X射线成像仪制造技术

一种为获得Ｘ射线透视图像或类似的图像使用二维射线传感器的仪器。在生产性射线成像之前用小剂量进行监控射线成像。生产性射性成像的射线成像条件，特别是射线发射周期或射线发生器的管电流是基于在监控射线成像时从二维射线传感器上感兴趣区域收集的电荷量与生产性射线成像时在感兴趣区域上要求的电荷量之比率计算的。为了获得高质量的图像，生产性射线成像将依据计算结果进行操作。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及X射线成像仪，例如用于医用成像或工业无损伤检测等。常规上，使用X射线软片和图像底片的普通射线成像仪器已被用于大量的肺结核和肺癌医用检查中。近年来，仪器技术的发展使之能够借助于二维X射线传感器(此后称平板传感器)进行实时阅读〔例如日本专利公报(未审查)S59-211263和日本专利公报(未审查)H2-164067〕。平板传感器包括直接变换型和间接变换型。直接变换型的平板传感器有许多的矩阵形式排列在平板上的开关元件(TFT开关)，在其上有叠加起来的半导体层。为了以电数字信号方式输出荧光图像，X射线光子在半导体层上彼此换成电信号。间接变换型平板传感器有以矩阵形式排列的连接在一起的光电二极管和开关元件，和叠加在光电二极管列阵(半导体层)上的闪烁体(荧光物质)层。入射在闪烁体上的X射线产生光信号，此光信号则在光电二极管上被变换成电信号。在这些平板传感器中，与各个对应列共用的门线被连接至象素的开关元件。传送给门线的激励信号开启各自对应列的开关元件从而象素上的电荷信号从通常各自对应行的数据线输出。输出的电荷信号被输入到信号阅读电路。经过电荷对电压的变换与放大之后，信号将逐个象素进行模数转换，然后输入到图像处理器件或类似的器件。常规上，为了避免欠曝光和过曝光，普通的射线成像仪器使用分离的光电定时器。光电定时器具有设置在X射线软片(X射线入射表面)背面的半导体X射线传感器。在实际射线成像时，光电定时器监控着入射至X射线传感器上的X射线剂量。通过检查其积分值是否超过预定值来确定射线成像的终止时间。然而此方法造成一个问题，即光电定时器的影子将落在X射线软片上。而在光电定时器制作得如此薄以致于不出现在射线成像图像中的情况下，则要求的X射线灵敏度的水平难以保证。为了用研制的平板传感器实现同样目的最佳射线成像，最近人们提出一个建议方案〔例如日本专利公报(未审查)H7-72259〕。此专利公报所描述的专利技术的要点在于，在X射线照射期间对预先确定的监控象素频繁地进行间断式地阅读，当总和达到预定量时就遮档住X射线。但是专利公报H7-72259描述的专利技术有一缺点，即在阅读法操作时，会消除有关列的所有数据。此列共用了具有监控象素的门线。存储这些数据到存储器内以使今后在射线成像中使用这些数据是可能的。但是在实际情况下阅读时会发生时间漂移或滞后，这将引起两类列之间的图像质量的差异。其中一类是包括其数据频繁地被读取的监控象素的列，另一类是普通象素的列。顾及上述的技术现状，本专利技术的目的是要提供一种能获得X射线成像的射线成像仪器。该仪器具有二维X射线传感器，并总能实现最佳曝光下的射线成像从而获得相同质量的图像。按照本专利技术，上述目的是通过具有二维辐射传感器的X射线成像仪实现的，其包括用于照射试件射线发生器；二维射线传感器，其具有为了变换通过试件发射出的射线成为电荷信号的二维排列的检测元件，和分别连接到检测元件的开关；门激励电路，它能连续地逐列激励连接到二维射线传感器上的检测元件上的开关；信号阅读电路，其用于把从二维射线传感器数据线上输出的电荷变换成电压并放大和数字化；控制电路，其用于控制门激励电路的信号阅读电路；顺序控制器，其用于控制射线发生器的射线发生顺序，以便用各自的射线成像条件来实现监控射线成像和后续的生产性射线成像；射线成像条件计算单元，其用于计算生产性射线成像的射线成像条件和至少对顺序控制器应用此射线成像条件进行生产性射线成像，而其计算是基于监控射线成像时通过信号阅读电路从二维射线传感器收集到的电荷量与生产射线成像时所要求的电荷量之比。根据本专利技术，射线成像仪器是基于在监控射线成像时从二维射线传感器收集的电荷与在生产性射线成像时所要求的电荷量之比为生产性射线成像确定射线成像条件。因此生产性射线成像总是在最佳射线成像条件进行。况且在本专利技术中，为了确定射线成像条件，信息(即收集的电荷)是通过先前的生产性射线成像的监控射线成像收集而来的。本专利技术不执行在生产性射线成像时从特殊元件上为了确定射线成像条件获得的信息的成像过程。因此，不存在包括特定的检测元件的列引起的降低信号水平的情况，从而确保了获得相同质量的图像。射线成像条件计算单元可以计算照射周期或射线发生器的管电流以此作为生产性射线成像的射线成像条件。虽然不是限制性的，但下述的技术可以用来为生产性射线成像确定射线成像条件。(1)将出现在感兴趣区域内的所述检测元件的电荷的积分值作为收集的电荷量考虑进行计算，所述检测元件的电荷包含在通过监控射线成像获得的二维射线传感器检测元件的电荷之中，并且基于在生产性射线成像中收集的电荷量与感兴趣区域内要求电荷量的积分值之比计算照射周期；以及(2)将出现在感兴趣区域内的所述检测元件中具有最大值的电荷作为收集的电荷量考虑，该检测元件的电荷包含在通过监控射线成像获得的二维射线传感器检测元件的电荷之中，并将在二维射线传感器具有线性输入/输出特性范围的最大电荷作为所要求的电荷量考虑，并且基于收集的电荷量与所要求的电荷量之比计算照射周期。特别是后一个，即技术(2)，通过生产性射线成像技术得到的感兴趣区域内的所有象素均出现在二维射线传感器有线性输入/输出特性的范围内。这些象素中没有一个是饱和电荷故可实现高质量的图像。射线生成顺序是不受限制的。例如，X射线可以为监控射线成像发射，然后停止，此后再为生产性射线成像发射。在此情形下，为了为生产性射线成像确定射线成像条件，电荷是在监控射线成像之后而生产射线成像之前的无X射线发射期间从二维射线传感器阅读出的。在不同的射线生成顺序的条件下，X射线连续地为监控射线成像生产性射线成像发射。在此情形下，电荷是从二维射线传感器被阅读而X射线则为监控射线成像发射。这样电荷阅读的优点是减少射线成像要求的时间。但是当电荷从二维射线传感器中特别的列被阅读时，其它列则被X射线照射，引起发生在列与列之间X射线照射周期的变化。这样X射线照射周期的变化将引起生产的图像有梯度密度变化。因此，根据X射线照射周期的变化，逐列调节从二维射线传感器的阅读是可取的办法。当要求的电荷量超过二维射线传感器线性输入/输出特性区的最大值时，为了更好地执行多次生产性射线成像，射线生成顺序将受到控制，借此使通过生产性射线成像得到的二维射线传感器检测元件上的电荷落入二维射线传感器的线性输入/输出特性区内。把多次执行生产性射线成像获得的图像相加形成一个图像。因此，当具有大的动态范围的二维射线传感器被使用时，就获得了高质量的图像。为了阐明本专利技术，优选了几种形式的附图展示于此。须指出的是，本专利技术并不限于图示的结构和仪器配置。附图说明图1是本专利技术实施例的方块图；图2是在本实施例中对应于一个象素的一个二维X射线传感器的结构示意图；图3是本专利技术实施例中执行X光成像的顺序的示意图；图4是X光成像顺序的改进方案1的示意图；图5是X光成像顺序的改进方案2的示意图；图6是X光成像顺序的改进方案3的示意图；图7是X光成像顺序的改进方案4的示意图；图8是X光成像顺序的改进方案5的示意图；图9是监控成像的一个示例图；图10是入射到二维X射线传感器上的X射线剂量(输入)和累积在象素中的电荷(输出)的输入输出特性曲线图。下面将参考附图详细描述本专利技术的优选实施例。图1是本专利技术实施例的方块图。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用二维射线传感器的射线成像仪器，其中包括： 用于照射试件的射线发生器； 所述二维射线传感器，其具有为了变换通过所述试件发射出的射线成为电荷信号以二维排列的检测元件，和分别连接到检测元件的开关； 连续地逐列激励连接到二维射线传感器上的所述检测元件上的开关的门激励电路； 将从二维射线传感器数据线上输出电荷加变换成电压并放大和数字化的信号阅读电路； 控制所述门激励电路和所述信号阅读电路的控制电路； 顺序控制器，其控制所述射线发生器的射线发生顺序，用各自的射线成像条件来实现监控射线成像和后续的生产射线成像； 射线成像条件计算单元，其用于计算生产性射线成像的射线成像条件和至少对顺序控制器应用此射线成像条件进行生产性射线成像，而其计算是基于监控射线成像时通过信号阅读电路从二维射线传感器收集到的电荷量与生产射线成像时所要求的电荷量之比。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：及川四郎，足立晋，竹本隆之，山根康邦，
申请(专利权)人：株式会社岛津制作所，夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]