数字放射摄影探测器图像读出过程的制作方法
【专利说明】数字放射摄影探测器图像读出过程
[0001]本发明的领域
[0002]本发明大体上涉及医学成像的领域，且具体而言涉及数字放射摄影成像，且更确切地说，涉及用于增强数字放射摄影探测器的图像读出操作的信号完整性的设备和方法。
[0003]本发明的
【背景技术】
[0004]固定和移动的放射摄影成像设备用于医疗设施中以捕获X射线探测器上的X射线图像。此类医学X射线图像可使用例如放射摄影探测器中的计算放射摄影(CR)和数字放射摄影(DR)等的各种技术来捕获。
[0005]相关技术DR成像面板使用布置成行乘列矩阵的个别传感器的阵列从闪烁体中采集图像数据，所述矩阵中的每个传感器提供单个像素的图像数据。每个像素通常包含如本领域中通常已知的可通过共面或垂直集成的方式制造的光电传感器和开关元件。在这些成像装置中，氢化非晶硅(a_S1:H)通常用于形成每个像素所需的光电二极管和薄膜晶体管开关。在一个已知的成像布置中，前平面包含光敏元件的阵列并且后平面包含薄膜晶体管(TFT)开关的阵列。
[0006]然而，尤其在通过设计用于与a-SiDR探测器合作的X射线设备获得医学X射线图像时，需要改进所述医学X射线图像的一致性和质量。还需要在无需延迟X射线曝光直到准备好DR探测器的情况下探测X射线曝光事件，例如，具有链接到X射线源控制电子装置并且离开X射线源控制电子装置的外部硬件连接。此外，需要在起始X射线曝光和成像读出操作之前探测由附近的低频磁场源产生的外来信号。
[0007]本发明的简要描述
[0008]有利的是，提供一种用于在执行X射线曝光和成像读出操作之前探测图像读出电路附近的外来低频磁场的方法和设备。这种能力提供以下益处:使DR系统的操作员警惕这种噪声状况并且最小化对患者的辐射曝光，所述辐射曝光会产生不符合临床诊断标准的DR图像。还将有利的是，提供一种用于清除在图像读出过程与X射线束曝光同时运行或重叠时产生的图像伪影的方法。
[0009]在一个实施方案中，公开一种区域X射线探测器，其包括布置成行和列的多个可充电光敏单元。电路或电荷积分器通过可控行选择开关附接到每列中的单元以提供传递到每列中的单元的电荷读数。采集控制电子电路被编程以在读出单元行中的每一者期间一次一行地采集第一部分曝光的图像信号，对当前行的第一扫描包含使用电路测量传递到行中的每个单元的总电荷，重设电路;借助于电路恢复当前行中的每个单元的电荷;在读出单元行中的每一者期间一次一行地采集第一空图像信号；以及采集对当前行的第二扫描，所述第二扫描包含借助于电路测量传递到行中的每个单元的总电荷以及重设电路。
[0010]在另一实施方案中，公开一种操作区域X射线探测器的方法，所述区域X射线探测器包含布置成行和列的多个可充电光敏像素，其中电荷积分器电路附接到每列中的像素以提供传递到每列中的像素的电荷读数。所述方法包括在对一部分像素的行中的每一者的双重扫描期间一次一行地采集一对信号。所述双重扫描包括对每行的第一扫描，所述第一扫描包含在第一预定时间段内启用当前行的像素;借助于电荷积分器电路测量传递到行中的每个像素的总电荷;输出总电荷以形成一行第一部分图像信号；以及重设电荷积分器电路和当前行的像素。对每行的第二扫描包含停用当前行的像素;借助于电荷积分器电路测量传递到当前行中的所述每个像素的每个列的电荷;输出传递到所述每个单元的每个列的电荷以形成空图像信号；以及重设电荷积分器电路。
[0011]在另一实施方案中，计算机实施的方法包括在二维像素阵列中扫描电荷电平；以及将所扫描像素的电荷电平记录在电子存储器的第一部分中。在扫描步骤期间将二维像素阵列曝光于放射摄影辐射中，这将在像素阵列中产生电荷，使得扫描引起所扫描像素的第一子集中的至少一者具有部分图像电荷。所扫描像素的第二子集具有全图像电荷。重新扫描像素并且将像素记录在电子存储器的第二部分中，并且随后计算记录在电子存储器的第一部分中的电荷以及记录在电子存储器的第二部分中的电荷的总和。在实践DR成像系统和方法的一些所公开实施方案时可实现的优点是通过校正由外来磁场引起的伪影改进DR图像的读出。
[0012]本发明的此简要描述仅意图根据一个或多个说明性实施方案提供本文所公开的主题的简单概述，并且不用作解释权利要求书或界定或限制本发明的范围的指导，本发明的范围仅由所附权利要求书界定。进一步提供此简要描述以引入下文在【具体实施方式】中描述的简化形式的概念的说明性选择，并且未意图识别所主张的主题的关键特征或基本特征，也未意图用作对确定所主张的主题的范围的协助。所主张的主题不限于解决【背景技术】中所提及的任何或所有缺点的实施。
[0013]附图简述
[0014]因此通过可以理解本发明的特征的方式，参考某些实施方案公开本发明的详细描述，附图中图解一些实施方案。然而，应注意，附图仅图解本发明的某些实施方案并且因此不视为限制本发明的范围，因为本发明的范围涵盖其它等效的实施方案。例如，上述概括描述并非意图描述其元件不可互换的个别单独的实施方案。事实上，关于特定实施方案描述的许多元件可与其它所描述的实施方案的元件一起使用并且可能与所述元件互换。可在不脱离本发明的精神的情况下在本发明的范围内作出多种改变和修改，并且本发明包含所有此类修改。以下附图并未意图关于相对大小、角度关系、相对位置或时序关系按任何精确比例绘制，也未意图关于所需实施的可互换性、替换或表示按任何组合关系绘制。在附图中，相同编号用于指示各个视图中的相同部分。因此，为了进一步理解本发明，通过结合附图的阅读，可参考以下详细描述，在附图中:
[0015]图1是示范性放射摄影成像系统的透视图。
[0016]图2是用于图1的示范性放射摄影成像系统中的DR探测器的示范性成像阵列的一部分的示意图。
[0017]图3示出示范性便携式无线DR探测器的透视图。
[0018]图4是沿图3的便携式无线DR探测器的截面线A-A的示范性截面图。
[0019]图5是示出示范性像素单元和选定构成组件的图。
[0020]图6A-B图解示出外来信号的产生的示范性像素单元。
[0021]图7是示出用于DR探测器中的图像读出操作的示范性读出过程的图。
[0022]图8是示出使用DR探测器的交错空行读取过程的示范性图像读出过程的图。
[0023]图9是示出由示范性图像读出程序产生的示范性波形和图像集的图。
[0024]图10至11图解使用两个图像数据集的示范性重构。
【具体实施方式】
[0025]在由DR探测器执行的成像读出操作期间，可存在不需要的外来信号，所述外来信号通过在最终处理图像数据时引入产生降级图像质量的数据误差而影响DR探测器的读出操作。外来信号可源自探测器外部的噪声源或探测器外壳内的源。如果图像读出与X射线源的激活同时发生，则还可在读出操作期间产生外来信号。外来磁场可由DR系统和成像室中的相关设备产生，所述外来磁场可在读出电路中或光电传感器阵列中的像素上引起寄生效应。
[0026]通常发现干扰DR探测器图像读出操作的一种类型的外部外来信号由在约I千赫直到数百千赫的范围内的低频磁场产生。这些磁场可由非常接近DR探测器的电气设备产生。通常，诱发磁场的这些噪声由例如发出磁通量的电感器或AC电动机等组件产生。另一外来噪声源包含产生高电压的电源。与DR探测器一起使用的自动曝光控制硬件通常需要这些电源。
[0027]影响DR探测器的操作的外来噪声发现经由DR探测器的像素阵列内在的寄生电容进入DR探测器中的入口点。可在X射线源在由操作者预定和配置的固定曝光周期内将患者和探测器曝光于X射线辐射中之后执行DR探测器的读出操作。与X射线源“接通时间”同时的对应DR探测器积分周期可被配置成在关闭X射线源之后终止，因为图像读出过程通常在DR探测器积分周期之后发生。在X射线源曝光周期期间发生的一部分图像读出过程易受由X射线源引起的噪声信号的影响。
[0028]在某些情况下可能需要与X射线曝光同时地执行图像读出。在这种情况下，可在X射线源曝光过程开始之前起始从DR探测器的图像读出。图像读出过程可持续进行，直到采集和存储所有图像帧为止。
[0029]可通过与读出过程同时运行的图像处理软件探测X射线曝光的开始，其中图像处理软件测试每个读出图像行的增强的信号强度。在探测到X射线束曝光开始之后，继续逐行图像读出直到信号电平返回到约零的预曝光电平为止。在X射线束曝光周期结束之后，图像读出过程继续至少又一个图像读出循环以获得称为暗像或滞后图像的最终“无图像”数据帧(未曝光)，所述无图像数据帧用于调整和校正先前的图像数据帧。当所有校正后的图像帧