JP3556029B2 - X-ray imaging device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、検出したX線を電荷として蓄積する複数個のX線検出素子から構成されたX線検出器を使用したX線撮像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
X線撮像装置は、被検体にX線を照射し、この被検体を透過したX線をX線検出器で検出して、その透過X線の画像を撮像するものである。
近年、X線撮像装置として、スクリーン・フィルムシステムやイメージング・プレートが有する携帯性と、フィルム・スクリーン系が有する高解像度特性と、I.I.−TVシステムが有するリアルタイム性とを兼ね備えたTFT( 薄膜トランジスタ )をスイッチングゲートとして使用したX線半導体平面検出器を使用したものが開発されている。
【0003】
このX線半導体平面検出器は、平板状の検出面にX線を光に変換する蛍光体とその光を電荷に変換するフォトダイオードと、電荷を蓄積するコンデンサと、電荷を読み出す( 出力する )ためのTFTから構成され、フォトダイオード( 及びコンデンサ、TFT )をアレイ状に2次元的に( 平面的に )配列している。
【0004】
すなわち、図8に示すように、支持体101上の複数のTFT領域にはゲート電極102が形成され、その上にSiNx層103が形成される。このSiNx層103の上には、TFT領域にはa・Si層104及びドレイン電極105、ソース電極106が形成される。なお、前記ドレイン電極105と前記ソース電極106とは、前記a・Si層104を介して接続されており、直接接触しないようになっている。
【0005】
また、前記ドレイン電極105及び前記ソース電極106と前記a・Si層104との間の隙間にはn+ a・Si層107,108が形成されている。
以上によりTFT領域にTFTが形成される。
【0006】
一方、支持体101上の複数のPD領域には、前記SiNx層103及び前記ソース電極106が形成されており、その上にn+ 層109、i層110、p+ 層111からなるpin構造のフォトダイオードが形成されている。
【0007】
前記TFT上には第1のポリイミド樹脂層112が形成され、前記フォトダイオード上には透明電極113が形成されている。前記第1のポリイミド樹脂層112上には、前記フォトダイオードの前記透明電極113間を接続する金属電極114が形成されている。この金属電極114は、TFTに光が入射するのを防ぐ機能も備えている。
【0008】
前記透明電極113及び前記金属電極114上には、第2のポリイミド樹脂層115が形成されている。この第2のポリイミド樹脂層115上には、透明保護膜116、蛍光体117、光反射層118が形成されている。
【0009】
なお、前記フォトダイオードと前記TFTは、図9に示すように回路的に接続されている。フォトダイオード121は、コンデンサ( 以下蓄積用コンデンサと称する )122と並列に接続され、前記フォトダイオード121のアノード端子と前記蓄積用コンデンサ122との接続点は逆バイアス電源( −Vn )に接続され、前記フォトダイオード121のカソード端子と前記蓄積用コンデンサ122との接続点は、TFT123のソース端子( 前記ソース電極106 )に接続されている。
ここで説明した( 蓄積用としての )コンデンサとしては、前記フォトダイオード121が持っている静電容量を利用しても良いし、このフォトダイオード121の静電容量では不足する場合には、付加的に追加しても良いものである。
【0010】
後述するように、前記TFT123のゲート端子はゲート駆動ラインに接続され、そのドレイン端子はデータ信号ラインに接続されている。
このようにして1つのX線検出素子が構成され、このX線検出素子が2次元的に配列してX線半導体平面検出器が構成される。
【0011】
図10は、X線半導体平面検出器の要部構成を示す回路図である。
X線半導体平面検出器は、前記フォトダイオード121及び前記コンデンサ122からなるX線検出素子124( 前記TFT123をX線検出素子に含めても良い )を1素子として、これを列及びラインにアレイ状に2次元的に配列して構成されている。
【0012】
さらに、前記TFT123のゲート端子は、ライン毎にゲート駆動ラインとして共通に接続され、ゲートドライバ125の各ライン出力端子に接続されている。また、前記TFT124のドレイン端子は列毎にデータ信号ラインとして共通に接続され、リードアウトアンプ(Read−out Amplifier)とコンデンサ( 以下時定数用コンデンサと称する )と( 図示しないがリセット用のリセットスイッチ )からなる積分回路126を介して、マルチプレクサ127の各入力端子に接続されている。
【0013】
前記ゲートドライバ125の各ライン出力端子から、それぞれ時間系列的に順番にパルス状の制御信号が出力するようになっており、このパルス状の制御信号により、同じラインのTFT123は同時にON動作し、異なるラインのTFT123はそれぞれ時間系列的に順番に重ならないようにON動作する。
【0014】
前記マルチプレクサ127は、前記ゲートドライバ125の各ライン出力端子から出力される1パルスの間に各入力端子に入力される信号をそれぞれ時間系列的に順番に1つずつ取込んでその出力端子から出力するようになっている。
【0015】
従って、前記ゲートドライバ125の各ライン出力端子から出力されたパルス状の制御信号により、1ラインのTFT123が同時にON動作すると、蓄積用コンデンサ122に蓄積された電荷がTFT123を通過して出力され、この電荷は積分回路126を介して電圧に変換され、前記マルチプレクサ127により順番に1つずつ( 1ラインの1画素ずつ )出力される。このようにして1ラインの読取りが終了すると、次のラインの読取りが開始される。
【0016】
すなわち、テレビジョンの走査線のように、ライン毎に各X線検出素子124を1個ずつ( 1画素ずつ )順番に検出信号を読取って、1画面分の撮像データ( ビデオ信号 )として出力するようになっている。なお、1画面分の撮像データをX線半導体平面検出器から読取る期間が1フレームである。
【0017】
このような構成のX線半導体平面検出器においては、上方から被検体を透過したX線が、光反射層118を透過して蛍光体117に入射される。このとき上方から入射される可視光は、光反射層118により反射されて蛍光体117には入射されないようになっている。
【0018】
蛍光体117で入射X線のエネルギーは光のエネルギー( 可視光 )に変換され、この可視光が透明保護膜116及び第2のポリイミド樹脂層115を透過し、さらに透明電極113を介して可視光に感度のあるフォトダイオード121( n+ 層109、i層110、p+ 層111 )により受光される。
【0019】
入射X線のエネルギーは、このフォトダイオード121により、光の強弱に比例した電荷量に変換され、蓄積用コンデンサ122に蓄積される。蓄積された電荷は、上述したように、TFT123によりデータ信号ラインを通してライン毎に画素単位で( 列毎に )読み出される。読み出された信号はX線の強弱に比例したもので、画素単位で読み出された信号を再構成することによりX線画像を再現することができる。
【0020】
さらに、X線曝射とX線半導体平面検出器から撮像データの読出とのタイミングを取る方法には、次の2つの方法がある。
第1の方法は、図11( a )に示すように、1shot撮影( 1枚撮影 )の場合、X線半導体平面検出器( 検出器 )からの読出しを周期的に行わず完全に停止しておき、X線曝射が終了したタイミングで、X線半導体平面検出器を駆動させて撮像データの読取りを行うものである。
【0021】
なお、データライン出力は、厳密には画素( X線検出素子 )毎の蓄積電荷が積分回路126を介して出力された信号が時間系列的に順次出力されたものであるが、ここでは簡単のために、それらの各信号を連続的に示している。
【0022】
第2の方法は、図11( b )に示すように、通常のビデオ信号のように、X線半導体平面検出器の駆動を停止するブランキング期間を設けてX線半導体平面検出器を周期的に連続駆動させる場合には、そのブランキング期間内にX線曝射を行うものである。
【0023】
【発明が解決しようとする課題】
第1の方法では、任意のタイミングでX線曝射を行うことができるが、このX線曝射のタイミングに合わせてX線半導体平面検出器の駆動タイミングを制御する必要があるという問題があった。
【0024】
第2の方法では、X線半導体平面検出器の駆動タイミングを制御する必要はないが、このX線半導体平面検出器の駆動タイミングのブランキング期間に合わせてX線曝射のタイミングを制御する必要があり、さらに、X線曝射時間がブランキング期間に制限されるという問題がある。
【0025】
そこでこの発明は、X線検出器を連続駆動した状態で、任意のタイミングで所望の時間X線曝射を行うことができ、しかも正確なX線画像を得ることができるX線撮像装置を提供することを目的とする。
【0026】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1局面は、X線を曝射するX線曝射手段と、入射するX線を検出し、当該検出したX線に基づいて撮像データを出力するX線検出手段と、前記X線曝射手段のX線曝射開始時に対応するフレームからX線曝射終了時に対応するフレームの次のフレームまでの期間に前記X線検出手段から出力された撮像データを加算してX線画像を再構成する再構成手段と、を具備する。
本発明の第2局面は、X線を曝射するX線曝射手段と、入射するX線を検出し当該検出したX線を電荷として蓄積する複数のX線検出素子から構成されたX線検出器と、前記複数のX線検出素子に蓄積された電荷を電荷データとして読み出す読み出し手段と、前記X線曝射手段のX線曝射開始時に対応するフレームからX線曝射終了時に対応するフレームの次のフレームまでの期間に前記複数のX線検出素子から読み出される電荷データを前記X線検出素子毎に加算してX線画像を再構成する再構成手段と、を具備する。
本発明の第3局面は、X線を曝射するX線曝射手段と、入射するX線を検出し、当該検出したX線に基づいて撮像データを出力するX線検出手段と、前記X線曝射手段のX線曝射開始時に対応するフレームの次のフレームからX線曝射終了時に対応するフレームまでの期間、前記X線検出手段からの撮像データの出力を停止させ、前記X線検出手段に前記撮像データを蓄積させることで、蓄積データを生成する停止手段と、前記X線曝射手段のX線曝射開始時に対応するフレーム及びX線曝射終了時に対応するフレームの次のフレームにおいて前記X線検出手段により出力された撮像データと前記蓄積データとを加算した加算データに基づいて、X線画像を再構成する再構成手段と、を具備する。
本発明の第4局面は、X線を曝射するX線曝射手段と、入射するX線を検出し当該検出したX線を電荷として蓄積する複数のX線検出素子から構成されたX線検出器と、前記複数のX線検出素子に蓄積された電荷を電荷データとして読み出す読み出し手段と、前記X線曝射手段のX線曝射開始時に対応するフレームの次のフレームからX線曝射終了時に対応するフレームまでの期間、前記読み出し手段による読み出しを停止させ、前記X線検出素子毎に前記撮像データを蓄積させることで、蓄積データを生成する停止手段と、前記X線曝射手段のX線曝射開始時に対応するフレーム及びX線曝射終了時に対応するフレームの次のフレームにおいて、前記読み出し手段によって読み出される電荷データと前記蓄積データとを前記X線検出素子毎に加算した加算データに基づいて、X線画像を再構成する再構成手段と、を具備する。
【0030】
【発明の実施の形態】
この発明の第1の実施の形態を図1乃至図3を参照して説明する。
図1は、この発明を適用したX線撮像装置のX線画像を再構成するまでの要部構成を示すブロック図である。X線撮像装置としてのその他の構成は、一般的なX線撮像装置の構成と同じであるので、ここではその説明は省略する。
【0031】
1は、従来の技術で説明したX線半導体平面検出器( フォトダイオード、コンデンサ、TFTから構成されたX線検出素子を複数個2次元的平面的に配列し、その上にX線を光に変換する蛍光体を設けたもの、図8乃至図10参照 )を使用したX線検出器である。このX線検出器1から出力された各1画面分( 1フレーム )のアナログの撮像信号( シリアル信号 )は、A/D変換器2に入力される。このA/D変換器2により、前記撮像信号はデジタルの撮像データに変換され、メモリ制御部3を介して第1のフレームメモリ4−1、第2のフレームメモリ4−2、第3のフレームメモリ4−3、…のn個のフレームメモリから構成されたメモリ部へ供給されて記憶される。
【0032】
このメモリ制御部3は、X線曝射しているか否かを示すX線信号により、デジタルの撮像データの供給先としてフレームメモリを変更するようになっている。そのX線信号を発生させる方法としては、図示しないが例えば、以下に説明する方法がある。
【0033】
第1の方法は、X線を発生して対象( 被検体 )照射するX線管球装置と直接接続して、そのX線照射駆動信号をX線信号として入力する方法である。
第2の方法は、X線をほとんど吸収しない材質のX線センサをX線検出器のX線入射面に設置し、このX線センサからのX線検出信号をX線信号とする方法である。例えばABC( オート・ブライトネス・コントロール )やAEC( オート・エックスボージャ・コントロール )等がある。
【0034】
第3の方法は、X線検出器の裏面( X線入射面の反対側面 )にX線を検出するX線センサを設置し、このX線検出器の裏面まで漏れてくるX線を検出することにより、X線センサからのX線検出信号をX線信号とする方法である。
第4の方法は、X線検出器のX線半導体平面検出器のX線検出素子の1個( 1画素、読取り範囲の縁側のもの )をX線センサとして使用し、このX線検出素子からの検出信号をX線信号とする方法である。
【0035】
第5の方法は、X線検出器のX線半導体平面検出器のX線検出素子の複数個( 例えば1ライン又は1列 )をX線センサとして使用し、これらのX線検出素子からの検出信号からX線信号を生成する方法である。
第6の方法は、X線管球に流れる電流( X線発生のための駆動電流 )を感知する電流計を設置して、この電流計からの出力信号をX線信号とする方法である。
【0036】
この第1の実施の形態及び以降の実施の形態において、X線信号の発生の方法は、以上のいずれであっても良く、また他の方法のものを使用しても良いものである。
【0037】
以上の方法のいずれかにより得られたX線信号が、X線曝射していないことを示す信号のときには、前記メモリ制御部3は、入力された前記A/D変換器2からのデジタルの撮像データを前記第1のフレームメモリ4−1へ供給し、この第1のフレームメモリ4−1では、その供給された撮像データを順次上書きして記憶する。
【0038】
また、X線信号がX線曝射していることを示す信号になると、そのときのフレームの次のフレームからフレーム毎に、前記A/D変換器12から出力される撮像データの供給先のフレームメモリを前記第2のフレームメモリ4−2、第3のフレームメモリ4−3、…と順次変更していく。
【0039】
そして、X線信号がX線曝射していることを示す信号からX線曝射していないことを示す信号に変化すると、すなわち、X線曝射が終了すると、このX線曝射終了時のフレームの次のフレームまで、上述した供給先のフレームメモリの変更を継続し、さらにその次のフレームの撮像データの供給先は再び前記第1のフレームメモリ4−1に戻す。
【0040】
ここで、例えばX線曝射終了時のフレームの次のフレームの撮像データが記憶されたフレームメモリを、第xのフレームメモリとする。
その第xのフレームメモリへの撮像データの書込みが終了すると、第1のフレームメモリ4−1に記憶された撮像データから第xのフレームメモリに記憶された撮像データまでが、X線画像再構成部5により画素毎に加算し平均処理して、1枚のX線画像として再構成される。この再構成されたX線画像が、表示器等の出力装置又はハードディスク等の記憶装置へ出力される。
【0041】
このような構成の第1の実施の形態においては、X線検出器1を通常の周期的な連続駆動させた状態で、任意なタイミングでX線曝射を行ってX線撮像を行う。例えば、図2に示すタイミングに基づいて、1フレームより短いX線曝射を行った場合について説明する。
【0042】
X線曝射を開始した時点t1において、X線検出器1からA/D変換器2を介して出力された1フレームのデジタルの撮像データA1は、メモリ制御部3を介して第1のフレームメモリ4−1に記憶される。
X線曝射を終了した時点t2においても、X線検出器1からA/D変換器2を介して出力しているデジタルの撮像データは、上記と同じフレームの撮像データA1であり、従って、第1のフレームメモリ4−1に引き続き記憶されている。
【0043】
このX線曝射が終了した時点t2のフレームの次のフレームのデジタルの撮像データA2は、メモリ制御部3を介して第2のフレームメモリ4−2に記憶される。
【0044】
そして、撮像データA2の第2のフレームメモリ4−2への書込みが終了すると、X線画像再構成部5により、第1のフレームメモリ4−1の撮像データと第2のフレームメモリ4−2の撮像データとを画素毎に加算し平均処理して、1枚のX線画像が再構成される。なお、このX線画像の再構成では、加算するだけで平均処理しなくても良い。これは以降の実施の形態においても同様である。
【0045】
また、図3に示すタイミングに基づいて、1フレームより長いX線曝射を行った場合について説明する。
X線曝射を開始した時点t3において、X線検出器1からA/D変換器2を介して出力された1フレームのデジタルの撮像データB1は、メモリ制御部3を介して第1のフレームメモリ4−1に記憶される。
【0046】
次のフレームの撮像データB2及び以降の撮像データB3、B4、B5については、X線曝射中であるので、順次メモリ制御部3を介して、撮像データB2は第2のフレームメモリ4−2に記憶され、撮像データB3は第3のフレームメモリ4−3に記憶され、撮像データB4は第4のフレームメモリ、撮像データB5は第5のフレームメモリに記憶される。
【0047】
その次のフレームでは、X線曝射が終了する( 時点t4 )ので、その時点t4の撮像データB6もまた第6のフレームメモリに記憶され、さらに、そのX線曝射が終了した時点t4のフレームの次のフレームの撮像データB7もまた次の第7のフレームメモリに記憶される。
【0048】
このX線曝射が終了した時点t4のフレームの次のフレームの撮像データB7の第7のフレームメモリへの書込みが終了すると、X線画像再構成部5により、第1のフレームメモリ4−1の撮像データから第7のフレームメモリの撮像データまでを画素毎に加算し平均処理して( 平均処理しなくても良い )、1枚のX線画像が再構成される。
【0049】
このようにこの第1の実施の形態によれば、複数のフレームメモリ4−1、4−2、…と、X線信号に基づいてX線曝射の開始時点のフレームからX線曝射の終了時点のフレームの次のフレームまでの各フレームの撮像データをそれぞれ異なるフレームメモリを選択して記憶させるメモリ制御部3と、各フレームメモリの撮像データを、画素毎に加算平均処理してX線画像を再構成するX線画像再構成部5とを設けたことにより、X線検出器1を連続駆動した状態で、任意のタイミングで所望の時間X線曝射を行うことができ、しかも全ての有効な撮像データを無駄なく活用して、S/Nを向上させた正確なX線画像を得ることができる。
【0050】
この発明の第2の実施の形態を図4を参照して説明する。
図4は、この発明を適用したX線撮像装置のX線画像を再構成するまでの要部構成を示すブロック図である。X線撮像装置としてのその他の構成は、一般的なX線撮像装置の構成と同じであるので、ここではその説明は省略する。
【0051】
X線検出器11から出力された各1画面分( 1フレーム )のアナログの撮像信号( シリアル信号 )は、A/D変換器12に入力される。このA/D変換器12により、前記撮像信号はデジタルの撮像データに変換され、加算器13を介してメインメモリ14へ供給され、このメインメモリ14では、順次供給された撮像データは上書きして記憶される。
【0052】
前記加算器13は、X線曝射しているか否かを示すX線信号により、前記メインメモリ14に記憶されている撮像データを読取って、前記A/D変換器12から供給された撮像データと画素毎に加算して、再び前記メインメモリ14に供給し、前記メインメモリ14では順次供給された撮像データを上書きして記憶する。
【0053】
すなわち、X線信号がX線曝射していないことを示す信号のときには、前記メインメモリ14からの撮像データの読取りは行わずに、A/D変換器12から出力された撮像データをそのまま前記メインメモリ14へ供給し、前記メインメモリ14では、順次供給された撮像データを上書きして記憶する。X線信号がX線曝射していることを示す信号になると、前記メインメモリ14から撮像データを読取って、前記A/D変換器12から供給された撮像データと画素毎に加算して、再び前記メインメモリ14に供給し、前記メインメモリ14ではその加算された撮像データを上書きして記憶する。
【0054】
そして、X線信号がX線曝射していること示す信号からX線曝射していないことを示す信号に変化すると、すなわち、X線曝射が終了すると、X線曝射終了時のフレームの次のフレームまで、前記メインメモリ14から撮像データを読取って、前記A/D変換器12から供給された撮像データと画素毎に加算して、再び前記メインメモリ14に供給し、このメインメモリ14では、その供給された撮像信号を上書きして記憶する。
【0055】
そのX線曝射終了時のフレームの次のフレームの撮像データについて前記メインメモリ14への書込みが終了すると、このメインメモリ14に記憶されている撮像データが、X線画像再構成部15により平均処理されて、1枚のX線画像として再構成される。この再構成されたX線画像が、表示器等の出力装置又はハードディスク等の記憶装置へ出力される。
【0056】
このような構成の第2の実施の形態においては、X線検出器11を通常の周期的な連続駆動させた状態で、任意なタイミングでX線曝射を行ってX線撮像を行う。例えば、図2に示すタイミングに基づいて、1フレームより短いX線曝射を行った場合について説明する。
【0057】
X線曝射を開始した時点t1において、X線検出器11からA/D変換器12を介して出力された1フレームのデジタルの撮像データA1は、加算器13を介して加算処理されることなくそのままメインメモリ14に記憶される。
X線曝射を終了した時点t2でも、X線検出器11からA/D変換器12を介して出力しているデジタルの撮像データは、上記と同じフレームの撮像データA1であり、従って、メインメモリ14に記憶される。
【0058】
このX線曝射が終了した時点t2のフレームの次のフレームのデジタルの撮像データA2は、加算器13によりメインメモリ14から読取られた撮像データ( A1 )と加算されてメインメモリ14に記憶される。
そして、このメインメモリ14からの撮像データ( A1 )と撮像データA2とが加算された撮像データのメインメモリ14への書込みが終了すると、X線画像再構成部15により平均処理して、1枚のX線画像が再構成される。
【0059】
また、図3に示すタイミングに基づいて、1フレームより長いX線曝射を行った場合について説明する。
X線曝射を開始した時点t3において、X線検出器11からA/D変換器12を介して出力された1フレームのデジタルの撮像データB1は、加算器13を介して、加算処理されることなくそのまま、メインメモリ14に記憶される。
【0060】
次のフレームの撮像データB2及び以降の撮像データB3、B4、B5については、X線曝射中であるので、順次加算器13により、撮像データB2はメインメモリ14に記憶されている撮像データ( B1 )と加算されてメインメモリ14に記憶され、撮像データB3はメインメモリ14に記憶されている撮像データ( B1+B2 )と加算されてメインメモリ14に記憶され、撮像データB4はメインメモリに記憶されている撮像データ( B1+B2+B3 )と加算されてメインメモリ14に記憶され、撮像データB5はメインメモリ14に記憶されている撮像データ( B1+B2+B3+B4 )と加算されてメインメモリ14に記憶される。
【0061】
その次のフレームでは、X線曝射が終了する( 時点t4 )ので、その時点t4の撮像データB6もまた、メインメモリ14に記憶されている撮像データ( B1+…+B5 )と加算されてメインメモリ14に記憶される。さらに、そのX線曝射が終了した時点t4のフレームの次のフレームの撮像データB7もまた、メインメモリ14に記憶されている撮像データ( B1+…+B6 )と加算されてメインメモリ14に記憶される。
【0062】
このX線曝射が終了した時点t4のフレームの次のフレームの撮像データB7についてメインメモリ14への書込みが終了すると、X線画像再構成部15により平均処理して、1枚のX線画像が再構成される。
【0063】
このようにこの第2の実施の形態によれば、メインメモリ14と、X線信号に基づいてX線曝射の開始時点のフレームからX線曝射の終了時点のフレームの次のフレームまでの撮像データを順次加算してメインメモリ14に記憶する加算器13と、メインメモリ14に記憶された累計加算された撮像データを平均処理してX線画像を再構成するX線画像再構成部15とを設けたことにより、前述した第1の実施の形態と同様な効果を得ることができる。さらに、1個のメインメモリ14で済み、X線画像再構成部では平均処理を行うだけで良いので、メモリ容量を少なくすることができると共にX線画像再構成部15の処理の負担を軽減することができるという効果がある。
【0064】
この発明の第3の実施の形態を図5を参照して説明する。
図5は、この発明を適用したX線撮像装置のX線画像を再構成するまでの要部構成を示すブロック図である。X線撮像装置としてのその他の構成は、一般的なX線撮像装置の構成と同じであるので、ここではその説明は省略する。
【0065】
X線検出器21から出力された各1画面分( 1フレーム )のアナログの撮像信号( シリアル信号 )は、A/D変換器22に入力される。このA/D変換器22により、前記撮像信号はデジタルの撮像データに変換され、メモリ制御部23を介して第1のフレームメモリ24−1又は第2のフレームメモリ24−2に供給されて記憶される。
【0066】
前記X線検出器21における撮像信号の読取りの駆動を制御するゲートドライバ21−1は、X線信号がX線曝射していないことを示す信号からX線曝射していることを示す信号になると、すなわちX線曝射が開始されると、その開始時のフレームの次のフレームから前記X線検出器21の撮像信号の読取りの駆動を停止し、X線信号がX線曝射していることを示す信号からX線曝射していないことを示す信号になると、すなわちX線曝射が終了すると、その終了時のフレームの次のフレームから前記X線検出器21の撮像信号の読取りの駆動を再開するようになっている。
【0067】
なお、この前記ゲートドライバ21−1による前記X線検出器21の撮像信号の読取りの駆動の停止期間中においては、X線の線量に応じた電荷の蓄積が各X線検出素子により継続して行われている。
【0068】
前記メモリ制御部23は、X線信号に基づいてデジタルの撮像データの供給先のフレームメモリを変更するようになっている。すなわち、X線信号がX線曝射していないことを示す信号のときには、前記メモリ制御部23は、入力された前記A/D変換器22からのデジタルの撮像データを前記第1のフレームメモリ24−1へ供給し、この第1のフレームメモリ24−1では順次その供給された撮像データを上書きして記憶する。
【0069】
また、X線信号がX線曝射していないことを示す信号からX線曝射していることを示す信号になると、すなわちX線曝射開始時には、この開始時のフレームの次のフレームから前記A/D変換器22から出力される撮像データを前記第2のフレームメモリ24−2へ供給し、この第2のフレームメモリ24−2では順次供給された撮像データを上書きして記憶する。
【0070】
また、X線信号がX線曝射していることを示す信号からX線曝射していないことを示す信号になると、すなわちX線曝射終了時には、この終了時のフレームの次のフレームの撮像データまで前記第2のフレームメモリ24−2へ供給し、さらにその次のフレームの撮像データからは前記第1のフレームメモリ24−1へ供給し、前記第1のフレームメモリ24−1では順次供給された撮像データを上書きして記憶する。
【0071】
この第2のフレームメモリ24−2への撮像データの書込みが終了すると、前記第1のフレームメモリ24−1及び前記第2のフレームメモリ24−2に記憶された撮像データが、X線画像再構成部25により画素毎に加算され平均処理されて、1枚のX線画像として再構成される。この再構成されたX線画像が、表示器等の出力装置又はハードディスク等の記憶装置へ出力される。
【0072】
このような構成の第3の実施の形態においては、X線検出器1を通常の周期的な連続駆動させた状態で、任意なタイミングでX線曝射を行ってX線撮像を行う。例えば、図6に示すタイミングに基づいて、1フレームより長いX線曝射を行った場合について説明する。なお1フレームより短いX線曝射については、前述した第1の実施の形態と同じになるので、その説明は省略する。
【0073】
X線曝射を開始した時点t5において、X線検出器21からA/D変換器22を介して出力された1フレームのデジタルの撮像データC1は、メモリ制御部23を介して第1のフレームメモリ24−1に記憶される。
この時、ゲートドライバ21−1により、その時点t5の次のフレームからX線検出器21の撮像信号の読取りの駆動が停止される。なお、この実施の形態では、このX線検出器21の駆動が停止すると、A/D変換器22の駆動も停止し、X線検出器21の駆動が再開すると、A/D変換器22の駆動も同期して再開するようになっている。
【0074】
X線曝射を終了した時点t6において、ゲートドライバ21−1によりその時点t6のフレームの次のフレームからX線検出器21の駆動が再開する。その再開時には、X線検出器21からA/D変換器22を介して出力された1フレームののデジタルの撮像データC2は、メモリ制御部23を介して第2のフレームメモリ24−2に記憶される。
【0075】
このX線曝射が終了した時点t6のフレームの次のフレームの撮像データC2について第2のフレームメモリ24−2への書込みが終了すると、X線画像再構成部25により、第1のフレームメモリ24−1及び第2のフレームメモリ24−2に記憶されている撮像データを画素毎に加算し平均処理して、1枚のX線画像が再構成される。
【0076】
このように、この第3の実施の形態によれば、X線信号に基づいてX線曝射が開始するとX線検出器21の読取りの駆動を停止し、X線曝射が終了すると、その時点のフレームの次のフレームからX線検出器21の読取りの駆動を再開するゲートドライバ21−1と、第1のフレームメモリ24−1及び第2のフレームメモリ24−2と、X線信号に基づいて、X線曝射の開始時点のフレームの撮像データを第1のフレームメモリ24−1に記憶し、X線曝射の終了時点のフレームの次のフレームの撮像データを第2のフレームメモリ24−2に記憶するメモリ制御部23と、第1のフレームメモリ24−1及び第2のフレームメモリ24−2の撮像データを画素毎に加算し平均処理してX線画像を再構成するX線画像再構成部25とを設けたことにより、X線検出器1を連続駆動した状態で、任意のタイミングで所望の時間X線曝射を行うことができ、正確なX線画像を得ることができる。
【0077】
しかも、この第3の実施の形態においては、X線画像を再構成するのに必要な撮像信号をX線検出器21から2回の読取りで得られるので、この読取りによるノイズを減らすことができるので、よりノイズの少ないX線画像を得ることができる。
また、X線検出素子による電荷の蓄積により、加算処理の回数を減らしているので、X線画像再構成部25等の処理負担を軽減することができる。
【0078】
この発明の第4の実施の形態を図7を参照して説明する。
図7は、この発明を適用したX線撮像装置のX線画像を再構成するまでの要部構成を示すブロック図である。X線撮像装置としてのその他の構成は、一般的なX線撮像装置の構成と同じであるので、ここではその説明は省略する。
【0079】
X線検出器31から出力された各1画面分( 1フレーム )のアナログの撮像信号( シリアル信号 )は、A/D変換器32に入力される。このA/D変換器32により、前記撮像信号はデジタルの撮像データに変換され、メモリ制御部33を介して第1のフレームメモリ34−1、第2のフレームメモリ34−2、第3のフレームメモリ34−3、…の複数のフレームメモリからなるメモリ部に供給されて記憶される。
【0080】
前記X線検出器31における撮像信号の読取りの駆動を制御するゲートドライバ31−1は、モード判定部35からのX線信号がX線曝射していないことを示す信号からX線曝射していることを示す信号になると、その時のフレームの次のフレームから前記X線検出器31の撮像信号の読取りの駆動を停止し、モード判定部35からのX線信号がX線曝射していることを示す信号からX線曝射していないことを示す信号になると、その時のフレームの次のフレームから前記X線検出器31の撮像信号の読取りの駆動を再開するようになっている。
【0081】
なお、この前記ゲートドライバ31−1による前記X線検出器31の撮像信号の読取りの駆動の停止期間中においては、X線の線量に応じた電荷の蓄積が各X線検出素子により継続して行われている。
【0082】
また、前記X線検出器31の撮像信号の読取りの駆動が停止すると、前記A/D変換器32の駆動も停止し、前記X線検出器31の撮像信号の読取りの駆動が再開すると、A/D変換器32の駆動も同期して再開する。
【0083】
前記メモリ制御部33は、モード判定部35からのX線信号に基づいて、デジタルの撮像データの供給先のフレームメモリを変更するようになっている。すなわち、モード判定部35からのX線信号がX線曝射していないことを示す信号のときには、前記メモリ制御部33は、入力された前記A/D変換器32からのデジタルの撮像データを前記第1のフレームメモリ34−1へ供給し、この第1のフレームメモリ34−1では順次その供給された撮像データを上書きして記憶する。
【0084】
また、前記モード判定部35からのX線信号がX線曝射していないことを示す信号からX線曝射していることを示す信号になると、この時のフレームの次のフレームから、前記A/D変換器32から出力される1フレームの撮像データ毎に、その供給先のフレームメモリを前記第2のフレームメモリ34−2、前記第3のフレームメモリ34−3、…と順次変更していく。
【0085】
また、前記モード判定部35からのX線信号がX線曝射していることを示す信号からX線曝射していないことを示す信号になると、この時のフレームの次のフレームの撮像データまで、上述した供給先のフレームメモリの変更を継続し、さらにその次のフレームの撮像データの供給先は再び前記第1のフレームメモリ34−1に戻す。
【0086】
ここで、例えばX線曝射終了時のフレームの次のフレームの撮像データが記憶されたフレームメモリを、第xのフレームメモリとする。
その第xのフレームメモリへの撮像データの書込みが終了すると、前記第1のフレームメモリ34−1に記憶された撮像データから第xのフレームメモリに記憶された撮像データまでが、X線画像再構成部36により画素毎に加算し平均処理して、1枚のX線画像として再構成される。この再構成されたX線画像が、表示器等の出力装置又はハードディスク等の記憶装置へ出力される。
【0087】
前記モード判定部35は、前述した第1の実施の形態に対応するモードと前述した第3の実施の形態に対応するモードとを切換えるためのマニアルスイッチ( 図示せず )あるいは、使用するX線量、撮影する部位等に基づいて、X線曝射が行われているか否かを示すX線信号を、前記メモリ制御部33にのみ供給するか又は前記メモリ制御部33に供給すると共に前記ゲートドライバ31−1にも供給する。
【0088】
このような構成の第4の実施の形態においては、マニアルスイッチにより前述した第1の実施の形態に対応するモード、あるいは、使用するX線量が大きい場合、使用するX線量が大きい部位の撮影時等には、モード判定部35により、X線信号はメモリ制御部33にのみ供給される。
従って、前述した第1の実施の形態のように、X線曝射の開始時のフレームからX線曝射の終了時のフレームの次のフレームまで、フレーム毎にそれぞれ異なるフレームメモリに撮像データを記憶し、これらの各フレームメモリの撮像データを画素毎に加算し平均処理して、1枚のX線画像を再構成する。
【0089】
また、マニアルスイッチにより前述した第2の実施の形態に対応するモード、あるいは、使用するX線量が小さい場合、使用するX線量が小さい部位の撮影時等には、モード判定部35により、X線信号はメモリ制御部33に供給されると共にゲートドライバ31−1にも供給される。
【0090】
従って、前述した第2の実施の形態のように、X線曝射の開始時のフレームの撮像データを第1のフレームメモリ34−1に記憶し、その次のフレームからX線曝射が終了するまで、X線検出器31及びA/D変換器32の駆動を停止し、X線曝射の終了時のフレームの次のフレームから、X線検出器31及びA/D変換器32の駆動を再開し、そのX線曝射の終了時のフレームの次のフレームの撮像データを第2のフレームメモリ34−2に記憶する。そして、この第1のフレームメモリ34−1及び第2のフレームメモリ34−2の撮像データを画素毎に加算し平均処理して、1枚のX線画像を再構成する。
【0091】
このようにこの第4の実施の形態によれば、前述した第1の実施の形態の撮影処理方法と前述した第2の実施の形態の撮影処理方法を選択して切換えるモード判定部35を設けたことにより、操作者の要望、使用するX線量、撮影する部位等の用途に応じて、最適な撮影処理動作を取ることができ、その結果として、S/Nの向上を図る前述した第1の実施の形態と同様な効果又はノイズの縮小を図る前述した第3の実施の形態と同様な効果を得ることができる。
【0092】
【発明の効果】
以上詳述したようにこの発明によれば、X線検出器を連続駆動した状態で、任意のタイミングで所望の時間X線曝射を行うことができ、しかも正確なX線画像を得ることができるX線撮像装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施の形態のX線撮像装置のX線画像を再構成するまでの要部構成を示すブロック図。
【図2】第1の実施の形態及び第2の実施の形態の1フレームより短い時間のX線曝射とX線検出器とのタイミングを示す図。
【図3】第1の実施の形態及び第2の実施の形態の1フレームより長い時間のX線曝射とX線検出器とのタイミングを示す図。
【図4】この発明の第2の実施の形態のX線撮像装置のX線画像を再構成するまでの要部構成を示すブロック図。
【図5】この発明の第3の実施の形態のX線撮像装置のX線画像を再構成するまでの要部構成を示すブロック図。
【図6】同実施の形態の1フレームより長い時間のX線曝射とX線検出器とのタイミングを示す図。
【図7】この発明の第4の実施の形態のX線撮像装置のX線画像を再構成するまでの要部構成を示すブロック図。
【図8】X線半導体平面検出器を構成するX線検出素子の要部構造を示す断面図。
【図9】X線半導体平面検出器を構成するX線検出素子を示す回路図。
【図10】X線半導体平面検出器の要部構成を示す回路図。
【図11】従来例のX線曝射とX線検出器の駆動とのタイミングを示す図。
【符号の説明】
1,11,21,31…X線検出器、
2,12,22,32…A/D変換器、
3,23,33…メモリ制御部、
13…加算器、
4−1,4−2,4−3,〜,24−1,24−2,34−1,34−2,34−3,〜…フレームメモリ、
14…メインメモリ、
5,15,25,36…X線画象再構成部、
35…モード判定部。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an X-ray imaging apparatus using an X-ray detector including a plurality of X-ray detection elements that accumulate detected X-rays as electric charges.
[0002]
[Prior art]
The X-ray imaging apparatus irradiates a subject with X-rays, detects X-rays transmitted through the subject with an X-ray detector, and captures an image of the transmitted X-rays.
In recent years, as an X-ray imaging apparatus, portability of a screen film system or an imaging plate, high resolution characteristics of a film / screen system, and I.D. I. -An X-ray semiconductor flat panel detector using a TFT (thin film transistor) having a real-time property of a TV system as a switching gate has been developed.
[0003]
This X-ray semiconductor flat panel detector reads and outputs (outputs) a phosphor that converts X-rays into light, a photodiode that converts the light into charges, a capacitor that stores charges, and a charge on a flat detection surface. The photodiodes (and capacitors and TFTs) are two-dimensionally (planarly) arranged in an array.
[0004]
That is, as shown in FIG. 8, a
[0005]
Further, n + a ·
Thus, a TFT is formed in the TFT region.
[0006]
On the other hand, the
[0007]
A first
[0008]
A second polyimide resin layer 115 is formed on the
[0009]
The photodiode and the TFT are connected in a circuit as shown in FIG. The
As the capacitor described here (for storage), the capacitance of the
[0010]
As described later, the gate terminal of the TFT 123 is connected to a gate drive line, and the drain terminal is connected to a data signal line.
Thus, one X-ray detecting element is formed, and the X-ray detecting elements are two-dimensionally arranged to form an X-ray semiconductor flat panel detector.
[0011]
FIG. 10 is a circuit diagram showing a main configuration of the X-ray semiconductor flat panel detector.
The X-ray semiconductor flat panel detector includes an X-ray detection element 124 (the
[0012]
Further, the gate terminal of the TFT 123 is commonly connected as a gate drive line for each line, and is connected to each line output terminal of the
[0013]
From each line output terminal of the
[0014]
The
[0015]
Therefore, when the TFT 123 of one line is simultaneously turned on by the pulse-like control signal output from each line output terminal of the
[0016]
That is, like a scanning line of a television, a detection signal is read one by one (one pixel at a time) in order for each
[0017]
In the X-ray semiconductor flat panel detector having such a configuration, the X-ray transmitted through the subject from above is transmitted through the
[0018]
The energy of the incident X-ray is converted into light energy (visible light) by the phosphor 117, and this visible light passes through the transparent protective film 116 and the second polyimide resin layer 115, and further passes through the
[0019]
The energy of the incident X-rays is converted by the
[0020]
Further, there are the following two methods for setting the timing of X-ray irradiation and reading of imaging data from the X-ray semiconductor flat panel detector.
In the first method, as shown in FIG. 11 (a), in the case of one-shot imaging (single-shot imaging), the reading from the X-ray semiconductor flat panel detector (detector) is completely stopped without being periodically performed. The X-ray semiconductor flat panel detector is driven to read the image data at the timing when the X-ray irradiation is completed.
[0021]
Strictly speaking, the data line output is a signal in which the accumulated charge for each pixel (X-ray detection element) is output through the
[0022]
In the second method, as shown in FIG. 11B, a blanking period for stopping the driving of the X-ray semiconductor flat panel detector is provided to stop the X-ray semiconductor flat panel detector periodically like a normal video signal. In this case, X-ray irradiation is performed during the blanking period.
[0023]
[Problems to be solved by the invention]
In the first method, X-ray irradiation can be performed at an arbitrary timing. However, there is a problem that it is necessary to control the drive timing of the X-ray semiconductor flat panel detector in accordance with the X-ray irradiation timing. Was.
[0024]
In the second method, it is not necessary to control the drive timing of the X-ray semiconductor flat panel detector, but it is necessary to control the X-ray emission timing in accordance with the blanking period of the drive timing of the X-ray semiconductor flat panel detector. In addition, there is a problem that the X-ray irradiation time is limited to the blanking period.
[0025]
Therefore, the present invention provides an X-ray imaging apparatus that can perform X-ray irradiation at an arbitrary timing for a desired time while continuously driving an X-ray detector, and can obtain an accurate X-ray image. The purpose is to do.
[0026]
[Means for Solving the Problems]
A first aspect of the present invention providesX-ray emitting means for emitting X-rays, X-ray detecting means for detecting incident X-rays and outputting imaging data based on the detected X-rays, and X-ray emitting means for the X-ray emitting means. From the frame corresponding to the start of irradiation to the frame following the frame corresponding to the end of X-ray exposureDuring the periodX-ray detecting meansFromAdd output imaging datado itReconstructing means for reconstructing an X-ray image.
A second aspect of the present invention providesAn X-ray irradiating unit configured to irradiate X-rays; an X-ray detector including a plurality of X-ray detection elements configured to detect incident X-rays and accumulate the detected X-rays as electric charges; Reading means for reading out the electric charge accumulated in the line detecting element as electric charge data, and a period from the frame corresponding to the start of X-ray irradiation by the X-ray irradiation means to the frame next to the frame corresponding to the end of X-ray irradiation. And reconstructing means for reconstructing an X-ray image by adding charge data read from the plurality of X-ray detection elements for each of the X-ray detection elements.
A third aspect of the present invention provides:X-ray emitting means for emitting X-rays, X-ray detecting means for detecting incident X-rays and outputting imaging data based on the detected X-rays, and X-ray emitting means for the X-ray emitting means. During the period from the frame following the frame corresponding to the start of the irradiation to the frame corresponding to the end of the X-ray exposure, the output of the imaging data from the X-ray detection unit is stopped, and the imaging data is stored in the X-ray detection unit. The stopping means for generating accumulated data, and the X-ray detecting means in the next frame after the frame corresponding to the start of the X-ray irradiation and the frame corresponding to the end of the X-ray irradiation of the X-ray emitting means, Reconstructing means for reconstructing an X-ray image based on added data obtained by adding the output imaging data and the accumulated data.
A fourth aspect of the present invention provides:An X-ray irradiating unit configured to irradiate X-rays; an X-ray detector including a plurality of X-ray detection elements configured to detect incident X-rays and accumulate the detected X-rays as electric charges; Reading means for reading out the electric charge accumulated in the X-ray detecting element as electric charge data, and a period from the frame following the frame corresponding to the start of the X-ray irradiation by the X-ray irradiation means to the frame corresponding to the end of the X-ray irradiation. Stopping the reading by the reading means and accumulating the imaging data for each of the X-ray detection elements, thereby providing a stopping means for generating the accumulated data, which corresponds to the start of the X-ray irradiation by the X-ray irradiation means. Addition data obtained by adding the charge data read by the reading means and the accumulated data for each X-ray detection element in a frame and a frame next to a frame corresponding to the end of X-ray exposure Based on comprises a reconstruction means for reconstructing an X-ray image.
[0030]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a block diagram showing a main configuration of an X-ray imaging apparatus to which the present invention is applied until an X-ray image is reconstructed. The other configuration of the X-ray imaging apparatus is the same as that of a general X-ray imaging apparatus, and a description thereof will not be repeated.
[0031]
[0032]
The memory control unit 3 changes a frame memory as a supply destination of digital imaging data based on an X-ray signal indicating whether or not X-ray irradiation is performed. As a method of generating the X-ray signal, although not shown, for example, there is a method described below.
[0033]
The first method is a method of directly connecting to an X-ray tube device that generates X-rays and irradiates the object (subject), and inputs an X-ray irradiation drive signal as an X-ray signal.
The second method is a method in which an X-ray sensor made of a material that hardly absorbs X-rays is installed on an X-ray incident surface of an X-ray detector, and an X-ray detection signal from the X-ray sensor is used as an X-ray signal. . For example, there are ABC (Auto Brightness Control) and AEC (Auto Exboger Control).
[0034]
The third method is to install an X-ray sensor for detecting X-rays on the back surface of the X-ray detector (the side opposite to the X-ray incident surface) and detect X-rays leaking to the back surface of the X-ray detector. This is a method of converting an X-ray detection signal from the X-ray sensor into an X-ray signal.
In a fourth method, one of the X-ray detection elements (one pixel, one on the edge of the reading range) of the X-ray semiconductor flat panel detector of the X-ray detector is used as an X-ray sensor. Is used as the X-ray signal.
[0035]
A fifth method is to use a plurality of X-ray detecting elements (for example, one line or one line) of the X-ray semiconductor flat panel detector of the X-ray detector as an X-ray sensor, and to perform detection from these X-ray detecting elements. This is a method of generating an X-ray signal from a signal.
The sixth method is a method in which an ammeter for sensing a current flowing through an X-ray tube (a driving current for generating X-rays) is installed, and an output signal from the ammeter is used as an X-ray signal.
[0036]
In the first embodiment and the following embodiments, the method of generating the X-ray signal may be any of the above, and another method may be used.
[0037]
When the X-ray signal obtained by any of the above methods is a signal indicating that X-ray irradiation has not been performed, the memory control unit 3 controls the input digital signal from the A /
[0038]
When the X-ray signal becomes a signal indicating that X-ray irradiation is performed, the supply destination of the imaging data output from the A /
[0039]
Then, when the X-ray signal changes from a signal indicating that X-ray irradiation has been performed to a signal indicating that X-ray irradiation has not been performed, that is, when the X-ray irradiation ends, the X-ray irradiation ends. The above-described change of the supply destination frame memory is continued until the next frame of the frame, and the supply destination of the imaging data of the next frame is returned to the first frame memory 4-1 again.
[0040]
Here, for example, the frame memory in which the imaging data of the frame next to the frame at the end of the X-ray exposure is stored is referred to as an x-th frame memory.
When the writing of the imaging data into the x-th frame memory is completed, the X-ray image reconstruction from the imaging data stored in the first frame memory 4-1 to the imaging data stored in the x-th frame memory is completed. The addition and averaging process are performed for each pixel by the
[0041]
In the first embodiment having such a configuration, X-ray imaging is performed by performing X-ray irradiation at an arbitrary timing in a state where the
[0042]
At the time point t1 when the X-ray irradiation is started, one frame of digital imaging data A1 output from the
Even at the time point t2 when the X-ray irradiation ends, the digital imaging data output from the
[0043]
The digital imaging data A2 of the frame next to the frame at the time point t2 at which the X-ray exposure ends is stored in the second frame memory 4-2 via the memory control unit 3.
[0044]
When the writing of the image data A2 to the second frame memory 4-2 is completed, the X-ray
[0045]
Further, a case where X-ray irradiation longer than one frame is performed based on the timing shown in FIG. 3 will be described.
At time t3 when X-ray irradiation is started, one frame of digital imaging data B1 output from the
[0046]
Since the X-ray irradiation is being performed on the imaging data B2 of the next frame and the subsequent imaging data B3, B4, and B5, the imaging data B2 is sequentially stored in the second frame memory 4-2 via the memory control unit 3. , The imaging data B3 is stored in the third frame memory 4-3, the imaging data B4 is stored in the fourth frame memory, and the imaging data B5 is stored in the fifth frame memory.
[0047]
In the next frame, the X-ray irradiation ends (time point t4), so the imaging data B6 at that time point t4 is also stored in the sixth frame memory, and further, at the time point t4 when the X-ray irradiation ends. The imaging data B7 of the frame next to the frame is also stored in the next seventh frame memory.
[0048]
When the writing of the imaging data B7 of the frame next to the frame at the time point t4 when the X-ray exposure ends in the seventh frame memory, the X-ray
[0049]
As described above, according to the first embodiment, the plurality of frame memories 4-1, 4-2,... A memory control unit 3 for selecting and storing image data of each frame up to a frame next to the frame at the end point by selecting a different frame memory, and performing an averaging process on the image data of each frame memory for each pixel, and By providing the X-ray
[0050]
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 4 is a block diagram showing a main part configuration of an X-ray imaging apparatus to which the present invention is applied until an X-ray image is reconstructed. The other configuration of the X-ray imaging apparatus is the same as that of a general X-ray imaging apparatus, and a description thereof will not be repeated.
[0051]
The analog imaging signal (serial signal) for one screen (one frame) output from the
[0052]
The
[0053]
That is, when the X-ray signal is a signal indicating that X-ray irradiation is not performed, the imaging data output from the A /
[0054]
Then, when the X-ray signal changes from a signal indicating that X-ray irradiation has been performed to a signal indicating that X-ray irradiation has not been performed, that is, when X-ray irradiation ends, the frame at the end of X-ray irradiation The imaging data is read from the
[0055]
When the writing of the imaging data of the frame following the frame at the end of the X-ray exposure to the
[0056]
In the second embodiment having such a configuration, X-ray imaging is performed by performing X-ray irradiation at an arbitrary timing in a state where the
[0057]
At time t1 when X-ray irradiation is started, one frame of digital imaging data A1 output from the
Even at the time point t2 when the X-ray irradiation ends, the digital imaging data output from the
[0058]
The digital imaging data A2 of the frame next to the frame at the time point t2 at which the X-ray exposure ends is added to the imaging data (A1) read from the
Then, when the writing of the imaging data obtained by adding the imaging data (A1) from the
[0059]
Further, a case where X-ray irradiation longer than one frame is performed based on the timing shown in FIG. 3 will be described.
At time t3 when X-ray irradiation is started, one frame of digital imaging data B1 output from the
[0060]
Since the X-ray irradiation is being performed on the imaging data B2 of the next frame and the imaging data B3, B4, and B5 thereafter, the imaging data B2 is sequentially stored in the
[0061]
In the next frame, the X-ray irradiation ends (time point t4), so that the imaging data B6 at that time point t4 is also added to the imaging data (B1 +... + B5) stored in the
[0062]
When the writing of the imaging data B7 of the frame next to the frame at the time point t4 when the X-ray exposure ends in the
[0063]
As described above, according to the second embodiment, the
[0064]
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is a block diagram showing a main configuration of an X-ray imaging apparatus to which the present invention is applied until an X-ray image is reconstructed. The other configuration of the X-ray imaging apparatus is the same as that of a general X-ray imaging apparatus, and a description thereof will not be repeated.
[0065]
The analog image signal (serial signal) for one screen (one frame) output from the
[0066]
The gate driver 21-1 that controls the driving of reading the image signal in the
[0067]
During the period during which the driving of reading the image signal of the
[0068]
The
[0069]
When the X-ray signal becomes a signal indicating that X-ray irradiation is performed from a signal indicating that X-ray irradiation is not performed, that is, at the time of starting X-ray irradiation, the X-ray signal starts from the next frame after the start frame. The imaging data output from the A /
[0070]
Further, when the X-ray signal changes from a signal indicating that X-ray irradiation has been performed to a signal indicating that X-ray irradiation has not been performed, that is, at the end of X-ray irradiation, the frame following the frame at the end of this X-ray irradiation The image data is supplied to the second frame memory 24-2, and the image data of the next frame is supplied to the first frame memory 24-1. The supplied imaging data is overwritten and stored.
[0071]
When the writing of the imaging data into the second frame memory 24-2 is completed, the imaging data stored in the first frame memory 24-1 and the second frame memory 24-2 is re-exposed to the X-ray image. The
[0072]
In the third embodiment having such a configuration, X-ray imaging is performed by performing X-ray irradiation at an arbitrary timing in a state where the
[0073]
At time t5 when the X-ray irradiation is started, one frame of digital imaging data C1 output from the
At this time, the driving of reading the image signal of the
[0074]
At the time point t6 when the X-ray irradiation ends, the driving of the
[0075]
When the writing of the imaging data C2 of the frame next to the frame at the time point t6 at which the X-ray exposure ends in the second frame memory 24-2 ends, the X-ray
[0076]
As described above, according to the third embodiment, when the X-ray irradiation is started based on the X-ray signal, the driving of reading of the
[0077]
In addition, in the third embodiment, an imaging signal necessary for reconstructing an X-ray image can be obtained from the
Further, since the number of times of addition processing is reduced by accumulating charges by the X-ray detection element, the processing load on the X-ray
[0078]
A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 7 is a block diagram showing a main configuration of an X-ray imaging apparatus to which the present invention is applied until an X-ray image is reconstructed. The other configuration of the X-ray imaging apparatus is the same as that of a general X-ray imaging apparatus, and a description thereof will not be repeated.
[0079]
The analog image signal (serial signal) for one screen (one frame) output from the
[0080]
The gate driver 31-1 that controls the driving of reading the image signal in the
[0081]
Note that during the period in which the driving of reading the image signal of the
[0082]
When the driving of reading the image signal of the
[0083]
The
[0084]
When the X-ray signal from the
[0085]
When the X-ray signal from the
[0086]
Here, for example, the frame memory in which the imaging data of the frame next to the frame at the end of the X-ray exposure is stored is referred to as an x-th frame memory.
When the writing of the imaging data to the x-th frame memory is completed, the X-ray image reproduction from the imaging data stored in the first frame memory 34-1 to the imaging data stored in the x-th frame memory is completed. The
[0087]
The
[0088]
In the fourth embodiment having such a configuration, a mode corresponding to the above-described first embodiment is set by the manual switch, or when an X-ray dose to be used is large, an image is taken when a part to be used is large. For example, the
Therefore, as in the first embodiment described above, the imaging data is stored in different frame memories for each frame from the frame at the start of X-ray exposure to the next frame after the frame at the end of X-ray exposure. The image data stored in each frame memory is added and averaged for each pixel, and one X-ray image is reconstructed.
[0089]
In addition, in the mode corresponding to the above-described second embodiment using the manual switch, or when the X-ray dose to be used is small, the
[0090]
Therefore, as in the above-described second embodiment, the imaging data of the frame at the start of the X-ray irradiation is stored in the first frame memory 34-1 and the X-ray irradiation ends from the next frame. Drive of the
[0091]
As described above, according to the fourth embodiment, the
[0092]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to perform X-ray irradiation for a desired time at an arbitrary timing while continuously driving an X-ray detector, and to obtain an accurate X-ray image. An X-ray imaging device that can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a main part of an X-ray imaging apparatus according to a first embodiment of the present invention before reconstructing an X-ray image.
FIG. 2 is a diagram showing timings of X-ray irradiation for a shorter time than one frame and timings of an X-ray detector according to the first embodiment and the second embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing timings of X-ray irradiation for a longer time than one frame and X-ray detectors according to the first embodiment and the second embodiment.
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a main part of an X-ray imaging apparatus according to a second embodiment of the present invention until an X-ray image is reconstructed.
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a main part of an X-ray imaging apparatus according to a third embodiment of the present invention before reconstructing an X-ray image.
FIG. 6 is a diagram showing timings of X-ray irradiation and an X-ray detector for a longer time than one frame according to the embodiment;
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a main part of an X-ray imaging apparatus according to a fourth embodiment of the present invention until an X-ray image is reconstructed.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a main structure of an X-ray detection element included in the X-ray semiconductor flat panel detector.
FIG. 9 is a circuit diagram showing an X-ray detection element constituting the X-ray semiconductor flat panel detector.
FIG. 10 is a circuit diagram showing a main configuration of an X-ray semiconductor flat panel detector.
FIG. 11 is a diagram showing timings of X-ray irradiation and driving of an X-ray detector in a conventional example.
[Explanation of symbols]
1,11,21,31 ... X-ray detector,
2, 12, 22, 32 ... A / D converter,
3, 23, 33: memory control unit,
13 ... adder,
4-1, 4-2, 4-3, ..., 24-1, 24-2, 34-1, 34-2, 34-3, ... frame memory,
14 ... Main memory,
5, 15, 25, 36 ... X-ray image reconstruction unit,
35 ... mode determination unit.
Claims (4)
前記X線曝射手段のX線曝射開始時に対応するフレームからX線曝射終了時に対応するフレームの次のフレームまでの期間に前記X線検出手段から出力された撮像データを加算してX線画像を再構成する再構成手段と、
を具備することを特徴とするX線撮像装置。X-ray emitting means for emitting X-rays, X-ray detecting means for detecting incident X-rays and outputting imaging data based on the detected X-rays,
The imaging data output from the X-ray detection unit is added to the period from the frame corresponding to the start of the X-ray exposure of the X-ray exposure unit to the frame next to the frame corresponding to the end of the X-ray exposure, and X is added. Reconstructing means for reconstructing a line image;
An X-ray imaging apparatus comprising:
入射するX線を検出し当該検出したX線を電荷として蓄積する複数のX線検出素子から構成されたX線検出器と、 An X-ray detector including a plurality of X-ray detection elements that detect incident X-rays and accumulate the detected X-rays as electric charges;
前記複数のX線検出素子に蓄積された電荷を電荷データとして読み出す読み出し手段と、 Reading means for reading out the charge accumulated in the plurality of X-ray detection elements as charge data;
前記X線曝射手段のX線曝射開始時に対応するフレームからX線曝射終了時に対応するフレームの次のフレームまでの期間に前記複数のX線検出素子から読み出される電荷データを前記X線検出素子毎に加算してX線画像を再構成する再構成手段と、 The charge data read out from the plurality of X-ray detection elements during a period from a frame corresponding to the start of X-ray irradiation by the X-ray irradiation unit to a frame next to the frame corresponding to the end of X-ray irradiation is stored in the X-ray irradiation unit. Reconstructing means for reconstructing an X-ray image by adding for each detection element;
を具備することを特徴とするX線撮像装置。 An X-ray imaging apparatus comprising:
入射するX線を検出し、当該検出したX線に基づいて撮像データを出力するX線検出手段と、 X-ray detection means for detecting incident X-rays and outputting imaging data based on the detected X-rays;
前記X線曝射手段のX線曝射開始時に対応するフレームの次のフレームからX線曝射終了時に対応するフレームまでの期間、前記X線検出手段からの撮像データの出力を停止させ、前記X線検出手段に前記撮像データを蓄積させることで、蓄積データを生成する停止手段と、 During the period from the frame next to the frame corresponding to the start of X-ray irradiation of the X-ray irradiation unit to the frame corresponding to the end of X-ray irradiation, the output of the imaging data from the X-ray detection unit is stopped, Stopping means for generating accumulated data by causing the X-ray detecting means to accumulate the imaging data;
前記X線曝射手段のX線曝射開始時に対応するフレーム及びX線曝射終了時に対応するフレームの次のフレームにおいて前記X線検出手段により出力された撮像データと前記蓄積データとを加算した加算データに基づいて、X線画像を再構成する再構成手段と、 In the frame corresponding to the start of X-ray irradiation of the X-ray irradiation unit and the frame corresponding to the end of X-ray irradiation, the image data output by the X-ray detection unit and the accumulated data are added. Reconstructing means for reconstructing an X-ray image based on the addition data;
を具備することを特徴とするX線撮像装置。 An X-ray imaging apparatus comprising:
入射するX線を検出し当該検出したX線を電荷として蓄積する複数のX線検出素子から構成されたX線検出器と、 An X-ray detector including a plurality of X-ray detection elements that detect incident X-rays and accumulate the detected X-rays as electric charges;
前記複数のX線検出素子に蓄積された電荷を電荷データとして読み出す読み出し手段と、 Reading means for reading out the charge accumulated in the plurality of X-ray detection elements as charge data;
前記X線曝射手段のX線曝射開始時に対応するフレームの次のフレームからX線曝射終了時に対応するフレームまでの期間、前記読み出し手段による読み出しを停止させ、前記X線検出素子毎に前記撮像データを蓄積させることで、蓄積データを生成する停止手段と、 During the period from the frame next to the frame corresponding to the start of X-ray irradiation of the X-ray irradiation unit to the frame corresponding to the end of X-ray irradiation, reading by the reading unit is stopped, and Stopping means for generating accumulated data by accumulating the imaging data;
前記X線曝射手段のX線曝射開始時に対応するフレーム及びX線曝射終了時に対応するフレームの次のフレームにおいて、前記読み出し手段によって読み出される電荷データと前記蓄積データとを前記X線検出素子毎に加算した加算データに基づいて、X線画像を再構成する再構成手段と、 In the next frame after the frame corresponding to the start of the X-ray irradiation of the X-ray irradiation unit and the frame corresponding to the end of the X-ray irradiation, the charge data read by the reading unit and the accumulated data are detected by the X-ray detection. Reconstructing means for reconstructing an X-ray image based on addition data added for each element;
を具備することを特徴とするX線撮像装置。 An X-ray imaging apparatus comprising:
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