專利名稱：射線照相設備及輻射檢測信號處理方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種醫(yī)療或工業(yè)使用的射線照相設備及輻射檢測信號處理方法，用于根據(jù)輻射檢測信號來獲取射線照相圖像，當輻射發(fā)射裝置發(fā)射輻射時，信號采樣裝置以預定采樣時間間隔從輻射檢測裝置取得該輻射檢測信號。更具體地說，本發(fā)明涉及一種用于完全消除由輻射檢測裝置所引起的、來自輻射檢測裝置的輻射檢測信號的時間滯后的技術。
背景技術：
近年來，在作為典型射線照相設備示例的醫(yī)療熒光檢查設備中，已將平板X射線檢測器(下文中稱之為“FPD”)用作檢測由X射線管發(fā)射的X射線所產(chǎn)生的患者的X射線穿透圖像的X射線檢測裝置。FPD包括沿縱向和橫向設置在X射線檢測表面上的多個半導體或其它X射線檢測單元。
即，在熒光檢查設備中，當患者受到來自X射線管的X射線照射時，由FPD按照采樣時間間隔獲得一幅X射線圖像的X射線檢測信號。構(gòu)造熒光檢查設備，用于根據(jù)X射線檢測信號，在采樣間隔之間的每一個周期得到與患者的X射線穿透圖像相對應的X射線圖像。由于與以前使用的圖像增強器相比，該FPD較輕且產(chǎn)生的復雜檢測失真較小，所以在設備結(jié)構(gòu)和圖像處理方面，F(xiàn)PD的使用具有優(yōu)勢。
不過，F(xiàn)PD具有引起時間滯后的缺點，這對X射線圖像有不利影響。具體地說，當FPD以短采樣時間間隔得到X射線檢測信號時，把未被提取的信號殘余加到下一個X射線檢測信號上作為滯后部分。這樣，在FPD以每秒中30次的采樣間隔獲得一幅圖像的X射線檢測信號以創(chuàng)建用于動態(tài)顯示的X射線圖像的情況下，滯后部分作為后圖像出現(xiàn)在先前的屏幕上而產(chǎn)生了重影。這將導致諸如動態(tài)圖像模糊之類的不便。
美國專利No.5,249,123公開了一種解決在獲得計算機層析圖像(CT圖像)時由FPD引起的時間滯后問題的建議。這種建議技術使用了一種計算，用于從FPD以采樣時間間隔Δt獲得的每一個輻射檢測信號中消除滯后部分。
即在上述美國專利中，假設由多個指數(shù)函數(shù)形成的沖激響應引起了包含于在采樣時間間隔取得的每一個輻射檢測信號中的滯后部分，下述方程用于產(chǎn)生具有從輻射檢測信號yk中去除的滯后部分的輻射檢測信號Xkxk＝[yk-∑n＝1N{αn·[1-exp(Tn)]·exp(Tn)·Snk}]/∑n＝1Nβn其中Tn＝-Δt/τn，Snk＝xk-1+exp(Tn)·Sn(k-1)，以及βn＝αn·[1-exp(Tn)]，其中Δt采樣間隔；k表示在采樣時間序列中的第k個時間點的下標；N形成了沖激響應的具有不同時間常數(shù)的指數(shù)函數(shù)的數(shù)目；n表示形成了沖激響應的指數(shù)函數(shù)之一的下標；αn指數(shù)函數(shù)n的強度；以及τn指數(shù)函數(shù)n的衰減時間常數(shù)。
本發(fā)明人嘗試過上述美國專利所給出的計算技術。但是，得到的結(jié)論卻是上述技術不能避免由時間滯后引起的偽像(artifact)，并且不能得到令人滿意的X射線圖像。已經(jīng)確定不能消除由于FPD而引起的時間滯后。
此外，美國專利No.5,517,544公開了另一種解決在獲得CT圖像時由FPD引起的時間滯后問題的建議。該技術假設FPD的時間滯后近似為一個指數(shù)函數(shù)，并且通過計算從輻射檢測信號中去除滯后部分。本發(fā)明人仔細地回顧了該美國專利所給出的計算技術。然而卻發(fā)現(xiàn)不可能用一個指數(shù)函數(shù)來近似FPD的時間滯后，也不能利用該技術消除FPD的時間滯后。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明考慮到上述指出的現(xiàn)有技術的狀態(tài)，且其目的是提供一種用于完全消除由輻射檢測裝置引起的、從輻射檢測裝置獲得的輻射檢測信號的時間滯后的射線照相設備和輻射檢測信號處理方法。
認為以下技術能夠解決以上問題。在處理FPD的時間滯后時，該技術根據(jù)以下遞歸方程A-C，去除了由于沖激響應而引起的滯后部分Xk＝Y(jié)k-∑n＝1N{αn·[1-exp(Tn)]·exp(Tn)·Snk}…aTn＝-Δt/τn…bSnk＝Xk-1+exp(Tn)·Sn(k-1)…c其中Δt采樣時間間隔；k表示在采樣時間序列中的第k個時間點的下標；Yk在第k個采樣時間得到的X射線檢測信號；Xk從信號Yk去除了滯后部分的已校正X射線檢測信號；Xk-1在前一個時間點得到的信號Xk；Sn(k-1)在前一個時間點的Snk；exp指數(shù)函數(shù)；N形成了沖激響應的具有不同時間常數(shù)的指數(shù)函數(shù)的數(shù)目；n表示形成了沖激響應的指數(shù)函數(shù)之一的下標；αn指數(shù)函數(shù)n的強度；以及τn指數(shù)函數(shù)n的衰減時間常數(shù)。
在以上的遞歸計算中，預先確定FPD的沖激響應的系數(shù)N、αn以及τn。利用固定的系數(shù)，將X射線檢測信號Yk應用于方程a-c，由此獲得無滯后的X射線檢測信號Xk。
在引起時間延遲的沖激響應始終不變的情況下，上述技術是有效的，但在其它情況下則是不充分的。
圖7是示出了輻射入射狀態(tài)的圖。圖8是示出了與圖7的輻射入射相對應的時間延遲的圖。在這些圖中，時間t0-t1具有輻射的熒光檢查劑量的入射，而在時間t2-t3具有輻射的射線照相劑量的入射。
如圖7所示，在時間t0-t1和時間t2-t3期間出現(xiàn)了X射線的入射，圖8中陰影所示滯后部分添加了與入射劑量相對應的正常信號。這導致圖8中粗線所示的輻射檢測信號Yk。
如果沖激響應是不變的，而與入射劑量無關，則以上技術可以用于去除滯后部分，即圖8中的陰影部分，從而獲得適當?shù)男盘枴?br> 但是，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)FPD的沖激響應根據(jù)X射線的入射劑量是可變的。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在入射劑量出現(xiàn)明顯變化的情況下，例如如圖7所示在熒光檢查照相和射線照相之間切換，不能完全或準確地去除滯后部分。
根據(jù)以上發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明提供了一種射線照相設備，具有輻射發(fā)射裝置，用于向受檢目標發(fā)射輻射；輻射檢測裝置，用于檢測透射過受檢目標的輻射；以及信號采樣裝置，用于當向受檢目標發(fā)射輻射時，以預定的采樣時間間隔獲得來自輻射檢測裝置的輻射檢測信號，并且根據(jù)以預定的采樣時間間隔從輻射檢測設備輸出的輻射檢測信號來獲得射線照相圖像，所述設備包括時間滯后去除裝置，用于根據(jù)由于由多個具有不同衰減時間常數(shù)的指數(shù)函數(shù)形成的沖激響應引起了包含在以預定采樣時間間隔獲得的輻射檢測信號中的每一個中的滯后部分的假設，通過遞歸計算，從輻射檢測信號中去除滯后部分；其中設置時間滯后去除裝置，以根據(jù)輻射劑量來確定沖激響應，并通過根據(jù)與劑量相對應的沖激響應，去除滯后部分來獲得已校正輻射檢測信號。
利用根據(jù)本發(fā)明的射線照相設備，當輻射發(fā)射裝置向受檢目標發(fā)射輻射時，以預定的采樣時間間隔從輻射檢測裝置輸出輻射檢測信號。認為包含在每一個輻射檢測信號中的滯后部分是由于由多個具有不同衰減時間常數(shù)的指數(shù)函數(shù)形成的沖激響應所引起的。時間滯后去除裝置通過使用與輻射劑量相對應的沖激響應來去除這種滯后部分。根據(jù)這種去除了滯后部分的校正輻射檢測信號來獲得射線照相圖像。
因此，根據(jù)本發(fā)明的射線照相設備，當時間滯后去除裝置通過從每一個輻射檢測信號中去除滯后部分來計算校正輻射檢測信號時，根據(jù)輻射的劑量來確定沖激響應。根據(jù)與輻射劑量相對應的沖激響應來執(zhí)行計算。由于輻射劑量的變化，按照這種方式計算的已校正輻射檢測信號沒有誤差，并且從其中完全去除了滯后部分。
在以上射線照相設備中，優(yōu)選地，設置時間滯后去除裝置，以便根據(jù)以下的方程A-E，執(zhí)行用于從每一個輻射檢測信號中去除滯后部分的遞歸計算Xk＝Y(jié)k-{∑n[1]＝1N[1][αn[1]·〔1-exp(Tn[1])〕·exp(Tn[1])·Sn[1]k]+∑n[2]＝1N[2][αn[2]·〔1-exp(Tn[2])〕·exp(Tn[2])·Sn[2]k]+…+∑n[h]＝1N[h][αn[h]·〔1-exp(Tn[h])〕·exp(Tn[h])·Sn[h]k]+…+∑n[H]＝1N[H][αn[H]·〔1-exp(Tn[H])〕·exp(Tn[H])·Sn[H]k]}＝Y(jié)k-{Un[1]+Un[2]+…+Un[h]…+Un[H]}＝Y(jié)k-∑h＝1H[Un[h]] …ATn[h]＝-Δt/τn[h]…BSn[j]k＝Xk-1+exp(Tn[j])·Sn[j]k-1(當j＝h時) …CSn[j]k＝exp(Tn[j])·Sn[j]k-1(當j≠h時) …DUn[h]＝∑n[h]＝1N[h][αn[h]·〔1-exp(Tn[h])〕·exp(Tn[h])·Sn[h]k] ...E其中Δt采樣時間間隔；k表示在采樣時間序列中的第k個時間點的下標；Yk在第k個采樣時間得到的X射線檢測信號；Xk從信號Yk中去除了滯后部分的已校正X射線檢測信號；Xk-1在前一個時間點得到的信號Xk；
Sn(k-1)在前一個時間點的Snk；exp指數(shù)函數(shù)；H劑量的類型；hH個劑量中當前時間點的劑量條件；j表示H個劑量中給定劑量的下標；N[h]在劑量為h時形成了沖激響應的、具有不同時間常數(shù)的指數(shù)函數(shù)的數(shù)目；n[h]表示形成了在劑量為h時的沖激響應的指數(shù)函數(shù)之一的下標；Un[h]劑量為h時的時間滯后；αn[h]指數(shù)函數(shù)n的強度；以及τn[h]指數(shù)函數(shù)n的衰減時間常數(shù)；并通過根據(jù)從方程A-E得到的沖激響應，去除滯后部分，來獲得已校正輻射檢測信號。
在用于從每一個輻射檢測信號中去除滯后部分的遞歸計算基于方程A-E的情況下，從構(gòu)成緊遞歸公式的方程A-E中可以迅速得到已校正的無滯后X射線檢測信號Xk。即，如圖7所示，在每個時間t0-t1和時間t2-t3期間一定量的輻射撞擊到輻射檢測裝置上的情況下，如圖8所示，當輻射檢測裝置中沒有出現(xiàn)時間滯后時，輻射檢測信號具有一定的值。
不過，在實際中，時間滯后出現(xiàn)在輻射檢測裝置，添加了圖8中陰影所示的滯后部分。這導致圖8中粗線所示的輻射檢測信號Yk。在根據(jù)本發(fā)明的射線照相設備中，方程A中右邊的第二項和隨后項，即方程E“Un[h]＝∑n[h]＝1N[h][αn[h]·[1-exp(Tn[h])]·exp(Tn[h])·Sn[h]k]”對應于圖8所示的每個滯后部分。從輻射檢測信號Yk中減去這部分，結(jié)果得到如圖7所示的沒有滯后部分的已校正、無滯后X射線檢測信號Xk。
在不同輻射劑量的數(shù)目是H情況下，期望出現(xiàn)與每個劑量相對應的不同沖激響應。因此，當在H劑量之一的條件h下，在當前時間k拾取圖像時，如圖8所示，當衰減時，與其它劑量相對應的沖激響應具有重疊效應。因此，根據(jù)各自的劑量，同時利用方程C和D計算Sn[j]k，并通過將所得到的Sn[j]k代入方程A來計算已校正輻射檢測信號Xk。但是，當實際拾取圖像時，當j＝h時，存在作為真正輻射檢測信號的已校正輻射檢測信號，而當實際上未拾取圖像時，即，當j≠h時，在具有其它劑量的圖像拾取時間中，不存在作為真正輻射檢測信號的已校正輻射檢測信號。因此，Xk包括在方程C中，即j＝h時，而不包括在方程D中，即j≠h時。利用這些方程A-E，對于完全去除滯后部分，考慮了劑量的變化。
為了更準確地去除滯后部分，優(yōu)選地，根據(jù)將縮放比例添加到方程C和D的以下方程F和G來執(zhí)行劑量條件變化之前和之后的比例縮放Sn[j]i＝M·{Xi-1+exp(Tn[j])·Sn[j](i-1)}(當j＝h時)…FSn[j]i＝exp(Tn[j])·Sn[j](i-1)}(當j≠h時) …G其中i-1表示劑量變化之前緊鄰時間點的下標；i表示劑量變化之后緊鄰時間點的下標；M作為劑量變化之前和之后所采用的值之間的比率的比例縮放比率。
在考慮到縮放比例的情況下，在輻射劑量條件k＝i-1和K＝i的切換前后，根據(jù)劑量變化前后所采用的值之間的比例縮放比率來執(zhí)行比例縮放。這產(chǎn)生了以增加的準確度去除滯后部分的效果。
在射線照相設備中，射線檢測裝置的一個示例是具有沿縱向和橫向設置在輻射檢測表面上的多個X射線檢測單元的平板X射線檢測器。
根據(jù)本發(fā)明的射線照相設備可以是醫(yī)療設備以及用于工業(yè)用途的設備。醫(yī)療設備的一個示例是熒光檢查設備。醫(yī)療設備的另一個示例是X射線CT設備。用于工業(yè)用途的設備的一個示例是無損探傷設備。
在本發(fā)明的另一個示例中，提供了一種輻射檢測信號處理方法，用于以預定的采樣時間間隔獲得通過照射受檢目標而產(chǎn)生的輻射檢測信號，并根據(jù)以預定的采樣時間間隔從輻射檢測設備輸出的輻射檢測信號來執(zhí)行信號處理，以獲得射線照相圖像，所述方法包括以下步驟根據(jù)由于由多個具有不同衰減時間常數(shù)的指數(shù)函數(shù)形成的沖激響應引起了包含在以預定采樣時間間隔獲得的輻射檢測信號中的每一個中的滯后部分的假設，通過遞歸計算，從輻射檢測信號中去除滯后部分；根據(jù)輻射的劑量來確定沖激響應；以及通過根據(jù)與劑量相對應的沖激響應，去除滯后部分來獲得已校正輻射檢測信號。
該輻射檢測信號處理方法使其按照有利的方式實現(xiàn)了根據(jù)本發(fā)明的射線照相設備。
在以上輻射檢測信號處理方法中，優(yōu)選地，根據(jù)以下的方程A-E，執(zhí)行用于從每一個輻射檢測信號中去除滯后部分的遞歸計算Xk＝Y(jié)k-{∑n[1]＝1N[1][αn[1]·〔1-exp(Tn[1])〕·exp(Tn[1])·Sn[1]k]+∑n[2]＝1N[2][αn[2]·〔1-exp(Tn[2])〕·exp(Tn[2])·Sn[2]k]+…+∑n[h]＝1N[h][αn[h]·〔1-exp(Tn[h])〕·exp(Tn[h])·Sn[h]k]+…+∑n[H]＝1N[H][αn[H]·〔1-exp(Tn[H])〕·exp(Tn[H])·Sn[H]k]}＝Y(jié)k-{Un[1]+Un[2]+…+Un[h]…+Un[H]}＝Y(jié)k-∑h＝1H[Un[h]]…ATn[h]＝-Δt/τn[h]…BSn[j]k＝Xk-1+exp(Tn[j])·Sn[j]k-1(當j＝h時)…CSn[j]k＝exp(Tn[j])·Sn[j]k-1(當j≠h時) …DUn[h]＝∑n[h]＝1N[h][αn[h]·〔1-exp(Tn[h])〕·exp(Tn[h])·Sn[h]k]
…E其中Δt采樣時間間隔；k表示在采樣時間序列中的第k個時間點的下標；Yk在第k個采樣時間得到的X射線檢測信號；Xk從信號Yk中去除了滯后部分的已校正X射線檢測信號；Xk-1在前一個時間點得到的信號Xk；Sn(k-1)在前一個時間點的Snk；exp指數(shù)函數(shù)；H劑量的類型；hH個劑量中當前時間點處的劑量條件；j表示H個劑量中給定劑量的下標；N[h]在劑量為h時形成了沖激響應的、具有不同時間常數(shù)的指數(shù)函數(shù)的數(shù)目；n[h]表示形成了在劑量為h時的沖激響應的指數(shù)函數(shù)之一的下標；Un[h]劑量為h時的時間滯后；αn[h]指數(shù)函數(shù)n的強度；以及τn[h]指數(shù)函數(shù)n的衰減時間常數(shù)；并通過根據(jù)從方程A-E得到的沖激響應，去除滯后部分，來獲得已校正輻射檢測信號。
在用于從每一個輻射檢測信號中去除滯后部分的遞歸計算基于方程A-E的情況下，能夠有利地實現(xiàn)執(zhí)行基于方程A-E的遞歸計算的射線照相設備。
為了更準確地去除滯后部分，優(yōu)選地，根據(jù)將縮放比例添加到方程C和D的以下方程F和G來執(zhí)行劑量條件變化之前和之后的比例縮放Sn[j]i＝M·{Xi-1+exp(Tn[j])·Sn[j](i-1)}(當j＝h時)…FSn[j]i＝exp(Tn[j])·Sn[j](i-1)}(當j≠h時) …G
其中i-1表示劑量變化之前緊鄰時間點的下標；i表示劑量變化之后緊鄰時間點的下標；M作為劑量變化前后所采用的值之間的比率的比例縮放比率。
在考慮到縮放比例的情況下，可以有利地實現(xiàn)執(zhí)行比例縮放的射線照相設備。
在根據(jù)本發(fā)明的輻射檢測信號處理方法的一個示例中，執(zhí)行至少包括使用不同輻射劑量的熒光檢查圖像拾取和射線照相圖像拾取的一系列圖像拾取，根據(jù)每個圖像拾取的輻射劑量確定沖激響應，并通過根據(jù)與劑量相對應的沖激響應，去除滯后部分來獲得已校正的輻射檢測信號，由此獲得射線照相圖像。
利用該方法，在至少包括使用不同輻射劑量的熒光檢查圖像拾取和射線照相圖像拾取的一系列圖像拾取中完全去除滯后部分。
可以按照從熒光檢查到射線照相再到熒光檢查的順序，或者只從熒光檢查到射線照相的順序來執(zhí)行一系列圖像拾取。在按照從熒光檢查到射線照相的順序來執(zhí)行一系列圖像拾取的一個示例中，順序是從熒光檢查到頭部的射線照相，從頭部的射線照相到胸部的射線照相，從胸部的射線照相到腹部的射線照相，從腹部的射線照相到腿部的射線照相，以及從腿部的射線照相到熒光檢查。
在熒光檢查圖像拾取和射線照相圖像拾取之間切換的示例中，對用于向受檢目標發(fā)射輻射的輻射發(fā)射裝置的幅度進行切換。
在根據(jù)本發(fā)明的輻射檢測信號處理方法的另一個示例中，執(zhí)行至少包括使用不同輻射劑量的不同部位的成像的一系列圖像拾取，根據(jù)每個圖像拾取的輻射劑量確定沖激響應，并通過根據(jù)與劑量相對應的沖激響應，去除滯后部分來獲得已校正的輻射檢測信號，由此獲得射線照相圖像。
利用該方法，在至少包括使用不同輻射劑量的不同部位的成像的一系列圖像拾取中完全地去除了滯后部分。
例如，不同的部位是頭部、胸部、腹部和腿部。


為了說明本發(fā)明的目的，其中以附圖的形式給出了本發(fā)明的幾個優(yōu)選實施例，但是可以理解的是本發(fā)明并不限于所示的確切設計和裝置。
圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的熒光檢查設備整體構(gòu)造的方框圖；圖2是熒光檢查設備所使用的FPD的平面圖；圖3是示出了利用熒光檢查設備進行X射線照相期間對X射線檢測信號進行采樣的狀態(tài)的示意圖；圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的X射線檢測信號處理方法的過程的流程圖；圖5是示出了在根據(jù)本發(fā)明的X射線檢測信號處理方法中用于時間滯后去除的遞歸計算過程的流程圖；圖6是示出了X射線照相中一系列圖像拾取階段的圖；圖7是示出了輻射入射的狀態(tài)的圖；以及圖8是示出了與圖7中的輻射入射相對應的時間滯后的圖。
具體實施例方式
下面將參考附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細說明。
圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的熒光檢查設備整體構(gòu)造的方框圖。
如圖1所示，熒光檢查設備包括用于向患者M發(fā)射X射線的X射線管(輻射發(fā)射裝置)1；用于檢測透射過患者M的X射線的FPD2(輻射檢測設備)；模數(shù)轉(zhuǎn)換器(信號采樣裝置)3，用于以預定的采樣時間間隔Δt，將取自FPD(平板X射線檢測器)2的X射線檢測信號(輻射檢測信號)數(shù)字化；檢測信號處理器4，用于根據(jù)從模數(shù)轉(zhuǎn)換器3輸出的X射線檢測信號來創(chuàng)建X射線圖像；以及圖像監(jiān)視器5，用于顯示由檢測信號處理器4創(chuàng)建的X射線圖像。即，構(gòu)造本設備，以便當患者M被X射線照射時，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器3根據(jù)FPD 2所獲得的X射線檢測信號，來獲得X射線圖像，并將得到的X射線圖像顯示在圖像顯示器5的屏幕上。下面將對該設備的各個組件進行具體說明。
X射線管1和FPD2跨過患者M彼此相對設置。當進行X射線照相時，X射線發(fā)射控制器6控制X射線管1以錐形束的形式向患者M發(fā)射X射線。同時，將X射線發(fā)射所產(chǎn)生的患者M穿透X射線圖像投射到FPD2的X射線檢測表面。
分別通過X射線管移動機構(gòu)7和X射線檢測器移動機構(gòu)8，沿著患者M來回地移動X射線管1和FPD2。在移動X射線管1和FPD2時，照射及檢測系統(tǒng)移動控制器9控制X射線管移動機構(gòu)7和X射線檢測器移動機構(gòu)8，使X射線管1和FPD2彼此相對地、恒定地以與FPD2的X射線檢測表面一致的X射線發(fā)射中心為中心一起移動。當然，X射線管1和FPD2的移動引起X射線所照射的患者的位置的變化，因此導致X射線照相位置的移動。
如圖2所示，F(xiàn)PD2在向其投射病人M的穿透X射線圖像的X射線檢測表面上，具有多個沿著病人M身體軸的X方向和垂直于身體軸的Y方向而縱向以及橫向地設置的X射線檢測單元2a。例如，設置X射線檢測單元2a以在X射線檢測表面上形成大約30厘米長、30厘米寬的1536×1536的矩陣。FPD2的每一個X射線檢測單元2a都與檢測信號處理器4所創(chuàng)建的一幅X射線圖像上的一個象素相對應。根據(jù)由FPD2獲得的X射線檢測信號，檢測信號處理器4創(chuàng)建與投射到X射線檢測表面上的穿透X射線圖像相對應的X射線圖像。
模數(shù)轉(zhuǎn)換器3按照采樣時間間隔Δt，連續(xù)地提取每一幅X射線圖像的X射線檢測信號，并將用于X射線圖像創(chuàng)建的X射線檢測信號存儲在位于轉(zhuǎn)換器3下游的存儲器10中。在X射線照射之前開始X射線檢測信號的采樣(提取)操作。
即，如圖3所示，在采樣間隔Δt之間的每一個時間段采集穿透X射線圖像的所有X射線檢測信號，并將其順序存儲于存儲器10中。通過操作員手動地或作為X射線發(fā)射命令互鎖自動地開始進行X射線發(fā)射之前的、由模數(shù)轉(zhuǎn)換器3執(zhí)行的X射線檢測信號的采樣。
如圖1所示，本實施例中的熒光檢查設備包括時間滯后去除器11，用于計算已校正的、無時間滯后的輻射檢測信號。根據(jù)具有不同衰減時間常數(shù)的多個指數(shù)函數(shù)所形成的沖激響應引起了包含在由FPD2以采樣時間間隔獲得的每一個輻射檢測信號中的滯后部分的假設，通過遞歸計算，從每一個輻射檢測信號中去除時間滯后。
如圖8所示，利用FPD2，在每一個時間點產(chǎn)生的X射線檢測信號包括與之前的X射線發(fā)射相對應并且作為滯后部分殘留的信號(陰影部分)。時間滯后去除器11去除該滯后部分以產(chǎn)生已校正的無滯后X射線檢測信號。根據(jù)這種無滯后X射線檢測信號，檢測信號處理器4創(chuàng)建與投射到X射線檢測表面上的穿透X射線圖像相對應的X射線圖像。
具體地，時間滯后去除器11利用下列方程A-E執(zhí)行用于從每一個X射線檢測信號中去除滯后部分的遞歸計算處理Xk＝Y(jié)k-{∑n[1]＝1N[1][αn[1]·〔1-exp(Tn[1])〕·exp(Tn[1])·Sn[1]k]+∑n[2]＝1N[2][αn[2]·〔1-exp(Tn[2])〕·exp(Tn[2])·Sn[2]k]+…+∑n[h]＝1N[h][αn[h]·〔1-exp(Tn[h])〕·exp(Tn[h])·Sn[h]k]+…+∑n[H]＝1N[H][αn[H]·〔1-exp(Tn[H])〕·exp(Tn[H])·Sn[H]k]}＝Y(jié)k-{Un[1]+Un[2]+…+Un[h]…+Un[H]}＝Y(jié)k-∑h＝1H[Un[h]]…ATn[h]＝-Δt/τn[h]…BSn[j]k＝Xk-1+exp(Tn[j])·Sn[j]k-1(當j＝h時)…CSn[j]k＝exp(Tn[j])·Sn[j]k-1(當j≠h時) …DUn[h]＝∑n[h]＝1N[h][αn[h]·〔1-exp(Tn[h])〕·exp(Tn[h])·Sn[h]k]…E其中
Δt采樣時間間隔；k表示在采樣時間序列中的第k個時間點的下標；Yk在第k個采樣時間得到的X射線檢測信號；Xk從信號Yk中去除了滯后部分的已校正X射線檢測信號；Xk-1在前一個時間點得到的信號Xk；Sn(k-1)在前一個時間點的Snk；exp指數(shù)函數(shù)；H劑量的類型；hH個劑量中當前時間點處的劑量條件；j表示H個劑量中給定劑量的下標；N[h]在劑量為h時形成了沖激響應的、具有不同時間常數(shù)的指數(shù)函數(shù)的數(shù)目；n[h]表示形成了在劑量為h時的沖激響應的指數(shù)函數(shù)之一的下標；Un[h]劑量為h時的時間滯后；αn[h]指數(shù)函數(shù)n的強度；以及τn [h]指數(shù)函數(shù)n的衰減時間常數(shù)。
方程A中右邊的第二項和隨后項，即方程E“Un[h]＝∑n[h]＝1N[h][αn[h]·[1-exp(Tn[h])]·exp(Tn[h])·Sn[h]k]”對應于每個X射線檢測信號中的滯后部分。因此，本實施例的設備根據(jù)構(gòu)成了緊遞歸公式的方程A-E，迅速得到已校正的X射線檢測信號Xk。
參考圖6，對本實施例中的特定圖像拾取情況進行說明。圖6是示出了X射線照相中一系列圖像拾取階段的圖。在本實施例中，如圖6所示，根據(jù)熒光檢查的照射而發(fā)生熒光檢查圖像拾取事件，之后是根據(jù)射線照相的照射而發(fā)生的射線照相圖像拾取事件，然后再次發(fā)生熒光檢查圖像拾取事件。在射線照相圖像拾取事件之前和之后的熒光檢查圖像拾取事件中使用相同的劑量(X射線劑量)。
在本實施例中，存在兩種劑量條件用于熒光檢查圖像拾取事件的劑量條件和用于射線照相圖像拾取事件的劑量條件。因此，將方程A-E中的劑量數(shù)目H設為2，并且將“h”設為1，作為用于熒光檢查圖像拾取事件的劑量條件，將“h”設為2作為用于輻射照相圖像拾取事件的劑量條件。將形成了沖激響應的具有不同時間常數(shù)的指數(shù)函數(shù)的數(shù)目N[1]設為2，將相同的N[2]設為2。由于方程A右邊的第二項對應于“αn[h]·[1-exp(Tn[h])]·exp(Tn[h])·Sn[h]k”在n[h]＝1到N[h]上的積分，因此n[1]取值1和2，而n[2]取值1和2。
同時，在本實施例中，方程A變?yōu)橐韵碌姆匠藺1。但是，由于在方程A中，αn[1]≠αn[2]，Tn[1]≠Tn[2]以及Sn[1]k≠Sn[2]k，因此，當展開∑時，為了便于與n[1]＝1，2相區(qū)分，進行n[2]＝1→3以及n[2]＝2→4的修改。
Xk＝Y(jié)k-{∑n[1]＝12[αn[1]·〔1-exp(Tn[1])〕·exp(Tn[1])·Sn[1]k]+∑n[2]＝12[αn[2]·〔1-exp(Tn[2])〕·exp(Tn[2])·Sn[2]k]}＝Y(jié)k-{α1·〔1-exp(T1)〕·exp(T1)·S1k+α2·〔1-exp(T2)〕·exp(T2)·S2k+α3·〔1-exp(T3)〕·exp(T3)·S3k+α4·〔1-exp(T4)〕·exp(T4)·S4k}＝Y(jié)k-{Un[1]+Un[2]}＝Y(jié)k-∑h＝12[Un[h]] …A1在本實施例中，方程B變?yōu)橐韵碌姆匠藼1到B4，并且方程E根據(jù)以上方程A1變?yōu)橐韵碌姆匠蘀1和E2。
T1＝-Δt/τ1…B1T2＝-Δt/τ2…B2T3＝-Δt/τ3…B3T4＝-Δt/τ4…B4Un[1]＝∑n[1]＝12[αn[1]·〔1-exp(Tn[1])〕·exp(Tn[1])·Sn[1]k]＝α1·〔1-exp(T1)〕·exp(T1)·S1k+α2·〔1-exp(T2)〕·exp(T2)·S2k…E1Un[2]＝∑n[2]＝12[αn[2]·〔1-exp(Tn[2])〕·exp(Tn[2])·Sn2]k]
＝α3·〔1-exp(T3)〕·exp(T3)·S3k+α4·〔1-exp(T4)〕·exp(T4)·S4k…E2在本實施例中，方程C和D變?yōu)橐韵碌姆匠藽1-C4和D1-D4。j＝1，圖像拾取用于熒光檢查，而j＝2，圖像拾取用于射線照相。
*在熒光檢查圖像拾取(j＝1)中S1k＝Xk-1+exp(T1)·S1(k-1)(當1＝h熒光檢查中的分量) …C1S2k＝Xk-1+exp(T2)·S2(k-1)(當1＝h熒光檢查中的分量) …C2S3k＝exp(T3)·S3(k-1)(當1≠h射線照相中的分量)…D1S4k＝exp(T4)·S4(k-1)(當1≠h射線照相中的分量)…D2*在射線照相圖像拾取(j＝2)中S1k＝exp(T1)·S1(k-1)(當2≠h熒光檢查中的分量)…D3S2k＝exp(T2)·S2(k-1)(當2≠h熒光檢查中的分量)…D4S3k＝Xk-1+exp(T3)·S3(k-1)(當2＝h射線照相中的分量) …C3S4k＝Xk-1+exp(T4)·S4(k-1)(當2＝h射線照相中的分量) …C4在考慮到劑量條件變化前后的縮放比例的情況下，方程C和D變?yōu)樘砑恿丝s放比例的以下方程F和GSn[j]i＝M·{Xi-1+exp(Tn[j])·Sn[j](i-1)}(當j＝h時) …FSn[j]i＝exp(Tn[j])·Sn[j](i-1)}(當j≠h時)…G其中i-1表示劑量變化之前緊鄰時間點的下標；i表示劑量變化之后緊鄰時間點的下標；M作為劑量變化前后所采用的值之間的比率的比例縮放比率。
當從用于熒光檢查圖像拾取的劑量條件改變?yōu)橛糜谏渚€照相圖像拾取的劑量條件(圖6中的(1))時，以及從用于射線照相圖像拾取的劑量條件改變?yōu)橛糜跓晒鈾z查圖像拾取的劑量條件(圖6中的(2))時，切換X射線管1的幅度。在本實施例中，用于射線照相圖像拾取的劑量條件是用于熒光檢查圖像拾取的劑量條件的30倍。因此，當從熒光檢查條件(用于熒光檢查圖像拾取的劑量條件)變?yōu)樯渚€照相條件(用于射線照相圖像拾取的劑量條件)時，比例縮放比率M變?yōu)?/30。當從射線照相條件(用于射線照相圖像拾取的劑量條件)變?yōu)闊晒鈾z查條件(用于熒光檢查圖像拾取的劑量條件)時，比例縮放比率M變?yōu)?0。
因此，當從熒光檢查條件變?yōu)樯渚€照相條件(圖6中的(1))時，以及從射線照相條件變?yōu)闊晒鈾z查條件(圖6中的(2))時，方程F和G變?yōu)橐韵路匠蘁1-F4和G1到G4*當從熒光檢查條件變?yōu)樯渚€照相條件(圖6中的(1))時，M＝1/30S1i＝M·{Xi-1+exp(T1)·S1(i-1)}(當j＝h熒光檢查分量) …F1S2i＝M·{Xi-1+exp(T2)·S2(i-1)}(當j＝h熒光檢查分量) …F2S3i＝exp(T3)·S3(i-1)}(當j≠h射線照相分量) …G1S4i＝exp(T4)·S4(i-1)}(當j≠h射線照相分量) …G2*當從射線照相條件變?yōu)闊晒鈾z查條件(圖6中的(2))時，M＝30S1i＝exp(T1)·S1(i-1)}(當j≠h熒光檢查分量) …G3S2i＝exp(T2)·S2(i-1)}(當j≠h熒光檢查分量) …G4S3i＝M·{Xi-1+exp(T3)·S3(i-1)}(當j＝h射線照相分量) …F3S4i＝M·{Xi-1+exp(T4)·S4(i-1)}(當j＝h射線照相分量) …F4在本實施例中，模數(shù)轉(zhuǎn)換器3、檢測信號處理器4、X射線發(fā)射控制器6、照射及檢測系統(tǒng)移動控制器9以及時間滯后去除器11隨著X射線照相的進程，根據(jù)從操作單元12輸入的指令和數(shù)據(jù)或從主控制器13輸出的各種命令進行操作。
接下來，將參考附圖對利用本實施例中的設備來執(zhí)行X射線照相的操作進行具體說明。
圖4是示出了本實施例中的X射線照相過程的流程圖。這里的射線照相包括熒光檢查。
在X射線發(fā)射之前，模數(shù)轉(zhuǎn)換器3開始在采樣時間間隔Δt(＝1/30秒)之間的每一個周期從FPD 2中提取用于一幅X射線圖像的X射線檢測信號Yk。將提取到的X射線檢測信號存儲在存儲器10中。
在操作員向病人M發(fā)射連續(xù)或間歇X射線的同時，模數(shù)轉(zhuǎn)換器3在采樣時間間隔Δt之間的每一個周期連續(xù)提取用于一幅X射線圖像的X射線檢測信號Yk并將信號存儲在存儲器10中。
當X射線發(fā)射完成時，操作進行到步驟S4。當X射線發(fā)射未完成時，操作返回步驟S2。
從存儲器10中讀取在一個采樣序列中所采集到的一幅X射線圖像的X射線檢測信號Yk。
基于方程A-E，時間滯后去除器11執(zhí)行遞歸計算并從各個X射線檢測信號Yk中得到無滯后X射線檢測信號Xk，即象素值。
根據(jù)一個采樣序列(一幅X射線圖像)的無滯后X射線檢測信號Xk，檢測信號處理器4創(chuàng)建X射線圖像。
將所創(chuàng)建的X射線圖像顯示在圖像監(jiān)視器5上。
當存儲器10中有剩余的未處理X射線檢測信號Yk時，操作返回步驟S4。當沒有剩余未處理X射線檢測信號Yk時，X射線照相結(jié)束。
在本實施例中，在采樣時間間隔Δt(＝1/30秒)之間的每一個時間段，時間滯后去除器11計算與一幅X射線圖像的X射線檢測信號Yk相對應的已校正X射線檢測信號Xk，并且檢測信號處理器4創(chuàng)建X射線圖像。即，還可以構(gòu)造本設備，以近似每秒30幅圖像的速率接連地創(chuàng)建X射線圖像，并且連續(xù)地顯示所創(chuàng)建的X射線圖像。則這樣可以執(zhí)行X射線圖像的動態(tài)顯示。
接著，參考圖5，將對時間滯后去除器11在圖4的步驟S5中所執(zhí)行的遞歸計算處理進行具體地說明。圖5是示出了在本實施例的輻射檢測信號處理方法中用于去除時間滯后的遞歸計算的流程圖。
在X射線發(fā)射之前，設置k＝0，在方程A1中設置X0＝0，并在方程C1、C2、D1和D2中設置S10＝0，S20＝0，S30＝0和S40＝0作為初始值。
在方程A1、C1、C2、D1和D2中，設置k＝1。從方程C1、C2、D1和D2中得到S11、S21、S31和S41，即S11＝X0+exp(T1)·S10、S21＝X0+exp(T2)·S20、S31＝X0+exp(T3)·S30以及S41＝X0+exp(T4)·S40。此外，通過將得到的S11、S21、S31和S411和X射線檢測信號Y1代入方程A1來得到已校正X射線檢測信號X1。當在時間點k＝1進行X射線發(fā)射的移位時(即，在本實施例中用于熒光檢查圖像拾取)，F(xiàn)PD2提供檢測信號Y1，作為X射線發(fā)射結(jié)果。當在時間點k＝2以及下列等等進行X射線發(fā)射的移位時，F(xiàn)PD2在時間點k＝1提供非發(fā)射狀態(tài)的檢測信號Y1。
將方程A1、C1、C2、D1和D2中的k遞增1(k＝k+1)之后，將前一次得到的Xk-1代入方程C1、C2、D1和D2，由此得到S1k、S2k、S3k和S4k。此外，通過將所得到的S1k、S2k、S3k和S4k以及X射線檢測信號Yk代入方程A1來獲得已校正X射線檢測信號Xk。
當繼續(xù)熒光檢查圖像拾取時，操作返回步驟Q3。當從熒光檢查條件(即，用于熒光檢查圖像拾取的劑量條件)切換為射線照相條件(即，用于射線照相圖像拾取的劑量條件)(圖6中的(1))時，操作前進到步驟Q5。
通過在切換之前立即將M＝1/30和k＝i-1的Xi-1(熒光檢查條件)代入方程F1、F2、G1和G2來獲得S1i、S2i、S3i和S4i。此外，在切換之后立即將所獲得的S1i、S2i、S3i和S4i和k＝i(射線照相條件)的X射線檢測信號Yi代入方程A1，由此獲得考慮了縮放比例的已校正X射線檢測信號Xi。
將方程A1、D3、D4、C3和C4中的k遞增1(k＝k+1)之后，將前一次得到的Xk-1代入方程D3、D4、C3和C4，由此得到S1k、S2k、S3k和S4k。此外，通過將所得到的S1k、S2k、S3k和S4k以及X射線檢測信號Yk代入方程A1來獲得已校正X射線檢測信號Xk。
當繼續(xù)射線照相圖像拾取時，操作返回步驟Q6。當從射線照相條件(即，用于射線照相圖像拾取的劑量條件)切換為熒光檢查條件(即，用于熒光檢查圖像拾取的劑量條件)(圖6中的(2))時，操作前進到下一個步驟Q8。
通過在切換之前立即將M＝30和k＝i-1的Xi-1(射線照相條件)代入方程G3、G4、F3和F4來獲得S1i、S2i、S3i和S4i。此外，在切換之后立即將所獲得的S1i、S2i、S3i和S4i和k＝i(熒光檢查條件)的X射線檢測信號Yi代入方程A1，由此獲得考慮了縮放比例的已校正X射線檢測信號Xi。
與步驟3相同，將方程A1、C1、C2、D1和D2中的k遞增1(k＝k+1)之后，將前一次得到的Xk-1代入方程C1、C2、D1和D2，由此得到S1k、S2k、S3k和S4k。此外，通過將所得到的S1k、S2k、S3k和S4k以及X射線檢測信號Yk代入方程A1來獲得已校正X射線檢測信號Xk。
當剩余有未處理X射線檢測信號Yk時，操作返回步驟Q9。當沒有未處理X射線檢測信號Yk剩余時，操作前進到下一個步驟Q11。
得到一個采樣序列(一幅X射線圖像)的已校正X射線檢測信號Xk以完成一個采樣序列的遞歸計算。
如上所述，根據(jù)本實施例的熒光檢查設備，當時間滯后去除器11通過遞歸計算從各個X射線檢測信號中移除滯后部分而得到已校正X射線檢測信號時，使用了與用于熒光檢查圖像拾取和用于射線照相圖像拾取的劑量相對應的沖激響應。因此，能夠獲得具有較高準確度的已校正X射線檢測信號。由于利用不同劑量(利用熒光檢查條件和射線照相條件)拾取圖像，已校正輻射檢測信號沒有誤差，并且從其中完全地去除了滯后部分。
在本實施例中，根據(jù)構(gòu)成了緊遞歸公式的方程A1-E2，可以迅速得到已校正的無滯后X射線檢測信號Xk。劑量類型的數(shù)目H是兩個(即，熒光檢查條件和射線照相條件)。
當在具有兩個劑量之一的條件h的當前時間k拾取圖像時，與盡管受到了衰減的其它劑量相對應的沖激響應具有重疊效應。即，當在熒光檢查條件下拾取圖像時，與盡管受到了衰減的射線照相條件的劑量相對應的沖激響應具有重疊效應。當在射線照相條件下拾取圖像時，與盡管受到了衰減的熒光檢查條件的劑量相對應的沖激響應具有重疊效應。因此，根據(jù)各自的劑量，同時在方程C1-C4和D1-D4中計算S1k、S2k、S3k和S4k，并通過將所獲得的S1k、S2k、S3k和S4k代入方程A1來計算已校正輻射檢測信號Xk。
但是，當實際拾取圖像時，作為真正輻射檢測信號的已校正輻射檢測信號Xk存在于j＝h時，但是當實際上未拾取圖像時，并不存在于利用其它劑量的圖像拾取時刻，即j≠h時。因此，Xk包括在方程C1到C4中，即當j＝h時，而不包括在方程D1到D4中，即當j≠h時。在本實施例中，當熒光檢查圖像拾取時(j＝1)，實際上并未以射線照相條件拾取圖像，此時不存在已校正的輻射檢測信號Xk。因此，Xk不包括在方程D1或D2中(當1≠h)，而包括在方程C1和C2中(當1＝h)。相反，當射線照相圖像拾取時(j＝2)，實際上并未以熒光檢查條件拾取圖像，此時不存在已校正的輻射檢測信號Xk。因此，Xk不包括在方程D3或D4中(當2≠h)，而Xk包括在方程C3和C4中(當2＝h)。利用這些方程A1-E2，可以考慮到劑量變化，用于完全去除滯后部分。
在本實施例中，在輻射劑量條件k＝i-1和k＝i的切換前后，根據(jù)作為劑量變化前后所采用的值之間的比率的比例縮放比率M來執(zhí)行比例縮放。這對滯后部分的去除產(chǎn)生了提高準確度的效果。
在本實施例中，在包括使用不同X射線劑量的熒光檢查圖像拾取和射線照相圖像拾取的一系列圖像拾取事件中充分地去除了滯后部分。
本發(fā)明并不限于前述實施例，可以進行如下修改(1)前述實施例采用FPD作為輻射檢測裝置。還可以將本發(fā)明應用于除引起了X射線檢測信號的時間滯后的FPD之外的其他具有輻射檢測裝置的設備中。
(2)盡管前述實施例中的設備為熒光檢查設備，還可將本發(fā)明應用于除熒光檢查設備之外的其他設備，例如X射線CT設備。
(3)前述實施例中的設備被設計為醫(yī)用。本發(fā)明不僅可以應用于這種醫(yī)療設備中，還可以用作如無損探傷設備之類的工業(yè)用設備。
(4)前述實施例中的設備使用X射線作為輻射。本發(fā)明還可以應用于使用除X射線之外的其他輻射的設備中。
(5)在前述實施例中，將方程A-E中的劑量數(shù)目H設為2，將h設為1，作為用于熒光檢查圖像拾取的劑量條件，而將h設為2，作為用于射線照相圖像拾取的劑量條件，將形成了沖激響應的、具有不同時間常數(shù)的指數(shù)函數(shù)的數(shù)目N[1]設為2，同樣將N[2]設為2。本發(fā)明并不局限于這些數(shù)值。
例如，可以將N[1]設為1、3或更大，并且將N[2]設為1、3或更大。沒有必要將N[1]和N[2]設為相同的數(shù)值。劑量的數(shù)目H可以是3或更大。例如，在射線照相圖像拾取事件之前用于熒光檢查圖像拾取的輻射劑量(X射線劑量)與在射線照相圖像拾取事件之后用于熒光檢查圖像拾取的輻射劑量(X射線劑量)彼此獨立的情況下，可以將劑量的數(shù)目H設為3。在這種情況下，熒光檢查圖像拾取事件可以基于相同的劑量或不同的劑量。
(6)在前述實施例中，從熒光檢查到射線照相再到熒光檢查來執(zhí)行一系列圖像拾取?？梢詮臒晒鈾z查到頭部的射線照相，從頭部的射線照相到胸部的射線照相，從胸部的射線照相到腹部的射線照相，從腹部的射線照相到腿部的射線照相，以及從腿部的射線照相到熒光檢查來執(zhí)行一系列圖像拾取。可以只從熒光檢查到射線照相來執(zhí)行一系列圖像拾取。即，一系列圖像拾取可以至少包括熒光檢查圖像拾取事件和射線照相圖像拾取事件。
(7)前述實施例涉及至少包括熒光檢查圖像拾取事件和射線照相圖像拾取事件的一系列圖像拾取。本發(fā)明并不局限于此。一系列圖像拾取可以至少包括使用不同輻射劑量的不同部位的成像。例如，即使在相同的、熒光檢查或射線照相時，可以將不同的輻射劑量用于成像不同的部位，例如頭部、胸部、腹部和腿部。通過考慮根據(jù)這種要成像的不同部位的每個劑量來去除滯后部分。
(8)在前述實施例中，當輻射劑量變化時，執(zhí)行了比例縮放。在比例縮放比率接近1的情況下，或不執(zhí)行比例縮放而不出現(xiàn)誤差的情況下，比例縮放并不是絕對必要的。
在不脫離本發(fā)明的精神或本質(zhì)特點的前提下，可以按照其他特定形式具體實現(xiàn)本發(fā)明，因此，應當參照所附的權利要求，而不是前述說明書來表示本發(fā)明的范圍。
權利要求
1.一種射線照相設備，具有輻射發(fā)射裝置，用于向受檢目標發(fā)射輻射；輻射檢測裝置，用于檢測透射過受檢目標的輻射；以及信號采樣裝置，用于當向受檢目標發(fā)射輻射時，以預定的采樣時間間隔獲得來自輻射檢測裝置的輻射檢測信號，并根據(jù)以預定的采樣時間間隔從輻射檢測設備輸出的輻射檢測信號來獲得射線照相圖像，所述設備包括時間滯后去除裝置，用于根據(jù)由于由多個具有不同衰減時間常數(shù)的指數(shù)函數(shù)形成的沖激響應引起了包含在以預定采樣時間間隔獲得的所述輻射檢測信號中的每一個中的滯后部分的假設，通過遞歸計算，從輻射檢測信號中去除滯后部分；其中設置所述時間滯后去除裝置，以根據(jù)輻射劑量來確定所述沖激響應，并通過根據(jù)與所述劑量相對應的所述沖激響應，去除滯后部分來獲得已校正輻射檢測信號。
2.根據(jù)權利要求1所述的射線照相設備，其特征在于設置所述時間滯后去除裝置，以便根據(jù)以下的方程A-E，執(zhí)行用于從每一個輻射檢測信號中去除滯后部分的遞歸計算Xk＝Y(jié)k-{∑n[1]＝1N[1][αn[1]·〔1-exp(Tn[1])〕·exp(Tn[1])·Sn[1]k]+∑n[2]＝1N[2][αn[2]·〔1-exp(Tn[2])〕·exp(Tn[2])·Sn[2]k]+…+∑n[h]＝1N[h][αn[h]·〔1-exp(Tn[h])〕·exp(Tn[h])·Sn[h]k]+…+∑n[H]＝1N[H][αn[H]·〔1-exp(Tn[H])〕·exp(Tn[H])·Sn[H]k]}＝Y(jié)k-{Un[1]+Un[2]+…+Un[h]…+Un[H]}＝Y(jié)k-∑h＝1H[Un[h]] …ATn[h]＝-Δt/τn[h]…BSn[j]k＝Xk-1+exp(Tn[j])·Sn[j]k-1(當j＝h時) …CSn[j]k＝exp(Tn[j])·Sn[j]k-1(當j≠h時)…DUn[h]＝∑n[h]＝1N[h][αn[h]·〔1-exp(Tn[h])〕·exp(Tn[h])·Sn[h]k]…E其中Δt采樣時間間隔；k表示在采樣時間序列中第k個時間點的下標；Yk在第k個采樣時間得到的X射線檢測信號；Xk從信號Yk中去除了滯后部分的已校正X射線檢測信號；Xk-1在前一個時間點得到的信號Xk；Sn(k-1)在前一個時間點的Snk；exp指數(shù)函數(shù)；H劑量的類型；hH個劑量中當前時間點的劑量條件；j表示H個劑量中給定劑量的下標；N[h]在劑量為h時形成了沖激響應的、具有不同時間常數(shù)的指數(shù)函數(shù)的數(shù)目；n[h]表示形成了在劑量為h時的沖激響應的指數(shù)函數(shù)之一的下標；Un[h]劑量為h時的時間滯后；αn[h]指數(shù)函數(shù)n的強度；以及τn[h]指數(shù)函數(shù)n的衰減時間常數(shù)；并通過根據(jù)從所述方程A-E得到的所述沖激響應，去除滯后部分，來獲得已校正輻射檢測信號。
3.根據(jù)權利要求2所述的射線照相設備，其特征在于根據(jù)將縮放比例添加到所述方程C和D的以下方程F和G來執(zhí)行劑量條件變化之前和之后的比例縮放Sn[j]i＝M·{Xi-1+exp(Tn[j])·Sn[j](i-1)}(當j＝h時) …FSn[j]i＝exp(Tn[j])·Sn[j](i-1)}(當j≠h時) …G其中i-1表示劑量變化之前緊鄰時間點的下標；i表示劑量變化之后緊鄰時間點的下標；M作為劑量變化之前和之后所采用的值之間的比率的比例縮放比率。
4.根據(jù)權利要求1所述的射線照相設備，其特征在于所述射線檢測裝置是具有沿縱向和橫向設置在輻射檢測表面上的多個X射線檢測單元的平板X射線檢測器。
5.根據(jù)權利要求1所述的射線照相設備，其特征在于所述設備是醫(yī)療設備。
6.根據(jù)權利要求5所述的射線照相設備，其特征在于所述醫(yī)療設備是熒光檢查設備。
7.根據(jù)權利要求5所述的射線照相設備，其特征在于所述醫(yī)療設備是X射線CT設備。
8.根據(jù)權利要求1所述的射線照相設備，其特征在于所述設備用于工業(yè)用途。
9.根據(jù)權利要求8所述的射線照相設備，其特征在于所述用于工業(yè)用途的設備是無損探傷設備。
10.一種輻射檢測信號處理方法，用于以預定的采樣時間間隔獲得通過照射受檢目標而產(chǎn)生的輻射檢測信號，并根據(jù)以預定的采樣時間間隔從輻射檢測設備輸出的輻射檢測信號來執(zhí)行信號處理，以獲得射線照相圖像，所述方法包括以下步驟根據(jù)由于由多個具有不同衰減時間常數(shù)的指數(shù)函數(shù)形成的沖激響應引起了包含在以預定采樣時間間隔獲得的輻射檢測信號中的每一個中的滯后部分的假設，通過遞歸計算，從輻射檢測信號中去除滯后部分；根據(jù)輻射的劑量來確定沖激響應；以及通過根據(jù)與所述劑量相對應的沖激響應，去除滯后部分來獲得已校正輻射檢測信號。
11.根據(jù)權利要求10所述的輻射檢測信號處理方法，其特征在于根據(jù)以下的方程A-E，執(zhí)行用于從每一個輻射檢測信號中去除滯后部分的遞歸計算Xk＝Y(jié)k-{∑n[1]＝1N[1][αn[1]·〔1-exp(Tn[1])〕·exp(Tn[1])·Sn[1]k]+∑n[2]＝1N[2][αn[2]·〔1-exp(Tn[2])〕·exp(Tn[2])·Sn[2]k]+…+∑n[h]＝1N[h][αn[h]·〔1-exp(Tn[h])〕·exp(Tn[h])·Sn[h]k]+…+∑n[H]＝1N[H][αn[H]·〔1-exp(Tn[H])〕·exp(Tn[H])·Sn[H]k]}＝Y(jié)k-{Un[1]+Un[2]+…+Un[h]…+Un[H]}＝Y(jié)k-∑h＝1H[Un[h]] …ATn[h]＝-Δt/τn[h]…BSn[j]k＝Xk-1+exp(Tn[j])·Sn[j]k-1(當j＝h時) …CSn[j]k＝exp(Tn[j])·Sn[j]k-1(當j≠h時)…DUn[h]＝∑n[h]＝1N[h][αn[h]·〔1-exp(Tn[h])〕·exp(Tn[h])·Sn[h]k]…E其中Δt采樣時間間隔；k表示在采樣時間序列中第k個時間點的下標；Yk在第k個采樣時間得到的X射線檢測信號；Xk從信號Yk中去除了滯后部分的已校正X射線檢測信號；Xk-1在前一個時間點得到的信號Xk；Sn(k-1)在前一個時間點的Snk；exp指數(shù)函數(shù)；H劑量的類型；hH個劑量中當前時間點的劑量條件；j表示H個劑量中給定劑量的下標；N[h]在劑量為h時形成了沖激響應的、具有不同時間常數(shù)的指數(shù)函數(shù)的數(shù)目；n[h]表示形成了在劑量為h時的沖激響應的指數(shù)函數(shù)之一的下標；Un[h]劑量為h時的時間滯后；αn[h]指數(shù)函數(shù)n的強度；以及τn[h]指數(shù)函數(shù)n的衰減時間常數(shù)；并通過根據(jù)從所述方程A-E得到的所述沖激響應，去除滯后部分，來獲得已校正輻射檢測信號。
12.根據(jù)權利要求11所述的輻射檢測信號處理方法，其特征在于根據(jù)將縮放比例添加到方程C和D的以下方程F和G來執(zhí)行劑量條件變化之前和之后的比例縮放Sn[j]i＝M·{Xi-1+exp(Tn[j])·Sn[j](i-1)}(當j＝h時) …FSn[j]i＝exp(Tn[j])·Sn[j](i-1)}(當j≠h時) …G其中i-1表示劑量變化之前緊鄰時間點的下標；i表示劑量變化之后緊鄰時間點的下標；M作為劑量變化之前和之后所采用的值之間的比率的比例縮放比率。
13.根據(jù)權利要求10所述的輻射檢測信號處理方法，其特征在于執(zhí)行至少包括使用不同輻射劑量的熒光檢查圖像拾取和射線照相圖像拾取的一系列圖像拾取，根據(jù)每個圖像拾取的輻射劑量確定所述沖激響應，并通過根據(jù)與劑量相對應的所述沖激響應，去除滯后部分來獲得已校正輻射檢測信號，由此獲得射線照相圖像。
14.根據(jù)權利要求10所述的輻射檢測信號處理方法，其特征在于執(zhí)行至少包括使用不同輻射劑量的不同部位的成像的一系列圖像拾取，根據(jù)用于每個圖像拾取的輻射劑量中確定沖激響應，并通過根據(jù)與劑量相對應的沖激響應，去除滯后部分來獲得已校正輻射檢測信號，由此獲得射線照相圖像。
15.根據(jù)權利要求13所述的輻射檢測信號處理方法，其特征在于按照從熒光檢查到射線照相再到熒光檢查的順序來執(zhí)行所述一系列圖像拾取。
16.根據(jù)權利要求15所述的輻射檢測信號處理方法，其特征在于按照從熒光檢查到頭部的射線照相，從頭部的射線照相到胸部的射線照相，從胸部的射線照相到腹部的射線照相，從腹部的射線照相到腿部的射線照相，以及從腿部的射線照相到熒光檢查的順序來執(zhí)行所述一系列圖像拾取。
17.根據(jù)權利要求13所述的輻射檢測信號處理方法，其特征在于按照只從熒光檢查到射線照相的順序來執(zhí)行所述一系列圖像拾取。
18.根據(jù)權利要求14所述的輻射檢測信號處理方法，其特征在于所述不同的部位是頭部、胸部、腹部和腿部。
19.根據(jù)權利要求13所述的輻射檢測信號處理方法，其特征在于通過切換用于向受檢目標發(fā)射輻射的輻射發(fā)射裝置的幅度進來進行所述熒光檢查圖像拾取和所述射線照相圖像拾取之間的切換。
全文摘要
根據(jù)由于由多個具有不同衰減時間常數(shù)的指數(shù)函數(shù)形成的沖激響應引起了包含在每個X射線檢測信號中的滯后部分的假設，當X射線管發(fā)射X射線時，射線照相設備從得自FPD的輻射檢測信號中去除滯后部分。例如，通過使用與在熒光檢查圖像拾取中使用的X射線劑量和在射線照相圖像拾取中使用的X射線劑量相對應的FPD的沖激響應來去除滯后部分。根據(jù)從其中去除了滯后部分的已校正輻射檢測信號來創(chuàng)建X射線圖像。
文檔編號H04N5/325GK1575755SQ200410063348
公開日2005年2月9日 申請日期2004年7月8日 優(yōu)先權日2003年7月9日
發(fā)明者岡村升一, 藤井圭一, 足立晉, 平澤伸也, 吉牟田利典, 田邊晃一, 淺井重哉, 西村曉弘 申請人:株式會社島津制作所