CN104665855A - X射线检测器、x射线成像设备及控制其的方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种能够针对每个区域而独立控制帧率的X射线检测器，具有X射线检测器的X射线成像设备和控制X射线检测器的方法。根据本发明的实施例的一种包括被二维布置并输出与照射的X射线相应的电信号的多个像素的X射线检测器包括：多条栅极线，被构造为沿行方向连接所述多个像素；多条数据线，被构造为沿列方向连接所述多个像素；读取电路，被构造为通过所述多条数据线从所述多个像素读取电信号；切换单元，被构造为独立地对所述多条数据线与读取电路之间的多个连接中的每个连接进行导通和截止。

Description

X射线检测器、X射线成像设备及控制其的方法
本申请要求于2013年11月27日提交到韩国知识产权局的10-2013-0145574号韩国专利申请的权益，该申请的公开通过引用包含于此。
技术领域
本发明的实施例涉及一种被构造为将X射辐射至对象并对其内部进行成像的X射线检测器、具有所述X射线检测器的X射线成像设备和控制所述X射线检测器的方法。
背景技术
X射线成像设备是能够通过将X射线辐射到对象并使用穿透对象的X射线来获得对象的内部图像的设备。由于X射线的穿透率根据形成对象的物质的特性而不同，因此可通过使用穿透对象的X射线的强烈度或强度来对对象的内部结构进行成像。
最近，已经开发出能够观察对象内部发生的移动的X射线视频技术，并且该X射线视频技术被用于介入治疗(诸如，血管造影术)或X射线成像领域(诸如荧光镜检查)。
同时，对象的内部图像可被划分作为将被用户实质上观察的区域的感兴趣区域(ROI)和作为除了ROI之外的区域的背景。由于ROI和背景具有获得图像所必需的不同条件，因此需要开发能够独立地控制这些区域的技术。
发明内容
本发明提供了一种能够针对每个区域独立地控制帧率的X射线检测器，具有所述X射线检测器的X射线成像设备和控制所述X射线检测器的方法。
根据本发明的一方面，提供了一种包括被二维布置并输出与照射的X射线相应的电信号的多个像素的X射线检测器。所述X射线检测器包括：多条栅极线，被构造为沿行方向连接所述多个像素；多条数据线，被构造为沿列方向连接所述多个像素；读取电路，被构造为通过所述多条数据线从所述多个像素读取电信号；切换单元，被构造为对所述多条数据线与读取电路之间的连接进行独立导通和截止。
所述X射线检测器还可包括：栅极驱动器，被构造为将导通信号施加到所述多条栅极线；切换驱动器，被构造为将导通信号施加到切换单元。
切换单元可包括将被连接到所述多条数据线中的每条数据线的多个第二切换元件。
栅极驱动器可将导通信号施加到与感兴趣区域(ROI)相应的栅极线以获得ROI的帧图像。
切换驱动器可将导通信号施加到连接有与ROI相应的数据线的第二切换元件，以获得ROI的帧图像。
施加到栅极线的导通信号和施加到第二切换元件的导通信号可以是相互同步的。
所述X射线检测器还可包括：检测器控制单元，被构造为基于关于ROI的信息而控制从栅极驱动器和开关驱动器输出的导通信号的时序。
检测器控制单元可控制栅极驱动器和开关驱动器，使得以比背景的帧图像的帧率高的帧率来获得ROI的帧图像。
根据本发明的另一方面，提供了一种X射线成像设备。所述X射线成像设备包括：X射线源，被构造为将X射线辐射至对象上；X射线检测器；图像处理单元，被构造为从在X射线检测器中获得的帧图像获得关于ROI的信息，并将关于ROI的信息传送至X射线检测器。
图像处理单元可从帧图像检测感兴趣对象，并基于感兴趣对象的位置、大小或移动特性设置ROI。
关于ROI的信息可包括ROI的位置、ROI的大小和ROI的移动特性中的至少一个。
图像处理单元可实时检测感兴趣对象并设置ROI。
所述X射线成像设备还可包括：ROI滤波器，布置在X射线源与X射线检测器之间并被构造为对X射线进行滤波；滤波器驱动单元，被构造为移动ROI滤波器；控制单元，被构造为控制滤波器驱动单元使得ROI滤波器移动到与背景相应的位置。
X射线检测器还可包括：栅极驱动器，被构造为将导通信号施加到所述多条栅极线；切换驱动器，被构造为将导通信号施加到切换单元。
X射线检测器还可包括：检测器控制单元，被构造为基于关于ROI的信息以及将被施加到ROI和背景的帧率，控制从栅极驱动器和切换驱动器输出的导通信号的时序。
控制单元可基于关于ROI的信息设置将被应用于ROI的帧率，并将关于设置的帧率的信息传送到检测器控制单元。
控制单元可基于照射到背景的X射线剂量设置将被应用于背景的帧率，并将关于设置的帧率的信息传送到检测器控制单元。
根据本发明的另一方面，提供了一种控制X射线检测器的方法。所述方法包括：接收关于ROI的信息；以第一帧率获得关于ROI的帧图像；以与第一帧率不同的第二帧率获得背景的帧图像。
X射线检测器可包括：多条栅极线，被构造为沿行方向连接所述多个像素；多条数据线，被构造为沿列方向连接所述多个像素；读取电路，被构造为通过所述多条数据线从所述多个像素读取电信号；多个第二切换元件，连接到所述多条数据线中的每一条数据线，并被构造为对所述多条数据线与读取电路之间的连接进行独立导通和截止。
获得ROI的帧图像的步骤可包括：以第一帧率将导通信号施加到与ROI相应的栅极线；将导通信号施加到连接有与ROI相应的数据线的第二切换元件。
获得背景的帧图像的步骤可包括：以第二帧率将导通信号施加到与背景相应的栅极线；将导通信号施加到连接有与背景相应的数据线的第二切换元件。
第一帧率可具有大于第二帧率的值。
根据本发明的另一方面，提供了一种控制X射线成像设备的方法。所述方法包括：将X射线辐射到对象上；检测穿透对象的X射线，并获得对象的帧图像；从对象的帧图像获得关于ROI的信息；以不同的帧率获得ROI的帧图像和背景的帧图像。
所述方法还可包括：基于关于ROI的信息设置将被应用于ROI的帧率。
所述方法还可包括：对将被照射到背景的X射线进行滤波。
所述方法还可包括：基于照射到背景的X射线剂量，设置将被应用于背景的帧率。
关于ROI的信息可包括ROI的移动大小，并且设置将被应用于ROI的帧率的步骤可包括：随着ROI的移动大小变大，设置较高帧率以应用于ROI。
设置将被应用于背景的帧率的步骤可包括：随着照射到背景上的X射线剂量变小，设置较低帧率以应用于背景。
附图说明
通过下面结合附图对实施例进行的描述，本发明的这些和/或其他方面和优点将会变得清楚和更易于理解，在附图中：
图1是示意性示出根据本发明的实施例的X射线检测器所包括的像素结构的示图；
图2示意性示出根据本发明的实施例的X射线检测器的构造的示图；
图3是示意性示出根据本发明实施例的X射线检测器的切换单元和读取电路的构造的示图；
图4A是示出针对所有像素以相同帧率获得电信号的操作的时序图；
图4B是示出通过针对每个区域施加不同帧率来获得电信号的操作的时序图；
图5是示出根据本发明的实施例的获得X射线检测器的电信号的操作的另一时序图；
图6是示意性示出随时间变化的感兴趣区域(ROI)的位置和大小的示图；
图7是示意性示出根据ROI的位置和大小的变化的X射线检测器的元件的导通截止状态的变化的示图；
图8是示出根据本发明实施例的X射线成像设备的控制框图；
图9是示出根据本发明实施例的包括在X射线成像设备中的X射线管的构造的剖视图；
图10是示意性示出根据本发明的实施例的可设置在X射线成像设备中的示例性ROI的示图；
图11是还包括滤波单元的X射线成像设备的控制框图；
图12是包括在滤波单元中的ROI滤波器的截面侧视图；
图13是示意性示出照射到ROI和背景上的X射线剂量的示图；
图14是示出根据感兴趣对象的移动的ROI的移动的示图；
图15是示意性示出跟踪移动ROI的操作的示图；
图16是示出根据本发明的实施例的X射线成像设备的外观的示图；
图17是示出根据本发明的实施例的控制X射线检测器的方法的流程图；
图18是示出根据本发明的实施例的控制X射线成像设备的方法的流程图；
图19是示出控制允许将低剂量X射线照射到背景上的X射线成像设备的方法的流程图。
具体实施方式
以下，将参照附图描述根据本发明的一方面的X射线检测器、具有所述X射线检测器的X射线成像设备和控制所述X射线检测器的方法的实施例。
X射线图像是X射线穿透并且从对象的内部区域检测到X射线的区域的图像。诸如医生和放射科医生的用户可仅需要关于X摄像图像的特定区域的信息，或希望更加仔细地观察特定区域。以下，在将被描述的实施例中，特定区域被称作感兴趣区域(ROI)，且除ROI之外的区域被称作背景。
图1是示意性示出根据本发明的实施例的X射线检测器所包括的像素结构的示图。图2示意性示出根据本发明的实施例的X射线检测器的构造的示图。
如图1所示，当X射线检测器包括被二维布置的n×m(m和n是等于或大于2的整数)个像素时，所述像素中的一些像素可被设置为ROI。在图1的示例中，为了便于描述，3×3像素被设置为ROI。可以以矩阵坐标表示各个像素的位置。ROI像素包括在位置(2，2)、(2，3)、(2，4)、(3，2)、(3，3)、(3，4)、(4，2)、(4，3)和(4，4)中的像素，并且剩余像素是背景像素。
ROI可由用户直接设置或可由X射线成像设备根据预存储的信息而自动设置。将在X射线成像设备的实施例中详细描述ROI的设置。
在X射线诊断或X射线手术(诸如，血管造影术和荧光透视法)的领域，当对X射线视频进行成像时，如果以高帧率获得了ROI的图像，则可以更加精细地捕获ROI内部的移动。
但是，对于在背景中存在的小移动或存在何种小移动不感兴趣，所以应用高帧率的必要性低。此外，当将相对低的帧率应用于背景时，用于获得单个帧图像的X射线剂量增加，从而改善图像的品质。
由于现有的X射线检测器无法针对每个像素而独立地调整帧率，因此无法不同地调整ROI和背景的帧率。但是，根据本发明实施例的X射线检测器具有可针对每个像素独立地调整帧率的结构。以下，将参照图2详细描述根据本发明实施例的X射线检测器的结构。
如图2所示，根据本发明实施例的X射线检测器100包括：检测区域110，该检测区域110是检测到X射线且检测到的X射线被转换为电信号的区域；栅极驱动器120，被构造为将用于指示信号读取的导通和截止信号发送至检测区域110；读取电路130，被构造为从检测区域110读取与X射线的强度相应的电信号；切换单元140，被构造为导通和断开检测区域110与读取电路130之间的连接；切换驱动器150，被构造为将导通和截止信号发送至切换单元140；检测器控制单元160，被构造为控制栅极驱动器120和切换驱动器150。
将在检测区域110中检测到的X射线转换至电信号的方法包括直接转换方法和间接转换方法。
在直接转换方法中，当X射线照射到检测区域110上时，在包括在检测区域110中的光接收元件的内部临时产生电子-空穴对，因施加到光接收元件的两端的电场，电子移动至阳极且空穴移动至阴极，且读取电路130读取电子或空穴的流作为电信号。在直接转换方法中，可将诸如非晶硒(a-Se)、CdZnTe、HgI2和PbI2的光电导元件用作光接收元件。
在间接转换方法中，检测区域110还包括闪烁计数器(scintillator)。当照射的X射线与闪烁计数器反应并被转换为可视光时，光接收元件检测转换的可视光并将该光转换为电信号。在间接转换方法中，可将诸如非晶硅(a-Si)的光电导元件用作光接收元件，且薄膜GADOX闪烁计数器或微柱状或针形CSI(T1)闪烁计数器可用作闪烁计数器。
在本发明实施例中，可使用直接转换方法和间接转换方法中的任意方法。但是，将通过应用间接转换方法来描述以下实施例。
检测区域110包括与图1的示例的二维布置的n×m个像素。每个像素包括：光电二极管111，在其中产生与照射的X射线的强度相应的电荷；电容器112，被构造为存储产生的电荷；第一切换元件113，被构造为将存储在电容器112中的电荷的流沿数据线DL导通和截止。
由闪烁计数器(未示出)将照射到X射线检测器110上的X射线转换为可视光。当转换的可视光到达光电二极管111时，光电二极管111产生具有与可视光的强度相应的量的电荷。产生的电荷被存储在电容器112中。
当导通信号输入到第一切换元件113时，即，当第一切换元件113导通时，存储在电容器112中的电荷沿数据线DL流动。当没有导通信号输入时，第一切换元件113保持截止状态，并且电荷积聚到电容器112。
晶体管可用作第一切换元件113的示例，且薄膜晶体管(TFT)可用在图2的实施例中。因此，当预定电平或更大电平的电压信号施加到第一切换元件113的栅极时，存储在电容器112中的电荷从第一切换元件113的源极流出并流向漏极。为了导通第一切换元件113而施加到栅极的电压信号被称作导通信号或栅极信号。
第一切换元件113在每行连接到栅极线GL且在每列连接到数据线Dl。在图2的示例中，布置在同一行的m个第一切换元件113连接到单条栅极线GL，且布置在同一列的n个第一切换元件113连接到单条数据线DL。
栅极驱动器120将栅极信号顺序地施加到n条栅极线GL(1)、GL(2)、…和GL(n)。当栅极驱动器120将栅极信号(即，导通信号)施加到栅极线GL时，连接到相应栅极线的m个第一切换元件113导通，且存储在相应像素的电容器112中的电荷经由第一切换元件113流入到数据线DL。即，X射线检测器100通过线扫描来获得X射线图像。
经由m条数据线DL(1)、DL(2)、…、和DL(m)传送的电信号被输入至读取电路130。但是，切换单元140设置在数据线的一端(即，检测区域110与读取电路130之间)，且选择性地导通和断开数据线与读取电路130之间的连接。
当切换控制器150将导通信号施加到切换单元140，且切换单元140导通时，从检测区域110传送的电信号输入至读取电路130，而当切换单元140处于截止状态时，没有电信号输入至读取电路130。
针对m条数据线中的每条数据线，切换单元140可以独立地导通和断开与读取电路130的连接。以下，将参照图3描述切换单元140和读取电路130的构造。
图3是示意性示出根据本发明实施例的X射线检测器的切换单元和读取电路的构造的示图。
如图3中所示，切换单元140可包括与m条数据线中的各条数据线相应的m个第二切换元件140-1、140-2、…和140-m。第二切换元件在导通信号输入时导通，而在没有导通信号输入时截止。第二切换元件的类型没有限制。例如，可使用诸如晶体管和半导体闸流管的半导体装置。
切换驱动器150可对m个第二切换元件单独地进行导通和截止。因此，针对m条数据线中的每一条，可以单独地导通和截止与读取电路130的连接。当导通信号输入至与ROI相应的栅极线且与ROI相应的数据线连接到读取电路130时，电信号可从与ROI相应的像素读取。
与ROI相应的栅极线是连接到与ROI相应的像素的栅极线。当连接到单条栅极线的m个像素中存在与ROI相应的像素时，该栅极线成为与ROI相应的栅极线。
相似地，与ROI相应的数据线是连接有与ROI相应的像素的数据线。当在连接到单条数据线的n个像素中存在与ROI相应的像素时，该数据线成为与ROI相应的数据线。
具体地讲，当如图2所示表示ROI时，即，在位置(2,2)、(2,3)、(2,4)、(3,2)、(3,3)、(3,4)、(4,2)、(4,3)和(4,4)中的像素相应于ROI时，栅极驱动器120将导通信号施加到栅极线GL(2)，且切换驱动器150将导通信号施加到连接到数据线DL(2)、DL(3)和DL(4)的第二切换元件140-2、140-3和140-4。
当导通信号输入到第一切换元件113的栅极，而连接到数据线的第二切换元件截止时，存储在电容器112中的电荷不会被释放。因此，仅在连接到栅极线GL(2)的像素中的连接到数据线DL(2)、DL(3)和DL(4)的像素(即，在位置(2,2)、(2,3)和(2,4)中的像素)中的存储于电容器112中的电荷沿数据线被释放，而在剩余像素中，电荷积聚在电容器112中。
然后，导通信号被顺序施加到栅极线GL(3)和GL(4)，且导通信号被施加到第二切换元件140-2、140-3和140-4。施加到栅极线的导通信号和施加到第二切换元件的导通信号可以是同步的。
如上所述，由于针对每个像素的电信号可被独立地读取，因此可以针对每个区域独立地控制帧率。下面将参照图4A和图4B详细地描述帧率的控制。
读取电路130包括分别与m条数据线中的各条数据线相应的m个放电器131a和连接到每个放大器131a的输入端和输出端的电容器131b。
放大器131a包括连接到切换单元140的第一输入端、施加有参考电压Vref的第二输入端以及输出端。例如，第一输入端可以是放大器131a的反相端且第二输入端可以是放大器131a的正相端。输出端连接到多路复用器132。
电容器131b的一端连接到放大器131a的第一输入端，电容器131b的另一端连接到放大器131a的输出端。此外，虽未示出，但是电容器131b的两端通过开关连接，因此充入电容器131b中的电荷可被释放。
从放大器131a输出的电信号可输入至多路复用器132，且多路复用器132将输入的电信号顺序地传送到外部图像处理单元。为此，多路复用器132可包括与各个放大器131a相应的开关。
图4A是示出针对所有像素以相同帧率获得电信号的操作的时序图。图4B是示出通过针对所有像素施加不同帧率来获得电信号的操作的时序图。
帧率是用于表示在X射线检测器中获得帧图像的速率的因子，且使用在每秒获得帧图像的数量作为单位。在X射线视频领域中，可以以5fps、10fps、15fps、20fps和30fps的帧率获得帧图像。在现有技术中，相同帧率被施加到全部像素。
如图4A所示，当通过将相同帧率应用于全部的n×m像素来读取电信号时，栅极信号从第一栅极线GL(1)顺序施加至第n栅极线GL(n)。因此，作为用于从全部像素获得单个帧图像的时间的帧时间(FT)由用于向每条线施加栅极信号的时间的线时间(LT)和栅极线的数量(n)决定。这里，线指的是行。
如上所述，根据本发明实施例的X射线检测器100可针对每个像素独立地读取电信号。当电信号仅在ROI上被读取时，如图4B所示，需要将导通信号仅施加到与ROI相应的栅极线。因此，可以在比帧时间短的时间内获得ROI的帧图像。
例如，当需要以两倍于背景的帧图像的帧率的帧率获得ROI的帧图像时，如图4B所示，当对ROI的线扫描执行两次时，对背景的线扫描执行一次。即，当获得ROI的两个帧图像时，获得背景的一个帧图像。虽未示出，但是应该理解，如果背景区域包括第一栅极线GL(1)则可将栅极信号施加到第一栅极线GL(1)，并且用于将栅极信号施加到第一栅极线GL(1)的时间点可在将栅极信号施加到感兴趣区域之后，在将栅极信号施加到第五栅极线GL(5)之前，或在将栅极信号施加到第五栅极线GL(5)之后。
当以与ROI的帧图像的帧率相同的帧率获得背景的帧图像时，由于用于获得两个帧图像的X射线积聚且该X射线剂量用于获得一个帧图像，因此图像的品质增加。
当ROI与图2的上述示例的ROI相同时，栅极信号需要仅被顺序施加到栅极线GL(2)、GL(3)和GL(4)。因此，获得ROI的一个帧图像所需的时间(FTR)减小至获得整个区域的帧图像所需的时间(FT)的3/n。
图5是示出根据本发明的另一实施例的获得X射线检测器的电信号的操作的另一时序图。图5的时序图表示获得帧图像的任意时间点。
在上述图4B中，举例了以两倍于背景的帧图像的帧率的帧率来获得ROI的帧图像的情况。但是，在图5中，举例了以30fps的帧率获得ROI的帧图像且以5fps的帧率获得背景的帧图像的情况。
在这种情况下，每秒获得ROI的30个帧图像，而每秒获得背景的5个帧图像。因此，如图5中所示，在获得背景的一个帧图像的0.2秒期间，可获得ROI的6个帧图像。
如上所述，X射线检测器100可确保高品质图像，使得以高帧率获得ROI的帧图像，从而可更加精细地检测到在ROI内部发生的移动，且以低帧率获得在移动检测方面相对不重要的背景的帧图像。这里，高帧率和低帧率是相对的。
如将在以下进行的描述，X射线成像设备可允许低剂量X射线照射到背景，以减小对对象的X射线曝光。低剂量X射线照射到的背景的图像品质可能降低。但是，当X射线检测器100以低帧率获得背景的帧图像时，可以恢复图像品质。
详细地讲，当X射线检测器100以低帧率获得背景的帧图像时，在与背景相应的像素中的第一切换元件113或第二切换元件140以比与ROI相应的像素的频率低的频率被导通。结果，信号读取的周期增加，且电信号积聚量通过周期增加而增加。因此，即使当低剂量X射线照射到背景上时，仍可以减小图像品质的劣化。
图6是示意性示出随时间变化的ROI的位置和大小的示图。图7是示意性示出根据ROI的位置和大小的变化的X射线检测器的元件的导通和截止状态的变化的示图。
当执行X射线视频成像时，如图6所示，ROI的位置和大小可随时间而变化。例如，当X射线检测器100被用于血管造影术且ROI是包括插入到血管中的仪器的区域时，ROI的位置和大小可根据血管内部的仪器的移动而变化。
根据图6的示例，具有3×3的大小且与位置(2,2)、(2,3)、(2,4)、(3,2)、(3,3)、(3,4)、(4,2)、(4,3)和(4,4)中的像素相应的ROI可在时间Δt经过之后，具有4×3的大小且与位置(n-4,m-3)、(n-4,m-2)、(n-4,m-1)、(n-3,m-3)、(n-3,m-2)、(n-3,m-1)、(n-2,m-3)、(n-2,m-2)、(n-2,m-1)、(n-1,m-3)、(n-1,m-2)和(n-1,m-1)中的像素相应。
X射线检测器100可通过反映ROI的位置和大小随着时间的变化，来获得帧图像。如图7中所示，当ROI与图6的左侧一样时，导通信号被顺序施加到栅极线GL(2)、GL(3)和GL(4)，且连接到数据线DL(2)、DL(3)和DL(4)中的每一条数据线的第二切换元件140-2、140-3和140-4导通。
然后，在时间Δt经过之后，当ROI如图6中的右侧一样移动时，导通信号被顺序施加到栅极线GL(n-4)、GL(n-3)、GL(n-2)和GL(n-1)，连接到数据线DL(m-3)、DL(m-2)和DL(m-1)的第二切换元件导通。
在上述描述中，检测器控制单元160控制栅极驱动器120和切换驱动器150。检测器控制单元160从在X射线检测器160外部的图像处理单元接收关于ROI的信息，并控制栅极驱动器120和切换驱动器150，使得导通信号被施加到与ROI相应的栅极线和第二切换元件。
详细地讲，检测器控制单元160选择与RO I相应的栅极线和第二切换元件，并控制施加到选择的栅极线和第二切换元件的导通信号的时序。此时，检测器控制单元160可将施加到第二切换元件的导通信号的时序与施加到栅极线的导通信号的时序同步。
导通信号的时序可根据施加到ROI和背景的帧率而变化。应用于每个区域的帧率可被设置在检测器控制单元160中、设置在X射线成像设备所包括的控制单元中或由用户设置。
当检测器控制单元160或X射线成像设备所包括的控制单元设置帧率时，可以通过反映ROI内部的移动特性来设置将被应用于ROI的帧率，以及通过反映照射到背景的X射线剂量来设置将被应用于背景的帧率。
详细地讲，随着在ROI内部的移动变大，将被应用于ROI的帧率被设置为较高，而随着照射到背景的X射线剂量变低，将被应用于背景的帧率被设置为较低。
再次参照图3，检测器控制单元160接收关于ROI的信息，选择栅极线GL(2)、GL(3)和GL(4)作为与ROI相应的栅极线，并选择连接到数据线DL(2)、DL(3)和DL(4)的第二切换元件140-2、140-3和140-4作为与ROI相应的第二切换元件。
为了获得ROI的帧图像，检测器控制单元160首先将导通信号施加到栅极线GL(2)，将导通信号施加到连接到数据线DL(2)、DL(3)和DL(4)的第二切换元件140-2、140-3和140-4。检测器控制单元160可同时将导通信号施加到第二切换元件和栅极线GL(2)。这里，检测器控制单元160施加信号指的是控制栅极驱动器120和切换驱动器150使得信号被施加。
当完成将导通信号施加到栅极线GL(2)时，将导通信号施加到栅极线GL(3)，且可同时将导通信号施加到连接到数据线DL(2)、DL(3)和DL(4)的第二切换元件140-2、140-3和140-4。
当完成将导通信号施加到栅极线GL(3)时，将导通信号施加到栅极线GL(4)，且可同时将导通信号施加到连接到数据线DL(2)、DL(3)和DL(4)的第二切换元件140-2、140-3和140-4。
另一方面，施加到每个第二切换元件的导通信号也可被同时施加。但是，根据构成X射线检测器100的元件的特性，还可从与栅极信号首先到达的像素相应的第二切换元件开始，顺序施加导通信号。
另外，在栅极信号和第二切换元件的导通信号中，根据构成X射线检测器100的元件的特性，可在施加了栅极信号之后，将导通信号施加到第二切换元件。
以下，将描述包括X射线检测器的X射线成像设备的实施例。
图8是示出根据本发明实施例的X射线成像设备的控制框图。图9是示出根据本发明实施例的包括在X射线成像设备中的X射线管的构造的剖视图。
如图8所示，根据本发明实施例的X射线成像设备200包括：X射线源，被构造为产生并辐射X射线；X射线检测器100，被构造为通过检测辐射的X射线来获得帧图像；图像处理单元230，被构造为从帧图像获得关于ROI的信息；控制单元220，被构造为控制X射线源210。
如图9所示，X射线源210可包括X射线管211，该X射线管被构造为产生X射线。阳极211c和阴极211e设置在X射线管211的玻璃管211a中。玻璃管211a的内部保持在高真空状态，且通过加热阴极211e的灯丝211h来产生热电子。可通过将电流施加到连接到灯丝211h的电导体211f来对灯丝211h进行加热。
阴极211e包括灯丝211h和对电子进行聚焦的聚焦电极211g。聚焦电极211g还被称作聚焦杯(focusing cup)。
然后，当高电压施加在阳极211c与阴极211e之间时，热电子被加速且与阳极211c的目标材料211d碰撞，从而产生X射线。诸如Cr、Fe、Co、Ni、W和Mo的高电阻材料可被用于阳极211c的目标材料211d。产生的X射线通过窗口211i被辐射至外部，且铍(Be)膜可被用作窗口的材料。
可通过转子211b旋转目标材料211d。当目标材料211d旋转时，每单位面积的热积累可增加10倍或更多，并且与目标材料211d固定的情况相比聚焦点尺寸会减小。
施加在阳极211c与阴极211e之间的电压被称作管电压，且其电平可被指示为峰值千伏(kVp)。随着管电压增加，热电子的速率也增加。结果，通过X射线与目标材料碰撞而产生的能量(光子能量)增加。此外，滤波器设置在X射线的辐射方向上，从而还可调整X射线的能量。被构造为对特定波长带的X射线进行滤波的滤波器设置在窗口211i之前或之后，从而可以对特定波长带的X射线进行滤波。例如，当布置了由铝或铜制成的滤波器时，低能量带的X射线被滤波，且辐射X射线的能量增加。
流入X射线管211的电流被称作管电流，且可被表示为平均mA。随着管电流增加，X射线剂量(X射线光子的数量)增加。因此，X射线的能量可由管电压控制，且X射线剂量可由管电流和X射线曝光时间控制。
根据本发明实施例的X射线成像设备200应用于X射线诊断(诸如，荧光透视法和血管造影术)的领域或使用X射线诊断的各种操作的领域，从而可产生X射线视频。可实时产生和显示X射线视频。
X射线成像设备200连续地执行X射线成像，以产生X射线视频。连续地执行X射线成像的方法包括持续曝光方法和脉冲曝光方法。
当应用持续曝光方法时，低管电流被持续提供给X射线管211，从而X射线被持续产生。当应用脉冲曝光方法时，由连续短脉冲产生X射线。X射线成像设备200可应用所述两种方法中的任意方法。
在本发明的实施例中，对象指示X射线成像目标(即，内部需要被表现为X射线图像的目标)，且对象区域指示包括对象的特定区域且指示将被成像为X射线图像的区域。因此，对象区域可与X射线成像设备200的视野(FOV)匹配。
对象区域可包括ROI和背景中的至少一个区域。对象区域中的除ROI之外的区域是背景。将在下面详细描述ROI和背景。
参照图8，X射线检测器100检测X射线并获得对象区域的多个帧图像，并且X射线检测器100与根据参照图1至图7描述的实施例的X射线检测器相同。
图像处理单元230分析对象区域的帧图像并获得关于ROI的信息。将在下面详细描述帧图像的分析。
控制单元220可控制X射线源210。为此，控制单元220可从图像处理单元230接收关于ROI的信息，并基于关于ROI的信息确定用于控制X射线源210的参数。
此外，在上述实施例中描述的检测器控制单元160的功能还可由控制单元220执行。例如，当难以将检测器控制单元160集成至X射线检测器100中时，X射线检测器100不包括检测器控制单元160，且控制单元220可执行相同功能。
如上所述，X射线成像设备200可连续执行X射线成像并获得关于对象区域的X射线视频。由X射线检测器100获得的帧图像被输入至图像处理单元230，且图像处理单元230可分析输入的帧图像并获得关于ROI的信息。
首先，图像处理单元230从对象区域的帧图像检测感兴趣对象。为了检测感兴趣对象，预先存储感兴趣对象的特性，且从对象区域的帧图像检测与预先存储的特性相应的对象。例如，可预先存储感兴趣对象的特性中的可从X射线图像检测到的特性(诸如，感兴趣对象的移动特性、形状和X射线吸收特性)。
感兴趣对象指示在执行X射线成像时用户持续观看的对象，且可以是插入到对象的仪器或手术位置。例如，如果X射线成像设备200用于血管造影术，则当仪器(诸如，引导线、导管、针、气球或支架)插入到血管时，需要仔细观察仪器。因此，将仪器设置为感兴趣对象，且可预先存储关于该仪器的特性的信息。
此外，当将手术位置设置为感兴趣对象时，可以将狭窄或动脉瘤的区域或癌变区域设置为感兴趣对象。
当检测到感兴趣对象时，图像处理单元230将包括检测到的感兴趣对象的特定区域设置为ROI。可考虑感兴趣对象的位置和大小或感兴趣对象的移动特性来确定ROI的位置和大小。
图10是示意性示出根据本发明的实施例的可设置在X射线成像设备中的示例性ROI的示图。
图10举例了使用血管造影术将支架插入到血管的情况。支架13a插入到血管，以防止血管等的阻塞且具有网状。支架13a被折叠且被插入到具有长管状的支架装置13的一端，被引入到血管中，且在期望的位置处以网状展开。
如图10所示，为了将支架装置13插入到对象区域的血管，首先插入引导线11。支架装置13沿引导线11插入到血管。当插入支架装置13时，支架13(尤其是支架13a的顶端)可以是感兴趣对象，且包括支架13a的特定区域可以成为ROI。
当插入引导线11时，引导线11或引导线11的顶端可以是感兴趣对象。当将导管插入到血管以注射造影剂时，导管或导管的顶端可以是感兴趣对象。
可选择地，图像处理单元230还可使用从外部输入的信息来检测感兴趣对象。例如，关于仪器的类型、手术的类型、手术位置和造影剂的注射的信息被输入，且可基于输入信息从帧图像检测感兴趣对象。
例如，当输入将进行的手术是大动脉支架手术且将被插入的仪器是支架装置的信息时，图像处理单元230使用预存储的关于支架的特性的信息，并从对象区域的帧图像检测大动脉内部的支架。
图像处理单元230可在跟踪检测到的感兴趣对象的同时确定感兴趣对象的移动特性。可根据输入到图像处理单元230的帧图像的帧率来实时执行感兴趣对象的检测和跟踪以及关于ROI的信息的获得。这里，获得关于ROI的信息包括检测和跟踪感兴趣对象并基于其结果设置ROI。
感兴趣对象的移动特性包括关于感兴趣对象的移动大小、移动方向等的信息。移动大小可包括速度，但是感性趣对象的移动可不具有恒定样式。因此，除了速度之外，移动大小可包括指示移动程度的各种信息。
ROI是包括感兴趣对象的特定区域，且由感兴趣对象定义。因此，可根据感兴趣对象的移动特性确定ROI的移动特性。
此外，由图像处理单元230获得的关于ROI的信息，具体地讲，关于ROI的位置、大小或移动特性的信息被发送至X射线检测器100并被用于控制帧图像的获得。
此外，除了关于ROI的信息之外，图像处理单元230可获得在帧图像中表现的关于图像特性的信息(诸如，噪声和对比度)。这些特性可被发送至控制单元220，并被用于控制X射线成像条件。
控制单元220控制应用于X射线成像的各种成像参数。成像参数还被称作曝光参数。在X摄像成像设备200中自动控制成像参数被称作自动曝光控制。
成像参数可以是从包括管电压、管电流、曝光时间、滤波器的类型、FOV、帧率、脉冲率和目标材料的类型的组中选择的至少一项。
成像参数可基于对象区域的帧图像而被确定，并还可基于在X射线成像开始之前输入的预先信息而被确定。以下，将详细描述前一情况的实施例。
控制单元220可基于图像处理单元230的分析结果而确定成像参数。例如，当图像处理单元230分析帧图像并确定诸如对象的厚度或密度的特性时，控制单元220可基于分析结果确定与对象的特性匹配的成像参数(诸如，管电压、管电流、曝光时间、滤波器的类型、目标材料的类型)。
此外，控制单元220还可基于由图像处理单元230获得的关于ROI的信息来确定成像参数。例如，根据在ROI中表现的图像特性或感兴趣对象的移动大小，控制单元220可确定和控制成像参数(诸如，帧率、管电流、将被应用于ROI的每帧的剂量)。
例如，控制单元220在感兴趣对象的移动大小增加时将将被应用于ROI的帧率设置为较高，从而可更加精细地检测感兴趣对象的移动。关于设置的帧率的信息被传送至X射线检测器100。
此外，控制单元220还可根据ROI的噪声水平控制每帧的剂量，即，控制曝光时间和提供给X射线管211的管电流。例如，当ROI的噪声水平大于预定参考值时，每帧的剂量增加，从而噪声水平减小，另一方面，当ROI的噪声水平小于预定参考值时，每帧的剂量减小，从而对对象的曝光可减小。
控制单元220还可设置将被应用于背景的帧率。考虑每帧的剂量和ROI滤波器241的滤波率，估计将被照射到背景的X射线剂量，且可基于将被照射到背景的X射线剂量设置将被应用于背景的帧率。详细地讲，照射到背景的X射线剂量越小，可设置越小的帧率。
图11是还包括滤波单元的X射线成像设备的控制框图。图12是包括在滤波单元中的ROI滤波器的截面侧视图。
如图11所示，根据本发明的实施例的X射线成像设备200还可包括被构造为对从X射线源210辐射的X射线进行滤波的滤波单元240。
滤波单元240对从X射线源210辐射的X射线进行滤波，且使得剂量比照射到ROI上的X射线的剂量低的X射线照射到非ROI上。执行该操作以减小对对象的X射线曝光。通过X射线滤波，剂量比照射到非ROI的X射线的剂量高的X射线被施加到包括了更多关于对象的内部的有用信息的ROI，且剂量比照射到ROI上的X射线的剂量低的X射线被施加到包括了少量信息的非ROI。
如图12所示，滤波单元240包括ROI滤波器241和被构造为移动ROI滤波器241的滤波器驱动单元243。滤波器驱动单元243可包括机械结构(诸如，被构造为产生力的电机以及被构造为将产生的力传送至ROI滤波器241的传动装置)。
ROI滤波器241可通过滤波器驱动单元243沿由x轴、y轴和z轴限定的3D空间移动，详细地讲，ROI滤波器241可在x-y平面上移动或沿z轴移动。执行在x-y平面上的移动，以使得ROI滤波器241与背景的位置相应。执行沿z轴的移动，以使得ROI滤波器241与ROI的大小相应。
准直器213可被布置在X射线管211之前，即，被布置在X射线被辐射的方向上。准直器213由吸收或阻挡X射线的材料(诸如，铅或钨)制成，调整X射线源210的X射线辐射区域(即，FOV的范围)并减小X射线散射。
ROI滤波器241被布置在准直器213和X射线检测器100之间，并可对从X射线源210辐射的X射线进行滤波。ROI滤波器241可由减少X射线的材料制成。在穿过ROI滤波器时，X射线减少且X射线的剂量减小。因此，当ROI滤波器241被布置在与对象区域的背景相应的位置处时，剂量比照射到ROI的X射线的剂量低的X射线可被照射到背景。
通常，由于ROI被背景围绕，因此ROI滤波器241可具有中空的形状，即，在中心形成开口的环状。
控制单元230基于关于ROI的信息产生用于移动ROI滤波器241的控制信号，将产生的控制信号发送至滤波器驱动单元243，并且可将ROI滤波器241移动至与背景相应的位置。当ROI滤波器241移动至与背景相应的位置时，照射到背景的X射线被ROI滤波器241滤波，而通过ROI滤波器241的开口的X射线照射到ROI上。
详细地讲，控制单元220可控制在ROI滤波器241在x-y平面上的移动，使得ROI滤波器241的开口被布置在与ROI相应的位置处，并且控制ROI滤波器241沿z轴的移动使得ROI滤波器241的开口与ROI的大小相应。
当X射线管211以扇形光束或锥面光束的形式辐射X射线时，随着ROI滤波器241变得接近于X射线管211或准直器213，照射到ROI滤波器241的X射线的宽度减小，反之，照射到ROI滤波器241的X射线的宽度增加。随着照射到ROI滤波器241上的X射线的宽度增加，滤波区域也增加。
因此，为了通过减小滤波区域来增加ROI，ROI滤波器241沿z轴移动至X射线管211或准直器213的一侧。为了通过增加滤波区域来减小ROI，ROI滤波器241沿z轴移动至与X射线管211或准直器213相对的侧。
但是，图12所示的ROI滤波器241仅是可被应用于本发明的实施例的示例。可选择的，可应用能够减小照射到背景的X射线剂量的各种滤波器结构。
图13是示意性示出照射到ROI和背景上的X射线剂量的示图。
图13示出照射到穿过ROI和背景的任意直线AB的X射线剂量。当控制单元220将ROI滤波器241移动至与背景相应的位置时，如图13所示，剂量比照射到ROI的X射线的剂量低的X射线被照射到背景。由于低剂量X射线照射到背景上，所以可以减小对对象的X射线曝光。
当低剂量X射线照射到背景上时，帧图像的信噪比可能减小。但是，如上所述，由于X射线检测器100以低帧率获得背景的帧图像，所以可以防止背景的帧图像的图像品质的劣化。
控制单元220可考虑照射到背景上的X射线剂量来设置背景的帧图像的帧率。关于设置的帧率的信息被传送至X射线检测器100。
图14是示出根据感兴趣对象的移动的ROI的移动的示图。图15是示意性示出跟踪移动ROI的操作的示图。
X射线视频可表示对象区域的移动，并且当移动的主体为感兴趣对象时，ROI可根据感兴趣对象的移动而移动。例如，如图14所示，当执行用于将支架装置13插入到血管的支架插入手术时，用作感兴趣对象的支架13a移动至血管内的目标位置，并且ROI也根据支架13a的移动而移动。
图像处理单元230可实时执行感兴趣对象的检测和跟踪。如图15所示，当ROI移动时，图像处理单元230实时跟踪该移动，且控制单元220进行控制使得ROI滤波器241与ROI的移动同步且一起移动。
此外，X射线检测器100实时接收关于ROI的信息且通过反映ROI的移动来控制针对每个像素的帧率。
图16是示出根据本发明的实施例的X射线成像设备的外观的示图。
例如，如图16所示，X射线成像设备200可具有C臂结构。X射线源组装件207和X射线检测器100可设置在具有C形状的C臂201的每一端。C臂201通过连接轴205连接到主体203，且可沿轨道方向旋转。
X射线组装件207的内部可包括X射线管211、准直器213和滤波单元240。患者台209位于X射线组装件207与X射线检测器100之间。当对象位于患者台209之上时，X射线源210将X射线辐射在对象上，X射线检测器100检测穿透对象的X射线，从而获得对象的X射线图像。
如上所述，X射线成像设备200可实时获得关于对象的视频。用户可在观看具有多个屏幕并可显示手术或诊断所必需的若干图像的显示单元272的同时进行手术或诊断。
如上所述，当图像处理单元230获得关于ROI的信息或控制单元220设置成像参数时，可使用由用户输入的信息。用户可通过设置在X射线成像设备200中的输入单元271输入必要信息。
以下，将描述根据本发明的一方面的控制X射线检测器的方法的实施例。
图17是示出根据本发明的实施例的控制X射线检测器的方法的流程图。根据前述实施例的X射线检测器100可被应用于该实施例，且X射线检测器100包括n×m个二维布置的像素。此外，该流程图仅示出获得图像帧的时间点的电信号读取的周期。
如图17所示，首先接收关于ROI的信息(410)。关于ROI的信息可由具有X射线检测器的X射线成像设备获得，并被传送至X射线检测器。由于可实时接收关于ROI的信息，所以ROI的位置和大小可随时间变化。
可在X射线成像设备中设置将被应用于ROI和背景的帧率，且还可在X射线检测器中设置所述帧率。以下，在将被描述的实施例中，将被施加到ROI的帧率被称作第一帧率，而将被施加到背景的帧率被称作第二帧率。在该实施例中，将举例第一帧率被设置为两倍于第二帧率的情况。
将导通信号施加到与ROI相应的第p栅极线(411)。当X射线检测器100包括n条栅极线时，p可以是等于或小于n的正整数。与ROI相应的栅极线指示连接有与ROI相应的像素的栅极线。当栅极线连接有与ROI相应的任意像素时，该栅极线成为与ROI相应的栅极线。
然后，将导通信号施加到与ROI相应的第二切换元件(412)。与ROI相应的第二切换元件指示连接到连接有与ROI相应的像素的数据线的第二切换元件。可在相同时间执行或顺序地执行将导通信号施加到第p栅极线GL(p)的操作和将导通信号施加到第二切换元件140的操作。
当对ROI的扫描未完成(413的否)时，扫描目标栅极线的序号增加1(414)，且将导通信号施加到相应的栅极线和第二切换元件。重复这些操作直到完成对ROI的扫描。
当对ROI的扫描完成(413的是)时，执行对包括背景和ROI的全部区域的扫描。详细地讲，将导通信号施加到第一栅极线(415和416)，将导通信号施加到全部第二切换元件(即，m个第二切换元件)(417)。当未完成到对第n栅极线的扫描(418的否)时，在将扫描目标栅极线的序号增加1(419)的同时，将导通信号施加到栅极线和第二切换元件。
当完成帧图像的获得(420的是)时，该处理结束，否则(420的否)，从410的操作开始再次执行该处理。
以下，将描述根据本发明的一方面的控制X射线成像设备的方法的实施例。
图18是示出根据本发明的实施例的控制X射线成像设备的方法的流程图。上述X射线成像设备200可被用于根据本发明的实施例的控制X射线成像设备的方法，并且应用于图17的假设也应用于该实施例。
如图18所示，将X射线辐射到对象上，检测穿透对象的X射线，从而获得对象区域的帧图像(430)。为了将X射线辐射到对象，可应用持续曝光方法和脉冲曝光方法中的任意方法。
从对象区域的帧图像获得关于ROI的信息(431)。获得关于ROI的信息包括检测感兴趣对象并基于检测到的感兴趣对象设置ROI。关于ROI的信息包括ROI的位置、大小或移动特性，且ROI的移动特性可由感兴趣对象的特性来限定。可实时获得关于ROI的信息。
X射线检测器接收关于ROI的信息(432)，并且将导通信号施加到与ROI相应的第p栅极线(433)。当X射线检测器包括n条栅极线时，p可以是等于或小于n的正整数。
然后，将导通信号施加到与ROI相应的第二切换元件(434)。可同时执行或顺序地执行将导通信号施加到第p栅极线GL(p)的操作和将导通信号施加到第二切换元件140的操作。
当未完成对ROI的扫描(435的否)时，扫描目标栅极线的序号增加1(436)，并将导通信号施加到相应的栅极线和第二切换元件。重复这些操作，直到完成对ROI的扫描。
当完成对ROI的扫描(435的是)时，对包括背景和ROI的全部区域执行扫描。详细地讲，将导通信号施加到第一栅极线(437和438)，将导通信号施加到全部的第二切换元件(即，m个第二切换元件)(439)。当未完成到对第n栅极线的扫描(440的否)时，在将扫描目标栅极线的序号增加1(441)的同时，将导通信号施加到栅极线和第二切换元件。
当完成帧图像的获得(442的是)时，处理结束，否则(442的否)，从430的操作开始再次执行该处理。
图19是示出控制使得将低剂量X射线照射到背景上的X射线成像设备的方法的流程图。该流程图仅示出在获得帧图像的任意时间点处的电信号读取的周期。
如图19所示，将X射线辐射到对象上，检测穿透对象的X射线，从而获得对象区域的帧图像(450)。为了将X射线辐射到对象上，可应用持续曝光方法和脉冲曝光方法中的任意方法。
从对象区域的帧图像获得关于ROI的信息(451)。关于ROI的信息包括ROI的位置、大小或移动特性且可实时获得。
控制ROI滤波器使得剂量比照射到ROI的X射线的剂量低的X射线被照射到背景上(452)。如图12所示，ROI滤波器241可移动地布置在被构造为辐射X射线的X射线源210与被构造为检测X射线的X射线检测器100之间。因此，ROI滤波器241被布置在与背景相应的位置处，使得剂量比照射到ROI的X射线的剂量低的X射线被照射到背景上。可实时执行ROI的设置。当ROI移动时，该移动被跟踪，且ROI滤波器241移动至与背景相应的位置。
X射线检测器接收关于ROI的信息(453)，并且基于关于ROI的信息获得ROI的帧图像和背景的帧图像。可以以第一帧率获得ROI的帧图像，且以第二帧图像获得背景的帧图像。可基于关于ROI的信息中的ROI的移动大小设置第一帧率。可基于照射到背景的X射线剂量设置第二帧率。在该实施例中，第一帧率被设置为两倍于第二帧率。
为了获得ROI的帧图像和背景的帧图像，将导通信号施加到与ROI相应的第p栅极线(454)。当X射线检测器100包括n条栅极线时，p可以是等于或小于n的正整数。
然后，将导通信号施加到与ROI相应的第二切换元件(455)。可同时执行或顺序执行将导通信号施加到第p栅极线GL(p)的操作和将导通信号施加到第二切换元件140的操作。
当未完成对ROI的扫描(456的否)时，将扫描目标栅极线的序号增加1(457)，并且将导通信号施加到栅极线和第二切换元件。重复这些操作，直到完成对ROI的扫描。
当完成对ROI的扫描(456的是)时，执行对包括背景和ROI的全部区域的扫描。详细地讲，将导通信号施加到第一栅极线(458和459)，且将导通信号施加到全部第二切换元件(即，m个第二切换元件)(460)。当未完成到第n栅极线的扫描(461的否)时，在将扫描目标栅极线的序号增加1(462)的同时，将导通信号施加到栅极线和第二切换元件。
当完成帧图像的获得(463的是)时，处理结束，否则(463的否)，从430的操作开始再次执行该处理。
根据如上所述的X射线检测器及其控制方法，由于可以针对每个像素独立地读取电信号，因此可将不同的帧率应用于每个像素。因此，通过将不同帧率应用于ROI和非ROI，可以以将高帧率应用于ROI的方式获得高品质图像，从而精细地检测移动，且可将低帧率应用于背景。
此外，根据如上所述的X射线检测器及其控制方法，使用ROI滤波器来使得低剂量X射线照射到背景。结果，可以减小对对象的X射线曝光，且可通过以低帧率获得背景的帧图像来防止因剂量减小导致的图像品质的劣化。
根据本发明的一方面，通过独立地控制ROI和非ROI的帧率，可以减少对对象的X射线曝光并获得高品质图像。
虽然已示出和描述了本发明的一些实施例，但是本领域技术人员清楚的是，在不脱离由权利要求及其等同物限定范围的本发明的原理和精神的前提下，可对这些实施例进行改变。

Claims (20)

1.一种包括被二维布置并输出与照射的X射线相应的电信号的多个像素的X射线检测器，包括：
多条栅极线，被构造为沿行方向连接所述多个像素；
多条数据线，被构造为沿列方向连接所述多个像素；
读取电路，被构造为通过所述多条数据线从所述多个像素读取电信号；
切换单元，被构造为针对所述多条数据线与读取电路之间的多个连接中的每一个连接进行独立导通和截止。
2.根据权利要求1所述的X射线检测器，还包括：
栅极驱动器，被构造为将第一导通信号施加到所述多条栅极线；
切换驱动器，被构造为将第二导通信号施加到切换单元。
3.根据权利要求2所述的X射线检测器，其中，切换单元包括多个第二切换元件，并且所述多个第二切换元件中的每个第二切换元件被构造为将所述多条数据线中的相应数据线连接到读取电路。
4.根据权利要求3所述的X射线检测器，其中，栅极驱动器将第一导通信号施加到与感兴趣区域相应的栅极线以获得感兴趣区域的帧图像。
5.根据权利要求4所述的X射线检测器，其中，切换驱动器将第二导通信号施加到第二切换元件以将与感兴趣区域相应的数据线连接到读取电路，以获得感兴趣区域的帧图像。
6.根据权利要求5所述的X射线检测器，其中，施加到栅极线的第一导通信号和施加到第二切换元件的第二导通信号是相互同步的。
7.根据权利要求6所述的X射线检测器，还包括：检测器控制单元，被构造为基于关于感兴趣区域的信息而控制从栅极驱动器输出的第一导通信号和从切换驱动器输出的第二导通信号的时序。
8.根据权利要求7所述的X射线检测器，其中，检测器控制单元控制栅极驱动器和开关驱动器，使得以比背景的帧图像的帧率高的帧率来获得感兴趣区域的帧图像。
9.一种X射线成像设备，包括：
X射线源，被构造为将X射线辐射至对象上；
根据权利要求1所述的X射线检测器；
图像处理单元，被构造为从在X射线检测器中获得的帧图像获得关于感兴趣区域的信息，并将关于感兴趣区域的信息传送至X射线检测器。
10.根据权利要求9所述的X射线成像设备，其中，图像处理单元从帧图像检测感兴趣对象，并基于感兴趣对象的位置、感兴趣对象的大小和感兴趣对象的移动特性中的至少一个设置感兴趣区域。
11.根据权利要求9所述的X射线成像设备，其中，关于感兴趣区域的信息包括感兴趣区域的位置、感兴趣区域的大小和感兴趣区域的移动特性中的至少一个。
12.根据权利要求9所述的X射线成像设备，还包括：
感兴趣区域滤波器，布置在X射线源与X射线检测器之间且被构造为对X射线进行滤波；
滤波器驱动单元，被构造为移动感兴趣区域滤波器；
控制单元，被构造为控制滤波器驱动单元使得感兴趣区域滤波器移动到与背景相应的位置。
13.根据权利要求9所述的X射线成像设备，其中，X射线检测器还包括：
栅极驱动器，被构造为将第一导通信号施加到所述多条栅极线；
切换驱动器，被构造为将第二导通信号施加到切换单元；
检测器控制单元，被构造为基于关于感兴趣区域的信息以及将被应用于感兴趣区域和背景的帧率，控制从栅极驱动器输出的第一导通信号和从切换驱动器输出的第二导通信号的时序。
14.根据权利要求13所述的X射线成像设备，其中，控制单元基于关于感兴趣区域的信息设置将被应用于感兴趣区域的帧率，并将关于设置的帧率的信息传送到检测器控制单元，
其中，控制单元基于照射到背景上的X射线剂量设置将被应用于背景的帧率，并将关于设置的帧率的信息传送到检测器控制单元。
15.一种控制包括被二维布置并输出与照射的X射线相应的电信号的多个像素的X射线检测器的方法，所述方法包括如下步骤：
接收关于感兴趣区域的信息；
以第一帧率获得关于感兴趣区域的帧图像；
以与第一帧率不同的第二帧率获得背景的帧图像。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，X射线检测器包括：
多条栅极线，被构造为沿行方向连接所述多个像素；
多条数据线，被构造为沿列方向连接所述多个像素；
读取电路，被构造为通过所述多条数据线从所述多个像素读取电信号；
多个第二切换元件，分别连接到所述多条数据线中的相应数据线，并被构造为针对所述多条数据线与读取电路之间的多个连接中的相应连接进行独立导通和截止，
其中，获得感兴趣区域的帧图像的步骤包括：
以第一帧率将第一导通信号施加到与感兴趣区域相应的栅极线；
将第二导通信号施加到连接到与感兴趣区域相应的数据线的第二切换元件。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，第一帧率具有大于第二帧率的值。
18.一种控制X射线成像设备的方法，所述方法包括如下步骤：
将X射线辐射到对象上；
检测穿透对象的X射线，并获得对象的帧图像；
从对象的帧图像获得关于感兴趣区域的信息；
以不同的帧率获得感兴趣区域的帧图像和背景的帧图像。
19.根据权利要求18所述的方法，还包括：
基于关于感兴趣区域的信息设置将被应用于感兴趣区域的帧率。
20.根据权利要求18所述的方法，还包括：
对将被照射到背景的X射线进行滤波；
基于照射到背景的X射线剂量，设置将被应用于背景的帧率。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106547010A (zh) * 2015-09-21 2017-03-29 上海奕瑞光电子科技有限公司 基于自动曝光的x射线平板探测器
CN106572822A (zh) * 2015-07-02 2017-04-19 Dr科技股份有限公司 辐射检测器以及使用辐射检测器的射线照相方法
CN108886597A (zh) * 2016-04-15 2018-11-23 东芝电子管器件株式会社 放射线检测器
WO2019104468A1 (zh) * 2017-11-28 2019-06-06 北京深迈瑞医疗电子技术研究院有限公司 一种造影成像方法以及超声成像设备
CN112711061A (zh) * 2020-11-18 2021-04-27 南京航空航天大学 针对射线源的监测系统及监测方法

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016093140A1 (ja) 2014-12-09 2016-06-16 雫石　誠 撮像装置
EP3338112B1 (en) * 2015-08-17 2022-10-19 Teledyne Dalsa B.V. X-ray imaging system, and method for manufacturing an x-ray sensor
JP6615986B2 (ja) * 2016-03-30 2019-12-04 シャープ株式会社 アクティブ基板及び撮像装置
JP2018014555A (ja) * 2016-07-19 2018-01-25 東芝電子管デバイス株式会社 放射線検出器、および放射線画像撮影装置
US10574938B1 (en) * 2017-06-27 2020-02-25 Facebook Technologies, Llc Variable frame rate depth camera assembly

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1908787A (zh) * 2005-08-04 2007-02-07 三星电子株式会社 液晶显示器
CN101545978A (zh) * 2008-03-25 2009-09-30 三星电子株式会社 驱动x射线检测器的方法及使用该方法的x射线检测器
US20110026676A1 (en) * 2009-07-31 2011-02-03 Canon Kabushiki Kaisha Imaging apparatus and control method thereof
CN101983033A (zh) * 2007-12-21 2011-03-02 科宁公司 锥束ct成像和图像引导程序的方法和装置
CN102048547A (zh) * 2009-10-26 2011-05-11 佳能株式会社 成像装置、成像系统及其控制方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001249183A (ja) 2000-03-06 2001-09-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd Ｘ線撮影装置
KR20060112784A (ko) 2005-04-28 2006-11-02 주식회사 이피텍 도어에 구비되는 홈바의 힌지결합구조
JP5619942B2 (ja) 2006-11-08 2014-11-05 株式会社東芝 Ｘ線診断装置及び画像処理装置
US7983391B2 (en) 2009-04-27 2011-07-19 Machan Lindsay S System for reduction of exposure to X-ray radiation
KR101281069B1 (ko) 2010-10-21 2013-07-09 한국생명공학연구원 토마토 유래의 ＳｌＦＴＲ-ｃ 유전자 및 이의 용도
US8445878B2 (en) * 2011-03-16 2013-05-21 Controlrad Systems, Inc. Radiation control and minimization system and method
CN103747734B (zh) * 2011-07-19 2016-03-09 株式会社日立医疗器械 X射线图像诊断装置及x射线发生装置的控制方法
JP2013042788A (ja) 2011-08-22 2013-03-04 Fujifilm Corp 放射線撮影装置及びアンラップ処理方法
JP6117183B2 (ja) 2012-04-02 2017-04-19 株式会社日立製作所 Ｘ線画像診断装置及びｘ線発生装置の制御方法
EP2665257B1 (en) * 2012-05-16 2014-09-10 Harvest Imaging bvba Image sensor and method for power efficient readout of sub-picture

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1908787A (zh) * 2005-08-04 2007-02-07 三星电子株式会社 液晶显示器
CN101983033A (zh) * 2007-12-21 2011-03-02 科宁公司 锥束ct成像和图像引导程序的方法和装置
CN101545978A (zh) * 2008-03-25 2009-09-30 三星电子株式会社 驱动x射线检测器的方法及使用该方法的x射线检测器
US20110026676A1 (en) * 2009-07-31 2011-02-03 Canon Kabushiki Kaisha Imaging apparatus and control method thereof
CN102048547A (zh) * 2009-10-26 2011-05-11 佳能株式会社 成像装置、成像系统及其控制方法

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106572822A (zh) * 2015-07-02 2017-04-19 Dr科技股份有限公司 辐射检测器以及使用辐射检测器的射线照相方法
US11442029B2 (en) 2015-07-02 2022-09-13 Drtech Corp Radiation detector and radiography method using the same
CN106547010A (zh) * 2015-09-21 2017-03-29 上海奕瑞光电子科技有限公司 基于自动曝光的x射线平板探测器
CN106547010B (zh) * 2015-09-21 2019-02-01 上海奕瑞光电子科技股份有限公司 基于自动曝光的x射线平板探测器
CN108886597A (zh) * 2016-04-15 2018-11-23 东芝电子管器件株式会社 放射线检测器
WO2019104468A1 (zh) * 2017-11-28 2019-06-06 北京深迈瑞医疗电子技术研究院有限公司 一种造影成像方法以及超声成像设备
US11672512B2 (en) 2017-11-28 2023-06-13 Beijing Shen Mindray Medical Electronics Technology Academy Co., Ltd. Method for generating contrast enhanced ultrasound images with varied imaging parameters and ultrasound imaging device performing the method
CN112711061A (zh) * 2020-11-18 2021-04-27 南京航空航天大学 针对射线源的监测系统及监测方法
CN112711061B (zh) * 2020-11-18 2023-10-10 南京航空航天大学 针对射线源的监测系统及监测方法

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Publication number Publication date
JP2015100711A (ja) 2015-06-04
US20150146852A1 (en) 2015-05-28
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