放射线图像检测装置、放射线摄影系统及其动作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及经由栅格对放射线图像进行检测的放射线图像检测装置、放射线摄影 系统及其动作方法。
【背景技术】
[0002] 在医疗领域中，公知有放射线摄影系统、例如利用了 X射线的X射线摄影系统。X 射线摄影系统具备：产生X射线的X射线发生装置和对由透过了被摄体（患者）的X射线 形成的X射线图像进行摄影的X射线摄影装置。X射线发生装置具有：朝向被摄体照射X射 线的X射线源、对X射线源的驱动进行控制的控制装置及用于指示控制装置开始照射X射 线的照射开关。X射线摄影装置具有：通过将透过了被摄体的各部的X射线转换为电信号 来检测X射线图像的X射线图像检测装置；及进行X射线图像检测装置的驱动控制、X射线 图像的保存、显示的控制台。
[0003] X射线图像检测装置具备将X射线图像转换为电信号的图像检测部、对图像检测 部进行控制的控制部等。作为图像检测部，广泛使用在摄像区域内二维地配置有多个像素 的平板探测器（FPD;flat panel detector)。各像素蓄积与X射线剂量（X射线的时间积 分值）对应的电荷。蓄积于各像素的电荷在摄影后经由TFT(Thin Film Transistor)等开 关元件在信号处理电路中被读出。各像素的电荷由信号处理电路转换为电压信号，并作为 X射线图像信号输出。
[0004] 已知X射线图像检测装置具备X射线剂量测定功能和自动曝光控制（AEC: Automatic Exposure Control)功能（例如，日本特开平07-201490号公报）。在该X射线 图像检测装置中，在图像检测部的摄像区域配置有用于检测X射线图像的普通像素（X射线 图像检测像素）和用于测定X射线剂量的一个或多个测定像素。该测定像素被用作对X射 线剂量进行测定的剂量测定传感器，每隔一定时间读出测定信号，并对各测定信号进行累 计，由此测定X射线剂量。在该X射线剂量达到预先设定的照射停止阈值（目标X射线剂 量）时，AEC功能对X射线源发出停止照射X射线的指示。在以下的说明中，在对普通像素 与测定像素两方进行统称时简称为像素。另外，像素是指至少具有将X射线图像的小部分 转换为电荷的转换功能的要素。
[0005] 测定像素具有与普通像素相同的尺寸或几倍的大小，配置于摄影区域内的一处或 多处。在测定像素是与普通像素相同的尺寸的情况下，代替普通像素而配置测定像素或者 对普通像素实施简单的改造而变更为测定像素。另外，也有使用普通像素作为测定像素、或 者对普通像素的漏电流或偏置电流的变动进行检测并根据它们测定X射线剂量的情况。该 小尺寸的测定像素不会妨碍X射线图像的检测，所以与以往的电离室等大型的剂量测定传 感器相比，能够对高分辨率的X射线图像进行检测。此外，通过根据摄影部位来选择使用测 定像素，能够准确地测定透过了摄影部位的X射线剂量。
[0006] 然而，在X射线摄影中X射线透过被摄体时会产生散射线。为了除去该散射线，大 多使用薄板状的栅格。该栅格配置在被摄体与X射线图像检测装置之间、优选配置在X射线 图像检测装置的近前处。栅格具有在X射线摄影期间摆动的移动栅格和静止的静止栅格。 以下，在不需要区分它们的情况下简称为栅格。
[0007] 栅格例如形成沿像素的列方向延伸的长条状的X射线透过层和X射线吸收层沿着 像素的行方向交替地重复配置而成的结构。X射线吸收层吸收透过了被摄体的X射线，所以 若其宽度较宽则摄影得到的X射线图像的画质会变差。因此，一般X射线吸收层的宽度是 例如X射线透过层的宽度的1/5?1/3左右。
[0008] 在使用了栅格的X射线摄影中，由于栅格的X射线吸收层而入射到测定像素的X 射线衰减，因此在测定向被摄体的X射线照射量（X射线曝光量）的情况下，需要对各测定 像素的测定值进行校正。该测定值的校正方法记载于例如日本特开2004-166724号公报。 首先，以未配置被摄体的状态、在使用了栅格的情况下和不使用栅格的情况下进行X射线 摄影。根据由此得到的两个图像，以使在使用栅格的情况下与不使用栅格的情况下测定像 素（在日本特开2004-166724号公报中称为AEC像素）的输出信号相同的方式，对应每个 测定像素求出校正系数。在使用了栅格的摄影中，对测定像素的输出信号乘以校正系数来 校正X射线剂量。
【发明内容】
[0009] 发明要解决的课题
[0010] 栅格的X射线透过层和X射线吸收层的排列方向与像素的行方向正交。在普 通像素与测定像素为相同的尺寸的情况下，由于1个普通像素的尺寸（像素的间距）为 ΙΟΟμ???200 μπ?，所以测定像素的尺寸也是ΙΟΟμ???200 μπ?左右。另一方面，存在排列 方向的每单位长度的X射线吸收层的条数为100条/cm的栅格和32条/cm的栅格。若将 该条数换算成栅距（X射线吸收层的排列间距）则分别是IOOym和约300 μπι。
[0011] 例如在栅距为300 μ m、测定像素的尺寸为100 μ m的情况下，由于X射线吸收层的 宽度为约50 μπι?100 μπι，所以在栅格与测定像素的相对位置产生了偏移的情况下，测定 像素与X射线吸收层的重叠改变，因此输出信号会较大地变动。
[0012] 栅格的X射线透过层与X射线吸收层具有一定的周期性且有规律地排列，所以对 应于栅距与测定像素的尺寸的关系，M条或（Μ+1)条X射线吸收层与任意的测定像素相向 (Μ为0以上的整数）。由此，在栅格与测定像素的相对位置产生了偏移的情况下，测定像素 的输出信号的变动量的最大值相当于对于测定像素由1条X射线吸收层吸收的X射线的衰 减量。当假设1条量的X射线吸收层的X射线吸收率大致固定，则条数M小的测定像素的 输出信号的变动幅度更大。在栅距是接近测定像素的尺寸的值的情况下，由于条数M是比 较小的值，所以测定像素的输出信号尤其容易受X射线吸收层的影响，在栅格与测定像素 的相对位置产生了偏移的情况下，X射线剂量的测定精度明显出现问题。
[0013] X射线吸收层的影响能够根据以不存在被摄体的状态对停止中的移动栅格或静止 栅格进行摄影而得到的图像求出。根据本发明人的实验，将像素值大的图像与位于其附近 且受到X射线吸收层的影响而像素值变小的图像进行比较，可知受到了 X射线吸收层的影 响的图像由于某栅格而像素值下降20%左右。
[0014] 在X射线图像检测装置固定有栅格的情况下，由于制造时的各零件的安装位置的 偏差而产生栅格与测定像素的相对位置的偏移。另外，在如电子暗盒那样与栅格分离的结 构、栅格能够相对摄影台进行装卸的结构中，由于电子暗盒或栅格的安装位置的偏差，会产 生栅格与测定像素的相对位置的偏移。另在，在重复进行摄影的期间，由于振动等栅格与测 定像素的相对位置有时也会偏移。
[0015] 在日本特开2004-166724号公报的测定像素的校正方法中，在栅格与测定像素的 相对位置每次进行摄影就会偏移的情况下，预先准备与偏移量对应的多个校正用的图像， 在摄影时以与栅距相当的ym级别对偏移量进行检测。根据该偏移量而选择校正用图像， 并求出对测定像素的灵敏度进行校正的校正系数。在该测定像素的校正方法中，由于精细 地测定偏移量，所以能够进行高精度的校正，但另一方面需要多个校正用图像。另外，在制 造时产生栅格与测定像素的相对位置的偏移的结构中，由于需要对每个产品拍摄校正用图 像，因此其准备工作耗费时间与劳力。此外，当也考虑使X射线相对于摄像区域倾斜地入射 的情况等时，需要准备庞大的数量的校正用的图像，所以现实中难以实施。因此，即使在测 定像素（一般是剂量测定传感器）与栅格之间的相对位置产生偏移，也优选能够不使用庞 大的数量的校正用的图像而简便并且高精度地测定X射线剂量。
[0016] 本发明的目的是提供即使剂量测定传感器与栅格的相对位置产生偏移也能够进 行准确的剂量测定的放射线图像检测装置、放射线摄影系统及其动作方法。
[0017] 用于解决课题的手段
[0018] 为了达到上述目的，本发明的放射线图像检测装置能够与栅格一起使用，配置于 该栅格的背后的图像检测部具有配置有多个像素和多个剂量测定传感器的摄像区域，以满 足以下的条件1的方式决定各剂量测定传感器的位置。
[0019] 条件 1 :
[0020] fG/fN辛奇数，在将栅格与像素相对地沿第二方向逐个像素地错开C次时，在周期 C的范围内，在全部次数中第一剂量测定传感器的个数比第二剂量测定传感器的个数多。该 第一剂量测定传感器是由图像检测部拍摄栅格的放射线图像时不处于输出信号为极大值 或极小值的特殊点的位置的剂量测定传感器。第二剂量测定传感器是处于特殊点的位置的 剂量测定传感器。
[0021] 其中，各记号如下所述：
[0022] fG = 1/G为栅格频率，
[0023] fN = 1八2 Λ )为像素的奈奎斯特频率，
[0024] 周期C为栅格的放射线图像上在第二方向上出现的重复图案的周期，单位是像素 的个数。
[0025] 为了除去放射线透过被摄体时产生的散射线，栅格中沿第一方向延伸的长条状的 放射线透过层和放射线吸收层以栅距G沿与第一方向正交的第二方向上交替地形成有多 个。多个像素用于检测被摄体的放射线图像，以像素间距△配置在第二方向上，能够读出 并蓄积与放射线的到达剂量对应的电荷。多个剂量