放射线摄像装置以及放射线检测信号处理方法

专利名称：放射线摄像装置以及放射线检测信号处理方法
技术领域：
本发明涉及一种按照基于放射线检测信号得到放射线图像的方式构 成的医用或者工业用的放射线摄像装置以及放射线检测信号处理方法，尤 其涉及一种放射线检测信号的储存以及读出的技术。
背景技术：
作为放射线摄像装置的一例在对X线进行检测得到X线图像的摄像 装置中，以往采用增像器(I.I)作为x线检测机构，但近年来，采用平板 显示型X线检测器(以下简称为"FPD")。
FPD，是在基板上层叠感应膜而构成的，对向该感应膜入射的放射线 进行检测，将所检测的放射线变换成电荷，在配置成二维阵列状的电容器 中储存电荷。所储存的电荷通过将幵关元件设为ON从而被读出，并作为 放射线检测信号送入图像处理部。然后，在图像处理部中基于放射线检测 信号得到具有像素的图像。
在采用FPD的情况下，与以往所采用的增像器等相比，更轻便，且不 会产生复杂的检测失真。因此，在装置结构或图像处理方面FPD更有利。
然而，在采用FDP的摄像装置中，采用曝光计(phototimer)对采用 X线管的X线照射时间进行控制，如图6所示基于由该曝光计所控制的照 射时间对各个储存时间和读出时间进行控制。另外，在此所谓"储存时间"， 表示FDP中储存放射线的时间，所谓"读出时间"表示从FPD读出的时 间。例如，在对大的被检测体进行摄像的情况下，随之照射时间延长。在 照射时间延长的情况下，如图6所示，与该照射时间对应地储存时间也延 伸。从而，不管被检测体的大小如何，将适当的放射线的线量入射至以FPD 等为代表的检测器中，得到X线图像。
鉴于上述的照射时间的延长，虽然认为只要仅准备一种足够长的储存 时间即可，但实际上那样是不行的。即，存在若储存时间相对读出时间变长，则缺损像素增加的现象。因此，不优选储存时间变长，以尽可能短的 储存时间结束收集。另一方面，由于对需要几秒长的照射的大被检测体进 行摄像的情况也很少，所以也需要足够长的储存时间。因此，考虑这些， 在准备长度不同的多种储存时间，且完全包含X线照射的状态下选择最短 的储存时间。
然而，若储存时间变动，则随之还需要与储存时间对应的补正数据(偏 置、增益、缺损映像)。摄像使用多少储存时间，在摄像来看是不知道的。 因此，需要预先准备与所能考虑到的所有储存时间对应的补正数据(校准 数据)。该校准(校准数据的取得)，通常是在装置的起动时执行，但随着 装置保持的储存时间的种类增加，校准所需时间也被延长。另外，在按照
立卧位(站立位姿势或躺卧位姿势)摄像那样具有两块FPD的系统中，两 块所需要的时间被进一步延长(大约20分钟)，这便成为问题。由此便需 求一种方法，能够对应大的被检测体，同时将缺损像素抑制在最小限度， 且縮短校准所需要的时间。

发明内容
本发明就是鉴于这样的问题，其目的在于提供一种放射线摄像装置以 及放射线检测信号处理方法，能够以很少种类的储存时间进行摄像或者信 号处理。
本发明就是为了实现这样的目的，而采用如下这样的结构。
艮口，本发明的放射线摄像装置，是一种基于放射线检测信号得到放射
线图像的放射线摄像装置，其特征在于，具备放射线照射机构，其向被
检测体照射放射线；和放射线检测机构，其对透射被检测体的放射线进行
检测，上述装置，还具备摄像控制机构，其为了从上述放射线检测机构 取出放射线检测信号，而进行控制以使不与上述放射线照射机构的照射时 间相对应而以固定的规定时间进行放射线检测机构中的放射线检测信号 的储存，并且按每张图像读出以上述固定的规定时间进行了储存的放射线 检测信号，得到多张图像的储存帧数据，从而控制摄像；和放射线图像取
得机构，其基于照射所关联的多个上述储存帧数据，得到放射线图像。 根据本发明的放射线摄像装置，摄像控制机构，为了从放射线检测机构取出放射线检测信号而进行控制以使不与放射线照射机构的照射时间 相对应而以固定的规定时间进行放射线检测机构中的放射线检测信号的 储存。并且，按每张图像读出以上述固定的规定时间进行了储存的放射线 检测信号，以得到多张图像的储存帧数据，从而控制摄像。另一方面，放 射线图像取得机构，基于照射所关联的多个上述储存帧数据得到放射线图 像。按照这样储存了放射线检测信号的时间即储存时间，不与照射时间相 对应，而为固定的规定时间，仅以l种储存时间进行摄像。即使仅l种储 存时间，也能按每张图像读出以固定的规定时间进行了储存的放射线检测 信号，得到多张图像的储存帧数据，并基于照射所关联的多个储存帧数据 得到放射线图像。因此，能够以l种储存时间进行摄像。
另外,本发明的放射线检测信号的处理方法，是一种取出对被检测体 进行照射所检测的放射线检测信号，并进行基于该所取出的放射线检测信 号得到放射线图像的信号处理的放射线检测信号处理方法，其特征在于， 为了取出放射线检测信号，不与放射线的照射时间相对应而以固定的规定 时间进行放射线检测机构中的放射线检测信号的储存，按每一张图像读出 在该固定的规定时间进行了储存后的放射线检测信号，得到多张图像的储 存帧图像，基于照射所关联的多个上述储存帧数据得到上述放射线图像。
根据本发明的放射线检测信号处理方法，为了取出放射线检测信号， 不与放射线照射机构的照射时间相对应而以固定的规定时间进行放射线 检测机构中的放射线检测信号的储存。并且，按每张图像读出以该固定的 规定时间进行了储存的放射线检测信号，以得到多张图像的储存帧数据。 另一方面，基于照射所关联的多个上述储存帧数据得到放射线图像。按照 这样储存了放射线检测信号的时间即储存时间，为固定的规定时间而非对 应于照射时间，仅以1种储存时间进行摄像。即使仅l种储存时间，也能 按每张图像读出以固定的规定时间进行了储存的放射线检测信号，得到多 张图像的储存帧数据，并基于照射所关联的多个储存帧数据得到放射线图 像。因此，能够以1种储存时间进行信号处理。
这些本发明的放射线摄像装置以及放射线信号处理方法中，优选进行 了放射线检测信号的储存的固定的规定时间即储存时间，与从放射线检测 机构读出放射线检测信号的一张图像的读出时间相同。如上述，存在若储存时间相对读出时间变长则缺损像素增加的现象。因而，通过将储存时间 和读出时间设为相同，从而能够将缺损像素抑制在最小限度。
这些本发明的放射线摄像装置以及放射线信号处理方法中，上述的照 射所关联的多个储存帧数据的一例，为从开始了照射时的储存帧至结束了 照射时的储存帧后的l帧。并且，也可以基于对从开始了照射时的储存帧 至结束了照射时的储存帧后的1帧为止的数据进行相加所得到的加算数 据，得到照射所关联的多个储存帧数据。例如，可以将从加算数据中除以 帧数后的加算平均(相加平均)作为照射所关联的多个储存帧数据，还可 以将加算数据本身作为照射所关联的多个储存帧数据。
根据本发明的放射线摄像装置以及放射线检测信号处理方法，储存了 放射线检测信号的时间即储存时间，为固定的规定时间而非对应于照射时 间，仅以l种储存时间进行摄像。即使仅l种储存时间，也能按每张图像 读出以固定的规定时间进行了储存的放射线检测信号，得到多张图像的储 存帧数据，并基于照射所关联的多个储存帧数据得到放射线图像。因此， 能够以一种储存时间进行摄像或者信号处理。


图1是实施例的x线透视摄像装置的框图。
图2是X线透视摄影装置所采用的侧视的平板型X线检测器的等效 电路。
图3是俯视的平板型X线检测器的等效电路。 图4是与摄像控制以及X线图像取得有关的时序图。 图5是表示采用图像处理部以及控制器进行的一连串的信号处理的流 程图。
图6是与以往的摄像控制以及X线图像取得有关的时序图。 其中2—X线管，3 —平板型X线检测器(FPD), 9—图像处理部， IO —控制器，M—被检测体。
具体实施例方式
以下，参照附图对本发明的实施例进行说明。图1为实施例涉及的X
7线透视摄影装置的框图，图2为X线透视摄像装置所采用的侧视的平板型
X线检测器的等效电路，图3为俯视的平板型X线检测器的等效电路。在 本实施例中采用平板型X线检测器(以下适当称作"FPD")为例作为放 射线检测机构，并且采用X线透视摄像装置为例作为放射线摄像装置进行 说明。
如图l所示，本实施例的X线透视摄影装置，具备载置被检测体M 的操作面1、向该被检测体M照射X线的X线管2、和对透射被检测体M 的X线进行检测的FPD3。 X线管2，相当于本发明的放射线照射机构， FPD3，相当于本发明的放射线检测机构。
X线透射摄影装置，此外还具备操作面控制部4，其对操作面1的 升降以及水平移动进行控制；FPD控制部5，其对FPD3的扫描进行控制； X线管控制部7，其具有产生X线管2的管电压和管电流的高电压产生部 6; A/D变换器8，其从FDP3中对作为电荷信号的X线检测信号进行数字 化并取出；图像处理部9，其基于从A/D变换器8输出的X线检测信号进 行各种处理；控制器10，其对这些各结构部进行控制；存储部11，其对 所被处理的图像等进行记忆；输入部12，操作者进行输入设定；和监视器 13等，其对所被处理的图像等进行显示等。
操作面控制部4，进行或者使操作面1水平移动将被检测体M收容至 摄像位置为止，或者升降、旋转以及水平移动以将被检测体M设置在所 希望的位置，或者一边进行水平移动一边进行摄像，或者在摄像结束后水 平移动以从摄像位置退出的控制等。FPD控制部5，进行与或者使FPD3 水平移动，或者围绕被检测体M的体轴的轴心使之旋转移动的扫描有关 的控制等。高电压产生部6，产生用于照射X线的管电压或管电流并提供 给X线管2， X线管控制部7，进行与或者使X线管2水平移动，或者围 绕被检测体M的体轴的轴心旋转移动的扫描有关的控制、或进行X线管 2—侧的准直器(省略图示)的照射视野的设置的控制等。另外，在X线 管2或FDP3的扫描时，按照FPD3能够检测从X线管2照射的X线的方 式一边将X线管2以及FPD3相互对置， 一边进行各自的移动。
控制器10，由中央运算处理装置(CPU)等构成，存储部11由以ROM (Read-only Memory)或RAM (Random-Access Memory)等为代表的记忆介质等构成。并且，输入部12，由以鼠标、键盘、控制杆、跟踪球或触
摸屏等为代表的指向装置构成。在X线透视摄像装置中，FPD3对透射被 检测体M的X线进行检测，并基于所检测的X线由图像处理部9进行图 像处理，从而进行被检测体M的摄像。
另外，在本实施例中，控制器IO,具备为了从FPD3取出X线检测 信号，进行控制以使不与X线管2的照射时间相对应而以固定的规定时间 进行FPD3中的X线检测信号的储存的功能；和按每一张图像读出以固定 的规定时间(储存时间)进行储存的X线检测信号，以得到多张图像的储 存帧数据从而控制摄像的功能。因此，控制器IO，相当于本发明的摄像控 制机构。
并且，本实施例中，图像处理部9，具备基于与照射关联的多个上述 存储帧数据得到X线图像的功能。因此，图像处理部9，相当于本发明的 放射线图像取得机构。
如图2所示，FPD3，由玻璃基板31、和在玻璃基板31上形成的薄膜 晶体管TFT构成。如图2、 3所示，关于薄膜晶体管TFT，是通过以纵横 二维矩阵状排列的方式形成多个(例如1024个X 1024个)开关元件32，
并按每个载流子收集电极33将开关元件32相互分离而形成的。S卩，FPD3， 也有二维阵列放射线检测器。
如图2所示，在载流子收集电极33上层叠形成X线感应型半导体34， 如图2、图3所示，载流子收集电极33与开关元件32的源极S连接。从 栅极驱动器35连接出多根栅极总线36，并且各栅极总线36与开关元件 32的栅极G连接。另一方面，如图3所示，在收集电荷信号后输出一个 的多路转换器37中，经由放大器38连接多根数据总线39，并且如图2、 3所示，各数据总线39与开关元件32的漏极D连接。
在对省略图示的公用电极施加了偏置电压的状态下，通过施加栅极总 线36的电压(或者为0V)从而将开关元件32的栅极导通，载流子收集 电极33，将从在检测面侧入射的X线经由X线感应型半导体34变换的电 荷信号(载流子)，经由开关元件32的源极S和漏极D读出至数据总线 39。另外，在开关元件被导通之前，电荷信号被暂时储存在电容器(省略 图示)中并被记忆。由放大器38对各数据总线39中读出的电荷信号进行
9放大，由多路转换器37综合成一个电荷信号输出。由A/D变换器8对所 输出的电荷信号进行数字化并作为X线检测信号输出。
接着，针对本实施例的图像处理部9以及控制器10进行的一连串的 信号处理，参照图4的时序图以及图5的流程图进行说明。图4为有关摄 像控制以及X线图像处理的时序图，图5为图像处理部以及控制器进行的 一连串的信号处理的流程图。 (步骤S1)装置起动/校准
起动装置。在其起动时进行校准(校准数据的取得)。具体而言，取 得仅与一种储存时间(例如133ms)对应的补正数据(校准数据)。作为 校准数据，有例如偏置、增益、或缺损映像等。在储存时间仅为133ms — 种，校准数据为偏置、增益或缺损映像的情况下，以1分钟左右结束校准。 (步骤S2)摄像控制
关于照射的开始时刻，由手动开关等输入部12 (参照图l)等进行。 即，当按下手动开关时，与按下之后的帧同步，如图4所示，输出照射脉 冲从X线管2 (参照图1)照射X线。并且，若满足规定的条件(例如若 储存线量达到规定量)，则通过曝光计照射脉冲被切断而结束X线的照射。
控制器10 (参照图1)，按照将储存时间以及读出时间固定重复而不 与照射时间对应的方式进行控制。并且，为了将缺损像素抑制在最小限度， 如图4所示，将储存时间和读出时间设为相同。在储存时间为133ms的情 况下，读出时间也为133ms，按每帧重复。
在图4中，以左上斜线的阴影对当开始了照射时的储存帧进行图示， 并且以纵线的阴影对结束了照射时的储存帧进行图示，以右上斜线的阴影 对结束了照射时的1个储存帧之后的帧进行图示。
例如，当在第1帧(参照图4的"1")开始照射，且在该第1帧结束 了照射时，开始了照射时的储存帧为第l帧，结束了照射时的储存帧也是 第1帧，结束了照射时的储存帧后的1帧为第2帧(参照图4的"2")。 因此，以左上斜线的阴影对第1帧进行图示，并且以右上斜线的阴影对第 2帧进行图示。另外，若以纵线的阴影对第1帧进行图示，则由于与左上 斜线的阴影重复，因此在此不以纵线的阴影图示。
并且，例如，在第3帧(参照图4的"3")开始照射，且在第4帧(参照图4的"4")结束了照射时，开始了照射时的储存帧为第3帧，结束了 照射时的储存帧后的1帧为第5帧(参照图4的"5")。因此，以左上斜 线的阴影对第3帧进行图示，并且以纵线的阴影对第4帧进行图示，以右 上斜线的阴影对第5帧进行图示。
并且，例如，在第6帧(参照图4的"6")开始照射，且在第8帧(参 照图4的"8")结束了照射时，开始了照射时的储存帧为第6帧，结束了 照射时的储存帧为第8帧，结束了照射时的储存帧之后的1帧为第9帧(参 照图4的"9")。因此，以左上斜线的阴影对第6帧进行图示，并且以纵 线的阴影对第8帧进行图示，以右上斜线的阴影对第9帧进行图示。
控制器10 (参照图1)，按照这样按每1张图像读出以固定的规定时 间(储存时间)进行了储存的X线检测信号，得到多张图像的储存帧数据。 (步骤S3)取得X线图像
图像处理部9 (参照图1)，基于照射所关联的多个储存帧数据得到X 线图像。
例如，当在第1帧(参照图4的"1")开始照射，且在该第1帧结束 了照射时，对从开始了照射时的第1帧至结束了照射时的储存帧后的1帧 即第2帧(参照图4的"2")为止的数据进行相加。
并且，例如，在第3帧(参照图4的"3")开始照射，且在第4帧(参 照图4的"4")结束了照射时，对从开始了照射时的第3帧至结束了照射 时的储存帧后的1帧即第5帧(参照图4的"5")为止的数据进行相加。
另夕卜，例如，当在第6帧(参照图4的"6")开始照射，且在第8帧 (参照图4的"8")结束了照射时，对从开始了照射时的第6帧至结束了 照射时的储存帧后的1帧即第9帧(参照图4的"9")为止的数据进行相 加。
图像处理部9 (参照图1)取得按照这样相加所得到的加算数据作为 照射所关联的多个储存帧数据，并将该储存帧数据作为X线图像。 (步骤S4)对X线图像进行补正
基于在步骤S1所得到的基准数据(偏置、增益、缺损映像)，进行在 步骤S4所得到的X线图像的补正。并且，也可以进行log变换等。将按 照这样所补正的X线图像输出显示在监视器13 (参照图1)或者输出印刷在打印机等(省略图示)上。
根据按照以上方式构成的本实施例，控制器10，为了从平板型X线
检测器(FPD) 3取出X线检测信号，进行控制以固定的规定时间(例如 133ms)而不与X线管2的照射时间对应进行PFD3中的X线检测信号的 储存。然后，按每1张图像读出在上述固定的规定时间进行了储存的X线 检测信号，得到多张图像的储存帧数据，从而控制摄像。另一方面，图像 处理部9，基于照射所关联的多个上述储存帧数据得到X线图像。作为储 存X线检测信号的时间即储存时间，为固定的规定时间，而不与照射时间 对应，仅以一种储存时间进行摄像。即使仅一种储存时间，也按每张图像 读出以固定的规定时间进行了储存的X线检测信号，得到多张图像的储存 帧数据，可基于照射所关联的多个储存帧数据得到放射线图像。因此，能 够以一种储存时间进行摄像或信号处理。另外，通过将储存时间设为一种 从而还取得能够縮短校准所需要的时间的效果。
另外，如本实施例，优选进行了X线检测信号的储存的固定的规定时 间即储存时间，与从FDP3读出X线检测信号的1张图像的读出时间相同。 如上述，已知若储存时间相对读出时间越长，则缺损像素增加的现象。因 此，通过使储存时间和读出时间相同，从而能够将缺损像素抑制在最小限 度。
在本实施例中，照射所关联的多个储存帧数据，为从开始照射时的储 存帧至结束了照射时的储存帧后的l帧。另外，基于对从开始了照射时的 储存帧起至结束了照射时的储存帧后的1帧为止的数据进行相加所得到的 相加数据，得到照射所关联的多个储存帧数据。在本实施例中，采用加算 数据其本身作为照射所关联的多个储存帧数据。另外，从加算数据中除以 帧数后的加算平均(相加平均)作为照射所关联的多个储存帧数据。
本发明并非限于上述实施方式，还能够如下述进行变形实施。
(1) 在上述实施例中，以如图1所示的X线透视摄影装置为例进行 了说明，但本发明还可以应用于例如设置成C型臂的X线透视装置。另 外，本发明还可以应用于X线CT装置。另外，本发明，对X线摄影装置 那样实际进行摄像时(而非透视摄影)特别有用。
(2) 在上述实施例中，以平板型X线检测器(FPD) 3为例进行了说
12明，但如果是通常采用的X线检测机构，则本发明能够应用。
(3) 在上述实施例中，虽然以检测X线的X线检测器为例进行了说
明，但本发明，如果是按照如ECT (Emission Computed Tomography)装
置那样对从投入了放射性同位素(RI)的被检测体放射的Y线进行检测的Y 线检测器所例示的那样，检测放射线的放射线检测器，则不会特别限定。 同样地，本发明，如果是如上述的ECT装置所例示那样，对放射线进行 检测以进行摄像的装置，则不会特别限定。
(4) 在上述实施例中，FPD3，虽然是具备放射线(实施例中的X线)
感应型的半导体，由放射线感应型的半导体将所入射的放射线直接变换成 电荷信号的直接变换型的检测器，但也可以是代替放射线感应型而具备光 感应型的半导体，并且具备闪烁器，通过闪烁器将所入射的放射线变换成 光，并通过光感应型的半导体将所变换后的光变换成电荷信号的间接变换 型的检测器。
(5) 在上述实施例中，虽然将储存时间和读出时间设为相同，但如 果是不考虑抑制缺损像素，则不一定需要使储存时间和读出时间相同。
1权利要求
1.一种放射线摄像装置，基于放射线检测信号得到放射线图像，其特征在于，具备放射线照射机构，其向被检测体照射放射线；和放射线检测机构，其对透射被检测体的放射线进行检测，上述装置，还具备摄像控制机构，其为了从上述放射线检测机构取出放射线检测信号，而进行控制以使不与上述放射线照射机构的照射时间相对应而以固定的规定时间进行放射线检测机构中的放射线检测信号的储存，并且按每张图像读出以上述固定的规定时间进行了储存的放射线检测信号，得到多张图像的储存帧数据，从而控制摄像；和放射线图像取得机构，其基于照射所关联的多个上述储存帧数据，得到放射线图像。
2. 根据权利要求l所述的放射线摄像装置，其特征在于， 进行了上述放射线检测信号的储存的上述固定的规定时间即储存时间，与从上述放射线检测机构读出上述放射线检测信号的一张图像的读出 时间相同。
3. 根据权利要求l所述的放射线摄像装置，其特征在于， 上述照射所关联的多个储存帧数据，为从开始了照射时的储存帧至结束了照射时的储存帧后的一帧。
4. 根据权利要求3所述的放射线摄像装置，其特征在于， 基于对从开始了上述照射时的储存帧至结束了上述照射时的储存帧后的一帧为止的数据进行相加所得到的加算数据，得到上述照射所关联的 多个储存帧数据。
5. —种放射线检测信号处理方法，取出对被检测体进行照射所检测 的放射线检测信号，并基于该所取出的放射线检测信号进行得到放射线图 像的信号处理，其特征在于，为了取出放射线检测信号，不与放射线的照射时间相对应而以固定的 规定时间进行放射线检测机构中的放射线检测信号的储存，按每一张图像 读出在该固定的规定时间进行了储存后的放射线检测信号，得到多张图像的储存帧图像，基于照射所关联的多个上述储存帧数据得到上述放射线图 像。
6. 根据权利要求5所述的放射线检测信号处理方法，其特征在于，进行了上述放射线检测信号的储存的上述固定的规定时伺即储存时 间，与从上述放射线检测机构读出上述放射线检测信号的一张图像的读出 时间相同。
7. 根据权利要求6所述的放射线检测信号处理方法，其特征在于， 上述照射所关联的多个储存帧数据，为从开始了照射时的储存帧至结束了照射时的储存帧后的一帧。
8. 根据权利要求7所述的放射线检测信号处理方法，其特征在于， 基于对从开始了上述照射时的储存帧至结束了上述照射时的储存帧后的一帧为止的数据进行相加所得到的加算数据，得到上述照射所关联的 多个储存帧数据。
全文摘要
本发明提供一种放射线摄像装置，储存X线检测信号的时间即储存时间，是固定的规定时间而非对应于照射时间，仅以一种储存时间进行摄像。即使仅采用一种储存时间，也能按每张图像读出以固定的规定时间进行储存的X线检测信号，得到多张图像的储存帧数据，并基于照射所关联的多个储存帧数据得到X线图像。因此，能够以一种储存时间进行摄像或信号处理。
文档编号G03B42/02GK101558638SQ20068005659
公开日2009年10月14日 申请日期2006年12月12日 优先权日2006年12月12日
发明者冈村升一 申请人:株式会社岛津制作所