DE102016110948B4

DE102016110948B4 - Strahlungsbildgebungsvorrichtung, Strahlungsbildgebungssystem und Bestrahlungsstarterfassungsverfahren

Info

Publication number: DE102016110948B4
Application number: DE102016110948.7A
Authority: DE
Inventors: Atsushi Iwashita; Toshio Kameshima; Hideyuki Okada; Eriko Sato
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2015-06-17
Filing date: 2016-06-15
Publication date: 2023-01-26
Anticipated expiration: 2036-06-16
Also published as: US20160370225A1; US9910169B2; GB201610508D0; DE102016110948A1; GB2543377A; JP2017009324A; US20180172851A1; JP6366542B2; GB2543377B; US10234574B2

Abstract

Strahlungsbildgebungsvorrichtung (210), die ein Bildelementarray (212) mit einer Vielzahl von Bildelementen, die zur Erfassung von Strahlung eingerichtet sind, eine Erfassungseinrichtung (212), die zur Erfassung einer Strahlungsbestrahlung zum Erhalten gemessener Werte eingerichtet ist, und eine Steuereinrichtung (214) enthält,
wobei in einem Fall, in dem ein durch Verwendung der Erfassungseinrichtung erhaltener gemessener Wert der gemessenen Werte einen Schwellenwert in einem positiven Bereich bzgl. eines Referenzwerts von null überschreitet, die Steuereinrichtung einen Strahlungsbildaufnahmevorgang durch Bestimmen steuert, dass die Strahlungsbestrahlung gestartet wurde, und
die Steuereinrichtung den Schwellenwert gemäß einem anderen Wert der gemessenen Werte ändert, wobei der andere Wert in einem negativen Bereich bzgl. des Referenzwerts von null liegt, oder
wobei in einem Fall, in dem ein durch Verwendung der Erfassungseinrichtung erhaltener gemessener Wert der gemessenen Werte einen Schwellenwert in einem negativen Bereich bzgl. eines Referenzwerts von null überschreitet, die Steuereinrichtung einen Strahlungsbildaufnahmevorgang durch Bestimmen steuert, dass die Strahlungsbestrahlung gestartet wurde, und
die Steuereinrichtung den Schwellenwert gemäß einem anderen Wert der gemessenen Werte ändert, wobei der andere Wert in einem positiven Bereich bzgl. des Referenzwerts von null liegt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Strahlungsbildgebungsvorrichtung, ein Strahlungsbildgebungssystem und ein Bestrahlungsstarterfassungsverfahren.
Beschreibung der verwandten Technik
Eine Strahlungsbildgebungsvorrichtung ist bekannt, die ein durch Strahlung, wie Röntgenstrahlen, erzeugtes optisches Bild elektrisch aufnimmt. Das Verfahren der Strahlungsbildgebungsvorrichtung kann grob in ein direktes Verfahren, bei dem Strahlung direkt in ein elektrisches Signal umgewandelt wird, und ein indirektes Verfahren unterteilt werden, bei dem Strahlung durch einen Scintillator in Licht umgewandelt und das Licht in ein elektrisches Signal umgewandelt wird. Bei beiden Verfahren muss der Strahlungsbildaufnahmevorgang synchron mit dem Start einer Strahlungsbestrahlung durchgeführt werden. Als Synchronisationsverfahren gibt es ein Verfahren, bei dem ein Synchronisationssignal von einer Steuereinrichtung einer Strahlungsquelle zu der Strahlungsbildgebungsvorrichtung übertragen wird, und ein Verfahren, bei dem die Strahlungsbildgebungsvorrichtung die Strahlung erfasst, mit der sie bestrahlt wird. Die japanische Patentoffenlegung JP 2014 - 23 957 A offenbart eine Strahlungsbildgebungsvorrichtung, die den Start einer Strahlungsbestrahlung beruhend auf einem elektrischen Signal erfasst, das aus in einer Sensoreinheit erzeugten Ladungen entsteht.
Bei einem Verfahren, bei dem die Strahlungsbildgebungsvorrichtung die Strahlung erfasst, mit der sie bestrahlt wird, um den Start einer Strahlungsbestrahlung zu erfassen, kann ein Fehler auftreten, wenn in einem Signal, das bzgl. der emittierten Strahlung empfindlich ist, starkes Rauschen enthalten ist.
DE 696 17 828 T2 offenbart ein Bilderzeugungsgerät mit einer Festkörper-Bilderzeugungsvorrichtung, die strahlungsempfindliche Detektorelemente umfasst, einer Einrichtung zur Ausführung einer Schwellenüberprüfung, einer Einrichtung zur Änderung einer Schwellenbedingung der Schwellenüberprüfung gemäß Änderungen der Umgebungsbedingungen und einer Einrichtung zur Einleitung einer Bilderfassung durch die Bilderzeugungsvorrichtung, wenn die Schwellenüberprüfung zufriedenstellend ist.
DE 697 31 419 T2 offenbart eine fotoelektrische Wandlervorrichtung mit einem fotoelektrischen Wandlerelement zur Umsetzung eines einfallenden Lichtsignals in ein elektrisches Signal, einem Transistor zur Steuerung der Übertragung des von dem fotoelektrischen Wandlerelement abgegebenen elektrischen Signals und einer Ansteuereinrichtung zur Zuführung eines Übertragungssteuersignals zu einer Steuerelektrode des Transistors, wobei eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Ansteuereinrichtung durch Messung der Temperatur des fotoelektrischen Wandlerelementes und/oder des Transistors und Änderung der Durchschaltdauer des Transistors in Abhängigkeit von der Messtemperatur vorgesehen ist, die zur Verkürzung der Zeitdauer der Übertragung des elektrischen Signals durch den Transistor bei einer hohen Messtemperatur und zur Verlängerung der Zeitdauer der Übertragung des elektrischen Signals durch den Transistor bei einer niedrigen Messtemperatur ausgestaltet ist.
KURZZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren bereit, das bei der Verhinderung und Reduzierung von Erfassungsfehlern von Vorteil ist.
Erfindungsgemäß sind eine Strahlungsbildgebungsvorrichtung, ein Strahlungsbildgebungssystem und ein Bestrahlungsstarterfassungsverfahren wie in den Patentansprüchen spezifiziert bereitgestellt.
Weitere Merkmale der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ersichtlich.
Figurenliste

1 zeigt ein Blockschaltbild der Anordnung eines Strahlungsbildgebungssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
2 zeigt ein Blockschaltbild der Anordnung eines Strahlungserfassungsfeldes gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
3 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Beschreibung der Arbeitsweise einer Strahlungsbildgebungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
4 zeigt ein Zeitablaufdiagramm zur Beschreibung der Arbeitsweise der Strahlungsbildgebungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
5 zeigt eine Darstellung zur Beschreibung der Erfassung des Starts einer Strahlungsbestrahlung bei einem Vergleichsbeispiel,
6 zeigt eine Darstellung zur Beschreibung der Erfassung des Starts einer Strahlungsbestrahlung bei dem Vergleichsbeispiel,
7 zeigt eine Darstellung zur Beschreibung der Erfassung des Starts einer Strahlungsbestrahlung in der Strahlungsbildgebungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
8 zeigt eine Darstellung zur Beschreibung der Erfassung des Starts einer Strahlungsbestrahlung in der Strahlungsbildgebungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
9 zeigt eine Darstellung zur Beschreibung der Erfassung des Starts einer Strahlungsbestrahlung in der Strahlungsbildgebungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
10 zeigt ein Zeitablaufdiagramm zur Beschreibung des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
11 zeigt ein Zeitablaufdiagramm zur Beschreibung des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung, und
12 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Beschreibung des dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnungen beschrieben.
[Erstes Ausführungsbeispiel]
1 zeigt die Anordnung eines Strahlungsbildgebungssystems 200 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Strahlungsbildgebungssystem 200 ist derart aufgebaut, dass ein durch Strahlung erzeugtes optisches Bild elektrisch aufgenommen und ein elektrisches Strahlungsbild (d.h., Strahlungsbilddaten) erhalten wird. Die Strahlung kann typischerweise Röntgenstrahlen aber auch α-Strahlen, β-Strahlen, oder γ-Strahlen umfassen. Das Strahlungsbildgebungssystem 200 kann bspw. eine Strahlungsbildgebungsvorrichtung 210, eine Strahlungsquelle 230, eine Bestrahlungssteuereinrichtung 220 und einen Computer 240 enthalten. Die Strahlungsquelle 230 startet eine Strahlungsemission gemäß einer Bestrahlungsanweisung (Emissionsanweisung) von der Bestrahlungssteuereinrichtung 220. Von der Strahlungsquelle 230 emittierte Strahlung geht durch ein (nicht gezeigtes) Objekt und bestrahlt die Strahlungsbildgebungsvorrichtung 210.
Die Strahlungsbildgebungsvorrichtung 210 enthält ein Strahlungserfassungsfeld 212 und eine Steuereinrichtung 214, die das Strahlungserfassungsfeld 212 steuert. Die Steuereinrichtung 214 kann bspw. durch eine PLD (Programmable Logic Device), wie ein FPGA (Field Programmable Gate Array), eine ASIC (Application Specific Integrated Circuit), einen mit einem Programm versehenen Universalcomputer oder eine Kombination aus all diesen Komponenten gebildet sein. Die Steuereinrichtung 214 kann eine Abtast-und Halteschaltung oder eine Analogschaltung, wie einen Operationsverstärker enthalten.
Die Steuereinrichtung 214 steuert das Strahlungserfassungsfeld 212 und verarbeitet jedes aus dem Strahlungserfassungsfeld 212 ausgegebene Signal. Wenn ein Wert eines aus dem Strahlungserfassungsfeld 212 ausgegebenen Erfassungssignals oder ein Messwert, der ein durch Verarbeiten des Erfassungssignals erhaltener Wert ist, einen Schwellenwert überschreitet, bestimmt die Steuereinrichtung 214, dass eine Strahlungsbestrahlung gestartet wurde, und veranlasst das Strahlungserfassungsfeld 212 zum Starten eines Strahlungsbildaufnahmevorgangs.
2 zeigt ein Beispiel des Aufbaus des Strahlungserfassungsfeldes 212. Das Strahlungserfassungsfeld 212 enthält ein Bildelementarray 112. Das Bildelementarray 112 enthält eine Vielzahl von Bildelementen PIX, die Strahlung erfassen, und eine Vielzahl von Signalleitungen Sig (Sig1 bis Sig3). Einfachheitshalber ist das Bildelementarray 112 in 2 durch 3 Reihen x 3 Spalten von Bildelementen PIX gebildet. In der Praxis kann allerdings eine größere Anzahl von Bildelementen PIX angeordnet sein. Bei einem Beispiel kann das Strahlungserfassungsfeld 212 eine Dimension von 17 Inch aufweisen und ungefähr 3.000 Reihen x 3.000 Spalten von Bildelementen PIX enthalten.
Das Strahlungserfassungsfeld 212 enthält eine Ansteuerschaltung (Reihenauswahlschaltung) 114, die das Bildelementarray 112 ansteuert, eine Ausleseeinheit (Leseeinrichtung oder Ausleseschaltung) 113, die Signale erfasst, die in der Vielzahl von Spaltensignalleitungen Sig des Bildelementarrays 112 erscheinen, und eine Erfassungseinrichtung 103, die eine Strahlungsbestrahlung erfasst. Bei diesem Beispiel dient die Erfassungseinrichtung 103 auch als Vorspannungsschaltung, die über eine Vorspannungsleitung Bs (elektrische Leitung) eine Vorspannung Vs für alle oder einige der Vielzahl der Bildelemente PIX bereitstellt, die das Bildelementarray 112 bilden.
Die Erfassungseinrichtung 103 dient auch als die Vorspannungsschaltung, die einen Differenzverstärker 121 und einen Rückkopplungswiderstand 122 enthalten kann, die zwischen den ersten Eingangsanschluss des Differenzverstärkers 121 und den Ausgangsanschluss des Differenzverstärkers 121 geschaltet sind. Eine Vorspannung Vs (vorbestimmter Wert) wird dem zweiten Eingangsanschluss des Differenzverstärkers 121 zugeführt. Der erste und der zweite Eingangsanschluss des Differenzverstärkers 121 sind virtuell kurz geschlossen und haben die gleiche Spannung. Daher wird die Spannung der Vorspannungsleitung Bs durch den Differenzverstärker 121 auf die Vorspannung Vs gezwungen. Ein in der Vorspannungsleitung Bs fließender Strom, d.h., eine dem elektrischen Signal entsprechende Spannung, das auf der Vorspannungsleitung Bs erscheint, wird zu dem Ausgangsanschluss des Differenzverstärkers 121 ausgegeben. Der in der Vorspannungsleitung Bs fließende Strom ist ein Signal, das bzgl. der Strahlungsbestrahlung empfindlich ist.
Wenn das Strahlungserfassungsfeld 212 (das Bildelementarray 112) mit Strahlung bestrahlt wird, fließt ein der Strahlung entsprechender Strom in der Vorspannungsleitung Bs. Infolgedessen erscheint ein mit der Strahlungsbestrahlungsmenge für das Bildelementarray 112 korreliertes elektrisches Signal am Ausgangsanschluss des Differenzverstärkers 121. Die Erfassungseinrichtung 103 kann einen AD-Wandler 123 enthalten, der ein zum Ausgangsanschluss des Differenzverstärkers 121 ausgegebenes Signal AD-wandelt. Obwohl das aus dem AD-Wandler 123 der Erfassungseinrichtung 103 ausgegebene und der Steuereinrichtung 214 zugeführte Signal nachstehend als Erfassungssignal bezeichnet wird, kann auch das zum Ausgangsanschluss des Differenzverstärkers 121 ausgegebene Signal als Erfassungssignal verstanden werden. Außerdem kann eine Verstärkungsschaltung und/oder eine Schaltung, wie ein Filter, zwischen dem Differenzverstärker 121 und dem AD-Wandler 123 angeordnet sein. Der AD-Wandler 123 kann in der Steuereinrichtung 214 vorgesehen sein.
Die Erfassungseinrichtung 103 erfasst Strahlungsbestrahlung für das Bildelementarray 112 durch Erfassen des in der Vorspannungsleitung Bs fließenden Stroms. Allerdings ist die Erfindung nicht auf dieses eine Beispiel beschränkt. Strahlungsbestrahlung zu dem Bildelementarray 112 kann durch Erfassen der Spannung der Spaltensignalleitungen Sig oder des in den Spaltensignalleitungen Sig fließenden Stroms erfasst werden. Alternativ dazu kann Strahlungsbestrahlung zu dem Bildelementarray 112 durch Auslesen von Signalen aus einigen der Vielzahl der Bildelemente PIX durch die Ausleseeinheit 113 erfasst werden. Alternativ dazu kann ein dedizierter Strahlungserfassungssensor innerhalb des Bildelementarrays 112 oder außerhalb des Bildelementarrays 112 angeordnet sein, und Strahlungsbestrahlung zu dem Bildelementarray 112 kann durch den Strahlungserfassungssensor erfasst werden.
Jedes Bildelement PIX enthält ein Wandlerelement C, das Strahlung erfasst, und einen Schalter SW, der das Wandlerelement C und eine Spaltensignalleitung Sig (eine dem Wandlerelement C entsprechende Spaltensignalleitung Sig aus der Vielzahl der Spaltensignalleitungen Sig) verbindet. Das Wandlerelement C gibt ein seiner Einfallsstrahlungsmenge entsprechendes Signal zu der Signalleitung Sig aus. Das Wandlerelement C kann bspw. eine MIS-Fotodiode hauptsächlich aus amorphem Silicium enthalten, die auf einem isolierenden Substrat wie einem Glassubstrat angeordnet ist. Alternativ dazu kann das Wandlerelement C eine PIN-Fotodiode enthalten. Das Wandlerelement C kann als direktes Wandlerelement, das die Strahlung direkt in ein elektrisches Signal wandelt, oder als indirektes Wandlerelement erzeugt sein, das die Strahlung in Licht wandelt und das Licht erfasst. Im Fall des indirekten Wandlerelements kann ein Scintillator durch die Vielzahl der Bildelemente PIX gemeinsam genutzt werden.
Jeder Schalter SW kann bspw. aus einem Transistor, wie einem Dünnfilmtransistor (TFT) gebildet sein, der einen Steueranschluss (Gate) und zwei Hauptanschlüsse (Source und Drain) enthält. Jedes Wandlerelement C enthält zwei Hauptelektroden. Eine Hauptelektrode des Wandlerelements C ist mit einem der zwei Hauptanschlüsse des Schalters SW verbunden, und die andere Hauptelektrode des Wandlerelements C ist mit der Vorspannungsleitung Bs verbunden. Der Steueranschluss des Schalters SW jedes Bildelements PIX der ersten Reihe ist mit einer Gateleitung G1 verbunden, der Steueranschluss des Schalters SW jedes Bildelements PIX der zweiten Reihe ist mit einer Gateleitung G2 verbunden, und der Steueranschluss des Schalters SW jedes Bildelements PIX der dritten Reihe ist mit einer Gateleitung G3 verbunden. Gatesignale Vg1, Vg2, Vg3... werden durch die Ansteuerschaltung 114 jeweils den Gateleitungen G1, G2, G3... zugeführt.
In jedem Bildelement PIX der ersten Spalte ist ein Hauptanaschluss des Schalters SW mit der Signalleitung Sig1 der ersten Spalte verbunden. In jedem Bildelement PIX der zweiten Spalte ist ein Hauptanschluss des Schalters SW mit der Signalleitung Sig2 der zweiten Spalte verbunden. In jedem Bildelement PIX der dritten Spalte ist ein Hauptanschluss des Schalters SW mit der Signalleitung Sig3 der dritten Spalte verbunden. Diese Spaltensignalleitung Sig (Sig1, Sig2, Sig3...) hat eine Kapazität CC.
Die Ausleseeinheit 113 enthält eine Vielzahl von Spaltenverstärkereinheiten CA, sodass eine Spaltenverstärkereinheit CA einer Spaltensignalleitung Sig entspricht. Jede Spaltenverstärkereinheit CA kann bspw. einen Integrationsverstärker 105, einen variablen Verstärker 104, eine Abtast- und Halteschaltung 107 und eine Pufferschaltung 106 enthalten. Der Integrationsverstärker 105 verstärkt jedes Signal, das auf der entsprechenden Signalleitung Sig erscheint. Der Integrationsverstärker 105 kann bspw. einen Operationsverstärker und einen integrierten Kondensator und einen Rücksetzschalter enthalten, die zwischen den invertierenden Eingangsanschluss und den Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers parallel geschaltet sind. Eine Referenzspannung Vref wird dem nicht invertierenden Eingangsanschluss des Operationsverstärkers zugeführt. Der Rücksetzschalter wird eingeschaltet, wenn ein durch die Steuereinrichtung 214 angelegtes Rücksetzsignal RC aktiviert wird. Dies veranlasst die Rücksetzung der Spannung jeder Spaltensignalleitung Sig auf die Referenzspannung Vref zusammen mit dem Rücksetzen des integrierten Kondensators.
Der variable Verstärker 104 führt eine Verstärkung mit einem eingestellten Verstärkungsfaktor von dem Integrationsverstärker 105 durch. Die Abtast-und Halteschalte 107 tastet ein Signal von dem variablen Verstärker 104 ab und hält es, wenn ein Abtast-und Haltesignal SH aktiviert wird, das durch die Steuereinrichtung 214 angesteuert wird. Die Abtast-und Halteschaltung 107 kann bspw. durch einen Abtastschalter und einen Abtastkondensator gebildet sein. Die Pufferschaltung 106 puffert (wandelt) den Widerstand des Signals von der Abtast-und Halteschaltung 107 und gibt das Signal aus. Der Abtastschalter kann durch einen von der Steuereinrichtung 214 zugeführten Abtastimpuls gesteuert werden.
Die Ausleseeinheit 113 enthält auch einen Multiplexer 108, der die Signale aus der Vielzahl von Spaltenverstärkereinheiten CA in einer vorbestimmten Reihenfolge auswählt und ausgibt, die vorgesehen sind, um jeweils der Vielzahl der Spaltensignalleitungen Sig zu entsprechen. Der Multiplexer 108 enthält bspw. ein Schieberegister. Das Schieberegister führt einen Schiebevorgang in Übereinstimmung mit einem von der Steuereinrichtung 214 zugeführten Taktsignal durch und wählt ein Signal aus der Vielzahl der Spaltenverstärkereinheiten CA aus. Die Ausleseeinheit 113 kann bspw. auch einem Puffer 109, der das aus dem Multiplexer 108 ausgegebene Signal puffert (Impedanz wandelt), und einen AD-Wandler 110 enthalten, der ein Analogsignal als Ausgangssignal aus dem Puffer 109 in ein Digitalsignal wandelt. Das Ausgangssignal des AD-Wandlers 110, d.h., die Strahlungsbilddaten, werden dem Computer 240 zugeführt.
Die Arbeitsweise der Strahlungsbildgebungsvorrichtung 210 enthält einen Initialisierungsvorgang, einen Akkumulationsvorgang und einen Auslesevorgang. Der Initialisierungsvorgang ist ein Vorgang zum reihenweisen Initialisieren der Vielzahl der Bildelement PIX des Bildelementarrays 112. Der Akkumulationsvorgang ist ein Vorgang zum Akkumulieren von in jedem Bildelement PIX des Bildelementarrays 112 durch Strahlungsbestrahlung erzeugten Ladungen. Der Auslesevorgang ist ein Vorgang zum Auslesen eines Signals aus dem Bildelementarray 112, das den in jedem Bildelement PIX des Bildelementarrays 112 akkumulierten Ladungen entspricht, wenn das Bildelementarray 112 mit Strahlung bestrahlt wird, und Ausgeben jedes Signals als Bild (Bildsignal).
Die Arbeitsweise geht von dem Initialisierungsvorgang zu dem Akkumulationsvorgang über, wenn die Steuereinrichtung 214 beruhend auf dem aus der Erfassungseinrichtung 103 ausgegebenen Erfassungssignal bestimmt, dass eine Strahlungsbestrahlung zu der Strahlungsbildgebungsvorrichtung 210 gestartet wurde. Die Arbeitsweise geht vom Akkumulationsvorgang zu dem Auslesevorgang über, wenn bspw. eine vorbestimmte Zeit seit dem Start des Akkumulationsvorgangs vergangen ist.
Die Arbeitsweise der Strahlungsbildgebungsvorrichtung 210 wird unter Bezugnahme auf die 3 und 4 beschrieben. Die Steuereinrichtung 214 startet in Schritt S310 den Initialisierungsvorgang. Die Steuereinrichtung 214 wiederholt den Vorgang des sequenziellen Setzens der Gateleitungen G (G1, G2, G3...) von der ersten Reihe bis zur letzten Reihe auf aktiven Pegel und des Setzens des Rücksetzsignals RC auf aktiven Pegel in dem Initialisierungsvorgang. Wenn das Rücksetzsignal RC auf aktiven Pegel gesetzt wird, geht jeder Integrationsverstärker 105 in einen Spannungsfolgerzustand über, und die Referenzspannung Vref wird der entsprechenden Spaltensignalleitung Sig zugeführt. In diesem Zustand wird jeder Schalter SW, der der Reihe entspricht, deren Gateleitung G auf aktiven Pegel gesetzt wurde, elektrisch leitend, und in einem Kondensator Cs jedes Wandlerelements C akkumulierte Ladungen werden initialisiert. In 4 geben Vg(0), Vg(1), Vg(2),..., Vg(Y), Vg(Ys), Vg(Ys+1), , Vg(Y-1) den Gateleitungen G von der ersten Reihe bis zur letzten Reihe des Bildelementarrays 112 jeweils zugeführte Ansteuersignale an.
In der Initialisierungsvorgangsperiode gibt die Erfassungseinrichtung 103 ein mit der Strahlungsbestrahlungsmenge für das Bildelementarray 112 korreliertes Erfassungssignal aus. In Schritt S320 bestimmt die Steuereinrichtung 214 während des Initialisierungsvorgangs, ob eine Strahlungsbestrahlung gestartet wurde. Insbesondere bestimmt die Steuereinrichtung 214 beruhend auf dem aus der Erfassungseinrichtung 103 ausgegebenen Erfassungssignal, ob eine Strahlungsbestrahlung zu dem Bildelementarray 112 gestartet wurde.
Die Steuereinrichtung 214 setzt den Initialisierungsvorgang (Schritt S370) so lange fort, bis sie bestimmt, dass eine Strahlungsbestrahlung zu dem Bildelementarray 112 gestartet wurde. Beim Bestimmen des Starts der Strahlungsbestrahlung zu dem Bildelementarray 112 (JA in Schritt S320) startet die Steuereinrichtung 214 in Schritt S320 den Akkumulationsvorgang. Das heißt, wenn der Start der Strahlungsbestrahlung erfasst wird (was in 4 als „Bestrahlungsstarterfassung angegeben ist), geht der Initialisierungsvorgang in den Akkumulationsvorgang über. Der Prozess von Schritt S320 wird später beschrieben.
Während des Akkumulationsvorgangs bestimmt die Steuereinrichtung 214 in Schritt S340, ob die Strahlungsbestrahlung geändert wurde. Obwohl das Verfahren der Bestimmung des Endes einer Strahlungsbestrahlung nicht besonders eingeschränkt ist, kann das Ende der Strahlungsbestrahlung bspw. in Übereinstimmung mit dem Ablauf einer vorbestimmten Zeit seit dem Start des Akkumulationsvorgangs bestimmt werden. Alternativ dazu kann die Steuereinrichtung 214 bspw. beruhend auf einem Momentanwert, einem Integrationswert und/oder einem Differenzwert des von der Erfassungseinrichtung 103 ausgegebenen Erfassungssignals bestimmen, dass die Strahlungsbestrahlung zu dem Bildelementarray 112 beendet ist.
Die Steuereinrichtung 214 setzt den Akkumulationsvorgang (Schritt S380) solange fort, bis sie bestimmt, dass die Strahlungsbestrahlung zu dem Bildelementarray 112 beendet wurde. Beim Bestimmen des Endes der Strahlungsbestrahlung zu dem Bildelementarray 112 (JA in Schritt S340) startet die Steuereinrichtung 214 in Schritt S350 den Auslesevorgang. Das heißt, wenn das Ende der Strahlungsbestrahlung bestimmt wird (was in 4 als „Bestrahlungsendeerfassung“ angegeben ist), geht der Akkumulationsvorgang in den Auslesevorgang über. Die Signale von den Bildelementen in der ersten Reihe bis zu den Bildelementen in der letzten Reihe des Bildelementarrays 112 werden bei dem Auslesevorgang sequenziell ausgelesen.
Die 5 und 6 zeigen die Erfassung des Starts einer Strahlungsbestrahlung bei einem Vergleichsbeispiel. 5 zeigt die Arbeitsweise, wenn Systemrauschen in dem gemessenen Wert enthalten ist, der durch die Steuereinrichtung 214 unter Verwendung der Erfassungseinrichtung 103 erhalten werden kann. 6 zeigt die Arbeitsweise, wenn externes Rauschen, das von dem Systemrauschen verschieden ist, in dem gemessenen Wert erhalten ist, der durch die Steuereinrichtung 214 unter Verwendung der Erfassungseinrichtung 103 erhalten werden kann. Der gemessene Wert ist ein Wert des aus der Erfassungseinrichtung 103 des Strahlungserfassungsfeldes 212 ausgegebenen Erfassungssignals oder ein Wert, der durch Verarbeiten des Erfassungssignals erhalten werden kann. In diesem Fall kann der Wert, der durch Verarbeiten des aus der Erfassungseinrichtung 103 ausgegebenen Erfassungssignals erhalten werden kann, bspw. ein Wert sein, der durch die Steuereinrichtung 214 durch die Durchführung einer Verarbeitung (bspw. Verstärkung, Filterung, Integrieroperation, Bewegungsmittelungsoperation, oder dergleichen) bei dem aus der Erfassungseinrichtung 103 ausgegebenen Erfassungssignal erhalten werden kann. Alternativ dazu kann der Wert, der aus dem Verarbeiten des aus der Erfassungseinrichtung 103 ausgegebenen Erfassungssignals erhalten werden kann, ein Wert sein, den eine andere Einheit (nicht gezeigt) durch Verarbeiten des aus der Erfassungseinrichtung 103 ausgegebenen Erfassungssignals erhalten kann.
Wenn die Strahlungsbildgebungsvorrichtung 210 mit Strahlung bestrahlt wird, fließt der Strom in der Vorspannungsleitung Bs. Der gemessene Wert, der unter Verwendung der Erfassungseinrichtung 103 erhalten werden kann, stellt Informationen dar, die mit dem in der Vorspannungsleitung Bs fließenden Strom korreliert sind. Wenn der gemessene Wert den Schwellenwert überschreitet, bestimmt die Steuereinrichtung 214 in Schritt S320, dass eine Strahlungsbestrahlung zu der Strahlungsbildgebungsvorrichtung 210 gestartet wurde. Allerdings kann in dem gemessenen Wert weißes Rauschen selbst dann enthalten sein, wenn es keine Strahlungsbestrahlung zu der Strahlungsbildgebungsvorrichtung 210 gibt. Dieses Rauschen ist das Systemrauschen. Wenn bspw. σ die Standardabweichung des Systemrauschens ist, wird der Schwellenwert auf größer oder gleich 8σ eingestellt. Wie in 5 veranschaulicht kann ohne das Vorhandensein von externem Rauschen der Start einer Strahlungsbestrahlung ohne Probleme durch Einstellen des Schwellenwerts auf ungefähr 8σ des Systemrauschens erfasst werden.
Wenn aber externes Rauschen vorhanden ist, wie es in 6 veranschaulicht ist, überschreitet der gemessene Wert den Schwellenwert aufgrund des externen Rauschens, und ein Start einer Strahlungsbestrahlung kann selbst dann erfasst werden, wenn keine Strahlungsbestrahlung gestartet wurde. Dies wird Fehlerfassung genannt. Wenn eine Fehlerfassung auftritt, geht der Vorgang in den Akkumulationsvorgang (S330) über, und es entsteht ein Zustand, in dem kein Strahlungsbild erfasst werden kann, bis der Initialisierungsvorgang erneut gestartet wird. Dieser Zustand kann bspw. mehrere Sekunden andauern. Daher ist die Verwendung einer Strahlungsbildgebungsvorrichtung, bei der eine Fehlerfassung auftritt, unbequem. Andererseits wird die Erfassung von schwacher Strahlung schwierig, wenn der Schwellenwert erhöht wird. Folgende Dinge können als repräsentative Quellen externen Rauschens am Ort medizinischer Versorgung betrachtet werden.

• Eine Einrichtung (bspw. eine Kathodenstrahlröhre (CRT) oder dergleichen), die elektromagnetische Wellen erzeugt, die sich der Strahlungsbildgebungsvorrichtung nähern
• Ein-/Ausschalten der Energiezufuhr einer Einrichtung (bspw. der Strahlungsquelle)
• Ansteuern eines Motors (bspw. eines elektrischen chirurgischen Bohrers, eines Motors für eine rotierende Anode der Strahlungsquelle oder dergleichen)
• Ein starker Aufprall (bspw. eine Kollision)

Beispielsweise beginnt bei manchen Strahlungsquellenarten die Anode in der Strahlungsröhre im Ansprechen auf das Drücken eines Schalters zu Rotieren, und eine Fehlerfassung kann auftreten, wenn der gemessene Wert den Schwellenwert aufgrund der zu diesem Zeitpunkt erzeugten elektromagnetischen Wellen überschreitet. In diesem Fall kann eine normale Bildgebung unmöglich sein, da eine Strahlungsbestrahlung unmittelbar nach einer Fehlerfassung durchgeführt wird.
Das Prinzip eines Verfahrens (Bestrahlungsstarterfassungsverfahrens) einer Erfassung des Starts einer Strahlungsbestrahlung in der Strahlungsbildgebungsvorrichtung 210 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die 7 und 8 beschrieben. Ein gemessener Wert, d.h., ein Wert eines aus der Erfassungseinrichtung 103 ausgegebenen Erfassungssignals oder ein anhand eines Verarbeitens des Erfassungssignals erhaltener Wert hat die folgenden Eigenschaften.

• Wenn die Strahlungsbildgebungsvorrichtung mit Strahlung bestrahlt wird, ändert sich der gemessene Wert derart, dass der Unterschied zu einem Referenzwert in einem Bereich aus dem positiven Bereich und dem negativen Bereich bzgl. des Referenzwerts groß wird.
• Wenn externes Rauschen hinzugefügt ist, ändert sich der gemessene Wert sowohl im positiven Bereich als auch im negativen Bereich bzgl. des Referenzwerts.
• Der Signalverlauf des externen Rauschens im positiven Bereich bzgl. des Schwellenwerts und der Signalverlauf des externen Rauschens im negativen Bereich bzgl. des Referenzwerts ist ungefähr symmetrisch.

In diesem Fall wird angenommen, dass der Referenzwert bspw. 0 (Null) ist. Außerdem ist der Mittelwert des Systemrauschens typischerweise 0 (Null). In jedem in den 7 und 8 gezeigten Beispiel ändert sich der gemessene Wert, wenn die Strahlungsbildgebungsvorrichtung mit Strahlung bestrahlt wird, derart, dass der Unterschied zum Referenzwert im positiven Bereich bzgl. des Referenzwerts (0) groß ist. Dagegen kann die Erfassungseinrichtung (103) oder die Steuereinrichtung 214 derart aufgebaut sein, dass der Unterschied zwischen dem Referenzwert und dem gemessenen Wert im negativen Bereich bzgl. des Referenzwerts (0) groß wird, wenn die Strahlungsbildgebungsvorrichtung mit Strahlung bestrahlt wird.
Bei dem Aufbau, bei dem der gemessene Wertunterschied zum Referenzwert in einem Bereich aus dem positiven Bereich und dem negativen Bereich bzgl. des Referenzwerts beim Aufnehmen von Strahlungsbestrahlung groß wird, ändert die Steuereinrichtung 214 den Schwellenwert in Übereinstimmung mit dem gemessenen Wert des anderen Bereichs aus dem positiven Bereich und dem negativen Bereich. Bei einem Aufbau bspw., bei dem der Unterscheid zwischen dem gemessenen Wert und dem Referenzwert im positiven Bereich bzgl. des Referenzwerts beim Aufnehmen von Strahlungsbestrahlung groß wird, ändert die Steuereinrichtung 214 den Schwellenwert in Übereinstimmung mit dem gemessenen Wert im negativen Bereich. Bei einem Aufbau, bei dem der Unterschied zwischen dem gemessenen Wert und dem Referenzwert im negativen Bereich bzgl. des Referenzwerts beim Aufnehmen von Strahlungsbestrahlung groß wird, ändert die Steuereinrichtung 214 den Schwellenwert in Übereinstimmung mit dem gemessenen Wert im positiven Bereich.
Es wird in diesem Fall angenommen, dass „ein Bereich“ als „Überwachungsbereich“ bezeichnet wird, und „der andere Bereich“ als „Rauschen-Bewertungsbereich“ bezeichnet wird. Die Steuereinrichtung 214 ändert den Schwellenwert beruhend auf dem gemessenen Wert des Rauschen-Bewertungsbereichs und bestimmt, dass eine Strahlungsbestrahlung durchgeführt wurde, wenn der gemessene Wert des Überwachungsbereichs den Schwellenwert überschreitet. In den in den 7 und 8 gezeigten Beispielen ist ein Bereich, in dem der gemessene Wert einen positiven Wert angibt, der Überwachungsbereich, und ein Bereich, in dem der gemessene Wert einen negativen Wert angibt, der Rauschen-Bewertungsbereich.
Gemäß einem Beispiel schätzt die Steuereinrichtung 214 den in dem gemessenen Wert enthaltenen Rauschpegel beruhend auf der Hüllkurve des gemessenen Werts im Rauschen-Bewertungsbereich. Selbst wenn bei diesem Verfahren der gemessene Wert aufgrund der Addition von externem Rauschen wie in 7 dargestellt groß wird, tritt keine Fehlerfassung auf, da der Schwellenwert entsprechend groß wird. Gibt es keine Addition zum externen Rauschen, ändert die Steuereinrichtung 214 den Schwellenwert nicht, wie es in 8 veranschaulicht ist. Ob nun externes Rauschen hinzugefügt ist oder nicht, die Fehlerfassung kann verhindert werden, und der Start einer Strahlungsbestrahlung kann genau erfasst werden.
Ein Beispiel einer Schwellenwertänderung durch die Steuereinrichtung 214 wird unter Bezugnahme auf 9 beschrieben. Bei diesem Beispiel schätzt (bestimmt) die Steuereinrichtung 214 den im gemessenen Wert enthaltenen Rauschpegel beruhend auf dem Maximalwert (der Hüllkurve) der gemessenen Werte im Rauschen-Bewertungsbereich und ändert den Schwellenwert gemäß diesem Rauschpegel. Nachstehend werden drei Beispiele eines Rauschpegelschätzverfahrens beschrieben.
Das erste Verfahren einer Rauschpegelschätzung verwendet den Maximalwert der Amplitude (Absolutwert) einer Vielzahl gemessener Werte im Rauschen-Bewertungsbereich (einem Bereich, in dem die gemessenen Werte in 9 negativ sind). Ein Rauschpegel A(t) zur Zeit t ist gegeben durch: $A (t) = max {- V (t), - V (t - 1), \dots, - V (t - n - 1)}$
Wobei V(t) einen gemessenen Wert im Rauschen-Bewertungsbereich zur Zeit t darstellt, und n ein Intervall zur Berechnung des Maximalwerts darstellt.
Bei dem zweiten Verfahren einer Rauschpegelschätzung ist ein Rauschpegel A(t) zur Zeit t gegeben durch: $A (t) = max {- V (t), A (t - 1) * α}$
Wobei V(t) einen gemessenen Wert im Rauschen-Bewertungsbereich zur Zeit t darstellt, A(t-1) einen vergangenen Rauschpegel darstellt, und α(α<1) einen konstanten Wert darstellt.
Bei dem dritten Verfahren einer Rauschpegelschätzung ist ein Rauschpegel A(t) zur Zeit t gegeben durch: $A (t) = max {- V (t), A (t - 1) −β}$
Wobei V(t) einen gemessenen Wert im Rauschen-Bewertungsbereich zur Zeit t darstellt, A(t-1) einen vergangenen Rauschpegel darstellt, und β (β>0) einen konstanten Wert darstellt.
Das Verfahren zur Rauschpegelschätzung (Bestimmung) ist nicht auf die vorstehend beschriebenen ersten, zweiten und dritten Verfahren beschränkt, und kann ein anderes Verfahren anwenden.
Als Nächstes wird ein Beispiel des Verfahrens beschrieben, bei dem die Steuereinrichtung 214 einen Schwellenwert T'(t+Δt) zur Zeit t+Δt beruhend auf einem Rauschpegel A(t) bestimmt. Externes Rauschen und Systemrauschen sind in dem Rauschpegel enthalten. Daher ist ein Rauschpegel A(t) gegeben durch $A (t) = Ae (t) + Ai (t)$
Wobei Ae(t) einen externen Rauschpegel darstellt, und Ai(t) einen Systemrauschpegel darstellt.
Wenn σ die Standardabweichung des Systemrauschens ist, kann der Systemrauschpegel Ai(t) um 3σ bis 4σ betragen. Dieser Wert ist ungeachtet der Zeit konstant. Das heißt, der durch Subtrahieren von Ai(t) = 3σ bis 4σ von A(t) erhaltene Wert kann als der externe Rauschpegel Ae(t) betrachtet werden. Bei diesem Beispiel wird der externe Rauschpegel allerdings nie zu einem negativen Wert. Das heißt, ein externer Rauschpegel ist gegeben durch $Ae (t) = max {A (t) - Ai,0}$
Der Schwellenwert T'(t) zur Zeit t+Δt muss auf einen Wert gesetzt werden, bei dem eine Fehlerfassung aufgrund von Systemrauschen oder externem Rauschen nicht auftritt. Mit T als Schwellenwert, wenn kein externes Rauschen vorhanden ist, gilt für einen Schwellenwert T'(t+Δt) vorzugsweise: $T' (t + Δ t) = k*Ae (t) + T$
Wobei k einen Sicherheitsfaktor darstellt. Wird der Sicherheitsfaktor k erhöht, kann sich die Erfassungsfähigkeit beim Anlegen von externem Rauschen leichter verringern, obwohl sich die Fehlerfassungswiderstandsfähigkeit verbessert. Daher ist der Sicherheitsfaktor k vorzugsweise anpassbar. Das heißt, die Gleichung hat vorzugsweise einen Aufbau, bei dem ein neuer Schwellenwert durch die Summe eines durch Multiplizieren des externen Rauschpegels mit dem Sicherheitsfaktor k erhaltenen Werts und eines vorbestimmten Schwellenwerts T gegeben ist. Durch Einstellen des Schwellenwerts T'(t+Δt) auf diese Weise kann eine Fehlerfassung aufgrund externem Rauschen unterdrückt und der Start der Strahlungsbestrahlung genau erfasst werden.
Das Verfahren zur Bestimmung des Schwellenwerts T'(t+Δt) ist nicht auf das Verfahren gemäß Gleichung (6) beschränkt. Beispielsweise kann der Rauschpegel A(t) selbst als Schwellenwert T'(t+Δt) verwendet werden. Alternativ dazu können ein oberer Grenzwert und ein unterer Grenzwert für den Schwellenwert T'(t+Δt) eingestellt werden. Das heißt, die Steuereinrichtung 214 kann zur Änderung des Schwellenwerts innerhalb eines vorbestimmten Bereichs eingerichtet sein.
Nachstehend wir das zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung als Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung beschrieben. Abgesehen von den nachstehend beschriebenen Unterschieden beinhalten die Merkmale des zweiten Ausführungsbeispiels die Merkmale des ersten Ausführungsbeispiels.
10 veranschaulicht die Arbeitsweisen der Erfassungseinrichtung 103, die eine Strahlungsbestrahlung erfasst, und der Steuereinrichtung 214. In 10 stellen Vg(Ys-2), Vg(Ys-1), Vg(Ys) und Vg(Ys+1) Ansteuersignale dar, die jeweils einer Gateleitung G der (Ys-2)-ten Reihe bis einer Gateleitung G der (Ys+1)-ten Reihe eines Bildelementarrays 112 zugeführt werden.
Eine Strahlungsbildgebungsvorrichtung 210 kann hinsichtlich des in der Vorspannungsleitung Bs fließenden Stroms folgende Merkmale aufweisen.

(1) Ein zur Strahlungsbestrahlungsmenge pro Zeiteinheit proportionaler Strom fließt in der Vorspannungsleitung Bs während einer Strahlungsbestrahlung ungeachtet dessen, ob ein Schalter SW eines Bildelements PIX elektrisch leitet oder nicht. Dieser Strom ist in 10 als „erstes Signal“ angegeben.
(2) Wenn der Schalter SW des mit Strahlung bestrahlten Bildelements PIX elektrisch leitend wird, fließt ein Strom in der Vorspannungsleitung Bs, der proportional zur Menge an Ladungen ist, die in einem Wandlerelement C des Bildelements PIX akkumuliert werden, bis der Schalter SW elektrisch leitend wird. Dieser Strom ist in 10 als „zweites Signal“ angegeben.
(3) Ein Strom fließt in der Vorspannungsleitung Bs, wenn die elektrische Leitfähigkeit/Nichtleitfähigkeit des Schalters SW des Bildelements PIX umgeschaltet wird. Dieser Strom kann als Schaltrauschen bezeichnet werden.
(4) Ein Strom fließt in der Vorspannungsleitung Bs, wenn ein Aufprall oder ein magnetisches Feld auf die Strahlungsbestrahlungsvorrichtung 210 einwirkt. Dieser Strom kann externes Rauschen genannt werden, und ist in 10 als „externes Rauschen“ angegeben.
(5) Ein Strom fließt in der Vorspannungsleitung Bs aufgrund von elektromagnetischen Wellen, die durch die Strahlungsbestrahlungsvorrichtung 210 selbst oder internes Rauschen der Erfassungseinrichtung 103 erzeugt werden, selbst ohne das Einwirken eines Magnetfeldes oder eines Stoßes auf die Strahlungsbildgebungsvorrichtung 210. Dieser Strom kann als Systemrauschen bezeichnet werden.

Zur Erfassung der Strahlungsbestrahlung, insbesondere des Starts der Strahlungsbestrahlung, kann ein aus der Erfassungseinrichtung 103 ausgegebener Erfassungssignalwert direkt als der gemessene Wert verwendet werden. In einem Fall aber, in dem externes Rauschen aufgrund des Einflusses eines Stoßes oder Magnetfeldes nicht ignoriert werden kann, wird vorzugsweise ein Wert als der gemessene Wert verwendet, der durch Verarbeiten des aus der Erfassungseinrichtung 103 ausgegebenen Erfassungssignals erhalten wird.
Wie in 10 gezeigt, stellt S ein abgetastetes Erfassungssignal von der Erfassungseinrichtung 103 dar, das mit dem in der Vorspannungsleitung Bs fließenden Vorstrom korreliert ist, wenn der Schalter SW des Bildelements PIX elektrisch leitend wird. Außerdem stellt N ein abgetastetes Erfassungssignal von der Erfassungseinrichtung 103 dar, das mit dem in der Vorspannungsleitung Bs fließenden Vorstrom zu der Zeit korreliert ist, wenn der Schalter SW nicht leitend wird. Externes Rauschen kann durch Beseitigen der Differenz zwischen S und N beseitigt werden. Da sich externes Rauschen mit Ablauf der Zeit ändert, ist aber die Verwendung von S und N zu bevorzugen, die zu Zeiten abgetastet werden, die nah beieinander liegen. Das heißt, mit X(y) als Abtastwert (Strahlungsinformationen), wobei externes Rauschen beseitigt wurde, ist X(y) gegeben durch $X (y) = S (y) - {N (y) + N (y - 1)} / 2$
Wobei S(y) das y-te abgetastete S darstellt, N(y) das y-te abgetastete N darstellt. Gleichung (7) zeigt die Berechnung der Differenz zwischen dem Erfassungssignal von der Erfassungseinrichtung 103, wenn der Schalter SW elektrisch leitet, und dem Erfassungssignal von der Erfassungseinrichtung 103, wenn der Schalter SW nicht elektrisch leitet.
Das Verfahren zur Verringerung von externem Rauschen auf diese Weise wird CDS (korrelierte Doppelabtastung)-Verarbeitung genannt. Eine CDS-Verarbeitung ist ein Beispiel einer Rauschverringerungsverarbeitung. Die Berechnung für die CDS-Verarbeitung ist nicht auf das Berechnungsverfahren von Gleichung (7) beschränkt. Beispielsweise kann entweder N(y) oder N(y-1) zur Berechnung von X(y) verwendet werden. Es können auch Abtastwerte zur Berechnung von X(y) verwendet werden, die nicht an S(y-1) und N(y-2) angrenzen. Als das y-te abgetastete S(y) kann ein Wert verwendet werden, der addierte Abtastwerte aufweist, die während der Periode zu einer Vielzahl von Zeiten abgetastet wurden.
Wie in 11 veranschaulicht kann es Fälle geben, bei denen Schaltrauschen zu der Zeit erzeugt wird, wenn der Schalter SW zwischen leitenden und nicht leitenden Zuständen umgeschaltet wird. In einem derartigen Fall ist die Verarbeitung des Erfassungssignals von der Erfassungseinrichtung 103 zu bevorzugen, das mit dem in der Vorspannungsleitung BS fließenden Vorstrom korreliert ist, sodass sich das Schaltrauschen verringert. Als Verarbeitung zur Verringerung des Schaltrauschens gibt es bspw. eine Verarbeitung des Subtrahierens eines Werts des Schaltrauschens, der zuvor abgetastet wurde, von einem Wert des Erfassungssignals der Erfassungseinrichtung 103.
Obwohl in diesem Fall die Größe des Schaltrauschens für jede Reihe variiert, wurde bestätigt, dass die Größe des Schaltrauschens derselben Reihe eine hohe Vergleichbarkeit aufweist. Somit kann wie in 11 gezeigt das Schaltrauschen durch Subtrahieren des Vorstromwerts eines vorhergehenden Rahmens derselben Reihe vom aktuellen Vorstromwert effektiv verringert werden. Wenn Y die Anzahl der Reihen im Bildelementarray 112 ist, S(y-Y) S eines vorhergehenden Rahmens ist, und N(y-Y) N eines vorhergehenden Rahmens ist, ist X(y) gegeben durch $\begin{array}{l} X (y) = [S (y) - {N (y) + N (y - 1)} / 2] \\ - [S (y - Y) - {N (y - Y) + N (y - 1 - Y)} / 2] \end{array}$
Der erste Term von Gleichung (8) gibt die Berechnung der Differenz zwischen dem Erfassungssignal der Erfassungseinrichtung 103, wenn der Schalter SW elektrisch leitet, und dem Erfassungssignal der Erfassungseinrichtung 103, wenn der Schalter SW nicht elektrisch leitet, für die y-te Reihe an. Der zweite Term von Gleichung (8) gibt die Berechnung der Differenz zwischen dem Erfassungssignal der Erfassungseinrichtung 103, wenn der Schalter SW elektrisch leitet, und dem Erfassungssignal der Erfassungseinrichtung 103, wenn der Schalter SW nicht elektrisch leitet, für die y-te Reihe eines vorhergehenden Rahmens an. Die gesamte Gleichung (8) gibt an, dass eine Differenz zwischen der jüngsten Differenz und einer vorhergehenden Differenz in derselben Reihe erhalten wird.
Das Verfahren zur Verringerung von Schaltrauschen auf diese Weise kann Rahmenkorrektur genannt werden. Die Berechnung einer Rahmenkorrektur ist nicht auf das Berechnungsverfahren von Gleichung (8) beschränkt. Beispielsweise können S und N von k vorhergehenden Rahmen (k>1) verwendet werden. Die Berechnung kann unter Verwendung nur von S oder von N durchgeführt werden. Wenn CDS nicht erforderlich ist, kann eine Rahmenkorrektur ohne die Durchführung von CDS durchgeführt werden.
Außer der Verwendung von X(y), das durch Beseitigen von Rauschen über diese Signalverarbeitung erhalten wird, anstelle des vorstehend angeführten V(t) kann der Start der Strahlungsbestrahlung durch dasselbe Verfahren wie im ersten Ausführungsbeispiel erfasst werden.
Nachstehend wird das dritte Ausführungsbeispiel der Erfindung als weitere Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung beschrieben. Abgesehen von den nachstehend beschriebenen Unterschieden enthalten die Merkmale des dritten Ausführungsbeispiels die Merkmale des ersten Ausführungsbeispiels oder des zweiten Ausführungsbeispiels. 12 zeigt die Verarbeitung zur Erfassung des Starts einer Strahlungsbestrahlung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel. Die in 12 gezeigte Verarbeitung kann bei dem Prozess von Schritt S320 in 4 angewendet werden.
Eine Steuereinrichtung 214 erfasst den Start einer Strahlungsbestrahlung beruhend auf einem integrierten Wert, der der integrierte Wert des Erfassungssignals von einer Erfassungseinrichtung 103 ist. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung 214 den Start der Strahlungsbestrahlung beruhend auf einem integrierten Wert erfassen, der durch Integrieren von X[n] erhalten wird, das entweder das Erfassungssignal von der Erfassungseinrichtung 103 oder X(y) darstellt, das durch Verarbeiten des Erfassungssignals gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel erhalten wird. In diesem Fall stellt X[n] das Erfassungssignal von der Erfassungseinrichtung 103 dar, das n Werte zuvor abgetastet wurde. Das heißt, X[0] ist das jüngste Erfassungssignal, und je größer der Wert von n ist, desto früher wurde das Erfassungssignal erhalten.
In Schritt S710 stellt die Steuereinrichtung 214 Anfangswerte jeweils für Sum, das einen integrierten Wert darstellt, n, das den Index eines Erfassungssignals darstellt, und m (m ist eine natürliche Zahl) ein, das eine Integrierintervallidentifikationsnummer darstellt. Die Anfangswerte sind jeweils Sum = 0, n = 0 und m = 1. Dies wird als Rücksetzen des Integrierers bezeichnet.
Als Nächstes stellt die Steuereinrichtung 214 in Schritt S720 einen Wert, der durch Addieren des integrierten Werts Sum und der Strahlungsinformationen X[n] erhalten wird, die n-Werte zuvor abgetastet wurden, als den neuen integrierten Wert Sum ein. Das heißt, Sum = Sum + X[n].
Als Nächstes führt die Steuereinrichtung 214 in Schritt S730 n = n + 1 aus. Danach führt die Steuereinrichtung 214 in Schritt S740 eine Intervallbestimmung durch. Bei der Intervallbestimmung in Schritt S740 kehrt der Prozess zu Schritt S720 zurück, um das Integrieren (die kumulative Addition) fortzusetzen, wenn n einen vorbestimmten Wert eines m-ten Integrierintervalls W[m] nicht überschreitet (NEIN). Wenn n andererseits W[m] überschreitet (JA), geht der Prozess zu Schritt S750.
In Schritt S750 verwendet die Steuereinrichtung 214 den integrierten Wert Sum anstelle des vorstehend angeführten gemessenen Werts V(t) zur Berechnung eines externen Rauschpegels Ae[m](t) des Integrierintervalls m. Dann berechnet die Steuereinrichtung 214 in Schritt S760 einen Nachänderungsschwellenwert (Korrekturschwellenwert) T'[m] des Integrierintervalls m zu: $T' [m] (t) = k [m] * Ae [m] (t) + T [m]$
Wobei ein Schwellenwert T[m] den Voränderungsschwellenwert darstellt, und k[m] den Sicherheitsfaktor im Integrierintervall m darstellt. k[m] kann für jedes Integrierintervall eingestellt werden, oder kann ein konstanter Wert sein.
In den Schritten S750 und S760 ändert die Steuereinrichtung 214 den Schwellenwert T[m] oder T'[m], der für jedes Integrierintervall eingestellt ist, gemäß den Werten des Rauschen-Bewertungsbereichs des für das Integrierintervall integrierten Werts Sum.
Wenn bei der Bestrahlungsstartbestimmung von Schritt S770 der integrierte Wert Sum den vorbestimmten Korrekturschwellenwert T'[m] des m-ten Integrierintervalls überschreitet (JA), bestimmt die Steuereinrichtung 214, dass die Strahlungsbestrahlung gestartet wurde. Das heißt, die Steuereinrichtung 214 erfasst den Start der Strahlungsbestrahlung durch Vergleichen des integrierten Werts Sum und des Korrekturschwellenwerts T'[m] des m-ten Integrierintervalls. Somit lautet die Bestimmung in Schritt S320 von 3 JA. Wenn der integrierte Wert Sum andererseits den Korrekturschwellenwert T'[m] des m-ten Integrierintervalls nicht überschreitet (NEIN), führt die Steuereinrichtung 214 in Schritt S780 m = m + 1 aus und führt in Schritt 790 eine Endebestimmung aus.
Wenn in Schritt S770 ein beliebiger der Vielzahl der integrierten Werte, die durch Integrieren des Erfassungssignals der Erfassungseinrichtung 103 für jedes der Vielzahl der Integrierintervalle erhalten werden, den Schwellenwert überschreitet, der für jedes entsprechende Integrierintervall im Überwachungsbereich eingestellt ist, bestimmt die Steuereinrichtung 214, dass eine Strahlungsbestrahlung durchgeführt wurde.
Wenn m eine Nummer M des Integrierintervalls bei der Endebestimmung in Schritt S790 nicht überschreitet (NEIN), kehrt die Steuereinrichtung 214 zu Schritt S720 zum Fortsetzen des Integrierens (der kumulativen Addition) zurück. Wenn m andererseits die Nummer M des Integrierintervalls bei der Endebestimmung in Schritt S790 überschreitet (NEIN), bestimmt die Steuereinrichtung 214, dass keine Strahlungsbestrahlung durchgeführt wurde. Somit ist die Bestimmung in Schritt S320 in 3 NEIN.
Jede Einheit, wie die Steuereinrichtung 214 gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen der Erfindung, kann durch einen Computer implementiert sein, der ein Programm ausführt. Eine Einrichtung zum Zuführen des Programms zu dem Computer, bspw. ein computerlesbares Aufzeichnungsmedium, wie ein CD-ROM, der das Programm aufgezeichnet hat, oder ein Übertragungsmedium, wie das Internet, das das Programm überträgt, kann auch als Ausführungsbeispiel der Erfindung angewendet werden. Das vorstehend beschriebene Programm kann auch als Ausführungsbeispiel der Erfindung angewendet werden. Das Programm, das Aufzeichnungsmedium, das Übertragungsmedium und ein Programmprodukt sind in der Erfindung enthalten.
Eine Strahlungsbildgebungsvorrichtung enthält ein Bildelementarray mit einer Vielzahl von Bildelementen zur Erfassung von Strahlung, eine Erfassungseinrichtung zur Erfassung einer Strahlungsbestrahlung und eine Steuereinrichtung. In einem Fall, in dem ein gemessener Wert, der unter Verwendung der Erfassungseinrichtung erhalten wird, einen Schwellenwert in einem Bereich aus einem positiven Bereich und einem negativen Bereich bzgl. eines Referenzwerts überschreitet, steuert die Steuereinrichtung einen Strahlungsbildaufnahmevorgang durch Bestimmen, dass die Strahlungsbestrahlung gestartet wurde. Die Steuereinrichtung ändert den Schwellenwert gemäß dem gemessenen Wert des anderen Bereichs aus dem positiven Bereich und dem negativen Bereich.

Claims

Strahlungsbildgebungsvorrichtung (210), die ein Bildelementarray (212) mit einer Vielzahl von Bildelementen, die zur Erfassung von Strahlung eingerichtet sind, eine Erfassungseinrichtung (212), die zur Erfassung einer Strahlungsbestrahlung zum Erhalten gemessener Werte eingerichtet ist, und eine Steuereinrichtung (214) enthält, wobei in einem Fall, in dem ein durch Verwendung der Erfassungseinrichtung erhaltener gemessener Wert der gemessenen Werte einen Schwellenwert in einem positiven Bereich bzgl. eines Referenzwerts von null überschreitet, die Steuereinrichtung einen Strahlungsbildaufnahmevorgang durch Bestimmen steuert, dass die Strahlungsbestrahlung gestartet wurde, und die Steuereinrichtung den Schwellenwert gemäß einem anderen Wert der gemessenen Werte ändert, wobei der andere Wert in einem negativen Bereich bzgl. des Referenzwerts von null liegt, oder wobei in einem Fall, in dem ein durch Verwendung der Erfassungseinrichtung erhaltener gemessener Wert der gemessenen Werte einen Schwellenwert in einem negativen Bereich bzgl. eines Referenzwerts von null überschreitet, die Steuereinrichtung einen Strahlungsbildaufnahmevorgang durch Bestimmen steuert, dass die Strahlungsbestrahlung gestartet wurde, und die Steuereinrichtung den Schwellenwert gemäß einem anderen Wert der gemessenen Werte ändert, wobei der andere Wert in einem positiven Bereich bzgl. des Referenzwerts von null liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Erfassungseinrichtung einen Differenzverstärker zur Durchführung einer Differenzverstärkung bei einer Differenz zwischen einem Signal, das bzgl. einer Strahlungsbestrahlung empfindlich ist, und einem vorbestimmten Wert enthält, und die Steuereinrichtung den gemessenen Wert beruhend auf einem von dem Differenzverstärker ausgegebenen Signal erhält.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Signal, das bzgl. der Strahlungsbestrahlung empfindlich ist, ein Signal ist, das auf einer elektrisch leitenden Leitung erscheint, die in dem Bildelementarray angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die elektrisch leitende Leitung eine Vorspannungsleitung enthält, die zur Bereitstellung einer Vorspannung für alle oder einen Teil der Vielzahl der Bildelemente eingerichtet ist, und das Signal, das bzgl. der Strahlungsbestrahlung empfindlich ist, ein Signal ist, das auf der Vorspannungsleitung erscheint.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Erfassungseinrichtung einen Sensor zur Umwandlung einer Strahlung in ein elektrisches Signal enthält.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Steuereinrichtung den Schwellenwert beruhend auf einem Maximalwert eines Amplitudenwerts des anderen Werts und einer vorbestimmten Periode ändert.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Steuereinrichtung einen in dem gemessenen Wert enthaltenen Rauschpegel gemäß dem anderen Wert bestimmt, und den Schwellenwert gemäß dem Rauschpegel bestimmt.
Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Steuereinrichtung einen jüngsten Rauschpegel beruhend auf einem jüngsten gemessenen Wert und einem vergangenen Rauschpegel bestimmt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Steuereinrichtung einen in dem gemessenen Wert enthaltenen externen Rauschpegel gemäß dem anderen Wert bestimmt, und den Schwellenwert gemäß dem externen Rauschpegel ändert.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Steuereinrichtung den Schwellenwert innerhalb eines vorbestimmten Bereichs ändert.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der gemessene Wert ein Signalwert ist, der nach Ausführung einer Rauschreduktionsverarbeitung bei dem aus der Erfassungseinrichtung ausgegebenen Signal erhalten wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei in einem Fall, in dem eine Vielzahl von durch Integrieren in jedem einer Vielzahl von Integrierintervallen erhaltenen integrierten Werten oder ein aus der Erfassungseinrichtung ausgegebenes Erfassungssignal oder ein durch Verarbeiten des Signals erhaltenes Signal einen für ein entsprechendes Integrierintervall in dem einen Bereich eingestellten Schwellenwert überschreitet, die Steuereinrichtung bestimmt, dass eine Strahlungsbestrahlung durchgeführt wurde, und die Steuereinrichtung einen für jedes Integrierintervall eingestellten Schwellenwert gemäß einem Wert des anderen Bereichs des integrierten Werts ändert, der in dem Integrierintervall erhalten wird.
Strahlungsbildgebungssystem mit einer Strahlungsquelle und einer Strahlungsbildgebungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12.
Bestrahlungsstarterfassungsverfahren zur Erfassung eines Starts einer Strahlungsbestrahlung in einer Strahlungsbildgebungsvorrichtung, die ein Bildelementarray mit einer Vielzahl von Bildelementen zur Erfassung von Strahlung und eine Erfassungseinrichtung zur Erfassung einer Strahlungsbestrahlung zum Erhalten gemessener Werte enthält, mit Bestimmen eines Starts einer Strahlungsbestrahlung in einem Fall, in dem ein unter Verwendung der Erfassungseinrichtung erhaltener gemessener Wert der gemessenen Werte einen Schwellenwert in einem positiven Bereich bzgl. eines Referenzwerts von null überschreitet, und Ändern des Schwellenwerts gemäß einem anderen Wert der gemessenen Werte, wobei der andere Wert in einem negativen Bereich bzgl. des Referenzwerts von null liegt, oder Bestimmen eines Starts einer Strahlungsbestrahlung in einem Fall, in dem ein unter Verwendung der Erfassungseinrichtung erhaltener gemessener Wert der gemessenen Werte einen Schwellenwert in einem negativen Bereich bzgl. eines Referenzwerts von null überschreitet, und Ändern des Schwellenwerts gemäß einem anderen Wert der gemessenen Werte, wobei der andere Wert in einem positiven Bereich bzgl. des Referenzwerts von null liegt.
Programm, das bei seiner Implementierung durch eine Strahlungsbildgebungsvorrichtung die Strahlungsbildgebungsvorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 14 veranlasst.
Computerlesbares Medium, das ein Programm nach Anspruch 15 speichert.