专利名称：辐射照相设备和方法
技术领域：
本发明涉及一种辐射(radiographic)照相设备和利用辐射检测器获取运动和静止图像的方法，所述辐射检测器检测穿过对象的辐射，并且将检测到的辐射转换为携带图像信息的信号电荷。
背景技术：
在医学领域已经广泛地使用了辐射图像捕获系统，辐射图像捕获系统将辐射施加至对象，并且将穿过对象的辐射导引至辐射检测器，辐射检测器根据辐射来捕获对象的辐射图像信息。已知形式的辐射检测器面板包括常规的辐射胶片，用于通过曝光记录辐射图像；以及可激励荧光板，用于在荧光体中存储表示辐射图像信息的辐射能量，并且用于通过向荧光体施加激励光来将辐射图像信息再现为受激励的光。将其中记录有辐射图像信息的辐射胶片提供给显影设备来显影辐射图像信息。可选地，将可激励荧光板提供给读取设备， 读取设备将辐射图像读取为可视图像。在外科手术、造影增强成像过程或者骨折治疗期间，为了迅速正确地治疗患者，需要在已捕获辐射图像信息之后立即从辐射检测器读取辐射图像信息。作为满足这种要求的辐射检测器，已经研发了具有固态检测器(也称作像素)的辐射检测器(称作平板检测器 FPD)，用于辐射直接转换为电信号、或者将已经通过闪烁器(scintillator)从辐射转换的可见光转换为电信号。如日本未审专利公开No. 2000192598中所公开的，将研发的辐射检测器用于在医学领域中捕获运动图像(放射镜图像)和静止图像(普通图像)。运动图像用于血管造影术设备和骨折治疗的观察中，静止图像用于执行目标身体区域的精确图像诊断。存在一些特定的示例在捕获人体区域的运动图像的同时，需要捕获人体区域的静止图像，以便执行精确的观察和诊断。日本未审专利公开No. 2000-292598公开了一种辐射照相设备，该辐射照相设备在以低强度水平向对象连续施加X射线的同时，以连续的帧间隔tl(tl = 1/30[秒])，捕获对象的运动图像。然后，辐射照相设备在给定的时间t2(t2 = 2Xtl)上停止施加X射线，随后在非常短的时间tshortUshort << tl)上，在以大约为所述低强度水平的10倍的强度水平上施加X射线同时捕获静止图像。然后，辐射照相设备在给定的时间t3(t3 = 3 X tl-tshort)上停止施加X射线，随后在所述低强度水平上向对象连续施加X射线的同时以连续的帧间隔tl捕获运动图像。日本未审专利公开No. 2000-292598记载了当控制辐射照相设备如上所述操作时，在捕获了运动图像之后捕获的静止图像不包含运动图像的重影，并且在捕获了静止图像之后捕获的运动图像不包含静止图像的重影。当在运动图像之间捕获静止图像时，需要定义在捕获运动图像时将X射线存储在辐射检测器的像素中的存储时间以及在捕获运动图像的同时从像素读取所存储的X射线的读取时间。还需要定义在捕获静止图像时将X射线存储在像素中的存储时间以及从像素读取所存储的X射线的读取时间。然而在日本未审专利公开No. 2000192598中并没有定义这些存储和读取时间。
发明内容
本发明的目的是提供一种辐射照相设备和方法，用于相继地获取运动图像，并且也用于通过重复地捕获运动图像、静止图像和运动图像，来与辐射照相图像的捕获同步地在运动图像之间获取高质量的静止图像。根据本发明，提出了一种辐射照相设备，包括辐射检测器，具有排列成行和列的像素的矩阵，用于将辐射转换为信号电荷，存储所述信号电荷，以及输出所存储的信号电荷作为运动图像信号或静止图像信号；以及检测器控制器，通过控制至少存储时间段和读出时间段，将所述辐射检测器切换到运动图像捕获模式或静止图像捕获模式，其中，在所述存储时间段期间，将辐射转换为信号电荷并且存储所述信号电荷，在所述读出时间段期间，读取所存储的信号电荷，其中所述检测器控制器控制用于获取静止图像信号的时序，使得在所述检测器控制器在运动图像捕获模式的周期期间从所述辐射检测器获取运动图像信号时，获取静止图像信号的情况下，针对静止图像信号的存储时间段和读出时间段之和是运动图像捕获模式的周期的整数倍。控制用于获取静止图像信号的时序，使得在检测器控制器在运动图像捕获模式的周期期间从辐射检测器获取运动图像信号时，获取静止图像信号的情况下，对于静止图像信号的存储时间段和读出时间段之和是运动图像捕获模式的周期的整数倍。因此通过重复地获取运动图像、静止图像和运动图像，在相继获取运动图像时，与获取辐射照相图像同步地在运动图像之间获取高质量的静止图像。检测器控制器可以根据装仓过程(binning process)获取运动图像信号，使得可以获取具有高S/N比的运动图像。辐射照相设备还可以包括显示设备，用于同时显示基于运动图像信号的运动图像和基于静止图像信号的静止图像。因此，可以在显示器上同时观察到运动图像和静止图像。根据本发明，还提出了一种辐射照相方法，由检测器控制器执行，辐射检测器具有排列成行和列的像素的矩阵，用于将辐射转换为信号电荷，存储所述信号电荷，以及输出所存储的信号电荷作为运动图像信号或静止图像信号，检测器控制器通过控制至少存储时间段和读出时间段，将所述辐射检测器切换到运动图像捕获模式或静止图像捕获模式，其中在所述存储时间段期间，将辐射转换为信号电荷并且存储所述信号电荷，在所述读出时间段期间，读取所存储的信号电荷，所述辐射照相方法包括以下步骤在所述检测器控制器在运动图像捕获模式的周期期间从所述辐射检测器获取运动图像信号时，获取静止图像信号的情况下，将针对静止图像信号的存储时间段和读出时间段之和设置为运动图像捕获模式的周期的整数倍；以及在如下周期中控制用于获取静止图像信号的时序该周期是运动图像捕获模式的周期的整数倍。如上所述，在检测器控制器在运动图像捕获模式的周期期间从所述辐射检测器获取运动图像信号时，获取静止图像信号的情况下，将静止图像信号的存储时间段和读出时间段之和设置为运动图像捕获模式的周期的整数倍。另外，在一周期中控制获取静止图像信号的时序，该周期是是运动图像捕获模式的周期的整数倍。因此，通过重复地捕获运动图像、静止图像和运动图像，可以在相继地获取运动图像时，与捕获辐射照相图像同步地在运动图像之间获取高质量的静止图像。根据本发明，如上所述，通过重复地捕获运动图像、静止图像和运动图像，可以在相继地获取运动图像时，与捕获辐射照相图像同步地在运动图像之间获取高质量的静止图像。当结合作为说明性示例示出了本发明优选实施例的附图进行的以下详细描述，本发明的以上和其他目的、特征和优势将变得清楚明白。
图1是结合了根据本发明实施例的辐射照相设备的辐射照相系统的总体布置的示意图；图2是辐射照相系统的框图；图3是示出了辐射检测设备的电路布置的框图；图4A是装仓单元在执行装仓过程时的电路图；图4B是装仓单元在执行非装仓过程时的电路图；图5是示出了根据本发明实施例的用于捕获运动图像和静止图像的时序之间的关系的时序图；图6是运动图像捕获模式的时序图；图7是静止图像捕获模式的时序图；以及
图8是示出了显示设备上的各种显示图案的图。
具体实施例方式下面将参考附图详细描述结合了根据本发明实施例的辐射照相设备的辐射照相系统。图1示出了结合了根据本发明实施例的辐射照相设备的辐射照相系统10的总体结构。图2是图1所示的辐射照相系统10的框图。如图1和图2所示，典型地安装到医院中使用辐射X捕获受检查者的辐射照相图像的腔室中的辐射照相系统10包括辐射源14，容纳于管子支持器15中，用于根据图像捕获条件，以具有一定剂量的辐射X照射受检查者(对象、患者)12 ；辐射检测设备18，具有辐射检测器16{FPD (平板检测器)平面检测器}，用于检测穿过受检查者12的辐射X ；显示设备20，用于基于由辐射检测设备18检测到的辐射X来显示辐射照相图像；图像捕获控制设备(控制台)22，用于整体上控制辐射照相设备10 ；以及致动机构23(图1中未示出)， 用于在图像捕获控制设备22的控制下，通过诸如电机之类的致动器，来移动管子支持器15 和辐射检测设备18。致动机构23沿垂直方向(即，由箭头Z表示的方向)移动管子支持器 15。图像捕获条件是用于确定管子电压、管子电流、照射时间等的条件，以这些管子电压、管子电流、照射时间等，向受检查者12的待成像区域施加具有合适剂量的辐射X。例如， 这种图像捕获条件包括待成像区域、诸如运动图像捕获模式、静止图像捕获模式等的图像捕获过程。
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如图2所示，辐射检测设备18包括辐射检测器16、检测器控制器46、存储单元(图像存储器)82和电池(为示出)。辐射源14、辐射检测设备18、显示设备20和致动机构23通过无线或有线通信链路与图像捕获控制设备22相连，使得能够在其间交换信号。如图1所示，辐射源14与从天花板11延伸的可伸缩臂M相连。当捕获受检查者 12的辐射照相图像时，在操作者27操作图像捕获控制设备22的输入单元86时，可伸缩臂 M可以通过致动机构23垂直地伸展或收缩至与受检查者12的待成像区域相对应的期望位置。操作者27可以是医生、放射线技师等。输入单元86包括控制杆，例如操纵杆、开关、键盘、鼠标等等。输入单元86由操作者27操作，以在运动图像捕获模式和静止图像捕获模式之间切换，以及在显示设备20上的显示图案之间改变。显示设备20与从天花板11延伸的通用臂沈相连。可以手动地或者通过致动机构将显示设备20移动或者旋转至操作者27可以容易地观察并且确认在显示设备20上显示的辐射照相图像的位置。辐射检测设备18包括图像捕获台28，其上放置受检查者12 ；支撑柱30，垂直安装在图像捕获台观上；导轨32，放置在支撑柱30上并且沿支撑柱30延伸；辐射检测单元 34，垂直并且可移动地安装在导轨32上；以及屏幕35，垂直地安装在图像捕获台观上，并提供垂直表面，受检查者12可以保持为抵靠该垂直表面。辐射检测单元34中容纳辐射检测器16。图3示出了辐射检测器16的电路布置的框图。如图3所示，辐射检测器16包括 排列成行和列的薄膜晶体管(TFT)52的矩阵；以及光电转换层51，由诸如非晶硒(a-se)之类的材料构成，用于检测辐射X并且依据所检测的辐射X来产生电荷。光电转换层51设置在TFT阵列52上。在已经将光电转换层51所产生的电荷存储在存储电容器(存储部件)53 中之后，相继地导通TFT 52的行，以读取所存储的电荷作为图像信号。在图3中，只示出了一个像素50的细节，其包括光电转换层51和一个存储电容器53;以及像素50和一个TFT 52之间的连接。省略了对于其他像素50的细节的图示。为了便于理解辐射检测器16的操作时序，将辐射检测器16示出为包括4X4个像素50。然而实际上辐射检测器16包括一百万到两百万个像素。分别与像素50相连的TFT 52与平行于各个行而延伸的栅极线M以及平行于各个列而延伸的信号线56相连。栅极线M与行扫描驱动器58相连，信号线56通过读取电路与多路复用器66相连，所述读取电路包括可变增益预放大器(电荷放大器)102、装仓单元104、具有可切换低通频率的LPF(低通滤波器)106和⑶S(相关双采样器)108。每一个可变增益预放大器102包括运算放大器110，具有接地的正输入端子；电容器112，连接在运算放大器110的负输入端子和输出端子之间；开关116和电容器114，与电容器112并联连接在运算放大器110的负输入端子和输出端子之间；以及复位开关118， 与开关116以及电容器并联连接在运算放大器110的负输入端子和输出端子之间。控制开关116，以通过增益控制器120将开关116关断和接通。控制复位开关118，以通过检测器控制器46将复位开关118关断和接通。每一个装仓单元104包括开关124，连接在相邻的通信线之间；以及开关122、 126，分别与相邻的通信线相连。控制开关124、122、126，以通过装仓控制器128将开关124、122,126关断和接通。为了在运动图像捕获模式下读取图像信号，开关124、122、126操作为在每一个装仓单元104中提供装仓连接，如图4A所示。利用这种装仓连接，每一个装仓单元104操作于装仓过程中。为了在静止图像捕获模式下读取图像信号，开关124、122、1沈操作为在每一个装仓单元104中提供正常连接，如图4B所示。在正常连接下，每一个装仓单元104操作于非装仓过程中。在图3中，每一个LPF 106包括电阻器130 ；另一电阻器133，与电阻器130串联连接；电容器134，连接在电阻器133远离电阻器130的一端和地之间；以及开关132，连接在电阻器130两端，用于将电阻器130分路。控制开关132，以通过可变LPF控制器136将开关132关断和接通。每一个⑶S 108包括第一采样和保持电路138，用于对信号电荷的残余分量(噪声分量)进行采样/保持；第二采样和保持电路140，用于对信号电荷(噪声分量+信号分量)进行采样/保持；以及差分放大器142，用于输出电压信号，所述电压信号是无噪声分量的，并且代表只指示信号分量的信号电荷。由CDS控制器144控制第一和第二采样和保持电路138、140的采样时序。从行扫描驱动器58向栅极线M供应控制信号Von (时钟脉冲φ 1，φ 2，Φ 3，Φ 4) 和Voff，以导通和截止TFT 52的行。行扫描驱动器58包括多个开关SW1，用于选择栅极线M ；以及地址解码器60，用于输出选择信号以一次选择所述开关SWl之一。检测器控制器46向地址解码器60提供地址信号。向信号线56提供电荷，所述电荷经由TFT 52的列存储在相应的像素50的存储电容器53中。由读取电路(即可变增益预放大器102、装仓单元104、LPF 106和⑶S 108)将电荷转换为电压信号，将电压信号提供给多路复用器66。多路复用器66包括多个开关SW2，用于在信号线56中进行选择；以及地址解码器68，用于输出选择信号，以一次选择所述开关SW2之一。检测器控制器46向地址解码器 68提供地址信号。多路复用器66具有与A/D转换器70相连的输出端子，通过检测器控制器46控制 A/D转换器70的转换时序。A/D转换器70将来自CDS 108的电压信号转换为数字信号，所述数字信号表示由辐射检测器16产生的辐射照相图像数据。数字信号作为辐射照相图像数据存储在存储单元82中，存储单元82与辐射检测器16 —体地关联。用作开关元件的TFT 52可以与诸如CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器之类的另一成像设备组合。TFT 52可以用CXD(电荷耦合器件)图像传感器来代替，所述 CCD图像传感器将电荷偏移并且与偏移脉冲一起传送电荷，这对应于用于TFT的栅极信号。在图2中，图像捕获控制设备22与放射信息系统(RIS)29(未示出)相连，所述 RIS通常管理在医院的放射科中处理的辐射照相图像信息和其他信息。RIS四与医院信息系统(HIS) 33相连，所述HIS通常管理医院中的医疗信息。辐射源14包括X射线管76，用于发射辐射X ；以及辐射源控制器80，用于控制辐射X的剂量(强度)和照射时序。实际上，由检测器控制器46和图像捕获控制器90，在给定的照射时序上控制辐射源控制器80。当辐射源14的辐射源控制器80检测到已经接通图像捕获开关74时，辐射源控制器80激励X射线管76，基于从图像捕获控制设备22提供的图像捕获条件来发射辐射X。除了辐射检测器16之外，辐射检测设备18还包括检测器控制器46和存储单元 82。检测器控制器46获取由辐射检测器16产生的辐射照相图像数据，并且将所获取的辐射照相图像数据存储在存储单元82中。图像捕获控制设备22包括输入单元86、图像捕获开关74、图像捕获控制器90、存储单元94和显示单元96。紧接在执行了图像捕获过程之后，将在辐射检测设备18的存储单元82中存储的辐射照相图像数据传送到图像捕获控制设备22的存储单元94。然后根据预定的图像处理过程由所述图像捕获控制器90处理所述辐射照相图像。将已处理的辐射照相图像数据提供给显示设备20，显示设备20基于辐射照相图像数据，将受检查者12的身体区域的辐射照相图像显示为运动图像或静止图像。根据该实施例的辐射照相系统10是基本上如上所述构建的。接下来将描述辐射照相系统10的操作。图像捕获控制设备22监视是否经由RIS 29向图像捕获控制设备22提供图像捕获命令。当将包括受检查者信息的图像捕获命令(图像捕获条件)提供给图像捕获控制设备22时，显示单元96显示所述图像捕获命令。图像捕获控制器90选择与图像捕获命令相对应的图像捕获菜单(例如，表示捕获所有下肢的图像的图像捕获条件)。图像捕获控制器90控制致动机构23，以便将辐射源14移动到与图像捕获菜单相对应的位置。操作者27将受检查者12放置到图像捕获台观上，将受检查者12抵靠在屏幕35 上，并且用紧固带将受检查者12固定到屏幕35上。然后根据图像捕获条件，操作者27操作输入单元86来选择运动图像捕获模式和静止图像捕获模式之一，并且接通图像捕获开关74。随后，根据图像捕获条件激励X射线管 76以向受检查者12施加辐射X。由辐射检测器16的像素50检测已经穿过受检查者12的辐射X。当完成辐射X的施加时，从像素50读取电荷，并且由A/D转换器70将其转换为表示数字辐射照相图像数据的数字信号，将其存储在存储单元82中。 下面将参考图5至图7所示的时序图来描述运动图像捕获模式和静止图像捕获模式的操作时序。[运动图像捕获模式和静止图像捕获模式的概述]图5示出了根据本发明实施例的用于捕获运动图像和静止图像的时序之间的关系。图5示出了用于确定图像捕获时序的时钟信号CK。时钟信号CK具有用作运动图像捕获模式周期(也称作时钟周期)Tck= 1/30[sec] =33.3[ms]的周期。因此，辐射照相系统10能够在运动图像捕获模式下每秒钟捕获30帧。可选的，辐射照相系统10可以在运动图像捕获模式下每秒钟捕获10或100帧图像。时钟周期Tck与视频信号的垂直同步频率上的周期相对应。在图5中，时间t0至t4用作捕获运动图像的时间段，时间t4至时间伪用作捕获
8静止图像的时间段，时间伪至t9用作捕获运动图像的时间段，时间t9至时间tl5用作捕获静止图像的时间段，时间tl5至tl7用作捕获运动图像的时间段。当输入单元86初始输入运动图像捕获模式的指令时，在运动图像捕获模式下从时间t0至时间t4捕获4帧运动图像。如果输入单元86在直至时间t4的时间段期间输入静止图像捕获模式的指令，并且如果所述指令指示的静止图像捕获时间段Tsi为Tsi = 4XTck，那么从时间t4到时间伪捕获静止图像。在时间伪，静止图像捕获模式自动地改变回到运动图像捕获模式。如果输入单元86在直至时间t9的时间段期间输入静止图像捕获模式的指令，并且如果所述指令指示的静止图像捕获时间段Tsi是Tsi = 6XTck，那么在从时间伪至时间 tl5的静止图像捕获时间段期间捕获静止图像。在时间tl5，静止图像捕获模式自动地改变回到运动图像捕获模式。静止图像捕获时间段Tsi由存储时间段Tst和读出时间段Trd之和(Tsi = Tst+Trd)来表示。因为将静止图像捕获时间段Tsi设置为运动图像捕获模式周期Tck(存储时间段Ts+读出时间段Tr)的整数倍，所以通过重复地捕获运动图像(从时间t0至时间 t4，或者从时间伪至时间t9)、静止图像(从时间t4至时间t8，或者从时间t9至时间tl5) 和运动图像(从时间伪至时间t9，或者从时间tl5至时间tl7)，同步地捕获辐射照相图像。在相继地获取运动图像时，可以在运动图像之间获取高质量的静止图像，这些静止图像是在比运动图像的存储时间Ts长的存储时间段Tst期间捕获的。在比存储时间段Ts和根据存储时序ST的存储时间段Tst稍短的给定时间段上向受检查者12施加辐射X。在随后的读出时间段Tr和读出时间段Trd上不向受检查者12施加辐射X。以与存储时序ST同步地控制的照射时序，来施加辐射X。在静止图像捕获模式期间施加的辐射X的剂量至少是在运动图像捕获模式期间施加的辐射X的剂量的两倍。通常，在静止图像捕获模式中施加的辐射X的剂量具有较高水平，即至少是运动图像捕获模式期间施加的辐射X的剂量的10倍。将用于存储运动图像的存储时间段Ts设置为约1至5 [ms]，而将用于存储静止图像的存储时间段iTst设置为约20至500 [ms]。依据面板尺寸和像素的个数来确定读出时间段Tr、Trd0如果面板尺寸是半尺寸 (17英寸X 14英寸)，则用于读取运动图像的读出时间段Tr设置为约观[ms]，并且将用于读取静止图像的读出时间段iTrd设置为约180 [ms]。[运动图像捕获模式]当时间t0之前在图像捕获控制设备22的输入单元86上选择运动图像捕获模式时，检测器控制器46和装仓控制器1 控制装仓单元104，以操作于图4A所示的装仓过程。 同时，因为所施加的辐射X的剂量在运动图像捕获模式下相对较小，所以增益控制器120接通开关116以便增加可变增益预放大器102的增益。由于复位信号RT的低电平，将复位开关118设置为关断状态。在运动图像捕获模式下，为了增大响应而不是减小噪声，可变LPF控制器136接通开关132以便将LPF 106的低通频率fc偏移至更高的频率。在从时间t0至时间ta的存储时间段Ts上，根据图5所示的存储时序ST，将已经穿过受检查者12的辐射X施加至像素50的光电转换层51，光电转换层51将辐射X转换为电荷。电荷存储在存储电容器53中。图6按照放大的形式示出了从图5所示的时间ta至时间tb的运动图像捕获模式的时序。如图6所示，读出时序RE(读出时间段Tr)在时间ta开始。首先，通过复位信号 RT接通可变增益预放大器102的复位开关118，从而对在电容器112、114中存储的电荷进行放电。然后，⑶S控制器144在预定的时间段上激励第一采样和保持电路(SHl) 138，从而
保持噪声电平。同时，读出时钟脉冲Φ 1、Φ 2变高，同时导通属于图3所示上部的第一和第二行的像素50的TFT 52。信号电荷从这些像素50的存储电容器53流出，并且由可变增益预放大器102进行放大。此时，由图3所示的右侧的装仓单元104对来自上部的第一和第二行的四个右侧像素50的放大的信号电荷进行组合。同样，通过图3所示的左侧的装仓单元104将来自上部的第一和第二行的四个左侧像素50的放大的信号电荷进行组合。由右侧的装仓单元104组合的信号电荷通过右侧的第二 LPF 106流到右侧的第二 ⑶S 108的激励的第二采样和保持电路(SH2) 140中。第二采样和保持电路(SH2) 140保持表示了噪声电平和信号电荷之和的电平。同时，通过左侧的装仓单元104组合的信号电荷通过最左侧的LPF106流到最左侧 ⑶S 108的激励的第二采样和保持电路(SH2) 140中。第二采样和保持电路(SH2) 140保持表示了噪声电平和信号电荷之和的电平。此时，右侧的第二⑶S 108的差分放大器142在其输出端子处产生来自第一采样和保持电路138的输出信号和来自第二采样和保持电路140的输出信号之间的差分电压 (即信号电压)。类似地，来自最左侧的⑶S 108的差分放大器142在其输出端子处产生来自第一采样和保持电路138的输出信号和来自第二采样和保持电路140的输出信号之间的差分电压(即信号电压)。A/D转换器70分别且相继地将来自右侧的第二⑶S 108的信号电压和来自最左侧⑶S 108的信号电压转换为表示来自上部的第一和第二行的四个右侧像素50的组合信号电荷的数字图像信号，以及表示来自上部的第一和第二行的四个左侧像素50的组合信号电荷的数字图像信号。检测器控制器46操作为将这些数字图像信号存储在存储单元82 中。类似地，读出时钟脉冲Φ 3、Φ 4在时间tl之前同时变高。产生表示来自上部的第三和第四行的四个右侧像素50的组合信号电荷的数字图像信号和表示来自上部的第三和第四行的四个左侧像素50的组合信号电荷的数字图像信号。检测器控制器46操作为将这些数字图像信号存储在存储单元82中。因此，获得来自四个像素组的数字图像信号，作为运动图像数据的一帧，其中每一个像素组包括2X2个像素，四个像素组构成图3所示的所有16个像素。按照这种方式，在时间t4之前获得了四帧运动图像数据(参见图5)。然后将作为运动图像数据存储在存储单元82中的数字图像信号传送至图像捕获控制设备22的存储单元94中。图像捕获控制器90通过插值将数字图像信号扩展为覆盖 4X4个像素的一帧(一屏)运动图像数据，4X4个像素构成了图3所示的辐射检测器16的所有像素50。图像捕获控制器90然后将上述一帧运动图像数据作为视频信号发送至显示设备20。如图8所示，此时操作者27可以观察基于所述视频信号在显示设备20上显示的运动图像Ml。[静止图像捕获模式]当图像捕获控制设备22的输入单元86上选择静止图像捕获模式时，在图5所示的时间t4之前的时间段期间，检测器控制器46和装仓控制器1 控制装仓单元104，以操作于非装仓过程，如图4B所示。同时，因为所施加的辐射X的剂量在静止图像捕获模式下相对较大，所以增益控制器120接通开关116以便减小可变增益预放大器102的增益，并且防止可变增益预放大器102变得饱和。由于复位信号RT的低电平，将复位开关118置于关断状态。为了在静止图像捕获模式下减小噪声并且实现较高的图像质量，可变LPF控制器 136关断开关132以便将LPF 106的低通频率fc偏移至较低频率。在从时间t4至时间tc的存储时间段Tst期间，根据图5所示的存储时序ST，将已经穿过受检查者12的辐射X施加至像素50的光电转换层51，光电转换层51将辐射X转换为电荷。将电荷存储在存储电容器53中。图7按照放大形式示出了静止图像捕获模式的时序，该时序在图5中的时间t5至时间t7发生。如图7所示，读出时序RE(读出时间段Trd)在时间tc开始。首先，通过复位信号RT将可变增益预放大器102的复位开关118接通，从而对在电容器112、114中存储的电荷进行放电。然后，⑶S控制器144在预定的时间段上激励第一采样和保持电路(SHl) 138，从而
保持噪声电平。然后，读出时钟脉冲Φ 1、Φ 2、Φ 3、Φ 4相继地变高，并且辐射检测设备18按照运动图像捕获模式下类似的方式操作，以便在检测器控制器46的控制下在存储单元82中存储来自4X4个像素的数字图像信号，4X4个像素组成了辐射检测器16的16个像素50。因此，获得来自4X4个像素的数字图像信号，作为一屏静止图像数据，4X4个像素组成了总共16个像素50。然后，将作为静止图像数据存储在存储单元82中的数字图像信号传送至图像捕获控制设备22的存储单元94中。图像捕获控制器90将数字图像信号作为视频信号发送至显示设备20。如图8所示，操作者27现在可以观察到基于所述视频信号在显示设备20上显示的静止图像SI1。如图8所示，可以分别将运动图像Ml和静止图像SIl缩小为运动图像Μ3和静止图像SI3，使得可以在显示设备20上将运动图像Ml和静止图像SIl同时显示为水平图像阵列。也可以分别将运动图像Ml和静止图像SIl缩小为运动图像Μ2和静止图像SI2，使得可以在显示设备20上将运动图像Ml和静止图像SIl同时显示为垂直图像阵列。[实施例的概述]根据如上所述的本发明实施例，辐射照相系统10包括辐射检测器16，具有排列成行和列的像素50，用于将辐射X转换为信号电荷，存储所述信号电荷，以及输出所存储的信号电荷作为运动图像信号或静止图像信号。辐射照相系统10也包括检测器控制器46，通过控制用于将辐射X转换为信号电荷并且存储所述信号电荷的存储时间段Ts、Tst和用于读取所存储的信号电荷的读出时间段Tr、Trd，将辐射检测器16切换到运动图像捕获模式或静止图像捕获模式。检测器控制器46控制用于获取静止图像信号的时序，使得在检测器控制器46在运动图像捕获模式的周期期间{Tck(TS+Tr)}从辐射检测器16获取运动图像信号时，获取静止图像信号的情况下，针对静止图像信号的存储时间段(Tst)和读出时间段(Trd)之和(Tst+Trd)是运动图像捕获模式的周期Tck的整数倍(Ts+Tr = TckXn，其中 η是大于等于2的整数)。通过重复地捕获运动图像、静止图像和运动图像，在相继地获取运动图像时，与捕获辐射照相图像同步地在运动图像之间获取高质量的静止图像。当要使用造影剂来捕获所关心的受检查者的身体区域(即感兴趣的身体区域)的运动图像时，在捕获运动图像并且随后捕获静止图像时，可能没有完成整个图像捕获过程。 在一些情况下，当医生正在诊断运动图像时，可能需要重复地捕获医生从运动图像中注意到的受检查者身体区域的静止图像。根据本发明实施例的辐射照相设备适用于这种情况。因为检测器控制器46根据装仓过程获取运动图像信号，所以所获取的运动图像信号具有较高的S/N比。显示设备20可以同时显示基于运动图像信号的运动图像和基于静止图像信号的静止图像。例如，显示设备20可以同时显示运动图像Μ2和静止图像SI2，或者运动图像Μ3 和静止图像SI3。因此，当正在捕获受检查者22的感兴趣的身体区域的静止图像，同时医生诊断使用造影剂捕获的身体区域的运动图像时，可以在显示设备20上同时观察到感兴趣身体区域的运动图像和静止图像。尽管已经详细示出和描述了本发明的特定优选实施例，应当理解的是在不脱离所附权利要求所限定的本发明范围的情况下，可以对这些实施例进行各种变化和修改。例如， 可以使用间接型辐射转换器，来取代前述使用由ale等材料制成的光电转换层51的直接转换型辐射检测器16。这种间接型辐射转换器具有闪烁器，使用例如CsI:Tl (铊掺杂的碘化铯)、CsI Na (钠激活的碘化铯)、GOS (Gd2O2S Tb)等荧光体将放射线转换成荧光，并通过光电二极管对荧光进行光电转换。
权利要求
1.一种辐射照相设备，包括辐射检测器(16)，具有排列成行和列的像素(50)的矩阵，用于将辐射(X)转换为信号电荷，存储所述信号电荷，以及输出所存储的信号电荷作为运动图像信号或静止图像信号； 以及检测器控制器(46)，通过控制至少存储时间段(Ts、Tst)和读出时间段(Tr、Trd)，将所述辐射检测器(16)切换到运动图像捕获模式或静止图像捕获模式，其中，在所述存储时间段(Ts、Tst)期间，将辐射(X)转换为信号电荷并且存储所述信号电荷，在所述读出时间段 (Tr, Trd)期间，读取所存储的信号电荷，其中所述检测器控制器G6)控制用于获取静止图像信号的时序，使得在所述检测器控制器G6)在运动图像捕获模式的周期{Tck(TS+Tr)}期间从所述辐射检测器(16)获取运动图像信号时，获取静止图像信号的情况下，针对静止图像信号的存储时间段(Tst)和读出时间段(Trd)之和(Tst+Trd)是运动图像捕获模式的周期(Tck)的整数倍，Ts+Tr = Tck Xn，其中η是大于等于2的整数。
2.根据权利要求1所述的辐射照相设备，其中所述检测器控制器G6)根据装仓过程获取运动图像信号。
3.根据权利要求1所述的辐射照相设备，还包括显示设备00)，用于同时显示基于运动图像信号的运动图像和基于静止图像信号的静止图像。
4.一种辐射照相方法，其中由检测器控制器G6)将辐射检测器(16)切换到运动图像捕获模式或静止图像捕获模式，所述辐射检测器(16)具有排列成行和列的像素(50)的矩阵，用于将辐射(X)转换为信号电荷，存储所述信号电荷，以及输出所存储的信号电荷作为运动图像信号或静止图像信号，检测器控制器G6)通过控制至少存储时间段(Ts、Tst)和读出时间段(Tr、Trd)，将所述辐射检测器(16)切换到运动图像捕获模式或静止图像捕获模式，其中在所述存储时间段(Ts、Tst)期间，将辐射(X)转换为信号电荷并且存储所述信号电荷，在所述读出时间段(Tr、Trd)期间，读取所存储的信号电荷，所述辐射照相方法包括以下步骤在所述检测器控制器G6)在运动图像捕获模式的周期期间从所述辐射检测器(16)获取运动图像信号时，获取静止图像信号的情况下，将针对静止图像信号的存储时间段CTst) 和读出时间段(Trd)之和(Tst+Trd)设置为运动图像捕获模式的周期(Tck)的整数倍， Ts+Tr = TckXn，其中η是大于等于2的整数；以及在如下周期中控制用于获取静止图像信号的时序该周期是运动图像捕获模式的周期 (Tck)的整数倍，Ts+Tr = TckXn，其中η是大于等于2的整数。
全文摘要
在检测器控制器在运动图像捕获模式的周期Tck(Ts+Tr)期间从辐射检测器(16)获取运动图像信号时，获取静止图像信号的情况下，控制获取静止图像信号的时序，使得对于静止图像信号的存储时间段Tst和读出时间段Trd之和(Tst+Trd)是运动图像捕获模式的周期Tck的整数倍(Ts+Tr＝Tck×n，其中n是大于等于2的整数)。
文档编号A61B6/00GK102309333SQ201110152228
公开日2012年1月11日 申请日期2011年6月8日 优先权日2010年6月10日
发明者中津川晴康, 吉田丰, 大田恭义, 岩切直人, 西纳直行 申请人:富士胶片株式会社