射線圖像檢測(cè)設(shè)備及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及射線圖像檢測(cè)設(shè)備及其控制方法。當(dāng)所有的TFT導(dǎo)通時(shí)，將電信號(hào)與第一閾值相比較。如果電信號(hào)大于或等于第一閾值，第一判斷單元判斷X射線照射已經(jīng)開(kāi)始。第二判斷單元將第二閾值和第三閾值與在所有TFT截止的狀態(tài)下輸出的電信號(hào)的一階微分值相比較。如果在整個(gè)驗(yàn)證時(shí)間段上，一階微分值在由第二閾值和第三閾值所定義的范圍之內(nèi)或之外，第二判斷單元驗(yàn)證第一判斷單元的判斷是正確的。當(dāng)驗(yàn)證第一判斷單元的判斷是正確的時(shí)，TFT保持截止，以及FPD連續(xù)執(zhí)行用于捕捉X射線圖像的電荷積聚操作。
【專利說(shuō)明】射線圖像檢測(cè)設(shè)備及其控制方法
[0001]本申請(qǐng)是2011年11月25日提交的、申請(qǐng)?zhí)枮?01110391551.1、發(fā)明名稱為“射線圖像檢測(cè)設(shè)備及其控制方法”的專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種射線圖像檢測(cè)設(shè)備及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0003]例如X射線成像系統(tǒng)的射線成像系統(tǒng)由X射線產(chǎn)生設(shè)備和X射線成像設(shè)備構(gòu)成。X射線產(chǎn)生設(shè)備包括用于將X射線施加到患者的身體的X射線源、用于控制X射線源的操作的源控制單元以及用于輸入X射線照射開(kāi)始命令的照射開(kāi)關(guān)。X射線成像設(shè)備包括X射線圖像檢測(cè)設(shè)備和成像控制單元，X射線圖像檢測(cè)設(shè)備用于響應(yīng)透過(guò)患者要成像的身體部位的X射線來(lái)檢測(cè)X射線圖像，成像控制單元用于控制X射線圖像檢測(cè)設(shè)備的操作。
[0004]在X射線圖像檢測(cè)設(shè)備中，將平板檢測(cè)器(FPD)替代X射線膠片或者成像板(IP)來(lái)作為X射線檢測(cè)器在最近變得普及。FPD具有像素矩陣，每個(gè)像素積聚信號(hào)電荷，其量取決于入射其上的X射線的量。FPD通過(guò)逐像素地積聚信號(hào)電荷來(lái)檢測(cè)對(duì)患者要成像的身體部位的圖像信息進(jìn)行表示的X射線圖像，并將X射線圖像作為數(shù)字圖像數(shù)據(jù)輸出。
[0005]存在著實(shí)際使用的便攜式X射線圖像檢測(cè)設(shè)備(此后稱為電子盒)，其具有包含在矩形平行六面體殼中的FPD。當(dāng)使用時(shí)，除了將其放在床上或者由患者自己握住之外，可以將電子盒附著到針對(duì)膠片盒或者IP盒設(shè)計(jì)的成像支架(support)。有時(shí)，將電子盒從醫(yī)院取出拿到家庭看護(hù)的患者身旁、事故現(xiàn)場(chǎng)或者自然災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)，以在不使用成像支架的情況下在這些地方執(zhí)行射線照相。
[0006]通常，將從照射開(kāi)關(guān)產(chǎn)生的操作信號(hào)作為用于指示X射線照射開(kāi)始的同步信號(hào)，發(fā)送到X射線產(chǎn)生設(shè)備的源控制單元和X射線成像設(shè)備的成像控制單元。這使得可以在X射線源開(kāi)始發(fā)出X射線與X射線圖像檢測(cè)設(shè)備中開(kāi)始積聚信號(hào)電荷之間進(jìn)行同步。為了發(fā)送同步信號(hào)，必須將X射線產(chǎn)生設(shè)備和X射線成像設(shè)備彼此電連接。如果X射線產(chǎn)生設(shè)備和X射線成像設(shè)備由不同的制造者制造，并具有不兼容的連接接口(線纜或者連接器的規(guī)格、同步信號(hào)的格式等)，則必須新準(zhǔn)備在兩者之間兼容的另一接口。
[0007]為了解決該問(wèn)題，提出了在不接收同步信號(hào)的情況下，X射線圖像檢測(cè)設(shè)備自己檢測(cè)X射線照射的開(kāi)始，以與X射線產(chǎn)生設(shè)備同步的技術(shù)，換言之，在X射線產(chǎn)生設(shè)備和X射線成像設(shè)備之間沒(méi)有電連接(參考與日本未審專利申請(qǐng)公開(kāi)N0.2002-543684相對(duì)應(yīng)的美國(guó)專利N0.6，797，960)。根據(jù)該技術(shù)，檢測(cè)FPD的偏置電流，亦即，檢測(cè)FPD的非檢測(cè)區(qū)域的輸出值，未透過(guò)患者的身體部位的X射線入射到FPD的非檢測(cè)區(qū)域上。然后，將偏置電流的微分值與閾值相比較，以檢測(cè)X射線照射的開(kāi)始。
[0008]一般來(lái)說(shuō)，由于電子組件自身的內(nèi)部因素或者例如周圍環(huán)境的外部因素，電子組件的輸出易受到噪聲的影響。當(dāng)然，裝備有很多電子組件的X射線圖像檢測(cè)設(shè)備也不例外。在X射線圖像檢測(cè)設(shè)備中，例如當(dāng)患者或者射線技術(shù)人員無(wú)意間撞到其上時(shí)，輕微的碰撞或者振動(dòng)造成了噪聲。這種噪聲使得X射線圖像檢測(cè)設(shè)備出現(xiàn)故障。如果用于檢測(cè)X射線照射的開(kāi)始的信號(hào)具有這種噪聲，盡管存在X射線圖像檢測(cè)設(shè)備未被X射線照射這一事實(shí)，X射線圖像檢測(cè)設(shè)備也很可能錯(cuò)誤地檢測(cè)X射線照射的開(kāi)始。錯(cuò)誤的檢測(cè)使得X射線圖像檢測(cè)設(shè)備執(zhí)行不必要的操作，并且浪費(fèi)了能耗。此外，射線技術(shù)人員和患者需要等待操作終止，并可能錯(cuò)過(guò)最佳的拍攝機(jī)會(huì)。
[0009]更糟糕的是，連接到X射線圖像檢測(cè)設(shè)備的設(shè)備(包括成像控制單元和用于設(shè)置成像條件的控制臺(tái))有時(shí)響應(yīng)于該錯(cuò)誤的檢測(cè)而操作，就像射線照相實(shí)際已經(jīng)發(fā)生了一樣。在這種情況下，需要繁重的操作，例如重置成像條件，該繁重的操作影響到射線技術(shù)人員的工作流程。而且出現(xiàn)了醫(yī)療治療失當(dāng)?shù)娘L(fēng)險(xiǎn)，使得由X射線圖像檢測(cè)設(shè)備的故障所獲得的不適當(dāng)?shù)膱D像被傳送到發(fā)出學(xué)家，或者成像條件的設(shè)置錯(cuò)誤使得患者被混淆。
[0010]因?yàn)闄z測(cè)FPD的偏置電流，美國(guó)專利N0.6，797，960中描述的方法對(duì)于噪聲敏感。當(dāng)偏置電流由于噪聲而波動(dòng)時(shí)，X射線圖像檢測(cè)設(shè)備可能對(duì)X射線照射的開(kāi)始做出錯(cuò)誤的檢測(cè)。盡管存在該事實(shí)，美國(guó)專利N0.6，797，960沒(méi)有描述防止噪聲造成的錯(cuò)誤的檢測(cè)的措施。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種可以確定地防止對(duì)射線照射開(kāi)始的錯(cuò)錯(cuò)誤檢測(cè)測(cè)的射線圖像檢測(cè)設(shè)備。
[0012]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的以上目標(biāo)和其他目標(biāo)，一種射線圖像檢測(cè)設(shè)備包括射線圖像檢測(cè)器、第一判斷單元、第二判斷單元和控制裝置。射線圖像檢測(cè)器具有多個(gè)像素。每個(gè)像素積聚信號(hào)電荷，其量與從射線源入射的射線的量相對(duì)應(yīng)。向每個(gè)像素提供用于輸出信號(hào)電荷的開(kāi)關(guān)元件。所輸出的信號(hào)電荷被轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。第一判斷單元基于電信號(hào)的變化判斷射線照射是否已經(jīng)開(kāi)始。通過(guò)以預(yù)定的時(shí)間間隔將來(lái)自至少一個(gè)像素的電信號(hào)與第一閾值相比較而檢測(cè)該變化。第二判斷單元在第一判斷單元判斷已經(jīng)開(kāi)始射線照射之后，基于電信號(hào)隨時(shí)間的波動(dòng)來(lái)驗(yàn)證電信號(hào)的變化是否實(shí)際由射線照射而產(chǎn)生，以驗(yàn)證第一判斷單元的判斷是否正確?？刂蒲b置根據(jù)第一判斷單元的判斷結(jié)果和第二判斷單元的驗(yàn)證結(jié)果控制射線圖像檢測(cè)器的操作。
[0013]控制裝置優(yōu)選地在第一判斷單元判斷已經(jīng)開(kāi)始射線照射之后，開(kāi)始射線圖像檢測(cè)器的電荷積聚操作。如果第二判斷單元驗(yàn)證第一判斷單元的判斷是正確的，控制裝置優(yōu)選地繼續(xù)射線圖像檢測(cè)器的電荷積聚操作。如果第二判斷單元驗(yàn)證第一判斷單元的判斷是不正確的，控制裝置優(yōu)選地中斷射線圖像檢測(cè)器的電荷積聚操作，并重啟第一判斷單元的判斷。
[0014]在第一判斷單元的判斷期間，控制裝置優(yōu)選地導(dǎo)通所有的開(kāi)關(guān)元件。當(dāng)?shù)谝慌袛鄦卧袛嗌渚€照射已經(jīng)開(kāi)始時(shí)，控制裝置優(yōu)選地?cái)嚅_(kāi)所有的開(kāi)關(guān)元件，以及第二判斷單元基于在斷開(kāi)狀態(tài)下從像素泄漏的泄漏電荷來(lái)執(zhí)行驗(yàn)證。
[0015]在第一判斷單元判斷射線照射已經(jīng)開(kāi)始之后，第二判斷單元優(yōu)選地在預(yù)定時(shí)間段期間多次將電信號(hào)與第二閾值相比較，并基于比較結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。
[0016]第二判斷單元可以具有微分電路，并基于電信號(hào)的微分值與第二閾值之間比較的結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。在另一情況下，第二判斷單元可以基于將電信號(hào)和該電信號(hào)的微分值的之間的比率與第二閾值進(jìn)行比較的結(jié)果來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證。微分電路可以執(zhí)行電信號(hào)的一階或二階微分。
[0017]第一判斷單元和第二判斷單元優(yōu)選地使用從射線圖像檢測(cè)器的中間的像素輸出的電信號(hào)用于判斷和驗(yàn)證。射線圖像檢測(cè)設(shè)備優(yōu)選地是電子盒，具有包含在殼中的射線圖像檢測(cè)器。
[0018]一種射線圖像檢測(cè)設(shè)備的控制方法，包括以下步驟:第一判斷單元基于電信號(hào)的變化判斷射線照射是否已經(jīng)開(kāi)始，通過(guò)以預(yù)定的時(shí)間間隔將來(lái)自至少一個(gè)像素的電信號(hào)與第一閾值相比較而檢測(cè)該變化；如果第一判斷單元判斷射線照射已經(jīng)開(kāi)始，開(kāi)始射線圖像檢測(cè)器的電荷積聚操作；第二判斷單元在第一判斷單元判斷射線照射已經(jīng)開(kāi)始之后，基于電信號(hào)隨時(shí)間的波動(dòng)驗(yàn)證電信號(hào)的變化是否實(shí)際由射線照射產(chǎn)生，以驗(yàn)證第一判斷單元的判斷是否正確；如果第二判斷單元驗(yàn)證第一判斷單元的判斷是正確的，繼續(xù)射線圖像檢測(cè)器的電荷積聚操作；以及如果第二判斷單元驗(yàn)證第一判斷單元的判斷是不正確的，中斷射線圖像檢測(cè)器的電荷積聚操作，以及重啟第一判斷單元的判斷。
[0019]根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)檢測(cè)到射線照射時(shí)，基于電信號(hào)隨時(shí)間的波動(dòng)來(lái)驗(yàn)證該檢測(cè)是否由噪聲引起。因此，能夠確定地防止由噪聲引起的錯(cuò)錯(cuò)誤檢測(cè)測(cè)，該錯(cuò)錯(cuò)誤檢測(cè)測(cè)容易被錯(cuò)誤地識(shí)別為射線照射的開(kāi)始。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]為了更完整地理解本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在結(jié)合附圖參考以下描述，在附圖中:
[0021]圖1是X射線成像系統(tǒng)的示意圖；
[0022]圖2是FPD的示意電路圖；
[0023]圖3是示出在重置操作和讀出操作期間的柵極脈沖的開(kāi)/關(guān)狀態(tài)的時(shí)序圖；
[0024]圖4是用于檢測(cè)X射線照射的開(kāi)始的照射檢測(cè)器的示意圖；
[0025]圖5是示出當(dāng)FPD實(shí)際上被X射線所照射時(shí)電壓信號(hào)D1、一階微分值Di’以及二階微分值Di ”隨時(shí)間的變化的圖；
[0026]圖6是示出當(dāng)出現(xiàn)振動(dòng)噪聲時(shí)電壓信號(hào)D1、一階微分值Di’以及二階微分值Di”隨時(shí)間的變化的圖；
[0027]圖7是電子盒的時(shí)序圖，并示出了檢測(cè)到X射線照射的開(kāi)始的狀態(tài)；
[0028]圖8是電子盒的時(shí)序圖，并示出了出現(xiàn)振動(dòng)噪聲的狀態(tài)；以及
[0029]圖9是示出電子盒的操作過(guò)程的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]如圖1中所示，X射線成像系統(tǒng)10由X射線產(chǎn)生設(shè)備11和X射線成像設(shè)備12構(gòu)成。X射線產(chǎn)生設(shè)備11包括X射線源13、用于控制X射線源13的操作的源控制單元14以及照射開(kāi)關(guān)15。X射線源13具有用于發(fā)出X射線的X射線管13a以及用于限制從X射線管13a發(fā)出的X射線的照射區(qū)域的準(zhǔn)直儀13b。
[0031]X射線管13a具有陰極和陽(yáng)極。陰極由用于發(fā)出熱電子的絲極(filament)組成。從陰極發(fā)出的熱電子撞擊到陽(yáng)極(靶子)并生成X射線。靶子(形狀為碟形)是旋轉(zhuǎn)的陽(yáng)極，在該旋轉(zhuǎn)的陽(yáng)極中，X射線焦點(diǎn)通過(guò)其旋轉(zhuǎn)沿著圓周軌道移動(dòng)，以防止X射線焦點(diǎn)的溫度上升。準(zhǔn)直儀13b具有多個(gè)用于阻擋X射線的鉛板。將鉛板布置為數(shù)字符號(hào)“#”的形狀，在中間留出照射開(kāi)口以通過(guò)其發(fā)射X射線。移動(dòng)鉛板改變照射開(kāi)口的大小，從而調(diào)節(jié)照射區(qū)域。
[0032]源控制單元14包括高電壓產(chǎn)生器和控制器。高電壓產(chǎn)生器向X射線源13提供高電壓?？刂破骺刂朴糜诖_定從X射線源13發(fā)出的X射線的能量譜的管電壓、用于確定每單位時(shí)間的X射線照射量的管電流以及X射線照射時(shí)間。高電壓產(chǎn)生器通過(guò)變壓器使輸入電壓成倍增加，以產(chǎn)生高的管電壓，并通過(guò)高電壓線纜16向X射線源13提供驅(qū)動(dòng)功率。根據(jù)本實(shí)施例的X射線產(chǎn)生設(shè)備11不具有與X射線成像設(shè)備12通信的功能。射線技術(shù)人員在源控制單元14的操作面板上手動(dòng)設(shè)置成像條件，該成像條件包括管電壓、管電流和X射線照射時(shí)間。
[0033]通過(guò)信號(hào)線纜17將射線技術(shù)人員要操作的照射開(kāi)關(guān)15連接到源控制單元14。照射開(kāi)關(guān)15是兩級(jí)(two-step)按壓開(kāi)關(guān)。在照射開(kāi)關(guān)15的第一級(jí)按壓時(shí)，產(chǎn)生用于開(kāi)始X射線源13的加熱操作的加熱開(kāi)始信號(hào)。在照射開(kāi)關(guān)15的第二級(jí)按壓時(shí)，產(chǎn)生照射開(kāi)始信號(hào)以使得X射線源13開(kāi)始施加X(jué)射線。通過(guò)信號(hào)線纜17將這些信號(hào)輸入源控制單元14。
[0034]源控制單元14基于來(lái)自照射開(kāi)關(guān)15的控制信號(hào)控制X射線源13的操作。在接收加熱開(kāi)始信號(hào)中，源控制單元14啟動(dòng)加熱器以對(duì)絲極進(jìn)行預(yù)熱，并以希望的旋轉(zhuǎn)速度開(kāi)始旋轉(zhuǎn)靶子。加熱操作所需的時(shí)間是200至1500毫秒的等級(jí)。射線技術(shù)人員通過(guò)照射開(kāi)關(guān)15的第一級(jí)按壓來(lái)輸入加熱開(kāi)始命令，并且然后，在經(jīng)過(guò)加熱所需的時(shí)間后，通過(guò)照射開(kāi)關(guān)15的第二級(jí)按壓來(lái)輸入照射開(kāi)始命令。
[0035]在接收照射開(kāi)始信號(hào)中，源控制單元14開(kāi)始向X射線源13提供電功率，并使用定時(shí)器開(kāi)始測(cè)量X射線照射時(shí)間。當(dāng)測(cè)量的X射線照射時(shí)間達(dá)到被設(shè)置為成像條件的值時(shí)，源控制單元14停止X射線照射。雖然X射線照射時(shí)間取決于成像條件，在捕捉靜態(tài)射線照相圖像的多數(shù)情況下，最大的X射線照射時(shí)間是500毫秒到2秒的等級(jí)。將X射線照射時(shí)間確定為在該最大值的界限內(nèi)。
[0036]X射線成像設(shè)備12由電子盒(射線圖像檢測(cè)設(shè)備)21、成像支架22、成像控制單元23和控制臺(tái)24構(gòu)成。電子盒21包括FPD(射線圖像檢測(cè)器，參見(jiàn)圖2)36和用于包含F(xiàn)PD36的便攜式殼。電子盒21接收從X射線源13施加并透過(guò)患者H要成像的身體部位的X射線，并輸出X射線圖像。電子盒21具有矩形的平坦外形。電子盒21的表面具有與膠片盒和IP盒的表面大致相同的尺寸。
[0037]成像支架22具有槽，電子盒21可分離地附著于該槽中。成像支架22將電子盒21保持在這樣的位置:X射線所入射到的電子盒21的入射表面與X射線源13相對(duì)。由于電子盒21的殼與膠片盒和IP盒的殼尺寸大致相同，電子盒21可以附著到針對(duì)膠片盒和IP盒而設(shè)計(jì)的另一成像支架。注意到，圖1通過(guò)示例的方式示出了豎直的成像支架22，以對(duì)站立位置的患者H成像。然而，成像支架可以是水平的成像支架，以對(duì)躺下位置的患者成像。
[0038]如圖2中所示，向FPD36提供在TFT有源矩陣基板上形成的成像區(qū)域38、柵極驅(qū)動(dòng)器39、信號(hào)處理器部40和控制部(控制裝置)41。成像區(qū)域38具有多個(gè)像素37，每個(gè)像素積聚信號(hào)電荷，其量與入射其上的X射線的量相對(duì)應(yīng)。柵極驅(qū)動(dòng)器39驅(qū)動(dòng)像素37，并控制信號(hào)電荷的讀出。信號(hào)處理部40將讀取的信號(hào)電荷轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)?？刂撇?1經(jīng)由柵極驅(qū)動(dòng)器39和信號(hào)處理部40控制FPD36的操作。以預(yù)定的間距將該多個(gè)像素37布置為η行(在X方向)m列(在y方向)的二維矩陣。
[0039]FPD36具有間接轉(zhuǎn)換類型，在FPD36中，閃爍物(熒光體)將X射線轉(zhuǎn)換為可見(jiàn)光，并且像素37將可見(jiàn)光光電轉(zhuǎn)換為電荷。將閃爍物布置為面向具有像素37的成像區(qū)域38的整個(gè)表面。注意到，可代之以使用直接轉(zhuǎn)換類型的FPD。在直接轉(zhuǎn)換類型的FPD中，使用轉(zhuǎn)換層(無(wú)定形硒等)將X射線直接轉(zhuǎn)換為電荷。
[0040]向每個(gè)像素37提供光電二極管42、電容器(未示出)和薄膜晶體管(TFT) 43。光電二極管42作為光電轉(zhuǎn)換元件，響應(yīng)于入射其上的可見(jiàn)光而產(chǎn)生電荷(負(fù)電子和正空穴的對(duì))。電容器用于積聚光電二極管42產(chǎn)生的電荷。薄膜晶體管(TFT)43是開(kāi)關(guān)元件。
[0041]光電二極管42具有用于產(chǎn)生電荷的半導(dǎo)體層(例如，PIN類型)，并且在半導(dǎo)體層之上和之下分別部署了上電極和下電極。光電二極管42的下電極連接到TFT43，其上電極連接到未示出的偏置線路，偏置電壓是通過(guò)該偏置線路施加的。偏置電壓的施加在半導(dǎo)體層中產(chǎn)生電場(chǎng)。從而，負(fù)電子被吸引到上電極和下電極中具有正極性的一個(gè)，而正空穴被吸引到具有負(fù)極性的另一個(gè)。由此，電荷在電容器中積聚。
[0042]TFT43的柵電極連接到掃描線44。TFT43的源電極連接到信號(hào)線46，并且其漏電極連接到光電二極管42。掃描線44和信號(hào)線46被布局為格狀。掃描線44的數(shù)目對(duì)應(yīng)于成像區(qū)域38中像素37的行的數(shù)目(η)，以及信號(hào)線46的數(shù)目對(duì)應(yīng)于像素37的列的數(shù)目(m)。掃描線44連接到柵極驅(qū)動(dòng)器39，信號(hào)線46連接到信號(hào)處理部40。
[0043]通過(guò)驅(qū)動(dòng)TFT43，柵極驅(qū)動(dòng)器39使得FPD36執(zhí)行電荷積聚操作、用于從像素37讀出信號(hào)電荷的讀出操作、重置操作以及照射檢測(cè)操作，在電荷積聚操作中，像素37積聚其量與入射的X射線的量相對(duì)應(yīng)的信號(hào)電荷?？刂撇?1基于通過(guò)通信部52從成像控制單元23發(fā)送的控制信號(hào)，控制每個(gè)操作的開(kāi)始定時(shí)。
[0044]在電荷積聚操作中，當(dāng)TFT43截止時(shí)，信號(hào)電荷在像素37中積聚。在讀出操作中，如圖3中所示，柵極驅(qū)動(dòng)器39接連發(fā)出柵極脈沖Gl至Gn，用于逐行地驅(qū)動(dòng)TFT43。響應(yīng)于柵極脈沖Gl至Gn，逐一激活掃描線44，以逐行地導(dǎo)通連接到掃描線44的TFT43。當(dāng)TFT43導(dǎo)通時(shí)，將像素37的電容器中積聚的電荷讀出至信號(hào)線46，并輸入至信號(hào)處理部40。
[0045]不管是否存在入射的X射線，在光電二極管42的半導(dǎo)體層中都會(huì)出現(xiàn)暗電流(暗電荷)。暗電荷因?yàn)槠秒妷旱氖┘佣陔娙萜髦蟹e聚。出現(xiàn)在像素37中的暗電荷變?yōu)閳D像數(shù)據(jù)的噪聲。從而，執(zhí)行重置操作以移除該噪聲。換言之，重置操作旨在通過(guò)信號(hào)線46釋放像素37中出現(xiàn)的暗電荷。
[0046]例如，在連續(xù)重置方法中執(zhí)行像素37的重置操作，在連續(xù)重置方法中，逐行重置像素37。如圖3中所示，在連續(xù)重置方法中，從柵極驅(qū)動(dòng)器39向掃描線44接連發(fā)出柵極脈沖Gl至Gn，以逐行地導(dǎo)通像素37的TFT43，就如同在信號(hào)電荷的讀出操作中的情況一樣。當(dāng)導(dǎo)通單行的TFT43時(shí)，暗電荷從像素37通過(guò)信號(hào)線46流到積分放大器47。在重置操作中，與讀出操作中相反，復(fù)用器(MUX) 48不讀取積分放大器47中積聚的電荷(電壓)。通過(guò)響應(yīng)于與每個(gè)柵極脈沖Gl至Gn同步發(fā)出的重置脈沖RST來(lái)導(dǎo)通重置開(kāi)關(guān)47a，釋放每個(gè)積分放大器47中積聚的電荷。由此，積分放大器47被重置。
[0047]向信號(hào)處理部40提供積分放大器47、MUX48和A/D轉(zhuǎn)換器49。積分放大器47逐一地連接到信號(hào)線46。積分放大器47包括運(yùn)算放大器和連接在運(yùn)算放大器的輸入端子之一與輸出端子之間的電容器。運(yùn)算放大器的一個(gè)輸入端子連接到信號(hào)線46。運(yùn)算放大器的另一個(gè)輸入端子連接到地(GND)。積分放大器47對(duì)從信號(hào)線46輸入的電荷進(jìn)行積分，并將電荷轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)(像素信號(hào))Dl至Dm。每行的積分放大器47的輸出端子通過(guò)另一放大器和采樣保持器(都沒(méi)有示出)連接到MUX48。A/D轉(zhuǎn)換器49連接到MUX48的輸出側(cè)。
[0048]MUX48接連地選擇并行連接的積分放大器47之一，并將從所選擇的積分放大器47輸出的電壓信號(hào)Dl至Dm連續(xù)地輸入到A/D轉(zhuǎn)換器49。A/D轉(zhuǎn)換器49將所輸入的電壓信號(hào)Dl至Dm轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，并將該數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸出到電子盒21的殼中所包含的存儲(chǔ)器51。
[0049]當(dāng)MUX48從積分放大器47讀出一行的電壓信號(hào)Dl至Dm時(shí)，控制部41向積分放大器47輸出重置脈沖RST，以導(dǎo)通重置開(kāi)關(guān)47a。從而，釋放了積分放大器47中積聚的一行的信號(hào)電荷。在積分放大器47的重置之后，柵極驅(qū)動(dòng)器39輸出針對(duì)下一行的柵極脈沖，開(kāi)始從下一行的像素37讀出信號(hào)電荷。通過(guò)接連重復(fù)該操作，從每行的像素37讀出信號(hào)電荷。注意，該積分放大器47的重置操作不同于上文描述的像素37的重置操作。
[0050]在完成從每行的信號(hào)電荷讀出之后，把表示單幀的X射線圖像的圖像數(shù)據(jù)記錄在存儲(chǔ)器51中。通過(guò)通信部52和通信線纜25將該圖像數(shù)據(jù)從存儲(chǔ)器51讀出并輸出到成像控制單元23(參見(jiàn)圖1)。從而，檢測(cè)到患者的身體部位的X射線圖像。
[0051]可以將照射檢測(cè)操作大體上劃分為第一判斷步驟和第二判斷步驟。在第一判斷步驟中，柵極驅(qū)動(dòng)器39在某個(gè)時(shí)間向每根掃描線44發(fā)出柵極脈沖Gl至Gn以導(dǎo)通每個(gè)TFT43。將在該時(shí)間期間獲得的電壓信號(hào)與閾值相比較，根據(jù)比較結(jié)果判斷X射線照射的開(kāi)始。在第二判斷步驟中，正如同電荷積聚操作一樣，使每個(gè)TFT43截止。將該時(shí)間期間的電壓信號(hào)的微分值與另一閾值相比較，根據(jù)比較結(jié)果驗(yàn)證第一判斷步驟的判斷是否正確。
[0052]參考圖4，在照射檢測(cè)操作中，照射檢測(cè)器61檢測(cè)到FPD36被來(lái)自X射線源13的X射線照射。例如，在布置在成像區(qū)域38的中間的像素37的列中提供照射檢測(cè)器61。將布置在成像區(qū)域38的中間的像素37用于檢測(cè)X射線照射的原因是:即使依照要成像的身體部位的尺寸將照射區(qū)域設(shè)置為小于成像區(qū)域38，成像區(qū)域38的中間的像素37也幾乎不會(huì)超出X射線的照射區(qū)域。從而，能夠確定地檢測(cè)X射線照射的開(kāi)始，其與X射線的照射區(qū)域的尺寸無(wú)關(guān)。
[0053]照射檢測(cè)器61包括用于執(zhí)行第一判斷步驟的第一判斷單元62和用于執(zhí)行第二判斷步驟的第二判斷單元63。第一判斷單元62具有第一比較器64和第一判斷電路66。第二判斷單元63具有第二比較器65和第二判斷電路67。除此之外，第二判斷單元63具有微分電路68。
[0054]在照射檢測(cè)操作中，MUX48選擇連接到照射檢測(cè)器61的列。將與該列的積分放大器47中積聚的信號(hào)電荷相對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)(像素信號(hào))Di輸入第一判斷單元62和第二判斷單元63中的每一個(gè)中。
[0055]第一比較器64和第二比較器65中的每一個(gè)都具有兩個(gè)輸入端子和一個(gè)輸出端子。將積分放大器47的輸出(換言之，電壓信號(hào)Di)輸入第一比較器64的一個(gè)輸入端子，將第一閾值THl (參見(jiàn)圖5 (A)和6(A))輸入第一比較器64的另一輸入端子。第一比較器64的輸出端子連接到第一判斷電路66。第一比較器64將電壓信號(hào)Di與第一閾值THl相比較。第一比較器在電壓信號(hào)Di小于第一閾值THl時(shí)輸出電壓值Via,以及在電壓信號(hào)Di大于或等于第一閾值THl時(shí)輸出電壓值Vlb。
[0056]第一判斷電路66監(jiān)視來(lái)自第一比較器64的輸出端子的電壓值。當(dāng)電壓值從Vla改變到Vlb時(shí)，換言之，當(dāng)電壓信號(hào)Di變得大于或等于第一閾值THl時(shí)，第一判斷電路66判斷X射線照射已經(jīng)開(kāi)始。相應(yīng)地，第一判斷電路66向控制部41輸出照射檢測(cè)信號(hào)。
[0057]如圖5 (A)和6 (A)的前半部分所示出的，當(dāng)沒(méi)有使用X射線照射FPD36時(shí)，在像素37中僅出現(xiàn)暗電荷。在該狀態(tài)下，向第一比較器64輸入的電壓信號(hào)Di應(yīng)該小于第一閾值THl。另一方面，當(dāng)使用X射線照射FPD36時(shí)，如圖5(A)的后半部分所示出的，在像素37中出現(xiàn)信號(hào)電荷，其量對(duì)應(yīng)于入射的X射線的量。由于信號(hào)電荷的量比暗電荷的量大得多，在X射線照射開(kāi)始之后，電壓信號(hào)Di立即超過(guò)了閾值THl。將隨時(shí)間變化的電壓信號(hào)Di表示為時(shí)間的函數(shù)f (t)。第一判斷單元62監(jiān)視在X射線照射開(kāi)始前和照射開(kāi)始后之間的電壓信號(hào)Di的變化，并檢測(cè)X射線照射的開(kāi)始。
[0058]第二判斷單兀63的微分電路68執(zhí)行電壓信號(hào)Di的一階微分,并向第二比較器65的一個(gè)輸入端子輸入一階微分值Di ’(f’(t))。向第二比較器65的另一輸入端子輸入第二和第三閾值TH2和TH3(參見(jiàn)圖5(B)和圖6(B))。第二比較器65將一階微分值Di’與第二閾值TH2和第三閾值TH3相比較。當(dāng)一階微分值Di ’在由第二閾值TH2和第三閾值TH3限定的范圍之內(nèi)(-TH3 <Di’<TH2)時(shí)，第二比較器65輸出電壓值V2a。當(dāng)一階微分值Di ’在該范圍之外(Di’≤-TH3或Di’≥TH2)時(shí)，第二比較器65輸出電壓值V2b。
[0059]第二判斷電路67對(duì)來(lái)自第二比較器65的輸出端子的電壓值監(jiān)視預(yù)定時(shí)間(此后稱為“驗(yàn)證時(shí)間段”)。當(dāng)電壓值在驗(yàn)證時(shí)間段上保持在V2a或V2b處，換言之，當(dāng)在整個(gè)驗(yàn)證時(shí)間段期間，一階微分值Di’保持在由第二閾值TH2和第三閾值TH3所限定的范圍之內(nèi)或者之外而不穿過(guò)該范圍時(shí)，第二判斷電路67驗(yàn)證第一判斷單元62的判斷結(jié)果是正確的，換言之，X射線源13的X射線照射實(shí)際上已經(jīng)開(kāi)始。然后，第二判斷單元63向控制部41輸出檢測(cè)證明信號(hào)。
[0060]另一方面，當(dāng)來(lái)自第二比較器65的輸出端子的電壓值在V2a和V2b之間波動(dòng)時(shí)，換言之，當(dāng)一階微分值Di ’在由第二閾值TH2和第三閾值TH3所限定的范圍上震蕩時(shí)，第二判斷電路67驗(yàn)證第一判斷單元62的判斷結(jié)果不正確。然后，第二判斷單元63向控制部41輸出錯(cuò)誤檢測(cè)通知信號(hào)。
[0061]在照射檢測(cè)操作期間，電子盒21有時(shí)由于射線技術(shù)人員或者患者H無(wú)意間撞到成像支架22所造成的碰撞而振動(dòng)。除此之外，還有很多可以想到的在照射檢測(cè)操作期間發(fā)生電子盒21的振動(dòng)的情況，例如，患者H自己握著電子盒21進(jìn)行射線照相的情況，將電子盒21放在患者H上的情況，在人上下車時(shí)發(fā)生搖擺的車上執(zhí)行射線照相的情況，使用發(fā)電機(jī)(power generator)作為醫(yī)院外的電源的情況,等等。
[0062]如總所周知的，當(dāng)電子盒21振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)所導(dǎo)致的振動(dòng)噪聲影響到信號(hào)處理部40，并且噪聲被增加到電壓信號(hào)中。不用說(shuō)，增加到電壓信號(hào)中的噪聲導(dǎo)致在照射檢測(cè)操作期間輸出的電壓信號(hào)Di增加了相應(yīng)的量。結(jié)果，如圖6(A)中所示，電壓信號(hào)Di超過(guò)第一閾值THl。由此，即使FPD36實(shí)際上沒(méi)有受到X射線的照射，第一判斷單元62也會(huì)做出X射線照射的錯(cuò)誤檢測(cè)。
[0063]在圖6(A)中，振動(dòng)噪聲導(dǎo)致的電壓信號(hào)Di隨時(shí)間變化，就如同存在X射線照射的情況一樣，即，就如同圖5的電壓信號(hào)Di —樣。因此，將該電壓信號(hào)Di表不為時(shí)間的函數(shù)g(t)。函數(shù)g(t)具有恒定周期和幅度衰減的正弦波形，即，阻尼振蕩波形。微分電路68執(zhí)行函數(shù)g(t)的一階微分，并如圖6(B)所示，獲得與函數(shù)g(t)有90°相差的波形g’(t)。[0064]如圖5(B)中所示，函數(shù)f(t)的一階微分f’(t)響應(yīng)于X射線照射而急劇上升，并在短時(shí)間內(nèi)變得恒定。另一方面，如圖6(B)中所示，雖然與函數(shù)g(t)有相位差，根據(jù)振動(dòng)噪聲的函數(shù)g(t)的一階微分g’ (t)具有與函數(shù)g(t)相同的阻尼振蕩波形。
[0065]當(dāng)FPD36實(shí)際受到X射線的照射時(shí)，一階微分f ’⑴在第二閾值TH2和第三閾值TH3所限定的范圍內(nèi)或之外保持恒定(在圖5㈧和⑶中，f’ (t)在該范圍內(nèi))。另一方面，在根據(jù)振動(dòng)噪聲的波形的情況下，如果閾值TH2和TH3取適當(dāng)?shù)闹?，在?yàn)證時(shí)間段中，一階微分g’ (t)穿過(guò)第二閾值TH2和第三閾值TH3所限定的范圍。該差異在第二比較器65的輸出電壓中自己顯現(xiàn)出來(lái)。在前者的情況下，在整個(gè)驗(yàn)證時(shí)間段中輸出單個(gè)電壓V2a或V2b。在后者的情況下，在驗(yàn)證時(shí)間段中交替輸出電壓V2a和V2b。如上所述，通過(guò)在第一判斷單元62檢測(cè)到電壓信號(hào)Di中的變化后監(jiān)視電壓信號(hào)Di中隨時(shí)間的波動(dòng)，第二判斷單元63能夠驗(yàn)證第一判斷單元62的判斷結(jié)果，換言之，驗(yàn)證第一判斷單元62是檢測(cè)到實(shí)際的X射線照射還是錯(cuò)誤地檢測(cè)到振動(dòng)噪聲。
[0066]由此，即使電壓信號(hào)Di通過(guò)振動(dòng)噪聲的增加超過(guò)了第一閾值TH1，并且第一判斷電路66輸出照射檢測(cè)信號(hào)，第二判斷單元63也會(huì)判斷出這是錯(cuò)誤檢測(cè)。從而，第二判斷電路67向控制部41輸出錯(cuò)誤檢測(cè)通知信號(hào)，并取消之前輸入的照射檢測(cè)信號(hào)。相應(yīng)地，電子盒21在錯(cuò)誤檢測(cè)到X射線照射的開(kāi)始后曾經(jīng)轉(zhuǎn)換到電荷積聚操作，然而立即中斷電荷積聚操作并繼續(xù)執(zhí)行照射檢測(cè)操作。僅當(dāng)X射線照射實(shí)際開(kāi)始時(shí)，檢測(cè)證明信號(hào)才輸入到控制部41，并繼續(xù)電荷積聚操作。
[0067]注意,將第二閾值TH2和第三閾值TH3設(shè)置在由振動(dòng)噪聲造成的電壓信號(hào)的一階微分的幅度剛好超過(guò)的值處。該振動(dòng)噪聲產(chǎn)生超過(guò)第一閾值THl的電壓信號(hào)。
[0068]在本實(shí)施例中，當(dāng)電壓信號(hào)Di大于或等于第一閾值THl時(shí)，每個(gè)TFT43截止，并且第一判斷單元62輸出照射檢測(cè)信號(hào)。直到第一判斷單元62輸出照射檢測(cè)信號(hào)，使每個(gè)TFT43導(dǎo)通。在輸出照射檢測(cè)信號(hào)之前，電壓信號(hào)Di與像素37中產(chǎn)生的電荷相對(duì)應(yīng)。在輸出照射檢測(cè)信號(hào)之后，即，當(dāng)每個(gè)TFT43截止時(shí)，輸入到第二判斷單元63的電壓信號(hào)Di與從像素37向信號(hào)線46泄漏的泄漏電流相對(duì)應(yīng)。
[0069]當(dāng)每個(gè)TFT43截止時(shí)，像素37與信號(hào)線46之間的通道關(guān)閉。從而，理想地，在像素37中積聚的電荷不會(huì)流入信號(hào)線46。然而，在實(shí)際情況下，即使TFT43截止，像素37中積聚的少量電荷也會(huì)泄漏到信號(hào)線46中。泄漏電荷的量隨著像素39中積聚的電荷的量的增加而增加，然而比通過(guò)X射線照射在像素37中產(chǎn)生的信號(hào)電荷的量小得多。然而，振動(dòng)噪聲不在像素37中積聚，而是會(huì)影響信號(hào)處理電路40。由于該原因，振動(dòng)噪聲在電壓信號(hào)Di中自己顯現(xiàn)為與泄漏電荷相對(duì)應(yīng)的相對(duì)大的值。因此，如果TFT43截止并且基于泄漏電荷執(zhí)行第二判斷，則第二判斷的有效性得以保證。
[0070]在電子盒21上電后，控制部41使FPD36執(zhí)行重置操作，直到從成像控制單元23發(fā)送成像條件。當(dāng)從成像控制單元23發(fā)送成像條件時(shí)，F(xiàn)PD36從重置操作轉(zhuǎn)移到照射檢測(cè)操作，在照射檢測(cè)操作中每個(gè)TFT43導(dǎo)通。當(dāng)在照射檢測(cè)操作期間從照射檢測(cè)器61接收到照射檢測(cè)信號(hào)時(shí)，控制部41使FPD36從照射檢測(cè)操作轉(zhuǎn)移到電荷積聚操作。
[0071]在從照射檢測(cè)器61接收到檢測(cè)證明信號(hào)的情況下，控制部41繼續(xù)電荷積聚操作。另一方面，在接收到錯(cuò)誤檢測(cè)通知信號(hào)的情況下，控制部41通過(guò)向每行輸入柵極脈沖使每個(gè)像素37同時(shí)釋放暗電荷以重置每個(gè)像素37，并在然后重啟照射檢測(cè)操作。[0072]控制部41通過(guò)定時(shí)器來(lái)測(cè)量從電荷積聚操作的開(kāi)始起所經(jīng)過(guò)的時(shí)間。當(dāng)經(jīng)過(guò)的時(shí)間達(dá)到成像條件中設(shè)置的時(shí)間時(shí)，控制部41使FPD36從電荷積聚操作轉(zhuǎn)移到讀出操作。
[0073]使用或者不使用通信線纜25把成像控制單元23連接到電子盒21，以控制電子盒21的操作。更具體地，成像控制單元23向電子盒21發(fā)送成像條件，以設(shè)置FPD36的信號(hào)處理?xiàng)l件(放大器的增益等)并間歇性地控制FPD36的操作。同樣地，成像控制單元23從電子盒21向控制臺(tái)24發(fā)送圖像數(shù)據(jù)。
[0074]在圖1中，成像控制單元23包括CPU23a、通信器23b以及存儲(chǔ)器23c，CPU23a用于執(zhí)行單元23的集中式控制，通信器23b用于建立與電子盒21的有線或者無(wú)線通信并經(jīng)由線纜26建立與控制臺(tái)24的通信。通信器23b和存儲(chǔ)器23c連接到CPU23a。存儲(chǔ)器23c存儲(chǔ)要由CPU23a執(zhí)行的控制程序以及包括第一閾值THl至第三閾值TH3在內(nèi)的各種類型的信息。在開(kāi)啟電子盒21之后，通過(guò)通信線纜25向電子盒21發(fā)送存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器23c中的第一閾值THl至第三閾值TH3。然后，將第一閾值THl設(shè)置為第一比較器64的輸入，將第二閾值TH2和第三閾值TH3設(shè)置為第二比較器65的輸入。
[0075]控制臺(tái)24向成像控制單元23發(fā)送成像條件，并向從成像控制單元23發(fā)送的X射線圖像數(shù)據(jù)應(yīng)用各種類型的圖像處理，例如偏移校正和增益校正。在控制臺(tái)24的監(jiān)視器上顯示處理后的X射線圖像。該X射線圖像數(shù)據(jù)也被存儲(chǔ)到控制臺(tái)24的硬盤(pán)或者存儲(chǔ)器，或者存儲(chǔ)到通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接到控制臺(tái)24的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備，例如圖像服務(wù)器。
[0076]控制臺(tái)24接收檢查命令(包括患者H的性別和年齡、要成像的身體部位以及檢查目的)的輸入，并在監(jiān)視器上顯示檢查命令。檢查命令是從管理與射線照相有關(guān)的患者信息和檢查信息的外部系統(tǒng)傳送的，或者由射線技術(shù)人員手動(dòng)輸入，該外部系統(tǒng)例如是HIS(醫(yī)院信息系統(tǒng))或RIS(射線信息系統(tǒng))。射線技術(shù)人員確認(rèn)監(jiān)視器上的檢查命令的內(nèi)容，并根據(jù)該內(nèi)容在控制臺(tái)24的操作屏幕上輸入成像條件。
[0077]接下來(lái)，此后將參考圖7和圖8的時(shí)序圖以及圖9的流程圖描述具有以上結(jié)構(gòu)的X射線成像系統(tǒng)10的操作。在圖7至圖9中，參考標(biāo)記SlO至S21中的每一個(gè)表示公共的操作步驟。
[0078]當(dāng)使用X射線成像系統(tǒng)10執(zhí)行射線照相時(shí)，根據(jù)患者要成像的身體部位的位置來(lái)調(diào)節(jié)在成像支架22上設(shè)置的電子盒21的高度。此外，根據(jù)電子盒21的高度和要成像的身體部位的尺寸來(lái)調(diào)節(jié)X射線源13的高度和照射區(qū)域的尺寸。
[0079]接下來(lái)，如圖9中的步驟SlO所示，電子盒21上電。此時(shí)，將偏置電壓從電源施加到FPD36的像素37。啟動(dòng)?xùn)艠O驅(qū)動(dòng)器39和信號(hào)處理部40，并且控制部41使FPD36執(zhí)行重置操作(Sll)。然后，從控制臺(tái)24輸入成像條件，并且經(jīng)由成像控制單元23在電子盒21中設(shè)置成像條件。還在源控制單元14中設(shè)置成像條件。在從成像控制單元23接收到成像條件(S12中為“是”)后，控制部41使FPD36從重置操作轉(zhuǎn)移到照射檢測(cè)操作(S13)。
[0080]當(dāng)完成如上所述的射線照相的準(zhǔn)備時(shí)，射線技術(shù)人員對(duì)照射開(kāi)關(guān)15進(jìn)行一級(jí)按壓。從而，向源控制單元14發(fā)送加熱開(kāi)始信號(hào)，以開(kāi)始加熱X射線源13。在經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間之后，射線技術(shù)人員對(duì)照射開(kāi)關(guān)15進(jìn)行二級(jí)按壓。從而，向源控制單元14發(fā)送照射開(kāi)始信號(hào)，以開(kāi)始X射線照射。
[0081]在照射檢測(cè)操作中，所有的TFT43導(dǎo)通。從積分放大器47以有規(guī)律的間隔讀出電壓信號(hào)Di,并且重置積分放大器47,如同讀出操作中的情況那樣。電壓信號(hào)Di被輸入第一判斷單元62的第一比較器64，并與第一閾值THl相比較以檢測(cè)X射線照射的開(kāi)始。注意，在沒(méi)有檢測(cè)到X射線照射的開(kāi)始的情況下，如果照射檢測(cè)操作繼續(xù)預(yù)定的時(shí)間，則控制部41將FPD36返回到重置操作的步驟Sll (圖9中未示出)。
[0082]當(dāng)電壓信號(hào)Di大于或等于第一閾值THl，并且第一判斷電路66檢測(cè)到第一比較器64的輸出已變化為Vlb (檢測(cè)到X射線照射的開(kāi)始；S14中為“是”)時(shí)，從第一判斷單元62向控制部41輸出照射檢測(cè)信號(hào)。在接收到照射檢測(cè)信號(hào)后，控制部41使所有的TFT43截止，并開(kāi)始用于捕捉X射線圖像的電荷積聚操作(步驟S15、S18)。
[0083]在第二判斷單元63中，微分電路68執(zhí)行與從像素37向信號(hào)線46泄漏的泄漏電荷相對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)Di的一階微分。然后，第二比較器65將電壓信號(hào)Di的一階微分值Di’與第二閾值TH2和第三閾值TH3相比較，以驗(yàn)證第一判斷單元62的判斷是否正確。
[0084]當(dāng)在整個(gè)驗(yàn)證時(shí)間段上，一階微分值Di ’在由第二閾值TH2和第三閾值TH3所限定的范圍內(nèi)或者之外，以及第二判斷電路67檢測(cè)到第二比較器65的輸出是V2a或者V2b (第一判斷單元62的判斷是正確的，S16中為“是”)時(shí)，第二判斷電路67向控制部41輸出檢測(cè)證明信號(hào)(S17)。在這種情況下，繼續(xù)S15的狀態(tài)，其中所有的TFT43截止，換言之，繼續(xù)用于捕捉X射線圖像的電荷積聚操作。在電荷積聚操作期間，透過(guò)患者要成像的身體部位的X射線入射到FPD36的成像區(qū)域38上，并且信號(hào)電荷在像素37中積聚，其量對(duì)應(yīng)于入射的X射線的量。
[0085]在經(jīng)過(guò)成像條件中設(shè)置的照射時(shí)間之后，源控制單元14停止X射線照射。在經(jīng)過(guò)與成像條件中設(shè)置的照射時(shí)間相對(duì)應(yīng)的預(yù)定時(shí)間之后(S19中為“是”)，F(xiàn)PD36完成電荷積聚操作，并轉(zhuǎn)移到X射線圖像的讀出操作(S20)。在讀出操作中，從第一行開(kāi)始，逐行地接連讀出像素37中積聚的信號(hào)電荷，并將單幀X射線圖像數(shù)據(jù)記錄到存儲(chǔ)器51。通過(guò)成像控制單元23向控制臺(tái)24發(fā)送圖像數(shù)據(jù)。在讀出操作之后，當(dāng)還沒(méi)有設(shè)置接下來(lái)的成像條件之前，F(xiàn)PD36返回到上電之后的狀態(tài)(重置操作)。當(dāng)已經(jīng)設(shè)置接下來(lái)的成像條件時(shí)，F(xiàn)PD36返回步驟S13并重啟照射檢測(cè)操作。
[0086]另一方面，當(dāng)?shù)诙袛嚯娐?7檢測(cè)到在驗(yàn)證時(shí)間段期間一階微分值Di’在由第二閾值TH2和第三閾值TH3所限定的范圍上震蕩，并且第二比較器65的輸出在V2a和V2b之間波動(dòng)時(shí)(第一判斷單元62的判斷不正確，在S16中是“否”)，從第二判斷電路67向控制部41輸出錯(cuò)誤檢測(cè)通知信號(hào)(S21)。在這種情況，控制部41中斷FPD36的電荷積聚操作(S21)?？刂撇?1使FPD36重置所有的像素(圖8和圖9中未示出)，然后重啟S13的照射檢測(cè)操作。注意，在本實(shí)施例中，一階微分值Di’僅穿過(guò)由第二閾值TH2和第三閾值TH3所限定的范圍一次，然而在照射檢測(cè)操作期間這可以多次發(fā)生。在這種情況下，每當(dāng)一階微分值Di’穿過(guò)該范圍，就輸出錯(cuò)誤檢測(cè)通知信號(hào)以取消照射檢測(cè)信號(hào)。
[0087]如上所述，根據(jù)本發(fā)明，基于電壓信號(hào)Di隨時(shí)間的波動(dòng)來(lái)驗(yàn)證對(duì)X射線照射的開(kāi)始的檢測(cè)是否是由電子盒21的振動(dòng)造成的。如果該檢測(cè)是由振動(dòng)造成的，取消對(duì)X射線照射的開(kāi)始的判斷。從而，能夠確定地防止X射線照射的開(kāi)始的錯(cuò)誤檢測(cè)。相應(yīng)地，電子盒21不需要執(zhí)行由錯(cuò)誤檢測(cè)造成的無(wú)用的操作，并且不會(huì)錯(cuò)過(guò)理想的拍攝時(shí)機(jī)。這提高了射線照相的效率，并節(jié)省了所浪費(fèi)的電能。
[0088]由于通過(guò)包括第一判斷步驟和第二判斷步驟的兩個(gè)步驟來(lái)檢測(cè)X射線照射的開(kāi)始，第一判斷步驟的標(biāo)準(zhǔn)可以相對(duì)寬松(將第一判斷步驟的第一閾值THl設(shè)置為低的值)。在這種情況下，在X射線照射開(kāi)始之后，電壓信號(hào)Di立即超過(guò)第一閾值TH1，并且FPD36開(kāi)始電荷積聚操作。從而，能夠降低對(duì)X射線照射的開(kāi)始的檢測(cè)做出貢獻(xiàn)但是沒(méi)有對(duì)X射線圖像的形成做出貢獻(xiàn)的X射線量，并減少了患者H對(duì)照射的無(wú)謂暴露。
[0089]由于在導(dǎo)通所有TFT43的狀態(tài)下執(zhí)行第一判斷步驟，第一判斷步驟中獲得的電壓信號(hào)Di大于TFT43截止的情況下監(jiān)視泄漏電荷中獲得的電壓信號(hào)。較大的電壓信號(hào)Di容易與第一閾值THl相比較，導(dǎo)致正確的判斷。振動(dòng)噪聲在從泄漏電荷轉(zhuǎn)換而成的電壓信號(hào)Di中自身展示為相對(duì)大的值。從而，如果所有的TFT43截止并且在第二判斷步驟中監(jiān)視泄漏電荷，則容易在實(shí)際的X射線照射和振動(dòng)噪聲之間進(jìn)行區(qū)分。注意，在第一判斷步驟中，所有的TFT43可以截止并且可以監(jiān)視泄漏電荷。
[0090]在從第一判斷單元62輸出照射檢測(cè)信號(hào)時(shí)，所有的TFT43截止(轉(zhuǎn)移到電荷積聚操作)，并監(jiān)視泄漏電荷以執(zhí)行第二判斷步驟。從而，與針對(duì)讀出操作接連輸入柵極脈沖并基于讀出操作的輸出執(zhí)行第二判斷的情況相比，在短時(shí)間內(nèi)執(zhí)行第二判斷步驟是可能的。振動(dòng)噪聲有時(shí)在幾毫秒內(nèi)衰減。如果第二判斷持續(xù)長(zhǎng)時(shí)間，可能在振動(dòng)減弱之后執(zhí)行第二判斷。這可能導(dǎo)致與正確檢測(cè)相混淆。然而，減少第二判斷所需的時(shí)間避免了該問(wèn)題。注意，從第一判斷完成到第二判斷完成的驗(yàn)證時(shí)間段的時(shí)間小于3毫秒是優(yōu)選的，以例如檢測(cè)幾毫秒內(nèi)衰減的振動(dòng)。
[0091]在輸出照射檢測(cè)信號(hào)和輸出檢測(cè)證明信號(hào)之間施加的X射線被有效地用于形成X射線圖像。此外，由于在轉(zhuǎn)移到電荷積聚操作之前所有的TFT都是導(dǎo)通的，不管存在不存在X射線照射都出現(xiàn)的暗電荷被自然地釋放，而且消除了暗電荷所導(dǎo)致的噪聲。因此，提高了X射線圖像的質(zhì)量。
[0092]由于在錯(cuò)誤檢測(cè)的判斷之后立即重啟照射檢測(cè)操作，必定能夠檢測(cè)實(shí)際的X射線照射。
[0093]為了增加第二判斷單元63所進(jìn)行的驗(yàn)證的精確度，除了一階微分值Di’與第二閾值TH2和第三閾值TH3之間的比較之外，可以將電壓信號(hào)Di和一階微分值Di ’之間的比率DiVDi與第四閾值TH4相比較。當(dāng)比率Di’/Di與第四閾值TH4之間的量值關(guān)系隨時(shí)間變化時(shí)，可以將該檢測(cè)判斷為由振動(dòng)噪聲導(dǎo)致的錯(cuò)誤檢測(cè)。在這種情況下，提供了用于根據(jù)積分放大器47的輸出和微分電路68的輸出來(lái)計(jì)算比率Di’/Di的除法電路，用于將除法電路的輸出與第四閾值TH4相比較的比較器，以及用于監(jiān)視比較器的輸出電壓的判斷電路。當(dāng)X射線的量極少時(shí)，難以僅從一階微分值Di’與第二閾值TH2和第三閾值TH3之間的比較來(lái)驗(yàn)證第一判斷結(jié)果。在一階微分值Di’與第二閾值TH2和第三閾值TH3之間的比較之外執(zhí)行比率Di’ /Di與第四閾值TH4之間的比較，提高了第二判斷的可靠性。
[0094]在以上實(shí)施例中，使用電壓信號(hào)Di的一階微分值Di’來(lái)執(zhí)行第二判斷，然而作為一階微分值Di ’的替代或者除了一階微分值Di ’之外，可以使用二階微分值Di ”。在圖5 (C)中，實(shí)際X射線照射情況下的電壓信號(hào)Di的二階微分值Di ”(f” (t))與高斯函數(shù)相類似。另一方面，如圖6(C)中所示，振動(dòng)噪聲的二階微分值Di”(g”(t))正好與電壓信號(hào)Di異相，也與一階微分值Di ’(g’ (t))異相。
[0095]在使用二階微分值Di”代替一階微分值Di’時(shí)，微分電路68執(zhí)行電壓信號(hào)Di的二階微分，以輸出二階微分值Di”。當(dāng)二階微分值Di”在由第五閾值TH5和第六閾值TH6所限定的范圍之內(nèi)(-TH6 < Di”< TH5)時(shí)，第二比較器65輸出電壓值V3a。當(dāng)二階微分值Di”在該范圍之外(Di”≤-TH6或Di”≥TH5)時(shí)，第二比較器65輸出電壓值V3b。當(dāng)在整個(gè)驗(yàn)證時(shí)間段期間從第二比較器65輸出V3a時(shí)，第二判斷電路67向控制部41輸出檢測(cè)證明信號(hào)。當(dāng)交替輸出V3a和V3b時(shí)，第二判斷電路67向控制部41輸出錯(cuò)誤檢測(cè)通知信號(hào)。之后的步驟與以上實(shí)施例中的那些步驟相同。注意，如同第二閾值TH2和第三閾值TH3那樣，第五閾值TH5和第六閾值TH6取適當(dāng)?shù)闹怠＠?，將TH6設(shè)置為T(mén)H5/2。
[0096]在使用一階微分值Di ’和二階微分值Di ”兩者的情況下，提供針對(duì)一階微分值Di ’和二階微分值Di”的兩個(gè)判斷單元。僅當(dāng)這兩個(gè)判斷單元都輸出檢測(cè)證明信號(hào)時(shí)，才將第一判斷單元62的判斷驗(yàn)證為正確的。當(dāng)這兩個(gè)判斷單元中任一個(gè)輸出錯(cuò)誤檢測(cè)通知信號(hào)時(shí)，將第一判斷單元62的判斷驗(yàn)證為不正確的。在另一情況下，僅當(dāng)這兩個(gè)判斷單元都輸出錯(cuò)誤檢測(cè)通知信號(hào)時(shí)，可以將第一判斷單元62的判斷驗(yàn)證為不正確的。
[0097]單調(diào)增加函數(shù)f(t)隨著微分階數(shù)的增加而逼近零。另一方面，隨著微分的重復(fù)，正弦波函數(shù)g(t)僅出現(xiàn)異相，其幅度不改變。由于該原因，通過(guò)將第二微分值Di”用于驗(yàn)證，能夠清楚地區(qū)分實(shí)際的X射線照射和振動(dòng)噪聲，并且可以確定地防止錯(cuò)誤檢測(cè)。注意，如果微分的階數(shù)過(guò)高，驗(yàn)證定時(shí)會(huì)變得過(guò)晚，并且第二判斷在振動(dòng)噪聲減弱后才執(zhí)行。因此，二階微分是適當(dāng)?shù)摹?br> [0098]可以在不使用微分電路68的情況下執(zhí)行第二判斷。在驗(yàn)證時(shí)間段中，以恒定的采樣間隔將電壓信號(hào)Di與第七閾值TH7相比較。當(dāng)電壓信號(hào)Di在每個(gè)時(shí)間點(diǎn)都大于或等于第七閾值TH7時(shí)，實(shí)際的X射線照射得以驗(yàn)證。在實(shí)際的X射線照射的情況下，電壓信號(hào)Di單調(diào)增加。然而，在振動(dòng)噪聲的情況下，電壓信號(hào)Di關(guān)于振動(dòng)中心震蕩，并因此不會(huì)變得在每個(gè)點(diǎn)處大于或等于第七閾值TH7。利用該特性，能夠?qū)⒄駝?dòng)噪聲與實(shí)際的X射線照射區(qū)分開(kāi)。不使用微分電路能夠縮短判斷時(shí)間，并降低成本。
[0099]在以上實(shí)施例中，用于檢測(cè)X射線照射的像素信號(hào)是從成像區(qū)域38的中間的單列像素37取得的。然而，可以使用多列或者所有列的像素信號(hào)來(lái)檢測(cè)X射線照射。在這種情況下，通過(guò)組成信號(hào)處理部40的ASIC單元將鄰接的四到八列進(jìn)行分組，并且可以將每組的電壓信號(hào)Di的簡(jiǎn)單平均值或者電壓信號(hào)Di除去最大值和最小值后的平均值用于判斷。使用多列而不是單列能夠提高檢測(cè)精確度。
[0100]在以上實(shí)施例中，將從積分放大器47輸出的模擬電壓信號(hào)與閾值相比較，以檢測(cè)X射線照射，但是取而代之，可以將A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字化電壓信號(hào)與閾值相比較。
[0101]X射線成像系統(tǒng)10不限于安裝在射線照相室中的類型，而可以是安裝在車輛中的類型或者便攜式類型，在便攜式類型中，將X射線源13、源控制單元14、電子盒21、成像控制單元23等攜帶到需要緊急醫(yī)療處理的事故或者自然災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)中，或者攜帶到家庭看護(hù)患者旁邊以用于射線照相。與安裝在射線照相室中的類型的X射線成像系統(tǒng)相比，安裝在車輛中的類型或者便攜式類型的X射線成像系統(tǒng)易于并且頻繁地受到?jīng)_撞，因此，將本發(fā)明應(yīng)用于這種類型的X射線成像系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了相當(dāng)好的效果。
[0102]替代以上實(shí)施例中所述的用于按順序重置所有行的像素的順序重置操作，可以執(zhí)行并行重置操作。在并行重置操作中，將多個(gè)行分成組，并且可以逐組地對(duì)所有的像素執(zhí)行順序重置操作。 在這種情況下，從所有組的行同時(shí)釋放暗電荷。通過(guò)使用并行重置操作，重置操作得以加速。
[0103]存在消除對(duì)加熱的要求的多種類型的X射線源，例如具有非旋轉(zhuǎn)的陽(yáng)極的固定陽(yáng)極類型、不需要預(yù)熱的冷陰極類型。因此，照射開(kāi)關(guān)可以僅具有發(fā)出照射開(kāi)始信號(hào)的功能。即使在X射線源需要加熱的情況下，照射開(kāi)關(guān)向源控制單元輸入照射開(kāi)始信號(hào)，并且源控制開(kāi)關(guān)可以響應(yīng)于照射開(kāi)始信號(hào)開(kāi)始加熱。在完成加熱之后，可以自動(dòng)開(kāi)始X射線照射。在這種情況下，照射開(kāi)關(guān)不需要具有發(fā)出加熱開(kāi)始信號(hào)的功能。
[0104]在以上實(shí)施例中，電子盒和成像控制單元被分開(kāi)配置，然而可以例如通過(guò)向電子盒的控制部提供成像控制單元的功能來(lái)對(duì)電子盒和成像控制單元進(jìn)行集成。成像控制單元可以取代控制臺(tái)而執(zhí)行圖像處理。
[0105]在以上的實(shí)施例中，將本發(fā)明應(yīng)用于作為便攜式X射線圖像檢測(cè)設(shè)備的電子盒，然而可以將本發(fā)明應(yīng)用于固定的X射線圖像檢測(cè)設(shè)備。
[0106]除了 X射線，本發(fā)明可應(yīng)用于使用另一類型的射線(例如，Y射線)的成像系統(tǒng)。
[0107]雖然已經(jīng)參考附圖通過(guò)其優(yōu)選實(shí)施例的方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了完全的描述，各種改變和修改對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是明顯的。因此，除非這些改變和修改背離了本發(fā)明的范圍，否則應(yīng)該將其解釋為包含在本發(fā)明的范圍中。
【權(quán)利要求】
1.一種射線圖像檢測(cè)設(shè)備，包括: 第一判斷單元，用于基于與射線的入射量相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)的變化來(lái)判斷射線照射是否已經(jīng)開(kāi)始，所述變化是通過(guò)以預(yù)定的時(shí)間間隔將所述電信號(hào)與第一閾值相比較來(lái)檢測(cè)的； 第二判斷單元，用于在所述第一判斷單元判斷所述射線照射已經(jīng)開(kāi)始之后，檢查所述電信號(hào)的所述變化實(shí)際上是由所述射線照射產(chǎn)生還是由振動(dòng)產(chǎn)生，以驗(yàn)證所述第一判斷單兀的判斷是否正確； 具有多個(gè)像素的射線圖像檢測(cè)器；以及 控制裝置，用于根據(jù)所述第一判斷單元的判斷結(jié)果和所述第二判斷單元的驗(yàn)證結(jié)果來(lái)控制所述射線圖像檢測(cè)器的操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射線圖像檢測(cè)設(shè)備， 其中，所述第二判斷單元基于所述電信號(hào)隨時(shí)間的波動(dòng)來(lái)檢查所述電信號(hào)的所述波動(dòng)實(shí)際上是由所述射線照射產(chǎn)生還是由振動(dòng)產(chǎn)生。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射線圖像檢測(cè)設(shè)備， 其中，如果所述第二判斷單元驗(yàn)證所述第一判斷單元的所述判斷是不正確的，所述控制裝置重啟所述第一判斷單元的所述判斷。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射線圖像檢測(cè)設(shè)備， 其中，在所述第一判斷單元判斷所述射線照射已經(jīng)開(kāi)始之后，所述控制裝置開(kāi)始所述射線圖像檢測(cè)器的電荷積聚操作； 其中，如果所述第二判斷單元驗(yàn)證所述第一判斷單元的所述判斷是正確的，所述控制裝置繼續(xù)所述射線圖像檢測(cè)器的所述電荷積聚操作；以及 其中，如果所述第二判斷單元驗(yàn)證所述第一判斷單元的所述判斷是不正確的，所述控制裝置中斷所述射線圖像檢測(cè)器的所述電荷積聚操作，并重啟所述第一判斷單元的所述判斷。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射線圖像檢測(cè)設(shè)備，其中，在所述第一判斷單元判斷所述射線照射已經(jīng)開(kāi)始之后，所述第二判斷單元在預(yù)定時(shí)間段期間多次將所述電信號(hào)與第二閾值相比較，并基于比較結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射線圖像檢測(cè)設(shè)備，其中，所述第二判斷單元具有微分電路，并基于所述電信號(hào)的微分值與第二閾值之間的比較結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的射線圖像檢測(cè)設(shè)備，其中，所述第二判斷單元基于所述電信號(hào)和所述電信號(hào)的所述微分值之間的比率與所述第二閾值進(jìn)行比較的結(jié)果進(jìn)行所述驗(yàn)證。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的射線圖像檢測(cè)設(shè)備，其中，所述微分電路執(zhí)行所述電信號(hào)的一階或二階微分。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射線圖像檢測(cè)設(shè)備，所述射線圖像檢測(cè)設(shè)備是電子盒，具有包含在殼中的所述射線圖像檢測(cè)器。
10.一種射線圖像檢測(cè)設(shè)備的控制方法，所述射線圖像檢測(cè)設(shè)備包括具有多個(gè)像素的射線圖像檢測(cè)器，所述控制方法包括以下步驟: 第一判斷單元基于與射線的入射量相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)的變化來(lái)判斷射線照射是否已經(jīng)開(kāi)始，通過(guò)以預(yù)定的時(shí)間間隔將所述電信號(hào)與第一閾值相比較而檢測(cè)所述變化； 如果所述第一判斷單元 判斷所述射線照射已經(jīng)開(kāi)始，則開(kāi)始所述射線圖像檢測(cè)器的電荷積聚操作； 在所述第一判斷單元判斷所述射線照射已經(jīng)開(kāi)始之后，第二判斷單元檢查所述電信號(hào)的所述變化是否實(shí)際上由所述射線照射產(chǎn)生，以驗(yàn)證所述第一判斷單元的所述判斷是否正確； 如果所述第二判斷單元驗(yàn)證所述第一判斷單元的所述判斷是正確的，則繼續(xù)所述射線圖像檢測(cè)器的所述電荷積聚操作；以及 如果所述第二判斷單元驗(yàn)證所述第一判斷單元的所述判斷是不正確的，則中斷所述射線圖像檢測(cè)器的所述電荷積聚操作，并重啟所述第一判斷單元的所述判斷。
11.一種射線圖像檢測(cè)設(shè)備，包括: 照射檢測(cè)器，用于基于與射線的入射量相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)來(lái)檢測(cè)射線照射； 第一判斷單元，用于基于所述電信號(hào)的變化來(lái)判斷射線照射是否已經(jīng)開(kāi)始，所述變化是通過(guò)以預(yù)定的時(shí)間間隔將所述電信號(hào)與第一閾值相比較來(lái)檢測(cè)的； 第二判斷單元，用于在所述第一判斷單元判斷所述射線照射已經(jīng)開(kāi)始之后，基于所述電信號(hào)隨時(shí)間的波動(dòng)來(lái)檢查所述電信號(hào)的所述變化實(shí)際上是由所述射線照射產(chǎn)生還是由振動(dòng)產(chǎn)生，以驗(yàn)證所述第一判斷單元的判斷是否正確。
12.—種射線圖像 檢測(cè)設(shè)備的控制方法，所述射線圖像檢測(cè)設(shè)備包括具有多個(gè)像素的射線圖像檢測(cè)器，所述控制方法包括以下步驟: 基于與射線的入射量相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)來(lái)檢測(cè)射線照射； 第一判斷單元基于所述電信號(hào)的變化來(lái)判斷射線照射是否已經(jīng)開(kāi)始，所述變化是通過(guò)以預(yù)定的時(shí)間間隔將所述電信號(hào)與第一閾值相比較來(lái)檢測(cè)的； 如果所述第一判斷單元判斷所述射線照射已經(jīng)開(kāi)始，則開(kāi)始所述射線圖像檢測(cè)器的電荷積聚操作； 在所述第一判斷單元判斷所述射線照射已經(jīng)開(kāi)始之后，第二判斷單元基于所述電信號(hào)隨時(shí)間的波動(dòng)來(lái)檢查所述電信號(hào)的所述變化是否實(shí)際上由所述射線照射產(chǎn)生，以驗(yàn)證所述第一判斷單元的判斷是否正確； 如果所述第二判斷單元驗(yàn)證所述第一判斷單元的所述判斷是正確的，則繼續(xù)所述射線圖像檢測(cè)器的所述電荷積聚操作；以及 如果所述第二判斷單元驗(yàn)證所述第一判斷單元的所述判斷是不正確的，則中斷所述射線圖像檢測(cè)器的所述電荷積聚操作，并重啟所述第一判斷單元的所述判斷。
【文檔編號(hào)】G01T1/29GK103592673SQ201310535095
【公開(kāi)日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2011年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2010年11月26日
【發(fā)明者】桑原健 申請(qǐng)人:富士膠片株式會(huì)社