射线照明设备和辐射检测信号处理方法技术

依据本发明专利技术的射线照相设备包括用于预先存储用于脉冲响应的指数函数的强度和Ｘ射线剂量之间的对应关系的响应系数与剂量关系存储器。指数函数的强度确定了关于在实施的递归计算中的脉冲响应的环境以从ＦＰＤ输出的Ｘ射线检测信号去除滞后部分，因此获得校正Ｘ射线信号。基于指数函数的强度和辐射剂量之间的对应关系，脉冲响应系数给定装置设置对应于用于被检测目标的Ｘ射线剂量的脉冲响应系数。通过设置的对应于用于被检测目标的Ｘ射线剂量的指数函数的强度，时滞去除装置执行递归计算以用于时滞去除，从而从每个Ｘ射线检测信号完全地去除滞后部分。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于医学或工业用途的，该方法用于当从辐射发射装置发射辐射时，通过来自辐射检测装置的信号采样装置，基于在预定采样时间间隔获得的辐射检测信号获得射线照相图像。更具体地，由于辐射检测装置，本专利技术涉及用于消除取自辐射检测装置的辐射检测信号的时滞的技术。
技术介绍
在为射线照相设备的典型例的医学荧光检查设备中，最近已使用平板X射线检测装置(下文中方便地称为“FPD”)作为X射线检测装置以用于检测由X射线管发射的X射线产生的病人的X射线穿透图像。该FPD包括纵向和横向地设置于X射线检测表面上的许多半导体或其它的X射线检测元件。也就是，在荧光检查设备中，当以来自X射线管的X射线辐射病人时，在FPD的采样时间间隔处获得用于一个X射线图像的X射线检测信号。基于X射线检测信号，构造荧光检查设备以针对采样间隔间的每个周期获得对应于病人的X射线穿透图像的X射线图像。由于相比于迄今为止使用的图像增强器，FPD更亮并且更少的倾于复杂的检测失真，在设备的构造和图像处理方面，FPD的用途是有优点的。然而，该FPD具有引起在X射线图象中出现不利影响的时滞的缺点。具体的，当在短采样时间间隔处从FPD得到X射线检测信号时，未拾取的剩余信号作为滞后部分加至下一个X射线检测信号。这样，当以每秒30个采样间隔从FPD获得用于一个图像的X射线检测信号以产生用于动态显示的X射线图像时，滞后部分作为在后图像显示于在前的屏幕以产生重像。这导致了麻烦，比如动态图像的模糊。US专利No.5,249,123给出了解决在获得计算机层析成像图像(CT图像)中由FPD引起的时滞问题的方法。该被提出的技术使用计算，用于在采样时间间隔Δt处从FPD获得的每个辐射检测信号中消除滞后部分。即，在上面的美国专利中，由于以多个指数函数组成的脉冲响应，假设滞后部分包括在采样时间间隔处获得的每个辐射检测信号中，并且使用下面的方程以导出具有从辐射检测信号yk去除滞后部分的辐射检测信号xkxk＝·exp(Tn)·Snk}]/∑n＝1Nβn其中Tn＝-Δt/τn，Snk＝xk-1+exp(Tn)·Sn(k-1)，以及βn＝αn·，其中，Δt采样间隔；k表示在采样时间序列中第k时间点的下标；N具有形成该脉冲响应的不同时间常量的指数函数的数量；n表示形成脉冲响应的一个指数函数的下标；αn指数函数n的强度；以及τn指数函数n的衰减时间常量；于此，在上面的美国专利中专利技术人已尝试了提出的计算技术。然而，由于时滞和不能获得令人满意的X射线图像，获得的仅仅的结果是上面的技术不能避免后生现象。已经证实由于FPD，时滞部分是不能消除的。进一步，美国专利No.5,517,544给出了解决在获得CT图像中由FPD引起的时滞问题的不同方法。该技术假设通过一个指数函数近似FPD的时滞，并通过计算从辐射检测信号中去除滞后部分。在此，专利技术人已经仔细的回顾了在该美国专利中提出的计算技术。然而，已经发现其不可能用一个指数函数近似FPD的时滞，并且通过该技术也不能消除时滞。
技术实现思路
本专利技术已经考虑了上面所述的相关技术的情况，并且其目的是提供一种，该方法用于精确消除由于辐射检测装置所产生的从辐射检测装置获得的辐射检测信号的时滞。下面的技术可以可信的完全消除FPD的时滞。具体的，在处理FPD的时滞中，由于基于下面的递归方程A-C中的脉冲响应，该技术去除了滞后部分Xk＝Yk-∑n＝1N{αn··exp(Tn)·Snk}...ATn＝-Δt/τn...BSnk＝Xk-1+exp(Tn)·Sn(k-1)...C其中，Δt采样时间间隔；k表示在采样时间序列中第k时间点的下标；Yk在第k采样时间处获得的X射线检测信号；Xk具有从信号Yk去除滞后部分的已校正X射线检测信号；Xk-1在前面的时间点获得的信号Xk；Sn(k-1)在前面的时间点的Snk；exp指数函数；N具有形成脉冲响应的不同的时间常量的指数函数的数量；n表示形成脉冲响应的一个指数函数的下标；αn指数函数n的强度；以及τn指数函数n的衰减时间常量；以及当k＝0、X0＝0并且Sn0＝0。然而，尽管上面提出的技术能够将时滞消除至相当可观的程度，但其不能精确消除FPD的时滞。在此，专利技术人继续它们的研究以获得进一步的改进。对于通过上面的技术提出的递归计算，预先确定规定了关于脉冲响应的环境的脉冲响应(impulse response)系数N、αn和τn。系数固定，X射线检测信号Yk应用于方程A-C，从而获得无时滞X射线检测信号Xk。在这种情况下，如果辐射检测信号Yk是相同的，也固定了对应于包括在辐射检测信号中的时滞的脉冲响应。然而，在实际的FPD中，对应于时滞的脉冲响应不是固定的。对于不固定的脉冲响应的原因，专利技术人在各种环境下实施了实验，并得到了下面的发现。即，已经发现随着辐射的辐射剂量(例如X射线)，脉冲响应是可变的。图6是示出了发现的示意图，其中，水平轴表示辐射的辐射剂量W，而垂直轴表示指数函数n的强度αn。另一个脉冲响应系数N和τn是固定的。从图6中可以看出，当改变辐射的辐射剂量时，指数函数的强度αn也相应的变化。当αn和N是固定的时，τn随辐射的辐射剂量变化。当αn和τn是固定的时，N随辐射的辐射剂量变化。由于辐射的辐射剂量依据射线照相环境频繁地变化，即使在同一FPD中，作为脉冲响应系数的N、αn和τn的适当值也频繁的变化。这样，已经发现脉冲响应系数的合适值随着辐射的辐射剂量是可变的。已对上述发现进行了连续的研究。预先确定和存储确定了关于在用于去除时滞的递归计算中脉冲响应的环境的脉冲响应系数和辐射的辐射剂量之间的关系。依据脉冲响应系数和辐射的辐射剂量之间的关系设置对应于发射至被检测病人的辐射剂量的脉冲响应系数。基于设置的脉冲响应系数，实现递归计算以从每个辐射检测信号中去除滞后部分。然后，可以精确去除滞后部分。这些是作为了研究结果的结论发现。基于上面的发现，本专利技术提供了一种射线照相设备，其具有用于朝向被检测目标发射辐射的辐射发射装置，用于检测发射的穿过被检测目标的辐射的辐射检测装置，以及用于在预定的采样时间间隔处从辐射检测装置获取辐射检测信号的信号采样装置，以用于在发射辐射至待检测目标时，基于在预定的采样时间间隔处从辐射检测装置输出的辐射检测信号获得射线照相图像，该设备包括基于假设包括在预定采样时间间隔处取得的每个所述辐射检测信号中的滞后部分是归因于以单独的指数函数或具有不同衰减时间常量的多个指数函数形成的脉冲响应，用于通过递归计算从辐射检测信号去除滞后部分的时滞去除装置；响应系数与剂量关系存储器，用于预先存储脉冲响应系数和辐射剂量之间的对应关系，脉冲响应系数确定关于通过所述时滞去除装置执行的递归计算中的脉冲响应的环境；以及基于存储在响应系数与剂量关系存储器中的脉冲响应系数和辐射剂量之间的对应关系，用于设置对应于用于被检测目标的辐射剂量的脉冲响应系数的脉冲响应系数给定装置；其中通过根据脉冲响应系数给定装置设置的脉冲响应系数执行递归计算，设置所述时滞去除装置以获得已校正的辐射检测信号，以从辐射检测信号去除滞后部分。在依据本专利技术的射线照相设备中，当从辐射发射装置发射至待检测目标的辐射时，在预定的采样时间间隔处从辐射检测装置输出辐射检测信号。把包括在每本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种射线照相设备，具有用于朝向被检测目标发射辐射的辐射发射装置，用于检测发射的穿过被检测目标的辐射的辐射检测装置，以及用于在预定的采样时间间隔处取得来自辐射检测装置的辐射检测信号的信号采样装置，以用于在发射辐射至被检测目标时，在预定的采样时间间隔处基于从辐射检测装置输出的辐射检测信号获得射线照相图像，所述设备包括：基于假设包括在预定采样时间间隔处取得的每个所述辐射检测信号中的滞后部分是归因于以单独的指数函数或具有不同衰减时间常量的多个指数函数形成的脉冲响应，用于通过递 归计算从辐射检测信号去除滞后部分的时滞去除装置；响应系数与剂量关系存储装置，用于预先存储脉冲响应系数和辐射剂量之间的对应关系，其中脉冲响应系数确定关于通过所述时滞去除装置执行的递归计算中的脉冲响应的环境；以及：基于存储在响应 系数与剂量关系存储装置中的脉冲响应系数和辐射剂量之间的对应关系，用于设置对应于用于被检测目标的辐射剂量的脉冲响应系数的脉冲响应系数给定装置；其中通过根据脉冲响应系数给定装置设置的脉冲响应系数执行递归计算，设置所述时滞去除装置以获得校 正辐射检测信号，以从辐射检测信号去除滞后部分。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：冈村升一，
申请(专利权)人：株式会社岛津制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]