[发明专利]放射线成像系统

说明书

本申请是申请日为2007年6月15日、申请号为200710110102.9、发明名称为“放射线成像系统及其驱动方法”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及拍摄对象的放射线图像的放射线成像系统及其驱动方法。

背景技术

总的来说，近来在医院中对x射线图像进行数字化的要求在增加。实际上，已开始使用诸如FPD(平板探测器)的放射线成像装置，其中利用固态成像器件而不是胶片将x射线剂量转换为电信号，在该固态成像器件中x射线检测元件(转换元件)设置为二维阵列的图案。

在该x射线成像装置中，由于x射线图像可以被数字信息取代，因此图像信息可以向远方即时发送，由此提供了能够接受相当于在城市中心但很远的大学医院里进行复杂诊断的优点。此外，在不使用胶片的情况下还具有节省医院中胶片的存储空间的优点。将来，如果可以引入优异的图像处理技术，还有很大希望可以期待使用计算机进行自动诊断而不需要放射医师的介入。

近年来，放射线成像设备已经付诸实用，其中用非晶硅薄膜半导体作固态成像器件，从而拍摄静态图像。具体地说，利用该非晶硅薄膜半导体的制造工艺，实现了包括面积超过40厘米见方从而覆盖人体胸部尺寸的固态成像器件的放射线成像设备。该放射线成像设备由于相对容易的制造过程，预计在未来会提供廉价的设备。此外，由于非晶硅可以在低于1mm的薄玻璃板上制造，因此具有使检测器的厚度特别薄的优点。这种放射线成像设备例如在日本专利申请公开No.H08-116044中公开。

此外，最近对在这种放射线成像设备中拍摄运动图像的开发也在进行中。如果这种放射线成像设备可以以适中的价格制造，可以用用同一套设备拍摄静止和运动图像，从而预计该设备可以在很多医院中广泛应用。

发明内容

在利用放射线成像设备拍摄运动图像时，与静止图像相比，读取时间的缩短(加快帧速率)和S/N的提高会导致问题。因此，在拍摄运动放射线图像时，执行通常称为“像素相加”的驱动。通常单个像素作为一个像素而被读取(下面该一个像素称为“单元像素”)，而在像素相加中，多个像素放在一起作为一个像素而被读取(下面该一个像素称为“复像素”)。

下面利用图11、12所示的电路图描述像素相加。

不同地考虑像素相加的技术。例如，这包括：两个栅极布线同时接通的技术，并且如图11所示，在由AD转换器进行AD转换之前对模拟信号进行像素相加；以及如图12所示，在AD转换之后将数字信号相加的技术。在前一种情况下，由于将模拟信号相加，而且此后进行A/D转换，因此AD转换的数据量减少了，并且可以缩短读取时间。与此相对比，在后一种情况下，由于模拟信号全部AD转换为数字信号，然后将数字信号相加，因此读取时间很长。此外，与数字信号的相加相比，模拟信号的相加噪声低且S/N高。

取图11、12所示的x射线的量子噪声为“X-RAY”，取转换元件的暗电流(dark current)的散粒噪声(shot noise)为“Senser”。此外，当取图11、12所示的读出电路单元(AMP)的噪声为“AMP”，而取AD转换器的噪声为“AD”时，可以通过平方和确定总噪声。

具体地说，图11的模拟相加的总噪声通过下面的公式示出。

模拟相加噪声＝√{(2X-RAY)²+(2Senser)²+(AMP)²+(AD)²}

如在上面的公式中所示，在模拟相加的情况下，x射线的量子噪声“X-RAY”和转换元件的噪声“Senser”变成倍。

此外，图12的数字相加的总噪声通过下面的公式示出。

数字相加噪声＝√{(2X-RAY)²+(2Senser)²+(2AMP)²+(2AD)²}

如在上面的公式中所示，在数字相加的情况下，所有噪声变成倍，与将模拟信号相加的情况相比，噪声变大了。

此外，由于信号量对模拟相加和数字相加都是两倍，因此数字相加而非模拟相加具有降低了的S/N。

因此，像素相加的帧速率快，并且通常执行S/N很高的模拟信号的像素相加。此外，该像素相加可以通过将总共四个像素(下面称为“2×2像素相加”)(栅极布线方向上两个像素，信号布线方向上两个像素)和总共九个像素(栅极布线方向上三个像素，信号布线的方向上三个像素)相加来改变像素个数，以执行拍摄。