專利名稱：射線圖像檢測設(shè)備及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種射線圖像檢測設(shè)備及其控制方法。
背景技術(shù)：
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射線照射開始命令的照射開關(guān)。X射線成像設(shè)備包括X射線圖像檢測設(shè)備和成像控制單元，X射線圖像檢測設(shè)備用于響應(yīng)透過患者要成像的身體部位的X射線來檢測X射線圖像，成像控制單元用于控制X射線圖像檢測設(shè)備的操作。在X射線圖像檢測設(shè)備中，將平板檢測器(FPD)替代X射線膠片或者成像板(IP) 來作為χ射線檢測器在最近變得普及。FPD具有像素矩陣，每個(gè)像素積聚信號電荷，其量取決于入射其上的X射線的量。FPD通過逐像素地積聚信號電荷來檢測對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。存在著實(shí)際使用的便攜式X射線圖像檢測設(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)場或者自然災(zāi)害現(xiàn)場，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。通常，將從照射開關(guān)產(chǎn)生的操作信號作為用于指示X射線照射開始的同步信號， 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 射線源開始發(fā)出X射線與X射線圖像檢測設(shè)備中開始積聚信號電荷之間進(jìn)行同步。為了發(fā)送同步信號，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、同步信號的格式等)，則必須新準(zhǔn)備在兩者之間兼容的另一接口。為了解決該問題，提出了在不接收同步信號的情況下，X射線圖像檢測設(shè)備自己檢測X射線照射的開始，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)備之間沒有電連接(參考與日本未審專利申請公開No. 2002-543684相對應(yīng)的美國專利No. 6，797，960)。根據(jù)該技術(shù)，檢測FPD的偏置電流，亦即，檢測FPD的非檢測區(qū)域的輸出值，未透過患者的身體部位的X射線入射到FPD的非檢測區(qū)域上。然后，將偏置電流的微分值與閾值相比較，以檢測X射線照射的開始。—般來說，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射線圖像檢測設(shè)備也不例外。 在X射線圖像檢測設(shè)備中，例如當(dāng)患者或者射線技術(shù)人員無意間撞到其上時(shí)，輕微的碰撞或者振動(dòng)造成了噪聲。這種噪聲使得X射線圖像檢測設(shè)備出現(xiàn)故障。如果用于檢測X射線照射的開始的信號具有這種噪聲，盡管存在X射線圖像檢測設(shè)備未被X射線照射這一事實(shí)， X射線圖像檢測設(shè)備也很可能錯(cuò)誤地檢測X射線照射的開始。錯(cuò)誤的檢測使得X射線圖像檢測設(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)過最佳的拍攝機(jī)會(huì)。更糟糕的是，連接到X射線圖像檢測設(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。因?yàn)闄z測FPD的偏置電流，美國專利No. 6，797，960中描述的方法對于噪聲敏感。 當(dāng)偏置電流由于噪聲而波動(dòng)時(shí)，X射線圖像檢測設(shè)備可能對X射線照射的開始做出錯(cuò)誤的檢測。盡管存在該事實(shí)，美國專利No. 6，797，960沒有描述防止噪聲造成的錯(cuò)誤的檢測的措施。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種可以確定地防止對射線照射開始的錯(cuò)錯(cuò)誤檢測測的射線圖像檢測設(shè)備。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的以上目標(biāo)和其他目標(biāo)，一種射線圖像檢測設(shè)備包括射線圖像檢測器、第一判斷單元、第二判斷單元和控制裝置。射線圖像檢測器具有多個(gè)像素。每個(gè)像素積聚信號電荷，其量與從射線源入射的射線的量相對應(yīng)。向每個(gè)像素提供用于輸出信號電荷的開關(guān)元件。所輸出的信號電荷被轉(zhuǎn)換為電信號。第一判斷單元基于電信號的變化判斷射線照射是否已經(jīng)開始。通過以預(yù)定的時(shí)間間隔將來自至少一個(gè)像素的電信號與第一閾值相比較而檢測該變化。第二判斷單元在第一判斷單元判斷已經(jīng)開始射線照射之后，基于電信號隨時(shí)間的波動(dòng)來驗(yàn)證電信號的變化是否實(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器的操作?？刂蒲b置優(yōu)選地在第一判斷單元判斷已經(jīng)開始射線照射之后，開始射線圖像檢測器的電荷積聚操作。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器的電荷積聚操作，并重啟第一判斷單元的判斷。在第一判斷單元的判斷期間，控制裝置優(yōu)選地導(dǎo)通所有的開關(guān)元件。當(dāng)?shù)谝慌袛鄦卧袛嗌渚€照射已經(jīng)開始時(shí)，控制裝置優(yōu)選地?cái)嚅_所有的開關(guān)元件，以及第二判斷單元基于在斷開狀態(tài)下從像素泄漏的泄漏電荷來執(zhí)行驗(yàn)證。在第一判斷單元判斷射線照射已經(jīng)開始之后，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與第二閾值相比較，并基于比較結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。第二判斷單元可以具有微分電路，并基于電信號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和該電信號的微分值的之間的比率與第二閾值進(jìn)行比較的結(jié)果來進(jìn)行驗(yàn)證。微分電路可以執(zhí)行電信號的一階或二階微分。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器的中間的像素輸出的電信號用于判斷和驗(yàn)證。射線圖像檢測設(shè)備優(yōu)選地是電子盒，具有包含在殼中的射線圖像檢測器。一種射線圖像檢測設(shè)備的控制方法，包括以下步驟第一判斷單元基于電信號的變化判斷射線照射是否已經(jīng)開始，通過以預(yù)定的時(shí)間間隔將來自至少一個(gè)像素的電信號與第一閾值相比較而檢測該變化；如果第一判斷單元判斷射線照射已經(jīng)開始，開始射線圖像檢測器的電荷積聚操作；第二判斷單元在第一判斷單元判斷射線照射已經(jīng)開始之后，基于電信號隨時(shí)間的波動(dòng)驗(yàn)證電信號的變化是否實(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，中斷射線圖像檢測器的電荷積聚操作，以及重啟第一判斷單元的判斷。根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)檢測到射線照射時(shí)，基于電信號隨時(shí)間的波動(dòng)來驗(yàn)證該檢測是否由噪聲引起。因此，能夠確定地防止由噪聲引起的錯(cuò)錯(cuò)誤檢測測，該錯(cuò)錯(cuò)誤檢測測容易被錯(cuò)誤地識別為射線照射的開始。


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，在附圖中圖1是X射線成像系統(tǒng)的示意圖；圖2是FPD的示意電路圖；圖3是示出在重置操作和讀出操作期間的柵極脈沖的開/關(guān)狀態(tài)的時(shí)序圖；圖4是用于檢測X射線照射的開始的照射檢測器的示意圖；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Di、一階微分值Di’以及二階微分值Di”隨時(shí)間的變化的圖；圖6是示出當(dāng)出現(xiàn)振動(dòng)噪聲時(shí)電壓信號Di、一階微分值Di，以及二階微分值Di，， 隨時(shí)間的變化的圖；圖7是電子盒的時(shí)序圖，并示出了檢測到X射線照射的開始的狀態(tài)；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)；以及圖9是示出電子盒的操作過程的流程圖。
具體實(shí)施例方式如圖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。X射線管13a具有陰極和陽極。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極(靶子)并生成X射線。靶子(形狀為碟形)是旋轉(zhuǎn)的陽極，在該旋轉(zhuǎn)的陽極中，X射線焦點(diǎn)通過其旋轉(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1 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“#”的形狀， 在中間留出照射開口以通過其發(fā)射X射線。移動(dòng)鉛板改變照射開口的大小，從而調(diào)節(jié)照射區(qū)域。
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。控制器控制用于確定從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)生器通過變壓器使輸入電壓成倍增加，以產(chǎn)生高的管電壓，并通過高電壓線纜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。通過信號線纜17將射線技術(shù)人員要操作的照射開關(guān)15連接到源控制單元14。照射開關(guān)15是兩級(two-step)按壓開關(guān)。在照射開關(guān)15的第一級按壓時(shí)，產(chǎn)生用于開始X 射線源13的加熱操作的加熱開始信號。在照射開關(guān)15的第二級按壓時(shí)，產(chǎn)生照射開始信號以使得X射線源13開始施加X射線。通過信號線纜17將這些信號輸入源控制單元14。源控制單元14基于來自照射開關(guān)15的控制信號控制X射線源13的操作。在接收加熱開始信號中，源控制單元14啟動(dòng)加熱器以對絲極進(jìn)行預(yù)熱，并以希望的旋轉(zhuǎn)速度開始旋轉(zhuǎn)靶子。加熱操作所需的時(shí)間是200至1500毫秒的等級。射線技術(shù)人員通過照射開關(guān) 15的第一級按壓來輸入加熱開始命令，并且然后，在經(jīng)過加熱所需的時(shí)間后，通過照射開關(guān) 15的第二級按壓來輸入照射開始命令。在接收照射開始信號中，源控制單元14開始向X射線源13提供電功率，并使用定時(shí)器開始測量X射線照射時(shí)間。當(dāng)測量的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。將X射線照射時(shí)間確定為在該最大值的界限內(nèi)。X射線成像設(shè)備12由電子盒(射線圖像檢測設(shè)備)21、成像支架22、成像控制單元 23和控制臺(tái)M構(gòu)成。電子盒21包括FPD (射線圖像檢測器，參見圖幻36和用于包含F(xiàn)PD 36的便攜式殼。電子盒21接收從X射線源13施加并透過患者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。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。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通過示例的方式示出了豎直的成像支架22，以對站立位置的患者H成像。然而，成像支架可以是水平的成像支架，以對躺下位置的患者成像。如圖2中所示，向FPD 36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)像素積聚信號電荷，其量與入射其上的X射線的量相對應(yīng)。柵極驅(qū)動(dòng)器39驅(qū)動(dòng)像素37，并控制信號電荷的讀出。信號處理部40將讀取的信號電荷轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。控制部41經(jīng)由柵極驅(qū)動(dòng)器39和信號處理部40控制FPD 36的操作。以預(yù)定的間距將該多個(gè)像素37布置為 η行(在χ方向)m列(在y方向)的二維矩陣。FPD 36具有間接轉(zhuǎn)換類型，在FPD 36中，閃爍物(熒光體)將X射線轉(zhuǎn)換為可見光，并且像素37將可見光光電轉(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(無定形硒等)將X射線直接轉(zhuǎn)換為電荷。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)于入射其上的可見光而產(chǎn)生電荷(負(fù)電子和正空穴的對)。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是開關(guān)元件。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TFT 43，其上電極連接到未示出的偏置線路，偏置電壓是通過該偏置線路施加的。偏置電壓的施加在半導(dǎo)體層中產(chǎn)生電場。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。TFT 43的柵電極連接到掃描線44。TFT 43的源電極連接到信號線46，并且其漏電極連接到光電二極管42。掃描線44和信號線46被布局為格狀。掃描線44的數(shù)目對應(yīng)于成像區(qū)域38中像素37的行的數(shù)目(η)，以及信號線46的數(shù)目對應(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，信號線46連接到信號處理部40。通過驅(qū)動(dòng)TFT 43，柵極驅(qū)動(dòng)器39使得FPD 36執(zhí)行電荷積聚操作、用于從像素37 讀出信號電荷的讀出操作、重置操作以及照射檢測操作，在電荷積聚操作中，像素37積聚其量與入射的X射線的量相對應(yīng)的信號電荷?？刂撇?1基于通過通信部52從成像控制單元23發(fā)送的控制信號，控制每個(gè)操作的開始定時(shí)。在電荷積聚操作中，當(dāng)TFT 43截止時(shí)，信號電荷在像素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，用于逐行地驅(qū)動(dòng)TFT 43。響應(yīng)于柵極脈沖Gl至&1，逐一激活掃描線44，以逐行地導(dǎo)通連接到掃描線44的TFT 43。當(dāng)TFT 43導(dǎo)通時(shí)，將像素37的電容器中積聚的電荷讀出至信號線46，并輸入至信號處理部40。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，重置操作旨在通過信號線46 釋放像素37中出現(xiàn)的暗電荷。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&1，以逐行地導(dǎo)通像素37的TFT 43，就如同在信號電荷的讀出操作中的情況一樣。當(dāng)導(dǎo)通單行的TFT 43時(shí)，暗電荷從像素37通過信號線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)。 通過響應(yīng)于與每個(gè)柵極脈沖Gl至同步發(fā)出的重置脈沖RST來導(dǎo)通重置開關(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。向信號處理部40提供積分放大器47、MUX 48和A/D轉(zhuǎn)換器49。積分放大器47逐一地連接到信號線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對從信號線46輸入的電荷進(jìn)行積分，并將電荷轉(zhuǎn)換為電壓信號(像素信號)Dl至Dm。每行的積分放大器47的輸出端子通過另一放大器和采樣保持器(都沒有示出)連接到MUX48。A/D轉(zhuǎn)換器49連接到MUX 48的輸出側(cè)。
MUX 48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。當(dāng)MUX 48從積分放大器47讀出一行的電壓信號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)通重置開關(guān)47a。從而，釋放了積分放大器47中積聚的一行的信號電荷。在積分放大器47的重置之后，柵極驅(qū)動(dòng)器39輸出針對下一行的柵極脈沖， 開始從下一行的像素37讀出信號電荷。通過接連重復(fù)該操作，從每行的像素37讀出信號電荷。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。在完成從每行的信號電荷讀出之后，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(參見圖1)。從而，檢測到患者的身體部位的X射線圖像?？梢詫⒄丈錂z測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至以導(dǎo)通每個(gè)TFT 43。將在該時(shí)間期間獲得的電壓信號與閾值相比較，根據(jù)比較結(jié)果判斷X射線照射的開始。 在第二判斷步驟中，正如同電荷積聚操作一樣，使每個(gè)TFT 43截止。將該時(shí)間期間的電壓信號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。參考圖4，在照射檢測操作中，照射檢測器61檢測到FPD 36被來自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器61。將布置在成像區(qū)域38的中間的像素37用于檢測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X射線照射的開始，其與X射線的照射區(qū)域的尺寸無關(guān)。照射檢測器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。在照射檢測操作中，MUX 48選擇連接到照射檢測器61的列。將與該列的積分放大器47中積聚的信號電荷相對應(yīng)的電壓信號(像素信號)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。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Di與第一閾值THl相比較。第一比較器在電壓信號Di小于第一閾值THl時(shí)輸出電壓值Via，以及在電壓信號Di 大于或等于第一閾值THl時(shí)輸出電壓值Vlb。第一判斷電路66監(jiān)視來自第一比較器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)開始。相應(yīng)地，第一判斷電路66向控制部41輸出照射檢測信號。
如圖5㈧和6㈧的前半部分所示出的，當(dāng)沒有使用X射線照射FPD 36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Di應(yīng)該小于第一閾值TH1。另一方面，當(dāng)使用X射線照射FPD 36時(shí)，如圖5(A)的后半部分所示出的，在像素 37中出現(xiàn)信號電荷，其量對應(yīng)于入射的X射線的量。由于信號電荷的量比暗電荷的量大得多，在X射線照射開始之后，電壓信號Di立即超過了閾值TH1。將隨時(shí)間變化的電壓信號 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射線照射開始前和照射開始后之間的電壓信號Di的變化，并檢測X射線照射的開始。第二判斷單元63的微分電路68執(zhí)行電壓信號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，彡-TH3或Di，彡TH2)時(shí)，第二比較器65輸出電壓值V2b。第二判斷電路67對來自第二比較器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)開始。然后，第二判斷單元63向控制部41輸出檢測證明信號。另一方面，當(dāng)來自第二比較器65的輸出端子的電壓值在和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)誤檢測通知信號。在照射檢測操作期間，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。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)噪聲影響到信號處理部 40，并且噪聲被增加到電壓信號中。不用說，增加到電壓信號中的噪聲導(dǎo)致在照射檢測操作期間輸出的電壓信號Di增加了相應(yīng)的量。結(jié)果，如圖6(A)中所示，電壓信號Di超過第一閾值TH1。由此，即使FPD 36實(shí)際上沒有受到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。在圖6(A)中，振動(dòng)噪聲導(dǎo)致的電壓信號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Di—樣。因此，將該電壓信號Di表示為時(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)。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。當(dāng)FPD 36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。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Vh或 V2b。在后者的情況下，在驗(yàn)證時(shí)間段中交替輸出電壓Vh和V2b。如上所述，通過在第一判斷單元62檢測到電壓信號Di中的變化后監(jiān)視電壓信號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是檢測到實(shí)際的X 射線照射還是錯(cuò)誤地檢測到振動(dòng)噪聲。由此，即使電壓信號Di通過振動(dòng)噪聲的增加超過了第一閾值TH1，并且第一判斷電路66輸出照射檢測信號，第二判斷單元63也會(huì)判斷出這是錯(cuò)誤檢測。從而，第二判斷電路67向控制部41輸出錯(cuò)誤檢測通知信號，并取消之前輸入的照射檢測信號。相應(yīng)地，電子盒21在錯(cuò)誤檢測到X射線照射的開始后曾經(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)行照射檢測操作。僅當(dāng)X射線照射實(shí)際開始時(shí)，檢測證明信號才輸入到控制部41，并繼續(xù)電荷積聚操作。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的一階微分的幅度剛好超過的值處。該振動(dòng)噪聲產(chǎn)生超過第一閾值THl的電壓信號。在本實(shí)施例中，當(dāng)電壓信號Di大于或等于第一閾值THl時(shí)，每個(gè)TFT 43截止，并且第一判斷單元62輸出照射檢測信號。直到第一判斷單元62輸出照射檢測信號，使每個(gè) TFT 43導(dǎo)通。在輸出照射檢測信號之前，電壓信號Di與像素37中產(chǎn)生的電荷相對應(yīng)。在輸出照射檢測信號之后，即，當(dāng)每個(gè)TFT 43截止時(shí)，輸入到第二判斷單元63的電壓信號Di 與從像素37向信號線46泄漏的泄漏電流相對應(yīng)。當(dāng)每個(gè)TFT 43截止時(shí)，像素37與信號線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)流入信號線46。然而，在實(shí)際情況下，即使TFT 43截止，像素37中積聚的少量電荷也會(huì)泄漏到信號線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X射線照射在像素37中產(chǎn)生的信號電荷的量小得多。然而，振動(dòng)噪聲不在像素37中積聚，而是會(huì)影響信號處理電路40。由于該原因，振動(dòng)噪聲在電壓信號 Di中自己顯現(xiàn)為與泄漏電荷相對應(yīng)的相對大的值。因此，如果TFT 43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。在電子盒21上電后，控制部41使FPD 36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)PD 36從重置操作轉(zhuǎn)移到照射檢測操作，在照射檢測操作中每個(gè)TFT 43導(dǎo)通。當(dāng)在照射檢測操作期間從照射檢測器61接收到照射檢測信號時(shí)，控制部41使FPD 36從照射檢測操作轉(zhuǎn)移到電荷積聚操作。在從照射檢測器61接收到檢測證明信號的情況下，控制部41繼續(xù)電荷積聚操作。 另一方面，在接收到錯(cuò)誤檢測通知信號的情況下，控制部41通過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操作。控制部41通過定時(shí)器來測量從電荷積聚操作的開始起所經(jīng)過的時(shí)間。當(dāng)經(jīng)過的時(shí)間達(dá)到成像條件中設(shè)置的時(shí)間時(shí)，控制部41使FPD 36從電荷積聚操作轉(zhuǎn)移到讀出操作。
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FPD 36的信號處理?xiàng)l件(放大器的增益等)并間歇性地控制FPD 36的操作。同樣地，成像控制單元23 從電子盒21向控制臺(tái)M發(fā)送圖像數(shù)據(jù)。在圖1中，成像控制單元23包括CPU 23a、通信器23b以及存儲(chǔ)器23c，CPU 23a 用于執(zhí)行單元23的集中式控制，通信器2 用于建立與電子盒21的有線或者無線通信并經(jīng)由線纜沈建立與控制臺(tái)M的通信。通信器23b和存儲(chǔ)器23c連接到CPU 23a。存儲(chǔ)器 23c存儲(chǔ)要由CPU 23a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。在開啟電子盒21之后，通過通信線纜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?？刂婆_(tái)M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)M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)M的硬盤或者存儲(chǔ)器，或者存儲(chǔ)到通過網(wǎng)絡(luò)連接到控制臺(tái)M的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備，例如圖像服務(wù)器?？刂婆_(tái)M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)M的操作屏幕上輸入成像條件。接下來，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。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調(diào)節(jié)X射線源13的高度和照射區(qū)域的尺寸。接下來，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FPD 36的像素37。啟動(dòng)?xùn)艠O驅(qū)動(dòng)器39和信號處理部40，并且控制部41使FPD 36執(zhí)行重置操作(Sll)。然后，從控制臺(tái)M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FPD 36從重置操作轉(zhuǎn)移到照射檢測操作(S13)。當(dāng)完成如上所述的射線照相的準(zhǔn)備時(shí)，射線技術(shù)人員對照射開關(guān)15進(jìn)行一級按壓。從而，向源控制單元14發(fā)送加熱開始信號，以開始加熱X射線源13。在經(jīng)過預(yù)定時(shí)間之后，射線技術(shù)人員對照射開關(guān)15進(jìn)行二級按壓。從而，向源控制單元14發(fā)送照射開始信號，以開始X射線照射。在照射檢測操作中，所有的TFT 43導(dǎo)通。從積分放大器47以有規(guī)律的間隔讀出電壓信號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X射線照射的開始。注意，在沒有檢測到X射線照射的開始的情況下，如果照射檢測操作繼續(xù)預(yù)定的時(shí)間，則控制部41將FPD 36返回到重置操作的步驟Sll (圖9中未示出)。 當(dāng)電壓信號Di大于或等于第一閾值THl，并且第一判斷電路66檢測到第一比較器 64的輸出已變化為Vlb (檢測到X射線照射的開始；S14中為“是”)時(shí)，從第一判斷單元62 向控制部41輸出照射檢測信號。在接收到照射檢測信號后，控制部41使所有的TFT 43截止，并開始用于捕捉X射線圖像的電荷積聚操作(步驟S15、S18)。在第二判斷單元63中，微分電路68執(zhí)行與從像素37向信號線46泄漏的泄漏電荷相對應(yīng)的電壓信號Di的一階微分。然后，第二比較器65將電壓信號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。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檢測到第二比較器65的輸出是Vh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輸出檢測證明信號(S17)。在這種情況下，繼續(xù)S15的狀態(tài)，其中所有的TFT 43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，透過患者要成像的身體部位的X射線入射到FPD 36的成像區(qū)域38上，并且信號電荷在像素37中積聚，其量對應(yīng)于入射的X射線的量。在經(jīng)過成像條件中設(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)過與成像條件中設(shè)置的照射時(shí)間相對應(yīng)的預(yù)定時(shí)間之后(S19中為“是”)，F(xiàn)PD 36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，從第一行開始，逐行地接連讀出像素37中積聚的信號電荷，并將單幀X射線圖像數(shù)據(jù)記錄到存儲(chǔ)器51。通過成像控制單元23向控制臺(tái)M發(fā)送圖像數(shù)據(jù)。在讀出操作之后，當(dāng)還沒有設(shè)置接下來的成像條件之前，F(xiàn)PD 36返回到上電之后的狀態(tài)(重置操作)。當(dāng)已經(jīng)設(shè)置接下來的成像條件時(shí)，F(xiàn)PD 36返回步驟S13并重啟照射檢測操作。另一方面，當(dāng)?shù)诙袛嚯娐?7檢測到在驗(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N2a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)誤檢測通知信號(S21)。在這種情況，控制部41中斷FPD 36的電荷積聚操作 (S21)。控制部41使FPD 36重置所有的像素(圖8和圖9中未示出)，然后重啟S13的照射檢測操作。注意，在本實(shí)施例中，一階微分值Di’僅穿過由第二閾值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’穿過該范圍，就輸出錯(cuò)誤檢測通知信號以取消照射檢測信號。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，基于電壓信號Di隨時(shí)間的波動(dòng)來驗(yàn)證對X射線照射的開始的檢測是否是由電子盒21的振動(dòng)造成的。如果該檢測是由振動(dòng)造成的，取消對X射線照射的開始的判斷。從而，能夠確定地防止X射線照射的開始的錯(cuò)誤檢測。相應(yīng)地，電子盒21 不需要執(zhí)行由錯(cuò)誤檢測造成的無用的操作，并且不會(huì)錯(cuò)過理想的拍攝時(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。由于通過包括第一判斷步驟和第二判斷步驟的兩個(gè)步驟來檢測X射線照射的開始，第一判斷步驟的標(biāo)準(zhǔn)可以相對寬松(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射線照射開始之后，電壓信號Di立即超過第一閾值THl，并且FPD 36開始電荷積聚操作。從而，能夠降低對X射線照射的開始的檢測做出貢獻(xiàn)但是沒有對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對照射的無謂暴露。由于在導(dǎo)通所有TFT 43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Di大于TFT 43截止的情況下監(jiān)視泄漏電荷中獲得的電壓信號。較大的電壓信號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Di中自身展示為相對大的值。從而，如果所有的TFT 43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TFT 43可以截止并且可以監(jiān)視泄漏電荷。在從第一判斷單元62輸出照射檢測信號時(shí)，所有的TFT 43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)致與正確檢測相混淆。然而，減少第二判斷所需的時(shí)間避免了該問題。 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，以例如檢測幾毫秒內(nèi)衰減的振動(dòng)。在輸出照射檢測信號和輸出檢測證明信號之間施加的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。由于在錯(cuò)誤檢測的判斷之后立即重啟照射檢測操作，必定能夠檢測實(shí)際的X射線照射。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DiVDi與第四閾值TH4之間的量值關(guān)系隨時(shí)間變化時(shí)，可以將該檢測判斷為由振動(dòng)噪聲導(dǎo)致的錯(cuò)誤檢測。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的輸出來計(jì)算比率DiVDi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。在以上實(shí)施例中，使用電壓信號Di的一階微分值Di’來執(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Di異相， 也與一階微分值Di ’(g’ (t))異相。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”彡-TH6或Di”彡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輸出檢測證明信號。當(dāng)交替輸出V3a和V!3b時(shí)，第二判斷電路67向控制部41輸出錯(cuò)誤檢測通知信號。 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?。例如，將TH6設(shè)置為TH5/2。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證明信號時(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)誤檢測通知信號時(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)誤檢測通知信號時(shí)，可以將第一判斷單元62的判斷驗(yàn)證為不正確的。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。注意， 如果微分的階數(shù)過高，驗(yàn)證定時(shí)會(huì)變得過晚，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)??？梢栽诓皇褂梦⒎蛛娐?8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Di與第七閾值TH7相比較。當(dāng)電壓信號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Di 單調(diào)增加。然而，在振動(dòng)噪聲的情況下，電壓信號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。不使用微分電路能夠縮短判斷時(shí)間，并降低成本。在以上實(shí)施例中，用于檢測X射線照射的像素信號是從成像區(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來檢測X射線照射。在這種情況下，通過組成信號處理部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Di的簡單平均值或者電壓信號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精確度。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與閾值相比較，以檢測 X射線照射，但是取而代之，可以將A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字化電壓信號與閾值相比較。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。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。通過使用并行重置操作，重置操作得以加速。存在消除對加熱的要求的多種類型的X射線源，例如具有非旋轉(zhuǎn)的陽極的固定陽極類型、不需要預(yù)熱的冷陰極類型。因此，照射開關(guān)可以僅具有發(fā)出照射開始信號的功能。 即使在X射線源需要加熱的情況下，照射開關(guān)向源控制單元輸入照射開始信號，并且源控制開關(guān)可以響應(yīng)于照射開始信號開始加熱。在完成加熱之后，可以自動(dòng)開始X射線照射。在這種情況下，照射開關(guān)不需要具有發(fā)出加熱開始信號的功能。在以上實(shí)施例中，電子盒和成像控制單元被分開配置，然而可以例如通過向電子盒的控制部提供成像控制單元的功能來對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。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射線圖像檢測設(shè)備。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)。雖然已經(jīng)參考附圖通過其優(yōu)選實(shí)施例的方式對本發(fā)明進(jìn)行了完全的描述，各種改變和修改對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將是明顯的。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設(shè)備，包括射線圖像檢測器，具有多個(gè)像素，每個(gè)所述像素積聚信號電荷，所積聚的信號電荷的量與從射線源入射的射線的量相對應(yīng)，每個(gè)所述像素具有用于輸出所述信號電荷的開關(guān)元件，所輸出的信號電荷被轉(zhuǎn)換為電信號；第一判斷單元，用于基于所述電信號的變化判斷射線照射是否已經(jīng)開始，通過以預(yù)定的時(shí)間間隔將來自至少一個(gè)所述像素的所述電信號與第一閾值相比較而檢測所述變化；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)開始之后，基于所述電信號隨時(shí)間的波動(dòng)檢查所述電信號的所述變化是否實(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；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)果來控制所述射線圖像檢測器的操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射線圖像檢測設(shè)備，其中，在所述第一判斷單元判斷所述射線照射已經(jīng)開始之后，所述控制裝置開始所述射線圖像檢測器的電荷積聚操作；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。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射線圖像檢測設(shè)備，其中，在所述第一判斷單元的所述判斷期間，所述控制裝置使所有的所述開關(guān)元件導(dǎo)通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射線圖像檢測設(shè)備，其中，當(dāng)所述第一判斷單元判斷所述射線照射已經(jīng)開始時(shí)，所述控制裝置使所有的所述開關(guān)元件斷開；以及其中，所述第二判斷單元基于在斷開狀態(tài)下從所述像素泄漏的泄漏電荷來執(zhí)行所述驗(yàn)證。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射線圖像檢測設(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設(shè)備，其中，所述第二判斷單元基于所述電信號和所述電信號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設(shè)備，其中，所述微分電路執(zhí)行所述電信號的一階或二階微分。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射線圖像檢測設(shè)備，其中，所述第一判斷單元和所述第二判斷單元將從所述射線圖像檢測器的中間的所述像素輸出的所述電信號用于所述判斷和所述驗(yàn)證。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射線圖像檢測設(shè)備，所述射線圖像檢測設(shè)備是電子盒，具有包含在殼中的所述射線圖像檢測器。
11. 一種射線圖像檢測設(shè)備的控制方法，所述射線圖像檢測設(shè)備包括具有多個(gè)像素的射線圖像檢測器，每個(gè)所述像素積聚信號電荷，所積聚的信號電荷的量與從射線源入射的射線的量相對應(yīng)，從每個(gè)所述像素輸出的所述信號電荷被轉(zhuǎn)換為電信號，所述控制方法包括以下步驟第一判斷單元基于所述電信號的變化判斷射線照射是否已經(jīng)開始，通過以預(yù)定的時(shí)間間隔將來自至少一個(gè)所述像素的所述電信號與第一閾值相比較而檢測所述變化；如果所述第一判斷單元判斷所述射線照射已經(jīng)開始，則開始所述射線圖像檢測器的電荷積聚操作；在所述第一判斷單元判斷所述射線照射已經(jīng)開始之后，第二判斷單元基于所述電信號隨時(shí)間的波動(dòng)檢查所述電信號的所述變化是否實(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。
全文摘要
當(dāng)所有的TFT導(dǎo)通時(shí)，將電信號與第一閾值相比較。如果電信號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。
文檔編號A61B6/00GK102525506SQ20111039155
公開日2012年7月4日 申請日期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 申請人:富士膠片株式會(huì)社