[发明专利]射线成像设备、设备控制方法和计算机可读存储介质

说明书

技术领域

本发明涉及在医院中用于诊断的射线检测系统，以及适合作为工业非破坏性检查设备的射线成像设备。在本说明中，电磁波例如X射线、γ-射线、α射线以及β射线等都被包括在射线中。

背景技术

随着用于射线照相术的薄膜半导体处理技术近来的进展，开发了一种使用半导体传感器进行射线摄影X射线图像的设备。这些X射线检测器可按相对扁平的结构生产，并被称为“平板X射线检测器(平板检测器)(FPD)”。FPD可以是间接FPD和直接FPD。间接FPD通过荧光体把X射线转换成可见光，并使用非晶的光电转换元件和开关元件检测光。直接FPD不使用荧光体，而使用非晶硒等，把X射线直接转换成电子，并使用非晶硅开关元件(TFT)检测所述电子。

目前，图像增强器(I.I.)作为荧光镜射线摄影的普通检测器得到了广泛应用。I.I.借助于闪烁剂把X射线转换成可见光，然后把光电增强的二次电子再次转换成可见光，借以由CCD照相机获得图像。一般地说，因为I.I.具有高的灵敏度，其已被用于病人，以减少例如当在静脉等中插入导管的同时进行胃部、心脑外科手术的射线摄影而需要相对长时间的荧光镜摄影时暴露于射线的剂量。

另一方面，因为使用FPD的系统可以把X射线暂时转换成数字数据，其作为能够进行荧光镜射线摄影的射线摄影设备得到了广泛应用。虽然I.I.具有高X射线灵敏度的优点，其也具有一些问题，例如由于窄的动态范围而导致在对射线高剂量暴露下的晕光、电子透镜引起周围图像的失真、耐用性差、器件重量大等。

为了克服上述问题，一种作为I.I.的新的替代物的新的荧光镜射线摄影检测器可以是具有宽的动态范围、较小的图像失真以及较小老化的FPD。在日本专利申请公开2005-000470中披露了一种使用这种FPD的可移动X射线成像设备。

此外，日本专利申请公开11-009579披露了一种X射线成像设备，其具有使C形臂与X射线检测单元连接和断开的机构，因而可以容易地交换具有不同容量和不同的射线摄影尺寸、分辨率等规格的不同的平板检测器。

发明内容

一般地说，当进行荧光镜射线摄影时，使用脉冲发生射线源减少病人暴露于射线的剂量。射线源可以是旋转阳极型和不旋转的固定阳极型，其中旋转阳极型能够通过旋转被称为“靶子”的阳极件而抑制发热，所述靶子用于激起加速的电子之间的碰撞而产生X射线。这种旋转阳极型的X射线发生设备(射线源)可以产生大剂量的X射线，适用于高速荧光镜射线摄影。与此相反，因为固定阳极型的X射线发生设备不能瞬间产生大量X射线，其不适用于高速射线摄影。

在任何情况下，都具有来自射线源的发热问题，这是因为在荧光镜射线摄影中，需要几秒钟到几分钟或者更长的时间通过多次发射X射线脉冲来照射对象。

此外，FPD一般通过非晶硅开关元件(TFT)读出通过把X射线转换成信号电荷而获得的电信号。因此，其需要用于驱动TFT的驱动电路单元和用于检测通过TFT的信号的读出电路单元。在用于读出低的X射线信号电荷的医疗装置中，需要比消耗品高得多的严格规范和可靠性。读出电路单元配备有用于每个信号布线的运算放大器，一个读出电路由若干个运算放大器配置。一般地说，平板X射线检测器所需的射线摄影面积取决于被射线摄影的部分，即，作为一个正方形，对于心脏是20-25厘米见方，对于胃部是30-35厘米见方，而对于胸部是35-45厘米见方。如果以160微米的间距配置41厘米见方的X射线检测元件，则需要2560×2560个像素。当为在由薄膜半导体处理中产生的这种大量像素准备读出电路时，用普通半导体技术生成一种集成电路(IC，LSI)。不过，由于硅片的尺寸和用于生产硅片的半导体工艺，使用多个分开的读出电路单元。例如，64个通道需要40个芯片，128个通道需要20个芯片，256个通道需要10个芯片。驱动电路单元用相同的方式设计。

为了保持高的S/N比，读出电路单元的每个输入单元(初级部分)要由运算放大器配置。尤其是在进行荧光镜摄影时，需要对初级和后级部分提供运算放大器，以减少暴露于射线的剂量，从而X射线检测信号可被放大。例如，在256个通道的IC的情况下，要为10个芯片的每一个配备512个或更多的运算放大器。因而功率消耗剧增，因而产生平板X射线检测器的发热问题。

当IC产生的热量被提供给平板X射线检测器时，X射线检测元件的暗电流增加，TFT元件的漏电流也增加，因而导致噪声增加。这些条件使图像的粒度变差，引起不是关于对象的信息的赝像，因而大大降低图像质量。即，这是一个降低X射线图像诊断效率的问题。