放射線圖像檢測(cè)裝置、放射線攝影系統(tǒng)及其動(dòng)作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及經(jīng)由柵格對(duì)放射線圖像進(jìn)行檢測(cè)的放射線圖像檢測(cè)裝置、放射線攝影 系統(tǒng)及其動(dòng)作方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在醫(yī)療領(lǐng)域中，公知有放射線攝影系統(tǒng)、例如利用了 X射線的X射線攝影系統(tǒng)。X 射線攝影系統(tǒng)具備：產(chǎn)生X射線的X射線發(fā)生裝置和對(duì)由透過(guò)了被攝體（患者）的X射線 形成的X射線圖像進(jìn)行攝影的X射線攝影裝置。X射線發(fā)生裝置具有：朝向被攝體照射X射 線的X射線源、對(duì)X射線源的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行控制的控制裝置及用于指示控制裝置開始照射X射 線的照射開關(guān)。X射線攝影裝置具有：通過(guò)將透過(guò)了被攝體的各部的X射線轉(zhuǎn)換為電信號(hào) 來(lái)檢測(cè)X射線圖像的X射線圖像檢測(cè)裝置；及進(jìn)行X射線圖像檢測(cè)裝置的驅(qū)動(dòng)控制、X射線 圖像的保存、顯示的控制臺(tái)。
[0003] X射線圖像檢測(cè)裝置具備將X射線圖像轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的圖像檢測(cè)部、對(duì)圖像檢測(cè) 部進(jìn)行控制的控制部等。作為圖像檢測(cè)部，廣泛使用在攝像區(qū)域內(nèi)二維地配置有多個(gè)像素 的平板探測(cè)器（FPD;flat panel detector)。各像素蓄積與X射線劑量（X射線的時(shí)間積 分值）對(duì)應(yīng)的電荷。蓄積于各像素的電荷在攝影后經(jīng)由TFT(Thin Film Transistor)等開 關(guān)元件在信號(hào)處理電路中被讀出。各像素的電荷由信號(hào)處理電路轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，并作為 X射線圖像信號(hào)輸出。
[0004] 已知X射線圖像檢測(cè)裝置具備X射線劑量測(cè)定功能和自動(dòng)曝光控制（AEC: Automatic Exposure Control)功能（例如，日本特開平07-201490號(hào)公報(bào)）。在該X射線 圖像檢測(cè)裝置中，在圖像檢測(cè)部的攝像區(qū)域配置有用于檢測(cè)X射線圖像的普通像素（X射線 圖像檢測(cè)像素）和用于測(cè)定X射線劑量的一個(gè)或多個(gè)測(cè)定像素。該測(cè)定像素被用作對(duì)X射 線劑量進(jìn)行測(cè)定的劑量測(cè)定傳感器，每隔一定時(shí)間讀出測(cè)定信號(hào)，并對(duì)各測(cè)定信號(hào)進(jìn)行累 計(jì)，由此測(cè)定X射線劑量。在該X射線劑量達(dá)到預(yù)先設(shè)定的照射停止閾值（目標(biāo)X射線劑 量）時(shí)，AEC功能對(duì)X射線源發(fā)出停止照射X射線的指示。在以下的說(shuō)明中，在對(duì)普通像素 與測(cè)定像素兩方進(jìn)行統(tǒng)稱時(shí)簡(jiǎn)稱為像素。另外，像素是指至少具有將X射線圖像的小部分 轉(zhuǎn)換為電荷的轉(zhuǎn)換功能的要素。
[0005] 測(cè)定像素具有與普通像素相同的尺寸或幾倍的大小，配置于攝影區(qū)域內(nèi)的一處或 多處。在測(cè)定像素是與普通像素相同的尺寸的情況下，代替普通像素而配置測(cè)定像素或者 對(duì)普通像素實(shí)施簡(jiǎn)單的改造而變更為測(cè)定像素。另外，也有使用普通像素作為測(cè)定像素、或 者對(duì)普通像素的漏電流或偏置電流的變動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)并根據(jù)它們測(cè)定X射線劑量的情況。該 小尺寸的測(cè)定像素不會(huì)妨礙X射線圖像的檢測(cè)，所以與以往的電離室等大型的劑量測(cè)定傳 感器相比，能夠?qū)Ω叻直媛实腦射線圖像進(jìn)行檢測(cè)。此外，通過(guò)根據(jù)攝影部位來(lái)選擇使用測(cè) 定像素，能夠準(zhǔn)確地測(cè)定透過(guò)了攝影部位的X射線劑量。
[0006] 然而，在X射線攝影中X射線透過(guò)被攝體時(shí)會(huì)產(chǎn)生散射線。為了除去該散射線，大 多使用薄板狀的柵格。該柵格配置在被攝體與X射線圖像檢測(cè)裝置之間、優(yōu)選配置在X射線 圖像檢測(cè)裝置的近前處。柵格具有在X射線攝影期間擺動(dòng)的移動(dòng)?xùn)鸥窈挽o止的靜止柵格。 以下，在不需要區(qū)分它們的情況下簡(jiǎn)稱為柵格。
[0007] 柵格例如形成沿像素的列方向延伸的長(zhǎng)條狀的X射線透過(guò)層和X射線吸收層沿著 像素的行方向交替地重復(fù)配置而成的結(jié)構(gòu)。X射線吸收層吸收透過(guò)了被攝體的X射線，所以 若其寬度較寬則攝影得到的X射線圖像的畫質(zhì)會(huì)變差。因此，一般X射線吸收層的寬度是 例如X射線透過(guò)層的寬度的1/5?1/3左右。
[0008] 在使用了柵格的X射線攝影中，由于柵格的X射線吸收層而入射到測(cè)定像素的X 射線衰減，因此在測(cè)定向被攝體的X射線照射量（X射線曝光量）的情況下，需要對(duì)各測(cè)定 像素的測(cè)定值進(jìn)行校正。該測(cè)定值的校正方法記載于例如日本特開2004-166724號(hào)公報(bào)。 首先，以未配置被攝體的狀態(tài)、在使用了柵格的情況下和不使用柵格的情況下進(jìn)行X射線 攝影。根據(jù)由此得到的兩個(gè)圖像，以使在使用柵格的情況下與不使用柵格的情況下測(cè)定像 素（在日本特開2004-166724號(hào)公報(bào)中稱為AEC像素）的輸出信號(hào)相同的方式，對(duì)應(yīng)每個(gè) 測(cè)定像素求出校正系數(shù)。在使用了柵格的攝影中，對(duì)測(cè)定像素的輸出信號(hào)乘以校正系數(shù)來(lái) 校正X射線劑量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 發(fā)明要解決的課題
[0010] 柵格的X射線透過(guò)層和X射線吸收層的排列方向與像素的行方向正交。在普 通像素與測(cè)定像素為相同的尺寸的情況下，由于1個(gè)普通像素的尺寸（像素的間距）為 ΙΟΟμ???200 μπ?，所以測(cè)定像素的尺寸也是ΙΟΟμ???200 μπ?左右。另一方面，存在排列 方向的每單位長(zhǎng)度的X射線吸收層的條數(shù)為100條/cm的柵格和32條/cm的柵格。若將 該條數(shù)換算成柵距（X射線吸收層的排列間距）則分別是IOOym和約300 μπι。
[0011] 例如在柵距為300 μ m、測(cè)定像素的尺寸為100 μ m的情況下，由于X射線吸收層的 寬度為約50 μπι?100 μπι，所以在柵格與測(cè)定像素的相對(duì)位置產(chǎn)生了偏移的情況下，測(cè)定 像素與X射線吸收層的重疊改變，因此輸出信號(hào)會(huì)較大地變動(dòng)。
[0012] 柵格的X射線透過(guò)層與X射線吸收層具有一定的周期性且有規(guī)律地排列，所以對(duì) 應(yīng)于柵距與測(cè)定像素的尺寸的關(guān)系，M條或（Μ+1)條X射線吸收層與任意的測(cè)定像素相向 (Μ為0以上的整數(shù)）。由此，在柵格與測(cè)定像素的相對(duì)位置產(chǎn)生了偏移的情況下，測(cè)定像素 的輸出信號(hào)的變動(dòng)量的最大值相當(dāng)于對(duì)于測(cè)定像素由1條X射線吸收層吸收的X射線的衰 減量。當(dāng)假設(shè)1條量的X射線吸收層的X射線吸收率大致固定，則條數(shù)M小的測(cè)定像素的 輸出信號(hào)的變動(dòng)幅度更大。在柵距是接近測(cè)定像素的尺寸的值的情況下，由于條數(shù)M是比 較小的值，所以測(cè)定像素的輸出信號(hào)尤其容易受X射線吸收層的影響，在柵格與測(cè)定像素 的相對(duì)位置產(chǎn)生了偏移的情況下，X射線劑量的測(cè)定精度明顯出現(xiàn)問(wèn)題。
[0013] X射線吸收層的影響能夠根據(jù)以不存在被攝體的狀態(tài)對(duì)停止中的移動(dòng)?xùn)鸥窕蜢o止 柵格進(jìn)行攝影而得到的圖像求出。根據(jù)本發(fā)明人的實(shí)驗(yàn)，將像素值大的圖像與位于其附近 且受到X射線吸收層的影響而像素值變小的圖像進(jìn)行比較，可知受到了 X射線吸收層的影 響的圖像由于某柵格而像素值下降20%左右。
[0014] 在X射線圖像檢測(cè)裝置固定有柵格的情況下，由于制造時(shí)的各零件的安裝位置的 偏差而產(chǎn)生柵格與測(cè)定像素的相對(duì)位置的偏移。另外，在如電子暗盒那樣與柵格分離的結(jié) 構(gòu)、柵格能夠相對(duì)攝影臺(tái)進(jìn)行裝卸的結(jié)構(gòu)中，由于電子暗盒或柵格的安裝位置的偏差，會(huì)產(chǎn) 生柵格與測(cè)定像素的相對(duì)位置的偏移。另在，在重復(fù)進(jìn)行攝影的期間，由于振動(dòng)等柵格與測(cè) 定像素的相對(duì)位置有時(shí)也會(huì)偏移。
[0015] 在日本特開2004-166724號(hào)公報(bào)的測(cè)定像素的校正方法中，在柵格與測(cè)定像素的 相對(duì)位置每次進(jìn)行攝影就會(huì)偏移的情況下，預(yù)先準(zhǔn)備與偏移量對(duì)應(yīng)的多個(gè)校正用的圖像， 在攝影時(shí)以與柵距相當(dāng)?shù)膟m級(jí)別對(duì)偏移量進(jìn)行檢測(cè)。根據(jù)該偏移量而選擇校正用圖像， 并求出對(duì)測(cè)定像素的靈敏度進(jìn)行校正的校正系數(shù)。在該測(cè)定像素的校正方法中，由于精細(xì) 地測(cè)定偏移量，所以能夠進(jìn)行高精度的校正，但另一方面需要多個(gè)校正用圖像。另外，在制 造時(shí)產(chǎn)生柵格與測(cè)定像素的相對(duì)位置的偏移的結(jié)構(gòu)中，由于需要對(duì)每個(gè)產(chǎn)品拍攝校正用圖 像，因此其準(zhǔn)備工作耗費(fèi)時(shí)間與勞力。此外，當(dāng)也考慮使X射線相對(duì)于攝像區(qū)域傾斜地入射 的情況等時(shí)，需要準(zhǔn)備龐大的數(shù)量的校正用的圖像，所以現(xiàn)實(shí)中難以實(shí)施。因此，即使在測(cè) 定像素（一般是劑量測(cè)定傳感器）與柵格之間的相對(duì)位置產(chǎn)生偏移，也優(yōu)選能夠不使用龐 大的數(shù)量的校正用的圖像而簡(jiǎn)便并且高精度地測(cè)定X射線劑量。
[0016] 本發(fā)明的目的是提供即使劑量測(cè)定傳感器與柵格的相對(duì)位置產(chǎn)生偏移也能夠進(jìn) 行準(zhǔn)確的劑量測(cè)定的放射線圖像檢測(cè)裝置、放射線攝影系統(tǒng)及其動(dòng)作方法。
[0017] 用于解決課題的手段
[0018] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的放射線圖像檢測(cè)裝置能夠與柵格一起使用，配置于 該柵格的背后的圖像檢測(cè)部具有配置有多個(gè)像素和多個(gè)劑量測(cè)定傳感器的攝像區(qū)域，以滿 足以下的條件1的方式?jīng)Q定各劑量測(cè)定傳感器的位置。
[0019] 條件 1 :
[0020] fG/fN辛奇數(shù)，在將柵格與像素相對(duì)地沿第二方向逐個(gè)像素地錯(cuò)開C次時(shí)，在周期 C的范圍內(nèi)，在全部次數(shù)中第一劑量測(cè)定傳感器的個(gè)數(shù)比第二劑量測(cè)定傳感器的個(gè)數(shù)多。該 第一劑量測(cè)定傳感器是由圖像檢測(cè)部拍攝柵格的放射線圖像時(shí)不處于輸出信號(hào)為極大值 或極小值的特殊點(diǎn)的位置的劑量測(cè)定傳感器。第二劑量測(cè)定傳感器是處于特殊點(diǎn)的位置的 劑量測(cè)定傳感器。
[0021] 其中，各記號(hào)如下所述：
[0022] fG = 1/G為柵格頻率，
[0023] fN = 1八2 Λ )為像素的奈奎斯特頻率，
[0024] 周期C為柵格的放射線圖像上在第二方向上出現(xiàn)的重復(fù)圖案的周期，單位是像素 的個(gè)數(shù)。
[0025] 為了除去放射線透過(guò)被攝體時(shí)產(chǎn)生的散射線，柵格中沿第一方向延伸的長(zhǎng)條狀的 放射線透過(guò)層和放射線吸收層以柵距G沿與第一方向正交的第二方向上交替地形成有多 個(gè)。多個(gè)像素用于檢測(cè)被攝體的放射線圖像，以像素間距△配置在第二方向上，能夠讀出 并蓄積與放射線的到達(dá)劑量對(duì)應(yīng)的電荷。多個(gè)劑量