)行增益校正處理，并且利用基于由選擇單元選擇的運(yùn)行模式從圖像存儲(chǔ)單元中提取的對(duì)應(yīng)的用于校正的圖像，對(duì)在存在對(duì)象的狀態(tài)下基于在表中為由選擇單元選擇的運(yùn)行模式設(shè)置的條件而獲得的拍攝的對(duì)象圖像進(jìn)行增益校正。
文檔編號(hào)G01N23/04GK101088463SQ20071011010
公開(kāi)日2007年12月19日 申請(qǐng)日期2007年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月16日
發(fā)明者竹中克郎, 遠(yuǎn)藤忠夫, 龜島登志男, 八木朋之, 橫山啟吾 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社