專利名稱：輻射照相設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種輻射(radiographic)照相設(shè)備和利用輻射檢測器獲取運(yùn)動和靜止圖像的方法，所述輻射檢測器檢測穿過對象的輻射，并且將檢測到的輻射轉(zhuǎn)換為攜帶圖像信息的信號電荷。
背景技術(shù)：
在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域已經(jīng)廣泛地使用了輻射圖像捕獲系統(tǒng)，輻射圖像捕獲系統(tǒng)將輻射施加至對象，并且將穿過對象的輻射導(dǎo)引至輻射檢測器，輻射檢測器根據(jù)輻射來捕獲對象的輻射圖像信息。已知形式的輻射檢測器面板包括常規(guī)的輻射膠片，用于通過曝光記錄輻射圖像；以及可激勵熒光板，用于在熒光體中存儲表示輻射圖像信息的輻射能量，并且用于通過向熒光體施加激勵光來將輻射圖像信息再現(xiàn)為受激勵的光。將其中記錄有輻射圖像信息的輻射膠片提供給顯影設(shè)備來顯影輻射圖像信息。可選地，將可激勵熒光板提供給讀取設(shè)備， 讀取設(shè)備將輻射圖像讀取為可視圖像。在外科手術(shù)、造影增強(qiáng)成像過程或者骨折治療期間，為了迅速正確地治療患者，需要在已捕獲輻射圖像信息之后立即從輻射檢測器讀取輻射圖像信息。作為滿足這種要求的輻射檢測器，已經(jīng)研發(fā)了具有固態(tài)檢測器(也稱作像素)的輻射檢測器(稱作平板檢測器 FPD)，用于輻射直接轉(zhuǎn)換為電信號、或者將已經(jīng)通過閃爍器(scintillator)從輻射轉(zhuǎn)換的可見光轉(zhuǎn)換為電信號。如日本未審專利公開No. 2000192598中所公開的，將研發(fā)的輻射檢測器用于在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中捕獲運(yùn)動圖像(放射鏡圖像)和靜止圖像(普通圖像)。運(yùn)動圖像用于血管造影術(shù)設(shè)備和骨折治療的觀察中，靜止圖像用于執(zhí)行目標(biāo)身體區(qū)域的精確圖像診斷。存在一些特定的示例在捕獲人體區(qū)域的運(yùn)動圖像的同時，需要捕獲人體區(qū)域的靜止圖像，以便執(zhí)行精確的觀察和診斷。日本未審專利公開No. 2000-292598公開了一種輻射照相設(shè)備，該輻射照相設(shè)備在以低強(qiáng)度水平向?qū)ο筮B續(xù)施加X射線的同時，以連續(xù)的幀間隔tl(tl = 1/30[秒])，捕獲對象的運(yùn)動圖像。然后，輻射照相設(shè)備在給定的時間t2(t2 = 2Xtl)上停止施加X射線，隨后在非常短的時間tshortUshort << tl)上，在以大約為所述低強(qiáng)度水平的10倍的強(qiáng)度水平上施加X射線同時捕獲靜止圖像。然后，輻射照相設(shè)備在給定的時間t3(t3 = 3 X tl-tshort)上停止施加X射線，隨后在所述低強(qiáng)度水平上向?qū)ο筮B續(xù)施加X射線的同時以連續(xù)的幀間隔tl捕獲運(yùn)動圖像。日本未審專利公開No. 2000-292598記載了當(dāng)控制輻射照相設(shè)備如上所述操作時，在捕獲了運(yùn)動圖像之后捕獲的靜止圖像不包含運(yùn)動圖像的重影，并且在捕獲了靜止圖像之后捕獲的運(yùn)動圖像不包含靜止圖像的重影。當(dāng)在運(yùn)動圖像之間捕獲靜止圖像時，需要定義在捕獲運(yùn)動圖像時將X射線存儲在輻射檢測器的像素中的存儲時間以及在捕獲運(yùn)動圖像的同時從像素讀取所存儲的X射線的讀取時間。還需要定義在捕獲靜止圖像時將X射線存儲在像素中的存儲時間以及從像素讀取所存儲的X射線的讀取時間。然而在日本未審專利公開No. 2000192598中并沒有定義這些存儲和讀取時間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種輻射照相設(shè)備和方法，用于相繼地獲取運(yùn)動圖像，并且也用于通過重復(fù)地捕獲運(yùn)動圖像、靜止圖像和運(yùn)動圖像，來與輻射照相圖像的捕獲同步地在運(yùn)動圖像之間獲取高質(zhì)量的靜止圖像。根據(jù)本發(fā)明，提出了一種輻射照相設(shè)備，包括輻射檢測器，具有排列成行和列的像素的矩陣，用于將輻射轉(zhuǎn)換為信號電荷，存儲所述信號電荷，以及輸出所存儲的信號電荷作為運(yùn)動圖像信號或靜止圖像信號；以及檢測器控制器，通過控制至少存儲時間段和讀出時間段，將所述輻射檢測器切換到運(yùn)動圖像捕獲模式或靜止圖像捕獲模式，其中，在所述存儲時間段期間，將輻射轉(zhuǎn)換為信號電荷并且存儲所述信號電荷，在所述讀出時間段期間，讀取所存儲的信號電荷，其中所述檢測器控制器控制用于獲取靜止圖像信號的時序，使得在所述檢測器控制器在運(yùn)動圖像捕獲模式的周期期間從所述輻射檢測器獲取運(yùn)動圖像信號時，獲取靜止圖像信號的情況下，針對靜止圖像信號的存儲時間段和讀出時間段之和是運(yùn)動圖像捕獲模式的周期的整數(shù)倍?？刂朴糜讷@取靜止圖像信號的時序，使得在檢測器控制器在運(yùn)動圖像捕獲模式的周期期間從輻射檢測器獲取運(yùn)動圖像信號時，獲取靜止圖像信號的情況下，對于靜止圖像信號的存儲時間段和讀出時間段之和是運(yùn)動圖像捕獲模式的周期的整數(shù)倍。因此通過重復(fù)地獲取運(yùn)動圖像、靜止圖像和運(yùn)動圖像，在相繼獲取運(yùn)動圖像時，與獲取輻射照相圖像同步地在運(yùn)動圖像之間獲取高質(zhì)量的靜止圖像。檢測器控制器可以根據(jù)裝倉過程(binning process)獲取運(yùn)動圖像信號，使得可以獲取具有高S/N比的運(yùn)動圖像。輻射照相設(shè)備還可以包括顯示設(shè)備，用于同時顯示基于運(yùn)動圖像信號的運(yùn)動圖像和基于靜止圖像信號的靜止圖像。因此，可以在顯示器上同時觀察到運(yùn)動圖像和靜止圖像。根據(jù)本發(fā)明，還提出了一種輻射照相方法，由檢測器控制器執(zhí)行，輻射檢測器具有排列成行和列的像素的矩陣，用于將輻射轉(zhuǎn)換為信號電荷，存儲所述信號電荷，以及輸出所存儲的信號電荷作為運(yùn)動圖像信號或靜止圖像信號，檢測器控制器通過控制至少存儲時間段和讀出時間段，將所述輻射檢測器切換到運(yùn)動圖像捕獲模式或靜止圖像捕獲模式，其中在所述存儲時間段期間，將輻射轉(zhuǎn)換為信號電荷并且存儲所述信號電荷，在所述讀出時間段期間，讀取所存儲的信號電荷，所述輻射照相方法包括以下步驟在所述檢測器控制器在運(yùn)動圖像捕獲模式的周期期間從所述輻射檢測器獲取運(yùn)動圖像信號時，獲取靜止圖像信號的情況下，將針對靜止圖像信號的存儲時間段和讀出時間段之和設(shè)置為運(yùn)動圖像捕獲模式的周期的整數(shù)倍；以及在如下周期中控制用于獲取靜止圖像信號的時序該周期是運(yùn)動圖像捕獲模式的周期的整數(shù)倍。如上所述，在檢測器控制器在運(yùn)動圖像捕獲模式的周期期間從所述輻射檢測器獲取運(yùn)動圖像信號時，獲取靜止圖像信號的情況下，將靜止圖像信號的存儲時間段和讀出時間段之和設(shè)置為運(yùn)動圖像捕獲模式的周期的整數(shù)倍。另外，在一周期中控制獲取靜止圖像信號的時序，該周期是是運(yùn)動圖像捕獲模式的周期的整數(shù)倍。因此，通過重復(fù)地捕獲運(yùn)動圖像、靜止圖像和運(yùn)動圖像，可以在相繼地獲取運(yùn)動圖像時，與捕獲輻射照相圖像同步地在運(yùn)動圖像之間獲取高質(zhì)量的靜止圖像。根據(jù)本發(fā)明，如上所述，通過重復(fù)地捕獲運(yùn)動圖像、靜止圖像和運(yùn)動圖像，可以在相繼地獲取運(yùn)動圖像時，與捕獲輻射照相圖像同步地在運(yùn)動圖像之間獲取高質(zhì)量的靜止圖像。當(dāng)結(jié)合作為說明性示例示出了本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的附圖進(jìn)行的以下詳細(xì)描述，本發(fā)明的以上和其他目的、特征和優(yōu)勢將變得清楚明白。


圖1是結(jié)合了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的輻射照相設(shè)備的輻射照相系統(tǒng)的總體布置的示意圖；圖2是輻射照相系統(tǒng)的框圖；圖3是示出了輻射檢測設(shè)備的電路布置的框圖；圖4A是裝倉單元在執(zhí)行裝倉過程時的電路圖；圖4B是裝倉單元在執(zhí)行非裝倉過程時的電路圖；圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于捕獲運(yùn)動圖像和靜止圖像的時序之間的關(guān)系的時序圖；圖6是運(yùn)動圖像捕獲模式的時序圖；圖7是靜止圖像捕獲模式的時序圖；以及
圖8是示出了顯示設(shè)備上的各種顯示圖案的圖。
具體實(shí)施例方式下面將參考附圖詳細(xì)描述結(jié)合了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的輻射照相設(shè)備的輻射照相系統(tǒng)。圖1示出了結(jié)合了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的輻射照相設(shè)備的輻射照相系統(tǒng)10的總體結(jié)構(gòu)。圖2是圖1所示的輻射照相系統(tǒng)10的框圖。如圖1和圖2所示，典型地安裝到醫(yī)院中使用輻射X捕獲受檢查者的輻射照相圖像的腔室中的輻射照相系統(tǒng)10包括輻射源14，容納于管子支持器15中，用于根據(jù)圖像捕獲條件，以具有一定劑量的輻射X照射受檢查者(對象、患者)12 ；輻射檢測設(shè)備18，具有輻射檢測器16{FPD (平板檢測器)平面檢測器}，用于檢測穿過受檢查者12的輻射X ；顯示設(shè)備20，用于基于由輻射檢測設(shè)備18檢測到的輻射X來顯示輻射照相圖像；圖像捕獲控制設(shè)備(控制臺)22，用于整體上控制輻射照相設(shè)備10 ；以及致動機(jī)構(gòu)23(圖1中未示出)， 用于在圖像捕獲控制設(shè)備22的控制下，通過諸如電機(jī)之類的致動器，來移動管子支持器15 和輻射檢測設(shè)備18。致動機(jī)構(gòu)23沿垂直方向(即，由箭頭Z表示的方向)移動管子支持器 15。圖像捕獲條件是用于確定管子電壓、管子電流、照射時間等的條件，以這些管子電壓、管子電流、照射時間等，向受檢查者12的待成像區(qū)域施加具有合適劑量的輻射X。例如， 這種圖像捕獲條件包括待成像區(qū)域、諸如運(yùn)動圖像捕獲模式、靜止圖像捕獲模式等的圖像捕獲過程。
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如圖2所示，輻射檢測設(shè)備18包括輻射檢測器16、檢測器控制器46、存儲單元(圖像存儲器)82和電池(為示出)。輻射源14、輻射檢測設(shè)備18、顯示設(shè)備20和致動機(jī)構(gòu)23通過無線或有線通信鏈路與圖像捕獲控制設(shè)備22相連，使得能夠在其間交換信號。如圖1所示，輻射源14與從天花板11延伸的可伸縮臂M相連。當(dāng)捕獲受檢查者 12的輻射照相圖像時，在操作者27操作圖像捕獲控制設(shè)備22的輸入單元86時，可伸縮臂 M可以通過致動機(jī)構(gòu)23垂直地伸展或收縮至與受檢查者12的待成像區(qū)域相對應(yīng)的期望位置。操作者27可以是醫(yī)生、放射線技師等。輸入單元86包括控制桿，例如操縱桿、開關(guān)、鍵盤、鼠標(biāo)等等。輸入單元86由操作者27操作，以在運(yùn)動圖像捕獲模式和靜止圖像捕獲模式之間切換，以及在顯示設(shè)備20上的顯示圖案之間改變。顯示設(shè)備20與從天花板11延伸的通用臂沈相連。可以手動地或者通過致動機(jī)構(gòu)將顯示設(shè)備20移動或者旋轉(zhuǎn)至操作者27可以容易地觀察并且確認(rèn)在顯示設(shè)備20上顯示的輻射照相圖像的位置。輻射檢測設(shè)備18包括圖像捕獲臺28，其上放置受檢查者12 ；支撐柱30，垂直安裝在圖像捕獲臺觀上；導(dǎo)軌32，放置在支撐柱30上并且沿支撐柱30延伸；輻射檢測單元 34，垂直并且可移動地安裝在導(dǎo)軌32上；以及屏幕35，垂直地安裝在圖像捕獲臺觀上，并提供垂直表面，受檢查者12可以保持為抵靠該垂直表面。輻射檢測單元34中容納輻射檢測器16。圖3示出了輻射檢測器16的電路布置的框圖。如圖3所示，輻射檢測器16包括 排列成行和列的薄膜晶體管(TFT)52的矩陣；以及光電轉(zhuǎn)換層51，由諸如非晶硒(a-se)之類的材料構(gòu)成，用于檢測輻射X并且依據(jù)所檢測的輻射X來產(chǎn)生電荷。光電轉(zhuǎn)換層51設(shè)置在TFT陣列52上。在已經(jīng)將光電轉(zhuǎn)換層51所產(chǎn)生的電荷存儲在存儲電容器(存儲部件)53 中之后，相繼地導(dǎo)通TFT 52的行，以讀取所存儲的電荷作為圖像信號。在圖3中，只示出了一個像素50的細(xì)節(jié)，其包括光電轉(zhuǎn)換層51和一個存儲電容器53;以及像素50和一個TFT 52之間的連接。省略了對于其他像素50的細(xì)節(jié)的圖示。為了便于理解輻射檢測器16的操作時序，將輻射檢測器16示出為包括4X4個像素50。然而實(shí)際上輻射檢測器16包括一百萬到兩百萬個像素。分別與像素50相連的TFT 52與平行于各個行而延伸的柵極線M以及平行于各個列而延伸的信號線56相連。柵極線M與行掃描驅(qū)動器58相連，信號線56通過讀取電路與多路復(fù)用器66相連，所述讀取電路包括可變增益預(yù)放大器(電荷放大器)102、裝倉單元104、具有可切換低通頻率的LPF(低通濾波器)106和⑶S(相關(guān)雙采樣器)108。每一個可變增益預(yù)放大器102包括運(yùn)算放大器110，具有接地的正輸入端子；電容器112，連接在運(yùn)算放大器110的負(fù)輸入端子和輸出端子之間；開關(guān)116和電容器114，與電容器112并聯(lián)連接在運(yùn)算放大器110的負(fù)輸入端子和輸出端子之間；以及復(fù)位開關(guān)118， 與開關(guān)116以及電容器并聯(lián)連接在運(yùn)算放大器110的負(fù)輸入端子和輸出端子之間?？刂崎_關(guān)116，以通過增益控制器120將開關(guān)116關(guān)斷和接通?？刂茝?fù)位開關(guān)118，以通過檢測器控制器46將復(fù)位開關(guān)118關(guān)斷和接通。每一個裝倉單元104包括開關(guān)124，連接在相鄰的通信線之間；以及開關(guān)122、 126，分別與相鄰的通信線相連?？刂崎_關(guān)124、122、126，以通過裝倉控制器128將開關(guān)124、122,126關(guān)斷和接通。為了在運(yùn)動圖像捕獲模式下讀取圖像信號，開關(guān)124、122、126操作為在每一個裝倉單元104中提供裝倉連接，如圖4A所示。利用這種裝倉連接，每一個裝倉單元104操作于裝倉過程中。為了在靜止圖像捕獲模式下讀取圖像信號，開關(guān)124、122、1沈操作為在每一個裝倉單元104中提供正常連接，如圖4B所示。在正常連接下，每一個裝倉單元104操作于非裝倉過程中。在圖3中，每一個LPF 106包括電阻器130 ；另一電阻器133，與電阻器130串聯(lián)連接；電容器134，連接在電阻器133遠(yuǎn)離電阻器130的一端和地之間；以及開關(guān)132，連接在電阻器130兩端，用于將電阻器130分路。控制開關(guān)132，以通過可變LPF控制器136將開關(guān)132關(guān)斷和接通。每一個⑶S 108包括第一采樣和保持電路138，用于對信號電荷的殘余分量(噪聲分量)進(jìn)行采樣/保持；第二采樣和保持電路140，用于對信號電荷(噪聲分量+信號分量)進(jìn)行采樣/保持；以及差分放大器142，用于輸出電壓信號，所述電壓信號是無噪聲分量的，并且代表只指示信號分量的信號電荷。由CDS控制器144控制第一和第二采樣和保持電路138、140的采樣時序。從行掃描驅(qū)動器58向柵極線M供應(yīng)控制信號Von (時鐘脈沖φ 1，φ 2，Φ 3，Φ 4) 和Voff，以導(dǎo)通和截止TFT 52的行。行掃描驅(qū)動器58包括多個開關(guān)SW1，用于選擇柵極線M ；以及地址解碼器60，用于輸出選擇信號以一次選擇所述開關(guān)SWl之一。檢測器控制器46向地址解碼器60提供地址信號。向信號線56提供電荷，所述電荷經(jīng)由TFT 52的列存儲在相應(yīng)的像素50的存儲電容器53中。由讀取電路(即可變增益預(yù)放大器102、裝倉單元104、LPF 106和⑶S 108)將電荷轉(zhuǎn)換為電壓信號，將電壓信號提供給多路復(fù)用器66。多路復(fù)用器66包括多個開關(guān)SW2，用于在信號線56中進(jìn)行選擇；以及地址解碼器68，用于輸出選擇信號，以一次選擇所述開關(guān)SW2之一。檢測器控制器46向地址解碼器 68提供地址信號。多路復(fù)用器66具有與A/D轉(zhuǎn)換器70相連的輸出端子，通過檢測器控制器46控制 A/D轉(zhuǎn)換器70的轉(zhuǎn)換時序。A/D轉(zhuǎn)換器70將來自CDS 108的電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，所述數(shù)字信號表示由輻射檢測器16產(chǎn)生的輻射照相圖像數(shù)據(jù)。數(shù)字信號作為輻射照相圖像數(shù)據(jù)存儲在存儲單元82中，存儲單元82與輻射檢測器16 —體地關(guān)聯(lián)。用作開關(guān)元件的TFT 52可以與諸如CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)圖像傳感器之類的另一成像設(shè)備組合。TFT 52可以用CXD(電荷耦合器件)圖像傳感器來代替，所述 CCD圖像傳感器將電荷偏移并且與偏移脈沖一起傳送電荷，這對應(yīng)于用于TFT的柵極信號。在圖2中，圖像捕獲控制設(shè)備22與放射信息系統(tǒng)(RIS)29(未示出)相連，所述 RIS通常管理在醫(yī)院的放射科中處理的輻射照相圖像信息和其他信息。RIS四與醫(yī)院信息系統(tǒng)(HIS) 33相連，所述HIS通常管理醫(yī)院中的醫(yī)療信息。輻射源14包括X射線管76，用于發(fā)射輻射X ；以及輻射源控制器80，用于控制輻射X的劑量(強(qiáng)度)和照射時序。實(shí)際上，由檢測器控制器46和圖像捕獲控制器90，在給定的照射時序上控制輻射源控制器80。當(dāng)輻射源14的輻射源控制器80檢測到已經(jīng)接通圖像捕獲開關(guān)74時，輻射源控制器80激勵X射線管76，基于從圖像捕獲控制設(shè)備22提供的圖像捕獲條件來發(fā)射輻射X。除了輻射檢測器16之外，輻射檢測設(shè)備18還包括檢測器控制器46和存儲單元 82。檢測器控制器46獲取由輻射檢測器16產(chǎn)生的輻射照相圖像數(shù)據(jù)，并且將所獲取的輻射照相圖像數(shù)據(jù)存儲在存儲單元82中。圖像捕獲控制設(shè)備22包括輸入單元86、圖像捕獲開關(guān)74、圖像捕獲控制器90、存儲單元94和顯示單元96。緊接在執(zhí)行了圖像捕獲過程之后，將在輻射檢測設(shè)備18的存儲單元82中存儲的輻射照相圖像數(shù)據(jù)傳送到圖像捕獲控制設(shè)備22的存儲單元94。然后根據(jù)預(yù)定的圖像處理過程由所述圖像捕獲控制器90處理所述輻射照相圖像。將已處理的輻射照相圖像數(shù)據(jù)提供給顯示設(shè)備20，顯示設(shè)備20基于輻射照相圖像數(shù)據(jù)，將受檢查者12的身體區(qū)域的輻射照相圖像顯示為運(yùn)動圖像或靜止圖像。根據(jù)該實(shí)施例的輻射照相系統(tǒng)10是基本上如上所述構(gòu)建的。接下來將描述輻射照相系統(tǒng)10的操作。圖像捕獲控制設(shè)備22監(jiān)視是否經(jīng)由RIS 29向圖像捕獲控制設(shè)備22提供圖像捕獲命令。當(dāng)將包括受檢查者信息的圖像捕獲命令(圖像捕獲條件)提供給圖像捕獲控制設(shè)備22時，顯示單元96顯示所述圖像捕獲命令。圖像捕獲控制器90選擇與圖像捕獲命令相對應(yīng)的圖像捕獲菜單(例如，表示捕獲所有下肢的圖像的圖像捕獲條件)。圖像捕獲控制器90控制致動機(jī)構(gòu)23，以便將輻射源14移動到與圖像捕獲菜單相對應(yīng)的位置。操作者27將受檢查者12放置到圖像捕獲臺觀上，將受檢查者12抵靠在屏幕35 上，并且用緊固帶將受檢查者12固定到屏幕35上。然后根據(jù)圖像捕獲條件，操作者27操作輸入單元86來選擇運(yùn)動圖像捕獲模式和靜止圖像捕獲模式之一，并且接通圖像捕獲開關(guān)74。隨后，根據(jù)圖像捕獲條件激勵X射線管 76以向受檢查者12施加輻射X。由輻射檢測器16的像素50檢測已經(jīng)穿過受檢查者12的輻射X。當(dāng)完成輻射X的施加時，從像素50讀取電荷，并且由A/D轉(zhuǎn)換器70將其轉(zhuǎn)換為表示數(shù)字輻射照相圖像數(shù)據(jù)的數(shù)字信號，將其存儲在存儲單元82中。 下面將參考圖5至圖7所示的時序圖來描述運(yùn)動圖像捕獲模式和靜止圖像捕獲模式的操作時序。[運(yùn)動圖像捕獲模式和靜止圖像捕獲模式的概述]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于捕獲運(yùn)動圖像和靜止圖像的時序之間的關(guān)系。圖5示出了用于確定圖像捕獲時序的時鐘信號CK。時鐘信號CK具有用作運(yùn)動圖像捕獲模式周期(也稱作時鐘周期)Tck= 1/30[sec] =33.3[ms]的周期。因此，輻射照相系統(tǒng)10能夠在運(yùn)動圖像捕獲模式下每秒鐘捕獲30幀?？蛇x的，輻射照相系統(tǒng)10可以在運(yùn)動圖像捕獲模式下每秒鐘捕獲10或100幀圖像。時鐘周期Tck與視頻信號的垂直同步頻率上的周期相對應(yīng)。在圖5中，時間t0至t4用作捕獲運(yùn)動圖像的時間段，時間t4至?xí)r間偽用作捕獲
8靜止圖像的時間段，時間偽至t9用作捕獲運(yùn)動圖像的時間段，時間t9至?xí)r間tl5用作捕獲靜止圖像的時間段，時間tl5至tl7用作捕獲運(yùn)動圖像的時間段。當(dāng)輸入單元86初始輸入運(yùn)動圖像捕獲模式的指令時，在運(yùn)動圖像捕獲模式下從時間t0至?xí)r間t4捕獲4幀運(yùn)動圖像。如果輸入單元86在直至?xí)r間t4的時間段期間輸入靜止圖像捕獲模式的指令，并且如果所述指令指示的靜止圖像捕獲時間段Tsi為Tsi = 4XTck，那么從時間t4到時間偽捕獲靜止圖像。在時間偽，靜止圖像捕獲模式自動地改變回到運(yùn)動圖像捕獲模式。如果輸入單元86在直至?xí)r間t9的時間段期間輸入靜止圖像捕獲模式的指令，并且如果所述指令指示的靜止圖像捕獲時間段Tsi是Tsi = 6XTck，那么在從時間偽至?xí)r間 tl5的靜止圖像捕獲時間段期間捕獲靜止圖像。在時間tl5，靜止圖像捕獲模式自動地改變回到運(yùn)動圖像捕獲模式。靜止圖像捕獲時間段Tsi由存儲時間段Tst和讀出時間段Trd之和(Tsi = Tst+Trd)來表示。因?yàn)閷㈧o止圖像捕獲時間段Tsi設(shè)置為運(yùn)動圖像捕獲模式周期Tck(存儲時間段Ts+讀出時間段Tr)的整數(shù)倍，所以通過重復(fù)地捕獲運(yùn)動圖像(從時間t0至?xí)r間 t4，或者從時間偽至?xí)r間t9)、靜止圖像(從時間t4至?xí)r間t8，或者從時間t9至?xí)r間tl5) 和運(yùn)動圖像(從時間偽至?xí)r間t9，或者從時間tl5至?xí)r間tl7)，同步地捕獲輻射照相圖像。在相繼地獲取運(yùn)動圖像時，可以在運(yùn)動圖像之間獲取高質(zhì)量的靜止圖像，這些靜止圖像是在比運(yùn)動圖像的存儲時間Ts長的存儲時間段Tst期間捕獲的。在比存儲時間段Ts和根據(jù)存儲時序ST的存儲時間段Tst稍短的給定時間段上向受檢查者12施加輻射X。在隨后的讀出時間段Tr和讀出時間段Trd上不向受檢查者12施加輻射X。以與存儲時序ST同步地控制的照射時序，來施加輻射X。在靜止圖像捕獲模式期間施加的輻射X的劑量至少是在運(yùn)動圖像捕獲模式期間施加的輻射X的劑量的兩倍。通常，在靜止圖像捕獲模式中施加的輻射X的劑量具有較高水平，即至少是運(yùn)動圖像捕獲模式期間施加的輻射X的劑量的10倍。將用于存儲運(yùn)動圖像的存儲時間段Ts設(shè)置為約1至5 [ms]，而將用于存儲靜止圖像的存儲時間段iTst設(shè)置為約20至500 [ms]。依據(jù)面板尺寸和像素的個數(shù)來確定讀出時間段Tr、Trd0如果面板尺寸是半尺寸 (17英寸X 14英寸)，則用于讀取運(yùn)動圖像的讀出時間段Tr設(shè)置為約觀[ms]，并且將用于讀取靜止圖像的讀出時間段iTrd設(shè)置為約180 [ms]。[運(yùn)動圖像捕獲模式]當(dāng)時間t0之前在圖像捕獲控制設(shè)備22的輸入單元86上選擇運(yùn)動圖像捕獲模式時，檢測器控制器46和裝倉控制器1 控制裝倉單元104，以操作于圖4A所示的裝倉過程。 同時，因?yàn)樗┘拥妮椛鋁的劑量在運(yùn)動圖像捕獲模式下相對較小，所以增益控制器120接通開關(guān)116以便增加可變增益預(yù)放大器102的增益。由于復(fù)位信號RT的低電平，將復(fù)位開關(guān)118設(shè)置為關(guān)斷狀態(tài)。在運(yùn)動圖像捕獲模式下，為了增大響應(yīng)而不是減小噪聲，可變LPF控制器136接通開關(guān)132以便將LPF 106的低通頻率fc偏移至更高的頻率。在從時間t0至?xí)r間ta的存儲時間段Ts上，根據(jù)圖5所示的存儲時序ST，將已經(jīng)穿過受檢查者12的輻射X施加至像素50的光電轉(zhuǎn)換層51，光電轉(zhuǎn)換層51將輻射X轉(zhuǎn)換為電荷。電荷存儲在存儲電容器53中。圖6按照放大的形式示出了從圖5所示的時間ta至?xí)r間tb的運(yùn)動圖像捕獲模式的時序。如圖6所示，讀出時序RE(讀出時間段Tr)在時間ta開始。首先，通過復(fù)位信號 RT接通可變增益預(yù)放大器102的復(fù)位開關(guān)118，從而對在電容器112、114中存儲的電荷進(jìn)行放電。然后，⑶S控制器144在預(yù)定的時間段上激勵第一采樣和保持電路(SHl) 138，從而
保持噪聲電平。同時，讀出時鐘脈沖Φ 1、Φ 2變高，同時導(dǎo)通屬于圖3所示上部的第一和第二行的像素50的TFT 52。信號電荷從這些像素50的存儲電容器53流出，并且由可變增益預(yù)放大器102進(jìn)行放大。此時，由圖3所示的右側(cè)的裝倉單元104對來自上部的第一和第二行的四個右側(cè)像素50的放大的信號電荷進(jìn)行組合。同樣，通過圖3所示的左側(cè)的裝倉單元104將來自上部的第一和第二行的四個左側(cè)像素50的放大的信號電荷進(jìn)行組合。由右側(cè)的裝倉單元104組合的信號電荷通過右側(cè)的第二 LPF 106流到右側(cè)的第二 ⑶S 108的激勵的第二采樣和保持電路(SH2) 140中。第二采樣和保持電路(SH2) 140保持表示了噪聲電平和信號電荷之和的電平。同時，通過左側(cè)的裝倉單元104組合的信號電荷通過最左側(cè)的LPF106流到最左側(cè) ⑶S 108的激勵的第二采樣和保持電路(SH2) 140中。第二采樣和保持電路(SH2) 140保持表示了噪聲電平和信號電荷之和的電平。此時，右側(cè)的第二⑶S 108的差分放大器142在其輸出端子處產(chǎn)生來自第一采樣和保持電路138的輸出信號和來自第二采樣和保持電路140的輸出信號之間的差分電壓 (即信號電壓)。類似地，來自最左側(cè)的⑶S 108的差分放大器142在其輸出端子處產(chǎn)生來自第一采樣和保持電路138的輸出信號和來自第二采樣和保持電路140的輸出信號之間的差分電壓(即信號電壓)。A/D轉(zhuǎn)換器70分別且相繼地將來自右側(cè)的第二⑶S 108的信號電壓和來自最左側(cè)⑶S 108的信號電壓轉(zhuǎn)換為表示來自上部的第一和第二行的四個右側(cè)像素50的組合信號電荷的數(shù)字圖像信號，以及表示來自上部的第一和第二行的四個左側(cè)像素50的組合信號電荷的數(shù)字圖像信號。檢測器控制器46操作為將這些數(shù)字圖像信號存儲在存儲單元82 中。類似地，讀出時鐘脈沖Φ 3、Φ 4在時間tl之前同時變高。產(chǎn)生表示來自上部的第三和第四行的四個右側(cè)像素50的組合信號電荷的數(shù)字圖像信號和表示來自上部的第三和第四行的四個左側(cè)像素50的組合信號電荷的數(shù)字圖像信號。檢測器控制器46操作為將這些數(shù)字圖像信號存儲在存儲單元82中。因此，獲得來自四個像素組的數(shù)字圖像信號，作為運(yùn)動圖像數(shù)據(jù)的一幀，其中每一個像素組包括2X2個像素，四個像素組構(gòu)成圖3所示的所有16個像素。按照這種方式，在時間t4之前獲得了四幀運(yùn)動圖像數(shù)據(jù)(參見圖5)。然后將作為運(yùn)動圖像數(shù)據(jù)存儲在存儲單元82中的數(shù)字圖像信號傳送至圖像捕獲控制設(shè)備22的存儲單元94中。圖像捕獲控制器90通過插值將數(shù)字圖像信號擴(kuò)展為覆蓋 4X4個像素的一幀(一屏)運(yùn)動圖像數(shù)據(jù)，4X4個像素構(gòu)成了圖3所示的輻射檢測器16的所有像素50。圖像捕獲控制器90然后將上述一幀運(yùn)動圖像數(shù)據(jù)作為視頻信號發(fā)送至顯示設(shè)備20。如圖8所示，此時操作者27可以觀察基于所述視頻信號在顯示設(shè)備20上顯示的運(yùn)動圖像Ml。[靜止圖像捕獲模式]當(dāng)圖像捕獲控制設(shè)備22的輸入單元86上選擇靜止圖像捕獲模式時，在圖5所示的時間t4之前的時間段期間，檢測器控制器46和裝倉控制器1 控制裝倉單元104，以操作于非裝倉過程，如圖4B所示。同時，因?yàn)樗┘拥妮椛鋁的劑量在靜止圖像捕獲模式下相對較大，所以增益控制器120接通開關(guān)116以便減小可變增益預(yù)放大器102的增益，并且防止可變增益預(yù)放大器102變得飽和。由于復(fù)位信號RT的低電平，將復(fù)位開關(guān)118置于關(guān)斷狀態(tài)。為了在靜止圖像捕獲模式下減小噪聲并且實(shí)現(xiàn)較高的圖像質(zhì)量，可變LPF控制器 136關(guān)斷開關(guān)132以便將LPF 106的低通頻率fc偏移至較低頻率。在從時間t4至?xí)r間tc的存儲時間段Tst期間，根據(jù)圖5所示的存儲時序ST，將已經(jīng)穿過受檢查者12的輻射X施加至像素50的光電轉(zhuǎn)換層51，光電轉(zhuǎn)換層51將輻射X轉(zhuǎn)換為電荷。將電荷存儲在存儲電容器53中。圖7按照放大形式示出了靜止圖像捕獲模式的時序，該時序在圖5中的時間t5至?xí)r間t7發(fā)生。如圖7所示，讀出時序RE(讀出時間段Trd)在時間tc開始。首先，通過復(fù)位信號RT將可變增益預(yù)放大器102的復(fù)位開關(guān)118接通，從而對在電容器112、114中存儲的電荷進(jìn)行放電。然后，⑶S控制器144在預(yù)定的時間段上激勵第一采樣和保持電路(SHl) 138，從而
保持噪聲電平。然后，讀出時鐘脈沖Φ 1、Φ 2、Φ 3、Φ 4相繼地變高，并且輻射檢測設(shè)備18按照運(yùn)動圖像捕獲模式下類似的方式操作，以便在檢測器控制器46的控制下在存儲單元82中存儲來自4X4個像素的數(shù)字圖像信號，4X4個像素組成了輻射檢測器16的16個像素50。因此，獲得來自4X4個像素的數(shù)字圖像信號，作為一屏靜止圖像數(shù)據(jù)，4X4個像素組成了總共16個像素50。然后，將作為靜止圖像數(shù)據(jù)存儲在存儲單元82中的數(shù)字圖像信號傳送至圖像捕獲控制設(shè)備22的存儲單元94中。圖像捕獲控制器90將數(shù)字圖像信號作為視頻信號發(fā)送至顯示設(shè)備20。如圖8所示，操作者27現(xiàn)在可以觀察到基于所述視頻信號在顯示設(shè)備20上顯示的靜止圖像SI1。如圖8所示，可以分別將運(yùn)動圖像Ml和靜止圖像SIl縮小為運(yùn)動圖像Μ3和靜止圖像SI3，使得可以在顯示設(shè)備20上將運(yùn)動圖像Ml和靜止圖像SIl同時顯示為水平圖像陣列。也可以分別將運(yùn)動圖像Ml和靜止圖像SIl縮小為運(yùn)動圖像Μ2和靜止圖像SI2，使得可以在顯示設(shè)備20上將運(yùn)動圖像Ml和靜止圖像SIl同時顯示為垂直圖像陣列。[實(shí)施例的概述]根據(jù)如上所述的本發(fā)明實(shí)施例，輻射照相系統(tǒng)10包括輻射檢測器16，具有排列成行和列的像素50，用于將輻射X轉(zhuǎn)換為信號電荷，存儲所述信號電荷，以及輸出所存儲的信號電荷作為運(yùn)動圖像信號或靜止圖像信號。輻射照相系統(tǒng)10也包括檢測器控制器46，通過控制用于將輻射X轉(zhuǎn)換為信號電荷并且存儲所述信號電荷的存儲時間段Ts、Tst和用于讀取所存儲的信號電荷的讀出時間段Tr、Trd，將輻射檢測器16切換到運(yùn)動圖像捕獲模式或靜止圖像捕獲模式。檢測器控制器46控制用于獲取靜止圖像信號的時序，使得在檢測器控制器46在運(yùn)動圖像捕獲模式的周期期間{Tck(TS+Tr)}從輻射檢測器16獲取運(yùn)動圖像信號時，獲取靜止圖像信號的情況下，針對靜止圖像信號的存儲時間段(Tst)和讀出時間段(Trd)之和(Tst+Trd)是運(yùn)動圖像捕獲模式的周期Tck的整數(shù)倍(Ts+Tr = TckXn，其中 η是大于等于2的整數(shù))。通過重復(fù)地捕獲運(yùn)動圖像、靜止圖像和運(yùn)動圖像，在相繼地獲取運(yùn)動圖像時，與捕獲輻射照相圖像同步地在運(yùn)動圖像之間獲取高質(zhì)量的靜止圖像。當(dāng)要使用造影劑來捕獲所關(guān)心的受檢查者的身體區(qū)域(即感興趣的身體區(qū)域)的運(yùn)動圖像時，在捕獲運(yùn)動圖像并且隨后捕獲靜止圖像時，可能沒有完成整個圖像捕獲過程。 在一些情況下，當(dāng)醫(yī)生正在診斷運(yùn)動圖像時，可能需要重復(fù)地捕獲醫(yī)生從運(yùn)動圖像中注意到的受檢查者身體區(qū)域的靜止圖像。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的輻射照相設(shè)備適用于這種情況。因?yàn)闄z測器控制器46根據(jù)裝倉過程獲取運(yùn)動圖像信號，所以所獲取的運(yùn)動圖像信號具有較高的S/N比。顯示設(shè)備20可以同時顯示基于運(yùn)動圖像信號的運(yùn)動圖像和基于靜止圖像信號的靜止圖像。例如，顯示設(shè)備20可以同時顯示運(yùn)動圖像Μ2和靜止圖像SI2，或者運(yùn)動圖像Μ3 和靜止圖像SI3。因此，當(dāng)正在捕獲受檢查者22的感興趣的身體區(qū)域的靜止圖像，同時醫(yī)生診斷使用造影劑捕獲的身體區(qū)域的運(yùn)動圖像時，可以在顯示設(shè)備20上同時觀察到感興趣身體區(qū)域的運(yùn)動圖像和靜止圖像。盡管已經(jīng)詳細(xì)示出和描述了本發(fā)明的特定優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)理解的是在不脫離所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明范圍的情況下，可以對這些實(shí)施例進(jìn)行各種變化和修改。例如， 可以使用間接型輻射轉(zhuǎn)換器，來取代前述使用由ale等材料制成的光電轉(zhuǎn)換層51的直接轉(zhuǎn)換型輻射檢測器16。這種間接型輻射轉(zhuǎn)換器具有閃爍器，使用例如CsI:Tl (鉈摻雜的碘化銫)、CsI Na (鈉激活的碘化銫)、GOS (Gd2O2S Tb)等熒光體將放射線轉(zhuǎn)換成熒光，并通過光電二極管對熒光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。
權(quán)利要求
1.一種輻射照相設(shè)備，包括輻射檢測器(16)，具有排列成行和列的像素(50)的矩陣，用于將輻射(X)轉(zhuǎn)換為信號電荷，存儲所述信號電荷，以及輸出所存儲的信號電荷作為運(yùn)動圖像信號或靜止圖像信號； 以及檢測器控制器(46)，通過控制至少存儲時間段(Ts、Tst)和讀出時間段(Tr、Trd)，將所述輻射檢測器(16)切換到運(yùn)動圖像捕獲模式或靜止圖像捕獲模式，其中，在所述存儲時間段(Ts、Tst)期間，將輻射(X)轉(zhuǎn)換為信號電荷并且存儲所述信號電荷，在所述讀出時間段 (Tr, Trd)期間，讀取所存儲的信號電荷，其中所述檢測器控制器G6)控制用于獲取靜止圖像信號的時序，使得在所述檢測器控制器G6)在運(yùn)動圖像捕獲模式的周期{Tck(TS+Tr)}期間從所述輻射檢測器(16)獲取運(yùn)動圖像信號時，獲取靜止圖像信號的情況下，針對靜止圖像信號的存儲時間段(Tst)和讀出時間段(Trd)之和(Tst+Trd)是運(yùn)動圖像捕獲模式的周期(Tck)的整數(shù)倍，Ts+Tr = Tck Xn，其中η是大于等于2的整數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輻射照相設(shè)備，其中所述檢測器控制器G6)根據(jù)裝倉過程獲取運(yùn)動圖像信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輻射照相設(shè)備，還包括顯示設(shè)備00)，用于同時顯示基于運(yùn)動圖像信號的運(yùn)動圖像和基于靜止圖像信號的靜止圖像。
4.一種輻射照相方法，其中由檢測器控制器G6)將輻射檢測器(16)切換到運(yùn)動圖像捕獲模式或靜止圖像捕獲模式，所述輻射檢測器(16)具有排列成行和列的像素(50)的矩陣，用于將輻射(X)轉(zhuǎn)換為信號電荷，存儲所述信號電荷，以及輸出所存儲的信號電荷作為運(yùn)動圖像信號或靜止圖像信號，檢測器控制器G6)通過控制至少存儲時間段(Ts、Tst)和讀出時間段(Tr、Trd)，將所述輻射檢測器(16)切換到運(yùn)動圖像捕獲模式或靜止圖像捕獲模式，其中在所述存儲時間段(Ts、Tst)期間，將輻射(X)轉(zhuǎn)換為信號電荷并且存儲所述信號電荷，在所述讀出時間段(Tr、Trd)期間，讀取所存儲的信號電荷，所述輻射照相方法包括以下步驟在所述檢測器控制器G6)在運(yùn)動圖像捕獲模式的周期期間從所述輻射檢測器(16)獲取運(yùn)動圖像信號時，獲取靜止圖像信號的情況下，將針對靜止圖像信號的存儲時間段CTst) 和讀出時間段(Trd)之和(Tst+Trd)設(shè)置為運(yùn)動圖像捕獲模式的周期(Tck)的整數(shù)倍， Ts+Tr = TckXn，其中η是大于等于2的整數(shù)；以及在如下周期中控制用于獲取靜止圖像信號的時序該周期是運(yùn)動圖像捕獲模式的周期 (Tck)的整數(shù)倍，Ts+Tr = TckXn，其中η是大于等于2的整數(shù)。
全文摘要
在檢測器控制器在運(yùn)動圖像捕獲模式的周期Tck(Ts+Tr)期間從輻射檢測器(16)獲取運(yùn)動圖像信號時，獲取靜止圖像信號的情況下，控制獲取靜止圖像信號的時序，使得對于靜止圖像信號的存儲時間段Tst和讀出時間段Trd之和(Tst+Trd)是運(yùn)動圖像捕獲模式的周期Tck的整數(shù)倍(Ts+Tr＝Tck×n，其中n是大于等于2的整數(shù))。
文檔編號A61B6/00GK102309333SQ201110152228
公開日2012年1月11日 申請日期2011年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月10日
發(fā)明者中津川晴康, 吉田豐, 大田恭義, 巖切直人, 西納直行 申請人:富士膠片株式會社