放射線成像裝置和放射線成像系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及放射線成像裝置和放射線成像系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域和其它領(lǐng)域中，放射線成像裝置已經(jīng)投入實(shí)際使用，這些放射線成像裝置被配置為在放射線等透射通過(guò)被檢體之后接收該放射線等的照射、保持被檢體的圖像的圖像信號(hào)、并且輸出反映所保持的放射照相圖像(rad1graphic image)的電荷信號(hào)。作為放射線成像裝置的示例，存在這樣的放射線成像裝置:該放射線成像裝置被配置為將光傳感器與按照由照射該裝置的放射線的量確定的量產(chǎn)生電荷的半導(dǎo)體材料或熒光物質(zhì)組合。該放射線成像裝置具有區(qū)域傳感器單元，該區(qū)域傳感器單元包括薄膜晶體管(TFT)開(kāi)關(guān)和光電轉(zhuǎn)換元件。TFT開(kāi)關(guān)主要由玻璃基板上的具有二維圖案的非晶硅形成。光電轉(zhuǎn)換元件將放射線轉(zhuǎn)換為電荷。放射線成像裝置與控制信號(hào)同步地切換區(qū)域傳感器單元的操作，所述控制信號(hào)經(jīng)由連接到放射線成像裝置的I/O設(shè)備輸入。
[0003]與作為較陳舊的技術(shù)的膠片放射線成像裝置不同，引入這種類(lèi)型的放射線成像裝置要求經(jīng)由I/O設(shè)備將放射線成像裝置連接到位于醫(yī)院中的放射線產(chǎn)生裝置和控制系統(tǒng)。I/O設(shè)備根據(jù)制造商而有所不同，這意味著，有必要改變將連接到I/O設(shè)備的器械，在某些情況下甚至有必要更換整個(gè)放射線產(chǎn)生裝置。因此，引入成本是個(gè)很大的問(wèn)題。
[0004]在放射線成像裝置中，基于預(yù)測(cè)的成像劑量范圍、像素靈敏度和讀出電路的噪聲來(lái)設(shè)置列放大器的增益。然而，取決于放射線成像裝置的性能以及被檢體和放射線成像裝置之間的位置關(guān)系，預(yù)先設(shè)置的放大比率可能不起作用。具體地說(shuō)，存在被檢體與放射線成像裝置的位置關(guān)系使得入射放射線的劑量意外地大的情況，以及透射通過(guò)厚被檢體的放射線距離放射線成像裝置比所預(yù)期的差得更遠(yuǎn)的情況。在這樣的情況下，過(guò)大劑量或過(guò)小劑量可能降低最需要診斷的區(qū)域(感興趣區(qū)域)的圖像質(zhì)量。
[0005]因此，使用放射線成像裝置涉及諸如以下的工作:通過(guò)考慮放射線條件和與被檢體的位置關(guān)系來(lái)憑經(jīng)驗(yàn)修改放射線照射時(shí)間的長(zhǎng)度，并且列出放射線條件的幾百種組合以事先登記這些條件，這些對(duì)于放射線成像裝置的用戶而言是沉重的負(fù)擔(dān)。
[0006]日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)N0.2004-85383中所描述的放射線檢測(cè)裝置除了用于形成圖像的像素之外，還設(shè)有用于檢測(cè)X射線照射量的像素。通過(guò)使用這些檢測(cè)像素來(lái)監(jiān)視照射傳感器的X射線的劑量，可以對(duì)X射線照射進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)放射線檢測(cè)裝置被引入到醫(yī)院時(shí)，該技術(shù)消除了對(duì)于將I/o設(shè)備連接到X射線產(chǎn)生裝置的工作的需要，由此降低了引入成本。能夠持續(xù)監(jiān)視X射線劑量的放射線檢測(cè)裝置也可以應(yīng)用于X射線照射量的自動(dòng)曝光控制(AEC)，在X射線照射量的自動(dòng)曝光控制中，對(duì)X射線照射的時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行監(jiān)視以便在達(dá)到適當(dāng)?shù)腦射線劑量時(shí)停止X射線照射。
[0007]然而，日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)N0.2004-85383的其中共享的讀出電路不僅讀出X射線照射量檢測(cè)像素的信號(hào)還讀出圖像形成像素的信號(hào)的放射線檢測(cè)裝置具有以下問(wèn)題:
[0008]第一個(gè)問(wèn)題是功耗。當(dāng)執(zhí)行讀出操作時(shí)，讀出電路消耗非常大量的電流以降低讀出電路自身的噪聲。對(duì)X射線照射的檢測(cè)涉及X射線照射量檢測(cè)像素的持續(xù)讀出，這意味著為了獲得一個(gè)X射線圖像要消耗巨大量的功率。功耗的增大引起了諸如以下的問(wèn)題:因器械發(fā)熱而對(duì)驅(qū)動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)度施予限制、以及電池驅(qū)動(dòng)的放射線成像裝置的驅(qū)動(dòng)時(shí)間縮短。
[0009]第二個(gè)問(wèn)題是輸出數(shù)據(jù)所需的時(shí)間。被設(shè)計(jì)為能夠讀出多個(gè)像素列的讀出電路中具有復(fù)用器以順序地選擇從像素列發(fā)送的信號(hào)并且將所選的信號(hào)傳送到讀出電路外部。日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)N0.2004-85383的放射線檢測(cè)裝置要花費(fèi)時(shí)間來(lái)估計(jì)X射線劑量，因?yàn)槌鲇赬射線劑量檢測(cè)的目的的X射線照射量檢測(cè)像素的讀出伴隨著其它像素(即，圖像形成像素)的讀出。在強(qiáng)X射線的短照射的情況下，檢測(cè)像素的漫長(zhǎng)讀出意味著，到控制電路確定已存在X射線照射的時(shí)候，已經(jīng)超過(guò)了適當(dāng)?shù)腦射線劑量，因此妨礙了 AEC的適當(dāng)控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明提供了能夠降低功耗或縮短檢測(cè)放射線所需的時(shí)間的放射線成像裝置和放射線成像系統(tǒng)。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供了一種放射線成像裝置，該放射線成像裝置包括:第一轉(zhuǎn)換元件，被布置為將放射線轉(zhuǎn)換為電荷以便獲得放射照相圖像；第一放大器，被布置為輸出與第一轉(zhuǎn)換元件的電荷對(duì)應(yīng)的電壓；第二轉(zhuǎn)換元件，被布置為將放射線轉(zhuǎn)換為電荷以便檢測(cè)放射線照射；第二放大器，被布置為輸出與第二轉(zhuǎn)換元件的電荷對(duì)應(yīng)的電壓；以及控制電路，其被配置為控制第一放大器和第二放大器，其中，控制電路能夠與對(duì)第一放大器施加的控制相獨(dú)立地控制第二放大器。
[0012]參照附圖閱讀示例性實(shí)施例的以下描述，本發(fā)明的其他特征將變得清楚。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是用于例示放射線成像裝置的配置示例的示圖。
[0014]圖2是用于例示列放大器的配置示例的示圖。
[0015]圖3是用于示出放射線成像裝置的驅(qū)動(dòng)方法的時(shí)序圖。
[0016]圖4是用于示出X射線照射檢測(cè)的示例的示圖。
[0017]圖5是用于例示放射線成像系統(tǒng)的配置示例的示圖。
[0018]圖6是用于例示另一放射線成像裝置的配置示例的示圖。
[0019]圖7是用于例示又一放射線成像裝置的配置示例的示圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]現(xiàn)在將根據(jù)附圖來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
[0021](第一實(shí)施例)
[0022]圖1是用于例示根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的放射線成像裝置的配置示例的示圖。區(qū)域傳感器101包括第一轉(zhuǎn)換元件S11至S33、第二轉(zhuǎn)換元件XI至X3以及TFT開(kāi)關(guān)T11至T33。第一轉(zhuǎn)換元件S11至S33和TFT開(kāi)關(guān)T11至T33被包括在用于獲得放射照相圖像的多個(gè)圖像像素中。第二轉(zhuǎn)換元件XI至X3被包括在用于檢測(cè)放射線照射以便監(jiān)視放射線照射量等的多個(gè)放射線檢測(cè)像素中。轉(zhuǎn)換元件S11至S33和XI至X3被布置為一起形成矩陣圖案。轉(zhuǎn)換元件S11至S33和XI至X3將放射線(例如，X射線)轉(zhuǎn)換為電荷。例如，轉(zhuǎn)換元件S11至S33和XI至X3中的每個(gè)均包括波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件和光電二極管，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件由GOS或Csl制成并且將放射線(X射線)轉(zhuǎn)換為光，光電二極管將光轉(zhuǎn)換為電荷。可替代地，轉(zhuǎn)換元件S11至S33和XI至X3中的每個(gè)均可以是將放射線直接轉(zhuǎn)換為電荷的元件。柵極線Vgl至Vg3將柵極脈沖供應(yīng)給TFT開(kāi)關(guān)T11至T33的柵極。TFT開(kāi)關(guān)T11至T33各自連接在轉(zhuǎn)換元件S11至S33之一和列放大器111至113之一之間。信號(hào)線Sigl至Sig3將累積在轉(zhuǎn)換元件S11至S33中的電荷傳送到列放大器111至113。信號(hào)線Sig4將累積在轉(zhuǎn)換元件XI至X3中的電荷傳送到列放大器114。用于傳感器偏壓Vs的線將光電轉(zhuǎn)換所必需的電壓供應(yīng)給轉(zhuǎn)換元件S11至S33和XI至X3。柵極驅(qū)動(dòng)器102將柵極脈沖輸出到柵極線Vgl至Vg3，以在任意定時(shí)逐行地接通/斷開(kāi)TFT開(kāi)關(guān)T11至T33。
[0023]讀出電路104連接到信號(hào)線Sigl至Sig4。讀出電路104將信號(hào)線Sigl至Sig4的電荷轉(zhuǎn)換為電壓，保持該電壓，將所保持的電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并且輸出數(shù)字信號(hào)。讀出電路104包括列放大器111至114、復(fù)用器115、采樣和保持放大器116以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器117。列放大器111至114分別連接到信號(hào)線Sigl至Sig4。作為第一列放大器的列放大器111至113在行方向上并排布置為與第一轉(zhuǎn)換元件S11至S33連接，第一轉(zhuǎn)換元件S11至S33在列方向上對(duì)齊。第一列放大器111至113輸出與第一轉(zhuǎn)換元件S11至S33的電荷對(duì)應(yīng)的電壓。作為第二列放大器的列放大器114直接連接到第二轉(zhuǎn)換元件XI至X3，并且輸出與第二轉(zhuǎn)換元件XI至X3的電荷對(duì)應(yīng)的電壓。復(fù)用器115按時(shí)間序列把來(lái)自列放大器111至114的信號(hào)輸出到下游電路。采樣和保持放大器116把來(lái)自復(fù)用器115的信號(hào)之間的差分輸出到模數(shù)轉(zhuǎn)換器117。模數(shù)轉(zhuǎn)換器117將從采樣和保持放大器116輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。
[0024]控制電路105使用控制信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)?xùn)艠O驅(qū)動(dòng)器102和讀出電路104。電源電路103向讀出電路104、柵極驅(qū)動(dòng)器102和區(qū)域傳感器101供應(yīng)所必需的電源電壓。
[0025]連接到轉(zhuǎn)換元件XI至X3的列放大器114可以與其它列放大器111至113相獨(dú)立地被控制?？刂齐娐?05輸出用于列放大器111至113的控制信號(hào)RST1、⑶S1_1XDS2_1、LPFUPower 1 和 CF1 以及用于列放大器 114 的控制信號(hào) RST2、CDSl_2、CDS2_2、LPF2、Power2和CF2。控制電路105控制列放大器111至114。
[0026]圖2是用于例示圖1中的列放大器1