數字放射攝影探測器圖像讀出過程的制作方法
【專利說明】數字放射攝影探測器圖像讀出過程
[0001]本發明的領域
[0002]本發明大體上涉及醫學成像的領域，且具體而言涉及數字放射攝影成像，且更確切地說，涉及用于增強數字放射攝影探測器的圖像讀出操作的信號完整性的設備和方法。
[0003]本發明的
【背景技術】
[0004]固定和移動的放射攝影成像設備用于醫療設施中以捕獲X射線探測器上的X射線圖像。此類醫學X射線圖像可使用例如放射攝影探測器中的計算放射攝影(CR)和數字放射攝影(DR)等的各種技術來捕獲。
[0005]相關技術DR成像面板使用布置成行乘列矩陣的個別傳感器的陣列從閃爍體中采集圖像數據，所述矩陣中的每個傳感器提供單個像素的圖像數據。每個像素通常包含如本領域中通常已知的可通過共面或垂直集成的方式制造的光電傳感器和開關元件。在這些成像裝置中，氫化非晶硅(a_S1:H)通常用于形成每個像素所需的光電二極管和薄膜晶體管開關。在一個已知的成像布置中，前平面包含光敏元件的陣列并且后平面包含薄膜晶體管(TFT)開關的陣列。
[0006]然而，尤其在通過設計用于與a-SiDR探測器合作的X射線設備獲得醫學X射線圖像時，需要改進所述醫學X射線圖像的一致性和質量。還需要在無需延遲X射線曝光直到準備好DR探測器的情況下探測X射線曝光事件，例如，具有鏈接到X射線源控制電子裝置并且離開X射線源控制電子裝置的外部硬件連接。此外，需要在起始X射線曝光和成像讀出操作之前探測由附近的低頻磁場源產生的外來信號。
[0007]本發明的簡要描述
[0008]有利的是，提供一種用于在執行X射線曝光和成像讀出操作之前探測圖像讀出電路附近的外來低頻磁場的方法和設備。這種能力提供以下益處:使DR系統的操作員警惕這種噪聲狀況并且最小化對患者的輻射曝光，所述輻射曝光會產生不符合臨床診斷標準的DR圖像。還將有利的是，提供一種用于清除在圖像讀出過程與X射線束曝光同時運行或重疊時產生的圖像偽影的方法。
[0009]在一個實施方案中，公開一種區域X射線探測器，其包括布置成行和列的多個可充電光敏單元。電路或電荷積分器通過可控行選擇開關附接到每列中的單元以提供傳遞到每列中的單元的電荷讀數。采集控制電子電路被編程以在讀出單元行中的每一者期間一次一行地采集第一部分曝光的圖像信號，對當前行的第一掃描包含使用電路測量傳遞到行中的每個單元的總電荷，重設電路;借助于電路恢復當前行中的每個單元的電荷;在讀出單元行中的每一者期間一次一行地采集第一空圖像信號；以及采集對當前行的第二掃描，所述第二掃描包含借助于電路測量傳遞到行中的每個單元的總電荷以及重設電路。
[0010]在另一實施方案中，公開一種操作區域X射線探測器的方法，所述區域X射線探測器包含布置成行和列的多個可充電光敏像素，其中電荷積分器電路附接到每列中的像素以提供傳遞到每列中的像素的電荷讀數。所述方法包括在對一部分像素的行中的每一者的雙重掃描期間一次一行地采集一對信號。所述雙重掃描包括對每行的第一掃描，所述第一掃描包含在第一預定時間段內啟用當前行的像素;借助于電荷積分器電路測量傳遞到行中的每個像素的總電荷;輸出總電荷以形成一行第一部分圖像信號；以及重設電荷積分器電路和當前行的像素。對每行的第二掃描包含停用當前行的像素;借助于電荷積分器電路測量傳遞到當前行中的所述每個像素的每個列的電荷;輸出傳遞到所述每個單元的每個列的電荷以形成空圖像信號；以及重設電荷積分器電路。
[0011]在另一實施方案中，計算機實施的方法包括在二維像素陣列中掃描電荷電平；以及將所掃描像素的電荷電平記錄在電子存儲器的第一部分中。在掃描步驟期間將二維像素陣列曝光于放射攝影輻射中，這將在像素陣列中產生電荷，使得掃描引起所掃描像素的第一子集中的至少一者具有部分圖像電荷。所掃描像素的第二子集具有全圖像電荷。重新掃描像素并且將像素記錄在電子存儲器的第二部分中，并且隨后計算記錄在電子存儲器的第一部分中的電荷以及記錄在電子存儲器的第二部分中的電荷的總和。在實踐DR成像系統和方法的一些所公開實施方案時可實現的優點是通過校正由外來磁場引起的偽影改進DR圖像的讀出。
[0012]本發明的此簡要描述僅意圖根據一個或多個說明性實施方案提供本文所公開的主題的簡單概述，并且不用作解釋權利要求書或界定或限制本發明的范圍的指導，本發明的范圍僅由所附權利要求書界定。進一步提供此簡要描述以引入下文在【具體實施方式】中描述的簡化形式的概念的說明性選擇，并且未意圖識別所主張的主題的關鍵特征或基本特征，也未意圖用作對確定所主張的主題的范圍的協助。所主張的主題不限于解決【背景技術】中所提及的任何或所有缺點的實施。
[0013]附圖簡述
[0014]因此通過可以理解本發明的特征的方式，參考某些實施方案公開本發明的詳細描述，附圖中圖解一些實施方案。然而，應注意，附圖僅圖解本發明的某些實施方案并且因此不視為限制本發明的范圍，因為本發明的范圍涵蓋其它等效的實施方案。例如，上述概括描述并非意圖描述其元件不可互換的個別單獨的實施方案。事實上，關于特定實施方案描述的許多元件可與其它所描述的實施方案的元件一起使用并且可能與所述元件互換。可在不脫離本發明的精神的情況下在本發明的范圍內作出多種改變和修改，并且本發明包含所有此類修改。以下附圖并未意圖關于相對大小、角度關系、相對位置或時序關系按任何精確比例繪制，也未意圖關于所需實施的可互換性、替換或表示按任何組合關系繪制。在附圖中，相同編號用于指示各個視圖中的相同部分。因此，為了進一步理解本發明，通過結合附圖的閱讀，可參考以下詳細描述，在附圖中:
[0015]圖1是示范性放射攝影成像系統的透視圖。
[0016]圖2是用于圖1的示范性放射攝影成像系統中的DR探測器的示范性成像陣列的一部分的示意圖。
[0017]圖3示出示范性便攜式無線DR探測器的透視圖。
[0018]圖4是沿圖3的便攜式無線DR探測器的截面線A-A的示范性截面圖。
[0019]圖5是示出示范性像素單元和選定構成組件的圖。
[0020]圖6A-B圖解示出外來信號的產生的示范性像素單元。
[0021]圖7是示出用于DR探測器中的圖像讀出操作的示范性讀出過程的圖。
[0022]圖8是示出使用DR探測器的交錯空行讀取過程的示范性圖像讀出過程的圖。
[0023]圖9是示出由示范性圖像讀出程序產生的示范性波形和圖像集的圖。
[0024]圖10至11圖解使用兩個圖像數據集的示范性重構。
【具體實施方式】
[0025]在由DR探測器執行的成像讀出操作期間，可存在不需要的外來信號，所述外來信號通過在最終處理圖像數據時引入產生降級圖像質量的數據誤差而影響DR探測器的讀出操作。外來信號可源自探測器外部的噪聲源或探測器外殼內的源。如果圖像讀出與X射線源的激活同時發生，則還可在讀出操作期間產生外來信號。外來磁場可由DR系統和成像室中的相關設備產生，所述外來磁場可在讀出電路中或光電傳感器陣列中的像素上引起寄生效應。
[0026]通常發現干擾DR探測器圖像讀出操作的一種類型的外部外來信號由在約I千赫直到數百千赫的范圍內的低頻磁場產生。這些磁場可由非常接近DR探測器的電氣設備產生。通常，誘發磁場的這些噪聲由例如發出磁通量的電感器或AC電動機等組件產生。另一外來噪聲源包含產生高電壓的電源。與DR探測器一起使用的自動曝光控制硬件通常需要這些電源。
[0027]影響DR探測器的操作的外來噪聲發現經由DR探測器的像素陣列內在的寄生電容進入DR探測器中的入口點。可在X射線源在由操作者預定和配置的固定曝光周期內將患者和探測器曝光于X射線輻射中之后執行DR探測器的讀出操作。與X射線源“接通時間”同時的對應DR探測器積分周期可被配置成在關閉X射線源之后終止，因為圖像讀出過程通常在DR探測器積分周期之后發生。在X射線源曝光周期期間發生的一部分圖像讀出過程易受由X射線源引起的噪聲信號的影響。
[0028]在某些情況下可能需要與X射線曝光同時地執行圖像讀出。在這種情況下，可在X射線源曝光過程開始之前起始從DR探測器的圖像讀出。圖像讀出過程可持續進行，直到采集和存儲所有圖像幀為止。
[0029]可通過與讀出過程同時運行的圖像處理軟件探測X射線曝光的開始，其中圖像處理軟件測試每個讀出圖像行的增強的信號強度。在探測到X射線束曝光開始之后，繼續逐行圖像讀出直到信號電平返回到約零的預曝光電平為止。在X射線束曝光周期結束之后，圖像讀出過程繼續至少又一個圖像讀出循環以獲得稱為暗像或滯后圖像的最終“無圖像”數據幀(未曝光)，所述無圖像數據幀用于調整和校正先前的圖像數據幀。當所有校正后的圖像幀