JPH10170657A - 面積型ｘ線検出器、並びに面積型ｘ線検出器及び大面積型ｘ線検出器を動作させる方法 - Google Patents

面積型ｘ線検出器、並びに面積型ｘ線検出器及び大面積型ｘ線検出器を動作させる方法

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JPH10170657A
JPH10170657A JP9229101A JP22910197A JPH10170657A JP H10170657 A JPH10170657 A JP H10170657A JP 9229101 A JP9229101 A JP 9229101A JP 22910197 A JP22910197 A JP 22910197A JP H10170657 A JPH10170657 A JP H10170657A
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Scott W Petrick
スコット・ウィリアム・ペトリック
Richard Skrenes Lawrence
ローレンス・リチャード・スクレネス
Jean Claude Morvan
ジーン−クラウデ・モーバン
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 フォトダイオードを効率的にリセットするこ
とのできる面積型Ｘ線検出器、並びに面積型Ｘ線検出器
及び大面積型Ｘ線検出器を動作させる方法を提供する。 【解決手段】 大面積型固体Ｘ線検出器１２は、フォト
ダイオード３６で構成されていると共に行と列とを成し
て配列されている複数のセル２２を採用している。フォ
トダイオード３６は、充電され、照射線量に比例してフ
ォトダイオード３６の電荷を放電させるＸ線で照射さ
れ、次いで、再充電されて照射の量が決定される。イメ
ージング走査に続いて非イメージング走査を用いること
により、暗電流の影響を減少させながらゴースト画像の
ない状態で、これらと矛盾なくフォトダイオード３６の
高速走査を行うことができる。非イメージング走査は、
電荷の回復のために、イメージング走査よりも長い割合
をそれぞれ占める走査時間を用いている。この非イメー
ジング時間を実質的に短縮するために、フォトダイオー
ド３６の同時的な非イメージング再充電が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、Ｘ線検出器に関し、具
体的には、大面積型の固体（ソリッド・ステート）Ｘ線
検出器に関する。
【０００２】
【従来の技術】最初期のＸ線画像は、Ｘ線放射線の面積
型ビームが患者を通過した後に、ビームを写真フィルム
に照射することにより作成されていた。写真形式のフィ
ルムは依然として、多くの放射線写真法について、高い
画像分解能が要求される場合には特に、優れた媒体であ
る。写真フィルムは、Ｘ線放射線を可視光に変換するこ
とによりＸ線放射線に対するフィルムの感度を増大させ
る発光体スクリーン（phosphor screen）と結合され得
る。
【０００３】しかしながら、しばしば、医師にとって
は、心臓カテーテル法等の処置を実行しながら、実時間
でＸ線画像を見る必要がある。これらの状況では、Ｘ線
フィルムは、画像光増幅器（image intensifier）及び
テレビ・カメラで置き換えられる。Ｘ線は、画像光増幅
器の前面で発光体スクリーンに入射すると、微弱な光画
像を発生し、この光画像は、画像光増幅器によって増幅
されると共に、テレビ・カメラによって読み込まれる。
画像光増幅器を用いることにより、実時間の画像を収集
しながら、患者に放射線を連続して照射する必要性に相
応するように、Ｘ線の照射線量をより低くすることがで
きる。
【０００４】いくつかの状況では、Ｘ線画像を、計算機
によって処理するためにディジタル表現に変換すること
が望ましい。画像のディジタル表現は、例えば、画像の
縁を強調するように処理され得る。ディジタル消去血管
造影法（アンジオグラフィ）のようないくつかの手法
は、患者に造影剤を注入して取得される１つの画像と、
注入しないで取得されるもう１つの画像との２つの画像
を互いに減算することを要求する。この減算は、ディジ
タル画像で容易に行うことができる。
【０００５】ディジタル画像は、従来の写真フィルムを
走査することにより、又はフィルムと同様に照射され、
次いで、読み取り装置に渡されて、走査されると共にデ
ィジタル化される光刺激の可能な発光体プレートを用い
ることにより、取得され得る。代替的には、画像光増幅
器及びテレビ・カメラのシステム上でテレビ・カメラに
よって出力された電気信号を、高速アナログ−ディジタ
ル変換器の使用を介して直接的にディジタル信号に変換
することもできる。
【０００６】大面積型集積回路アレイ（ＬＣＤ形式の計
算機表示装置に用いられているような）を構築する作製
技術が改善されたことにより、処理装置に直接的にディ
ジタル信号を供給する大面積型固体Ｘ線検出器を構築す
ることに相当な関心が寄せられてきた。このような検出
器の設計の１つが、１９９１年２月２６日に付与され、
本出願と同一の譲受人に譲渡され、ここに参照されるべ
き米国特許第４，９９６，４１３号に記載されている。
この検出器の設計は、フォトダイオードと、薄膜トラン
ジスタ・スイッチとで構成されているセルの配列を採用
しており、このセルの配列は、発光体の下方で列と行と
を成して設けられている。各々のダイオードに関連して
いる固有の静電容量が先ず充電され、次いで配列がＸ線
で照射される。発光体に入射するＸ線フォトンは光フォ
トンを発生し、次いで、光フォトンはフォトダイオード
に入射し、その結果、フォトダイオードの固有の静電容
量から電荷が失われる。ある照射時間の後に、電荷がフ
ォトダイオードに回復される。各々のフォトダイオード
に回復される電荷量は、各々のフォトダイオードによっ
て受け取られるＸ線の照射線量を示している。回復され
た電荷を示す電気信号は、ディジタル化されると共に、
ディジタル画像として記憶される。
【０００７】適当な空間分解能を提供するために、多数
のフォトダイオードが用いられている。必要な充電兼測
定回路要素（circuitry）に各々のフォトダイオードを
接続するのに必要な配線は、個別のアドレス指定が可能
な列及び行にフォトダイオードを接続することによって
減少する。具体的には、各々のフォトダイオードは、固
体スイッチを介して、所与の列内で他のすべてのフォト
ダイオードと共通の列導体に接続される。従って、フォ
トダイオードは、時分割多重化によって、一度に１つず
つ読み出されることにより配線を共有することができ
る。具体的には、単一の列導体は、所与の列内のすべて
のフォトダイオードに対して充電電流を供給するもので
あると共に、その列のフォトダイオードに供給された充
電電流の量を定量化することができるその列について独
立した測定回路に接続されている。固体スイッチの制御
端子は、作動指示（assert）されているときにフォトダ
イオードへ電流を流すものであり、所与の行のすべての
ダイオードに共通の行導体に接続されている。このよう
にして、フォトダイオードの照射後に、フォトダイオー
ド配列は、１つの行導体を選択的に作動指示することに
より走査されて、所与の行内のすべてのフォトダイオー
ドを充電することができる。その行の１つのフォトダイ
オードのみが各々の列導体に接続されているので、所与
の行導体が作動指示されているときに列導体を通過して
流れる電流の量は、単一のフォトダイオードの再充電量
に関連付けられる。この過程は、フォトダイオードの各
々が再充電されて、所要の回復電荷量が測定されるま
で、各々の行導体を順次作動指示しながら繰り返され
る。
【０００８】各々の列導体に対して、列導体に流入する
電荷を測定するように、積分器が取り付けられている。
積分器は、各々の行が作動指示されている時間にわたっ
て列導体に流入する電流を積分して、総電荷量の測定値
を発生する。積分の最後に且つ電荷測定よりも前に、積
分器は、短時間「据え置き」（settle）されて、雑音ス
パイクの影響を排除しなければならない。雑音スパイク
は、列導体に結合されている固体スイッチの切り換えに
起因して、交差している行導体と列導体とによって発生
する。電荷測定の後に、積分器は次の行が測定されるよ
りも前にリセットされなければならない。
【０００９】様々な理由から、パネル全体の走査及びＸ
線画像の収集に要求される時間量を減少させることが望
ましい。例えば、フォトダイオードの暗電流は、光が存
在しない場合であっても、フォトダイオードによって蓄
積されている電荷を放電させる。所与の行についての順
次的な走査と走査との間の時間が長いほど、検知される
信号に対する暗電流の寄与は大きくなる。更に、いくつ
かのＸ線イメージング（作像）用途は、高速の画像収集
を要求し、このことは、行速度を速めることを意味して
いると共に、任意の所与の行における作動指示及び信号
積分に費やされ得る時間の量を制限する。この時間は、
上述のように積分器を安定化させると共にリセットする
必要性によって更に短縮される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】高速の行速度、並びに
所要の安定化時間及びリセット時間に対する必要性の結
果として、フォトダイオードの電荷は、完全に回復され
ない可能性がある。この回復されない電荷のため、「ゴ
ースト画像」が発生され、ゴースト画像は、検出器配列
の次回の走査の際に得られる画像に重ね合わされる。ゴ
ースト画像の規模は、各々の行の走査中の再充電時間を
延長することにより減少され得るが、これにより、行速
度は低下して、画像が得られるフレーム・レートを制限
するので、望ましくない。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、画像の収集後
に２回目のリセット走査を実行することにより、行速度
を実質的に低下させることなくゴースト画像の規模を減
少させる。その際、各行は、２回目には完全に走査され
るが、画像は収集されず、又、電荷は測定されない。電
荷が測定されないので、行走査時間のうち再充電に費や
される部分は、この部分が行走査時間に等しくなるま
で、又は行走査時間よりも長くなるまで、用途に応じて
増大されることができ、フォトダイオードを再充電する
際のこの走査の有効性が大幅に増大される。
【００１２】具体的には、本発明は、大面積型Ｘ線検出
器を提供し、この大面積型Ｘ線検出器は、あるフレーム
・レートで、反復的な画像信号を発生すると共に、行と
列とを成して配列された充電可能な複数の固体セルを含
んでいる。各々の列のセルには電荷積分器が取り付けら
れており、各々の列のセルに送達された総電荷量の読み
取り値を提供する。収集回路要素は先ず、ある行速度
で、一度に１行ずつ行われるセルの各々の行についての
１回の走査中にわたって画像信号を収集する。この走査
は、第１の所定の時間にわたってこの行のセルを充電す
る工程と、電荷積分器によって、この列のセルに送達さ
れた総電荷量を測定する工程と、電荷積分器をリセット
する工程とを含んでいる。画像信号が取得された後に、
収集制御回路要素は、上述の行速度で、一度に１行ずつ
行われる行の各々についての２回目の走査中にわたっ
て、検出器のセルをリセットする。各々の行のリセット
は、第１の所定の時間よりも長い第２の所定の時間にわ
たってこの行のセルを充電することを含んでいる。
【００１３】このように、本発明の１つの目的は、行速
度及び行シーケンスがハードウェア内で固定されている
ときに用いることができるフォトダイオードの効率的な
リセットを提供することにある。このリセットは、通常
の画像収集走査を用いて達成されるが、但し、リセット
時間は、画像が収集されている場合に使用され得るリセ
ット時間を上回って増大させられていることが通常とは
異なる。
【００１４】走査回路要素が一度に多数の行を作動させ
ることを許容しているような場合には、収集制御電子回
路要素は、第２の所定の時間にわたって多数の行のフォ
トダイオードを充電することにより、検出器の複数の行
のセルの電荷を同時に回復することができる。このよう
に、本発明のもう１つの目的は、通常ならば単一の行の
走査時間であるような時間中に、多数の行のフォトダイ
オードの２回目の充電を同時に実行することにより、フ
レーム・レートへの影響を最小化しながら、「ゴースト
画像」の規模を減少させる方法を提供することにある。
【００１５】本発明の以上の目的及び利点、並びにその
他の目的及び利点は、以下の記載から明らかになろう。
この記載において、本明細書の一部を形成していると共
に、説明の目的のために本発明の好ましい実施例を示し
ている図面を参照する。このような実施例は、本発明の
要旨全体を表現しているのでは必ずしもなく、従って、
本発明の要旨を判断するためには、特許請求の範囲を参
照すべきである。
【００１６】
【実施例】ここで図１を参照すると、本発明の配列１２
を組み込んだＸ線システム１０は、Ｘ線管１４を有して
おり、Ｘ線管１４は、コリメートされて患者２０の区域
１８を通過する面積型Ｘ線ビーム１６を形成している。
ビーム１６は、患者２０の内部構造によってビーム１６
の多数の射線に沿って減衰され、次いで、Ｘ線ビーム１
６の軸線に垂直な平面内の区域を全体的に覆って広がっ
ている検出器の面積型配列１２によって受け取られる。
【００１７】面積型配列１２は、列と行とを成して直線
状に配列されている複数の個別のセル２２に分割されて
いる。当業者には理解されるであろうが、列及び行の配
向は任意である。但し、記載を明確にするために、行は
水平に延在し、列は垂直に延在するものと仮定する。以
下に詳述するが、動作中に、セル２２の各行は、各々の
セル２２からのデータが読み出し回路３０によって読み
取られ得るように、走査回路２８によって一度に１行ず
つ走査される。各々のセル２２は、その表面で受け取ら
れる放射線の強度を独立に測定するので、読み出された
データは、モニタ２６上に表示されるべき画像であって
使用者によって普通に眺められる画像２４内の１ピクセ
ル（画素）分の情報を提供する。
【００１８】バイアス回路３２は、セル２２に対するバ
イアス電圧を制御するものであるが、これについては後
述する。バイアス回路３２、走査回路２８及び読み出し
回路３０の各々は、収集制御及び画像処理回路３４と交
信しており、収集制御及び画像処理回路３４は、電子プ
ロセッサ（図示されていない）によって各回路３０、２
８及び３２の動作を制御している。収集制御及び画像処
理回路３４は又、Ｘ線管１４を制御しており、Ｘ線管１
４をオン、オフすると共に、管電流を制御し、このよう
にして、ビーム１６内のＸ線の流束量及び／又は管電
圧、従ってビーム１６のＸ線のエネルギを制御してい
る。
【００１９】収集制御及び画像処理回路３４は又、各々
のセル２２によって供給されたデータに基づいてモニタ
２６に対して画像データを供給している。ここで図２を
参照すると、配列１２の所与のセル２２′が、ＦＥＴ
（電界効果トランジスタ）３８のソースにそのカソード
を接続されているフォトダイオード３６を含んでいる。
多くのＦＥＴデバイスについては、ドレインとソースと
は互いに交換可能であって、従って、いずれの呼称につ
いても、単に図面の便宜を図ったのみであることが当業
者には理解されるであろう。フォトダイオード３６は、
フォトダイオード３６の面積がセル２２′の全面積を覆
って実質的に広がり得るようにして、アモルファス・シ
リコン基材上で組み立てられ得る。ＦＥＴ３８は、薄膜
トランジスタであってもよい。
【００２０】ＦＥＴ３８のドレインは、列導体４２に接
続されており、列導体４２は、セル２２′と同一の列に
あるセル内のすべてのＦＥＴのドレインを連結してい
る。列導体４２は、電荷積分器４４に接続されており、
後に詳述するが、電荷積分器４４は、ＦＥＴ３８がオン
であるときに、フォトダイオード３６のカソードに対し
て、本質的に一定の基準電圧を供給している。
【００２１】フォトダイオード３６のアノードは、バイ
アス制御器４６に接続されており、バイアス制御器４６
は、通常の動作中には、フォトダイオード３６のアノー
ドに対して負電圧を印加している。このようにして、Ｆ
ＥＴ３８が導電しているときに、フォトダイオード３６
に関連している接合容量が充電される。但し、フォトダ
イオード３６は逆バイアスを印加されているので、ＤＣ
電流は流れない。
【００２２】ＦＥＴ３８のゲートは、行導体４０に接続
されており、行導体４０は、このゲートを、セル２２′
と同一の行にある他のセルの他のＦＥＴのゲートと連結
している。ＦＥＴ３８のゲートにおける電圧は、ＦＥＴ
３８のドレインとソースとの間の電流の流れを制御して
おり、このようにして、行導体４０は、１つの信号が、
ある行内の各々のセルのＦＥＴを通過する電流の流れを
制御することを可能にするように作用している。
【００２３】各々の行導体４０は、ドライバ４１に接続
されており、ドライバ４１は、行導体４０を、ＦＥＴ３
８のドレイン及びソースの両者の高めの電圧を一般的に
上回る電圧にあるハイ状態、又は、ＦＥＴ３８のドレイ
ン及びソースの低めの電圧を一般的に下回る電圧にある
ロウ状態に維持することが可能である。このように、行
導体４０がハイ状態に維持されているときには、ＦＥＴ
３８を通過して電流が流れることができ、ロウ状態に維
持されているときには、ＦＥＴ３８を通過する電流は流
れない。
【００２４】配列１２の各々のセル２２は、類似した構
造を有していると共に、セル２２′に関して記載した方
式と同一の方式で、セル２２の各々の列について独立し
た列導体４２と電荷積分器４４とが設けられている状態
で、且つセル２２の各々の行について独立した行導体４
０とドライバ４１とが設けられている状態で、接続され
ている。
【００２５】ここで図２及び図３を参照すると、電荷積
分器４４は、演算増幅器４８の反転入力の所で列導体４
２を受け入れており、演算増幅器４８の正入力は、列導
体４２について所望される基準電圧に接続されている。
演算増幅器４８は、高い入力インピーダンス、低いオフ
セット及び低いドリフトを有するように選択されてい
る。演算増幅器４８の出力は、既知の値を有している基
準コンデンサ５０を介して、演算増幅器４８の反転入力
に接続されている。演算増幅器４８の出力から列導体４
２へ流れる電流は、コンデンサ５０を充電する。従っ
て、コンデンサ５０の電圧は、演算増幅器の出力電圧５
２として反映されており、出力電圧５２は、積分器４４
が最後にリセットされてから列導体４２に導電した総電
荷量を表す。
【００２６】積分器４４のリセットは、線５４上のリセ
ット信号によって達成され、リセット信号は、ＦＥＴ５
６をオンにし、コンデンサ５０に分路を設け（shuntin
g）、このようにしてコンデンサ５０を放電して、増幅
器４８の出力５２を基準電圧に復帰させる。ここで図５
を参照すると、配列１２の動作中に、所与のセル２２の
フォトダイオード３６は、このフォトダイオード３６用
の行導体４０の作動指示中にわたって、列導体４２上を
フォトダイオード３６へ流れる電流によって充電され
る。図６に示すように、フォトダイオード３６の初回の
充電の完了後には、フォトダイオード３６に跨がる電圧
は、バイアス電圧と積分器４４の基準電圧との差によっ
て決定されるその最大値Ｖ0 に近付いている。
【００２７】図７に示すように、行導体４０が作動指示
解除（deassert）された状態で、フォトダイオード３６
の上方に配置されているシンチレータ３５へのＸ線ビー
ム１６による放射が、光フォトンを発生し、光フォトン
は、フォトダイオード３６に跨がる電圧が何らかの照射
レベル−Ｖe に低下するように、フォトダイオード３６
上の電荷５８を放電する。
【００２８】図８に示すように、行導体４０が再び作動
指示されると、電圧が最終レベル−Ｖf に上昇するまで
当該フォトダイオード３６に関連している行導体４０を
作動指示することにより、列導体４２を介して電荷がフ
ォトダイオード３６に回復される。このようにして、Ｘ
線の照射量は、図７の距離６０によって示されているＶ
0 と−Ｖe との間の差となるのであるが、測定される電
荷量は、−Ｖe と−Ｖ f との間の差となる。
【００２９】実際には、−Ｖf は、フォトダイオード３
６のいくつかの特性の結果として、又、オン状態にある
ＦＥＴ３８の限界の抵抗の結果として、Ｖ0 よりも幾分
低くなる。Ｖ0 とＶf との間の差、即ち、フォトダイオ
ード３６上の電荷５８が完全に回復されない分の量は、
Ｘ線の次回の照射中に、追加的なＸ線照射量として出現
する。このようにして、Ｖ0 とＶf との間の差は、次回
に収集される画像の電荷回復誤差を発生する。Ｖ0 とＶ
f との間の差に起因する誤差は一般的には、前回の画像
の信号レベルに比例しているので、誤差は一般的には、
カレント（現在）の画像に重ね合わされるゴースト画像
として反映される。
【００３０】ここで図２及び図４を参照すると、フォト
ダイオード３６を完全に再充電させることに関するこの
不十分さは部分的には、各々の行の読み出し中に行導体
４０が作動指示され得る時間量に対する制限のためであ
る。所与の行Ｎについて、行導体４０は、収集時間６２
にわたって作動指示される。収集時間６２にわたって、
ＦＥＴ３８は、オンにされ、電流をＦＥＴ３８を通過さ
せて流して、フォトダイオード３６を再充電する。積分
器４４の出力５２は、列導体４２上をフォトダイオード
３６に向かって流れる総電荷量を反映するように上昇す
る。全体的な上昇は、列導体４２と行導体４０との間に
設けられている寄生結合容量６８（図２に示されてい
る）に部分的に起因している雑音スパイクによって中断
される。これらのスパイクが存在するため、積分器４４
からの出力信号５２が収集制御及び画像処理回路３４
（図１に示されている）によって読み込まれるよりも前
に満了するような据え置き時間６９が割り当てられる。
積分器４４の出力の読み込みの終結に当たって、積分器
４４は、リセット線５４（図３に示されている）の作動
指示によって時間７０にわたってリセットされる。この
リセットは、電荷積分器が所与の列内のすべてのセル２
２によって共有されているので、次の行の収集よりも前
に生じていることが要求される。
【００３１】時間６２、６９及び７０の合計は、暗電流
がフォトダイオード３６上の電荷を減少させることを防
止するように、望ましいだけ高速の行速度の時間を構成
している。この行速度の短い時間内で、次の行の収集よ
りも前に積分器の据え置き時間及びリセット時間を設け
る必要性から、実際の収集時間６２は更に制限される。
【００３２】ここで図９を併せて参照すると、各々の行
（Ｎ、Ｎ＋１、Ｎ＋２等）についての各々の連続した行
導体４０は、収集時間６２にわたって順次作動指示され
ている。上述のように、収集時間中に、フォトダイオー
ド３６の静電容量は再充電されるが、完全には再充電さ
れない。図示のように、所与の時刻には１つの行導体４
０のみが作動指示されており、又、収集時間６２は、行
走査時間７４の一部でしかない。各々の行走査時間７４
中に、収集時間６２の後に、照射信号が配列１２の１行
の各々のセル２２から受け取られる。
【００３３】各々の行の走査が完了したときに（即ち、
配列１２の各々の行についての各々の行導体４０が１回
作動指示された後に）、収集制御及び画像処理回路３４
は、図１０に示すように、リセット走査として２回目に
各々の行を走査して、フォトダイオードの電荷回復誤差
を減少させる。ここで再び、行導体４０は又、一度に１
行ずつ、各々の行走査時間７４にわたって１度ずつ作動
指示されるが、収集作動指示時間６２よりも長く、且つ
行走査時間７４までの時間７６にわたって作動指示され
る。より長いこの回復時間７６は、照射信号が読み出さ
れておらず、従って積分器４４に対する据え置き時間又
はリセット時間が要求されていないので、許容され得
る。事実、図１０のこの走査中には、リセット線５４
は、積分器４４を常にリセットしておくと共に積分器４
４が飽和するのを防止するように、連続的に作動指示さ
れていてもよい。図８を瞥見すると、図１０のリセット
走査によって、Ｖf の値は、Ｖ0 の値と等しくないまで
も、Ｖ0 の値に一層近付き、このようにして以降の走査
からあらゆるゴースト画像が減少する。
【００３４】図１０のリセット走査の終結に当たって、
図９による２回目のイメージング走査を取得することが
でき、次いで、図１０による後続のリセット走査が行わ
れ、以下同様に続く。第２の実施例では、収集制御及び
画像処理回路３４が、順次的な走査以外の走査方式で行
導体４０を制御するのに十分な柔軟性を有している場合
に、図９のイメージング・シーケンスの後に、多数の行
の行導体４０が同時に作動指示される。行導体４０のこ
の同時的な作動指示はやはり、収集されるべき画像がな
く、従って、所与の列の多数のダイオードに流れる電荷
を識別できないことについては重要性がないので、初め
て可能となっている。図１１の走査において、多数の列
のフォトダイオード３６が同時に再充電され得るので、
配列１２全体についての再充電時間は、実質的に短縮さ
れ、極端な場合には単一の走査時間７４中に生じること
ができる。
【００３５】この第２の実施例は、取り扱われている特
定の用途の制限によってのみ制限される。本記載から、
一度に作動指示される行の数が、１行からすべての行に
到るまで変化し得ること、行の作動指示時間は、全体的
に増大させるか、又は部分的に増大させるかのいずれか
の方式で、行走査時間７４を超過して延長され得るこ
と、及びこれらのことは、別個のリセット走査として
か、又は毎回の作像走査に付随させるかのいずれかで、
個別に又は組み合わせて実現され得ることが明らかであ
ろう。
【００３６】しかしながら、代替的には、図１１のリセ
ット走査は、フォトダイオード３６のより完全な再充電
が行えるように、いくつかの行走査時間７４にわたって
継続することができる。このように、フォトダイオード
３６のリセットを延長すると、高照射処置に続いて低照
射処置が直ちに行われる場合に特に有用である。このよ
うな場合には、高照射は、１つ又はそれ以上のフォトダ
イオード３６から電荷を実質的に放電させてしまってい
る可能性があるので、その結果、イメージング・シーケ
ンス中の再充電が実質的に不完全になるからである。
【００３７】本発明の要旨の範囲内に包含され得る様々
な実施例について公衆に告知するために、冒頭に特許請
求の範囲を掲げる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の大面積型検出器を示す遠近図であっ
て、Ｘ線処置中に患者を通過するＸ線を受け取る位置に
設けられた検出器セルの行と列とで構成されている検出
器の図である。
【図２】図１の検出器の部分概略図であって、それぞれ
が固体スイッチとフォトダイオードとで構成されてお
り、列が電荷積分器に取り付けられた状態で行と列とを
成して互いに接続されている６つの検出器セルを示す図
である。
【図３】図２の電荷積分器の概略図であって、その検知
線、出力線及びリセット線を示しており、検知線が検出
器のある列に取り付けられている状態を示している図で
ある。
【図４】図２の行の各線への作動指示の相対的なタイミ
ングを示すタイミング線図である（２つの異なる行につ
いて示す。）。
【図５】画像収集中の個々のセルのフォトダイオードの
静電容量の充電及び放電を示すグラフ図であって、ここ
で、Ｘ線の照射後に回復された電荷は、照射線量の測定
値であり、典型的な走査の制限の下での静電容量の不完
全な再充電を示す図である。
【図６】画像収集中の個々のセルのフォトダイオードの
静電容量の充電及び放電を示すグラフ図であって、ここ
で、Ｘ線の照射後に回復された電荷は、照射線量の測定
値であり、典型的な走査の制限の下での静電容量の不完
全な再充電を示す図である。
【図７】画像収集中の個々のセルのフォトダイオードの
静電容量の充電及び放電を示すグラフ図であって、ここ
で、Ｘ線の照射後に回復された電荷は、照射線量の測定
値であり、典型的な走査の制限の下での静電容量の不完
全な再充電を示す図である。
【図８】画像収集中の個々のセルのフォトダイオードの
静電容量の充電及び放電を示すグラフ図であって、ここ
で、Ｘ線の照射後に回復された電荷は、照射線量の測定
値であり、典型的な走査の制限の下での静電容量の不完
全な再充電を示す図である。
【図９】典型的な画像収集中の図１の配列についての行
の各線への作動指示を示す線図である。
【図１０】図９と同様の図であって、本発明によるリセ
ット走査についての行の各線への作動指示を示す図であ
る。
【図１１】図９及び図１０と同様の図であって、本発明
による行の各線の同時的な作動による検出器配列の多数
の行のセルの平行的なリセットを示す図である。
【符号の説明】
１０ Ｘ線システム １２ 面積型検出器配列 １４ Ｘ線管 １６ 面積型Ｘ線ビーム １８ 区域 ２０ 患者 ２２、２２′ 検出器セル ２４ 画像 ２６ モニタ ２８ 走査回路 ３０ 読み出し回路 ３２ バイアス回路 ３４ 収集制御及び画像処理回路 ３５ シンチレータ ３６ フォトダイオード ３８、５６ ＦＥＴ ４０ 行導体 ４１ ドライバ ４２ 列導体 ４４ 電荷積分器 ４６ バイアス制御器 ４８ 演算増幅器 ５０ 基準コンデンサ ５２ 出力線 ５４ リセット線 ５８ 電荷 ６０ 距離（Ｘ線照射量） ６２ 収集時間 ６８ 寄生接合容量 ６９ 据え置き時間 ７０ リセット時間 ７４ 行走査時間 ７６ 回復時間
フロントページの続き (72)発明者 ローレンス・リチャード・スクレネス アメリカ合衆国、ウィスコンシン州、ハー トランド、ワレン・ドライブ、エヌ6980番 (72)発明者 ジーン−クラウデ・モーバン アメリカ合衆国、ウィスコンシン州、ミル ウォーキー、ウェスト・ハドレイ・ストリ ート、9515番

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 あるフレーム・レートで反復的な画像信
    号を発生する面積型Ｘ線検出器であって、 （１） 行と列とを成して配列されている充電可能な複
    数の固体セルと、 （２） 各々の列の前記セルに取り付けられており、各
    々の列の前記セルに送達された総電荷量の読み取り値を
    供給する電荷積分器と、 （３） （ａ） ある行速度で、一度に１行ずつ行われ
    る前記セルの行の各々についての１回の走査中にわたっ
    て、画像信号を収集する工程であって、各々の行につい
    ての前記走査は、（ｉ）第１の所定の時間にわたって前
    記行の前記セルを充電することと、（ii）前記電荷積分
    器により、前記行の各々のセルに送達された前記総電荷
    量を測定することと、（iii ）前記電荷積分器をリセッ
    トすることとを含んでいる、画像を収集する工程と、 （ｂ） 前記行速度で、一度に１行ずつ行われる前記セ
    ルの行の各々についての１回の走査中にわたって、前記
    検出器のセルの電荷を回復する工程であって、各々の行
    のリセットは、前記第１の所定の時間よりも長い第２の
    所定の時間にわたって前記行の前記セルを充電すること
    を含んでいる、前記検出器のセルの電荷を回復する工程
    とを実行するようにプログラムされている収集制御電子
    回路要素とを備えた面積型Ｘ線検出器。
  2. 【請求項２】 あるフレーム・レートで反復的な画像信
    号を発生する面積型Ｘ線検出器であって、 （１） 行と列とを成して配列されている充電可能な複
    数の固体セルと、 （２） 各々の列の前記セルに取り付けられており、各
    々の列の前記セルに送達された総電荷量の読み取り値を
    供給する電荷積分器と、 （３） （ａ） ある行速度で、一度に１行ずつ行われ
    る前記セルの行の各々についての１回の走査中にわたっ
    て、画像信号を収集する工程であって、各々の行につい
    ての前記走査は、（ｉ）第１の所定の時間にわたって前
    記行の前記セルを充電することと、（ii）前記電荷積分
    器により、前記行の各々のセルに送達された前記総電荷
    量を測定することと、（iii ）前記電荷積分器をリセッ
    トすることとを含んでいる、画像を収集する工程と、 （ｂ） 第２の所定の時間にわたって多数の行の前記セ
    ルを充電することにより、前記検出器の多数の前記セル
    の電荷を同時に回復する工程とを実行するようにプログ
    ラムされている収集制御電子回路要素とを備えた面積型
    Ｘ線検出器。
  3. 【請求項３】 あるフレーム・レートで反復的な画像信
    号を発生する面積型Ｘ線検出器を動作させる方法であっ
    て、該面積型Ｘ線検出器は、行と列とを成して配列され
    ている充電可能な複数の固体セルを、電荷積分器が各々
    の列の前記セルに取り付けられて各々の列の前記セルに
    送達される総電荷量の読み取り値を供給する状態で含ん
    でおり、 （ａ） ある行速度で、一度に１行ずつ行われる前記セ
    ルの行の各々についての１回の走査中にわたって、画像
    信号を収集する工程であって、各々の行の前記走査は、
    （ｉ）第１の所定の時間にわたって前記行の前記セルを
    充電することと、（ii）前記電荷積分器により、前記行
    の各々のセルに送達された前記総電荷量を測定すること
    と、（iii ）前記電荷積分器をリセットすることとを含
    んでいる、画像を収集する工程と、 （ｂ） 前記行速度で、一度に１行ずつ行われる前記セ
    ルの行の各々についての１回の走査中にわたって、前記
    検出器のセルの電荷を回復する工程であって、各々の行
    のリセットは、前記第１の所定の時間よりも長い第２の
    所定の時間にわたって前記行の前記セルを充電すること
    を含んでいる、前記検出器のセルの電荷を回復する工程
    とを備えた面積型Ｘ線検出器を動作させる方法。
  4. 【請求項４】 あるフレーム・レートで反復的な画像信
    号を発生する大面積型Ｘ線検出器を動作させる方法であ
    って、該面積型Ｘ線検出器は、行と列とを成して配列さ
    れている充電可能な複数の固体セルを、電荷積分器が各
    々の列の前記セルに取り付けられて各々の列の前記セル
    に送達される総電荷量の読み取り値を供給する状態で含
    んでおり、 （ａ） ある行速度で、一度に１行ずつ行われる前記セ
    ルの行の各々についての１回の走査中にわたって、画像
    信号を収集する工程であって、各々の行の前記走査は、
    （ｉ）第１の所定の時間にわたって前記行の前記セルを
    充電することと、（ii）前記電荷積分器により、前記行
    の各々のセルに送達された前記総電荷量を測定すること
    と、（iii ）前記電荷積分器をリセットすることとを含
    んでいる、画像を収集する工程と、 （ｂ） 前記行速度で、一度に行われるセルの多数の行
    についての１回の走査中にわたって、前記検出器のセル
    の電荷を回復する工程であって、多数の行のリセット
    は、第２の所定の時間にわたって多数の行の前記セルを
    充電することを含んでいる、前記検出器のセルの電荷を
    回復する工程とを備えた大面積型Ｘ線検出器を動作させ
    る方法。
JP9229101A 1996-08-26 1997-08-26 面積型ｘ線検出器、並びに面積型ｘ線検出器及び大面積型ｘ線検出器を動作させる方法 Pending JPH10170657A (ja)

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