專利名稱：射線照相設(shè)備和輻射檢測信號(hào)處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于醫(yī)學(xué)或工業(yè)用途的射線照相設(shè)備和輻射檢測信號(hào)處理方法，該方法用于當(dāng)從輻射發(fā)射裝置發(fā)射輻射時(shí)，通過來自輻射檢測裝置的信號(hào)采樣裝置，基于在預(yù)定采樣時(shí)間間隔獲得的輻射檢測信號(hào)獲得射線照相圖像。更具體地，由于輻射檢測裝置，本發(fā)明涉及用于消除取自輻射檢測裝置的輻射檢測信號(hào)的時(shí)滯的技術(shù)。
背景技術(shù)：
在為射線照相設(shè)備的典型例的醫(yī)學(xué)熒光檢查設(shè)備中，最近已使用平板X射線檢測裝置(下文中方便地稱為“FPD”)作為X射線檢測裝置以用于檢測由X射線管發(fā)射的X射線產(chǎn)生的病人的X射線穿透圖像。該FPD包括縱向和橫向地設(shè)置于X射線檢測表面上的許多半導(dǎo)體或其它的X射線檢測元件。
也就是，在熒光檢查設(shè)備中，當(dāng)以來自X射線管的X射線輻射病人時(shí)，在FPD的采樣時(shí)間間隔處獲得用于一個(gè)X射線圖像的X射線檢測信號(hào)?；赬射線檢測信號(hào)，構(gòu)造熒光檢查設(shè)備以針對(duì)采樣間隔間的每個(gè)周期獲得對(duì)應(yīng)于病人的X射線穿透圖像的X射線圖像。由于相比于迄今為止使用的圖像增強(qiáng)器，F(xiàn)PD更亮并且更少的傾于復(fù)雜的檢測失真，在設(shè)備的構(gòu)造和圖像處理方面，F(xiàn)PD的用途是有優(yōu)點(diǎn)的。
然而，該FPD具有引起在X射線圖象中出現(xiàn)不利影響的時(shí)滯的缺點(diǎn)。具體的，當(dāng)在短采樣時(shí)間間隔處從FPD得到X射線檢測信號(hào)時(shí)，未拾取的剩余信號(hào)作為滯后部分加至下一個(gè)X射線檢測信號(hào)。這樣，當(dāng)以每秒30個(gè)采樣間隔從FPD獲得用于一個(gè)圖像的X射線檢測信號(hào)以產(chǎn)生用于動(dòng)態(tài)顯示的X射線圖像時(shí)，滯后部分作為在后圖像顯示于在前的屏幕以產(chǎn)生重像。這導(dǎo)致了麻煩，比如動(dòng)態(tài)圖像的模糊。
US專利No.5,249,123給出了解決在獲得計(jì)算機(jī)層析成像圖像(CT圖像)中由FPD引起的時(shí)滯問題的方法。該被提出的技術(shù)使用計(jì)算，用于在采樣時(shí)間間隔Δt處從FPD獲得的每個(gè)輻射檢測信號(hào)中消除滯后部分。
即，在上面的美國專利中，由于以多個(gè)指數(shù)函數(shù)組成的脈沖響應(yīng)，假設(shè)滯后部分包括在采樣時(shí)間間隔處獲得的每個(gè)輻射檢測信號(hào)中，并且使用下面的方程以導(dǎo)出具有從輻射檢測信號(hào)yk去除滯后部分的輻射檢測信號(hào)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(shí)間序列中第k時(shí)間點(diǎn)的下標(biāo)；N具有形成該脈沖響應(yīng)的不同時(shí)間常量的指數(shù)函數(shù)的數(shù)量；n表示形成脈沖響應(yīng)的一個(gè)指數(shù)函數(shù)的下標(biāo)；αn指數(shù)函數(shù)n的強(qiáng)度；以及τn指數(shù)函數(shù)n的衰減時(shí)間常量；于此，在上面的美國專利中發(fā)明人已嘗試了提出的計(jì)算技術(shù)。然而，由于時(shí)滯和不能獲得令人滿意的X射線圖像，獲得的僅僅的結(jié)果是上面的技術(shù)不能避免后生現(xiàn)象。已經(jīng)證實(shí)由于FPD，時(shí)滯部分是不能消除的。
進(jìn)一步，美國專利No.5,517,544給出了解決在獲得CT圖像中由FPD引起的時(shí)滯問題的不同方法。該技術(shù)假設(shè)通過一個(gè)指數(shù)函數(shù)近似FPD的時(shí)滯，并通過計(jì)算從輻射檢測信號(hào)中去除滯后部分。在此，發(fā)明人已經(jīng)仔細(xì)的回顧了在該美國專利中提出的計(jì)算技術(shù)。然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)其不可能用一個(gè)指數(shù)函數(shù)近似FPD的時(shí)滯，并且通過該技術(shù)也不能消除時(shí)滯。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明已經(jīng)考慮了上面所述的相關(guān)技術(shù)的情況，并且其目的是提供一種射線照相設(shè)備和輻射檢測信號(hào)處理方法，該方法用于精確消除由于輻射檢測裝置所產(chǎn)生的從輻射檢測裝置獲得的輻射檢測信號(hào)的時(shí)滯。
下面的技術(shù)可以可信的完全消除FPD的時(shí)滯。具體的，在處理FPD的時(shí)滯中，由于基于下面的遞歸方程A-C中的脈沖響應(yīng)，該技術(shù)去除了滯后部分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(shí)間間隔；k表示在采樣時(shí)間序列中第k時(shí)間點(diǎn)的下標(biāo)；Yk在第k采樣時(shí)間處獲得的X射線檢測信號(hào)；Xk具有從信號(hào)Yk去除滯后部分的已校正X射線檢測信號(hào)；Xk-1在前面的時(shí)間點(diǎn)獲得的信號(hào)Xk；Sn(k-1)在前面的時(shí)間點(diǎn)的Snk；exp指數(shù)函數(shù)；N具有形成脈沖響應(yīng)的不同的時(shí)間常量的指數(shù)函數(shù)的數(shù)量；n表示形成脈沖響應(yīng)的一個(gè)指數(shù)函數(shù)的下標(biāo)；αn指數(shù)函數(shù)n的強(qiáng)度；以及τn指數(shù)函數(shù)n的衰減時(shí)間常量；以及當(dāng)k＝0、X0＝0并且Sn0＝0。
然而，盡管上面提出的技術(shù)能夠?qū)r(shí)滯消除至相當(dāng)可觀的程度，但其不能精確消除FPD的時(shí)滯。在此，發(fā)明人繼續(xù)它們的研究以獲得進(jìn)一步的改進(jìn)。
對(duì)于通過上面的技術(shù)提出的遞歸計(jì)算，預(yù)先確定規(guī)定了關(guān)于脈沖響應(yīng)的環(huán)境的脈沖響應(yīng)(impulse response)系數(shù)N、αn和τn。系數(shù)固定，X射線檢測信號(hào)Yk應(yīng)用于方程A-C，從而獲得無時(shí)滯X射線檢測信號(hào)Xk。在這種情況下，如果輻射檢測信號(hào)Yk是相同的，也固定了對(duì)應(yīng)于包括在輻射檢測信號(hào)中的時(shí)滯的脈沖響應(yīng)。
然而，在實(shí)際的FPD中，對(duì)應(yīng)于時(shí)滯的脈沖響應(yīng)不是固定的。對(duì)于不固定的脈沖響應(yīng)的原因，發(fā)明人在各種環(huán)境下實(shí)施了實(shí)驗(yàn)，并得到了下面的發(fā)現(xiàn)。即，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)隨著輻射的輻射劑量(例如X射線)，脈沖響應(yīng)是可變的。圖6是示出了發(fā)現(xiàn)的示意圖，其中，水平軸表示輻射的輻射劑量W，而垂直軸表示指數(shù)函數(shù)n的強(qiáng)度αn。另一個(gè)脈沖響應(yīng)系數(shù)N和τn是固定的。從圖6中可以看出，當(dāng)改變輻射的輻射劑量時(shí)，指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度αn也相應(yīng)的變化。
當(dāng)αn和N是固定的時(shí)，τn隨輻射的輻射劑量變化。當(dāng)αn和τn是固定的時(shí)，N隨輻射的輻射劑量變化。由于輻射的輻射劑量依據(jù)射線照相環(huán)境頻繁地變化，即使在同一FPD中，作為脈沖響應(yīng)系數(shù)的N、αn和τn的適當(dāng)值也頻繁的變化。這樣，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)脈沖響應(yīng)系數(shù)的合適值隨著輻射的輻射劑量是可變的。
已對(duì)上述發(fā)現(xiàn)進(jìn)行了連續(xù)的研究。預(yù)先確定和存儲(chǔ)確定了關(guān)于在用于去除時(shí)滯的遞歸計(jì)算中脈沖響應(yīng)的環(huán)境的脈沖響應(yīng)系數(shù)和輻射的輻射劑量之間的關(guān)系。依據(jù)脈沖響應(yīng)系數(shù)和輻射的輻射劑量之間的關(guān)系設(shè)置對(duì)應(yīng)于發(fā)射至被檢測病人的輻射劑量的脈沖響應(yīng)系數(shù)。基于設(shè)置的脈沖響應(yīng)系數(shù)，實(shí)現(xiàn)遞歸計(jì)算以從每個(gè)輻射檢測信號(hào)中去除滯后部分。然后，可以精確去除滯后部分。這些是作為了研究結(jié)果的結(jié)論發(fā)現(xiàn)。
基于上面的發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明提供了一種射線照相設(shè)備，其具有用于朝向被檢測目標(biāo)發(fā)射輻射的輻射發(fā)射裝置，用于檢測發(fā)射的穿過被檢測目標(biāo)的輻射的輻射檢測裝置，以及用于在預(yù)定的采樣時(shí)間間隔處從輻射檢測裝置獲取輻射檢測信號(hào)的信號(hào)采樣裝置，以用于在發(fā)射輻射至待檢測目標(biāo)時(shí)，基于在預(yù)定的采樣時(shí)間間隔處從輻射檢測裝置輸出的輻射檢測信號(hào)獲得射線照相圖像，該設(shè)備包括基于假設(shè)包括在預(yù)定采樣時(shí)間間隔處取得的每個(gè)所述輻射檢測信號(hào)中的滯后部分是歸因于以單獨(dú)的指數(shù)函數(shù)或具有不同衰減時(shí)間常量的多個(gè)指數(shù)函數(shù)形成的脈沖響應(yīng)，用于通過遞歸計(jì)算從輻射檢測信號(hào)去除滯后部分的時(shí)滯去除裝置；響應(yīng)系數(shù)與劑量關(guān)系存儲(chǔ)器，用于預(yù)先存儲(chǔ)脈沖響應(yīng)系數(shù)和輻射劑量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，脈沖響應(yīng)系數(shù)確定關(guān)于通過所述時(shí)滯去除裝置執(zhí)行的遞歸計(jì)算中的脈沖響應(yīng)的環(huán)境；以及基于存儲(chǔ)在響應(yīng)系數(shù)與劑量關(guān)系存儲(chǔ)器中的脈沖響應(yīng)系數(shù)和輻射劑量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，用于設(shè)置對(duì)應(yīng)于用于被檢測目標(biāo)的輻射劑量的脈沖響應(yīng)系數(shù)的脈沖響應(yīng)系數(shù)給定裝置；其中通過根據(jù)脈沖響應(yīng)系數(shù)給定裝置設(shè)置的脈沖響應(yīng)系數(shù)執(zhí)行遞歸計(jì)算，設(shè)置所述時(shí)滯去除裝置以獲得已校正的輻射檢測信號(hào)，以從輻射檢測信號(hào)去除滯后部分。
在依據(jù)本發(fā)明的射線照相設(shè)備中，當(dāng)從輻射發(fā)射裝置發(fā)射至待檢測目標(biāo)的輻射時(shí)，在預(yù)定的采樣時(shí)間間隔處從輻射檢測裝置輸出輻射檢測信號(hào)。把包括在每個(gè)輻射檢測信號(hào)中的滯后部分看作歸因于以單獨(dú)的指數(shù)函數(shù)或具有不同的衰減時(shí)間常量的多個(gè)指數(shù)函數(shù)組成的脈沖響應(yīng)。通過如下的遞歸計(jì)算，該時(shí)滯去除裝置這樣去除滯后部分?；诖鎯?chǔ)在響應(yīng)系數(shù)與劑量關(guān)系存儲(chǔ)裝置中的確定了關(guān)于通過時(shí)滯去除裝置執(zhí)行的遞歸計(jì)算中的脈沖響應(yīng)的環(huán)境的脈沖響應(yīng)系數(shù)和輻射劑量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，脈沖響應(yīng)系數(shù)給定裝置設(shè)置對(duì)應(yīng)于用于被檢測目標(biāo)的輻射劑量的脈沖響應(yīng)系數(shù)。基于如上面設(shè)定的脈沖響應(yīng)系數(shù)執(zhí)行遞歸計(jì)算以從每個(gè)輻射檢測信號(hào)去除滯后部分。因此從獲得的校正輻射檢測信號(hào)產(chǎn)生射線照相圖像。
如上面所述，從時(shí)滯去除裝置執(zhí)行的遞歸計(jì)算導(dǎo)出已校正的輻射檢測信號(hào)以從輻射檢測信號(hào)去除滯后部分。響應(yīng)系數(shù)與劑量關(guān)系存儲(chǔ)裝置預(yù)先存儲(chǔ)確定了關(guān)于用于時(shí)滯去除的在遞歸計(jì)算中的脈沖響應(yīng)的環(huán)境的脈沖響應(yīng)系數(shù)和輻射劑量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系?；诿}沖響應(yīng)系數(shù)和輻射劑量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，脈沖響應(yīng)系數(shù)給定裝置設(shè)置對(duì)應(yīng)于用于被檢測目標(biāo)的輻射劑量的脈沖響應(yīng)系數(shù)。使用對(duì)應(yīng)于用于被檢測目標(biāo)的輻射劑量設(shè)置的脈沖響應(yīng)系數(shù)執(zhí)行用于時(shí)滯去除的遞歸計(jì)算。這樣，從每個(gè)X射線檢測信號(hào)精確去除滯后部分。
脈沖響應(yīng)系數(shù)和輻射劑量之間的上面的對(duì)應(yīng)關(guān)系的舉例包括下面的情況。
設(shè)置所述響應(yīng)系數(shù)與劑量關(guān)系存儲(chǔ)裝置以預(yù)先存儲(chǔ)作為脈沖響應(yīng)系數(shù)的指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度和輻射劑量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系、作為脈沖響應(yīng)系數(shù)的指數(shù)函數(shù)的衰減時(shí)間常量和輻射劑量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系、以及作為脈沖響應(yīng)系數(shù)的指數(shù)函數(shù)的個(gè)數(shù)和輻射劑量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系的至少一個(gè)，以作為脈沖響應(yīng)系數(shù)和輻射劑量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
在這種情況下，基于至少一個(gè)作為脈沖響應(yīng)系數(shù)的指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度和輻射劑量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系、作為脈沖響應(yīng)系數(shù)的指數(shù)函數(shù)的衰減時(shí)間常量和輻射劑量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系、作為脈沖響應(yīng)系數(shù)的指數(shù)函數(shù)的數(shù)量和預(yù)先存儲(chǔ)進(jìn)入響應(yīng)系數(shù)與劑量關(guān)系存儲(chǔ)裝置的輻射劑量，將至少一個(gè)指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度、指數(shù)函數(shù)的衰減時(shí)間常量(下文中適當(dāng)簡便的將其稱為“時(shí)間常量”)和指數(shù)函數(shù)的數(shù)量設(shè)置為對(duì)應(yīng)于輻射劑量的值。
基于下面的方程A-C，在上面的射線照相設(shè)備中，優(yōu)選的，設(shè)置時(shí)滯去除裝置以執(zhí)行遞歸計(jì)算以用于從每個(gè)輻射檢測信號(hào)去除滯后部分。
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(shí)間間隔；k表示在采樣時(shí)間序列中第k時(shí)間點(diǎn)的下標(biāo)；Yk在第k采樣時(shí)間處獲得的X射線檢測信號(hào)；Xk具有從信號(hào)Yk去除的滯后部分的已校正X射線檢測信號(hào)；
Xk-1在前面的時(shí)間點(diǎn)處獲得的信號(hào)Xk；Sn(k-1)在前面的時(shí)間點(diǎn)處的Snk；exp指數(shù)函數(shù)；N具有形成脈沖響應(yīng)的不同的時(shí)間常量的指數(shù)函數(shù)的數(shù)量；n表示形成脈沖響應(yīng)的一個(gè)指數(shù)函數(shù)的下標(biāo)；αn指數(shù)函數(shù)n的強(qiáng)度；以及τn指數(shù)函數(shù)n的衰減時(shí)間常量；以及當(dāng)k＝0、X0＝0并且Sn0＝0。
其中，用于從每個(gè)輻射檢測信號(hào)去除滯后部分的遞歸計(jì)算是基于方程A-C的，從組成緊湊的遞推公式的方程A-C中可以迅速導(dǎo)出校正的、無時(shí)滯X射線檢測信號(hào)Xk。
在射線照相設(shè)備中，例如，脈沖響應(yīng)系數(shù)可以包括指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度、從相同的輻射時(shí)間和逐漸變化的輻射劑量的環(huán)境實(shí)際獲得的多個(gè)輻射數(shù)據(jù)導(dǎo)出的作為脈沖響應(yīng)系數(shù)的指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度和輻射劑量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
在這種情況下，從相同的輻射時(shí)間和逐漸變化的輻射劑量的環(huán)境實(shí)際獲得的多個(gè)輻射數(shù)據(jù)導(dǎo)出作為脈沖響應(yīng)系數(shù)的指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度和輻射的輻射劑量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。這樣，在指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度和輻射劑量之間確保了精確的對(duì)應(yīng)。
在輻射照相設(shè)備的另一個(gè)舉例中，脈沖響應(yīng)系數(shù)包括指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度，并且脈沖響應(yīng)具有多個(gè)指數(shù)函數(shù)，作為脈沖響應(yīng)系數(shù)的指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度和存儲(chǔ)的用于每個(gè)指數(shù)函數(shù)的輻射劑量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
在這種情況下，由于脈沖響應(yīng)具有多個(gè)指數(shù)函數(shù)，脈沖響應(yīng)變得更精確。此外，由于存儲(chǔ)作為脈沖響應(yīng)系數(shù)的指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度和輻射劑量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系以用于每個(gè)指數(shù)函數(shù)，可以以增強(qiáng)的精度設(shè)置每個(gè)指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度。結(jié)果，可從每個(gè)輻射檢測信號(hào)完全地去除滯后部分。
在輻射照相設(shè)備的進(jìn)一步的舉例中，脈沖響應(yīng)系數(shù)包括指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度，通過下面的函數(shù)方程表達(dá)的作為脈沖響應(yīng)系數(shù)的指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度和輻射劑量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
αn＝Q·logW+q其中WX射線劑量；Q表示指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度和X射線劑量之間的關(guān)系的近似線的斜率；以及q表示指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度和X射線劑量之間的關(guān)系的近似線的截線(section)。
在這種情況下，可以以簡潔的函數(shù)表達(dá)式“αn＝Q·logW+q”的形式容易的存儲(chǔ)指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度和輻射劑量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
如下導(dǎo)出近似線的斜率Q和截線q，以水平軸表示logW和垂直軸代表αn，以直線標(biāo)繪αn＝Q·logW+q的圖。直線以近似線的斜率Q傾斜。在直線與垂直軸相交的垂直軸上的點(diǎn)的坐標(biāo)表示近似線的截線q。
在射線照相設(shè)備中，響應(yīng)系數(shù)與劑量關(guān)系存儲(chǔ)器是用于以表格的形式存儲(chǔ)脈沖響應(yīng)系數(shù)和輻射劑量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系的表格存儲(chǔ)器。
在這種情況下，表格存儲(chǔ)器以表格的形式存儲(chǔ)脈沖相應(yīng)系數(shù)和輻射劑量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。脈沖響應(yīng)系數(shù)給定器核對(duì)存儲(chǔ)進(jìn)響應(yīng)系數(shù)與劑量關(guān)系存儲(chǔ)器的表格與輸入的輻射劑量，并且讀出和設(shè)置對(duì)應(yīng)于輸入的輻射劑量的脈沖響應(yīng)系數(shù)。
在射線照相設(shè)備中，輻射檢測設(shè)備的一個(gè)舉例是具有徑向和橫向設(shè)置于X射線檢測表面之上的多個(gè)X射線檢測元件的平板X射線檢測器。
依據(jù)本發(fā)明的射線照相設(shè)備可以是醫(yī)學(xué)設(shè)備，并且也可以是用于工業(yè)用途的設(shè)備。醫(yī)學(xué)設(shè)備的一個(gè)舉例是熒光檢查設(shè)備。醫(yī)學(xué)設(shè)備的另一個(gè)舉例是X射線CT設(shè)備。用于工業(yè)用途的設(shè)備是無損檢測設(shè)備。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，提供一種輻射檢測信號(hào)處理方法，用于在預(yù)定采樣時(shí)間間隔處取得通過輻射被檢測目標(biāo)產(chǎn)生的輻射檢測信號(hào)，并基于在預(yù)定采樣時(shí)間間隔處輸出的輻射檢測信號(hào)執(zhí)行信號(hào)處理以獲得輻射圖像，所述方法包括步驟基于包括在預(yù)定采樣時(shí)間間隔處取得的每個(gè)所述輻射檢測信號(hào)中的滯后部分是歸因于以單獨(dú)的指數(shù)函數(shù)或具有不同衰減時(shí)間常量的多個(gè)指數(shù)函數(shù)形成的脈沖響應(yīng)的假設(shè)，通過遞歸計(jì)算從輻射檢測信號(hào)去除滯后部分；在上述去除步驟之前，基于預(yù)先存儲(chǔ)的確定了關(guān)于在所述遞歸計(jì)算中的脈沖響應(yīng)的環(huán)境的脈沖響應(yīng)系數(shù)和輻射劑量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，設(shè)置對(duì)應(yīng)于用于被檢測目標(biāo)的輻射劑量的脈沖響應(yīng)系數(shù)；以及基于在上述設(shè)置步驟中設(shè)置的脈沖響應(yīng)系數(shù)，在上面的去除步驟中，通過執(zhí)行遞歸計(jì)算獲得校正輻射檢測信號(hào)，以從輻射檢測信號(hào)去除滯后部分。
輻射檢測信號(hào)處理方法允許以有利方式實(shí)施依據(jù)本發(fā)明的射線照相設(shè)備。
在上面的輻射檢測信號(hào)處理方法中，優(yōu)選的是基于下面的方程A-C執(zhí)行用于從每一個(gè)輻射檢測信號(hào)去除滯后部分的遞歸計(jì)算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(shí)間間隔；k表示在采樣時(shí)間序列中第k時(shí)間點(diǎn)的下標(biāo)；Yk在第k采樣時(shí)間處于獲得的X射線檢測信號(hào)；Xk具有從信號(hào)Yk去除滯后部分的校正X射線檢測信號(hào)；Xk-1在前面的點(diǎn)的時(shí)間處獲得的信號(hào)Xk；Sn(k-1)在前面的點(diǎn)的時(shí)間處的Snk；exp指數(shù)函數(shù)；N具有形成脈沖響應(yīng)的不同的時(shí)間常量的指數(shù)函數(shù)的數(shù)量；n表示形成脈沖響應(yīng)的一個(gè)指數(shù)函數(shù)的下標(biāo)；
αn指數(shù)函數(shù)n的強(qiáng)度；以及τn指數(shù)函數(shù)n的衰減時(shí)間常量；以及當(dāng)k＝0、X0＝0并且Sn0＝0。
其中，用于從每個(gè)輻射檢測信號(hào)去除滯后部分的遞歸計(jì)算是基于方程A-C的，可以以有利方式實(shí)施基于方程A-C執(zhí)行了遞歸計(jì)算的射線照相設(shè)備。
在輻射檢測信號(hào)處理方法的一個(gè)舉例中，脈沖響應(yīng)系數(shù)包括指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度、從以相同輻射時(shí)間和逐漸不同的輻射劑量的環(huán)境實(shí)際獲得的多個(gè)輻射數(shù)據(jù)導(dǎo)出的作為脈沖響應(yīng)系數(shù)的指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度和輻射劑量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
其中，以相同輻射時(shí)間和逐漸不同的輻射劑量的環(huán)境實(shí)際獲得的多個(gè)輻射數(shù)據(jù)導(dǎo)出上面給出的關(guān)系?？梢砸杂欣绞綄?shí)施從以相同輻射時(shí)間和逐漸不同的輻射劑量的環(huán)境實(shí)際獲得的多個(gè)輻射數(shù)據(jù)導(dǎo)出上面給出的關(guān)系的射線照相設(shè)備。
在輻射檢測信號(hào)處理方法的另一個(gè)舉例中，脈沖響應(yīng)系數(shù)包括指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度，通過下面的函數(shù)方程可以表達(dá)作為脈沖響應(yīng)系數(shù)的指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度和輻射劑量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系αn＝Q·logW+q其中WX射線劑量；Q指示指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度和X射線劑量之間的關(guān)系的近似線的斜率；以及q指示指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度和X射線劑量之間的關(guān)系的近似線的截線。
其中，通過函數(shù)方程表達(dá)上面給出的關(guān)系，可以以有利方式實(shí)施通過函數(shù)方程表達(dá)上面給出的關(guān)系的射線照相設(shè)備。
在輻射檢測信號(hào)處理方法的進(jìn)一步的舉例中，在表格存儲(chǔ)器中以表格的形式存儲(chǔ)脈沖響應(yīng)系數(shù)和輻射劑量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
其中，以表格的形式將上面給出的關(guān)系存儲(chǔ)進(jìn)入表格存儲(chǔ)器，可以以有利方式實(shí)施以表格的形式將上面給出的關(guān)系存儲(chǔ)進(jìn)入表格存儲(chǔ)器的射線照相設(shè)備。
優(yōu)選的，輻射檢測信號(hào)處理方法進(jìn)一步包括預(yù)先存儲(chǔ)脈沖響應(yīng)系數(shù)和輻射劑量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系的步驟。
可以在設(shè)備的安裝或程序調(diào)整時(shí)執(zhí)行所述存儲(chǔ)步驟。


為了描述本發(fā)明，在圖中示出的幾種形式目前是優(yōu)選的，然而可以理解，本發(fā)明不受示出的精確設(shè)置和手段的限制。
圖1是示出了在本發(fā)明的第一實(shí)施例中的熒光檢查設(shè)備的全部構(gòu)造的方塊圖；圖2是用于第一實(shí)施例中的設(shè)備的FPD的平面圖；圖3是用于第一實(shí)施例中的設(shè)備的FPD的截線圖；圖4是通過第一實(shí)施例中的設(shè)備示出了在X射線射線照相過程中的采樣X射線檢測信號(hào)的狀態(tài)的示意圖；圖5是示出了在X射線檢測信號(hào)中的時(shí)滯的信號(hào)波形圖；圖6是示出了在第一實(shí)施例中的作為脈沖響應(yīng)系數(shù)的指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度和X射線劑量之間的關(guān)系的圖；圖7是示出了在近似線中，在第一實(shí)施例中的作為脈沖響應(yīng)系數(shù)的指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度和X射線劑量之間的關(guān)系的圖；圖8是通過第一實(shí)施例中的設(shè)備給出了X射線照相程序的流程圖；圖9是通過第一實(shí)施例中的設(shè)備給出了用于時(shí)滯去除的遞歸計(jì)算處理的流程圖；圖10是存儲(chǔ)在作為在本發(fā)明的第二實(shí)施例中的作為設(shè)備的響應(yīng)系數(shù)與劑量關(guān)系存儲(chǔ)器的表格存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的內(nèi)容的示意圖。
具體實(shí)施例方式
參照附圖下文中將詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
第一實(shí)施例圖1是示出了在本發(fā)明的第一實(shí)施例中熒光檢查設(shè)備的全部構(gòu)造的方塊圖。
如圖1所示，熒光檢查設(shè)備包括用于朝向病人M發(fā)射X射線的X射線管(輻射發(fā)射裝置)1，用于檢測發(fā)射的穿過病人M的X射線的FPD(輻射檢測裝置)2，用于數(shù)字化從FPD(平板X射線檢測器)2在預(yù)定的采樣時(shí)間間隔Δt處得到的X射線檢測信號(hào)(輻射檢測信號(hào))的模數(shù)轉(zhuǎn)換器3(信號(hào)采樣裝置)，用于根據(jù)從模數(shù)轉(zhuǎn)換器3輸出的X射線檢測信號(hào)產(chǎn)生X射線圖像的檢測信號(hào)處理器4，以及用于顯示通過檢測信號(hào)處理器4產(chǎn)生的X射線圖像的圖像監(jiān)控器5。也就是，當(dāng)以X射線照射病人M時(shí)，構(gòu)造設(shè)備以獲得來自通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器3從FPD2得到的X射線檢測信號(hào)的X射線圖像，并在圖像監(jiān)控器5的屏幕上顯示獲得的X射線圖像。下面將具體描述該設(shè)備的每個(gè)部件。
X射線管1和FPD2彼此相對(duì)穿過病人M。在X射線照相時(shí)，通過發(fā)射控制器6控制X射線管1以發(fā)射錐形光束形式的X射線至病人M。同時(shí)，將通過X射線發(fā)射產(chǎn)生的病人M的穿透X射線圖像投射至FPD2的X射線檢測表面。
例如，操作者通過操作單元7輸入比如X射線劑量的輻射環(huán)境。發(fā)射控制器6依據(jù)通過操作單元7輸入的輻射環(huán)境控制X射線管1。例如，在用于連續(xù)熒光透視法的X射線輻射和用于單獨(dú)步驟射線照相的X射線輻射之間X射線劑量明顯不同。
如圖2所示，在投射來自病人M的穿透X射線圖像的X射線檢測表面上，F(xiàn)PD 2具有多個(gè)沿著病人M的身體軸的方向X和垂直于身體軸的方向Y縱向和橫向設(shè)置的X射線檢測元件2a。例如，設(shè)置X射線檢測元件2a以在X射線檢測表面上形成大約30厘米長和30厘米寬的1536×1536的矩陣。FPD 2的每個(gè)X射線檢測元件2a對(duì)應(yīng)于通過檢測信號(hào)處理器4產(chǎn)生的X射線圖像中的一個(gè)像素。基于從FPD 2得到的X射線檢測信號(hào)，檢測信號(hào)處理器4產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于投射至X射線檢測表面的穿透X射線圖像的X射線圖像。
該FPD 2具有如圖3所示的橫截面結(jié)構(gòu)。具體的，F(xiàn)PD 2包括半導(dǎo)體薄膜22，其是用于響應(yīng)入射X射線產(chǎn)生載體的X射線入射膜(例如無定形的Se厚膜)，偏置電壓施加電極21，設(shè)置于半導(dǎo)體薄膜22的X射線入射表面之上，載體收集電極23，其為FPD 2的X射線檢測檢測元件2a的一部分并設(shè)置在半導(dǎo)體薄膜22的X射線非入射表面處，和在其上設(shè)置具有載體收集電極23的玻璃基片24。進(jìn)一步，構(gòu)造FPD 2，使設(shè)置于玻璃基片24之上的存儲(chǔ)和讀出電路(未示出)讀出由載體收集電極23收集的電荷，并通過電流電壓轉(zhuǎn)換放大器(未示出)和多路調(diào)制器(未示出)輸出至模數(shù)轉(zhuǎn)換器3。
模數(shù)轉(zhuǎn)換器3連續(xù)的在采樣時(shí)間間隔Δt處獲得用于每個(gè)X射線圖像的X射線檢測信號(hào)，并且存儲(chǔ)X射線檢測信號(hào)以用于在轉(zhuǎn)換器3下游設(shè)置的檢測信號(hào)存儲(chǔ)器8中X射線圖像產(chǎn)生。在X射線輻射之前開始用于采樣(提取)X射線檢測信號(hào)的操作。傳輸通過檢測信號(hào)處理器4產(chǎn)生的X射線圖像并將其存儲(chǔ)于圖像存儲(chǔ)器9中。
也就是，如圖4所示，在采樣時(shí)間間隔Δt之間的每個(gè)周期處收集用于穿透X射線圖像的全部X射線檢測信號(hào)，并將其連續(xù)存儲(chǔ)于檢測信號(hào)存儲(chǔ)器8中?？梢杂刹僮髡呷斯せ蛉缡褂糜糜赬射線發(fā)射的命令的互鎖自動(dòng)的在發(fā)射X射線之前開始模數(shù)轉(zhuǎn)換器3的X射線檢測信號(hào)的采樣。
如圖1所示，在第一實(shí)施例中的熒光檢查設(shè)備包括用于計(jì)算沒有時(shí)滯的校正輻射檢測信號(hào)的時(shí)滯去除器(時(shí)滯去除裝置)10。根據(jù)假設(shè)在采樣時(shí)間間隔Δt處從FPD2獲得的每個(gè)X射線檢測信號(hào)中包括的滯后部分歸因于由單獨(dú)的指數(shù)函數(shù)或具有不同衰減的時(shí)間常量的多個(gè)函數(shù)組成的脈沖響應(yīng)，通過遞歸計(jì)算從每個(gè)X射線檢測信號(hào)中去除時(shí)滯。
如圖5所示，通過FPD 2，在每個(gè)時(shí)間點(diǎn)處產(chǎn)生的X射線檢測信號(hào)包括對(duì)應(yīng)于前述的X射線發(fā)射和作為保持為滯后部分(陰影部分)的信號(hào)。時(shí)滯去除器10去除時(shí)滯部分以產(chǎn)生校正的、無時(shí)滯的X射線檢測信號(hào)?；谶@種無時(shí)滯的X射線檢測信號(hào)，檢測信號(hào)處理器4產(chǎn)生X射線圖像。
具體的，通過使用下面的方程A-C，時(shí)滯去除器10執(zhí)行遞歸計(jì)算以從每個(gè)X射線檢測信號(hào)去除滯后部分。
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(shí)間間隔；k表示在采樣時(shí)間序列中第k時(shí)間點(diǎn)的下標(biāo)；Yk在第k采樣時(shí)間處獲得的X射線檢測信號(hào)；Xk具有從信號(hào)Yk去除了滯后部分的校正X射線檢測信號(hào)；Xk-1在前面的點(diǎn)的時(shí)間處獲得的信號(hào)Xk；Sn(k-1)在前面的點(diǎn)的時(shí)間處的Snk；exp指數(shù)函數(shù)；N具有形成脈沖響應(yīng)的不同的時(shí)間常量的指數(shù)函數(shù)的數(shù)量；n表示形成脈沖響應(yīng)的一個(gè)指數(shù)函數(shù)的下標(biāo)；αn指數(shù)函數(shù)n的強(qiáng)度；以及τn指數(shù)函數(shù)n的衰減時(shí)間常量；以及當(dāng)k＝0、X0＝0并且Sn0＝0。
在方程A“∑n＝1N{αn·[1-exp(Tn)]·exp(Tn)·Snk}”中的第二項(xiàng)對(duì)應(yīng)于滯后部分。這樣，從第一實(shí)施例中的設(shè)備迅速從組成緊湊的遞推公式的方程A-C導(dǎo)出校正的、無時(shí)滯X射線檢測信號(hào)Xk。
在第一實(shí)施例中的設(shè)備進(jìn)一步包括響應(yīng)系數(shù)與劑量關(guān)系存儲(chǔ)器(響應(yīng)系數(shù)與劑量關(guān)系存儲(chǔ)裝置)11以用于事先存儲(chǔ)指定了關(guān)于通過時(shí)滯去除器10執(zhí)行的遞歸計(jì)算中的脈沖響應(yīng)的環(huán)境的脈沖響應(yīng)系數(shù)和X射線劑量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，脈沖響應(yīng)系數(shù)給定器(脈沖響應(yīng)系數(shù)給定裝置)12，用于根據(jù)脈沖響應(yīng)系數(shù)和存儲(chǔ)在響應(yīng)系數(shù)與劑量關(guān)系存儲(chǔ)器11中的X射線劑量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，設(shè)置對(duì)應(yīng)與用于病人M的X射線劑量的脈沖響應(yīng)系數(shù)。如其中的表征特征，時(shí)滯去除器10基于通過脈沖響應(yīng)系數(shù)給定器12設(shè)置的脈沖響應(yīng)系數(shù)執(zhí)行遞歸計(jì)算，以從每個(gè)X射線檢測信號(hào)去除滯后部分，從而獲得校正的X射線檢測信號(hào)。
如脈沖響應(yīng)系數(shù)和X射線劑量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，響應(yīng)系數(shù)與劑量關(guān)系的存儲(chǔ)器11預(yù)先存儲(chǔ)作為脈沖響應(yīng)系數(shù)的指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度和X射線劑量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。在第一實(shí)施例中，通過測定在相同輻射時(shí)間和逐漸不同的劑量的環(huán)境中實(shí)際獲得一些X射線圖像的X射線檢測信號(hào)的衰減特性確定存儲(chǔ)在響應(yīng)系數(shù)與劑量關(guān)系存儲(chǔ)器11中的作為脈沖響應(yīng)系數(shù)的指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度和X射線劑量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。具體的，例如，基于使用逐漸不同的X射線劑量獲得的圖像(輻射數(shù)據(jù))確定匹配每個(gè)X射線圖像的指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度。圖6示出了具有確定的指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度αn的值和在獲得形成用于確定強(qiáng)度αn的值的基礎(chǔ)的X射線圖像中使用的X射線劑量W的曲線圖。水平軸表示X射線劑量，同時(shí)垂直軸代表指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度。獲得表示曲線連接標(biāo)繪的點(diǎn)的函數(shù)表達(dá)式作為指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度和X射線劑量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。將確定的指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度和X射線劑量之間對(duì)應(yīng)關(guān)系以函數(shù)表達(dá)式的形式存儲(chǔ)進(jìn)響應(yīng)系數(shù)與劑量關(guān)系存儲(chǔ)器11。指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度αn成比例于X射線劑量W的對(duì)數(shù)。
為了實(shí)現(xiàn)具有相同輻射時(shí)間的X射線照相，通過操作單元7獲得輸入以設(shè)置用于全部時(shí)間的統(tǒng)一的X射線脈沖寬度。為了逐漸改變X射線劑量，通過操作單元7獲得輸入以逐漸改變用于X射線管1的管電流(mA)。此時(shí)，在可以使用的范圍(在最大劑量和最小劑量之間)之內(nèi)的合適間隔處改變X射線劑量。當(dāng)檢測X射線圖像的X射線檢測信號(hào)的衰減特性時(shí)，通過使用用于病人M的人體模型以固定的輻射時(shí)間(例如10秒)拾取每個(gè)X射線圖像。獲得和存儲(chǔ)指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度和X射線劑量之間對(duì)應(yīng)關(guān)系，例如，在安裝時(shí)或設(shè)備的程序調(diào)整時(shí)。
如上所述，在第一實(shí)施例中的設(shè)備中，從使用了相同輻射時(shí)間和逐漸改變X射線劑量的環(huán)境實(shí)際拾取的多個(gè)X射線圖像中獲得作為脈沖響應(yīng)系數(shù)的指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度和X射線劑量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，也就是從實(shí)際圖像中。這樣，指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度和X射線劑量可以為精確的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
通過下面的簡潔的函數(shù)方程可以表達(dá)在圖6中示出的作為脈沖響應(yīng)系數(shù)的指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度αn和X射線劑量W之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系αn＝Q·logW+q其中WX射線劑量；Q指示指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度和X射線劑量之間的關(guān)系的近似線的斜率；以及q指示指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度和X射線劑量之間的關(guān)系的近似線的截距。
如下導(dǎo)出近似線的斜率Q和截線q。如圖7所示，在以水平軸表示logW和垂直軸代表αn的圖上以直線標(biāo)繪αn＝Q·logW+q。直線以近似線的斜率Q傾斜。在直線與垂直軸相交的垂直軸上的點(diǎn)的坐標(biāo)表示近似線的截線q。
因此，在第一實(shí)施例中的設(shè)備中，可以容易的將作為脈沖響應(yīng)系數(shù)的指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度αn和X射線劑量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系以上面精確的函數(shù)表達(dá)式的形式存儲(chǔ)進(jìn)響應(yīng)系數(shù)與劑量關(guān)系存儲(chǔ)器11。
在第一實(shí)施例中的設(shè)備具有組成脈沖響應(yīng)的多個(gè)指數(shù)函數(shù)。存儲(chǔ)作為脈沖響應(yīng)系數(shù)的指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度和X射線劑量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系以用于每個(gè)指數(shù)函數(shù)。指數(shù)函數(shù)的具體個(gè)數(shù)可以是兩個(gè)或三個(gè)。也就是，如上所述，存儲(chǔ)一個(gè)函數(shù)表達(dá)式以用于組成脈沖響應(yīng)系數(shù)的每個(gè)指數(shù)函數(shù)。對(duì)于每個(gè)函數(shù)表達(dá)式，近似線的斜率Q和截線q分別具取合適的值。
由于如上所述脈沖響應(yīng)是由多個(gè)指數(shù)函數(shù)組成，脈沖響應(yīng)變得更加精確。進(jìn)一步，由于存儲(chǔ)作為脈沖響應(yīng)系數(shù)的指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度和X射線劑量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系以用于每個(gè)指數(shù)函數(shù)，可以適當(dāng)?shù)卦O(shè)置每個(gè)指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度。結(jié)果，可從每個(gè)X射線檢測信號(hào)以增加的精確度去除滯后部分。
脈沖響應(yīng)系數(shù)給定器12如下設(shè)置每個(gè)脈沖響應(yīng)系數(shù)。在X射線照相過程中，例如，從通過操作單元7設(shè)置的X射線脈沖寬度和管電流(mA)導(dǎo)出X射線劑量，并且然后將導(dǎo)出的X射線劑量代入表達(dá)式αn＝Q·logW+q。在確定用于前進(jìn)X射線照相中的對(duì)應(yīng)于X射線劑量的指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度之后，脈沖響應(yīng)系數(shù)給定器12設(shè)置指數(shù)函數(shù)的該強(qiáng)度以作為用于通過時(shí)滯去除器10執(zhí)行的遞歸計(jì)算的指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度。
另一方面，時(shí)滯去除器10依據(jù)通過脈沖響應(yīng)系數(shù)給定器12設(shè)置的脈沖響應(yīng)系數(shù)執(zhí)行遞歸計(jì)算，并從每個(gè)X射線檢測信號(hào)去除滯后部分。
在第一優(yōu)選實(shí)施例中，基于從操作單元7輸入的指令和數(shù)據(jù)或從帶有X射線照相程序的主控制器13輸出的各種命令操作模數(shù)轉(zhuǎn)換器3、檢測信號(hào)處理器4、發(fā)射控制器6、時(shí)滯去除器10、響應(yīng)系數(shù)與劑量關(guān)系存儲(chǔ)器11和脈沖響應(yīng)系數(shù)給定器12。
下面，參照附圖具體描述用于使用在第一實(shí)施例中的設(shè)備執(zhí)行X射線照相的操作。圖8是給出了使用第一實(shí)施例中的設(shè)備的X射線照相的程序的流程圖。其假設(shè)響應(yīng)系數(shù)與劑量關(guān)系存儲(chǔ)器11已經(jīng)存儲(chǔ)了表示指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度和X射線劑量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系的函數(shù)表達(dá)式，并假設(shè)將病人M放置于上部板之上并將其設(shè)置于射線照相的位置。
通過操作單元7操作者輸入包括X射線劑量的射線照相的環(huán)境。
脈沖響應(yīng)系數(shù)給定器12將由操作者設(shè)定的X射線劑量代入存儲(chǔ)在響應(yīng)系數(shù)與劑量關(guān)系存儲(chǔ)器11中的函數(shù)表達(dá)式，并導(dǎo)出和設(shè)置對(duì)應(yīng)于由操作者設(shè)定的X射線劑量的指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度αn。在第一實(shí)施例中，多個(gè)指數(shù)函數(shù)組成脈沖響應(yīng)，并因此導(dǎo)出和設(shè)置全部指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度。
在X射線發(fā)射之前，模數(shù)轉(zhuǎn)換器3開始在采樣時(shí)間間隔Δt(＝1/30秒)之間的每個(gè)周期處從FPD 2獲得X射線檢測信號(hào)Yk，以用于一個(gè)X射線圖像。在檢測信號(hào)存儲(chǔ)器8中存儲(chǔ)獲得的X射線檢測信號(hào)。
與通過操作者開始向病人M發(fā)射連續(xù)的或間歇的X射線的同時(shí)，模數(shù)轉(zhuǎn)換器3連續(xù)在采樣時(shí)間間隔Δt之間的每個(gè)周期處獲得X射線檢測信號(hào)Yk以用于一個(gè)X射線圖像，并將信號(hào)存儲(chǔ)進(jìn)入檢測信號(hào)存儲(chǔ)器8。
當(dāng)結(jié)束X射線的發(fā)射時(shí)，操作進(jìn)入步驟S6。當(dāng)未結(jié)束X射線的發(fā)射時(shí)，操作回到步驟S4。
從檢測信號(hào)存儲(chǔ)器8讀出在一個(gè)采樣序列中收集的用于一個(gè)X射線圖像的X射線檢測信號(hào)Yk。
時(shí)滯去除器10執(zhí)行基于方程A-C的遞歸計(jì)算，并且導(dǎo)出校正X射線檢測信號(hào)Xk，也就是從各自的X射線檢測信號(hào)Yk中去除了滯后部分的像素值。
在第一實(shí)施例中，依據(jù)通過操作者輸入的X射線劑量，脈沖響應(yīng)系數(shù)給定器12對(duì)脈沖響應(yīng)系數(shù)的指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度設(shè)置合適的值。不考慮X射線劑量，脈沖響應(yīng)系數(shù)的指數(shù)函數(shù)的個(gè)數(shù)N和指數(shù)函數(shù)的時(shí)間常量τn設(shè)置為預(yù)定的合適值。
檢測信號(hào)處理器4從用于一個(gè)采樣序列(用于一個(gè)X射線圖像)的校正的X射線檢測信號(hào)Xk產(chǎn)生X射線圖像。
將產(chǎn)生的X射線圖像顯示于圖像監(jiān)控器5之上。
當(dāng)未處理的X射線檢測信號(hào)Yk保持于檢測信號(hào)存儲(chǔ)器8中時(shí)，操作回到步驟S6。當(dāng)沒有未處理的X射線檢測信號(hào)Yk保持時(shí)，終止X射線照相。
在第一實(shí)施例中，時(shí)滯去除器10計(jì)算對(duì)應(yīng)于X射線檢測信號(hào)Yk的校正的X射線檢測信號(hào)Xk以用于一個(gè)X射線圖像，并且都在采樣時(shí)間間隔Δt(＝1/30秒)處，檢測信號(hào)處理器4產(chǎn)生X射線圖像。也就是，關(guān)于連續(xù)顯示產(chǎn)生的X射線圖像以用于X射線圖像的動(dòng)態(tài)顯示，可以以每秒大約30個(gè)圖像的速度一個(gè)接一個(gè)的產(chǎn)生X射線圖像。
下面，參照圖9描述通過時(shí)滯去除器10在圖8的步驟S7中實(shí)現(xiàn)的遞歸計(jì)算的步驟。
圖9是示出了用于通過在第一實(shí)施例中的設(shè)備實(shí)現(xiàn)時(shí)滯去除的遞歸計(jì)算步驟的流程圖。
在發(fā)射X射線之前，設(shè)置K＝0，并且設(shè)置在方程A中的X0＝0以及在方程C中的Sn0＝0作為初始值。其中指數(shù)函數(shù)的個(gè)數(shù)是3(N＝3)，并將S10、S20、S30全部設(shè)置為0。
在方程A和C中，設(shè)置k＝1。也就是，從方程C中導(dǎo)出S11、S21和S31，即Sn1＝X0+exp(Tn)·Sn0。進(jìn)一步的，通過代入導(dǎo)出的S11、S21和S31以及X射線檢測信號(hào)Y1到方程A中，獲得校正X射線檢測信號(hào)。
在方程A和C中以1遞增k(k＝k+1)之后，將前述時(shí)間的Xk-1代入方程C中，從而獲得S1k、S2k和S3k。進(jìn)一步的，通過將導(dǎo)出的S1k、S2k和S3k以及X射線檢測信號(hào)Yk代入方程A中，獲得校正X射線檢測信號(hào)Xk。
當(dāng)保持有未處理的X射線檢測信號(hào)Yk時(shí)，操作回到步驟R3。當(dāng)沒有未處理的X射線檢測信號(hào)Yk保持時(shí)，操作進(jìn)入下一個(gè)步驟R5。
獲得用于一個(gè)采樣序列(用于一個(gè)X射線圖像)的校正X射線檢測信號(hào)Xk以完成用于該采樣序列的遞歸計(jì)算。
如上面所述，依據(jù)第一實(shí)施例中的設(shè)備，在脈沖響應(yīng)系數(shù)給定器1 2設(shè)置指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度作為對(duì)應(yīng)于病人M的X射線劑量的脈沖響應(yīng)系數(shù)之后，時(shí)滯去除器10執(zhí)行遞歸計(jì)算以用于時(shí)滯去除。這樣，就從每個(gè)X射線檢測信號(hào)中精確的去除了滯后部分。因此，就第一實(shí)施例中的設(shè)備，可以從FPD2獲得的X射線檢測信號(hào)完全的去除歸因于FPD2的X射線檢測信號(hào)的時(shí)滯。
第二實(shí)施例在第二實(shí)施例中的射線照相設(shè)備中，響應(yīng)系數(shù)與劑量關(guān)系存儲(chǔ)器11是用于存儲(chǔ)作為脈沖響應(yīng)系數(shù)的指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度αn和X射線劑量W之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系的表格存儲(chǔ)器，其不是以指數(shù)函數(shù)的形式而是以表格形式。該設(shè)備的其它方面和在第一實(shí)施例中的相同，這里就不再對(duì)其進(jìn)行描述。
如圖10所示，在第二實(shí)施例中的設(shè)備中，表格存儲(chǔ)器以表格的形式存儲(chǔ)作為脈沖響應(yīng)系數(shù)的指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度αn和X射線劑量W之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。脈沖響應(yīng)系數(shù)給定器12核對(duì)存儲(chǔ)在響應(yīng)系數(shù)與劑量關(guān)系存儲(chǔ)器11中的表格與由操作者輸入的X射線劑量，并且讀出和設(shè)置對(duì)應(yīng)于由操作者輸入的X射線劑量的指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度αn。
也在第二實(shí)施例中的設(shè)備中，在脈沖響應(yīng)系數(shù)給定器12設(shè)置指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度作為對(duì)應(yīng)于病人M的X射線劑量的脈沖響應(yīng)系數(shù)之后，時(shí)滯去除器10執(zhí)行遞歸計(jì)算以用于時(shí)滯去除。這樣，就從每個(gè)X射線檢測信號(hào)中精確的去除了滯后部分。因此，在第二實(shí)施例中的設(shè)備中，可以從FPD2獲得的X射線檢測信號(hào)完全的去除歸因于FPD2的X射線檢測信號(hào)的時(shí)滯。
本發(fā)明不受上面描述的實(shí)施例的限制，可將將其作如下修改(1)在上面描述的實(shí)施例中，響應(yīng)系數(shù)與劑量關(guān)系存儲(chǔ)器11存儲(chǔ)作為脈沖響應(yīng)系數(shù)的指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度αn和X射線劑量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系?？纱娴?，存儲(chǔ)器11可以存儲(chǔ)作為脈沖響應(yīng)系數(shù)的指數(shù)函數(shù)的時(shí)間常量τn和X射線劑量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，或者存儲(chǔ)作為脈沖響應(yīng)系數(shù)的指數(shù)函數(shù)的個(gè)數(shù)N和X射線劑量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
(2)上面描述的實(shí)施例使用FPD作為輻射檢測裝置。本發(fā)明也可以應(yīng)用于具有輻射檢測裝置而不是在X射線檢測信號(hào)中引起時(shí)滯的FPD的設(shè)備。
(3)在前面的實(shí)施例中的設(shè)備是熒光檢查設(shè)備時(shí)，本發(fā)明也可以應(yīng)用于不是熒光檢查設(shè)備的設(shè)備，比如X射線CT設(shè)備。
(4)設(shè)計(jì)在前面的實(shí)施例中的設(shè)備以用于醫(yī)學(xué)用途。本發(fā)明不僅可以應(yīng)用于這種醫(yī)學(xué)設(shè)備而且可以應(yīng)用于用于工業(yè)用途的設(shè)備，比如無損檢測設(shè)備。
(5)在前面的實(shí)施例中的設(shè)備使用X射線作為輻射。本發(fā)明也可以應(yīng)用于使用輻射而不是X射線的設(shè)備。
可以以其它具體的形式修改本發(fā)明，只要其不脫離其中的精神和實(shí)質(zhì)特性，因此，應(yīng)該以示出了本發(fā)明的范圍的附加權(quán)利要求進(jìn)行參考，而不是前面的描述。
權(quán)利要求
1.一種射線照相設(shè)備，具有用于朝向被檢測目標(biāo)發(fā)射輻射的輻射發(fā)射裝置，用于檢測發(fā)射的穿過被檢測目標(biāo)的輻射的輻射檢測裝置，以及用于在預(yù)定的采樣時(shí)間間隔處取得來自輻射檢測裝置的輻射檢測信號(hào)的信號(hào)采樣裝置，以用于在發(fā)射輻射至被檢測目標(biāo)時(shí)，在預(yù)定的采樣時(shí)間間隔處基于從輻射檢測裝置輸出的輻射檢測信號(hào)獲得射線照相圖像，所述設(shè)備包括基于假設(shè)包括在預(yù)定采樣時(shí)間間隔處取得的每個(gè)所述輻射檢測信號(hào)中的滯后部分是歸因于以單獨(dú)的指數(shù)函數(shù)或具有不同衰減時(shí)間常量的多個(gè)指數(shù)函數(shù)形成的脈沖響應(yīng)，用于通過遞歸計(jì)算從輻射檢測信號(hào)去除滯后部分的時(shí)滯去除裝置；響應(yīng)系數(shù)與劑量關(guān)系存儲(chǔ)裝置，用于預(yù)先存儲(chǔ)脈沖響應(yīng)系數(shù)和輻射劑量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，其中脈沖響應(yīng)系數(shù)確定關(guān)于通過所述時(shí)滯去除裝置執(zhí)行的遞歸計(jì)算中的脈沖響應(yīng)的環(huán)境；以及基于存儲(chǔ)在響應(yīng)系數(shù)與劑量關(guān)系存儲(chǔ)裝置中的脈沖響應(yīng)系數(shù)和輻射劑量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，用于設(shè)置對(duì)應(yīng)于用于被檢測目標(biāo)的輻射劑量的脈沖響應(yīng)系數(shù)的脈沖響應(yīng)系數(shù)給定裝置；其中通過根據(jù)脈沖響應(yīng)系數(shù)給定裝置設(shè)置的脈沖響應(yīng)系數(shù)執(zhí)行遞歸計(jì)算，設(shè)置所述時(shí)滯去除裝置以獲得校正輻射檢測信號(hào)，以從輻射檢測信號(hào)去除滯后部分。
2.如權(quán)利要求1所述的射線照相設(shè)備，其中設(shè)置所述響應(yīng)系數(shù)與劑量關(guān)系存儲(chǔ)器以預(yù)先存儲(chǔ)作為脈沖響應(yīng)系數(shù)的指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度和輻射劑量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系、作為脈沖響應(yīng)系數(shù)的指數(shù)函數(shù)的衰減時(shí)間常量和輻射劑量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系、以及作為脈沖響應(yīng)系數(shù)的指數(shù)函數(shù)的個(gè)數(shù)和輻射劑量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系的至少一個(gè)，以作為脈沖響應(yīng)系數(shù)和輻射劑量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
3.如權(quán)利要求1所述的射線照相設(shè)備，其中設(shè)置所述時(shí)滯去除裝置以基于下面的方程A-C執(zhí)行用于從每個(gè)輻射檢測信號(hào)去除滯后部分的遞歸計(jì)算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(shí)間間隔；k表示在采樣時(shí)間序列中第k時(shí)間點(diǎn)的下標(biāo)；Yk在第k采樣時(shí)間處獲得的X射線檢測信號(hào)；Xk具有從信號(hào)Yk去除了滯后部分的校正X射線檢測信號(hào)；Xk-1在前面的點(diǎn)的時(shí)間處獲得的信號(hào)Xk；Sn(k-1)在前面的點(diǎn)的時(shí)間處的Snk；exp指數(shù)函數(shù)；N具有形成脈沖響應(yīng)的不同的時(shí)間常量的指數(shù)函數(shù)的數(shù)量；n表示形成脈沖響應(yīng)的一個(gè)指數(shù)函數(shù)的下標(biāo)；αn指數(shù)函數(shù)n的強(qiáng)度；以及τn指數(shù)函數(shù)n的衰減時(shí)間常量；以及當(dāng)k＝0、X0＝0并且Sn0＝0。
4.如權(quán)利要求1所述的射線照相設(shè)備，其中所述脈沖響應(yīng)系數(shù)包括指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度、從以相同輻射時(shí)間和逐漸不同的輻射劑量的環(huán)境實(shí)際獲得的多個(gè)輻射數(shù)據(jù)導(dǎo)出的作為脈沖響應(yīng)系數(shù)的指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度和輻射劑量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
5.如權(quán)利要求1所述的射線照相設(shè)備，其中所述脈沖響應(yīng)系數(shù)包括指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度，以及所述脈沖響應(yīng)具有多個(gè)指數(shù)函數(shù)、為每個(gè)所述指數(shù)函數(shù)存儲(chǔ)作為脈沖響應(yīng)系數(shù)的指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度和輻射劑量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
6.如權(quán)利要求1所述的射線照相設(shè)備，其中所述脈沖響應(yīng)系數(shù)包括指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度，通過下面的函數(shù)方程可以表達(dá)作為脈沖響應(yīng)系數(shù)的指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度和輻射劑量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系αn＝Q·logW+q其中WX射線劑量；Q指示指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度和X射線劑量之間的關(guān)系的近似線的斜率；以及q指示指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度和X射線劑量之間的關(guān)系的近似線的截線。
7.如權(quán)利要求1所述的射線照相設(shè)備，其中所述響應(yīng)系數(shù)與劑量關(guān)系存儲(chǔ)器是用于以表格的形式存儲(chǔ)脈沖響應(yīng)系數(shù)和輻射劑量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系的表格存儲(chǔ)器。
8.如權(quán)利要求1所述的射線照相設(shè)備，其中所述輻射檢測裝置是具有縱向和橫向設(shè)置與于X射線檢測表面之上的多個(gè)X射線檢測元件的平板X射線檢測器。
9.如權(quán)利要求1所述的射線照相設(shè)備，其中所述設(shè)備是醫(yī)學(xué)設(shè)備。
10.如權(quán)利要求9所述的射線照相設(shè)備，其中所述醫(yī)學(xué)設(shè)備是熒光檢查設(shè)備。
11.如權(quán)利要求9所述的射線照相設(shè)備，其中所述醫(yī)學(xué)設(shè)備是X射線CT設(shè)備。
12.如權(quán)利要求1所述的射線照相設(shè)備，其中所述設(shè)備用于工業(yè)用途。
13.如權(quán)利要求12所述的射線照相設(shè)備，其中用于工業(yè)用途的設(shè)備是無損檢測設(shè)備。
14.一種輻射檢測信號(hào)處理方法，用于在預(yù)定采樣時(shí)間間隔處取得通過輻射被檢測目標(biāo)產(chǎn)生的輻射檢測信號(hào)，并基于在預(yù)定采樣時(shí)間間隔處輸出的輻射檢測信號(hào)執(zhí)行信號(hào)處理以獲得射線照相圖像，所述方法包括步驟基于假設(shè)包括在預(yù)定采樣時(shí)間間隔處取得的每個(gè)所述輻射檢測信號(hào)中的滯后部分是歸因于以單獨(dú)的指數(shù)函數(shù)或具有不同衰減時(shí)間常量的多個(gè)指數(shù)函數(shù)形成的脈沖響應(yīng)，通過遞歸計(jì)算從輻射檢測信號(hào)去除滯后部分；在上述去除步驟之前，基于預(yù)先存儲(chǔ)的確定了關(guān)于在所述遞歸計(jì)算中的脈沖響應(yīng)的環(huán)境的脈沖響應(yīng)系數(shù)和輻射劑量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，設(shè)置對(duì)應(yīng)于用于被檢測目標(biāo)的輻射劑量的脈沖響應(yīng)系數(shù)；以及基于在上述設(shè)置步驟中設(shè)置的脈沖響應(yīng)系數(shù)，在上面的去除步驟中，通過執(zhí)行遞歸計(jì)算獲得校正輻射檢測信號(hào)，以從輻射檢測信號(hào)去除滯后部分。
15.如權(quán)利要求14所述的輻射檢測信號(hào)處理方法，其中基于下面的方程A-C執(zhí)行用于從每一個(gè)輻射檢測信號(hào)去除滯后部分的遞歸計(jì)算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(shí)間間隔；k表示在采樣時(shí)間序列中第k時(shí)間點(diǎn)的下標(biāo)；Yk在第k采樣時(shí)間處獲得的X射線檢測信號(hào)；Xk具有從信號(hào)Yk去除了時(shí)滯部分的校正X射線檢測信號(hào)；Xk-1在前面的點(diǎn)的時(shí)間處獲得的信號(hào)Xk；Sn(k-1)在前面的點(diǎn)的時(shí)間處的Snk；exp指數(shù)函數(shù)；N具有形成脈沖響應(yīng)的不同的時(shí)間常量的指數(shù)函數(shù)的數(shù)量；n表示形成脈沖響應(yīng)的一個(gè)指數(shù)函數(shù)的下標(biāo)；αn指數(shù)函數(shù)n的強(qiáng)度；以及τ’n指數(shù)函數(shù)n的衰減時(shí)間常量；以及當(dāng)k＝0、X0＝0并且Sn0＝0。
16.如權(quán)利要求14所述的輻射檢測信號(hào)處理方法，其中所述脈沖響應(yīng)系數(shù)包括指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度、從以相同輻射時(shí)間和逐漸不同的輻射劑量的環(huán)境實(shí)際獲得的多個(gè)輻射數(shù)據(jù)導(dǎo)出的作為脈沖響應(yīng)系數(shù)的指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度和輻射劑量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
17.如權(quán)利要求14所述的輻射檢測信號(hào)處理方法，其中所述脈沖響應(yīng)系數(shù)包括指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度，通過下面的函數(shù)方程可以表達(dá)的作為脈沖響應(yīng)系數(shù)的指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度和輻射劑量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系αn＝Q·logW+q其中WX射線劑量；Q指示指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度和X射線劑量之間的關(guān)系的近似線的斜率；以及q指示指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度和X射線劑量之間的關(guān)系的近似線的截線。
18.如權(quán)利要求14所述的輻射檢測信號(hào)處理方法，其中在表格存儲(chǔ)器中以表格的形式存儲(chǔ)脈沖響應(yīng)系數(shù)和輻射劑量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
19.如權(quán)利要求14所述的輻射檢測信號(hào)處理方法，進(jìn)一步包括預(yù)先存儲(chǔ)脈沖響應(yīng)系數(shù)和輻射劑量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系的步驟。
20.如權(quán)利要求19所述的輻射檢測信號(hào)處理方法，其中在設(shè)備的安裝或程序調(diào)整時(shí)執(zhí)行所述存儲(chǔ)步驟。
全文摘要
依據(jù)本發(fā)明的射線照相設(shè)備包括用于預(yù)先存儲(chǔ)用于脈沖響應(yīng)的指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度和X射線劑量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系的響應(yīng)系數(shù)與劑量關(guān)系存儲(chǔ)器。指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度確定了關(guān)于在實(shí)施的遞歸計(jì)算中的脈沖響應(yīng)的環(huán)境以從FPD輸出的X射線檢測信號(hào)去除滯后部分，因此獲得校正X射線信號(hào)。基于指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度和輻射劑量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，脈沖響應(yīng)系數(shù)給定裝置設(shè)置對(duì)應(yīng)于用于被檢測目標(biāo)的X射線劑量的脈沖響應(yīng)系數(shù)。通過設(shè)置的對(duì)應(yīng)于用于被檢測目標(biāo)的X射線劑量的指數(shù)函數(shù)的強(qiáng)度，時(shí)滯去除裝置執(zhí)行遞歸計(jì)算以用于時(shí)滯去除，從而從每個(gè)X射線檢測信號(hào)完全地去除滯后部分。
文檔編號(hào)G01T1/17GK1627099SQ20041001044
公開日2005年6月15日 申請日期2004年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月8日
發(fā)明者岡村升一 申請人:株式會(huì)社島津制作所