CN100528086C

CN100528086C - 射线成像设备、设备控制方法和计算机可读存储介质

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Publication number: CN100528086C
Application number: CNB2007101012769A
Authority: CN
Inventors: 远藤忠夫; 龟岛登志男; 八木朋之; 竹中克郎; 横山启吾
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2006-04-21
Filing date: 2007-04-20
Publication date: 2009-08-19
Anticipated expiration: 2027-04-20
Also published as: US20080011958A1; US20090224163A1; US7750309B2; EP1847220B1; EP1847220A2; CN101057784A; EP1847220A3; US7550733B2; JP4868926B2; JP2007289281A

Abstract

本发明提供一种射线成像设备，其能够进行在连接有C臂的状态下进行的连接状态射线摄影和在C臂断开的状态下进行的非连接状态射线摄影，操作方便，并能获得高质量的图像，所述设备包括：平板检测器；用于至少保持平板检测器的保持单元；以及用于控制平板检测器的控制单元。利用这种结构，平板检测器可以与保持单元连接和断开；可以在平板检测器与保持单元相连接的情况下进行连接状态射线摄影，以及在平板检测器与保持单元断开连接的状态下进行非连接状态射线摄影；控制单元这样控制平板检测器，使得在非连接状态射线摄影期间平板检测器的发热量可以小于在连接状态射线摄影期间平板检测器的发热量。

Description

射线成像设备、设备控制方法和计算机可读存储介质

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。

此外，在荧光镜摄影时，根据每种情况X射线检测器必须被驱动几秒到几分钟或者更长的时间。因此，和静止图像驱动相比，X射线检测器的发热，尤其是读出电路单元的发热和AD转换电路单元(ADC)的发热不能被忽略。此外，在荧光镜摄影时，和静止图像相比，需要增加ADC的数量，因而可能增加来自ADC的发热。

此外，在荧光镜摄影时，当需要向离开几米到几十米的主体传送由ADC转换的数字数据时，为了高速传送数字数据，需要线路驱动器和线路接收器，这也引起来自电部分的发热问题。

此外，在和C臂相连的FPD的状态下，借助于通过与C臂的连接点进行交换而进行热的传导和辐射，而在FPD和C臂分离的状态下，热辐射环境变差。因此，在和C臂分离的FPD的状态下，FPD的发热是个问题。

作出本发明便是为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种射线成像设备，其能够在FPD和C臂分离的状态下减少FPD发热的不利影响，并能够在FPD和C臂连接以及分离的两种状态下进行射线摄影。

本发明的目标在于提供一种射线成像设备，其能够容易地获得高质量的图像，并能够实现在C臂连接状态下进行的连接状态射线摄影和在C臂非连接状态下进行的非连接状态射线摄影。

按照本发明的射线成像设备包括平板检测器，用于至少保持该平板检测器的保持单元，以及用于控制平板检测器的控制单元。利用这种结构，平板检测器可以与保持单元连接和断开，可以在平板检测器连接到保持单元的情况下进行连接状态射线摄影，以及在平板检测器与保持单元断开连接的情况下进行非连接状态射线摄影，控制单元这样控制平板检测器，使得在非连接状态射线摄影期间平板检测器的发热量可以小于在连接状态射线摄影期间平板检测器的发热量。

按照本发明的用于控制射线成像设备的方法包括：提供平板检测器以及用于至少保持该平板检测器的保持单元，可连接平板检测器和保持单元并可使平板检测器和保持单元断开；在平板检测器连接到保持单元的情况下进行连接状态射线摄影，以及在平板检测器与保持单元断开连接的情况下进行非连接状态射线摄影。利用这种配置，将平板检测器控制成使得在非连接状态射线摄影期间平板检测器的发热量可以小于在连接状态射线摄影期间平板检测器的发热量。

按照本发明的用于控制射线成像设备的方法这样控制平板检测器，使得在非连接状态射线摄影期间平板检测器的功率消耗可以小于在连接状态射线摄影期间平板检测器的功率消耗。

一种计算机可读存储介质，存储用于命令计算机控制按照本发明的射线成像设备的程序，该射线成像设备包括平板检测器以及用于至少保持该平板检测器的保持单元，可连接平板检测器和保持单元并可使平板检测器和保持单元断开，该存储介质使计算机可控制射线成像设备，以便在保持单元连接到平板检测器的情况下进行连接状态射线摄影，以及在保持单元与平板检测器断开连接的情况下进行非连接状态射线摄影。利用这种配置，所述程序使计算机可以这样控制平板检测器，使得在非连接状态射线摄影期间平板检测器的发热量可以小于在连接状态射线摄影期间平板检测器的发热量。

存储用于命令计算机控制按照本发明的射线成像设备的程序的计算机可读存储介质使计算机可以这样控制平板检测器：使得在非连接状态射线摄影期间平板检测器的功率消耗可以小于在连接状态射线摄影期间平板检测器的功率消耗。

按照本发明，即使在非连接状态射线摄影期间平板检测器的热辐射环境差时，也可以抑制平板检测器的发热量。

由下面参照附图进行的例举的实施例的说明可以清楚地看出本发明的其它特征。

附图说明

图1表示在按照用于实施本发明的第一方式的X射线成像设备中X射线检测器的电路结构；

图2表示在按照用于实施本发明的第一方式的X射线成像设备中X射线检测器的电路结构；

图3是图1和图2所示的像素的二维表示；

图4是用于说明在图3所示的驱动电路内部的电路的例子；

图5是表示图3所示的驱动电路的操作的定时图；

图6是用于描述图3所示的读出电路的内部的电路的例子；

图7是表示图6所示的读出电路的操作的定时图；

图8表示在按照用于实施本发明的第二方式的X射线成像设备中X射线检测器的电路；

图9是表示图8所示的操作的定时图；

图10表示按照用于实施按照本发明的第二方式的X射线成像设备，并表示在连接状态射线摄影和非连接状态射线摄影之间用于转换运算放大器偏置电流的电路；

图11是图1和图2所示的像素的二维表示；

图12表示按照用于实施本发明的第三方式的X射线检测器的操作的状态(非连接状态射线摄影)；

图13表示按照用于实施本发明的第三方式的平板X射线检测器的读出电路单元，以及用于在“使能”和“禁止”之间转换的电路单元；

图14表示按照用于实施本发明的第四方式的平板X射线检测器的电路；

图15表示按照用于实施本发明的第四方式的操作(连接状态射线摄影)的定时图；

图16表示按照用于实施本发明的第四方式的操作(非连接状态射线摄影)的定时图；

图17表示按照用于实施本发明的第五方式的操作(非连接状态射线摄影)的定时图；

图18表示按照用于实施本发明的第六方式的X射线成像设备，并表示C臂和X射线检测器的结构；

图19是表示可以应用本发明的可移动的X射线成像设备的略图；

图20是表示可以应用本发明的可移动的X射线成像设备的略图；

图21A和21B表示连接检测单元的例子；以及

图22是表示由在C臂处提供的连接检测单元检测连接状态以及按照控制信号控制X射线成像单元的略图。

具体实施方式

下面参照附图具体地说明用于实施本发明的方式。

(用于实施本发明的第一方式)

图1表示在按照用于实施本发明的第一方式的平板X射线检测器(射线成像设备)的电路结构。像素101主要由光电转换元件(PD)和开关元件(TFT)构成。PD可以是X射线检测元件，用于把X射线直接转换成电荷，或者是用于把可见光转换成电荷的光电二极管。当是光电二极管时，需要用于把X射线暂时转换成可见光的荧光体(在附图中未示出)。光电转换元件PD被来自电源控制单元104的电压Vs偏置，TFT的栅极电压由来自驱动单元103的信号驱动。驱动电路单元103是移位寄存器。TFT的栅极导通电压(栅极电压)由电源控制单元104施加到驱动电路单元103的电压Vcom确定。TFT的栅极截止电压由电源控制单元104施加到驱动电路单元103的电压Vss确定。光电转换元件PD的信号通过TFT输出到读出电路单元102。

读出电路单元102的初级部分由运算放大器(AMP1)配置，其是积分电路。在运算放大器AMP1的积分电路中的电容器CF1、CF2可以由来自定时产生单元107的信号GAIN1转换。运算放大器AMP1的输出通过电容器C3被输入到下一级的运算放大器AMP2。连接到运算放大器AMP2的反馈端的电容器C4、C5可以由信号GAIN2转换，可以选择运算放大器AMP2的放大率(增益)。运算放大器AMP2的输出由电容器C6积累，用于采样和保持，然后通过后级的运算放大器AMP3被输出到AD转换单元105。经过AD转换的数字信号被存储在算术运算单元106的存储器中。运算放大器AMP1，AMP2和AMP3借助于“+”侧电源电压Vdd和“-”侧电源电压Vee而工作。AD转换单元105的电源电压是Vcc。定时产生单元107提供驱动电路单元103和读出电路单元102所需的数字信号。算术运算单元106包括CPU，并包括存储器。

在用于实施本发明的本方式中，在包括CPU的算术运算单元106的命令下，在电源控制单元104中的每个电源可以提供多个电源电压。图1所示的X射线成像设备具有将其连接到图19所示的C形支撑臂(C臂)的端部的结构，还被配置成在所述臂和所述设备断开的情况下进行射线摄影，如图20所示。

图19和20表示适用于按照本发明的X射线成像设备的可移动的X射线成像设备。平板X射线检测器11包括具有检测平面的X射线检测传感器，在检测平面上以二维阵列设置有多个光电转换元件，还包括电气元件单元。平板X射线检测器11和连接机构19相连。射线源12通过一对支撑板17被固定。

如这些图所示，射线源12和平板X射线检测器被固定到C形支撑臂(C臂)16上。C臂16通过连接机构15和26与支柱14相连。利用这种结构，射线源12被固定成使得发射的X射线的中心与图像检测单元11的检测平面的中心相匹配。

可以使用连接机构14和15使C臂16顺时针或逆时针转动，并使其沿着支柱14上下运动，由此在摄影期间改善方便性。可移动的X射线产生设备13具有轮子25，因而可以在医院内移动。控制单元20控制X射线产生设备，控制单元21控制平板X射线检测器，附图标记22代表操作和显示单元。

图20表示平板X射线检测器11被从连接机构19除去的状态，其作为图19所示的状态的一种改变。平板X射线检测器11被安装在床24和躺在床24上的对象23之间，在对象的背上。当平板X射线检测器11被从连接机构19除去时，可以和控制单元21进行无线通信，以无线方式传递控制信号和图像数据。射线源12在平板X射线检测器11上方被对准，处于可以垂直于平板X射线检测器11的检测平面发射X射线的位置。

为了进行对准，C臂16在纸面内由图20所示的位置逆时针转动大约45度。射线源12使用支撑轴18作为转动中心，在支撑板17上由图19所示的位置顺时针(A方向)转动大约45度。根据情况可以反时针(B方向)转动。射线源12也可以沿C臂16的弧的切线上C和D方向并也在支撑板17上转动。支柱14也可以在垂直轴线上转动，并且整个C臂16可以在垂直轴线上转动。因为射线源12可以进行具有自由度的运动，图像检测单元可以和固定的结构脱开，从而可以在安装该单元的任何合适的位置照射X射线。

在图19中，C臂(保持单元)16保持着平板X射线检测器11和射线源12。平板X射线检测器11可以和C臂16连接和断开。可以进行在平板X射线检测器11与C臂16相连的状态下的连接状态射线摄影以及在平板X射线检测器11与C臂16断开状态下的非连接状态射线摄影。算术运算单元106和电源控制单元104控制平板X射线检测器11，使得在非连接状态射线摄影期间平板X射线检测器11的发热量低于在连接状态射线摄影期间平板X射线检测器11的发热量。实际上，算术运算单元106和电源控制单元104控制平板X射线检测器11，使得在非连接状态射线摄影期间平板X射线检测器11的功率消耗低于在连接状态射线摄影期间平板X射线检测器11的功率消耗。优选地，它们这样进行控制，使得在非连接状态射线摄影期间读出电路单元102的功率消耗可以小于在连接状态射线摄影期间读出电路单元102的功率消耗。

当平板X射线检测器和C臂16相连时(如图19所示)进行的射线摄影被称为“连接状态射线摄影”，当平板X射线检测器和C臂16断开时(如图20所示)进行的射线摄影被称为“非连接状态射线摄影”。在连接状态射线摄影和非连接状态射线摄影中，电源控制单元104中的传感器偏置Vs、TFT导通电压Vcom、读出电路单元102中运算放大器的电源电压Vdd和Vss、以及AD转换单元105的电源电压当中的至少一个被转换。即，和连接状态射线摄影相比，在非连接状态射线摄影下，这样进行控制，使得供给平板X射线检测器的功率较小(电源电压van较低)，因而和连接状态射线摄影相比，在非连接状态射线摄影期间的发热量被抑制。

算术运算单元106和电源控制单元104这样控制平板X射线检测器11，使得在非连接状态射线摄影期间读出电路单元102的电源电压Vdd和Vee可以小于在连接状态射线摄影期间读出电路单元102的电源电压Vdd和Vss。此外，它们这样控制平板X射线检测器11，使得在非连接状态射线摄影期间转换元件PD的偏置Vs或开关元件TFT的驱动电压Vcom可以小于在连接状态射线摄影期间转换元件PD的偏置Vs或开关元件TFT的驱动电压Vcom。

X射线成像设备借助于通过和C臂的连接点与连接到C臂的平板X射线检测器11进行热交换，从而进行热传导和热辐射。下面参照图18说明其中的细节。当平板X射线检测器11不和C臂相连时，热辐射环境较差。因此，在用于实施本发明的本方式中，当平板X射线检测器11不和C臂相连时，减少平板X射线检测器11的电压，减少功率供应，因而和平板X射线检测器11与C臂相连的状态相比，发热量被抑制。

一般地说，电压Vdd和Vss取决于运算放大器的生产工艺。如果电源电压改变，在许多情况下，放大器的各种特性也改变。例如，运算放大器AMP1在电容器CF1中积累来自像素101的信号，但是如果运算放大器AMP1的电源电压降低，则在电容器CF1上积累的电荷量便改变。即，所说的“动态范围”改变。在这种情况下，在连接状态射线摄影和非连接状态射线摄影期间，不仅可以增加电源电压，而且还可以增加电容器CF2以供使用。即，当由于电源电压改变而使得特性改变时，要提前掌握所述改变，并进行用于对其补偿的驱动。

可能存在因为运算放大器的可靠性而使得电源电压不能显著地改变的情况。在这种情况下，电源控制单元104的电源的精度要被改善，并且可以在推荐的工作条件的范围内(例如5V±0.5)被转换。

AD转换单元105的电源Vcc与Vdd以及Vss类似。和运算放大器相比，像素101的Vs不需要很大量的电流。不过，因为具有大量像素，X射线检测元件和开关元件具有温度特性，所以希望电源控制单元104在连接状态射线摄影和非连接状态射线摄影之间改变功率消耗。

具体地说，当使用直接X射线检测元件时，一般0.5-1毫米厚的非晶硒被蒸发。因此，这比间接类型X射线检测元件需要更高的电场，应当对提供给X射线检测元件的偏置Vs施加5000-10000V的电压。在用于实施本发明的本方式中，在非连接状态射线摄影下的Vs电源电压可被转换，以避免由高压引起的发热问题。

此外，通过减少读出电路单元102的电源电压，读出电路单元102的动态范围减小。为了补偿这个减少，可以减小Vs和Vcom。

图2表示在按照用于实施本发明的第一方式的X射线成像设备中平板X射线检测器的电路结构，并示出了除去图1所示的电路之外的电路。在图2中，在图1中也示出的电路元件被加以相同的附图标记。

和图1相比图2的不同点在于，在读出电路单元102中的运算放大器(AMP1，AMP2，AMP3)利用单个电源(Vdd)操作，并且和每个运算放大器的非反相输入端相连的参考电位(Vref1)由电源控制单元104提供。如参照图1所述的，在非连接状态射线摄影期间，电源电压Vdd被减小，并利用减小的功率供应驱动，因而发热被抑制。于是，如果发生动态范围相应的减小和其它不便因素，则可以改变电源控制单元104的参考电位Vref1。此外，在图2中，Vref1公共线提供运算放大器AMP1，AMP2和AMP3的参考电位。不过，根据需要，可以使用另一个系统提供这个电位。在这种情况下，电源控制单元104提供3种类型的参考电位(Vref1，Vref2，Vref3)，并且其中的每一个可被独立地转换。

图3以6×6＝36个像素的两维表达示出了图1所示的像素101。例如，为了在医学上射线摄影人的胸部，对于例如41厘米×41厘米的光接收区域，例如需要大约160微米间距的分辨率。在对于160微米间距的41厘米×41厘米的光接收区域的情况下，像素的数量是2560×2560，即大约6.65百万个像素。

在图3中，S1-1到S6-6代表光电转换元件或X射线检测元件(射线检测元件)。在间接系统中，材料是非晶硅。在直接系统中，材料是非晶硒。射线检测元件被传感器偏置源Vs 1101偏置。T1-1到T6-6代表开关元件，一般由非晶硅薄膜晶体管TFT构成，而与直接的或间接的系统无关。G1-G6代表用于驱动TFT的驱动栅极布线，M1-M6代表用于通过TFT读取射线检测元件的信号的读取布线。G1-G6通过主要由移位寄存器电路构成的驱动电路单元1103驱动。读取布线M1-M6被读取电路单元1102读取。X射线检测元件S1-1到S6-6、开关元件T1-1到T6-6、栅极布线G1到G6以及信号布线M1到M6被统称为“射线检测电路单元(射线检测基板)1104”。

像素包括转换元件S1-1到S6-6，它们在射线检测基板1104上以行和列的矩阵排列，并把射线转换成电信号，还包括开关元件T1-1到T6-6。驱动布线G1-G6沿行的方向和开关元件T1-1-T6-6相连。信号布线M1-M6沿列的方向和开关元件S1-1到S6-6相连，并用于传送电信号。驱动电路单元1103和驱动布线G1-G6相连。读取电路单元1102和信号布线M1-M6相连。

图4是用于说明驱动电路单元1103内部的电路的例子。其对应于图3所示的驱动电路单元1103。通过设置D触发器1201和与门元件1202来配置移位寄存器，如图4所示。它们被3个信号即OE，SIN和CPV控制。一般地说，D触发器和与门元件是数字电路，其输入/输出电压和用于生产该元件的处理步骤有关。一般地说，高(Hi)逻辑的输入/输出电压是5V系统。不过，按照最近对较低功率消耗的要求和处理技术的进展，发布了作为利用3.3V或更低的电压操作的系统的一些元件。不过，一般地说，射线检测基板1104的开关元件由非晶硅制成，并且在当前用于生产非晶硅TFT的处理技术下需要5V或更高的驱动电压。因此，提供电平移动电路1203，用于转换成和非晶硅开关元件TFT的特性匹配的驱动电压。

图5是表示图3所示的驱动电路单元(移位寄存器)的操作例子的定时图。在这个例子中，G1-G6的输出被逐级地移动。

图6是用于描述图3所示的读取电路1102内部的电路的例子。其对应于图1所示的读出电路单元102。不过，为了简明，在图1所示的读出电路单元102中的运算放大器AMP2的部分被省略了。在运算放大器AMP1中电容器CF1和CF2之间转换的部分也被省略了。

A1-A6代表运算放大器，并且通过配置电容器CF1-CF6用作为积分器，如图6所示。SW1-SW6是用于复位电容器CF1-CF6的积分电荷的开关元件，并由控制信号RC进行复位。C1-C6是变换元件，用于对信号A1-A6进行采样和保持，这些信号通过开关元件Sn1-Sn6的导通和截止进行采样和保持。开关元件Sn1-Sn6通过控制信号SH被导通和截止。B1-B6代表用于正确地传送电容器C1-C6的信号电位的缓冲放大器。关于它们的输出，来自移位寄存器1301的信号从开关Sr1-Sr6施加，并行信号被转换成串行信号，并通过放大器1302输出。

图7是表示图6所示的读取电路1102的操作例子的定时图。也说明图4所示的驱动电路单元(移位寄存器)1103的操作。

首先说明第一行的操作。由X射线转换元件S1-1到S6-1光电转换的信号电荷在开关元件T1-1到T6-1由信号G1导通之后通过信号布线M1-M6被输入到读取电路单元1102的运算放大器A1-A6(传递操作)。结果，信号电荷被积累在电容器CF1-CF6中。然后，信号SH达到高电平(ON)，并被集中地传递到电容元件C1-C6用于采样和保持。关于电容器C1-C6的信号，在接收来自移位寄存器1301的信号Sr1-Sr6之后，按照时间顺序把并行数据重新排列成串行数据，并输出一行的信号(串行转换操作)。

下面说明第二行的操作。按照图6所示的结构，在第一行数据中按照采样和保持信号SH在电容器C1-C6中进行采样和保持之后，可以进行第二行的数据的传递操作。即，电容器CF1-CF6由信号RC复位，然后借助于信号G2进行传递操作，并进行串行转换操作。类似的操作被重复。

在图6所示的电路中，采样和保持电路使得能够同时进行第(n+1)行中的传递操作和第n行中的串行转换操作。

用于一行的读取时间Tr大致是用于复位积分电容器的时间(RC)和驱动电路单元1103的移位寄存器导通的时间(即TFT导通时间)(OE)以及采样和保持时间(SH)之和。

Tr≈RC+OE+SH

用于一行的时间Tr大致是读取电路单元1102的移位寄存器1301的脉冲宽度Sr1-Sr6以及采样和保持时间SH之和(Sr1+Sr2+...Sr6+SH)。

Tr≈Sr1+Sr2+Sr3+Sr4+Sr5+Sr6+SH

当具有n行时(图3中为6行)，用于一帧的读取时间Tf按下式计算：

Tf＝Tr×(n+1)

(用于实施本发明的第二方式)

图8表示在按照用于实施本发明的第二方式的X射线成像设备(射线成像设备)中的X射线检测电路。图8表示读出电路单元102的初级部分的运算放大器的内部结构，并表示用于转换和输入单元的差动晶体管对(Q1，Q2)相连的电流源801的电流量的配置。

虽然图8表示一个通道的电路，但是一个读出电路单元(IC芯片)102由多个通道例如128个通道或256个通道配置。因此，用于操作读出电路单元102，即用于操作运算放大器所需的电流源801的电流量显著影响读出电路单元102的功率消耗，从而显著影响IC芯片的发热。

在用于实施本发明的本方式中，电流源801的电流量可以在图19所示的C臂被连接的连接状态射线摄影以及图20所示的C臂被除去的非连接状态射线摄影之间进行转换。

算术运算单元106这样控制平板X射线检测器11，使得在非连接状态射线摄影期间运算放大器的电流源801的电流量可以小于在连接状态射线摄影期间运算放大器的电流源801的电流量。

图9是表示图8所示的电路的操作的定时图。图9表示图7所示的一行(Tr)，还表示运算放大器AMP1的模拟输出(VAMP1)。

在射线检测基板1104中的光电转换元件(X射线检测元件)PD中积累的信号电荷被定义为Q。和运算放大器AMP1的反相输入端(-)以及输出端VAMP1相连的积分电容器被定义为CF1。和非反相输入端(+)相连的参考电位被定义为Vref1，输出电位VAMP1用下式表示：

VAMP1＝Vref1-(Q/CF1)

不过，Vref1是参考电位，由光电转换元件PD积累的信号电荷产生的输出电压被定义为Q/CF1。信号RC的用途是通过设置运算放大器AMP1为缓冲状态而复位电容器CF1，并复位来自和反相输入端(-)相连的射线检测基板1104的TFT的信号布线的寄生电容器，虽然附图中未示出。在由信号RC复位电容器CF1之后，TFT的栅极在信号OE的高电平时间内被导通，由下一行的光电转换元件PD积累的信号电荷由电容器CF积累。同时，光电转换元件PD被复位到Vref1，从而准备下一帧的积累操作。

下面接着说明当图8所示的运算放大器被复位时进行的操作。一般地说，当构成差动晶体管对的第一导电类型的晶体管Q1，Q2的栅极电位改变时，漏极电流IQ1，IQ2按下式改变：

IQ1＝I+ΔI

IQ2＝I-ΔI

晶体管Q1，Q2的漏极分别和构成恒流源的第二导电类型的晶体管Q3，Q4的漏极相连，差动电流被输入到第二导电类型的栅极接地晶体管Q5，Q6。当电流通过晶体管Q5时，其被输入到由第一导电类型的晶体管Q7-Q10构成的电流镜电路。通过由于在输出电流即晶体管Q8的漏极电流IQ8与已经通过晶体管Q6的电流IQ6之间的差动电流2ΔI而使相位补偿电容器Cp充电和放电，可以改变输出电压VAMP1。

IQ8＝I1-(I+ΔI)

IQ6＝I1-(I-ΔI)

IQ6-IQ8＝2ΔI

输出电压AMP1的改变被反馈到作为运算放大器的反相输入端(-)的晶体管Q2的栅极，并被稳定在ΔI＝0。

当使复位开关RC导通时，输出端VAMP1被暂时置于信号输出状态。因此，晶体管Q2的栅极电位比晶体管Q1的栅极电位要低信号电压Q/CF1。因此，晶体管Q1导通，晶体管Q2截止。合成的晶体管Q1、Q2的漏极电流的改变用下式表示：

ΔI＝I

因此，相位补偿电容器Cp被差动晶体管对Q1、Q2的偏置电流2I充电，使输出电压VAMP1改变1V所需的时间，即运算放大器AMP1的通过速率SR的倒数用下式表示：

1/SR(sec/V)＝Cp/2I

因此，复位时间RC需要至少由信号电压Vsig＝Q/CF1去相乘而获得的时间。

RC＝Vsig/SR＝Q/CF1×(Cp/2I)

即，为了缩短复位时间RC，相位补偿电容器Cp的值被减小，或者电流源801中的偏置电流值2I增加。

不过，在通过信号RC复位时，运算放大器是缓冲放大器。因此，如果相位补偿电容器的值被减小，则系统变得不稳定。结果，为了在复位时使系统稳定，电容器Cp的值应该相对大。为了对其充电并且提高通过速率SR，需要大的偏置电流值。大的偏置电流值是需要的。偏置电流是除去复位周期之外还要在读取周期中消耗的DC电流，从而增加整个系统的功率消耗。

即，为了缩短读一行所需的时间以便进行高速操作，要增加偏置电流以改善通过速率。另一方面，用这种方法，功率消耗增加，因而发热也增加。因而，相对于功率消耗(发热)速度被折衷。

在图20所示的C臂被断开的非连接状态射线摄影下，平板X射线检测器11的热辐射环境和其中C臂与平板X射线检测器相连的连接状态射线摄影的不同。因此，在用于实施本发明的本方式中，运算放大器的电流源的偏置电流的量被转换，以便抑制发热量。

图10表示按照用于实施按照本发明的本方式，用于在连接状态射线摄影和非连接状态射线摄影之间转换运算放大器电流源的偏置电流的量的电路。在图10中，作为由多通道配置的连接电路的例子示出了在配置第一级的差动晶体管对以及与其相连的电流源之间的连接。

附图标记1009表示运算放大器，附图标记1010表示恒压源，附图标记1011表示用于在连接状态射线摄影和非连接状态射线摄影之间转换的开关。

流经晶体管Q1和Q3的电流Ir1由和Vr、节点A以及GND(地)相连的电阻值R1、R2确定，并且按照开关1011断开时的Ir1＝Vr/(R1+R2)计算。

因为晶体管Q2和Q4被配置为电流镜，电流是Ir1，类似地，Ir1流经和运算放大器的差动晶体管对相连的电流源。

在其中256个通道和输入级相连的读出电路单元中，流过256×Ir1的恒定偏流。此外，当不仅初级单元而且下一级也由运算放大器配置时，还流过两倍的偏流。当开关1011接通时，并且当开关的导通电阻理想地是0时，和节点A以及GND相连的电阻值是R1，流过晶体管Q1，Q2，Q3和Q4的电流Ir2＝Vr/R1，并且Ir2＞Ir1。

在用于实施本发明的本方式中，在连接状态射线摄影期间开关1011被接通，在非连接状态射线摄影期间开关1012被断开，借以转换电流消耗。

在关于图10的说明中，偏流通过转换电阻值而被转换，但是也可以转换和运算放大器1009相连的恒压源1010的电压值VR。

在连接状态射线摄影和非连接状态射线摄影中，电流消耗可以较低，即，在非连接状态射线摄影中发热量可以较小。另一方面，因为复位时所需的时间增加，在非连接状态射线摄影中的速度较低。因为发热量取决于在每个射线摄影系统中驱动的顺序，所以电阻值R1、R2以及电压值VR可以根据情况设置。

例如，在图19所示的连接有C臂的连接状态射线摄影中，进行高速荧光镜射线摄影，而在图20所示的非连接状态射线摄影中，可以进行静止图像射线摄影。

此外，在图20所示的非连接状态射线摄影中，使用被固定到C臂的主体上的X射线源进行摄影。不过，所述射线源不限于此，而可以使用另外的X射线源。

在连接状态射线摄影中，也进行高速荧光镜射线摄影。在非连接状态射线摄影中也进行静止图像射线摄影或低速的简单荧光镜射线摄影。

在非连接状态射线摄影期间，当要求等同于连接状态射线摄影的高速荧光镜射线摄影时，射线摄影时间可以由所考虑的发热的状态来限制。

(用于实施本发明的第三方式)

图11表示使用图3所示的6×6＝36个像素的呈两维阵列的射线检测电路单元1104。与图3的区别在于，和TFT相连的信号布线(图11中的垂直布线)M1-M6在中心被分开，并且读出电路单元(1102，1112)被上下设置。此外，用于驱动TFT的栅极布线(图11中的水平布线)G1-G6的驱动电路单元1103被左右设置。栅极布线G1-G6在中心不被分开。

这样，通过在中心分开信号布线M1-M6，例如，行G1和行G4可以被同时驱动。接着，因为行G2和行G5可被同时驱动，行G3和行G6可以被同时驱动，用于一帧的读取时间可以大约是图3所示的时间的一半。因此可以实现较高速操作。通过连接右边和左边的驱动电路单元1103，可以阻止或减少由栅极布线G1-G6的布线电阻和布线电容引起的栅极驱动脉冲的延迟以及波形的失真。因为栅极布线G1-G6的波形的失真引起偏移输出波形的改变，希望驱动电路单元1103从左右同时被驱动，如图11所示。

另一方面，和图3相比，在图11的电路结构中，必须分别具有两倍数量的读出电路单元和驱动电路单元。

例如，为了在医学上射线摄影人的胸部，对于41厘米×41厘米的光接收区域，需要160微米间距的分辨率。对于间距为160微米的41厘米×41厘米的光接收区域，像素数是2560×2560＝大约6.55百万个像素。

作为例子，当读取电路单元1102和1112的每一个IC配置有320个通道时，在图11所示的情况下，所需的读取电路单元(IC)1102和1112的数量共计为16个，包括上单元和下单元。当驱动电路单元1103的IC配置为每单元320个通道时，所需的驱动电路单元(IC)1103的数量是16个，包括左、右单元。图12表示这个例子的安装状态的概况。

图12表示按照用于实施本发明的第三方式，在非连接状态射线摄影中平板X射线检测器的操作的例子。用于实施本发明的本方式在C臂被连接的连接状态射线摄影中驱动整个IC。在C臂被断开的非连接状态射线摄影中，根据X射线照射区域(照射范围)，只有相应的读取电路单元1102，1112和驱动电路单元1103被操作(使能)。X射线照射区域之外的读取电路单元1102和1112以及驱动电路单元1103不被操作(被禁止)。当X射线照射区域的边界处于读取电路单元1102、1112的通道中时，该读取电路被“使能”。当X射线照射区域的边界处于驱动电路单元1103的通道中时，该驱动电路被“使能”。

在“使能”和“禁止”之间的转投按照输入给每个IC的控制信号来进行。当IC被设置为“禁止”时，和IC被设置为“使能”相比，功率消耗低得多，因而发热量较低。

X射线照射区域由在X射线源的发射单元附近提供的、被自动控制的准直器选择，或者手动确定它。

读取电路单元1102和1112以及驱动电路单元1103例如可被这样选择：预先扫描一次射线检测电路单元1104，由读取电路单元1102和1112的数据识别照射范围，通过随后的射线摄影(在运动图像摄影的情况下)反映结果。

否则，射线摄影引擎可以预先手动地确定照射范围，并可根据所述确定选择读取电路单元1102和1112以及驱动电路单元1103。

图13表示在按照用于实施本发明的第三方式的平板X射线检测器的读取电路单元1102和1112中在“使能”和“禁止”之间转换的电路的例子。图13和图10的区别在于，其包括在晶体管Q1，Q2的栅极和电源之间的开关1012。当开关1012接通时，PMOS(Q2)截止，没有电流流经和每个通道的差动晶体管对相连的电流源，运算放大器不进行操作。即，功率消耗变得极其低，因而发热被抑制。

在图12中，对每个IC提供控制信号。不过，因为X射线照射范围的边界可能在通道中，所以可以在每个IC中提供多个控制线以进行更有效的控制。

图13表示在初级对运算放大器的电流源的控制。不过，当运算放大器在第二级和第三级被串联时，可以进行类似的连接以进行控制。在这种情况下，每个芯片320×3＝960个运算放大器的电流源被停止，由此显著抑制功率消耗，于是大大减少发热量。

在非连接状态射线摄影中，算术运算单元106控制平板X射线检测器11，以便操作用于X射线(射线)照射范围的读取电路单元1102和1112以及驱动电路单元1103，而将用于X射线(射线)照射范围之外的范围的读取电路单元1102和1112以及驱动电路单元1103设置为非操作状态或者减小电流消耗的状态。

(用于实施本发明的第四方式)

图14表示按照用于实施本发明的第四方式的像素的电路。在图14中，用于切断(禁止)通过参照用于实施本发明的第三方式而说明的运算放大器的偏流的控制端子被赋予端子名“IDLE”。此外，用于转换通过参照用于实施本发明的第二方式而说明的运算放大器的偏流量的控制端子被赋予端子名“BIAS”。信号布线从像素被连接到运算放大器(AMP1)的反相输入端。运算放大器(AMP1)的非反相输入端由参考电位1015赋以电位Vref1。开关1013通过保护电阻和运算放大器(AMP1)的输出端相连，从而信号IDLE控制要和Vref1相连的输出端子。即，当信号IDLE导通时，或电路1016使开关1017接通，信号RC的控制不工作，来自运算放大器的反相输入端(-)的信号布线，即平板X射线检测器(X射线检测基板)被偏置到Vref1。

换句话说，输出端和反相输入端不需要运算放大器AMP1在缓冲状态下操作的情况下便可处于等电位，这对减少功率消耗是有利的。

当X射线检测元件(光电转换元件)由例如非晶硅等材料配置时，该元件在加电之后的瞬间在暗电流下是不稳定的，因而需要进行一段时间的伪驱动。这种伪驱动被称为“空载”。在空载期间操作运算放大器(使能)消耗电功率，因而发热。

因此，在这个时间间隔内，平板X射线检测器进行空载操作，并且希望运算放大器处于“被禁止”状态。因而，可以减少用于射线摄影操作的总功率消耗。在用于实施本发明的本方式中，按照信号IDLE，运算放大器被置于“被禁止”状态，偏压Vref1通过开关1017从运算放大器的输出端施加给平板X射线检测器的信号布线。因而，可以通过提供TFT的栅极电压和光电二极管的偏置来进行空载操作。

图15表示按照用于实施本发明的本方式的操作的定时图，并表示在连接状态射线摄影下的定时。X射线检测器的操作由“FPD”表示。

图15的部分(a)表示一个例子，其中连续地发射X射线脉冲，并在不发射X射线时从FPD读取一帧图像数据。射线摄影是荧光镜射线摄影的一个例子。

图15的部分(b)也表示荧光镜射线摄影的一个例子。其表示在连续发射X射线脉冲的周期内不发射X射线时从FPD读取一帧图像数据和一帧FPN(固定的图像噪声)数据的例子。通过从图像数据中减去FPD，平板X射线检测器的固定图像噪声和光电转换元件的残留影像成分被除去。图15的部分(b)表示和图15的部分(a)相比帧频被减小一半。

图15的部分(c)表示在进行图15的部分(a)所示的荧光镜射线摄影时插入静止图像射线摄影的例子。因为静止图像射线摄影数据在详细诊断时是公用的，所以发射比在荧光镜射线摄影期间发射的X射线更多的X射线。在该图中，在荧光镜射线摄影中不采集FPN数据的时候采集在静止图像射线摄影中的FPN数据。在图15的部分(c)中，在静止图像射线摄影之后再次进行荧光镜射线摄影，但是可以通过静止图像射线摄影终止处理。

在图15的部分(a)，(b)和(c)，在任何时间期间IDLE端子都处于“低电平(Lo)”，即，开关1012和1013断开，但运算放大器AMP1工作在“使能”状态。

图16表示按照用于实施本发明的本方式的操作的定时图，并表示在非连接状态射线摄影中的定时。图16表示静止图像射线摄影的顺序。

图16表示“禁止”状态，其中通过使IDLE端子变为高电平(Hi)(接通)，运算放大器的偏流被切断，直到进行静止图像射线摄影以减少功率消耗和抑制发热。不过，在该时间期间内，虽然图中未示出，但偏置被施加到TFT和传感器的驱动端，X射线检测电路被置于空载操作状态。

当发出需要静止图像射线摄影的请求时，发射X射线脉冲，读取图像数据，并再次读取FPN数据。回到空载操作，对第二段数据进行静止图像射线摄影。

在图16的部分(a)中，“IDLE”信号被接通直到照射X射线之前的时间点。在图16的部分(b)中，“IDLE”信号被接通直到照射X射线之后的时间点，即，在进行读取操作紧前面的时间点。任何一种情况都是可以接受的，不过在图16的部分(b)可以更有效地减少发热。

在图14中，为了在纸上布局方便只示出了一个通道，但是显然，如图13所示的多通道结构是可以接受的。

平板X射线检测器11在连接状态射线摄影中可以进行运动图像射线摄影和静止图像射线摄影，在非连接状态射线摄影中可以进行空载驱动和静止图像射线摄影。

(用于实施本发明的第五方式)

图17表示按照用于实施本发明的本方式的操作的定时图，表示在非连接状态射线摄影期间的定时。虽然图16只示出了静止图像射线摄影的例子，但图17表示荧光镜射线摄影和静止图像射线摄影的组合射线摄影。在荧光镜射线摄影中，BIAS端子被置于“Lo”(断开)状态，以减少运算放大器的功率消耗，由此抑制发热。不过，在这种情况下，和BIAS端子处于“Hi”状态相比，BIAS端子在速度方面稍有不利。因此，和BIAS端子处于“Lo”状态相比，不能进行高速荧光镜射线摄影。当具有要求静止图像射线摄影的请求时，发射用于静止图像的X射线，进行读取一帧静止图像的读取操作，并还进行FPN的读取操作。在图17中，在这个时间期间，BIAS端子被置于“Hi”状态。

晶体管的随机噪声取决于通过运算放大器输入级的差动晶体管对的偏置电流。一般地说，借助于通过大电流，输入级处差动晶体管对的电导被减小，由此抑制噪声。在用于实施本发明的本方式中，因为射线摄影的静止图像用于诊断，所以在静止图像射线摄影BIAS端子被置于“Hi”状态。

不过，当X射线的照射量可被设置得大时，或者当S/N比不是这样严格时，不需要把BIAS端子严格地设置为“Hi”状态。即，可以根据射线摄影和诊断的用途进行选择。

(用于实施本发明的第六方式)

图18表示按照用于实施本发明的第六方式的X射线成像设备。其表示C臂和X射线检测器的结构。该设备包括荧光体901、散热板902、热导管903、读取电路904、热交换器905、C臂906、信号电源电缆907、热导管908、散热板909、导热片910、连接器911、固定钩子912、平板X射线检测器913、支撑基板914、二维传感器915、系统基板916、延伸电缆917以及连接状态检测单元990。

按照用于实施本发明的本方式的平板X射线检测器913是具有图3，11和12所示的电路结构的两维传感器，并且在光入射平面上提供有荧光体901，用于把X射线转换成可见光。附图标记904代表读出电路。图9中未示出驱动电路。这些元件都被连接到支撑基板914。

被固定到支撑基板914上的有用于控制和供电的电源控制单元，例如AD转换器、驱动电路单元(图中未示出)、定时产生单元、射线检测单元、驱动电路单元、读出电路单元等，还有系统基板，例如配备有存储器、CPU等的算术运算单元。AD转换器A/D转换由读出电路单元输出的信号。定时产生单元对读取电路分配定时。图18所示具有一个系统基板916，但是可以提供多个系统基板。

在用于实施本发明的本方式中，平板X射线检测器913配备有散热板902。热导管903和散热板902相连，使得输送由读取电路904等产生的热。

C臂906象上述的平板X射线检测器913那样配备有散热板909和导热片910。在C臂906与平板X射线检测器913组合的状态下，平板X射线检测器913的散热板902与C臂906的散热板909通过导热片910实现热连接。

C臂906配备有热导管908和热交换器905，用于把散热板909的热量散到外部，并且可以向外辐射从平板X射线检测器913的内部传输的热。平板X射线检测器913具有热耗散传输单元，用于当检测器和C臂906相连时向C臂906传输和耗散产生的热量。

根据在内部密封的液体的蒸发和液化之间的可逆改变以及毛细现象，热导管908一般被称为“热传导系统”。热导管908的导热性相当高，因而可以有效地传输热量。

热导管908具有大的自由度，没有运动部分，不需要维护。因此，可以应用于要求高可靠性的设备例如医用设备中。

在用于实施本发明的本方式中，散热板902和909的材料可以是高热导率的金属，例如铜、铝等。

导热片910是高热导率的硅酮橡胶和丙烯酸橡胶片。在连接金属的散热板时，在板之间的空气层阻止热被有效地传导。不过，导热片910避免了这个缺点。导热片910被固定在C臂906上的散热板909上。

按照用于实施本发明的本方式，C臂906和平板X射线检测器913之间的电连接在平板X射线检测器913被固定到C臂906时同时进行。

在包括C臂906和平板X射线检测器913的射线摄影系统之间的电连接由连接器911实现。用于驱动平板X射线检测器913所需的电源和电信号通过连接器911由C臂906提供，系统的图像数据和状态信号从平板X射线检测器913向C臂906输出。

图18的部分(b)表示平板X射线检测器913和C臂906分开的状态。当平板X射线检测器913和C臂906分离时，借助于把延伸电缆917连接到连接器911，可以使用平板X射线检测器913进行射线摄影。

图18的连接状态检测单元(连接检测单元)990检测平板X射线检测器913和C臂906连接时的时间(非连接状态)以及平板X射线检测器913从C臂906移除时的时间。检测是连接状态还是非连接状态，并且按照结果信号，使X射线成像单元的发热量不同。

图22表示由对C臂906提供的连接状态检测单元检测连接状态，并按照控制信号控制X射线成像单元的概况。

按照来自连接状态检测单元990的控制信号，向图1和图2所示的算术运算单元106提供反馈，并按照从算术运算单元106到电源控制单元104的控制信号，控制电压Vs、Vcom、Vdd、Vref1等，因而发热量被控制。

此外，按照来自连接状态检测单元990的控制信号，在图8中，电流源801被控制，由此改变发热量。

此外，按照来自连接状态检测单元990的控制信号，借助于控制如图11和13所示的开关1011，可以改变发热量。

按照来自连接状态检测单元990的控制信号，借助于改变如图12所示的读取电路和驱动电路中每个的状态(使能/禁止)，可以改变发热量。虽然在图12中未示出，但是通过充分利用目前的数字技术，可以容易地实现用于选择状态的方法。

还按照来自连接状态检测单元990的控制信号，如图15、16和17所示，通过改变IDLE信号和BIAS信号可以改变发热量。虽然在附图中未示出，但是通过充分利用目前的数字技术，可以容易地实现用于产生IDLE信号和BIAS信号的方法。

图21A和21B表示连接状态检测单元990的例子。图21A表示电路，图21B表示机械构思。

当来自发光二极管991的光向光电晶体管992的基极部分(光接收部分)发射时，发光二极管(LED)991导通，控制信号进入“Lo”电平。当发光二极管991不向光电晶体管992的光接收部分发光时，该二极管截止，控制信号进入“Hi”状态。

部件993具有被嵌入的图21A所示的电路。通过窗口995的LED的光通过在相对部分中提供的窗口(图21A，21B中未示出)输入到光电晶体管单元(图21A，21B中未示出)。遮光部件994是用于当X射线成像单元和C臂906相连时遮断在LED和光电晶体管之间的光的部件，并且当除去C臂(即，不连接C臂)时，允许LED的光向光电晶体管发射。在图21A和21B中，当C臂被连接时控制信号处于“Hi”状态，当C臂被断开时，其处于“Lo”状态。图21B被称为“遮光断续器”。发光二极管G91的光的波长可以是红外光或可见光，只要使所述光相对于环境光被遮蔽即可。不过，当环境光(荧光)进入时，希望使用红外LED。

在图18中，C臂906通过延伸电缆917和平板X射线检测器913相连。不过，如果存在功能和连接器911相同的连接器，则可以连接到该连接器。

例如，可以连接到图20所示的配备有轮子的可移动X射线发生设备13的连接器。

在C臂906和平板X射线检测器913之间的机械连接由固定钩子912实现。利用钩子把它们固定在平板X射线检测器913的壳体侧部的槽内。

在非连接状态射线摄影中，电缆可能干扰射线摄影，并且在进行射线摄影中，手或脚可能接触并破坏平板X射线检测器913。因此，需要一种无电缆的系统(除去电缆)。通过在平板X射线检测器913中提供无线接口和天线，被输入到平板X射线检测器913的驱动信号可以通过无线通信被外部地控制。另外，可以停止无线通信，而在平板X射线检测器913内提供定时产生单元和控制单元。在无线通信中也可以使用来自平板X射线检测器913的具有图像信息的数字信号，可以提供存储单元，其能够积累在平板X射线检测器913上的射线摄影数据并且能够被容易地连接和除去，例如USB存储器，MO盘，硬盘等。

在非连接状态射线摄影中，为了获得无电缆系统，需要在平板X射线检测器913的内部对其提供电源(电池)。当C臂906被连接时进行的连接状态射线摄影使用X射线射线摄影设备的电源。由在平板X射线检测器913中提供的电池驱动非连接状态射线摄影。希望电池具有大的容量并且可被充电。不过，较大的容量具有的问题是增加系统的重量。在非连接状态射线摄影中要求平板X射线检测器913是轻而便于携带的单元。因此，所需的电池的容量必须小到一定程度。按照用于实施本发明的本方式，这些条件可被满足。即，能够抑制发热的、用于驱动非连接状态射线摄影的用来实施本发明的本方式改进了在实现无电缆系统时所要求的电池系统。

上面说明了用于实施本发明的方式，其中的术语定义如下。“荧光镜射线摄影”是“运动图像射线摄影”的同义词，通过监视器等观察者可以实时地连续地观察X射线图像，或者X射线图像可以作为数字数据被临时存储在存储介质上，然后通过监视器被单独地再现和观察。被存储在存储介质上的荧光镜射线摄影的图像数据的全部或部分可被打印在纸上或膜上，并且可以作为多个静止图像被观察。

类似地，进行静止图像射线摄影，即，图像可以由监视器按其原样观察，或者被存储在存储器中之后观察，可以选择任何一种方式。

平板X射线检测器913具有包括射线检测基板101、驱动电路单元103、读出电路单元102以及AD转换单元105的结构，借助于螺栓被连附或固定在支撑板914上。这种结构由用于盖住整个结构的盖部件盖住。

盖部件的射线入射平面由主要由碳构成的材料制成，射线入射平面之外的部分由镁、铝、不锈钢和塑料中的任何一种构成。支撑板由镁、铝、不锈钢和塑料中的任何一种材料制成。

平板X射线检测器913配备有至少一个手柄部分以便于携带。平板X射线检测器913配备有电池，在连接状态射线摄影期间通过C臂906由电源线供电。在非连接状态射线摄影中，由电池供电。电池被设计成容易除去。

平板X射线检测器913配备有存储器，在连接状态射线摄影中，经过C臂906通过用于数据传递的电线输出数据。在连接状态射线摄影中，数据被积累在存储器中。存储器可被容易地除去。在连接状态射线摄影期间，可以利用经过C臂906相连的电线进行摄影。在非连接状态射线摄影期间，可以在C臂906被完全断开的情况下进行摄影。

射线检测元件PD包括波长转换元件，用于把射线转换成可见光，以及包括光电转换元件，用于接收可见光并把其转换成电信号。波长转换元件主要由Gd₂O₂，Gd₂O₂S以及CsI中的至少一种材料配置。光电转换元件主要由非晶硅配置。

射线检测元件PD主要由硒(Se)、砷化镓(GaAs)、碘化银(HgI₂)、碘化铅(PbI₂)、硫化锌(ZnS)、硒化锌(ZnSe)、碲化镉(CdTe)、碲化锌(ZnTe)、以及碲、铅和镉的组合晶体(ZnCdTe)中的任何一种材料制成，并且可被从射线直接转换成电荷而不需荧光体。

在图19和22中，和平板X射线检测器11以及射线源12相连的C臂16与具有轮子25的小车相连。小车包括用于控制射线源12以及平板X射线检测器11的系统控制器20和21、图像处理单元和数据存储单元，还包括射线源的电源、射线检测电路单元的电源和用于耗散射线检测电路单元以及射线源的热量的热交换器。在小车的外部提供有至少一个能够观察由平板X射线检测器11射线摄影的图像的监视器22。在小车和C臂16之间的连接点，C臂16具有用于允许前后、左右、上下运动和转动的机构。

可以作为一种装置提供一种方便的X射线成像设备，所述装置不仅能够执行在C臂被连接的状态下进行的荧光镜射线摄影和静止图像的射线摄影，而且能够执行在C臂被断开的状态下进行的射线摄影。如果在X射线检测器从C臂被除去的状态下可以进行射线摄影，则不仅可以使用和C臂相连的X射线源，而且能够使用在射线照相室中单独提供的X射线。因此，不仅方便，而且可以改善图像质量。在非连接状态射线摄影期间，使用电池驱动是有利的，这是因为在抑制功率消耗的状态下进行驱动。此外，在非连接状态射线摄影时，可以使用无电缆的胶卷匣和胶卷盒。

上述的用于实施本发明的方式表示用于实施本发明的一些实际的例子，因而并不限制本发明的范围。即，在本发明的技术构思、要旨以及特征内，本发明可以用许多不同的方案来实施。

此外，本发明包括这样实现的实施例：按照程序操作各种装置，所述程序被存储在系统或装置的计算机(CPU或MPU)中，用于实现用于实施本发明的上述方式的功能，由存储介质或通过例如互联网等传输介质操作装置中的或与各种装置相连的系统中的计算机，以提供软件程序代码，用于实现用来实施本发明的各种方式的功能。

在这种情况下，软件的程序代码本身实现用于实施本发明的各种方式的功能，因而程序代码本身，用于向计算机供应程序代码的单元，例如存储程序代码的存储介质，构成本发明。用于存储程序代码的存储介质例如可以是软盘、硬盘、光盘、磁光盘、CD-ROM、磁带、非易失存储卡、ROM等。

用于实施本发明的方式还不仅包括借助于由计算机执行提供的程序代码来实现参照用于实施本发明的上述方式描述的功能的情况，而且还包括这样的情况：其中参照用于实施本发明的上述方式描述的功能利用在包括程序代码的计算机中运行的OS(操作系统)或其它应用软件来实现。

此外，本发明还包括这样的情况，其中这样实现用于实施本发明的方式的功能：在计算机的特征扩展板以及和计算机相连的特征扩展单元中的存储器中存储提供的程序代码，按照程序代码的指令，由在特征控制板和特征扩展单元中提供的CPU等执行全部或部分的实际处理。

虽然参照示例实施例对本发明进行了说明，但是应当理解，本发明不限于披露的这些示例的实施例。下面的权利要求应当给予最宽的解释，以使得包括所有这种改变以及等同结构和功能。

Claims

1.一种射线成像设备，包括：

平板检测器；

用于至少保持平板检测器的保持单元；以及

用于控制平板检测器的控制单元，其中

平板检测器能够与保持单元连接和断开；

能够在平板检测器与保持单元相连接的情况下进行连接状态射线摄影，以及，能够在平板检测器与保持单元断开连接的情况下进行非连接状态射线摄影；

控制单元这样控制平板检测器，使得在非连接状态射线摄影期间平板检测器的发热量能够小于在连接状态射线摄影期间平板检测器的发热量。

2.如权利要求1所述的射线成像设备，其中

控制单元这样控制平板检测器，使得在非连接状态射线摄影期间平板检测器的功率消耗能够小于在连接状态射线摄影期间平板检测器的功率消耗。

3.如权利要求2所述的射线成像设备，其中

平板检测器包括：像素，所述像素在基板上被排列成行和列的矩阵，并包括用于把射线转换成电信号的转换元件和开关元件；沿行方向和开关元件相连的驱动布线；沿列方向连接到多个开关元件、用于传输电信号的信号布线；和驱动布线相连的驱动电路单元；以及和信号布线相连的读出电路单元，其中

控制单元这样控制平板检测器，使得在非连接状态射线摄影期间读出电路单元的功率消耗能够小于在连接状态射线摄影期间读出电路单元的功率消耗。

4.如权利要求3所述的射线成像设备，其中

控制单元这样控制平板检测器，使得在非连接状态射线摄影期间读出电路单元的电源电压能够小于在连接状态射线摄影期间读出电路单元的电源电压。

5.如权利要求3所述的射线成像设备，其中

读出电路单元包括放大器；

控制单元这样控制平板检测器，使得在非连接状态射线摄影期间放大器的恒流源的电流量能够小于在连接状态射线摄影期间放大器的恒流源的电流量。

6.如权利要求2所述的射线成像设备，其中

控制单元这样控制平板检测器，使得在非连接状态射线摄影期间转换元件的偏置或开关元件的驱动电压能够小于在连接状态射线摄影期间转换元件的偏置或开关元件的驱动电压。

7.如权利要求1所述的射线成像设备，其中

平板检测器包括热耗散传输单元，用于在检测器和保持单元相连的状态下向保持单元传送产生的热量，并耗散热量。

8.如权利要求2所述的射线成像设备，其中

控制单元这样控制平板检测器，使得和包括在射线照射区域内的像素对应的读出电路单元以及驱动电路单元被操作，和射线照射区域之外的区域中的像素对应的读出电路单元以及驱动电路单元不被操作或者电流消耗被减少。

9.如权利要求1-8中任何一个所述的射线成像设备，其中

在连接状态射线摄影中平板检测器能够进行运动图像射线摄影和静止图像射线摄影，以及在非连接状态射线摄影中能够进行空载驱动和静止图像射线摄影。

10.如权利要求1-8中任何一个所述的射线成像设备，还包括：

连接检测单元，用于检测平板检测器是否和保持单元相连，其中

控制单元根据连接检测单元的检测结果控制平板检测器。

11.一种用于控制射线成像设备的方法，所述射线成像设备具有平板检测器以及用于至少保持平板检测器的保持单元，能够连接平板检测器和保持单元并能够使平板检测器和保持单元断开，在平板检测器与保持单元相连接的情况下进行连接状态射线摄影，以及在平板检测器与保持单元断开连接的情况下进行非连接状态射线摄影，其中

平板检测器被这样控制，使得在非连接状态射线摄影期间平板检测器的发热量能够小于在连接状态射线摄影期间平板检测器的发热量。

12.如权利要求11所述的方法，其中