專利名稱：放射線圖像攝影裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從多個(gè)不同攝影方向?qū)Ρ挥糜趯?duì)被攝體進(jìn)行攝影并且獲得多個(gè)放射線圖像的放射線圖像攝影裝置和放射線圖像攝影方法。
背景技術(shù)：
近年來，提出了放射線圖像攝影裝置中的斷層融合攝影方法，其中通過移動(dòng)放射線源從不同角度照射被攝體，以更詳細(xì)觀察病灶并且將獲得的圖像疊加以獲得強(qiáng)調(diào)期望的橫斷面的圖像。在斷層融合攝影方法中，根據(jù)攝影裝置的特性和需要的斷層圖像，通過與放射線檢測(cè)器平行地移動(dòng)放射線源，或者沿圓形或橢圓形的弧線移動(dòng)放射線源，并且通過從不同的照射角度(即，從多個(gè)放射線源位置)對(duì)被攝體進(jìn)行照射，獲得多個(gè)圖像。通過使用諸如簡(jiǎn)單逆投影技術(shù)、濾波逆投影技術(shù)等逆投影技術(shù)，重構(gòu)這些獲得的圖像以產(chǎn)生斷層圖像。
然而，當(dāng)獲得放射線圖像吋，需要在向被攝體照射最小劑量的放射線的情況下確保高質(zhì)量的圖像。因此，需要將照射控制條件設(shè)定為使得向關(guān)注的區(qū)域照射期望劑量的放射線以獲得被攝體中的關(guān)注區(qū)域內(nèi)的適當(dāng)圖像。因此，提出了ー種包括基于對(duì)透過被攝體的放射線的劑量進(jìn)行檢測(cè)的結(jié)果來控制從放射線源照射到被攝體上的放射線劑量的自動(dòng)照射量控制(AEC :Automatic Exposure Control)系統(tǒng)的放射線圖像攝影裝置。具體地,放射線檢測(cè)器設(shè)置有用于執(zhí)行AEC的多個(gè)AEC傳感器，并且被設(shè)計(jì)為僅選擇性地使用設(shè)置在放射線透過被攝體的位置的范圍內(nèi)的AEC傳感器，使得可以更優(yōu)選地實(shí)現(xiàn)AEC。在執(zhí)行上述斷層融合攝影方法時(shí)，被攝體內(nèi)的被投影到放射線檢測(cè)器上的特定部分的投影位置根據(jù)放射線源的位置(從該位置獲得圖像)而改變。在此情況下，上述AEC傳感器僅布置在放射線檢測(cè)器的不超過五個(gè)位置處。因此，如果放射線源位置改變，則在特定位置的AEC傳感器入射的放射線透射過被攝體的不同部分。例如，當(dāng)在ー個(gè)放射線源位置進(jìn)行拍攝時(shí)，透過被攝體內(nèi)的骨質(zhì)部分的放射線照射在位于ー個(gè)位置處的AEC傳感器上。然而，當(dāng)在另ー個(gè)放射線源位置進(jìn)行拍攝時(shí)，透過諸如內(nèi)臟器官等的柔軟部分的放射線照射在位于另ー個(gè)位置處的AEC傳感器上。由于骨質(zhì)部分和柔軟部分在放射線的透射率方面的不同，當(dāng)在斷層融合攝影操作期間希望通過使用AEC傳感器不考慮放射線源位置地照射相同劑量的放射線時(shí)，在透過骨質(zhì)部分的放射線照射在AEC傳感器上的情況與透過柔軟部分的放射線照射在AEC傳感器上的情況之間，放射線照射時(shí)間是不同的。這樣，如果放射線照射時(shí)間不同，則所獲得的多個(gè)圖像的每ー個(gè)的整體濃度也不同，因而，當(dāng)重構(gòu)圖像時(shí)，不能夠獲得高質(zhì)量的斷層圖像?；顧z裝置執(zhí)行活檢作為采集組織切片但不給患者帶來沉重負(fù)擔(dān)的技術(shù)，其中，用于采集組織切片的空心針(在下文中稱為活檢針)被插入患者體中，并且采集到嵌入針的空心中的組織切片。提出了通過執(zhí)行預(yù)先向被攝體照射低劑量的放射線以避免由于存在活檢針而降低AEC傳感器的放射線劑量的精度的預(yù)攝影操作來獲得放射線圖像并且在實(shí)際攝影時(shí)通過使用所述放射線圖像來控制放射線劑量的技術(shù)(請(qǐng)參考日本特開No.2010-279516)。
此外，日本特開No. 2010-279516還提出了一種在用于讀出放射線檢測(cè)器中的圖像的系統(tǒng)是TFT系統(tǒng)時(shí)采用構(gòu)成放射線檢測(cè)器的像素的一部分作為AEC傳感器的技術(shù)。如日本特開No. 2010-279516中公開的，如果構(gòu)成放射線檢測(cè)器的像素的一部分被用作AEC傳感器，則可以顯著增加AEC傳感器的數(shù)量，使得當(dāng)根據(jù)放射線源位置而選擇像素作為AEC傳感器時(shí)，無論放射線源位置如何，可以實(shí)現(xiàn)照射量控制以向被攝體輻照相同劑量的放射線。此外，還提出了一種檢測(cè)流過構(gòu)成放射線檢測(cè)器的像素的電流的量并且通過使用檢測(cè)的結(jié)果來控制放射線的照射時(shí)間的技術(shù)(請(qǐng)參考日本特開No. 2001-10870)。在日本特開No. 2001-10870公開的技術(shù)中，通過使用設(shè)置在放射線檢測(cè)器中的用于檢測(cè)電流的量的檢測(cè)裝置檢測(cè)照射放射線時(shí)流過像素的電流的量。通過將上述在日本特開No. 2010-279516中公開的技術(shù)應(yīng)用到斷層融合攝影，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)照射量控制，從而不管每次攝影操作的放射線源位置如何，總是可以向被攝體照射相同劑量的放射線。然而，日本特開No. 2010-279516中公開的技術(shù)是為了通過進(jìn)行預(yù)攝影而在實(shí)際攝影操作時(shí)控制放射線劑量，這就增加攝影操作的頻度。結(jié)果，被攝體(即，患者)的放射線照射量增加。另外，當(dāng)采用在日本特開No. 2001-10870中公開的放射線檢測(cè)器·時(shí)，不用進(jìn)行任何預(yù)攝影操作就可以檢測(cè)放射線的劑量。然而，日本特開No. 2001-10870中公開的放射線檢測(cè)器需要設(shè)置檢測(cè)電流量的檢測(cè)裝置，這在現(xiàn)有的放射線檢測(cè)器中是不必要的，因而將會(huì)增加電路大小和生產(chǎn)成本。鑒于上述情形，本發(fā)明的目的是在不增加被攝體的放射線照射量的情況下使得能夠使用具有簡(jiǎn)單構(gòu)造的放射線檢測(cè)器自動(dòng)地控制放射線的劑量。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的放射線圖像攝影裝置包括放射線源，其用于將放射線照射至被攝體上；放射線檢測(cè)器，其具有多個(gè)像素，每一個(gè)像素配備有用于在接收到放射線時(shí)產(chǎn)生電荷并且蓄積所產(chǎn)生的電荷的蓄積單元以及用于讀出在所述蓄積單元中蓄積的電荷的TFT開關(guān)，所述放射線檢測(cè)器還具有用于導(dǎo)通/關(guān)斷所述TFT開關(guān)的多條掃描線和用于讀出在所述蓄積單元中蓄積的電荷作為圖像信號(hào)的多條數(shù)據(jù)線，在所述放射線檢測(cè)器的整個(gè)表面上排布有通過短接所述TFT開關(guān)而形成的多個(gè)短接像素；圖像獲取單元，其用于相對(duì)于所述放射線檢測(cè)器移動(dòng)所述放射線源，在與所述放射線源的移動(dòng)相關(guān)聯(lián)的多個(gè)放射線源位置處將所述放射線照射至所述被攝體上，并且獲得與所述多個(gè)放射線源位置中的每一個(gè)分別相對(duì)應(yīng)的多個(gè)圖像；短接像素設(shè)置單元，其用于分別對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)放射線源位置地設(shè)置所述多個(gè)短接像素中用于檢測(cè)所述放射線的劑量的檢測(cè)用短接像素的位置；以及劑量控制單元，其用于在所述多個(gè)放射線源位置中的每一個(gè)處基于從所述檢測(cè)短接像素讀出的電信號(hào)來控制從所述放射線源輸出的所述放射線的劑量?！跋鄬?duì)于放射線檢測(cè)器移動(dòng)放射線源”的表述既包括僅移動(dòng)放射線源移動(dòng)而將檢測(cè)裝置固定的情況，又包括同步地移動(dòng)檢測(cè)裝置與放射線源兩者的情況。此外，移動(dòng)可以是沿著直線的移動(dòng)或者沿著弧線的移動(dòng)?！岸探酉袼嘏挪荚诜派渚€檢測(cè)器的整個(gè)表面上”的表述可以例如通過按照預(yù)定像素間隔或隨機(jī)地排布短接像素來實(shí)現(xiàn)。“短接TFT開關(guān)”的表述是指TFT開關(guān)的兩端被電連接，使得TFT開關(guān)大體上總是導(dǎo)通。應(yīng)注意的是，根據(jù)本發(fā)明的放射線圖像攝影裝置可以還包括重構(gòu)單元，其用于根據(jù)獲得的多個(gè)圖像重構(gòu)斷層圖像。此外，在根據(jù)本發(fā)明的放射線圖像攝影裝置中，短接像素設(shè)置單元可以是根據(jù)所述多個(gè)放射線源位置、所述被攝體與所述多個(gè)放射線源位置之間的距離以及所述被攝體與所述放射線檢測(cè)器之間的距離來設(shè)置所述檢測(cè)短接像素的位置的單元。根據(jù)本發(fā)明的放射線圖像攝影方法是采用包括以下放射線圖像攝影裝置的放射線圖像攝影方法，該放射線圖像設(shè)置裝置包括放射線檢測(cè)器，其具有多個(gè)像素，每一個(gè)像素配備有用于在接收到放射線時(shí)產(chǎn)生電荷并且蓄積產(chǎn)生的電荷的蓄積單元以及用于讀出在所述蓄積單元中蓄積的電荷的TFT開關(guān)，所述放射線檢測(cè)器還具有用于導(dǎo)通/關(guān)斷所述 TFT開關(guān)的多條掃描線和用于讀出在所述蓄積單元中蓄積的電荷作為圖像信號(hào)的多條數(shù)據(jù)線，在所述放射線檢測(cè)器的整個(gè)表面上排布有通過短接所述TFT開關(guān)而形成的多個(gè)短接像素；圖像獲取單元，其用于相對(duì)于所述放射線檢測(cè)器移動(dòng)所述放射線源，在與所述放射線源的移動(dòng)相關(guān)聯(lián)的多個(gè)放射線源位置處將放射線照射至所述被攝體上，并且獲得與所述多個(gè)放射線源位置中的每一個(gè)分別相對(duì)應(yīng)的多個(gè)圖像；以及短接像素設(shè)置單元，其用于分別對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)放射線源位置地設(shè)置所述多個(gè)短接像素中用于檢測(cè)所述放射線的劑量的檢測(cè)用短接像素的位置，該述方法包括以下步驟在所述多個(gè)放射線源位置中的每一個(gè)處，基于從所述檢測(cè)短接像素讀出的電信號(hào)來控制從所述放射線源輸出的所述放射線的劑量。根據(jù)本發(fā)明，采用了在整個(gè)表面上排布通過短接TFT開關(guān)而形成的多個(gè)短接像素的放射線檢測(cè)器。分別對(duì)應(yīng)于多個(gè)放射線源位置地設(shè)置了多個(gè)短接像素中用于檢測(cè)放射線的劑量的檢測(cè)用短接像素的位置。基于從檢測(cè)短接像素讀出的電信號(hào)，控制從放射線源輸出的放射線的劑量。如日本特開No. 2010-279516中公開的技術(shù)那樣，在自動(dòng)地控制放射線的劑量時(shí)，并不必須執(zhí)行預(yù)攝影，這就可以減少攝影操作的次數(shù)并由此減少被攝體的放射線曝光的量。此外，由于放射線檢測(cè)器上的短接像素是通過短接TFT開關(guān)而形成的，所以無需提供任何特別檢測(cè)裝置將可以檢測(cè)短接像素的電荷作為電信號(hào)。因此，可以將在多個(gè)放射線源位置處照射到被攝體的放射線的劑量控制為相同，不會(huì)增加放射線檢測(cè)器的電路大小或者增加成本。結(jié)果，可以使獲得的多個(gè)圖像的質(zhì)量統(tǒng)一。


圖I是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的放射線圖像攝影裝置的示意圖；圖2是放射線檢測(cè)器的電路構(gòu)造框圖；圖3是例示放射線檢測(cè)器中的短接像素的排布的示意圖；圖4是例示如何根據(jù)放射線源的位置而移動(dòng)被攝體體內(nèi)的預(yù)定位置中包含的部分的投影位置的圖；圖5是用于解釋投影位置的計(jì)算的圖；以及圖6是示出由根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的放射線圖像攝影裝置執(zhí)行的處理的流程圖。
具體實(shí)施例方式在下文中，將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施方式。圖I是根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施方式的放射線圖像攝影裝置的示意圖。如圖I所示，根據(jù)本實(shí)施方式的放射線圖像攝影裝置10執(zhí)行斷層融合攝影操作，并且包括放射線源12和平板放射線檢測(cè)器(在下文中簡(jiǎn)稱為放射線檢測(cè)器)14。放射線源12利用移動(dòng)機(jī)構(gòu)16沿直線或圓弧移動(dòng)，并且沿著移動(dòng)路徑在多個(gè)位置處向位于攝影臺(tái)4上的被攝體2照射放射線。在本實(shí)施方式中，放射線源12沿著直線路徑在箭頭A方向上來回移動(dòng)。此外，向被攝體2照射的放射線的劑量被下面描述的控制單元控制為預(yù)定量。移動(dòng)機(jī)構(gòu)16被下面描述的控制單元控制為移動(dòng)放射線源12。
放射線源12連接到準(zhǔn)直器(照射場(chǎng)光闌)6，并且被設(shè)計(jì)成允許操作員設(shè)定被攝體被照射的放射線范圍(至少范圍)。此外，當(dāng)通過使用準(zhǔn)直器6設(shè)置照射范圍時(shí)，可見光而不是放射線通過準(zhǔn)直器6至少到被攝體2上。可見光從準(zhǔn)直器6上設(shè)置的照射場(chǎng)燈(未示出)發(fā)出。由此，操作員可以通過使用準(zhǔn)直器6來調(diào)整被攝體2上的可見光的范圍，以設(shè)置放射線的照射范圍。放射線檢測(cè)器14被布置為與放射線源12相対，而載置被攝體2的攝影臺(tái)4夾在放射線檢測(cè)器14與放射線源12之間以檢測(cè)透過被攝體2的放射線。如果需要，放射線檢測(cè)器14利用移動(dòng)機(jī)構(gòu)18沿著直線或者圓弧移動(dòng)，并且沿著移動(dòng)路徑在多個(gè)位置處檢測(cè)透過被攝體2的放射線。注意，在本實(shí)施方式中，放射線檢測(cè)器14沿著直線路徑在箭頭B方向上來回移動(dòng)。圖2是放射線檢測(cè)器14的電路構(gòu)造框圖。放射線檢測(cè)器14包括以下結(jié)構(gòu)，其中由諸如非晶硒(a-Se)等材料形成的感測(cè)放射線并產(chǎn)生電荷的光電轉(zhuǎn)換層51被布置在行列狀的薄膜晶體管(TFT :Thin Film Transistor，在下文稱為TFT開關(guān))52的陣列上。當(dāng)光電轉(zhuǎn)換層51中產(chǎn)生的電荷被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)電容器53中之后，順序地導(dǎo)通每一行的TFT開關(guān)52以讀出存儲(chǔ)在存儲(chǔ)電容器53中的電荷作為圖像信號(hào)。在圖2中，僅示出了光電轉(zhuǎn)換層51與單個(gè)TFT開關(guān)52之間的連接的關(guān)系，并且省略了其它像素50的構(gòu)造。按行連接到放射線檢測(cè)器14的每個(gè)像素50的TFT開關(guān)52連接到與行方向平行地延伸的選通線54，并且連接到與列方向平行地延伸的信號(hào)線56。每條選通線54連接到線掃描驅(qū)動(dòng)單元58并且每個(gè)信號(hào)線56連接到復(fù)用器66。從線掃描驅(qū)動(dòng)單元58向選通線54提供控制信號(hào)Von、Voff以執(zhí)行針對(duì)按行方向排列的TFT開關(guān)52的開/關(guān)控制。在此情況下，線掃描驅(qū)動(dòng)單元58包括用于切換選通線54的多個(gè)開關(guān)SWl和用于輸出用于選擇其中一個(gè)開關(guān)SWl的選擇信號(hào)的地址解碼器60。下面描述的圖像獲取單元20向地址解碼器60提供地址信號(hào)。此外，在每個(gè)像素50的存儲(chǔ)電容器53中保持的電荷被通過按行排列的TFT開關(guān)52輸出到信號(hào)線56。放大器62將電荷放大。放大器62通過采樣保持電路64連接到復(fù)用器66。復(fù)用器66包括用于在信號(hào)線56中進(jìn)行切換的多個(gè)開關(guān)SW2和用于輸出用于選擇其中一個(gè)開關(guān)SW2的選擇信號(hào)的地址解碼器68。圖像獲取単元20向地址解碼器68提供地址信號(hào)。復(fù)用器66連接到A/D轉(zhuǎn)換器70，并且被A/D轉(zhuǎn)換器70轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的圖像信號(hào)被輸入到圖像獲取單元20。此外，在圖2中，例示了采用TFT系統(tǒng)作為放射線檢測(cè)器14的情況。另選地，放射線檢測(cè)器14可以采用光學(xué)讀出系統(tǒng)。具體地，光學(xué)讀出系統(tǒng)的放射線檢測(cè)器14通過使用磷光材料和光電轉(zhuǎn)換元件(光電二極管)將放射線間接地轉(zhuǎn)換為電荷，而不是使用將放射線直接轉(zhuǎn)換為電荷的諸如上述的非晶硒的放射線到電荷轉(zhuǎn)換材料。諸如硫酸釓(GOS)和碘化銫(CsI)這樣的光電轉(zhuǎn)換元件是公知的。在此情況下，通過使用熒光材料執(zhí)行從放射線到光的轉(zhuǎn)換，使用作為光電轉(zhuǎn)換元件的光電二極管執(zhí)行從光到電荷的轉(zhuǎn)換。應(yīng)注意的是，根據(jù)本實(shí)施方式的放射線檢測(cè)器14設(shè)置有將TFT開關(guān)52短接的短接像素50A。當(dāng)TFT開關(guān)52的兩端都被電連接時(shí)，由于TFT開關(guān)52被短接，即使沒有來自線掃描驅(qū)動(dòng)單元58的控制信號(hào)Von，短接像素50A也將電荷連續(xù)輸出到信號(hào)線56。在本實(shí)施方式中，短接像素50A用于自動(dòng)照射量控制(在下文中稱為AEC)。下面將討論AEC。圖3是例示放射線檢測(cè)器中的短接像素的排布的示意圖。圖3僅簡(jiǎn)要地示出了放射線檢測(cè)器14的像素的排布。在圖3中，使用陰影線示出短接像素50A。此外，如圖3所示，短接像素50A例如按照5個(gè)像素的預(yù)定間隔在行和列兩個(gè)方向上排布在放射線檢測(cè)器14的整個(gè)表面上。此外，短接像素50A之間的間隔并不限于5個(gè)像素，而可以是任意像素， 諸如10個(gè)像素、20個(gè)像素、100個(gè)像素等。另選地，短接像素50A可以隨機(jī)地排布在放射線檢測(cè)器14的整個(gè)表面上。此外，放射線圖像攝影裝置10包括圖像獲取單元20和重構(gòu)單元22。圖像獲取單元20與放射線源12的移動(dòng)相關(guān)聯(lián)地在多個(gè)放射線源位置(即，使用放射線照射被攝體2的位置處)向被攝體2照射放射線，并且在多個(gè)放射線源位置中的每一個(gè)位置處通過利用放射線檢測(cè)器14檢測(cè)透過被攝體2的放射線來獲得多個(gè)圖像。重構(gòu)單元22重構(gòu)20獲得的多個(gè)圖像，以產(chǎn)生示出被攝體2的期望斷面的斷層圖像。在此實(shí)施方式中，重構(gòu)單元22通過移位加算法或者諸如簡(jiǎn)單逆投影或?yàn)V波逆投影的逆投影法來重構(gòu)這些獲得的圖像以產(chǎn)生斷層圖像。此外，放射線圖像攝影裝置10包括操作單元24、顯示單元26和存儲(chǔ)單元28。操作單元24包括鍵盤、鼠標(biāo)或者觸摸板輸入裝置，并且接收操作員對(duì)放射線圖像攝影裝置10的操作。操作單元24還接收用于校正用于執(zhí)行斷層融合攝影操作須要的諸各種信息(如攝影條件等)的輸入和命令，在本實(shí)施方式中，放射線圖像攝影裝置10的每個(gè)單元根據(jù)操作員從操作單元24輸入的信息來操作。顯示單元26是諸如IXD監(jiān)視器等的顯示裝置，并且顯示器26除了顯示圖像獲取單元20獲得的圖像和重構(gòu)單元22重構(gòu)的斷層圖像外還顯示對(duì)于操作來說必要的消息等。此外，顯示單元26可以具有內(nèi)置揚(yáng)聲器以輸出音頻。存儲(chǔ)單元28存儲(chǔ)用于設(shè)置用于操作放射線圖像攝影裝置10所必須的攝影條件的各種參數(shù)等。此夕卜，與要拍攝的部分相對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元28中，并且在需要時(shí)按照來自操作單元24的操作員指令來校正各種參數(shù)。用于設(shè)置攝影條件的參數(shù)包括基準(zhǔn)面、截面角度、放射線源距離、拍攝數(shù)量、拍攝間隔以及放射線源12的管電壓、管電流等。此外，在這些參數(shù)中，放射線源12的拍攝數(shù)量、拍攝間隔和放射線源12的管電壓、管電流等是攝影條件。基準(zhǔn)面限定了獲得斷層圖像的范圍。例如，攝影臺(tái)4的頂板的平面、放射線檢測(cè)器14的檢測(cè)面或者被攝體2的任何截面都可以被用作基準(zhǔn)面。截面角度是從基準(zhǔn)面上的基準(zhǔn)點(diǎn)面對(duì)限定放射線源12的范圍的兩端的角度?；鶞?zhǔn)點(diǎn)是使用穿過放射線檢測(cè)器14的質(zhì)心畫出的垂直線與基準(zhǔn)面的交叉處的點(diǎn)確定的。在此情況下，由于放射線檢測(cè)器14的檢測(cè)面與放射線源12的移動(dòng)路徑平行，所以源距離是沿著放射線源12的移動(dòng)路徑最接近放射線檢測(cè)器14的檢測(cè)面的距離。拍攝的數(shù)量是在放射線源12在截面角度的范圍內(nèi)從一端移動(dòng)到另一端的時(shí)段中攝影操作的數(shù)量。拍攝間隔是每次連續(xù)拍攝之間的時(shí)間間隔。此外，放射線圖像攝影裝置10包括放射線控制単元30。放射線控制単元30根據(jù)用于設(shè)定攝影條件的參數(shù)控制控制來自放射線源12的放射線的照射的定時(shí)和放射線產(chǎn)生條件(即，管電流、管電壓等)。當(dāng)把放射線照射至放射線檢測(cè)器14上時(shí)，從短接的像素50A持續(xù)輸出電荷，使得基于從短接像素50A輸出的電荷的電信號(hào)(下文中稱為短接像素信號(hào))與照射至放射線檢測(cè)器14上的放射線劑量相對(duì)應(yīng)。為此，放射線控制単元30通過使用圖像獲取單元20獲得的短接像素信號(hào)來執(zhí)行AEC。具體地，放射線控制単元30控制放射線源12，使得在放射線源的每個(gè)位置處檢測(cè)到短接像素信號(hào)之前開始放射線的照射，并且在短接像素信號(hào)的蓄積值變?yōu)榕c如上所述的放射線產(chǎn)生條件規(guī)定的放射線劑量相對(duì)應(yīng)的值時(shí)，使放射線的輻照中止。 此外，放射線圖像攝影裝置10包括計(jì)算單元32。計(jì)算單元32根據(jù)存儲(chǔ)単元28中存儲(chǔ)的參數(shù)來計(jì)算攝影條件，諸如放射線源12的移動(dòng)范圍、各攝影操作時(shí)放射線源12的位置(下文中稱為放射線源位置)、攝影時(shí)間、放射線源的行進(jìn)速度等。此外，在進(jìn)行AEC吋，計(jì)算單元32設(shè)定將放射線檢測(cè)器14中包含的短接像素50A中的哪ー個(gè)短接像素50A用于AEC。圖4是例示被攝體體內(nèi)的預(yù)定位置中包含的部分的投影位置如何根據(jù)放射線源的位置而移動(dòng)的圖。如圖4所示，在放射線源12處于其移動(dòng)范圍的第一個(gè)放射線源位置SI的情況下，與被攝體2的預(yù)定位置Pl相對(duì)應(yīng)的投影位置是位于放射線檢測(cè)器14的右側(cè)的位置PU。在放射線源12處于其移動(dòng)范圍的中部的放射線源位置Sc的情況下，預(yù)定位置Pl的投影位置是處于放射線檢測(cè)器14的中部的位置Ptc。在放射線源12處于其移動(dòng)范圍的最后放射線源位置Sn的情況下，與預(yù)定位置Pl相對(duì)應(yīng)的投影位置是位于放射線檢測(cè)器14的左側(cè)的位置Ptn。這樣，如果放射線源12的位置改變，則被攝體2的預(yù)定位置Pl被投影到放射線檢測(cè)器14上的不同位置。此外，投影位置在放射線源12的移動(dòng)方向上移動(dòng)，但是不在與該移動(dòng)方向垂直的方向上移動(dòng)。計(jì)算單元32基于每個(gè)放射線源位置和被攝體2的預(yù)定位置Pl之間的位置關(guān)系來計(jì)算放射線檢測(cè)器14處的與預(yù)定位置Pl相對(duì)應(yīng)的投影位置。圖5是用于解釋投影位置的計(jì)算的圖。此外，在圖5和以下描述中，放射線源12移動(dòng)的方向是X方向，與X方向垂直的方向是y方向，與紙面垂直的方向是Z方向。此外，在圖3中，通過放射線檢測(cè)器14的質(zhì)心的垂直線與放射線源12的移動(dòng)范圍的交叉點(diǎn)是基準(zhǔn)位置01，并且預(yù)定位置Pl到放射線檢測(cè)器14上的投影位置是Pti (i=l到η)。從放射線檢測(cè)器14的檢測(cè)面到攝影臺(tái)4的頂板的距離、第i個(gè)放射線源位置Si的坐標(biāo)位置和源距離是已知的并且存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元28中。此外，從攝影臺(tái)4的頂板到穿過預(yù)定位置Pl的平面BO的距離可以通過測(cè)量獲得。因此，可以計(jì)算從放射線檢測(cè)器14到平面BO的距離za和從放射線源12到移動(dòng)范圍的距離zb，并且還可以計(jì)算基準(zhǔn)位置01與放射線源位置Si之間的距離SL。因此，可以通過下式(I)來計(jì)算在X方向上從放射線檢測(cè)器14的檢測(cè)面的質(zhì)心到投影位置Pti的距離di。此外，可以基于預(yù)定位置Pl的計(jì)算值與放射線檢測(cè)器14的y方向上的位置之間的位置關(guān)系來計(jì)算投影位置Pti的y方向上的位置。di=SLXza/zb (I)基于與放射線源12的每一個(gè)放射線源位置相對(duì)應(yīng)的預(yù)定位置Pl的投影位置，放射線控制單元30在放射線檢測(cè)器14上的多個(gè)短接像素50A中選擇在AEC中使用的AEC短接像素50B。具體地，選擇位于投影位置Pti附近的短接像素50A作為針對(duì)每個(gè)放射線源位置的短接像素50B。例如，如圖4所示，在放射線源位置是SI的情況下，選擇位于放射線檢測(cè)器14的位置Ptl附近的短接像素50A作為AEC短接像素50B ;在放射線源位置是Sc的情況下，選擇位于放射線檢測(cè)器14的位置Ptc附近的短接像素50A作為AEC短接像素50B ;并且在放射線源位置是Sn的情況下，選擇位于放射線檢測(cè)器14的位置Ptn附近的短接像素50A作為AEC短接像素50B。應(yīng)注意的是，AEC短接像素50B的數(shù)量可以是單個(gè)或者多個(gè)。按此方式，由于能夠基于透射過被攝體2的公共部分的放射線進(jìn)行AEC，因此選擇了 AEC短接像素50B。結(jié)果，照射至被攝體2上的放射線劑量和獲得的圖像的濃度是相同的。 此外，放射線圖像攝影裝置10包括用于記錄斷層圖像和獲得的多個(gè)圖像的記錄控制單元34。記錄控制單元34在包括例如硬盤、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器等的記錄介質(zhì)36中記錄斷層圖像和獲得的多個(gè)圖像。此外，放射線圖像攝影裝置10包括用于控制放射線圖像攝影裝置10的各個(gè)單元的控制單元38。控制單元38根據(jù)來自操作單元24的指令來控制放射線圖像攝影裝置10的各個(gè)單元。接著，將描述本實(shí)施方式進(jìn)行的處理。圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的放射線圖像攝影裝置執(zhí)行的處理的流程圖。將描述通過僅移動(dòng)放射線源12而不移動(dòng)放射線檢測(cè)器14來進(jìn)行斷層融合攝影操作的情況。此外，AEC短接像素50B由計(jì)算單元32預(yù)先設(shè)置，并且其位置存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元28中。當(dāng)操作單元24從操作員接收到開始處理的指令時(shí)，控制單元38啟動(dòng)處理，使得移動(dòng)機(jī)構(gòu)16將放射線源12移動(dòng)到初始位置(步驟STl )。接著，放射線控制單元30從放射線源12向被攝體2照射放射線(步驟ST2)。在此情形下，放射線控制單元30開始基于來自AEC短接像素50B的短接像素信號(hào)來監(jiān)視是否在被攝體2上照射了由放射線產(chǎn)生條件規(guī)定的預(yù)定劑量的放射線(步驟ST3)。如果在步驟ST3中得到了肯定確定，則放射線控制單元30中止從放射線源12照射放射線(步驟ST4)，并且圖像獲取單元20從放射線檢測(cè)器14讀出圖像信號(hào)以獲得當(dāng)前放射線源位置Si處的圖像(步驟ST5)。接著，控制單元38判斷是否在每一個(gè)放射線源位置獲得了圖像(步驟ST6)。如果在步驟ST6中做出了否定確定，則從當(dāng)前放射線源位置移動(dòng)到下一個(gè)放射線源位置(步驟ST7),返回步驟ST2并且重復(fù)步驟ST2以后的步驟。如果在步驟ST6中做出了肯定確定，則重構(gòu)單元22重構(gòu)獲得的多個(gè)圖像并且產(chǎn)生斷層圖像(步驟ST8)。接著，記錄控制單元34在記錄介質(zhì)36中記錄多個(gè)圖像和斷層圖像(步驟ST9)，并且處理完成。按此方式，在本實(shí)施方式中，采用了在整個(gè)表面上排布了通過使TFT開關(guān)52短接而形成的多個(gè)短接像素50A的放射線檢測(cè)器14。設(shè)置了檢測(cè)短接像素50B的位置以從多個(gè)短接像素檢測(cè)與多個(gè)放射線源位置中的每一個(gè)相對(duì)應(yīng)的放射線的劑量。在多個(gè)放射線源位置中的每ー個(gè)，基于從檢測(cè)短接像素50B讀出的電信號(hào)，控制從放射線源輸出的放射線的劑量。為此，當(dāng)自動(dòng)地控制放射線的劑量時(shí)，如日本特開No. 2010-279516公開的，不須要進(jìn)行預(yù)攝影，這就可以減少攝影操作的數(shù)量并因而減少被攝體的放射線照射量。此外，由于放射線檢測(cè)器上的短接像素50A是通過使TFT開關(guān)52短接而形成的，所以可以將短接像素50A的電荷檢測(cè)為電信號(hào)而無需提供特殊的檢測(cè)裝置。因此，無需増加放射線檢測(cè)器的電路大小或者増加成本，可以將多個(gè)放射線源位置處照射至被攝體的放射線的劑量控制為相同。結(jié)果，獲得的多個(gè)圖像的質(zhì)量可以統(tǒng)一。此外，在上述實(shí)施方式中，僅移動(dòng)了放射線源12，但是可以將放射線源12和放射線檢測(cè)器14設(shè)計(jì)成同步移動(dòng)。在此情況下，根據(jù)多個(gè)放射線源位置與放射線檢測(cè)器14之間的幾何位置關(guān)系，同樣可以設(shè)置放射線檢測(cè)器14處的AEC短接像素50B。另外，在上述實(shí)施方式中，在被攝體在攝影臺(tái)上處于臥位的情況下執(zhí)行斷層融合攝影操作。然而，本發(fā)明可應(yīng)用于通過使用立位的攝影臺(tái)來執(zhí)行斷層融合攝影操作的情況。此外，在上述實(shí)施方式中，放射線圖像攝影裝置根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行斷層融合攝影操·作。由于這種裝置可以通過從多個(gè)放射線源位置向被攝體照射放射線來獲得圖像，所以不用說，本申請(qǐng)的發(fā)明可應(yīng)用于例如用于獲得立體圖像的立體放射線圖像裝置。
權(quán)利要求
1.ー種放射線圖像攝影裝置，該放射線圖像攝影裝置包括 放射線源，所述放射線源用于將放射線照射至被攝體上； 放射線檢測(cè)器，所述放射線檢測(cè)器具有多個(gè)像素，每ー個(gè)像素配備有用于在接收到所述放射線時(shí)產(chǎn)生電荷并蓄積所產(chǎn)生的電荷的蓄積裝置以及用于讀出在所述蓄積裝置中蓄積的電荷的TFT開關(guān)，所述放射線檢測(cè)器還具有用于導(dǎo)通/關(guān)斷所述TFT開關(guān)的多條掃描線和用于讀出在所述累積裝置中蓄積的電荷作為圖像信號(hào)的多條數(shù)據(jù)線，在所述放射線檢測(cè)器的整個(gè)表面上排布了通過短接所述TFT開關(guān)而形成的多個(gè)短接像素； 圖像獲取単元，所述圖像獲取單元用于相對(duì)于所述放射線檢測(cè)器移動(dòng)所述放射線源，在與所述放射線源的移動(dòng)相關(guān)聯(lián)的多個(gè)放射線源位置處將所述放射線照射至所述被攝體上，并且獲取與所述多個(gè)放射線源位置分別相對(duì)應(yīng)的多個(gè)圖像； 短接像素設(shè)置單元，所述短接像素設(shè)置單元用于分別對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)放射線源位置地設(shè)置所述多個(gè)短接像素中用于檢測(cè)所述放射線的劑量的檢測(cè)用短接像素的位置；以及 劑量控制単元，所述劑量控制單元用于在所述多個(gè)放射線源位置中的每ー個(gè)處，基于從所述檢測(cè)短接像素讀出的電信號(hào)來控制從所述放射線源輸出的所述放射線的劑量。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的放射線圖像攝影裝置，該放射線圖像攝影裝置還包括重構(gòu)單元，所述重構(gòu)単元用于根據(jù)獲得的多個(gè)圖像來重構(gòu)斷層圖像。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的放射線圖像攝影裝置，其中所述短接像素設(shè)置單元根據(jù)所述多個(gè)放射線源位置、所述被攝體與所述多個(gè)放射線源位置之間的距離以及所述被攝體與所述放射線檢測(cè)器之間的距離來設(shè)置所述檢測(cè)短接像素的位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的放射線圖像攝影裝置，其中所述短接像素設(shè)置單元根據(jù)所述多個(gè)放射線源位置、所述被攝體與多個(gè)放射線源位置之間的距離以及所述被攝體與所述放射線檢測(cè)器之間的距離來設(shè)置所述檢測(cè)短接像素的位置。
5.ー種放射線圖像攝影方法，該方法包括以下步驟 采用包括以下部件的放射線圖像攝影裝置放射線源，所述放射線源用于將放射線照射至被攝體上；放射線檢測(cè)器，所述放射線檢測(cè)器具有多個(gè)像素，每ー個(gè)像素配備有用于在接收到所述放射線時(shí)產(chǎn)生電荷并且蓄積所產(chǎn)生的電荷的蓄積裝置以及用于讀出在所述蓄積裝置中蓄積的電荷的TFT開關(guān)，所述圖像檢測(cè)器還具有用于導(dǎo)通/關(guān)斷所述TFT開關(guān)的多條掃描線和用于讀出所述蓄積裝置中蓄積的電荷作為圖像信號(hào)的多條數(shù)據(jù)線，在所述放射線檢測(cè)器的整個(gè)表面上排布了通過短接所述TFT開關(guān)而形成的多個(gè)短接像素；圖像獲取単元，所述圖像獲取單元用于相對(duì)于所述放射線檢測(cè)器移動(dòng)所述放射線源，在與所述放射線源的移動(dòng)相關(guān)聯(lián)的多個(gè)放射線源位置處將所述放射線照射至所述被攝體上，并且獲得與所述多個(gè)放射線源位置分別相對(duì)應(yīng)的多個(gè)圖像；以及短接像素設(shè)置單元，所述短接像素設(shè)置単元用于分別對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)放射線源位置地設(shè)置所述多個(gè)短接像素中用于檢測(cè)所述放射線的劑量的檢測(cè)用短接像素的位置；以及 在所述多個(gè)放射線源位置中的每ー個(gè)處，基于從所述檢測(cè)短接像素讀出的電信號(hào)來控制從所述放射線源輸出的所述放射線的劑量。
全文摘要
本發(fā)明涉及放射線圖像攝影裝置和方法。緊湊的放射線檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)使得能夠在不增加被攝體的放射線照射量的情況下自動(dòng)控制放射線的劑量。這個(gè)目的可以通過導(dǎo)通TFT開關(guān)(52)以從放射線檢測(cè)器(14)的像素(50)讀出電荷來實(shí)現(xiàn)。像素(50)中通過短接TFT開關(guān)(52)而形成的短接像素(50A)按照預(yù)定間隔排布在放射線檢測(cè)器(14)的整個(gè)表面上。當(dāng)進(jìn)行攝影操作時(shí)，基于從短接像素(50A)輸出的信號(hào)來控制放射線劑量。
文檔編號(hào)A61B6/00GK102824183SQ20121019949
公開日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月15日
發(fā)明者金川英一 申請(qǐng)人:富士膠片株式會(huì)社