CN108065945B - 放射线成像装置、放射线成像系统和放射线成像方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了放射线成像装置、放射线成像系统和放射线成像方法。放射线成像装置通过能量减影方法获得放射线图像。每个像素包括转换元件和复位部分，所述转换元件将放射线转换成电信号，所述复位部分使所述转换元件复位。每个像素执行输出第一信号的操作和输出第二信号的操作，所述第一信号对应于在第一时段中由所述转换元件产生的电信号，所述第二信号对应于在所述第一时段和第二时段中由所述转换元件产生的电信号。具有第一能量的放射线在所述第一时段中被发射，并且具有第二能量的放射线在所述第二时段中被发射。在每个像素中，所述复位部分在包括所述第一时段和第二时段的时段期间不使所述转换元件复位。

Description

放射线成像装置、放射线成像系统和放射线成像方法
技术领域
本发明涉及放射线成像装置、放射线成像系统和放射线成像方法。
背景技术
作为应用放射线成像装置的成像方法，存在能量减影(energy subtraction)方法。能量减影方法是通过处理多个图像(所述多个图像通过在改变照射被检体的放射线的能量的同时多次捕获被检体而获得)获得新图像(例如，骨骼图像和软组织图像)的方法。捕获多个放射线图像的时间间隔例如在捕获静止图像的放射线成像装置中为几秒或更多，在用于移动图像的一般放射线成像装置中为大约100毫秒，并且即使在用于高速移动图像的放射线成像装置中也为大约10毫秒。如果被检体在该时间间隔中移动，则由该移动引起伪影。因此，难以通过能量减影方法获得快速移动的诸如心脏的被检体的放射线图像。
日本专利公开No.2009-504221描述了执行双能量成像的系统。在该系统中，X射线源的管电压在成像中被设定为第一kV值，并且然后被改变为第二kV值。然后，当管电压是第一kV值时，对应于第一子图像的第一信号被积分，并且在积分信号被传送到采样和保持节点之后，积分被复位。随后，当管电压为第二kV值时，对应于第二子图像的第二信号被积分。因此，积分的第一信号的读出和第二信号的积分并行地执行。
日本专利公开No.2009-504221中描述的方法并行地执行积分的第一信号的读出和第二信号的积分，从而使得能够缩短捕获用于能量减影方法的两个图像的时间间隔。然而，在日本专利公开No.2009-504221中所描述的方法中，为了获得两个放射线图像(第一子图像和第二子图像)，在对应于第一子图像的第一信号的积分和传送之后存在复位操作。当为了抑制被检体移动的影响而将放射线照射时间缩短至大约1毫秒时，即使可以在0.1毫秒中完成复位操作，被检体也被放射线浪费地照射长达放射线照射时间的百分之10的时间。
发明内容
本发明提供有利于在较短时间中获得用于能量减影方法的放射线图像、同时减少无助于成像的放射线照射的技术。
本发明的第一方面提供一种通过能量减影方法获得放射线图像的放射线成像装置，所述能量减影方法通过处理多个图像获得新图像，所述多个图像通过在改变照射被检体的放射线的能量的同时多次捕获被检体而获得，所述装置包括：像素阵列，所述像素阵列包括多个像素，其中，所述多个像素中的每一个包括转换元件和复位部分，所述转换元件将放射线转换成电信号，所述复位部分使所述转换元件复位，所述多个像素中的每一个执行输出第一信号的操作和输出第二信号的操作，所述第一信号对应于在第一时段中由所述转换元件产生的电信号，所述第二信号对应于在所述第一时段和第二时段中由所述转换元件产生的电信号，所述第二时段不同于所述第一时段，具有第一能量的放射线在所述第一时段中被发射，并且具有第二能量的放射线在所述第二时段中被发射，并且所述放射线成像装置具有在所述多个像素中的每一个中所述复位部分在包括所述第一时段和第二时段的时段期间不使所述转换元件复位的模式。
本发明的第二方面提供一种放射线成像系统，所述放射线成像系统包括：如第一方面所限定的放射线成像装置；控制装置，所述控制装置对放射线源和放射线成像装置进行控制。
本发明的第三方面提供一种通过能量减影方法获得放射线图像的放射线成像系统，所述能量减影方法通过处理多个图像获得新图像，所述多个图像通过在改变照射被检体的放射线的能量的同时多次捕获被检体而获得，所述系统包括：像素阵列，所述像素阵列包括多个像素；和信号处理器，所述信号处理器对从所述像素阵列输出的信号进行处理，其中，所述多个像素中的每一个包括转换元件和复位部分，所述转换元件将放射线转换成电信号，所述复位部分使所述转换元件复位，所述多个像素中的每一个执行输出第一信号的操作和输出第二信号的操作，所述第一信号对应于在第一时段中由所述转换元件产生的电信号，所述第二信号对应于在所述第一时段和第二时段中由所述转换元件产生的电信号，所述第二时段不同于所述第一时段，具有第一能量的放射线在所述第一时段中被发射，并且具有第二能量的放射线在所述第二时段中被发射，所述放射线成像系统具有在所述多个像素中的每一个中所述复位部分在包括所述第一时段和第二时段的时段期间不使所述转换元件复位的模式，并且所述信号处理器基于所述第一信号和第二信号通过能量减影方法产生放射线图像。
本发明的第四方面提供一种使用放射线成像装置通过能量减影方法获得放射线图像的放射线成像方法，所述能量减影方法是通过处理多个图像获得新图像的方法，所述多个图像通过在改变照射被检体的放射线的能量的同时多次捕获被检体而获得，所述放射线成像装置包括像素阵列，所述像素阵列包括多个像素，并且所述多个像素中的每一个包括转换元件和复位部分，所述转换元件将放射线转换成电信号，所述复位部分使所述转换元件复位，所述方法包括：使得所述多个像素中的每一个执行输出第一信号的操作和输出第二信号的操作，所述第一信号对应于在第一时段中由所述转换元件产生的电信号，所述第二信号对应于在所述第一时段和第二时段中由所述转换元件产生的电信号，所述第二时段不同于所述第一时段，和基于对应于所述第一信号的信号和对应于所述第二信号的信号获得放射线图像，其中，具有第一能量的放射线在所述第一时段中被发射，并且具有第二能量的放射线在所述第二时段中被发射，并且在所述使得和获得中，在所述多个像素中的每一个中，所述复位部分在包括所述第一时段和第二时段的时段期间不使所述转换元件复位。
从参照附图的示例性实施例的以下描述，本发明的进一步的特征将变得清晰。
附图说明
图1是示出根据本发明的实施例的放射线成像系统的布置的示图；
图2是示出放射线成像装置的布置的示例的示图；
图3是示出像素的布置的示例的电路图；
图4是示出像素的布置的另一示例的电路图；
图5是示出第一模式中的操作的时序图；
图6是示出第二模式中的操作的时序图；
图7是示出第三模式中的操作的时序图；
图8是示出第四模式中的操作的时序图；
图9是示出第五模式中的操作的时序图；
图10是示出第六模式中的操作的时序图。
具体实施方式
下面将参照附图描述本发明的示例性实施例。
图1示出根据本发明的实施例的放射线成像系统1的布置。放射线成像系统1包括放射线成像装置100。放射线成像系统1或放射线成像装置100是用于利用能量减影方法获得放射线图像的系统或装置。能量减影方法是通过处理通过在改变照射被检体的放射线的能量的同时多次捕获被检体而获得的多个图像来获得新的图像(例如，骨骼图像和软组织图像)的方法。除了X射线以外，术语放射线还可以包括例如α射线、β射线、γ射线、粒子射线和宇宙射线。
放射线成像系统1可以包括产生放射线的放射线源400、控制放射线源400的曝射(exposure)控制装置300以及控制曝射控制装置300(放射线源400)和放射线成像装置100的控制装置350。控制装置350可以包括处理从放射线成像装置100供给的信号的信号处理器352。控制装置350的全部或一些功能可以合并在放射线成像装置100中。可替代地，放射线成像装置100的一些功能可以合并在控制装置350中。控制装置350可以通过计算机(处理器)和存储对计算机提供的程序的存储器形成。信号处理器352可以由程序中的一些组成。可替代地，信号处理器352可以由计算机(处理器)和存储对计算机提供的程序的存储器组成。控制装置350可以完全或部分地通过DSP(数字信号处理器)或PLA(可编程逻辑阵列)形成。控制装置350和信号处理器352可以基于描述它们的操作的文件由逻辑合成工具设计和制造。
曝射控制装置300可以包括例如曝射开关，并且响应于曝射开关接通的事实使放射线源400发射放射线并且向控制装置350通知表示发射放射线的定时的信息。可替代地，曝射控制装置300根据来自控制装置350的命令使放射线源400发射放射线。
放射线源400具有改变放射线能量(波长)的功能。放射线源400可以通过例如改变管电压(施加在放射线源400的阴极和阳极之间的电压)来改变放射线能量。放射线源400可以发射具有多个不同类型的能量的放射线。
放射线成像装置100包括像素阵列110，该像素阵列110包括多个像素。多个像素中的每一个包括将放射线转换成电信号(例如，电荷)的转换器和使转换器复位的复位部分。每个像素可以被配置为直接将放射线转换成电信号，或者可以被配置为将放射线转换成诸如可见光的光并然后将光转换成电信号。在后一种情况下，可以使用用于将放射线转换成光的闪烁体。形成像素阵列110的多个像素可以共享闪烁体。
图2示出放射线成像装置100的布置的示例。如上所述，放射线成像装置100包括像素阵列110，该像素阵列110包括多个像素112。多个像素112可以被排列为形成多个行和多个列。放射线成像装置100可以附加地包括选择像素阵列110的行的行选择电路120。行选择电路120通过驱动行控制信号122来选择行。
放射线成像装置100还可以包括读出电路140，该读出电路140从像素阵列110的多个行中的由行选择电路120选择的行的像素112读出信号。读出电路140读出输出到像素阵列110的多个列信号传送路径114的多个列的信号。每个列的列信号传送路径114可以包括例如传送由像素112检测的多个信号的多个列信号线。例如，像素112的噪声电平和对应于由像素112检测的放射线的放射线信号可以被输出到多个列信号线。读出电路140可以被配置为读出分别输出到列信号传送路径114的噪声电平和放射线信号。
放射线成像装置100可以包括列选择电路150，该列选择电路150以预定的次序选择由读出电路140从像素阵列110的被选择的行的像素读出的多个列的信号。放射线成像装置100还可以包括放大由列选择电路150选择的信号的放大器单元160。注意，当读出电路140从每个像素112读出一对噪声电平和放射线信号时，放大器单元160可以被配置为放大形成一对的放射线信号和噪声电平之间的差(difference)的差分放大器，或者可以被配置为单独地放大它们。放射线成像装置100还可以包括对从放大器单元160输出的信号OUT进行A/D转换并输出数字信号DOUT(放射线图像信号)的A/D转换器170。
放射线成像装置100可以包括控制行选择电路120、读出电路140、列选择电路150和放大器单元160的定时产生器(也可以称为控制器或状态机)130。
图3示出一个像素112的布置的示例。像素112包括例如转换元件210、复位开关220(复位部分)、放大器电路230、灵敏度改变部分240、箝制(clamp)电路260、采样和保持电路(保持部分)270、280和290以及输出电路310。
转换元件210将放射线转换成电信号。转换元件210可以通过例如光电转换元件和可以由多个像素共享的闪烁体形成。转换元件210包括蓄积转换的电信号(电荷)即对应于放射线的电信号的电荷蓄积部分。电荷蓄积部分连接到放大器电路230的输入端子。
放大器电路230可以包括MOS晶体管235和236以及电流源237。MOS晶体管235经由MOS晶体管236连接到电流源237。MOS晶体管235和电流源237形成源跟随器电路。MOS晶体管236是通过激活使能(enable)信号EN而被接通的使能开关，并且将通过MOS晶体管235和电流源237形成的源跟随器电路设定在操作状态。
转换元件210的电荷蓄积部分和MOS晶体管235的栅极用作将在电荷蓄积部分中蓄积的电荷转换为电压的电荷电压转换器CVC。即，在电荷电压转换器CVC中，出现由在电荷蓄积部分中蓄积的电荷Q和电荷电压转换器的电容值C确定的电压V(＝Q/C)。电荷电压转换器CVC经由复位开关220连接到复位电势Vres。当复位信号PRES被激活时，复位开关220接通，并且电荷电压转换器的电势被复位到复位电势Vres。复位开关220可以包括具有连接到转换元件210的电荷蓄积部分的第一主电极(漏极)、向其施加复位电势Vres的第二主电极(源极)以及控制电极(栅极)。晶体管通过在控制电极处接收接通(ON)电压来电连接第一主电极和第二主电极，并且使转换元件210的电荷蓄积部分复位。
箝制电路260通过箝制电容器261箝制根据复位的电荷电压转换器CVC的电势从放大器电路230输出的复位噪声电平。箝制电路260是被配置为从根据由转换元件210转换的电荷(电信号)从放大器电路230输出的信号(放射线信号)消除复位噪声电平的电路。复位噪声电平包括电荷电压转换器CVC的复位时的kTC噪声。箝制操作通过接通MOS晶体管262(通过激活箝制信号PCL)并然后关断MOS晶体管262(通过停用箝制信号PCL)执行。
箝制电容器261的输出侧连接到MOS晶体管263的栅极。MOS晶体管263的源极经由MOS晶体管264连接到电流源265。MOS晶体管263和电流源265形成源跟随器电路。MOS晶体管264是通过激活供给到其栅极的使能信号EN0而被接通的使能开关，并且将通过MOS晶体管263和电流源265形成的源跟随器电路设定在操作状态。
输出电路310包括MOS晶体管311、313和315以及行选择开关312、314和316。MOS晶体管311、313和315分别与连接到列信号线321、322和323的电流源(未示出)形成源跟随器电路。
采样和保持电路280(第一保持部分或第一信号保持部分)可以采样和保持(保持)作为根据在转换元件210中产生的电荷从箝制电路260输出的信号的放射线信号(第一信号)。采样和保持电路280可以包括开关281和电容器282。开关281通过激活采样和保持信号TS1而被接通。从箝制电路260输出的放射线信号(第一信号)通过激活采样和保持信号TS1经由开关281被写入电容器282中。
在图3中所示的示例中，像素112可以包括被配置为写入放射线信号的附加的采样和保持电路290(第二保持部分)。采样和保持电路290可以采样和保持(保持)作为根据在转换元件210中产生的电荷从箝制电路260输出的信号的放射线信号(第二信号)。采样和保持电路290可以包括开关291和电容器292。开关291通过激活采样和保持信号TS2而被接通。从箝制电路260输出的放射线信号(第二信号)通过激活采样和保持信号TS2经由开关291被写入电容器292中。像素112还可以包括被配置为写入放射线信号的附加的采样和保持电路。即，像素112可以包括被配置为写入放射线信号的多个(任意数量)的采样和保持电路(保持部分)。
在复位开关220使电荷电压转换器CVC的电势复位并且MOS晶体管262被接通的状态下，箝制电路260输出箝制电路260的噪声电平(偏移(offset)成分)。采样和保持电路270(第二信号保持部分)可以采样和保持(保持)箝制电路260的噪声电平。采样和保持电路270可以包括开关271和电容器272。开关271通过激活采样和保持信号TN而被接通。从箝制电路260输出的噪声电平通过激活采样和保持信号TN经由开关271被写入电容器272中。在本实施例中，采样和保持电路270(第二信号保持部分)也可以用于保持作为根据在转换元件210中产生的电荷从箝制电路260输出的信号的放射线信号。
当行选择信号VST被激活时，对应于由采样和保持电路270、280和290保持的信号的信号被输出到形成列信号传送路径114的列信号线321、322和323。更具体地，对应于由采样和保持电路270保持的信号(噪声电平或放射线信号)的信号N经由MOS晶体管311和行选择开关312被输出到列信号线321。对应于由采样和保持电路280保持的信号(第一放射线信号)的信号S1经由MOS晶体管313和行选择开关314被输出到列信号线322。对应于由采样和保持电路290保持的信号(第二放射线信号)的信号S2经由MOS晶体管315和行选择开关316被输出到列信号线323。
像素112可以包括被配置为对多个像素112的信号进行加算(add)的加算开关301、302和303。在加算模式中，加算模式信号ADDN、ADDS1和ADDS2被激活。多个像素112的电容器272通过激活加算模式信号ADDN彼此连接，由此使信号(噪声电平)平均化。多个像素112的电容器282通过激活加算模式信号ADDS1彼此连接，由此使信号平均化。多个像素112的电容器292通过激活加算模式信号ADDS2彼此连接，由此使信号平均化。
像素112可以包括灵敏度改变部分240。灵敏度改变部分240可以包括开关241和242、电容器243和244以及MOS晶体管245和246。当第一改变信号WIDE被激活时，开关241接通，并且第一附加电容器243的电容值被加算到电荷电压转换器CVC的电容值。因此，像素112的灵敏度降低。进一步地，当第二改变信号WIDE2也被激活时，开关242也接通，并且第二附加电容器244的电容值被加算到电荷电压转换器CVC的电容值。因此，像素112的灵敏度进一步降低。可以通过添加降低像素112的灵敏度的功能来使动态范围变宽。当第一改变信号WIDE被激活时，使能信号ENW可以被激活。在这种情况下，MOS晶体管246执行源跟随器操作。注意，当灵敏度改变部分240的开关241接通时，转换元件210的电荷蓄积部分的电势可能通过电荷再分配而改变。因此，一些信号可能被破坏。
上述复位信号Pres、使能信号EN、箝制信号PCL、使能信号EN0、采样和保持信号TN、TS1和TS2以及行选择信号VST是由行选择电路120控制的控制信号，并且对应于图2的行控制信号122。
图4示出像素112的布置的另一示例。在图4中所示的示例中，像素112包括转换元件210、开关420、复位开关430、电容器440、MOS晶体管450、电流源460和行选择开关470。转换元件210可以具有与前述转换元件210相同的布置。开关420通过激活由行选择电路120驱动的采样和保持信号TS来在电容器440中写入(即，采样和保持)蓄积在转换元件210的电荷蓄积部分中的电荷。MOS晶体管450与电流源460形成源跟随器电路。行选择开关470激活由行选择电路120驱动的行选择信号VST。当行选择开关470接通时，MOS晶体管450向列信号传送路径114输出对应于由电容器440保持的信号的信号。注意，在图4中所示的布置中，当开关420接通时，转换元件210的电荷蓄积部分的电势可能通过电荷注入而改变。因此，一些信号可能被破坏。
另一方面，在具有如图3中所示的布置的像素112中，例如在采样和保持操作中在转换元件210的电荷蓄积部分中，信号不被破坏。即，在具有如图3中所示的布置的像素112中，可以非破坏性地读出放射线信号。这样的配置对于下面将描述的应用能量减影方法的放射线成像是有利的，并且对于下面将描述的第三至第六模式是特别有利的。因此，下面将描述像素112具有图3中所示的布置的示例。
本实施例的放射线成像装置100和使用它的放射线成像方法可以具有用于通过能量减影方法获得放射线图像的多个模式。下面将描述这些模式。
图5示出第一模式中的放射线成像装置100或放射线成像系统1的操作。在图5中，横坐标表示时间。“放射线能量”是从放射线源400发射并照射放射线成像装置100的放射线的能量。“PRES”是复位信号PRES。“DOUT”是A/D转换器170的输出。控制装置350可以控制从放射线源400的放射线发射和放射线成像装置100的操作的同步。定时产生器130控制放射线成像装置100中的操作。箝制信号PCL在复位信号PRES被激活的时段中在预定时段上也被激活，并且箝制电路260箝制噪声电平。
转换元件210通过在预定时段上激活复位信号PRES而被复位，并且然后发射具有第一能量的放射线501。随后，通过放射线501蓄积在像素阵列110的每个像素112中的电荷(电信号)从放射线成像装置100作为放射线信号503被输出。
随后，转换元件210通过在预定时段上激活复位信号PRES而被复位，并且然后发射具有与第一能量不同的第二能量的放射线501。随后，通过放射线502的照射蓄积在像素阵列110的每个像素112中的电荷(电信号)作为放射线信号504从放射线成像装置100被输出。控制装置350的信号处理器352通过根据能量减影方法处理放射线信号503和504来获得减影图像(subtraction image)。
在第一模式中，依次执行复位、第一能量的放射线501的照射、对应于它的放射线信号503的输出、复位、第二能量的放射线502的照射和对应于它的放射线信号504的输出。因此，第一模式不利于快速移动被检体的放射线成像，但是有利于精确地捕获静止被检体，因为它可以在完全分离第一能量的放射线图像和第二能量的放射线图像的同时获得它们。
注意，作为能量减影方法，可以采用各种方法。例如，能够通过计算第一能量的放射线图像和第二能量的放射线图像之间的差，获得骨骼图像和软组织图像。可以通过基于第一能量的放射线图像和第二能量的放射线图像求解非线性联立方程，产生骨骼图像和软组织图像。还能够基于第一能量的放射线图像和第二能量的放射线图像，获得造影剂图像和软组织图像。还能够基于第一能量的放射线图像和第二能量的放射线图像，获得电子密度图像和有效原子序数图像。
图6示出第二模式中的放射线成像装置100或放射线成像系统1的操作。在图6中，横坐标表示时间。“放射线能量”是从放射线源400发射并照射放射线成像装置100的放射线的能量。“PRES”是复位信号PRES。“TS1”是采样和保持信号TS1。“DOUT”是A/D转换器170的输出。控制装置350可以控制从放射线源400的放射线发射和放射线成像装置100的操作的同步。定时产生器130控制放射线成像装置100中的操作。箝制信号PCL在复位信号PRES被激活的时段中在预定时段上也被激活，并且箝制电路260箝制噪声电平。
转换元件210通过在预定时段上激活复位信号PRES而被复位，并且然后发射具有第一能量的放射线511和具有与第一能量不同的第二能量的放射线512。注意，放射线511和放射线512可以在时间上或以它们之间的时间间隔被连续地发射。
放射线511和512的照射时间被预设，并且根据采样和保持信号TS1由采样和保持电路280执行的采样和保持操作在放射线512的照射前一刻结束。随后，转换元件210通过在预定时段上激活复位信号PRES而被复位。注意，根据采样和保持信号TS1，采样和保持电路280采样和保持通过具有第一能量的放射线511的照射产生的放射线信号。
根据采样和保持信号TS1由采样和保持电路280采样和保持的信号从放射线成像装置100作为放射线信号513被输出。随后，采样和保持电路280根据采样和保持信号TS1执行采样和保持操作。因此，采样和保持电路280采样和保持通过具有第二能量的放射线512的照射产生的放射线信号。根据采样和保持信号TS1由采样和保持电路280采样和保持的信号从放射线成像装置100作为放射线信号514被输出。控制装置350的信号处理器352通过根据能量减影方法处理放射线信号513和放射线信号514来获得减影图像。
在第二模式中，在放射线信号513的输出结束之前，开始第二能量的放射线512的照射。因此，第二模式在快速移动被检体的放射线成像中优于第一模式。然而，复位在包括发射第一能量的放射线511的时段和发射第二能量的放射线512的时段的时段中被执行。因此，关于在复位时段中发射的放射线的信息因该复位而丢失。因此，图像质量可能相应地恶化。
下面将描述的第三至第六模式在快速移动被检体的放射线成像中优于第一模式和第二模式。在第三至第六模式中，每个像素112执行输出对应于在第一时段T1中由转换元件210产生的电信号的第一信号的操作和输出对应于在第二时段T2中由转换元件210产生的电信号的第二信号的操作。注意，第二时段T2与第一时段T1不同。在第一时段T1中发射具有第一能量的放射线，并且在第二时段T2中发射具有第二能量的放射线。在多个像素112中的每一个中，在包括第一时段T1和第二时段T2的时段期间，复位开关220(复位部分)不使转换元件210复位(复位信号Pres(其电压)不改变)。因此，在包括第一时段T1和第二时段T2的时段期间，放射线信息从不因复位而丢失。这有利于通过能量减影方法获得更精确的放射线图像，同时减少浪费的放射线照射。
注意，在除了具有第一和第二能量的放射线之外还发射具有第三能量的放射线的情况下，除了第一时段T1和第二时段T2之外，还可以提供第三时段T3，并且可以在第三时段中发射具有第三能量的放射线。在这种情况下，在多个像素112中的每一个中，在包括第一时段T1、第二时段T2和第三时段的时段期间，复位开关220(复位部分)不使转换元件210复位。第一至第三能量可以彼此不同。然而，仅需要它们中的至少两个彼此不同。
并且，在除了具有第一至第三能量的放射线之外还发射具有第四能量的放射线的情况下，除了第一时段T1、第二时段T2和第三时段T3之外，还可以提供第四时段T4，并且可以在第四时段中发射具有第四能量的放射线。在这种情况下，在多个像素112中的每一个中，在包括第一时段T1、第二时段T2、第三时段T3和第四时段的时段期间，复位开关220(复位部分)不使转换元件210复位。第一至第四能量可以彼此不同。然而，仅需要它们中的至少两个彼此不同。
下面将更具体地描述第三至第六模式。图7示出第三模式中的放射线成像装置100或放射线成像系统1的操作。在图7中，横坐标表示时间。“放射线能量”是从放射线源400发射并照射放射线成像装置100的放射线的能量。“PRES”是复位信号PRES。“TS1”是采样和保持信号TS1。“DOUT”是A/D转换器170的输出。控制装置350可以控制从放射线源400的放射线发射和放射线成像装置100的操作的同步。定时产生器130控制放射线成像装置100中的操作。箝制信号PCL在复位信号PRES被激活的时段中在预定时段上也被激活，并且箝制电路260箝制噪声电平。
转换元件210通过在预定时段上激活复位信号PRES而被复位，并且然后发射具有第一能量E1的放射线511和具有与第一能量E1不同的第二能量E2的放射线512。注意，放射线511和放射线512可以在时间上或以它们之间的时间间隔被连续地发射。
放射线511和512的照射时间被预设，并且根据采样和保持信号TS1由采样和保持电路280执行的采样和保持操作在放射线512的照射前一刻结束。注意，根据采样和保持信号TS1，采样和保持电路280采样和保持通过具有第一能量E1的放射线511的照射产生的信号。
与第二模式不同，在第三模式中不执行根据第一时段T1中的采样和保持操作的结束的复位。换句话说，在第三模式中，在包括第一时段T1和第二时段T2的时段中不执行复位。因此，通过第一能量E1的放射线511的照射产生的电荷(电信号)保留在转换元件210的电荷蓄积部分中。
根据采样和保持信号TS1由采样和保持电路280采样和保持的信号作为对应于第一能量E1的放射线511的照射的放射线信号513从放射线成像装置100被输出。
在第一时段T1中的第一能量E1的放射线511的照射之后，在第二时段T2中执行第二能量E2的放射线512的照射。因此，除了通过第一时段T1中第一能量E1的放射线的照射产生的电荷之外，在转换元件210的电荷蓄积部分中还蓄积通过第二时段T2中第二能量E2的放射线的照射产生的电荷。箝制电路260输出对应于在转换元件210中蓄积的电荷的放射线信号。
当放射线信号513的输出结束时，采样和保持电路280根据采样和保持信号TS1执行采样和保持操作。因此，采样和保持电路280采样和保持对应于通过第一时段T1中第一能量E1的放射线511的照射产生的电荷和通过第二时段T2中第二能量E2的放射线512的照射产生的电荷的放射线信号。随后，由采样和保持电路280采样和保持的信号从放射线成像装置100作为放射线信号515被输出。
控制装置350的信号处理器352通过根据能量减影方法处理放射线信号513和放射线信号515来获得减影图像。注意，信号处理器352可以通过从放射线信号515中的相应一个的值减去每个放射线信号513的值，获得通过第二能量E2的放射线512的照射产生的放射线图像。即，如在第一模式和第二模式中那样，也可以在第三模式中获得通过第一能量的放射线的照射产生的放射线图像和通过第二能量的放射线的照射产生的放射线图像。可以通过根据能量减影方法处理这些放射线图像，获得减影图像。
在第三模式中，在包括第一时段T1和第二时段T2的时段中不执行复位，因此放射线信息从不因复位而丢失。此外，在第三模式中，如在第二模式中那样，在放射线信号513的输出结束之前开始第二能量的放射线512的照射。因此，第三模式在快速移动被检体的放射线成像中优于第一模式。
注意，在第三模式中，需要读出对应于由第一能量E1的放射线511产生的电荷与由第二能量E2的放射线512的照射产生的电荷之和的放射线信号。如上所述，在图4中所示的布置中，当读出由第一能量E1的放射线511产生的电荷时，转换元件的电荷蓄积部分的电势可能改变，从而破坏一些信号。因此，为了执行第三模式，如图3中所示的布置那样，优选采用能够非破坏性地读出在光电转换器(电荷蓄积部分)中产生的电荷(信号)的像素。
即使利用图3中所示的布置，转换元件的电荷蓄积部分的电势也可能在改变灵敏度的驱动中因电荷分配而改变，从而破坏一些信号。因此，为了执行第三模式，优选采用不改变灵敏度的驱动。根据以上，可以说，为了执行第三模式，电荷蓄积部分的电荷优选不被破坏。更具体地，将考虑如图3中所例示的具有分别具有连接到电荷蓄积部分的第一主电极、不连接到电荷蓄积部分的第二主电极以及控制电极的一个或多个晶体管的布置。在这样的布置中，优选的是，在包括第一时段T1和第二时段T2的时段期间，施加到所述一个或多个晶体管的控制电极的电压不改变。然而，在能够允许破坏一些信号的应用中，也可以在图3和图4中所示的布置中采用改变灵敏度的驱动。
如上所述，箝制信号PCL也可以在复位信号PRES被激活的时段中在预定时段上被激活，并且箝制电路260箝制噪声电平，然后采样和保持电路270可以采样和保持该噪声水平。在第一至第三模式中，当从每个像素112读出信号时，可以从采样和保持电路280(第一信号保持部分)读出放射线信号，并且可以从采样和保持电路270(第二信号保持部分)读出噪声电平。放大器单元160可以对由此读出的一对放射线信号和噪声电平执行差分放大。即，可以放大放射线信号和噪声电平之间的差。
在第四至第六模式中，采样和保持电路270、280和290用于输出可彼此分离的三个或四个能量的放射线图像。图8示出第四模式中的放射线成像装置100或放射线成像系统1的操作。在图8中，横坐标表示时间。“放射线能量”是从放射线源400发射并照射放射线成像装置100的放射线的能量。“PRES”是复位信号PRES。“TS1”是采样和保持信号TS1。“TS2”是采样和保持信号TS2。“DOUT”是A/D转换器170的输出。控制装置350可以控制从放射线源400的放射线发射和放射线成像装置100的操作的同步。定时产生器130控制放射线成像装置100中的操作。箝制信号PCL在复位信号PRES被激活的时段中在预定时段上也被激活，箝制电路260箝制噪声电平。
转换元件210通过在预定时段上激活复位信号PRES而被复位。随后，发射具有第一能量E1的放射线601、第二能量E2的放射线602和具有第三能量E3的放射线603。第一至第三能量E1至E3可以彼此不同。然而，仅需要它们中的至少两个彼此不同。注意，放射线601、602和603可以在时间上或以它们之间的时间间隔被连续地发射。在第四模式中，在包括发射放射线601的第一时段T1、发射放射线602的第二时段T2和发射放射线603的第三时段T3的时段中，转换元件210不被复位。
放射线601、602和603的照射时间被预设，并且在放射线601的照射之前，在复位信号PRES在预定时段上被激活之后，采样和保持信号TN在预定时段上被激活。转换元件210通过在预定时段上激活复位信号PRES而被复位。此时，箝制信号PCL也在预定时段上被激活，并且箝制电路260箝制噪声电平。然后，采样和保持电路270可以通过在预定时段上激活采样和保持信号TN来采样和保持噪声电平。该噪声电平在图8中被表示为“F”。
接着，发射第一能量E1的放射线601。然后，根据采样和保持信号TS1由采样和保持电路280执行的采样和保持操作在第二能量E2的放射线602的下一次照射前一刻结束。注意，根据采样和保持信号TS1，采样和保持电路280采样和保持通过将通过具有第一能量E1的放射线511的照射产生的信号(E1)加算到箝制电路260的噪声电平(F)而获得的信号(E1+F)。根据采样和保持信号TS1由采样和保持电路280采样和保持的信号(E1+F)作为对应于第一能量E1的放射线的照射的放射线信号513从放射线成像装置100被输出。此时，放大器单元160对由采样和保持电路280采样和保持的放射线信号(S1＝E1+F)以及由采样和保持电路270采样和保持的噪声电平(N＝F)执行差分放大。因此，从放射线成像装置100输出各自对应于S1-N＝(E1+F)-F＝E1的放射线信号604。
在第一时段T1中的第一能量E1的放射线601的照射之后，在第二时段T2中执行第二能量E2的放射线602的照射。因此，除了通过第一时段T1中第一能量E1的放射线601的照射产生的电荷之外，在转换元件210的电荷蓄积部分中还蓄积通过第二时段T2中第二能量E2的放射线602的照射产生的电荷。箝制电路260输出对应于在转换元件210中蓄积的电荷的放射线信号。
在第三能量E3的放射线603的下一次照射前一刻，根据采样和保持信号TS2由采样和保持电路290执行的采样和保持操作结束。注意，根据采样和保持信号TS2，采样和保持电路290采样和保持通过将通过具有第二能量E2的放射线602的照射产生的信号(E2)加算到对应于(E1+F)的信号而获得的信号(E1+E2+F)。该采样和保持信号(E1+E2+F)作为对应于第一能量E1的放射线601和第二能量E2的放射线602的照射的放射线信号605从放射线成像装置100被输出。此时，放大器单元160对由采样和保持电路290采样和保持的放射线信号(S2＝E1+E2+F)以及由采样和保持电路270采样和保持的噪声电平(N＝F)执行差分放大。因此，从放射线成像装置100输出各自对应于S2-N＝(E1+E2+F)-F＝E1+E2的放射线信号605。注意，经由列信号线321的信号可以被供给到放大器单元160的差分输入对中的一个，并且选自经由列信号线322和列信号线323的信号的信号可以被供给到差分输入对中的另一个。
随后，在第三能量E3的放射线603的照射结束之后，采样和保持电路280根据采样和保持信号TS1执行采样和保持操作。注意，根据采样和保持信号TS1，采样和保持电路280采样和保持通过将通过具有第三能量E3的放射线603的照射产生的信号(E3)加算到对应于(E1+E2+F)的信号而获得的信号(E1+E2+E3+F)。该采样和保持信号(E1+E2+E3+F)作为对应于第一至第三能量E1-E3的放射线601-603的照射的放射线信号606从放射线成像装置100被输出。此时，放大器单元160对由采样和保持电路280采样和保持的放射线信号(S1＝E1+E2+E3+F)和由采样和保持电路270采样和保持的噪声电平(N＝F)执行差分放大。因此，从放射线成像装置100输出对应于S1-N＝(E1+E2+E3+F)-F＝E1+E2+E3的放射线信号606。
控制装置350的信号处理器352通过根据能量减影方法处理放射线信号604、605和606来获得减影图像。注意，信号处理器352可以通过从放射线信号606的值减去每个放射线信号605的值，获得通过第三能量E3的放射线603的照射产生的放射线图像。信号处理器352还可以通过从放射线信号605中的相应的一个的值减去每个放射线信号604的值，获得通过第二能量E2的放射线602的照射产生的放射线图像。因此，信号处理器352可以获得第一、第二和第三能量E1、E2和E3的放射线图像。可以通过根据能量减影方法处理这些放射线图像，获得减影图像。
图9示出第五模式中的放射线成像装置100或放射线成像系统1的操作。在图9中，横坐标表示时间。“放射线能量”是从放射线源400发射并照射放射线成像装置100的放射线的能量。“PRES”是复位信号PRES。“TS1”是采样和保持信号TS1。“TS2”是采样和保持信号TS2。“DOUT”是A/D转换器170的输出。控制装置350可以控制从放射线源400的放射线发射和放射线成像装置100的操作的同步。定时产生器130控制放射线成像装置100中的操作。箝制信号PCL在复位信号PRES被激活的时段中在预定时段上也被激活，并且箝制电路260箝制噪声电平。
转换元件210通过在预定时段上激活复位信号PRES而被复位。随后，发射具有第一能量E1的放射线701、具有第二能量E2的放射线702、具有第三能量E3的放射线703和具有第四能量E4的放射线704。第一至第四能量E1至E4可以彼此不同。然而，仅需要它们中的至少两个彼此不同。注意，放射线701、702、703和704可以在时间上或以它们之间的时间间隔被连续地发射。在第五模式中，在包括发射放射线701的第一时段T1、发射放射线702的第二时段T2、发射放射线703的第三时段T3和发射放射线704的第四时段T4的时段中，转换元件210不被复位。
放射线701-704的照射时间被预设，并且在放射线701的照射之前，复位信号PRES在预定时段上被激活(未示出)。转换元件210通过在预定时段上激活复位信号PRES而被复位。
首先，发射第一能量E1的放射线701。然后，根据采样和保持信号TN由采样和保持电路270执行的采样和保持操作在第二能量E2的放射线702的下一次照射前一刻结束。注意，根据采样和保持信号TN，采样和保持电路270采样和保持通过将通过具有第一能量E1的放射线701的照射产生的信号(E1)加算到箝制电路260的噪声电平(F)而获得的信号(E1+F)。
在第二能量E2的放射线702的下一次照射前一刻，根据采样和保持信号TS1由采样和保持电路280执行的采样和保持操作结束。注意，根据采样和保持信号TS1，采样和保持电路280采样和保持通过将通过具有第二能量E2的放射线702的照射产生的信号(E2)加算到对应于(E1+F)的信号而获得的信号(E1+E2+F)。
随后，放大器单元160对由采样和保持电路280采样和保持的放射线信号(S1＝E1+E2+F)以及由采样和保持电路270采样和保持的噪声电平(N＝F)执行差分放大。然后，从放射线成像装置100输出各自对应于S1-N＝(E1+E2+F)-(E1+F)＝E2的放射线信号705。
在第三能量E3的放射线703的下一次照射前一刻，根据采样和保持信号TS2由采样和保持电路290执行的采样和保持操作结束。注意，根据采样和保持信号TS2，采样和保持电路290采样和保持通过将通过具有第三能量E3的放射线703的照射产生的信号(E3)加算到对应于(E1+E2+F)的信号而获得的信号(E1+E2+E3+F)。
随后，放大器单元160对由采样和保持电路290采样和保持的放射线信号(S1＝E1+E2+E3+F)以及由采样和保持电路270采样和保持的噪声电平(N＝F)执行差分放大。然后，从放射线成像装置100输出对应于S2-N＝(E1+E2+E3+F)-(E1+F)＝E2+E3的放射线信号706。
并且，在第四能量E4的放射线704的照射之后，采样和保持电路280根据采样和保持信号TS1执行采样和保持操作。注意，根据采样和保持信号TS1，采样和保持电路280采样和保持通过将通过具有第四能量E4的放射线704的照射产生的信号(E4)加算到对应于(E1+E2+E3+F)的信号而获得的信号(E1+E2+E3+E4+F)。
随后，在复位信号PRES在预定时段上被激活之后，采样和保持信号TN在预定时段上被激活。转换元件210通过在预定时段上激活复位信号PRES而被复位。此时，箝制信号PCL也在预定时段上被激活，并且箝制电路260箝制噪声电平。然后，采样和保持电路270可以通过在预定时段上激活采样和保持信号TN来采样和保持噪声电平(F)。
随后，放大器单元160对由采样和保持电路280采样和保持的放射线信号(S1＝E1+E2+E3+E4+F)以及由采样和保持电路270采样和保持的噪声电平(N＝F)执行差分放大。然后，从放射线成像装置100输出对应于S1-N＝(E1+E2+E3+E4+F)-(E1+F)＝E2+E3+E4的放射线信号706。
随后，放大器单元160对由采样和保持电路270采样和保持的放射线信号(S1＝E1+E2+E3+E4+F)以及由采样和保持电路270采样和保持的噪声电平(N＝F)执行差分放大。然后，从放射线成像装置100输出对应于S1-N＝(E1+E2+E3+E4+F)-(F)＝E1+E2+E3+E4的放射线信号706。
控制装置350的信号处理器352通过根据能量减影方法处理放射线701、702、703和704来获得减影图像。注意，信号处理器352可以通过从放射线信号708的值减去放射线信号707的值，获得通过第四能量E4的放射线704的照射产生的放射线图像。信号处理器352还可以通过从放射线信号707的值减去放射线信号706的值，获得通过第一能量E1的放射线701的照射产生的放射线图像。信号处理器352还可以通过从放射线信号706的值减去每个放射线信号705的值，获得通过第三能量E3的放射线703的照射产生的放射线图像。
因此，信号处理器352可以获得第一、第二、第三和第四能量E1、E2、E3和E4的放射线图像。可以通过根据能量减影方法处理这些放射线图像，获得减影图像。
还能够通过增加采样和保持部分的数量获得更多能量的放射线图像。
第二至第五模式适合于能够以高速度改变放射线能量的放射线源400可用的情况。放射线能量可以如上述示例中那样逐步地改变，但是可以连续地改变。可以通过改变放射线源400的管电压来改变放射线能量。可替代地，可以通过从放射线源发射具有宽能带(波长带)的放射线并切换多个过滤器来改变放射线能量。
图10示出第六模式中的放射线成像装置100或放射线成像系统1的操作。在图10中，横坐标表示时间。“放射线能量”是从放射线源400发射并照射放射线成像装置100的放射线的能量。“PRES”是复位信号PRES。“TS1”是采样和保持信号TS1。“TS2”是采样和保持信号TS2。“DOUT”是A/D转换器170的输出。控制装置350可以控制从放射线源400的放射线发射和放射线成像装置100的操作的同步。定时产生器130控制放射线成像装置100中的操作。箝制信号PCL在复位信号PRES被激活的时段中在预定时段上也被激活，并且箝制电路260箝制噪声电平。
在第六模式中，利用由放射线源400产生的放射线能量的波形(波形改变)不是矩形的事实。如图10中所例示的那样，放射线的上升和下降可以不是矩形的。注意，可以有目的地形成不是矩形的波形。在图10中，放射线800的波形包括放射线801、802和803。时段T1中的放射线801的能量的平均值E1、T2时段中的放射线802的能量的平均值E2和T3时段中的放射线的能量的平均值E3彼此不同。可以通过使用这实现能量减影方法。
在放射线800的照射之前，复位信号PRES在预定时段上被激活，并且然后采样和保持信号TN在预定时段上被激活。转换元件210通过在预定时段上激活复位信号PRES而被复位。此时，箝制信号PCL也在预定时段上被激活，并且箝制电路260箝制噪声电平。然后，采样和保持电路270可以通过在预定时段上激活采样和保持信号TN来采样和保持噪声电平。
然后，开始放射线800的照射。在时段T2前一刻，根据采样和保持信号TS1由采样和保持电路280执行的采样和保持操作结束。注意，根据采样和保持信号TS1，采样和保持电路280采样和保持通过将通过具有第一能量E1的放射线511的照射产生的信号(E1)加算到箝制电路260的噪声电平(F)而获得的信号(E1+F)。根据采样和保持信号TS1由采样和保持电路280采样和保持的信号(E1+F)作为对应于第一能量E1的放射线的照射的放射线信号804从放射线成像装置100被输出。此时，放大器单元160对由采样和保持电路280采样和保持的放射线信号(S1＝E1+F)以及由采样和保持电路270采样和保持的噪声电平(N＝F)执行差分放大。因此，从放射线成像装置100输出各自对应于S1-N＝(E1+F)-F＝E1的放射线信号804。
在时段T2中，除了通过第一时段T1中第一能量E1的放射线801的照射产生的电荷之外，在转换元件210的电荷蓄积部分中还蓄积通过第二时段T2中第二能量E2的放射线802的照射产生的电荷。箝制电路260输出根据在转换元件210中蓄积的电荷的放射线信号。
在时段T3前一刻，根据采样和保持信号TS2由采样和保持电路290执行的采样和保持操作结束。注意，根据采样和保持信号TS2，采样和保持电路290采样和保持通过将通过具有第二能量E2的放射线802的照射产生的信号(E2)加算到对应于(E1+F)的信号而获得的信号(E1+E2+F)。该信号(E1+E2+F)作为对应于第一能量E1的放射线801和第二能量E2的放射线802的放射线信号805从放射线成像装置100被输出。此时，放大器单元160对由采样和保持电路290采样和保持的放射线信号(S2＝E1+E2+F)以及由采样和保持电路270采样和保持的噪声电平(N＝F)执行差分放大。因此，从放射线成像装置100输出各自对应于S2-N＝(E1+E2+F)-F＝E1+E2的放射线信号805。
随后，在时段T3结束和放射线信号804结束之后，采样和保持电路280根据采样和保持信号TS1执行采样和保持操作。注意，根据采样和保持信号TS1，采样和保持电路280采样和保持通过将通过具有第三能量E3的放射线803的照射产生的信号(E3)加算到对应于(E1+E2+F)的信号而获得的信号(E1+E2+E3+F)。该采样和保持信号(E1+E2+E3+F)作为对应于第一至第三能量E1-E3的放射线801-803的照射的放射线信号806从放射线成像装置100被输出。此时，放大器单元160对由采样和保持电路280采样和保持的放射线信号(S1＝E1+E2+E3+F)以及由采样和保持电路270采样和保持的噪声电平(N＝F)执行差分放大。因此，从放射线成像装置100输出对应于S1-N＝(E1+E2+E3+F)-F＝E1+E2+E3的放射线信号806。
控制装置350的信号处理器352通过根据能量减影方法处理放射线信号804、805和806来获得减影图像。注意，信号处理器352可以通过从放射线信号806的值减去每个放射线信号805的值，获得通过第三能量E3的放射线803的照射产生的放射线图像。信号处理器352还可以通过从放射线信号805中的相应的一个的值减去每个放射线信号804的值，获得通过第二能量E2的放射线802的照射产生的放射线图像。因此，信号处理器352可以获得第一、第二和第三能量E1、E2和E3的放射线图像。信号处理器352可以通过根据能量减影方法处理这些放射线图像来获得减影图像。
其它实施例
也可以通过读出并执行记录在存储介质(也可以被更完整地称为“非暂时性计算机可读存储介质”)上的计算机可执行指令(例如，一个或多个程序)以执行上述实施例中的一个或多个的功能和/或包括用于执行上述实施例中的一个或多个的功能的一个或多个电路(例如，专用集成电路(ASIC))的装置或系统的计算机，以及由装置或系统的计算机通过例如从存储介质读出并执行计算机可执行指令以执行上述实施例中的一个或多个的功能和/或控制一个或多个电路以执行上述实施例中的一个或多个的功能而执行的方法，实现本发明的实施例。计算机可以包括一个或多个处理器(例如，中央处理单元(CPU)、微处理单元(MPU))，并且可以包括单独的计算机或单独的处理器的网络，以读出并执行计算机可执行指令。计算机可执行指令可以例如从网络或存储介质被提供给计算机。存储介质可以包括例如硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、分布式计算系统的存储设备、光盘(诸如紧凑盘(CD)、数字多功能盘(DVD)或蓝光盘(BD)TM)、闪速存储器设备、存储卡等中的一个或多个。
本发明的实施例还可以通过如下的方法来实现，即，通过网络或者各种存储介质将执行上述实施例的功能的软件(程序)提供给系统或装置，该系统或装置的计算机或是中央处理单元(CPU)、微处理单元(MPU)读出并执行程序的方法。
尽管已参照示例性实施例描述了本发明，但是应理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。以下权利要求的范围应被赋予最宽的解释以便包含所有这样的修改以及等同的结构和功能。

Claims (18)

1.一种通过能量减影方法获得放射线图像的放射线成像装置，所述能量减影方法通过处理多个图像获得新图像，所述多个图像通过在改变照射被检体的放射线的能量的同时多次捕获被检体而获得，所述装置包括：
像素阵列，在所述像素阵列中多个像素被排列成多个行和多个列，
所述多个像素中的每一个包括转换元件、源跟随器电路、电荷电压转换器、采样保持电路和复位部分，所述转换元件具有用于蓄积根据放射线生成的电荷的电荷蓄积部，所述源跟随器电路具有利用电荷蓄积部形成电荷电压转换器的栅极，所述电荷电压转换器将电荷蓄积部中蓄积的电荷转换成电压，所述采样保持电路用于采样和保持与转换后的电压相关联的信号，而不改变电荷电压转换器的电势，所述复位部分使包括所述栅极和所述电荷蓄积部的电荷电压转换器的电势复位，
所述多个像素中的每一个被配置为：在不改变电荷电压转换器的电势的情况下经由采样保持电路执行输出第一信号的操作，所述第一信号对应于在第一时段中由所述转换元件产生的电荷，所述第一时段在通过所述复位部分使所述电荷电压转换器的电势复位之后开始，以及在不改变电荷电压转换器的电势的情况下经由采样保持电路执行输出第二信号的操作，所述第二信号对应于在所述第一时段和所述第一时段之后的第二时段中由所述转换元件产生的电荷，
具有第一能量的放射线在所述第一时段中被发射，并且具有第二能量的放射线在所述第二时段中被发射，并且
所述放射线成像装置具有在所述多个像素中的每一个中所述复位部分在包括所述第一时段和第二时段的时段期间不使所述电荷电压转换器的电势复位，从而所述电荷电压转换器的电势不改变的模式。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，
采样保持电路包括开关和电容器，并且被配置为当所述开关被开启时经由所述开关将与转换后的电压相关联的信号写入所述电容器，
所述多个像素中的每一个包括具有连接到所述电荷蓄积部的第一主电极、不连接到所述电荷蓄积部的第二主电极、以及控制电极的至少一个晶体管，并且所述至少一个晶体管通过在所述控制电极处接收接通电压来电连接所述第一主电极和第二主电极，并且
在所述模式中，施加到所述至少一个晶体管的控制电极的电压在包括所述第一时段和第二时段的时段期间不改变，从而所述电荷电压转换器的电势不改变。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，
复位部分包括具有第一主电极、第二主电极和控制电极的晶体管，所述第一主电极连接到电荷电压转换器的电荷蓄积部，所述第二主电极不连接到所述电荷蓄积部，所述晶体管通过在所述控制电极处接收导通电压而电连接所述第一主电极和所述第二主电极，以及
在所述模式中，施加到所述晶体管的控制电极的电压在包括第一时段和第二时段的时段期间不改变，从而所述电荷电压转换器的电势不改变。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，
执行多个成像操作，所述多个成像操作中的每一个包括在第一时段中输出第一信号的操作以及在第一时段和第二时段中输出第二信号的操作，以及
在多个像素中的每个像素的电荷电压转换器被其复位部分复位之后，开始多个成像操作中的每个的所述第一时段。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述采样保持电路包括对第一信号进行采样保持的第一信号采样保持电路和对第二信号进行采样保持的第二信号采样保持电路，并且
所述多个像素中的每一个经由所述第一信号采样保持电路输出所述第一信号并且经由所述第二信号采样保持电路输出所述第二信号。
6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述多个像素中的每一个包括多个所述采样保持电路，并且
所述多个像素中的每一个经由多个所述采样保持电路中的一个输出所述第一信号和第二信号。
7.根据权利要求1所述的装置，其中，
所述采样保持电路包括第一信号采样保持电路和第二信号采样保持电路，所述第一信号采样保持电路采样保持与所述转换元件产生的电荷对应的信号，所述第二信号采样保持电路采样保持与噪声电平对应的信号，
并且
所述放射线成像装置进一步包括：
读出电路，所述读出电路从所述多个像素中的每一个读出一对由所述第一信号采样保持电路保持的信号和由所述第二信号采样保持电路保持的信号，和
放大器单元，所述放大器单元对由所述读出电路读出的一对信号之间的差进行放大。
8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述多个像素中的每一个进一步执行输出第三信号的操作，所述第三信号对应于在所述第一时段、第二时段以及第三时段中由所述转换元件产生的电荷，所述第三时段不同于所述第一时段和第二时段，
具有第三能量的放射线在所述第三时段中被发射，并且
在所述多个像素中的每一个中，所述复位部分在包括所述第一时段、第二时段和第三时段的时段中不使所述电荷电压转换器复位。
9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述采样保持电路包括采样保持对应于由所述转换元件产生的电荷的信号的多个信号采样保持电路，并且
所述多个像素中的每一个经由所述多个信号采样保持电路中的一个输出所述第一信号、第二信号和第三信号。
10.根据权利要求8所述的装置，其中，所述采样保持电路包括采样保持对应于由所述转换元件产生的电荷的信号的多个第一信号采样保持电路和保持对应于由所述转换元件产生的电荷的信号的第二信号采样保持电路，并且
所述放射线成像装置进一步包括：
读出电路，所述读出电路从所述多个像素中的每一个读出一对由选自所述多个第一信号采样保持电路的第一信号采样保持电路保持的信号和由所述第二信号采样保持电路保持的信号，和
放大器单元，所述放大器单元对由所述读出电路读出的一对信号之间的差进行放大。
11.根据权利要求1所述的装置，进一步包括基于所述第一信号和第二信号通过能量减影方法产生放射线图像的信号处理器。
12.一种放射线成像系统，包括：
权利要求1-11中的任一项中限定的放射线成像装置；和
控制装置，所述控制装置对放射线源和放射线成像装置进行控制。
13.一种通过能量减影方法获得放射线图像的放射线成像系统，所述能量减影方法通过处理多个图像获得新图像，所述多个图像通过在改变照射被检体的放射线的能量的同时多次捕获被检体而获得，所述系统包括：
像素阵列，在所述像素阵列中多个像素被排列成多个行和多个列；和
信号处理器，所述信号处理器对从所述像素阵列输出的信号进行处理，
其中，所述多个像素中的每一个包括转换元件、源跟随器电路、电荷电压转换器、采样保持电路和复位部分，所述转换元件具有用于蓄积根据放射线生成的电荷的电荷蓄积部，所述源跟随器电路具有利用电荷蓄积部形成电荷电压转换器的栅极，所述电荷电压转换器将电荷蓄积部中蓄积的电荷转换成电压，所述采样保持电路用于采样和保持与转换后的电压相关联的信号，而不改变电荷电压转换器的电势，所述复位部分使包括所述栅极和所述电荷蓄积部的电荷电压转换器的电势复位，
所述多个像素中的每一个被配置为：在不改变电荷电压转换器的电势的情况下经由采样保持电路执行输出第一信号的操作，所述第一信号对应于在第一时段中由所述转换元件产生的电荷，所述第一时段在通过所述复位部分使所述电荷电压转换器的电势复位之后开始，以及在不改变电荷电压转换器的电势的情况下经由采样保持电路执行输出第二信号的操作，所述第二信号对应于在所述第一时段和所述第一时段之后的第二时段中由所述转换元件产生的电荷，
具有第一能量的放射线在所述第一时段中被发射，并且具有第二能量的放射线在所述第二时段中被发射，
所述放射线成像系统具有在所述多个像素中的每一个中所述复位部分在包括所述第一时段和第二时段的时段期间不使所述电荷电压转换器的电势复位，从而所述电荷电压转换器的电势不改变的模式，并且
所述信号处理器基于所述第一信号和第二信号通过能量减影方法产生放射线图像。
14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述多个像素中的每一个包括具有连接到所述电荷蓄积部的第一主电极、不连接到所述电荷蓄积部的第二主电极、以及控制电极的至少一个晶体管，并且所述至少一个晶体管通过在所述控制电极处接收接通电压来电连接所述第一主电极和第二主电极，并且
在所述模式中，施加到所述至少一个晶体管的控制电极的电压在包括所述第一时段和第二时段的时段期间不改变。
15.根据权利要求13所述的系统，进一步包括控制器，所述控制器控制放射线源以发送在所述第一时段中发射具有所述第一能量的放射线并且在所述第二时段中发射具有所述第二能量的放射线的命令。
16.根据权利要求13或14所述的系统，进一步包括控制器，所述控制器控制所述像素阵列使得从放射线源发射的放射线具有所述第一能量的时段变为所述第一时段并且从放射线源发射的放射线具有所述第二能量的时段变为所述第二时段。
17.一种使用放射线成像装置通过能量减影方法获得放射线图像的放射线成像方法，所述能量减影方法是通过处理多个图像获得新图像的方法，所述多个图像通过在改变照射被检体的放射线的能量的同时多次捕获被检体而获得，
所述放射线成像装置包括像素阵列，在所述像素阵列中多个像素被排列成多个行和多个列，并且所述多个像素中的每一个包括转换元件、源跟随器电路、电荷电压转换器、采样保持电路和复位部分，所述转换元件具有用于蓄积根据放射线生成的电荷的电荷蓄积部，所述源跟随器电路具有利用电荷蓄积部形成电荷电压转换器的栅极，所述电荷电压转换器将电荷蓄积部中蓄积的电荷转换成电压，所述采样保持电路用于采样和保持与转换后的电压相关联的信号，而不改变电荷电压转换器的电势，所述复位部分使包括所述栅极和所述电荷蓄积部的电荷电压转换器的电势复位，
所述放射线成像方法包括：
使得所述多个像素中的每一个被配置为：在不改变电荷电压转换器的电势的情况下经由采样保持电路执行输出第一信号的操作，所述第一信号对应于在第一时段中由所述转换元件产生的电荷，所述第一时段在通过所述复位部分使所述电荷电压转换器的电势复位之后开始，以及在不改变电荷电压转换器的电势的情况下经由采样保持电路执行输出第二信号的操作，所述第二信号对应于在所述第一时段和所述第一时段之后的第二时段中由所述转换元件产生的电荷，和
基于对应于所述第一信号的信号和对应于所述第二信号的信号获得放射线图像，
其中，具有第一能量的放射线在所述第一时段中被发射，并且具有第二能量的放射线在所述第二时段中被发射，并且
在所述使得和获得中，在所述多个像素中的每一个中，所述复位部分在包括所述第一时段和第二时段的时段期间不使所述电荷电压转换器的电势复位，从而所述电荷电压转换器的电势不改变。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述多个像素中的每一个包括具有连接到所述电荷蓄积部的第一主电极、不连接到所述电荷蓄积部的第二主电极、以及控制电极的至少一个晶体管，并且所述至少一个晶体管通过在所述控制电极处接收接通电压来电连接所述第一主电极和第二主电极，并且
施加到所述至少一个晶体管的控制电极的电压在包括所述第一时段和第二时段的时段期间不改变，从而所述电荷电压转换器的电势不改变。
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