CN111374686A - 放射线照相成像装置及其控制方法和放射线照相成像系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及放射线照相成像装置及其控制方法和放射线照相成像系统。放射线照相成像装置被配置为使用多个传感器来执行放射线照相成像，该放射线照相成像装置包括：区域确定单元，被配置为分析参考图像并确定参考图像中的被摄体的感兴趣区域中的基准区域和参考图像中的被摄体的非感兴趣区域中的参考区域；以及确定单元，被配置为基于基准区域的图像数据、参考区域的图像数据以及从与参考区域对应的区域的传感器读取的信号，确定与基准区域对应的区域的传感器被照射的放射线的量是否达到基准值。

Description

放射线照相成像装置及其控制方法和放射线照相成像系统

技术领域

本公开涉及放射线照相(radiographic)成像装置、放射线照相成像系统以及控制放射线照相成像装置的方法。

背景技术

在医疗放射线照相成像领域中，放射线照相成像装置广泛使用，放射线照相成像装置用放射线照射受检者(examinee)，使用放射线检测设备获取透射通过被摄体的放射线作为数字图像信号，对数字图像信号执行各种类型的图像处理，并且然后输出经处理的数字图像信号作为用于诊断的图像。在由放射线检测设备接收的放射线的量小的情况下，数字图像信号中包含的噪声分量的百分比增加。另一方面，在所接收的放射线的量过大的情况下，由于放射线检测设备的各传感器的饱和而产生伪像。在这两种情况下，用于诊断的图像的图像质量均下降，从而为了获取合适的用于诊断的图像，由放射线检测设备接收的放射线的量需要在适当的范围内。因此，包括自动曝光控制功能(下文中，“AEC功能”)的装置被用于控制由放射线检测设备接收的放射线的量，并且在所接收的放射线的量达到基准值的情况下，执行控制以结束放射线照射。为了使用AEC功能，需要在放射线照射之前指定作为用于测量所接收的放射线的量的区域的接收域(receptor field)，并且通常会为每个图像捕获方案(例如，胸部、前部)预确定和存储接收域的坐标。

近年来，已知这样的装置和方法，其中放射线检测设备具有上述AEC功能以简化放射线照相成像装置的配置、降低成本和增加便利性。日本专利申请公开No.2005-000369讨论了一种通过在传感器阵列上指定与接收域对应的坐标(位置)并在开始放射线照射之后监视在指定坐标处的传感器的信号值来执行AEC的方法。

此外，日本专利申请公开No.2017-192444讨论了在开始放射线照射后监视在指定坐标处的传感器的信号值的具体方法。具体地，在放射线照射期间周期性地激活监视目标的控制线(所谓的主扫描线)，并且获取传感器的信号值。

在日本专利申请公开No.2017-192444中讨论的技术中，作为读取监视信号的结果，监视目标的控制线上的传感器的信号值的许多信号分量丢失，因此在获取数字图像信号时需要校正或补充。由于一般将AEC功能的接收域设置在被摄体的感兴趣区域中，所以在日本专利申请公开No.2017-192444中讨论的技术中，作为校正或补充数字图像信号的结果，存在关于感兴趣区域的图像质量下降的问题。

发明内容

一些实施例涉及这样的技术，该技术用于在不引起感兴趣区域的图像质量下降的情况下，确定用于照射与被摄体的感兴趣区域对应的区域的传感器的放射线的量是否达到基准值。

根据一些实施例的方面，一种放射线照相成像装置，被配置为使用多个传感器来执行放射线照相成像，该放射线照相成像装置包括：区域确定单元，被配置为分析参考图像并确定参考图像中的被摄体的感兴趣区域中的基准区域和参考图像中的被摄体的非感兴趣区域中的参考区域；以及确定单元，被配置为基于基准区域的图像数据、参考区域的图像数据以及从与参考区域对应的区域的传感器读取的信号，确定与基准区域对应的区域的传感器被照射的放射线的量是否达到基准值。

利用各种实施例，可以在不引起感兴趣区域的图像质量下降的情况下，确定用于照射与被摄体的感兴趣区域对应的区域的传感器的放射线的量是否达到基准值。

在参考附图对示例性实施例的以下描述中，各种实施例的其他特征将变得清楚。

附图说明

图1例示了放射线照相成像系统的配置的示例。

图2例示了图像捕获单元的一部分的配置的示例。

图3例示了读取单元的一部分的配置的示例。

图4例示了处理单元的配置的示例。

图5例示了自动曝光控制(AEC)设置的示例。

图6是例示设置单元的操作的示例的流程图。

图7是例示放射线照相成像系统的操作的示例的时序图。

图8例示了处理单元的配置的示例。

图9是例示区域确定单元的操作的示例的流程图。

具体实施方式

图1例示了根据第一示例性实施例的放射线照相成像系统100的配置的示例。放射线照相成像系统100包括放射线源101和放射线照相成像装置102。放射线照相成像装置102包括图像捕获单元103、计算单元104、终端105、显示单元106、放射线控制单元107和曝光开关108。

图像捕获单元103包括传感器阵列109、驱动单元110、读取单元111、处理单元112、控制单元113和电压供应单元114。传感器阵列109包括多个传感器S11到S33，该多个传感器S11到S33如图2所示被布置为矩阵并且基于放射线产生图像信号。在下文中，当不具体区分传感器S11到S33时，传感器S11到S33将被简称为“传感器S”。驱动单元110逐行地驱动多个传感器S。读取单元111从被驱动单元110驱动的每列的传感器S读取信号(传感器信号)。处理单元112处理所读取的传感器信号。控制单元113使用诸如时钟信号的参考信号来控制图像捕获单元103中的单元的同步。电压供应单元114向图像捕获单元103中的单元供应电源电压，以使得这些单元中的每一个正常操作。

计算单元104基于来自图像捕获单元103的传感器信号来形成图像数据，执行附带的必要图像处理，并且将得到的图像数据输出到显示单元(显示器)106，使得显示单元106显示放射线照相图像。此外，用户可以经由终端105将图像捕获信息输入到计算单元104。图像捕获信息是关于被摄体(诸如患者的受检者)的检查目标部位的信息、关于被摄体的个人信息、放射线的目标量以及放射线照相成像所需的其他信息。计算单元104基于所输入的图像捕获信息来控制图像捕获单元103和放射线控制单元107，并且管理通过放射线照相成像获取的图像数据。

计算单元104可以是存储被配置为实现放射线照相成像装置102的每个操作的程序或软件的个人计算机，或者是包括集成电路(例如，专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA))的计算装置。

在从计算单元104输入指示可以用放射线进行照射的照射开始允许信号的同时，在例如由用户按下曝光开关108的情况下，放射线控制单元107驱动放射线源101。放射线源101是放射线产生装置，并且用放射线照射放射线照相成像装置102的图像捕获单元103的传感器阵列109。放射线是例如X射线，并且可以是诸如α射线和β射线的电磁波。所发射的放射线穿过被摄体(未例示)，进入图像捕获单元103，并且被传感器阵列109的传感器S检测。放射线照相成像装置102使用多个传感器S执行放射线照相成像。

放射线照相成像系统100的配置不限于上述配置，并且可以出于使用目的根据需要进行部分修改或去除，或者可以附加地包括另一个单元。类似地，一个单元的一个功能可以被包括在另一个单元中，并且/或者一些单元可以被集成。例如，尽管以上描述了其中处理单元112和计算单元104被分别提供的配置作为示例，但是处理单元112和计算单元104可以实现为单个单元。此外，可以通过有线(诸如局域网(LAN))或者无线地(诸如Wi-Fi通信)实现用于在图像捕获单元103与计算单元104之间以及在计算单元104与放射线控制单元107之间输入/输出信号的通信。

图2例示了图1所示的图像捕获单元103的传感器阵列109、驱动单元110和读取单元111的配置的示例。

传感器阵列109包括布置成例如三行乘三列的矩阵的多个传感器S11到S33。术语“传感器Sij”是指处于第j列的第i行的传感器S，其中i和j是1到3的整数。例如，术语“传感器S11”是指处于第一列的第一行的传感器S，以及术语“传感器S23”是指处于第三列的第二行的传感器S。虽然出于简化描述的目的描述三行乘三列的配置作为示例，但是实际配置的行数和列数大于以上特定的数量(例如，在17英寸传感器面板的情况下是大约2800行乘以大约2800列)。

多个传感器S中的每一个传感器S包括检测元件205和晶体管204，并且基于放射线产生图像信号。检测元件205检测放射线，并且晶体管204连接检测元件205和列信号线LC。在图2中，对应于第一列到第三列的各个列信号线LC被指定为列信号线LC1到LC3，以区分列信号线LC1到LC3。在下文中，当不具体区分列信号线LC1到LC3时，列信号线LC1到LC3将被简称为“列信号线LC”。在其中传感器S将放射线转换成光并且该光被光电转换的配置(所谓的间接转换型配置)的情况下，在传感器阵列109上设置闪烁体。在这种情况下，光电转换元件(诸如p本征n(PIN)传感器或金属绝缘体半导体(MIS)传感器)被用作检测元件205，而薄膜晶体管被用作晶体管204。在另一个示例中，该传感器S可以被配置为将放射线直接转换为电信号(所谓的直接转换型配置)。

驱动单元110通过使用设置给各个行的多条控制线VG1到VG3控制传感器S的晶体管204，来逐行地驱动传感器S。逐行地从多个传感器S读取信号。例如，驱动单元110经由控制线VG1将激活信号供应到第一行的传感器S，并且驱动第一行的传感器S。以这种方式，例如，传感器S11、S12和S13的传感器信号由读取单元111分别经由列信号线LC1、LC2和LC3读取。

读取单元111包括多个单元201、多路复用器202和输出单元203。单元201对应于各个列。例如，单元201中的每个放大来自对应传感器S的传感器信号，然后对经放大的传感器信号进行采样。下面将描述其细节。多路复用器202将所采样的传感器信号逐列顺序地传输到输出单元203。输出单元203包括例如缓冲电路和模拟数字转换设备(ADC)，并且将每个传感器信号作为数字信号输出到处理单元112。

图3例示了图2所示的读取单元111中的单元201的配置的示例。单元201包括信号放大单元301、噪声去除单元302、采样单元303和采样单元304。信号放大单元301包括开关元件305到307、输入电容器308、反馈电容器309和310以及差分放大设备311。在差分放大设备311的反相输入端子(图3中的输入端子“-”)和列信号线LC之间设置输入电容器308。差分放大设备311的同相输入端子(图3中的输入端子“+”)连接到参考电压VREF的节点。

开关元件305被设置到差分放大设备311的反相输入端子和输出端子之间的第一反馈路径。开关元件306和反馈电容器309被串联连接并设置到第二反馈路径，其中第二反馈路径是与第一反馈路径平行的路径。此外，开关元件307和反馈电容器310被串联连接并设置到第三反馈路径，其中第三反馈路径是与第一反馈路径和第二反馈路径平行的路径。信号放大单元301的信号放大系数可以通过控制开关元件306和307来改变。如果开关元件305被改变为导通(ON)状态，则信号放大单元301被复位(初始化)。如果在开关元件305处于关断(OFF)状态时开关元件306和/或开关元件307被改变为导通状态，则信号放大单元301以针对开关元件306和307的状态的信号放大因子对列信号线LC的传感器信号进行放大。

噪声去除单元302是低通滤波器，其去除来自信号放大单元301的信号的高频噪声分量。电阻器元件用作噪声去除单元302。

采样单元303和304是执行相关双采样(CDS)的采样电路。具体地，采样单元303包括采样开关312和采样电容器313，并且对来自被开关元件305复位的信号放大单元301的N信号进行采样。采样单元304包括采样开关314和采样电容器315并对在开关元件303的复位取消状态下由信号放大单元301放大的S信号进行采样。多路复用器202将N信号和S信号传输到输出单元203，而输出单元203使用N信号和S信号之间的差作为信号分量执行模拟/数字转换(AD转换)。

图4例示了图1所示的处理单元112的配置的示例。处理单元112包括存储器401以及处理单元402和403。放射线照相成像系统100包括读取操作模式和累积操作/自动曝光控制(AEC)模式作为操作模式。下面将描述其细节。在操作模式中，处理单元112将从输出单元203输入的数字信号存储在存储器401中。

在读取操作模式中，由读取单元111从传感器S11到S33读取用于形成放射线照相图像的传感器信号(数字信号)，并且所读取的传感器信号被存储在存储器401中。然后，处理单元402从存储器401读取传感器信号，对所读取的传感器信号执行信号处理(例如，校正处理)，并将经处理的传感器信号输出到计算单元104。

在累积操作/AEC模式中，放射线照相成像系统100在以下情况下结束放射线照射：在开始放射线照射之后并且在以读取操作模式从传感器S读取传感器信号之前，施加的放射线的量达到基准值。以此方式，放射线照相成像系统100可以将施加的放射线的量控制在合适的范围内。在累积操作/AEC模式中，从传感器S11到S33中的一些传感器读取传感器信号(数字信号)作为用于监视以执行AEC的信号，并且将该传感器信号临时存储在存储器401中。在其他传感器S中，与所施加的放射线对应的电荷被累积。在下文中，被读取以执行AEC的用于监视的信号将被简称为“监视信号”以简化描述。处理单元403从存储器401读取监视信号，并且对读取的监视信号执行用于执行AEC的处理。从这个角度来看，处理单元403或包括处理单元403的处理单元112可以表示为用于在放射线照相成像中执行AEC的图像捕获控制单元。

处理单元403包括校正单元404、确定单元405、设置单元406和参考图像数据组407。设置单元406设置相对于从参考图像数据组407中基于用户经由终端105输入的信息而选择的一帧的图像数据执行AEC所需的参数。下面将描述其细节。

虽然在本示例性实施例中描述了其中从参考图像数据组407中选择参考图像数据的配置作为示例，但是用于选择的方法不限于上述示例。例如，可以基于数据属性信息(标识(ID))由设置单元406适当地选择(或提取)参考图像数据，或者可以通过终端105的用户操作直接选择(或输入)参考图像数据。

校正单元404使用由设置单元406设置的参数来校正在存储器401中存储的监视信号。确定单元405确定经校正的监视信号的信号值是否达到基准值，并基于确定结果输出用于结束放射线照射的信号。下面将参考图5和图6来详细描述该处理。

图5例示了基于从图4所示的参考图像数据组407中选择的图像数据的放射线照相图像(以下称为“参考图像”)。参考图像被显示在例如显示单元106上，使得用户可以在参考该参考图像的同时使用终端105输入放射线照相成像所需的信息。参考图像是例如被摄体(人体的胸部的正面图像)OB1的图像。

用户选择(指定)基准点P1a，用于稳定参考图像中被摄体OB1的感兴趣区域中的图像质量或所接收的放射线的量。例如，基准点P1a指定右上肺域或左上肺域，或者可以取决于图像捕获目标部位或图像捕获的目的来选择另一部分。

在选择基准点P1a之后，用户选择参考点P1b，该参考点P1b在被摄体OB1的非感兴趣区域中并且在上面不存在感兴趣区域的控制线(所谓的主扫描线)上的位置处。控制线的方向取决于图像捕获单元103的设计而唯一地确定。例如，在图像捕获单元103的控制线处于水平方向的情况下，用户选择腹部区域的不包括肺域(被摄体OB1的感兴趣区域)的高度(行)处的一部分作为参考点P1b。参考点P1b不限于以上描述，并且可以是在非感兴趣区域中并且在上面不存在感兴趣区域的控制线上的另一部分。

图6是例示设置单元406的控制方法的流程图，并且例示了根据用户使用参考图像选择的基准点P1a和参考点P1b设置校正参数的处理。

首先，在S601中，设置单元406确定基准区域R1a和参考区域R1b(参考图5)作为包围(envelop)基准点P1a和参考点P1b的局部相应区域。基准区域R1a是图5中的参考图像中的被摄体OB1的感兴趣区域中的区域。参考区域R1b是图5中的参考图像中的被摄体OB1的非感兴趣区域中的区域。例如，设置单元406确定以基准点P1a为圆形区域的中心、半径为15mm的圆形区域和以参考点P1b为圆形区域的中心、半径为15mm的圆形区域分别为基准区域R1a和参考区域R1b。基准区域R1a和参考区域R1b不限于以上描述的这些，并且可以具有任何其他形状和/或尺寸。

接下来，在S602中，设置单元406计算作为基准区域R1a的图像数据的代表值的基准代表值V1a和作为参考区域R1b的图像数据的代表值的参考代表值V1b。例如，设置单元406使用基准区域R1a中的图像数据值的平均值作为基准代表值V1a，并使用参考区域R1b中的图像数据值的平均值作为参考代表值V1b。基准代表值V1a和参考代表值V1b不限于以上描述的这些，并且可以使用任何其他计算方法或统计值(例如，中值)。

接下来，在S603中，设置单元406计算基准代表值V1a与参考代表值V1b之间的比率作为校正参数。接下来，在S604中，设置单元406将校正参数设置到校正单元404。

用户参考图5所示的参考图像并选择基准点P1a和参考点P1b，然后对被摄体OB2进行放射线照相成像。被摄体OB2可以是与被摄体OB1相同的人，或者可以是与被摄体OB1不同的人。下面将描述其细节。

存在一种可能的情况，其中作为被摄体OB2的基准区域并且对应于被摄体OB1的基准区域R1a的基准区域R2a被设置为接收域并且从接收域中的传感器S读取监视信号，并且当执行被摄体OB2的放射线照相成像时执行AEC。然而，由于基准区域R2a在被摄体OB2的感兴趣区域中，因此如果使用具有AEC功能的图像捕获单元103，则具有在接收域中的传感器S的控制线的信号值下降或丢失，导致感兴趣区域的一部分的图像质量下降，如上所述。

因此，图像捕获单元103将作为被摄体OB2的参考区域并且与被摄体OB1的参考区域R1b对应的参考区域R2b设置为接收域，从在接收域中的传感器S读取监视信号，并执行AEC。与被摄体OB1的参考区域R1b类似，参考区域R2b在被摄体OB2的感兴趣区域之外，从而在一定程度上允许图像质量的下降。

放射线通过被摄体OB2照射多个传感器S。在多个传感器S当中，图像捕获单元103从与参考区域R1b对应的参考区域R2b的传感器S中读取监视信号。校正单元404基于设置单元406设置的校正参数对从与参考区域R2b对应的传感器S中读取的监视信号进行校正。如上所述，校正参数是基于作为被摄体OB1的图像的参考图像而设置的参数，并且是基准代表值V1a和参考代表值V1b之间的比率。校正单元404使用校正参数来校正监视信号，从而估计与基准区域R2a对应的传感器S的信号值，并且估计基准区域R2a被照射的放射线的量(穿过基准区域R2a的放射线的量)。基准区域R2a是多个传感器S中与基准区域R1a相对应的区域。基准区域R2a的传感器S和参考区域R2b的传感器S是彼此不同行的传感器。来自与基准区域R2a对应的传感器S的监视信号的估计值与基准区域R2a被照射的放射线的估计量相对应，并且基于来自与参考区域R2b对应的传感器S的监视信号、基准代表值V1a和参考代表值V1b来计算。

确定单元405基于由校正单元404校正的监视信号的信号值(即，来自与基准区域R2a对应的传感器S的信号的估计值)来确定是否结束放射线照射。具体地，确定单元405将使用校正单元404校正的监视信号的信号值累计相加，并且计算来自与基准区域R2a对应的传感器S的信号的估计值的累计总值。可以由校正单元404或另一计算单元代替确定单元405来执行累计相加。确定单元405通过确定来自与基准区域R2a对应的传感器S的信号的估计值的累计总值是否达到基准值来确定与基准区域R2a对应的传感器S被照射的放射线是否达到基准值。在确定单元405确定累计总值达到基准值的情况下，确定单元405输出用于结束放射线照射的信号。确定单元405基于被摄体的感兴趣区域的图像数据、被摄体的非感兴趣区域的图像数据、从与非感兴趣区域对应的区域的传感器S读取的信号确定与感兴趣区域对应的区域的传感器S被照射的放射线的量是否达到基准值。以这种方式，实现了AEC。

虽然描述了这样的示例，其中通过图像捕获单元103使用校正参数来校正来自与参考区域R2b对应的传感器S的监视信号并且基于所校正的监视信号的信号值的累计总值是否达到基准值而执行AEC，但AEC不限于上述示例。例如，图像捕获单元103可以基于校正参数来设置与基准值不同的目标值，并且基于来自与参考区域R2b对应的传感器S的监视信号的累计总值是否达到该目标值来实现AEC。具体地，图像捕获单元103使用校正参数来校正目标值，并且在这种情况下，校正单元404不校正来自与参考区域R2b对应的传感器S的监视信号。确定单元405通过确定从参考区域R2b的传感器S读取的信号的累计总值是否达到目标值，来确定基准区域R2a的传感器S被照射的放射线的量是否达到基准值。目标值是基于校正参数(基准区域R1a的图像数据的代表值与参考区域R1b的图像数据的代表值之间的比率)的值。

图像捕获单元103可以基于累计总值是否达到目标值来实现AEC。此时，图像捕获单元103可以基于中间计算结果来预测结束放射线照射的时刻，并且可以基于预测的结果来执行AEC。具体地，用于实现AEC的计算处理不必等到累计总值达到目标值才执行。

虽然期望被摄体OB2和OB1是同一个人以便提高校正单元404的校正精度，但是在例如被摄体OB2是新患者的情况下，可以使用与被摄体OB2具有极大相关性或高相似度的另一个被摄体的参考图像。在一个示例中，参考图像的被摄体OB1是身高在从比被摄体OB2的身高小10％到比被摄体OB2的身高大10％的范围内的被摄体。在另一示例中，参考图像的被摄体OB1是体重在从比被摄体OB2的体重少10％到比被摄体OB2的体重多10％的范围内的被摄体。在又一示例中，参考图像的被摄体OB1是年龄在从比被摄体OB2的年龄小10％到比被摄体OB2的年龄大10％的范围内的被摄体。此外，在又一示例中，参考图像的被摄体OB1是与被摄体OB2性别相同的被摄体。虽然将身高、体重、年龄和性别描述为相关性/相似度确定基准的示例，但也可以参考体脂百分比或身体质量指数(BMI)，或者可以基于这些条件中的两个或更多个的组合来执行确定。

上述用于AEC的处理由处理单元112中的处理单元403执行，但是如上所述，处理单元112的部分功能可以由计算单元104实现，并且用于AEC的处理也可以通过计算单元104来实现。具体地，可以通过连接到图像捕获单元103的外部装置来实现上述用于AEC的处理。该外部装置具体而言是包括被配置为执行信号处理或信息处理的处理器的处理装置，并且可以被称为信号处理装置或信息处理装置。

图7是例示放射线照相成像系统100的控制方法的示例的时序图。在图7中，水平轴是时间轴，并且曝光开关108的状态、用于驱动放射线源101的放射线源驱动信号、来自放射线源101的放射线的量(强度)、操作模式、电源电压的状态以及信号被例示。

在曝光开关108的状态中，低电平(L电平)指示曝光开关108未被按下，而高电平(H电平)指示曝光开关108被按下。如果放射线源驱动信号改变为H电平，则放射线源101被驱动。放射线的量指示当放射线源驱动信号改变为H电平时由放射线源101产生的放射线的强度(每单位时间的照射量)。操作模式是放射线照相成像系统100的操作模式，并且除了读取操作模式和累积操作/AEC模式之外还包括从向放射线照相成像系统100供给电源电压到改变成可以开始放射线照相成像的状态的准备操作模式。

信号RST是图3中的开关元件305的控制信号，并且如果信号RST改变为H电平，则开关元件305改变为导通状态，并且信号放大单元301被复位。信号CDS1是图3中的开关元件312的控制信号，并且如果信号CDS1改变为H电平，则开关元件312改变为导通状态，并且由采样单元303执行采样。信号CDS2是图3中的开关元件314的控制信号，并且如果信号CDS2改变为H电平，则开关元件314改变为导通状态，并且由采样单元304执行采样。信号VG1到VG3与图2中的控制线VG1到VG3的信号对应，并且为简单起见，信号VG1到VG3被给予与控制线VG1到VG3相同的附图标记。例如，如果信号VG2改变为H电平，则第二行的传感器S被驱动。信号CLK是用于在由输出单元203的ADC进行的AD转换中使用的时钟信号。信号ADCOUT指示通过上述AD转换获取的数字信号。

在从时间t0到时间t2的准备操作模式期间，图像捕获单元103顺序地激活信号VG1到VG3，同时以预定间隔供给H电平脉冲的信号RST，并顺序地复位第一行到第三行的传感器S。虽然描述了其中第一行到第三行的传感器S被重置一次的示例，但是实际上，重置被执行多次(例如，大约10秒)。在所有传感器S都被充分复位的情况下，向用户提供可以开始放射线照射的通知，并且用户按下曝光开关108。用户按下曝光开关108的定时被称为“时间t1”。

在时间t2处，随着第三行的传感器S的重置完成，放射线控制单元107将操作模式切换为累积操作/AEC模式，并将放射线源驱动信号改变为H电平。响应于此，图像捕获单元103交替地激活信号CDS1和CDS2，在它们之间激活信号VG2，并且从第二行的传感器S21到S23读取监视信号。第二行的传感器S21到S23是包括与参考区域R2b对应的传感器S的行的传感器S。监视信号由图2中的输出单元203进行AD转换，并且所转换的信号被存储在图4中的存储器401中，并且此后处理单元403执行用于AEC的处理。在从时间t2到时间t5的累积操作/AEC模式期间，第一行和第三行的传感器S11到S13和S31到S33累积与放射线对应的电荷。

在时间t3处，随着放射线源驱动信号在时间t2处改变为H电平，放射线源101增加放射线的量。因此，从时间t2到时间t3读取的监视信号的信号值基本上为零。

在时间t4处，处理单元403确定放射线照射的量达到基准值，并输出用于结束放射线照射的信号。然后，放射线控制单元107将放射线源驱动信号改变为L电平。具体地，校正单元404使用校正参数来校正来自与参考区域R2b对应的传感器S21到S23的监视信号。如果确定单元405确定经校正的监视信号的信号值的累计总值达到基准值，则放射线控制单元107将放射线源驱动信号改变为L电平。具体地，如果确定单元405确定通过将与被摄体OB2的基准区域R2a对应的传感器S的信号值的估计值累计相加而由处理单元403获得的值达到基准值，则放射线控制单元107将放射线源驱动信号改变为L电平。随着放射线源驱动信号改变为L电平，放射线源101结束放射线照射。

在时间t5处，图像捕获单元103将操作模式切换为读取操作模式，并且顺序地从每个传感器S读取传感器信号(图像信号)。具体地，在以预定间隔供给H电平脉冲的信号RST的同时，图像捕获单元103交替地激活信号CDS1和CDS2，在它们之间顺序地激活信号VG1到VG3，并且从第一行到第三行的传感器S顺序地读取传感器信号。如上所述，读取的传感器信号被存储在存储器401中，经受由处理单元402进行的预定信号处理，然后输出到计算单元104。这时，作为在时间t2到时间t4处读取用于AEC的监视信号的结果，来自第二行的传感器S的传感器信号的许多信号分量丢失。因此，处理单元402或计算单元104基于相邻传感器S的传感器信号来校正或补充从参考区域R2b的第二行的传感器S读取的传感器信号。

如上所述，设置单元406参考参考图像，在被摄体OB1的感兴趣区域中选择基准点P1a，并获取基准代表值V1a。此外，设置单元406在位于被摄体OB1的非感兴趣区域中并且在上面不存在感兴趣区域的控制线上的位置处选择参考点P1b，并获取参考代表值V1b。在被摄体OB2的放射线照相成像中，处理单元403基于校正参数(基准代表值V1a与参考代表值V1b之间的比率)以及来自与参考区域R2b对应的传感器S的监视信号来执行AEC。具体地，处理单元403确定是否用适当量的放射线照射基准区域R2a。

对于具有AEC功能的图像捕获单元103，发生接收域的图像质量的下降。因此，图像捕获单元103将作为被摄体的非感兴趣区域的一部分的参考区域指定为接收域，而没有指定作为被摄体的感兴趣区域的一部分的基准区域。然后，图像捕获单元103通过校正来自与参考区域对应的传感器S的监视信号而估计来自与基准区域对应的传感器S的监视信号，并且执行AEC。以这种方式，图像捕获单元103可以适当地执行AEC，以使得基准区域被在目标范围内的放射线量照射，而不引起作为感兴趣区域的一部分的基准区域的图像质量下降。

图8例示了根据第二示例性实施例的图1中的处理单元112的配置的示例。下面将描述本示例性实施例与第一示例性实施例的不同之处。除了图4中的处理单元112之外，图8中的处理单元112还包括区域确定单元801。区域确定单元801被提供在处理单元403中。基于从参考图像数据组407中选择的一帧的图像数据和关于图像捕获目标部位的信息，区域确定单元801无需用户操作就自动确定图5中的基准区域R1a和参考区域R1b。

图9是例示区域确定单元801的控制方法的流程图。首先，在S901中，区域确定单元801从管理图像捕获次序的外部装置(一般称为医院信息系统(HIS)或放射信息系统(RIS))获取有关图像捕获目标部位的信息。

接下来，在S902中，区域确定单元801基于所获取的有关图像捕获目标部位的信息，分析从参考图像数据组407中选择的一帧的图像数据(参考图像)，并识别图像捕获目标部位的区域。例如，通过使用基于知识的算法的方法基于人体的解剖结构的形状、位置和大小来分析图像数据。图像数据分析方法不限于上述方法，例如可以使用分析图像的直方图的方法或使用机器学习的方法。

接下来，在S903中，区域确定单元801将半径为15mm的圆形区域确定为基准区域R1a，其中所识别的图像捕获目标部位区域的重心为该圆形区域的中心。与第一示例性实施例中一样，基准区域R1a的形状和尺寸不受特别限制。

接下来，在S904中，区域确定单元801将半径为15mm的圆形区域确定为参考区域R1b，其中该圆形区域的中心位于在S902中识别的图像捕获目标部位区域之外并且在上面不存在图像捕获目标部位区域的控制线上的位置处。在参考图像中具有大量参考区域R1b的候选的情况下，区域确定单元801将在几何上距基准区域R1a最远的区域确定为参考区域R1b。参考区域R1b的形状和大小以及确定参考区域R1b的方法不受特别限制。

接下来，如图6中的S602到S604一样，设置单元406基于基准区域R1a和参考区域R1b设置用于AEC的校正参数。S602到S604与第一示例性实施例中的相似。

以上描述了在没有用户操作的情况下设置用于AEC的校正参数的示例。例如，处理单元403可以将由区域确定单元801确定的基准区域R1a和参考区域R1b作为初始设置呈现给用户，取决于用户确定来改变或不改变初始设置，并使用经改变或未经改变的初始设置来设置用于AEC的校正参数。

此外，处理单元403可以为参考图像存储先前确定的基准区域R1a和参考区域R1b或先前设置的用于AEC的校正参数。在这种情况下，当选择参考图像作为新的参考图像时，处理单元403可以使用所存储的先前基准区域R1a和所存储的先前参考区域R1b或所存储的用于AEC的先前校正参数，或者处理单元403可以将所存储的先前基准区域R1a和所存储的先前参考区域R1b或所存储的用于AEC的先前校正参数作为初始设置呈现给用户。

在第一示例性实施例和第二示例性实施例中，描述了其中多个传感器S中的每一个都具有作为用于图像捕获的传感器的功能(例如，作为像素的功能)和作为读取上述监视信号的用于AEC的传感器的功能的配置。替代地，图像捕获单元103可以被配置为使得多个传感器S中的大多数具有作为用于图像捕获的传感器的固定功能，而传感器S中的其余传感器中的一些具有作为用于AEC的传感器的固定功能。

(其他示例性实施例)

同样，一些实施例可通过这样的处理实现：被配置为实现上述示例性实施例的一个或多个功能的程序经由网络或存储介质供给到系统或装置，并且系统或装置的计算机的一个或多个处理器读取和执行该程序。此外，一些实施例可通过被配置为实现一个或多个功能的电路(例如，ASIC)实现。

虽然以上作为示例描述了各种示例性实施例，但是一些实施例的范围不限于示例，并且可以在本公开的精神内对其部分进行改变。此外，本说明书中的每个术语仅出于描述示例性实施例的目的而被使用，并且清楚的是，一些实施方式的范围不限于该术语的确切含义，并且可以包含其等同物。

其他实施例

本发明的一些实施例还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“非瞬态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(一个或多个)实施例中的一个或多个实施例的功能和/或包括用于执行上述(一个或多个)实施例中的一个或多个实施例的功能的一个或多个电路(例如，专用集成电路(ASIC))的系统或装置的计算机来实现，以及通过由系统或装置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(一个或多个)实施例中的一个或多个实施例的功能和/或控制一个或多个电路执行上述(一个或多个)实施例中的一个或多个实施例的功能而执行的方法来实现。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))，并且可以包括单独计算机或单独处理器的网络，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装置、光盘(诸如紧凑盘(CD)、数字多功能盘(DVD)或蓝光盘(BD)^TM)、闪存设备、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。

虽然本公开已经描述了示例性实施例，但应理解，一些实施例不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应被赋予最宽的解释，以便涵盖所有这种修改以及等同的结构和功能。

Claims (13)

1.一种放射线照相成像装置，所述放射线照相成像装置被配置为使用多个传感器来执行放射线照相成像，其特征在于，所述放射线照相成像装置包括：

区域确定单元，所述区域确定单元被配置为分析参考图像并确定所述参考图像中的被摄体的感兴趣区域中的基准区域和所述参考图像中的所述被摄体的非感兴趣区域中的参考区域；和

确定单元，所述确定单元被配置为基于所述基准区域的图像数据、所述参考区域的图像数据以及从与所述参考区域对应的区域的传感器读取的信号，确定与所述基准区域对应的区域的传感器被照射的放射线的量是否达到基准值。

2.根据权利要求1所述的放射线照相成像装置，还包括第一校正单元，所述第一校正单元被配置为通过基于所述基准区域的图像数据和所述参考区域的图像数据校正从与所述参考区域对应的区域的传感器读取的信号，来估计与所述基准区域对应的区域的传感器的信号，

其中，所述确定单元确定与所述基准区域对应的区域的传感器的估计信号的累计总值是否达到所述基准值。

3.根据权利要求2所述的放射线照相成像装置，其中，所述第一校正单元基于所述基准区域的图像数据的代表值与所述参考区域的图像数据的代表值之间的比率来校正从与所述参考区域对应的区域的传感器读取的信号。

4.根据权利要求1所述的放射线照相成像装置，其中，所述确定单元通过确定从与所述参考区域对应的区域的传感器读取的信号的累计总值是否达到目标值，来确定与所述基准区域对应的区域的传感器被照射的放射线的量是否达到所述基准值，其中所述目标值基于所述基准区域的图像数据和所述参考区域的图像数据。

5.根据权利要求1所述的放射线照相成像装置，其中，所述确定单元通过确定从与所述参考区域对应的区域的传感器读取的信号的累计总值是否达到目标值，来确定与所述基准区域对应的区域的传感器被照射的放射线的量是否达到所述基准值，其中所述目标值基于所述基准区域的图像数据的代表值与所述参考区域的图像数据的代表值之间的比率。

6.根据权利要求1所述的放射线照相成像装置，

其中，所述多个传感器被布置成矩阵，并且逐行地从所述多个传感器中读取信号，以及

其中，与所述基准区域对应的区域的传感器和与所述参考区域对应的区域的传感器是彼此不同行的传感器。

7.根据权利要求1所述的放射线照相成像装置，其中用放射线通过与所述参考图像的被摄体相同的被摄体照射所述多个传感器。

8.根据权利要求1所述的放射线照相成像装置，

其中所述参考图像是第一被摄体的图像，

其中用放射线通过第二被摄体照射所述多个传感器，并且

其中所述第一被摄体满足以下条件中的至少一个：

所述第一被摄体的身高在从比所述第二被摄体的身高小10％到比所述第二被摄体的身高大10％的范围内的条件，

所述第一被摄体的体重在从比所述第二被摄体的体重少10％到比所述第二被摄体的体重多10％的范围内的条件，

所述第一被摄体的年龄在从比所述第二被摄体的年龄小10％到比所述第二被摄体的年龄大10％的范围内的条件；以及

所述第一被摄体的性别与所述第二被摄体的性别相同的条件。

9.根据权利要求1所述的放射线照相成像装置，其中，在所述确定单元确定与所述基准区域对应的区域的传感器被照射的放射线的量达到所述基准值的情况下，所述确定单元输出用于结束放射线照射的信号。

10.根据权利要求9所述的放射线照相成像装置，其中，在所述确定单元输出用于结束放射线照射的信号之后，从所述多个传感器读取图像信号。

11.根据权利要求10所述的放射线照相成像装置，还包括第二校正单元，所述第二校正单元被配置为校正在从所述多个传感器读取的图像信号当中从与所述参考区域对应的区域的传感器读取的信号。

12.一种放射线照相成像系统，其特征在于，包括：

根据权利要求1所述的放射线照相成像装置；和

放射线产生装置，所述放射线产生装置被配置为用放射线照射所述放射线照相成像装置。

13.一种控制放射线照相成像装置的方法，所述放射线照相成像装置被配置为使用多个传感器来执行放射线照相成像，其特征在于，所述方法包括：

分析参考图像并确定所述参考图像中的被摄体的感兴趣区域中的基准区域和所述参考图像中的所述被摄体的非感兴趣区域中的参考区域；以及

基于所述基准区域的图像数据、所述参考区域的图像数据以及从与所述参考区域对应的区域的传感器读取的信号，确定与所述基准区域对应的区域的传感器被照射的放射线的量是否达到基准值。

Images