專利名稱：X射線照相設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種醫(yī)療或工業(yè)使用的基于輻射檢測(cè)信號(hào)獲取X射線照相圖像的X射線照相設(shè)備，當(dāng)輻射發(fā)射裝置發(fā)射輻射時(shí)，信號(hào)采樣裝置在預(yù)定采樣時(shí)間間隔從輻射檢測(cè)裝置取得該輻射檢測(cè)信號(hào)。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種用于完全消除輻射檢測(cè)裝置引起的取自輻射檢測(cè)裝置的輻射檢測(cè)信號(hào)的時(shí)間延遲的技術(shù)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，在典型X射線照相設(shè)備實(shí)例的醫(yī)療熒光檢查設(shè)備中已將平板X射線檢測(cè)器(下文中稱之為“FPD”)用作檢測(cè)由X射線管發(fā)射的X射線產(chǎn)生的病人穿透圖像的X-射線檢測(cè)裝置，。FPD包括縱向和橫向設(shè)置于X射線檢測(cè)平面上的多個(gè)半導(dǎo)體或其它X射線檢測(cè)單元。
即，構(gòu)造的熒光檢查設(shè)備用于當(dāng)病人受到來(lái)自X射線管的X射線照射時(shí)，基于在采樣時(shí)間間隔中從FPD得到的一幅X射線圖像的X射線檢測(cè)信號(hào)在采樣間隔之間的每一個(gè)周期得到對(duì)應(yīng)著病人X射線穿透圖像的X射線圖像。由于與以前使用的圖像增強(qiáng)器相比，該FPD較輕且產(chǎn)生的復(fù)雜檢測(cè)失真較小，所以在設(shè)備結(jié)構(gòu)和圖像處理方面FPD的使用具有優(yōu)勢(shì)。
不過(guò)，F(xiàn)PD具有引起時(shí)間滯后的缺點(diǎn)，對(duì)X射線圖像有不利影響。具體地說(shuō)，當(dāng)以短采樣時(shí)間間隔得到X射線檢測(cè)信號(hào)時(shí)，把未被提取的信號(hào)殘余加到下一個(gè)X射線檢測(cè)信號(hào)上作為滯后部分。這樣，在將每秒中30次采樣間隔取自FPD用于一幅圖像的X射線檢測(cè)信號(hào)用于動(dòng)態(tài)顯示的情況下，滯后部分作為后圖像出現(xiàn)了在前的屏幕上而產(chǎn)生了重影。這將導(dǎo)致諸如動(dòng)態(tài)圖像模糊之類的不方便。
美國(guó)專利US 5,249,123公開(kāi)了一種解決在獲得計(jì)算機(jī)層析圖像(CT圖像)時(shí)FPD引起的時(shí)間滯后問(wèn)題的建議。這種建議技術(shù)使用了一種計(jì)算，用于消除在采樣時(shí)間間隔Δt從每一個(gè)取自FPD的輻射檢測(cè)信號(hào)中的滯后部分。
即在上述美國(guó)專利中，假設(shè)由多個(gè)指數(shù)函數(shù)形成的脈沖響應(yīng)引起了包含于在采樣時(shí)間間隔取得的每一個(gè)輻射檢測(cè)信號(hào)中的滯后部分，下述方程用于從輻射檢測(cè)信號(hào)yk中得到去除了滯后部分的輻射檢測(cè)信號(hào)xkXk＝[yk-∑n＝1N{αn·[1-exp(Tn)]·exp(Tn)·Snk}]/∑n＝1Nβn其中Tn＝-Δt/τn，Snk＝xk-1+exp(Tn)·Sn(k-1)，以及βn＝αn·[1-exp(Tn)]，其中Δt采樣間隔；k表示在采樣時(shí)間序列中時(shí)間的第k個(gè)點(diǎn)的下標(biāo)；N具有不同形成脈沖響應(yīng)的時(shí)間常數(shù)的指數(shù)函數(shù)的數(shù)目；n表示形成脈沖響應(yīng)的指數(shù)函數(shù)其中之一的下標(biāo)；αn指數(shù)函數(shù)n的強(qiáng)度；以及τn指數(shù)函數(shù)n的衰減時(shí)間常數(shù)。
其中發(fā)明人嘗試過(guò)上述美國(guó)專利給出的計(jì)算技術(shù)。但是，得到的結(jié)論卻是上述技術(shù)不能避免由時(shí)間滯后引起的偽像，并且不能得到令人滿意的X射線圖像。即可以確定該技術(shù)不能消除FPD的時(shí)間滯后(參看美國(guó)專利US 5,249,123)。
此外，美國(guó)專利US 5,517,544公開(kāi)了另一種解決在獲得CT圖像時(shí)FPD引起的時(shí)間滯后問(wèn)題的建議。該技術(shù)假設(shè)FPD的時(shí)間滯后近似為一個(gè)指數(shù)函數(shù)且通過(guò)計(jì)算從輻射檢測(cè)信號(hào)中去除滯后部分。其中發(fā)明人仔細(xì)地回顧了該美國(guó)專利給出的計(jì)算技術(shù)。然而卻發(fā)現(xiàn)不可能用一個(gè)指數(shù)函數(shù)來(lái)近似表示FPD的時(shí)間滯后，也不能利用該技術(shù)消除FPD的時(shí)間滯后(參看美國(guó)專利US 5,517,544)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明考慮到上述指出的現(xiàn)有技術(shù)的狀態(tài)，且其目的是提供一種用于完全消除輻射檢測(cè)裝置引起的從輻射檢測(cè)裝置取得的輻射檢測(cè)信號(hào)的時(shí)間滯后的X射線照相設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明，提供可以實(shí)現(xiàn)上述目的的一種用于獲取X射線照相圖像的X射線照相設(shè)備，該X射線照相設(shè)備包括輻射發(fā)射裝置，用于向受檢目標(biāo)發(fā)射輻射；信號(hào)采樣裝置，用于在預(yù)定采樣時(shí)間間隔從輻射檢測(cè)裝置取得輻射檢測(cè)信號(hào)；時(shí)間滯后去除裝置，用于基于由一個(gè)或多個(gè)具有不同衰減時(shí)間常數(shù)的指數(shù)函數(shù)形成的脈沖響應(yīng)引起了包含于信號(hào)采樣裝置在采樣時(shí)間間隔取得的每一個(gè)輻射檢測(cè)信號(hào)中滯后部分的假設(shè)，通過(guò)遞歸計(jì)算從各個(gè)輻射檢測(cè)信號(hào)中移去無(wú)滯后輻射檢測(cè)信號(hào)而得到無(wú)滯后輻射檢測(cè)信號(hào)；X射線照相圖像由從時(shí)間滯后去除裝置得到的無(wú)滯后輻射檢測(cè)信號(hào)得到。
根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)輻射發(fā)射裝置向受檢目標(biāo)發(fā)射輻射時(shí)，在預(yù)定采樣時(shí)間間隔從輻射檢測(cè)裝置輸出輻射檢測(cè)信號(hào)。基于由一個(gè)或多個(gè)具有不同衰減時(shí)間常數(shù)的指數(shù)函數(shù)形成的脈沖響應(yīng)引起了包含于信號(hào)采樣裝置在采樣時(shí)間間隔取得的每一個(gè)輻射檢測(cè)信號(hào)中的滯后部分的假設(shè)，時(shí)間滯后去除裝置及時(shí)(實(shí)時(shí))或不及時(shí)(非實(shí)時(shí))地執(zhí)行遞歸計(jì)算。即通過(guò)從各個(gè)輻射檢測(cè)信號(hào)中去除滯后部分得到無(wú)滯后輻射檢測(cè)信號(hào)。從這種完全去除了滯后部分的無(wú)滯后輻射檢測(cè)信號(hào)可以得到清晰的X射線照相圖像而沒(méi)有在前圖像后效應(yīng)引起的重影和模糊。
具體地說(shuō)，當(dāng)基于由多個(gè)具有不同衰減時(shí)間常數(shù)的指數(shù)函數(shù)形成的脈沖響應(yīng)引起了包含于每一個(gè)輻射檢測(cè)信號(hào)中的滯后部分的假設(shè)執(zhí)行遞歸計(jì)算時(shí)，與當(dāng)基于由一個(gè)指數(shù)函數(shù)形成的脈沖響應(yīng)引起了包含于每一個(gè)輻射檢測(cè)信號(hào)中的滯后部分的假設(shè)執(zhí)行的遞歸計(jì)算相比，可以得到更徹底去除了滯后部分的無(wú)滯后輻射檢測(cè)信號(hào)。
在本發(fā)明中，最好是設(shè)置時(shí)間滯后去除裝置以基于下述方程A-C執(zhí)行遞歸計(jì)算用于從各個(gè)輻射檢測(cè)信號(hào)中去除滯后部分Xk＝Y(jié)k-∑n＝1N{αn·[1-exp(Tn)]·exp(Tn)·Snk}......A
Tn＝-Δt/τn......BSnk＝Xk-1+exp(Tn)·Sn(k-1) ......C其中Δt采樣間隔；k表示在采樣時(shí)間序列中時(shí)間的第k個(gè)點(diǎn)的下標(biāo)；Yk在第k個(gè)采樣時(shí)刻得到的X射線檢測(cè)信號(hào)；Xk從信號(hào)Yk去除了滯后部分的無(wú)滯后X射線檢測(cè)信號(hào)；Xk-1在前一個(gè)時(shí)刻點(diǎn)得到的信號(hào)Xk；Sn(k-1)在前一個(gè)時(shí)刻點(diǎn)的Sn；exp指數(shù)函數(shù)；N具有不同形成脈沖響應(yīng)的時(shí)間常數(shù)的指數(shù)函數(shù)的數(shù)目；n表示形成脈沖響應(yīng)的指數(shù)函數(shù)其中之一的下標(biāo)；αn指數(shù)函數(shù)n的強(qiáng)度；以及τn指數(shù)函數(shù)n的衰減時(shí)間常數(shù)。
利用這種結(jié)構(gòu)，可以迅速?gòu)臉?gòu)成緊遞歸公式的方程A-C中得到無(wú)滯后X射線檢測(cè)信號(hào)Xk。即如圖8所示，當(dāng)在周期t0-t1固定量的輻射撞擊輻射檢測(cè)裝置時(shí)，如果輻射檢測(cè)裝置沒(méi)有引起時(shí)間滯后，則輻射檢測(cè)信號(hào)為如圖9中長(zhǎng)短交替虛線所示的固定值。
然而實(shí)際中，輻射檢測(cè)裝置引起了時(shí)間滯后并加到如圖9中斜線陰影所示的滯后部分。這導(dǎo)致了圖9中實(shí)線所示的輻射檢測(cè)信號(hào)Yk。在本發(fā)明中，方程A中的第二項(xiàng)“∑n＝1N{αn·[1-exp(Tn)]·exp(Tn)·Snk}”對(duì)應(yīng)著圖9中斜線陰影所示的滯后部分。將該滯后部分從輻射檢測(cè)信號(hào)Yk中取走。結(jié)果，無(wú)滯后輻射檢測(cè)信號(hào)Xk不再具有圖9中長(zhǎng)短交替虛線所示的滯后部分。
其中本發(fā)明所作的回顧表明美國(guó)專利US 5,249,123僅僅提供了圖1中實(shí)線所示輻射檢測(cè)信號(hào)的滯后部分?？梢源_定該美國(guó)專利不能得到?jīng)]有圖9中長(zhǎng)短交替虛線所示滯后部分的輻射檢測(cè)信號(hào)。
根據(jù)本實(shí)施例，最好是將信號(hào)采樣裝置設(shè)置為在輻射發(fā)射之前開(kāi)始在采樣時(shí)間間隔提取輻射檢測(cè)信號(hào)，并且將時(shí)間滯后去除裝置設(shè)置為利用在輻射發(fā)射之前得到的輻射檢測(cè)信號(hào)獲得無(wú)滯后輻射檢測(cè)信號(hào)。
利用這種結(jié)構(gòu)，時(shí)間滯后去除裝置可以利用在輻射發(fā)射之前得到的輻射檢測(cè)信號(hào)獲得無(wú)滯后輻射檢測(cè)信號(hào)。結(jié)果，可以通過(guò)去除包含于輻射檢測(cè)信號(hào)中的滯后部分在輻射發(fā)射時(shí)立刻完全地獲得無(wú)滯后的X射線檢測(cè)信號(hào)。
最好是將信號(hào)采樣裝置設(shè)置為在采樣時(shí)間間隔之間的各個(gè)周期連續(xù)地取得用于一幅X射線照相圖像的輻射檢測(cè)信號(hào)，并且將時(shí)間滯后去除裝置設(shè)置為在采樣時(shí)間間隔之間的各個(gè)周期連續(xù)地獲得對(duì)應(yīng)著用于一幅X射線照相圖像的輻射檢測(cè)信號(hào)的無(wú)滯后輻射檢測(cè)信號(hào)，在采樣時(shí)間間隔從無(wú)滯后輻射檢測(cè)信號(hào)連續(xù)得到的X射線照相圖像用于動(dòng)態(tài)顯示。
利用這種結(jié)構(gòu)，每一幅X射線照相圖像均沒(méi)有時(shí)間滯后，這能夠清晰動(dòng)態(tài)地顯示而沒(méi)有在前圖像后效應(yīng)引起的模糊。
而且更期望可以實(shí)時(shí)地執(zhí)行無(wú)滯后輻射檢測(cè)信號(hào)的計(jì)算以及獲得并動(dòng)態(tài)圖像顯示X射線照相圖像。
這種構(gòu)造使得可以實(shí)時(shí)地進(jìn)行X射線照相圖像的動(dòng)態(tài)顯示。
根據(jù)本發(fā)明，輻射檢測(cè)裝置可以為具有縱向和橫向設(shè)置于輻射檢測(cè)平面上的多個(gè)半導(dǎo)體或X射線檢測(cè)單元的平板X射線檢測(cè)器。
在使用平板X射線檢測(cè)器的情況下，時(shí)間滯后去除裝置消除了平板X射線檢測(cè)器引起的輻射檢測(cè)信號(hào)時(shí)間滯后。還可以從輸出圖像中去除復(fù)雜的檢測(cè)失真。


為了說(shuō)明本發(fā)明的目的，其中以附圖的形式給出本發(fā)明的幾種優(yōu)選實(shí)施例，但是可以理解的是本發(fā)明并不限于所示的確切的設(shè)計(jì)和裝置。
圖1所示為利用傳統(tǒng)技術(shù)從一個(gè)輻射檢測(cè)信號(hào)中去除時(shí)間滯后得到的結(jié)果；圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例中熒光檢查設(shè)備整體構(gòu)造的方框圖；圖3所示為第一實(shí)施例中使用的FPD的平面圖；圖4所示為在第一實(shí)施例中X射線照相期間X射線檢測(cè)信號(hào)采樣狀態(tài)的示意圖；圖5所示為第一實(shí)施例中X射線照相過(guò)程的流程圖；圖6所示為第一實(shí)施例中用于去除時(shí)間滯后的遞歸計(jì)算的流程圖；圖7所示為第二實(shí)施例中X射線照相過(guò)程的流程圖；圖8所示為X射線檢測(cè)裝置輻射入射的狀態(tài)圖；以及圖9所示為一個(gè)輻射檢測(cè)信號(hào)的一個(gè)時(shí)間滯后。
具體實(shí)施例方式
下面將參考附圖對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
<第一實(shí)施例>
圖2所示為第一實(shí)施例中熒光檢查設(shè)備整體構(gòu)造的方框圖。
如圖2所示，熒光檢查設(shè)備包括用于向病人M發(fā)射X射線的X射線管(輻射發(fā)射裝置)1；用于檢測(cè)通過(guò)病人M透射的X射線的FPD2(輻射檢測(cè)設(shè)備)；模數(shù)轉(zhuǎn)換器(信號(hào)采樣裝置)3，用于在預(yù)定采樣時(shí)間間隔Δt將取自FPD(平板X射線檢測(cè)器)2的X射線信號(hào)數(shù)字化；檢測(cè)信號(hào)處理器4，用于基于模數(shù)轉(zhuǎn)換器3輸出的X射線檢測(cè)信號(hào)創(chuàng)建X射線圖像；以及圖像監(jiān)視器5，用于顯示檢測(cè)信號(hào)處理器4創(chuàng)建的X射線圖像。即本設(shè)備的構(gòu)造用于當(dāng)病人M被X射線照射時(shí)，通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器3從取自FPD2的X射線檢測(cè)信號(hào)得到X射線圖像，并將得到的X射線圖像顯示于圖像顯示器5的屏幕上。下面將對(duì)第一實(shí)施例設(shè)備中各個(gè)構(gòu)成部分進(jìn)行具體詳細(xì)說(shuō)明。
X射線管1和FPD2在病人M周圍彼此相對(duì)設(shè)置。當(dāng)進(jìn)行X射線照相時(shí)，X射線發(fā)射控制器6控制X射線管1以錐形束的形式向病人M發(fā)射X射線。同時(shí)，X射線發(fā)射產(chǎn)生的病人M穿透X射線圖像投射到FPD2的X射線檢測(cè)表面。
分別通過(guò)X射線管移動(dòng)機(jī)制7和X射線檢測(cè)器移動(dòng)機(jī)制8，X射線管1和FPD2沿著病人M來(lái)回地移動(dòng)。在移動(dòng)X射線管1和FPD2時(shí)，照射及檢測(cè)系統(tǒng)移動(dòng)控制器9控制X射線管移動(dòng)機(jī)制7和X射線檢測(cè)器移動(dòng)機(jī)制8使彼此相對(duì)的X射線管1和FPD2恒定地以與FPD2的X射線檢測(cè)表面一致的X射線發(fā)射中心為中心一起移動(dòng)。當(dāng)然，X射線管1和FPD2的移動(dòng)引起X射線照射病人位置的變化，因此引起X射線照相位置的移動(dòng)。
如圖3所示，F(xiàn)PD2在投射病人M穿透X射線圖像的X射線檢測(cè)表面上，具有多個(gè)沿著病人M身體軸X方向和垂直于身體軸的Y方向而縱向以及橫向設(shè)置的X射線檢測(cè)單元2a。例如，設(shè)置X射線檢測(cè)單元2a以在X射線檢測(cè)表面上形成大約30厘米長(zhǎng)、30厘米寬的1024×1024矩陣。FPD2的每一個(gè)X射線檢測(cè)單元2a都對(duì)應(yīng)著檢測(cè)信號(hào)處理器4創(chuàng)建的一幅X射線圖像上的一個(gè)象素?；谌∽訤PD2的X射線檢測(cè)信號(hào)，檢測(cè)信號(hào)處理器4創(chuàng)建對(duì)應(yīng)著投射到X射線檢測(cè)平面的穿透X射線圖像的X射線圖像。
模數(shù)轉(zhuǎn)換器3在采樣時(shí)間間隔Δt連續(xù)地提取用于每一幅X射線圖像的X射線檢測(cè)信號(hào)，并將用于X射線圖像的X射線檢測(cè)信號(hào)存儲(chǔ)于位于轉(zhuǎn)換器3下行的存儲(chǔ)器10中。在X射線照射(偏置狀態(tài))之前開(kāi)始X射線檢測(cè)信號(hào)的采樣(提取)操作。
即如圖4所示，在采樣間隔Δt之間的各個(gè)周期采集所有用于穿透X射線圖像的X射線檢測(cè)信號(hào)并相繼將其存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器10中，模數(shù)轉(zhuǎn)換器3執(zhí)行的X射線檢測(cè)信號(hào)采樣可以在操作員手動(dòng)地或作為X射線發(fā)射命令互鎖自動(dòng)地進(jìn)行X射線的發(fā)射之前進(jìn)行。
如圖2所示，第一實(shí)施例中的熒光檢查設(shè)備包括用于獲取無(wú)滯后輻射檢測(cè)信號(hào)的時(shí)間滯后去除器11?；诙鄠€(gè)具有不同衰減時(shí)間常數(shù)的指數(shù)函數(shù)形成的脈沖響應(yīng)引起了包含于在采樣時(shí)間間隔取自FPD2的每一個(gè)輻射檢測(cè)信號(hào)中的滯后部分的假設(shè)，通過(guò)遞歸計(jì)算從每一個(gè)輻射檢測(cè)信號(hào)中移出無(wú)滯后輻射檢測(cè)信號(hào)。
如圖9中實(shí)線所示，F(xiàn)PD2有一部分未被取走的X射線檢測(cè)信號(hào)，并且在取走信號(hào)之后這部分殘留成了滯后部分(陰影部分)。時(shí)間滯后去除器11移走該滯后部分以產(chǎn)生無(wú)滯后X射線檢測(cè)信號(hào)。基于這種無(wú)滯后X射線檢測(cè)信號(hào)，檢測(cè)信號(hào)處理器4創(chuàng)建對(duì)應(yīng)著投射到X射線檢測(cè)平面的穿透X射線圖像的X射線圖像。
具體地說(shuō)，時(shí)間滯后去除器11利用下列方程A-C執(zhí)行用于從各個(gè)X射線檢測(cè)信號(hào)中去除滯后部分的遞歸計(jì)算處理Xk＝Y(jié)k-∑n＝1N{αn·[1-exp(Tn)]·exp(Tn)·Snk} ......ATn＝-Δt/τn......BSnk＝Xk-1+exp(Tn)·Sn(k-1)......C其中Δt為采樣間隔；k為表示在采樣時(shí)間序列中時(shí)間的第k個(gè)點(diǎn)的下標(biāo)；Yk為在第k個(gè)采樣時(shí)刻得到的X射線檢測(cè)信號(hào)；Xk為從信號(hào)Yk去除了滯后部分的無(wú)滯后X射線檢測(cè)信號(hào)；Xk-1為在前一個(gè)時(shí)刻點(diǎn)得到的信號(hào)Xk；Sn(k-1)為在前一個(gè)時(shí)刻點(diǎn)的Sn；exp為指數(shù)函數(shù)；N為具有形成不同脈沖響應(yīng)的時(shí)間常數(shù)的指數(shù)函數(shù)的數(shù)目；下標(biāo)n表示形成脈沖響應(yīng)的指數(shù)函數(shù)其中之一；αn為指數(shù)函數(shù)n的強(qiáng)度；以及τn為指數(shù)函數(shù)n的衰減時(shí)間常數(shù)。
即方程A中的第二項(xiàng)“∑n＝1N{βn·[1-exp(Tn)]·exp(Tn)·Snk}”對(duì)應(yīng)著滯后部分。這樣，第一實(shí)施例中的設(shè)備迅速?gòu)臉?gòu)成緊遞歸公式的方程A-C中得到無(wú)滯后X射線檢測(cè)信號(hào)Xk。
在第一實(shí)施例中，模數(shù)轉(zhuǎn)換器3、檢測(cè)信號(hào)處理器4、X射線發(fā)射控制器6、照射及檢測(cè)系統(tǒng)移動(dòng)控制器9以及時(shí)間滯后去除器11均具有指令以及從操作單元12輸入的數(shù)據(jù)或X射線照相進(jìn)行過(guò)程中從主控制器13輸出的各種命令控制的可操作性。
接著，將參考附圖對(duì)第一實(shí)施例中設(shè)備執(zhí)行X射線照相的操作進(jìn)行具體說(shuō)明。
在X射線照射(偏置狀態(tài))之前，模數(shù)轉(zhuǎn)換器3開(kāi)始在采樣時(shí)間間隔Δt(＝1/30秒)之間的每一個(gè)周期從FPD2中提取用于一幅X射線圖像的X射線檢測(cè)信號(hào)Yk。將提取的X射線檢測(cè)信號(hào)存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器10中。
在操作員向病人M發(fā)射連續(xù)或間歇X射線的同時(shí)，模數(shù)轉(zhuǎn)換器3在采樣時(shí)間間隔Δt之間的每一個(gè)周期連續(xù)提取用于一幅X射線圖像的X射線檢測(cè)信號(hào)Yk并將信號(hào)存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器10中。
當(dāng)X射線發(fā)射完成時(shí)，操作進(jìn)行到步驟S4。當(dāng)X射線發(fā)射未完成時(shí)，操作返回步驟S2。
從存儲(chǔ)器10中讀取在一個(gè)采樣序列采集的一幅X射線圖像的X射線檢測(cè)信號(hào)Yk。
基于方程A-C，時(shí)間滯后去除器11執(zhí)行遞歸計(jì)算并從各個(gè)X射線檢測(cè)信號(hào)Yk中得到無(wú)滯后X射線檢測(cè)信號(hào)Xk，即象素值。
基于一個(gè)采樣序列(一幅X射線圖像)的無(wú)滯后X射線檢測(cè)信號(hào)Xk，檢測(cè)信號(hào)處理器4創(chuàng)建一幅X射線圖像。
將創(chuàng)建的X射線圖像顯示于圖像監(jiān)視器5上。
當(dāng)存儲(chǔ)器10中有剩余的未處理X射線檢測(cè)信號(hào)Yk時(shí)，操作返回步驟S4。當(dāng)沒(méi)有剩余未處理X射線檢測(cè)信號(hào)Yk時(shí)，X射線照相結(jié)束。
在第一實(shí)施例中，在采樣時(shí)間間隔Δt(＝1/30秒)之間的每一個(gè)周期，時(shí)間滯后去除器11計(jì)算對(duì)應(yīng)著一幅X射線圖像X射線檢測(cè)信號(hào)Yk的無(wú)滯后X射線檢測(cè)信號(hào)Xk，并且檢測(cè)信號(hào)處理器4創(chuàng)建X射線圖像。即本設(shè)備的構(gòu)造還可以以近似每秒30幅圖像的速率接連地創(chuàng)建X射線圖像并連續(xù)地顯示創(chuàng)建的X射線圖像。則這樣可以執(zhí)行X射線圖像的動(dòng)態(tài)顯示。
由于從各個(gè)X射線圖像中去除了滯后部分，在X射線照相過(guò)程中，即使射線照相的位置移動(dòng)，本實(shí)施例的設(shè)備也能夠顯示沒(méi)有在前圖像后效應(yīng)導(dǎo)致重影的清晰動(dòng)態(tài)圖像。
接著，將對(duì)上述步驟S5中時(shí)間滯后去除器11執(zhí)行的遞歸計(jì)算處理進(jìn)行具體地說(shuō)明。圖6所示為第一實(shí)施例中用于去除時(shí)間滯后的遞歸計(jì)算的流程圖。
在X射線發(fā)射之前，在方程A中設(shè)置k＝0、X0＝0，并在方程C中設(shè)置Sn0＝0作為初始值。當(dāng)指數(shù)函數(shù)的數(shù)目為3(n＝3)時(shí)，將S10、S20和S30均設(shè)為0。
在方程A和C中，設(shè)置k＝1，從方程C中得到S11、S21和S31，即Sn1＝X0+exp(Tn)·Sn0。此外，通過(guò)將得到的S11、S21和S31和X射線檢測(cè)信號(hào)Y1代入方程A得到無(wú)滯后X射線檢測(cè)信號(hào)X1。
將方程A和C中k加1(k＝k+1)之后，將前一次得到的Xk-1代入方程C得到S1k、S2k和S3k。此外，將S1k、S2k和S3k和X射線檢測(cè)信號(hào)Yk代入方程A得到無(wú)滯后X射線檢測(cè)信號(hào)Xk。
當(dāng)剩余有未處理X射線檢測(cè)信號(hào)Yk時(shí)，操作返回步驟Q3。當(dāng)沒(méi)有未處理X射線檢測(cè)信號(hào)Yk剩余時(shí)，操作前進(jìn)到步驟Q5。
得到一個(gè)采樣序列(一幅X射線圖像)的無(wú)滯后X射線檢測(cè)信號(hào)Xk以完成一個(gè)采樣序列的遞歸計(jì)算。
如上所述，根據(jù)第一實(shí)施例的熒光檢查設(shè)備，當(dāng)時(shí)間滯后去除器11通過(guò)遞歸計(jì)算從各個(gè)X射線檢測(cè)信號(hào)中移除滯后部分而得到無(wú)滯后X射線檢測(cè)信號(hào)時(shí)，做了多個(gè)具有不同衰減時(shí)間常數(shù)的指數(shù)函數(shù)形成的脈沖響應(yīng)引起了包含于每一個(gè)輻射檢測(cè)信號(hào)中的滯后部分的假設(shè)。這樣，與單個(gè)指數(shù)函數(shù)形成的脈沖響應(yīng)引起了滯后部分的假設(shè)相比，得到的無(wú)滯后X射線檢測(cè)信號(hào)中的滯后部分被完全去除。
在第一實(shí)施例中，在X射線發(fā)射之前，時(shí)間滯后去除器11通過(guò)使用模數(shù)轉(zhuǎn)換器3取得的X射線檢測(cè)信號(hào)得到無(wú)滯后X射線檢測(cè)信號(hào)。結(jié)果，在X射線發(fā)射時(shí)，通過(guò)去除包含于X射線檢測(cè)信號(hào)中的滯后部分，可以在X射線發(fā)射時(shí)立刻完全地獲得無(wú)滯后X射線檢測(cè)信號(hào)。
<第二實(shí)施例>
在第二實(shí)施例中，在采樣時(shí)間間隔Δt(＝1/30秒)之間的每一個(gè)周期，時(shí)間滯后去除器11計(jì)算對(duì)應(yīng)著一幅X射線圖像的X射線檢測(cè)信號(hào)Yk的無(wú)滯后X射線檢測(cè)信號(hào)Xk，并且檢測(cè)信號(hào)處理器4創(chuàng)建X射線圖像。
除了設(shè)備的結(jié)構(gòu)用于以大約30幅圖像每秒的速率接連實(shí)時(shí)創(chuàng)建X射線圖像并實(shí)時(shí)連續(xù)顯示創(chuàng)建的X射線圖像之外，本實(shí)施例與第一實(shí)施例具有相同的結(jié)構(gòu)和功能。不再對(duì)與第一實(shí)施例共有的特征進(jìn)行說(shuō)明，而將對(duì)與第一實(shí)施例不同指出進(jìn)行說(shuō)明。
將參考附圖對(duì)第二實(shí)施例中設(shè)備執(zhí)行X射線照相的操作進(jìn)行說(shuō)明。
圖7所示為第二實(shí)施例中X射線照相過(guò)程的流程圖。
在X射線照射(偏置狀態(tài))之前，模數(shù)轉(zhuǎn)換器3開(kāi)始在采樣時(shí)間間隔Δt(＝1/30秒)之間的每一個(gè)周期從FPD2中提取用于一幅X射線圖像的X射線檢測(cè)信號(hào)Yk。將提取的X射線檢測(cè)信號(hào)存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器10中。
在操作員向病人M發(fā)射連續(xù)或間歇X射線的同時(shí)，模數(shù)轉(zhuǎn)換器3在采樣時(shí)間間隔Δt之間的每一個(gè)周期連續(xù)提取用于一幅X射線圖像的X射線檢測(cè)信號(hào)Yk并將信號(hào)存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器10中。
從存儲(chǔ)器10中讀取在一個(gè)采樣序列采集的一幅X射線圖像的X射線檢測(cè)信號(hào)Yk。
基于方程A-C，時(shí)間滯后去除器11執(zhí)行遞歸計(jì)算并從各個(gè)X射線檢測(cè)信號(hào)Yk中得到無(wú)滯后X射線檢測(cè)信號(hào)Xk，即象素值。
基于一個(gè)采樣序列(一幅X射線圖像)的無(wú)滯后X射線檢測(cè)信號(hào)Xk，檢測(cè)信號(hào)處理器4創(chuàng)建一幅X射線圖像。
立刻將創(chuàng)建的X射線圖像顯示于圖像監(jiān)視器5上。
當(dāng)X射線發(fā)射未完成時(shí)，操作返回步驟R2。當(dāng)X射線發(fā)射完成時(shí)，X射線照相結(jié)束。
如上所述，根據(jù)第二實(shí)施例，在采樣時(shí)間間隔Δt(＝1/30秒)，即以每秒中大約30幅圖像的速率實(shí)時(shí)創(chuàng)建并顯示X射線圖像。則可以實(shí)時(shí)執(zhí)行X射線圖像的動(dòng)態(tài)顯示。
本發(fā)明并不限于上述實(shí)施例，可以進(jìn)行如下改進(jìn)(1)上述第一和第二實(shí)施例采用FPD作為輻射檢測(cè)裝置。還可以將本發(fā)明應(yīng)用于除引起X射線檢測(cè)信號(hào)時(shí)間滯后的FPD之外具有輻射檢測(cè)裝置的設(shè)備中。
(2)與第二實(shí)施例相同，可以將上述第一實(shí)施例中的設(shè)備構(gòu)造為可以選擇使時(shí)間滯后去除器11計(jì)算無(wú)滯后X射線檢測(cè)信號(hào)Xk和檢測(cè)信號(hào)處理器4創(chuàng)建X射線圖像實(shí)時(shí)地進(jìn)行。
(3)當(dāng)?shù)谝缓偷诙?shí)施例中的設(shè)備為熒光檢查設(shè)備時(shí)，還可將本發(fā)明應(yīng)用于除熒光檢查設(shè)備之外的設(shè)備，諸如X射線CT設(shè)備。
(4)第一和第二實(shí)施例中的設(shè)備被設(shè)計(jì)為醫(yī)用。本發(fā)明不僅可以應(yīng)用于這種醫(yī)療設(shè)備中，還可以用作諸如無(wú)損探傷設(shè)備之類的工業(yè)用設(shè)備。
(5)在第一和第二實(shí)施例中使用X射線作為輻射。本發(fā)明還可以應(yīng)用于使用除X射線之外輻射的設(shè)備中。
不脫離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)或本質(zhì)特點(diǎn)，可以將本發(fā)明包含于其他特定形式中，所以，參考所附的權(quán)利要求作為本發(fā)明的范圍，而不是前述說(shuō)明書。
權(quán)利要求
1.一種用于獲取X射線照相圖像的X射線照相設(shè)備包括輻射發(fā)射裝置，用于向受檢目標(biāo)發(fā)射輻射；信號(hào)采樣裝置，用于在預(yù)定采樣時(shí)間間隔從輻射檢測(cè)裝置取得輻射檢測(cè)信號(hào)；時(shí)間滯后去除裝置，用于基于由一個(gè)或多個(gè)具有不同衰減時(shí)間常數(shù)的指數(shù)函數(shù)形成的脈沖響應(yīng)引起了包含于所述信號(hào)采樣裝置在采樣時(shí)間間隔取得的每一個(gè)所述輻射檢測(cè)信號(hào)中的滯后部分的假設(shè)，通過(guò)遞歸計(jì)算從各個(gè)輻射檢測(cè)信號(hào)中移去所述無(wú)滯后輻射檢測(cè)信號(hào)而得到無(wú)滯后輻射檢測(cè)信號(hào)；所述X射線照相圖像由從所述時(shí)間滯后去除裝置得到的所述無(wú)滯后輻射檢測(cè)信號(hào)得到。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線照相設(shè)備，其特征在于設(shè)置時(shí)間滯后去除裝置以基于下述方程A-C執(zhí)行遞歸計(jì)算用于從各個(gè)輻射檢測(cè)信號(hào)中去除滯后部分Xk＝Y(jié)k-∑n＝1N{an·[1-exp(Tn)]·exp(Tn)·Snk}......ATn＝-Δt/τn......BSnk＝Xk-1+exp(Tn)·Sn(k-1)......C其中Δt采樣間隔；k表示在采樣時(shí)間序列中時(shí)間的第k個(gè)點(diǎn)的下標(biāo)；Yk在第k個(gè)采樣時(shí)刻得到的X射線檢測(cè)信號(hào)；Xk從信號(hào)Yk去除了滯后部分的無(wú)滯后X射線檢測(cè)信號(hào)；Xk-1在前一個(gè)時(shí)刻點(diǎn)得到的信號(hào)Xk；Sn(k-1)在前一個(gè)時(shí)刻點(diǎn)的Sn；exp指數(shù)函數(shù)；N具有不同形成脈沖響應(yīng)的時(shí)間常數(shù)的指數(shù)函數(shù)的數(shù)目；n表示形成脈沖響應(yīng)的指數(shù)函數(shù)其中之一的下標(biāo)；an指數(shù)函數(shù)n的強(qiáng)度；以及τn指數(shù)函數(shù)n的衰減時(shí)間常數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線照相設(shè)備，其特征在于將所述信號(hào)采樣裝置設(shè)置為在輻射發(fā)射之前開(kāi)始在采樣時(shí)間間隔提取輻射檢測(cè)信號(hào)，并且將所述時(shí)間滯后去除裝置設(shè)置為利用在輻射發(fā)射之前得到的輻射檢測(cè)信號(hào)獲得無(wú)滯后輻射檢測(cè)信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線照相設(shè)備，其特征在于將所述信號(hào)采樣裝置設(shè)置為在采樣時(shí)間間隔之間的各個(gè)周期連續(xù)地取得用于一幅X射線照相圖像的輻射檢測(cè)信號(hào)，并且將所述時(shí)間滯后去除裝置設(shè)置為在采樣時(shí)間間隔之間的各個(gè)周期連續(xù)地獲得對(duì)應(yīng)著用于一幅X射線照相圖像的輻射檢測(cè)信號(hào)的無(wú)滯后輻射檢測(cè)信號(hào)，在采樣時(shí)間間隔從無(wú)滯后輻射檢測(cè)信號(hào)連續(xù)得到的X射線照相圖像用于動(dòng)態(tài)顯示。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的X射線照相設(shè)備，其特征在于實(shí)時(shí)地執(zhí)行所述無(wú)滯后輻射檢測(cè)信號(hào)的計(jì)算以及獲得并動(dòng)態(tài)圖像顯示X射線照相圖像。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線照相設(shè)備，其特征在于所述輻射檢測(cè)裝置為具有縱向和橫向設(shè)置于輻射檢測(cè)平面上的多個(gè)半導(dǎo)體或X射線檢測(cè)單元的平板X射線檢測(cè)器。
全文摘要
當(dāng)X射線管發(fā)射X射線時(shí)，X光線照相設(shè)備從取自平板X射線檢測(cè)器的輻射檢測(cè)信號(hào)中獲取除去了滯后部分的無(wú)滯后輻射檢測(cè)信號(hào)。當(dāng)假設(shè)由N個(gè)具有不同衰減時(shí)間常數(shù)的指數(shù)函數(shù)形成的脈沖響應(yīng)引起包含于每一個(gè)所述輻射檢測(cè)信號(hào)中的滯后部分時(shí)，利用遞歸計(jì)算去除滯后部分。由無(wú)滯后輻射檢測(cè)信號(hào)創(chuàng)建X射線圖像。
文檔編號(hào)H04N5/357GK1520780SQ20041000394
公開(kāi)日2004年8月18日 申請(qǐng)日期2004年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月12日
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