CN108968992B - 放射线摄像装置、放射线摄像方法及计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供放射线摄像装置、放射线摄像方法及计算机可读存储介质。一种放射线摄像装置，其具有检测放射线并输出图像数据的检测单元，该放射线摄像装置确定在检测单元上是否安装用于散射线减少的格网，并且基于确定结果来改变检测单元的放射线检测范围。

Description

放射线摄像装置、放射线摄像方法及计算机可读存储介质

技术领域

本发明涉及一种通过使用放射线获得图像的放射线摄像装置、放射线摄像方法及存储程序的计算机可读存储介质。

背景技术

近年来，数字放射线摄像装置在医疗场合普及开来。在数字放射线摄像装置的检测单元中，将穿过被摄体的放射线的强度(剂量)转换为电信号，进一步将该电信号转换为数字值，由此获得放射线图像。在放射线图像中，除了与从放射线源直接穿过被摄体的一次放射线(primary radiation)相对应的信号分量之外，还包括与由放射线在被摄体内散射而产生的散射线相对应的信号分量。与散射线相对应的信号分量是使放射线图像中的由一次放射线构成的被摄体图像的对比度劣化的原因。

为了避免由散射线引起的被摄体图像对比度劣化，在被摄体与检测单元之间布置抗散射格网(在下文中简称为格网)。由此，可以在散射线到达检测单元之前使其减弱。因此，到达检测单元的放射线中的一次放射线的信号分量的比率增大，并且可以提高放射线图像的对比度。然而，摄像时使用格网对用户而言是操作负担。这是因为存在依据摄像部位而不需要格网的情况，并且用户必须根据摄像部位来附装/卸装格网。在日本特开第2016-198469号公报(在下文中，称为D1)中，提出了如下技术：通过使用图像处理，在不使用格网所摄像的图像中估计与散射线相对应的分量，去除该分量，并且通过减少散射线信号来提高被摄体图像的对比度(在下文中，称为散射线减少处理)。

如D1中所述，在不使用格网进行摄像并且通过图像处理来减少散射线信号的方法中，将一次放射线和散射线二者都输入检测单元中。鉴于此，散射线信号占了检测单元的动态范围的一部分。在放射线摄像中，无论是否存在格网，一次放射线的剂量都改变不多。由于用于获得被摄体信息的有效信号是通过一次放射线而获得的，所以在不使用格网的情况下，为了获得与使用格网时相同的图像质量，需要用等于使用格网时的一次放射线的剂量来照射被摄体。

结果，与使用格网的情况相比，在不使用格网的情况下检测单元上的入射剂量几乎与散射线成正比例地增加。此外，存在散射线的剂量与一次放射线的剂量相比并不小的情况，并且依据被摄体，散射线的剂量可能大于等于一次放射线的剂量。因此，在不使用格网进行摄像的情况下，输入信号最终超过检测单元的检测范围的最大值，发生信号饱和，并且在图像的一部分中无法获得精确输出。

发明内容

鉴于上述问题，构思了本发明的实施例，并且提供了放射线摄像装置、放射线摄像方法及程序，通过所述放射线摄像装置、放射线摄像方法及程序即使在不使用格网进行摄像的情况下仍能够防止检测单元中发生饱和。

根据本发明的一方面，提供了一种放射线摄像装置，所述放射线摄像装置包括：检测单元，其被构造为检测放射线并输出图像数据；确定单元，其被构造为确定在检测单元上是否安装用于散射线减少的格网；以及改变单元，其被构造为，基于确定单元的确定结果，改变检测单元的放射线检测范围。

根据本发明的另一方面，提供了一种放射线摄像装置，所述放射线摄像装置包括：检测单元，其被构造为检测放射线并根据检测到的放射线输出图像数据；确定单元，其被构造为确定针对图像数据是否执行散射线减少处理；以及改变单元，其被构造为，基于是否执行散射线减少处理，改变检测单元的放射线检测范围。

根据本发明的另一方面，提供了一种放射线摄像方法，其用于检测放射线并根据检测到的放射线输出图像数据，所述放射线摄像方法包括：确定是否安装用于散射线减少的格网；以及基于确定结果，改变放射线检测范围。

根据本发明的另一方面，提供了一种放射线摄像方法，其用于检测放射线并根据检测到的放射线输出图像数据，所述放射线摄像方法包括：确定针对图像数据是否执行散射线减少处理；以及基于是否执行散射线减少处理，改变放射线检测范围。

根据本发明的另一方面，提供了一种存储介质，其存储用于使计算机执行放射线摄像方法的程序，所述放射线摄像方法用于检测放射线并根据检测到的放射线输出图像数据，所述放射线摄像方法包括：确定是否安装用于散射线减少的格网；以及基于确定结果，改变放射线检测范围。

根据本发明的另一方面，提供了一种存储介质，其存储用于使计算机执行放射线摄像方法的程序，所述放射线摄像方法用于检测放射线并根据检测到的放射线输出图像数据，所述放射线摄像方法包括：确定针对图像数据是否执行散射线减少处理；以及基于是否执行散射线减少处理，改变放射线检测范围。

根据下面(参照附图)对示例性实施例的描述，本发明的其他特征将变得清楚。

附图说明

图1是例示根据实施例的放射线摄像装置的基本构造示例的框图。

图2是例示根据实施例的检测单元的基本构造示例的视图。

图3是例示在根据实施例的放射线摄像装置中摄像时的处理的流程图。

图4是描述根据实施例的设置单元的控制值计算处理的流程图。

图5A是例示积分电容、检测单元的灵敏度以及饱和剂量之间的关系的示例的图。

图5B是例示积分电容与检测单元的灵敏度之间的关系的示例的图。

图6是例示输入到检测单元的信号与A/D转换单元的输入/输出范围之间的关系的图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图给出关于本发明的优选实施例的说明。

首先，使用图1给出关于根据实施例的放射线摄像装置的构造示例的描述。图1是例示根据实施例的放射线摄像装置的基本构造示例的框图。

在放射线摄像装置100中，放射线生成单元101在操作管理单元107的管理下生成放射线。格网103安装在被摄体102(其作为放射线摄像的对象)与检测单元104之间，并且减少到达检测单元104的散射线。注意，格网103可以被构造为使得可以依据预期的摄像用途而被去除。检测单元104检测穿过被摄体102的放射线并且根据该放射线输出图像数据。操作管理单元107控制放射线生成单元101的放射线生成与检测单元104的摄像操作之间的同步，并且控制放射线生成单元101的生成条件。控制单元105基于设置单元109设置的控制设置值来控制检测单元104的灵敏度和诸如帧速率等的操作设置。数据收集单元106收集从检测单元104输出的图像数据中包括的各个类型的数字数据。信息处理单元108根据用户做出的指令对图像处理和整个放射线摄像装置100进行控制。上述构造中的各个被电连接。

信息处理单元108配备有设置单元109、图像处理单元110、CPU 115、存储器116、操作面板117、存储单元118和显示单元119，并且这些单元经由CPU总线114电连接。设置单元109基于摄像条件计算与根据检测单元104的放射线检测范围相对应的控制设置值。图像处理单元110具有预处理单元111、散射线减少处理单元112和诊断图像处理单元113。CPU 115通过执行存储在存储器116中的程序而实现各种控制。注意，设置单元109和图像处理单元110可以由专用硬件构造，并且设置单元109和图像处理单元110中的一部分或全部可以通过CPU 115执行预定程序来实现。另外，控制单元105、数据收集单元106和操作管理单元107可以包括信息处理单元108，这些部件中的各个可以由专用硬件构造，或者可以通过CPU115执行预定程序来实现。控制单元105、数据收集单元106、操作管理单元107和信息处理单元108也可以是独立装置，并且它们中的任何组合可以在一个装置上实现。存储器116存储CPU 115的处理所需的各种数据等。另外，存储器116包括CPU 115的工作用的工作存储器。另外，CPU 115根据输入到操作面板117的用户指令对整个装置进行操作控制等。

注意，本说明书中的放射线不限于通常使用的X射线，并且可以是通过放射性衰变而发出的、由粒子(包括光子)产生的波束(beam)的α射线、β射线、γ射线等。另外，假设本说明书的放射线可以是例如能量大于或几乎等于这些波束的诸如粒子波束或宇宙射线等的其他波束。下面，对使用X射线作为放射线的情况下的示例给出描述。

放射线摄像装置100根据经由操作面板117的用户指令开始用于对被摄体102放射线摄像的摄像序列。首先，从放射线生成单元101照射预定条件的X射线，并且穿过被摄体102的X射线入射在检测单元104上。检测单元104检测放射线(本实施例中为X射线)，并根据该放射线(例如，X射线剂量)输出图像数据。操作管理单元107与放射线生成单元101相关地控制电压或电流、X射线生成条件(诸如照射时间等)、以及检测单元104的操作之间的同步。由此，放射线生成单元101可以在适当定时生成预定摄像条件的X射线。穿过被摄体102的X射线通过检测单元104而被转换为电信号，并且通过数据收集单元106而被收集为数字图像数据。注意，检测单元104在由控制单元105控制的灵敏度及帧速率等的操作设置下进行操作。

数据收集单元106收集的图像数据经由操作管理单元107被传输到信息处理单元108，然后根据CPU 115的控制而经由CPU总线114被传输并存储在存储器116中。通过图像处理单元110对存储在存储器116中的图像数据施加各种图像处理。预处理单元111对图像数据进行预处理，以校正检测单元104的特性变化。散射线减少处理单元112对图像数据进行散射线减少处理。诊断图像处理单元113进行预处理并从根据需要而施加了散射线减少处理的图像数据生成适于诊断的图像。生成的图像被保存到存储单元118并通过显示单元119来显示。

接下来，使用图2给出关于检测单元104的构造示例的描述。图2是例示图1的检测单元104的构造示例的视图。像素单元201具有按阵列布置的多个像素。在图2中，示意性地例示了二维地布置有m×n个像素的示例。各个像素具有将放射线转换为电荷的转换元件202和在信号线(Sig1到Sign)中输出基于转换元件202的电荷的电信号的开关元件203。

可以使用具有用于将X射线信号转换为电荷的功能的任何像素作为转换元件202。例如，可以使用将光电转换元件(用于将光转换为电荷)和波长转换器(用于将X射线转换为光电转换元件能够感测的波长的光)组合的间接型转换元件作为转换元件202。另外，可以使用由非晶硒构造的、用于将X射线转换为直接电荷的直接型转换元件作为转换元件202。在本实施例中例示了如下的间接型转换元件的示例：该间接型转换元件使用主要由在绝缘基板(诸如玻璃基板等)上布置的非晶硅构成的PIN光电二极管作为光电转换元件，并且使用包括碘化铯(CsI)的闪烁体(scintillator)作为波长转换器。

例如，使用诸如具有一个控制端子和两个主端子(primary terminal)的薄膜晶体管(TFT)的晶体管作为开关元件203。转换元件202的一个电极(第一电极)电连接到开关元件203的两个主端子中的一个，并且转换元件202的另一个电极(第二电极)经由共享偏置布线电连接到偏置电源单元204。偏置布线将偏置电压Vs从偏置电源单元204供应到所有转换元件202。

第x行(1≤x≤m)的n个开关元件Tx1至Txn的控制端子电连接到第x行的驱动线Vgx，并且经由驱动线Vgx从驱动控制单元205提供控制开关元件Tx1至Txn的导电状态的驱动信号。由此，以行为单位驱动开关元件。注意，驱动控制单元205根据从控制单元105输入的控制信号向驱动线Vg1到Vgm输出驱动信号，该驱动信号具有将开关元件T11至Tmn置于导电状态的导通电压以及将开关元件T11至Tmn置于非导电状态的非导通电压。由此，驱动控制单元205以行为单位控制开关元件T11至Tmn的导电状态和非导电状态，从而驱动像素单元201。

第y列(1≤y≤n)的多个开关元件T1y至Tmy的、未连接到转换元件202的主端子电连接到第y列的信号线Sigy。通过对驱动控制单元205的各个线的驱动控制，将开关元件T1y至Tmy中的各个顺次地置于导电状态。将如下电信号经由信号线Sigy顺次地输出到读出控制器206，该电信号与在将开关元件T1y至Tmy顺次地置于导电状态的同时转换元件S1y至Smy所生成的电荷对应。以这种方式，将从连接到驱动线(行)(驱动线(行)根据驱动控制单元205进入驱动状态)的多个像素输出的电信号经由多个按列方向排列的信号线Sig1至Sign并行地输出到读出控制器206。读出控制器206读取多个信号线Sig1至Sign的信号。

在读出控制器206中，针对信号线Sig1至Sign中的各个配设放大单元207，放大单元207放大从像素单元201并行输出的电信号。放大单元207中的各个包括对电信号进行放大的积分放大器208以及对由积分放大器208放大的电信号进行取样并保持的取样保持单元213。积分放大器208具有运算放大器(operational amplifier)210、电容器211和复位开关212，运算放大器210对从信号线输入的电信号进行放大并输出。积分放大器208可以通过改变连接到运算放大器210的反相输入端子和输出端子的电容器211的电容(在下文中称为积分电容)来改变放大系数。

信号线Sig1至Sign中的各个的电信号被输入到运算放大器210的反相输入端子，并且由基准电源单元209生成的基准电位Vref被输入到非反相输入端子。使基准电位Vref与来自信号线的电信号之间的差放大的电信号被从运算放大器210的输出端子输出。从运算放大器210输出的电信号经由取样保持单元213被发送到复用器214。复用器214顺次地输出从各个放大单元207并行地读出的电信号。以这种方式，像素值连续地对准的图像信号被输出。缓冲放大器215将从复用器214输出的图像信号进行阻抗转换并输出。作为从缓冲放大器215输出的模拟电信号的图像信号，例如通过A/D(模拟/数字)转换单元216被转换为诸如14位或16位等的预定色调数的数字图像数据，并且被输出到数据收集单元106。注意，可以通过控制单元105来改变施加到偏置电源单元204和基准电源单元209的电压(Vs，Vref)、积分电容、诸如驱动控制单元205的操作时钟等的控制设置值以及A/D转换单元216的输入/输出范围。

接下来，通过使用图3的流程图来给出关于控制单元105和设置单元109的处理的描述。图3是例示放射线摄像装置100进行摄像时的处理的流程图。

在步骤S301，CPU 115获得用户从操作面板117设置的摄像协议，并且对各个单元进行设置。摄像协议是进行期望检查时使用的放射线摄像装置100的一系列操作参数集合。通过提前生成根据摄像部位或摄像方法设置有各种最优参数的摄像协议，用户可以根据检查而便利地进行条件设置。本实施例中的摄像协议包括被摄体的摄像部位、放射线生成单元101中的X射线生成条件(管电压和mAs值)以及检测单元104的信息(诸如图像大小、像素大小和灵敏度信息)。另外，摄像协议包括以下信息中的至少一者：存在/不存在格网103的信息、格网103的信息(格网密度和格网比率)、预处理单元111用参数、散射线减少处理单元112用参数和诊断图像处理单元113用参数。然而，以上是与在一般X射线摄像装置中使用的摄像协议相关联的参数的示例，并且不限于上面描述的内容。可以根据放射线摄像装置的特性使用适当的参数。

在步骤S302，设置单元109基于通过摄像协议的信息而获得的摄像条件来进行控制值计算处理，并且计算检测单元104的控制设置值。稍后给出关于步骤S302的控制值计算处理的详细内容的描述。在步骤S303，控制单元105使步骤S302中计算出的控制设置值被反映在检测单元104中。具体地，在步骤S302到步骤S303，确定是否在检测单元104上安装用于散射线减少的格网103，并且基于确定结果，改变根据检测单元104的放射线检测范围。通过该处理，改变检测单元104的操作设置，并且依据是否使用格网来设置适当的控制设置值。通过该控制设置，即使在例如通过不使用格网来使输入到检测单元104的输入信号增加的情况下，也能够在检测单元104中设置难以发生饱和的状态。

在步骤S304，CPU 115使放射线生成单元101和检测单元104经由操作管理单元107执行摄像操作。需要根据用户的操作进行与X射线生成相关联的摄像操作。为此，在直到步骤S303的处理完成的阶段，CPU115通过操作面板117进行显示以表示能够摄像，并且提示用户发出摄像指令。当步骤S304的摄像操作完成时，处理转到步骤S305。

在步骤S305，对通过步骤S304的摄像操作获得的图像，进行由预处理单元111进行的预处理。在预处理中，进行去除检测单元104的暗电流的偏移校正处理、校正灵敏度波动的增益校正处理和使用周围像素校正缺陷像素的缺陷校正处理。通过根据在步骤S303中改变的检测单元104的控制设置值的构造，来进行偏移校正处理和增益校正处理。例如，通过在步骤S303到步骤S304的处理之后，获得用于偏移校正处理的暗图像和用于增益校正处理的X射线均一照射图像(在下文中，称为校正图像)，从而利用在摄像时使用的控制设置值获得这些校正图像。另外，可以采用如下构造：在步骤S301或之前获得多个控制设置值下的校正图像，并且选择并使用与当前控制设置值相对应的校正图像。作为另选，可以采用如下构造：对通过使用单个控制设置值而获得的校正图像进行校正来实现与当前控制设置值对应的期望特性，然后使用校正后的图像。

在步骤S306，进行通过散射线减少处理单元112进行的散射线减少处理。基于步骤S301中设置的摄像协议和步骤S302的控制值计算处理的结果来进行该散射线减少处理。通常，在一般X射线摄像中，由于在体厚度薄的被摄体中(例如，在对肢体或婴儿进行摄像的情况下)散射线的量小，所以不必一直进行散射线减少处理。散射线减少处理主要针对由于体厚度大而生成大量散射线的、诸如胸部和腹部等的躯干部位的放射线图像来说是必须的。换言之，在不使用格网103并且由于图像中包含大量散射线而在诊断期间对比度降低是个问题的情况下，进行散射线减少处理。注意，关于散射线减少处理的详细内容，不限制处理内容，并且可以使用任何种类的已知处理。例如，可以使用D1中描述的处理。

在步骤S307，进行包括色调处理、增强处理和噪声减少处理的诊断图像处理，并且由诊断图像处理单元113生成适于诊断的图像。虽然基于摄像协议内的检测单元104的信息(诸如图像大小、像素大小和灵敏度信息)，进行诊断图像处理，但是此时要考虑在步骤S303中改变的检测单元104的控制设置值。例如，摄像协议内的诊断图像处理单元113用参数基于在步骤S303中改变的检测单元104的操作设置(例如积分放大器208的灵敏度)而改变。作为另选，可以采用如下构造：使得进行用于使在步骤S303中改变的灵敏度返回到原始的逆变换，并且针对步骤S306中获得的图像使用未改变的诊断图像处理单元113用参数。

接下来，使用图4给出关于步骤S302中的设置单元109的控制值计算处理的详细内容的描述。

通过检测单元104改变控制设置值，可以调节与输入信号相对应的输出信号的灵敏度(在下文中简称为灵敏度)、检测范围(具体地，信号到达饱和(饱和剂量)的检测范围的最大值)、S/N比以及使用的数字色调数。检测范围是动态范围。

X射线放射摄影术的历史悠久，因此使用格网时的摄影条件或多或少被优化。通常，设置检测单元104的控制设置值使得当使用格网103时获得最佳特性。因此，在本实施例中，给出关于在不使用格网的情况下设置控制设置值的方法的描述，其中将针对使用格网103时的优化的控制设置值作为基准(基准设置)。

如上所述，设置单元109确定是否在检测单元104上安装用于散射线减少的格网103，并且基于确定结果，改变根据检测单元104的放射线检测范围。换言之，设置单元109基于确定结果改变检测单元104的动态范围。然而，为了防止检测单元104的检测范围不必要地改变，本实施例的设置单元109，在确定不安装格网103的情况下，进一步基于摄像部位来决定是否进行检测范围的改变。在下文中，参照图4给出更详细的描述。

在步骤S401，设置单元109确定是否使用格网103。可以根据摄像协议内的信息确定是否使用格网103。另外，例如，可以采用如下构造：使得用于存储检测单元104的单元和格网电连接，数据收集单元106收集存在或不存在格网的信息，并且基于结果来确定是否使用格网103。在步骤S401中确定正使用格网的情况下，在如下的状态下进行摄像：由于散射线将从检测单元104的输入信号中被去除，所以过大的信号被输入到检测单元104的可能性低。因此，在步骤S402，设置单元109针对控制设置值使用上述基准设置。换言之，控制设置值维持在基准设置(基准值)并且不改变。

在步骤S401中确定不使用格网103的情况下，处理进行到步骤S403。在步骤S403，设置单元109从摄像协议内的信息获得被摄体的体格和摄像部位。在例如当摄像部位是肢体时以及当被摄体是婴儿时的情况下，设置单元109确定在检测单元104中发生饱和的可能性低。因此，设置单元109使处理进行到步骤S402，并且使控制设置值保持在基准值。同时，在步骤S403，在诸如胸部和腹部等的具有大的体厚度的躯干部位是摄像部位的情况下，因为会生成许多照射X射线还有许多散射线，所以设置单元109确定检测单元104将饱和的可能性高。在这样的情况下，在步骤S404设置单元109计算用于增加检测单元104的饱和剂量的控制设置值。经由操作管理单元107和控制单元105将设置单元109计算出的控制设置值设置给检测单元104。以这种方式，改变根据检测单元104的放射线检测范围。注意，可以是如下构造：使得在步骤S401中确定不使用格网103的情况下，无论摄像部位如何都执行步骤S404。

接下来，给出关于通过设置单元109改变检测单元104的检测范围的方法的描述。在确定安装格网103的情况下设置单元109将检测范围设置为第一范围(本实施例中是基准设置)，而在确定不安装格网103的情况下设置单元109将检测范围设置为与第一范围不同的第二范围。这里，作为第二范围的上限的饱和剂量高于作为第一范围的上限的饱和剂量。

如上所述，检测单元104包括将放射线转换为电信号的像素(像素单元201)、放大该电信号的积分放大器208以及对积分放大器208的输出进行AD转换的A/D转换单元216，并且例如，可以考虑如下方法作为改变检测范围的方法：

[方法A]改变积分放大器208的放大系数，

[方法B]改变A/D转换单元216的输入/输出范围，

[方法C]改变像素中的饱和剂量，等等。

可以将检测单元104的饱和概括地分为两种类型：一种类型是由于在读出控制器206中超出了A/D转换单元216的输入/输出范围而发生的，以及一种类型是由于超出了像素单元201内的转换元件202的放射线检测范围而发生的。在发生了源于读出控制器206的饱和的前者的情况下，可以适用方法A或方法B改变检测范围。在发生了源于转换元件202的饱和的后者的情况下，可以适用方法C改变检测范围。

首先，给出关于通过方法A改变检测范围的描述。在根据方法A的情况下，设置单元109通过例如改变积分电容(电容器211的电容)来调节检测单元104的积分放大器208的灵敏度和饱和剂量。换言之，设置单元109改变积分电容以使检测单元104的灵敏度(放大系数)降低，并且作为结果进入饱和剂量增加的状态。在这种情况下，控制设置值由放大单元207中的积分电容(电容器211的电容)的值来表示。在下文中，给出关于对积分电容进行设置的方法的描述。

首先，将积分放大器208的目标灵敏度设置为这样的灵敏度，在该灵敏度下可以保证饱和剂量将处于即使不使用格网进行摄像也不引起临床问题的水平。描述如下方法作为计算目标灵敏度的方法的示例：估计根据对摄像部位进行摄像时使用的格网的一次X射线透射率(primary X-ray transmittance)的散射线量。如果假设在步骤S403中获得的、要在摄像部位中使用的格网的一次X射线透射率是Xp，并且在积分电容是基准设置时的灵敏度为Sstd，则目标灵敏度St可以由St＝Sstd×Xp来计算。由此，在不使用格网的情况下，可以进行设置，使得即使在将散射线添加到检测单元104的输入信号的情况下，饱和剂量与散射线的添加成正比例地增加。作为另选，可以采用如下构造：使得针对各个摄像部位和/或X射线生成条件(管电压/mAs值)设置系数p并将该系数p存储为对应关系信息(correspondenceinformation)。在这种情况下，从对应关系信息中选择与摄像协议中指定的摄像部位和X射线生成条件相对应的系数p，并且通过将系数p乘以基准设置的灵敏度Sstd来设置目标灵敏度St(＝Sstd×p)。例如，系数p是针对可以添加到输入信号的散射线具有足够余量的值，例如0.5。

接下来，计算用于实现目标灵敏度的积分电容。图5A是例示积分电容、检测单元104的灵敏度以及饱和剂量之间的关系的示例的图。在积分电容是cf并且检测单元104的固有常数是A的情况下，如图5B中，灵敏度S与积分电容cf成反比并且灵敏度S由S＝A×(1/cf)表示。考虑如下情况：目标灵敏度St是每1微灰度800个计数的信号(由800[count/μGy]表示)，基准设置的灵敏度Sstd是1200[count/μGy]，并且这种情况的积分电容是2[pF]。在这种情况下，根据上述灵敏度与积分电容之间的关系，用于实现目标灵敏度St＝800[count/μGy]的积分电容被计算为3[pF]。由此，能够增大饱和剂量(55μGy至80μGy)。

注意，依据积分放大器208的实施，可以采用如下构造：使得积分电容可以被设置为离散值，并且在这种情况下，可以选择大于前面计算出的cf的最接近的积分电容。

以上，给出了关于通过改变放大单元207中的积分电容常数来增大饱和剂量的实施例(方法A)的描述。接下来，作为另一实施例，描述方法B(在不使放大单元207的放大系数改变的情况下改变A/D转换单元216的输入/输出范围的实施例)。如图6所示，在基准设置中A/D转换单元216的输入/输出范围是Vmin到Vmax，不使用格网的情况的输入/输出范围是Vmin到V'，并且在基准设置时的饱和剂量是Esat。另外，考虑如下情况：A/D转换单元216对输入/输出范围内输入的电位差进行线性数字值转换。在不使用格网的情况下，由于将可以输入到检测单元104的信号E估计为是E＝Esat+Esat×(1-Xp)，所以例如设置V'＝Vmax+(Vmax-Vmin)×(1-Xp)。

注意，可以采用如下构造：使得即使在方法B中，与方法A类似地，针对各个摄像部位和/或X射线生成条件(管电压/mAs值)分别地设置预定常数，并将预定常数存储为对应关系信息。在这种情况下，从对应关系信息获得与在摄像协议中指定的摄像部位和X射线生成条件相对应的常数，并且通过将该常数添加到Vmax来设置输入/输出范围。

作为步骤S404的另一实施例，给出关于通过方法C改变检测范围的描述。在检测单元104的饱和是由于放射线超过像素单元201的转换元件202的检测范围而产生的情况下，方法C是有效的处理。

由偏置电源单元204设置的偏置电压Vs和由基准电源单元209设置的基准电压Vref被施加到转换元件202。通常，转换元件202的饱和剂量与Vs和Vref之间的电位差成正比例关系，并且(Vs-Vref)越大饱和剂量越大。例如，将Vref固定为预定值，并且在使饱和剂量为E，使由转换元件202的特性定义的比例常数为B，且使偏移常数为C时，可以通过改变Vs利用E＝B×Vs+C的关系来调节饱和剂量。据此，当使基准设置时的饱和剂量为Esat并且使偏置电压为Vsstd时，不使用格网的情况的偏置电压V'可以被设置为V'＝Esat×(1-Xp)/B+Vsstd。

注意，可以采用如下构造：使得即使在方法C中，与方法A和B类似地，针对各个摄像部位和/或X射线生成条件(管电压/mAs值)分别地设置预定常数，并将预定常数存储为对应关系信息。在这种情况下，从对应关系信息获得与在摄像协议中指定的摄像部位和X射线生成条件相对应的常数，并且基于该常数来改变Vs和/或Vref。

以上，虽然描述了方法A至C作为改变检测单元104的放射线检测范围的方法，但是改变检测范围方法不限于此。另外，虽然使安装格网103时的控制设置值为上述基准，但是清楚的是，也可以使不安装格网103时的控制设置值为基准。简言之，可以使放射线检测范围在安装格网103时和不安装格网103时适当地不同。另外，在前面的描述中，虽然基于存在或不存在格网或基于存在或不存在格网及摄像部位来确定是否改变检测单元104的检测范围，但是可以采用如下构造：使得根据是否执行散射线减少处理来改变检测单元104的检测范围。散射线减少处理是在不存在格网的情况下而执行的处理，并且可以采用如下构造：使得例如在图4的步骤S401中，代替确定是否使用格网，确定是否执行散射线减少处理。另外，可以采用如下构造：使得在确定不执行散射线减少处理的情况下使处理进行到步骤S402，而在确定执行散射线减少处理的情况下使处理进行到步骤S403。

另外，在上述方法A至C中例示了，基于格网103的一次放射线透射率(一次X射线透射率Xp)来改变放射线的可检测范围。由此，实现了对适于附装/卸装的格网的特性的检测范围的控制。另外，在方法A至C中，保持指示用于决定检测范围的参数与摄像部位之间的对应关系的对应关系信息，并且基于与指定的摄像部位相关联的参数来改变检测范围。通过使用这种对应关系信息来改变检测范围，能够针对各个摄像部位利用与不同散射线相对应的生成量来调节检测范围。

如上所述，凭借本实施例，在将散射线的信号添加到输入信号的情况下，能够使散射线的信号量以及饱和剂量增加并且设置合适的信号检测范围。因此，能够提供一种如下的放射线摄像装置：即使在不使用格网进行摄像的情况下，能够在防止由于检测单元的饱和而发生图像毁坏的同时获得高对比度被摄体图像。

还可以通过读出并执行记录在存储介质(也可更完整地称为“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，一个或更多个程序)以执行上述实施例中的一个或更多个的功能，和/或包括用于执行上述实施例中的一个或更多个的功能的一个或更多个电路(例如，专用集成电路(ASIC))的系统或装置的计算机，来实现本发明的实施例，并且，可以利用通过由系统或装置的计算机例如读出并执行来自存储介质的计算机可执行指令以执行上述实施例中的一个或更多个的功能，并且/或者控制一个或更多个电路以执行上述实施例中的一个或更多个的功能的方法，来实现本发明的实施例。计算机可以包括一个或更多个处理器(例如，中央处理单元(CPU)、微处理单元(MPU))，并且可以包括分开的计算机或分开的处理器的网络，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器、光盘(诸如压缩光盘(CD)、数字通用光盘(DVD)或蓝光光盘(BD)^TM)、闪存装置以及存储卡等中的一个或更多个。

其他实施例

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。

虽然针对示例性实施例描述了本发明，但是，应该理解，本发明不限于公开的示例性实施例。权利要求的范围应当被赋予最宽的解释，以涵盖所有这类变型例以及等同的结构和功能。

Claims (17)

1.一种放射线摄像装置，所述放射线摄像装置包括：

检测单元，其被构造为检测放射线并输出图像数据；

确定单元，其被构造为确定在检测单元上是否安装用于散射线减少的格网；以及

改变单元，其被构造为，基于确定单元的确定结果，改变检测单元的放射线检测范围，

其中，所述改变单元通过如下方式改变所述检测单元的检测范围：在确定安装所述格网的情况下，将检测范围设置为第一范围，而在确定不安装所述格网的情况下，将检测范围设置为第二范围，第二范围的饱和剂量的上限大于第一范围的饱和剂量的上限。

2.根据权利要求1所述的放射线摄像装置，其中，所述检测范围是检测单元的动态范围，并且改变单元基于确定单元的确定结果来改变检测单元的动态范围。

3.根据权利要求1至2中任意一项所述的放射线摄像装置，其中，在确定不安装所述格网的情况下，改变单元基于摄像部位来进一步决定是否改变检测范围。

4.根据权利要求1至2中任意一项所述的放射线摄像装置，所述放射线摄像装置还包括：

执行单元，其被构造为，在确定单元确定不安装所述格网的情况下，执行散射线减少处理。

5.根据权利要求1至2中任意一项所述的放射线摄像装置，其中，

检测单元包括：被构造为将放射线转换为电信号的像素、被构造为放大该电信号的积分放大器以及被构造为对该积分放大器的输出进行A/D转换的A/D转换单元，并且

改变单元改变积分放大器的放大系数。

6.根据权利要求5所述的放射线摄像装置，其中，改变单元改变电容器的电容，所述电容器被构造为控制积分放大器的放大系数。

7.根据权利要求5所述的放射线摄像装置，其中，在确定不安装所述格网的情况下，改变单元降低积分放大器的灵敏度。

8.根据权利要求1至2中任意一项所述的放射线摄像装置，其中，

检测单元包括：被构造为将放射线转换为电信号的像素、被构造为放大该电信号的积分放大器以及被构造为对该积分放大器的输出进行A/D转换的A/D转换单元，并且

改变单元改变A/D转换单元的输入/输出范围。

9.根据权利要求1至2中任意一项所述的放射线摄像装置，其中，

检测单元包括：被构造为将放射线转换为电信号的像素、被构造为放大该电信号的积分放大器以及被构造为对该积分放大器的输出进行A/D转换的A/D转换单元，并且

改变单元改变所述像素的饱和剂量。

10.根据权利要求9所述的放射线摄像装置，其中，改变单元改变施加到所述像素的偏置电压与积分放大器的基准电压之间的电压差。

11.根据权利要求1至2中任意一项所述的放射线摄像装置，其中，改变单元基于所述格网的一次放射线透射率来改变检测范围。

12.根据权利要求1至2中任意一项所述的放射线摄像装置，所述放射线摄像装置还包括：

保持单元，其被构造为保持，指示摄像部位与用于决定检测范围的参数之间的对应关系的对应关系信息，其中，

改变单元基于与指定的摄像部位相关联的参数来改变检测范围。

13.一种放射线摄像装置，所述放射线摄像装置包括：

检测单元，其被构造为检测放射线并根据检测到的放射线输出图像数据；

确定单元，其被构造为确定是否针对所述图像数据执行散射线减少处理；以及

改变单元，其被构造为，基于是否执行散射线减少处理，改变检测单元的放射线检测范围，

其中，所述改变单元通过如下方式改变所述检测单元的检测范围：在确定执行散射线减少处理的情况下，将检测范围设置为第一范围，而在确定不执行散射线减少处理的情况下，将检测范围设置为第二范围，第二范围的饱和剂量的上限大于第一范围的饱和剂量的上限。

14.一种放射线摄像方法，其用于检测放射线并根据检测到的放射线输出图像数据，所述放射线摄像方法包括：

确定是否安装用于散射线减少的格网；以及

基于确定结果，改变放射线检测范围，

其中，在所述改变步骤中，通过如下方式改变检测范围：在确定安装所述格网的情况下，将检测范围设置为第一范围，而在确定不安装所述格网的情况下，将检测范围设置为第二范围，第二范围的饱和剂量的上限大于第一范围的饱和剂量的上限。

15.一种放射线摄像方法，其用于检测放射线并根据检测到的放射线输出图像数据，所述放射线摄像方法包括：

确定是否针对所述图像数据执行散射线减少处理；以及

基于是否执行散射线减少处理，改变放射线检测范围，

其中，在所述改变步骤中，通过如下方式改变检测范围：在确定执行散射线减少处理的情况下，将检测范围设置为第一范围，而在确定不执行散射线减少处理的情况下，将检测范围设置为第二范围，第二范围的饱和剂量的上限大于第一范围的饱和剂量的上限。

16.一种存储介质，其存储用于使计算机执行放射线摄像方法的程序，所述放射线摄像方法用于检测放射线并根据检测到的放射线输出图像数据，所述放射线摄像方法包括：

确定是否安装用于散射线减少的格网；以及

基于确定结果，改变放射线检测范围，

其中，在所述改变步骤中，通过如下方式改变检测范围：在确定安装所述格网的情况下，将检测范围设置为第一范围，而在确定不安装所述格网的情况下，将检测范围设置为第二范围，第二范围的饱和剂量的上限大于第一范围的饱和剂量的上限。

17.一种存储介质，其存储用于使计算机执行放射线摄像方法的程序，所述放射线摄像方法用于检测放射线并根据检测到的放射线输出图像数据，所述放射线摄像方法包括：

确定是否针对所述图像数据执行散射线减少处理；以及

基于是否执行散射线减少处理，改变放射线检测范围，

其中，在所述改变步骤中，通过如下方式改变检测范围：在确定执行散射线减少处理的情况下，将检测范围设置为第一范围，而在确定不执行散射线减少处理的情况下，将检测范围设置为第二范围，第二范围的饱和剂量的上限大于第一范围的饱和剂量的上限。

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