(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線診断装置であって、
Ｘ線ビーム束（３）の発生のためのＸ線管（１）用の高電圧発生器（２）と、Ｘ線ビーム束（３）内に配置された固体イメージセンサ（５）とを有しており、
該固体イメージセンサはマトリクス状に配置された光電的パイクセルエレメント（１１）を備え、更に前記固体イメージセンサに接続されていて、Ｘ線量に依存して前記高電圧発生器（２）の制御を行う制御装置（８）を有しており、
前記制御装置（８）は計算回路（９）を有し、且つ次のように構成されており、すなわちＸ線撮影のための第１の短いＸ線パルスが生成され、それに引き続いて測定値検出のため固体イメージセンサ（５）の第１の読出が行われるように構成されており、
当該測定値は透過性を求めるべく前記計算回路（９）に供給され、
該計算回路は検出された測定値に基づき、最適のＸ線量を計算し、
当該計算値に基づいて、第２のＸ線パルスが生成されるように構成されており、
次いで前記固体イメージセンサ（５）が完全に読出され、
当該第２の読出しの読出された値は、前記計算回路（９）によって画素毎に前記第１の読出しの値とまとめられてＸ線画像が得られる、ことを特徴とする固体イメージセンサ付Ｘ線診断装置。
【請求項２】
前記固体イメージセンサ（５）はａＳｉ：Ｈ検出器を有する、請求項１記載のＸ線診断装置。
【請求項３】
当該読出は、前記第１のＸ線パルスの後、関心領域（４５）の領域部分内でのみ実施される、請求項１又は２記載のＸ線診断装置。
【請求項４】
測定値検出のために、前記第１のＸ線パルス後、Ｘ線ＴＶ画像（４３）のライン（４４）の一部のみが読出される、請求項１から３までのうちいずれか１項記載のＸ線診断装置。
【請求項５】
前記読出された測定値は前記計算回路（９）にて加算される、請求項１から４までのうちいずれか１項記載のＸ線診断装置。
【請求項６】
前記第２のＸ線パルスの後、ＴＶ画像（４３）が完全に読出され、既に読出されていたライン（４４）が第２の読出のラインと結合される、請求項１から５までのうちいずれか１項記載の装置。
【請求項７】
前記第２のＸ線パルスの後、ＴＶ画像（４３）が完全に読出され、既に読出されていたライン（４４）が第２の読出のラインと加算的に重畳される、請求項１から６までのうちいずれか１項記載の装置。
【請求項８】
前記高電圧発生器（２）によって、前記第２の読出に対する第２のＸ線パルスが、前記第１のＸ線パルスに対するより高い電圧を以て生成される、請求項１から７までのうちいずれか１項記載の装置。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれか１項記載のＸ線診断装置の作動方法であって、
被検物の透過性測定のための第１の短いＸ線パルスを生成し、
該第１のＸ線パルスの生成に続いて、測定値検出のために固体イメージセンサ（５）の第１の読出を行い、
透過性決定のために当該測定値を計算回路（９）に供給し、
該計算回路によって、検出された測定値に基づき、Ｘ線撮影（像）作成のための第２のＸ線パルスに対する最適のＸ線量が計算され、
当該計算値に基づいて第２のＸ線パルスを生成し、
次いで前記固体イメージセンサ（５）を完全に読出し、
当該第２の読出しの読出された値を、前記計算回路（９）によって画素毎に前記第１の読出しの値とまとめて、Ｘ線画像を得る、ことを特徴とする、Ｘ線診断装置の作動方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する分野】
本発明はＸ線ビーム束の発生のためのＸ線管用の高電圧発生器と、Ｘ線ビーム束内に配置された固体イメージセンサとを有し、該固体イメージセンサはマトリクス状に配置された光電的パイクセルエレメントを備え、更に前記固体イメージセンサに接続されていてＸ線量に依存して高電圧発生器の制御を行うための制御装置を有する固体イメージセンサ付Ｘ線診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＤＥ−Ｃ２１３５２０５に記載のイメ−ジセンサ付き自動露光装置付きＸ線診断装置ではＸ線照射中相加えられるＸ線量に対する尺度量が形成される。それにより、所定値への到達後、連続する（動作中の）ビ−ムを遮断し得る。
【０００３】
その種のイメ−ジセンサとしてのＸ線インテンシファイア付空気充填されたイオン化室を付加構成エレメントとして、Ｘ線イメージインテンシファイアの前に配置することが公知である。電圧下におかれるこの電極プレート間のわずかな電流は入射するイオン化ビーム線量（ドーズ）レートに正比例する。積分により線量が求められる。Ｘ線イメージインテンシファイアの前に配置されたその種イオン化室によってはＸ線ビームは不都合に減衰せしめられる。
【０００４】
Ｘ線個別撮影又は画像系列撮像を露光制御付の先行の透射なしで行う場合、Ｘ線照射中線量は露光測定をＸ線照射中行わなければならない（所定値到達の際Ｘ線源を遮断し得るには）。
【０００５】
実際のＸ線パルス中の測定はＸ線固体イメージセンサ、例えばａＳｉ：ＨＸ線画像検出器では不都合である、それというのは当該センサないし検出器は記憶モードにて作動されるからである。従って、画像情報はＸ線パルスの後暫くしてはじめて可用になり、その結果線量測定はその際はじめて可能となる。
【０００６】
当該理由によりＥＰ−Ａ−０４８６１０２にてなされた提案によればフォトセンサと記憶容量とからなるセンサマトリクス付のＸ線検査装置（ここで、端子の一方が１つのスイッチに接続され、他方が付加的な対向で電極に接続されている）において、スイッチの短時間閉成の後、上記対向電極における電流を測定し、該電流は瞬時の露光の尺度を成し、露光測定のため使用され得る。センサエレメント内に蓄積された電荷の読出が露光後行われ、その結果、露光測定には用いられ得ない。
【０００７】
【発明が解決すべき課題】
本発明の課題とするところは冒頭に述べた形式のＸ線診断装置であって、固体イメージセンサにて付加的構成素子なしで最適Ｘ線量の簡単かつ迅速な検出を可能にし、それによりビーム路中で付加損失の生じないもの及び当該装置の作動方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題の解決のため本発明の装置構成によれば、冒頭に述べたＸ線診断装置において、制御装置は計算回路を有し、且つ次のように構成されており、すなわちＸ線撮影のための第１の短いＸ線パルスが生成され、それに引き続いて測定値検出のため固体イメージセンサの第１の（最初の）読出が行われるように構成されており、当該測定値は透過性を求めるべく前記計算回路に供給され、該計算回路は検出された測定値に基づき、最適のＸ線量を算出し、当該計算値に基づいて、第２のＸ線パルスが生成されるように構成されており、次いで固体イメージセンサが完全に読出され、当該第２の読出しの読出された値は、前記計算回路によって画素毎に前記第１の読出しの値とまとめられてＸ線画像が得られる。第１のＸ線パルスによりわずかな線量を以て被検者の透過性が求められる。次いで、当該の測定値に基づき、第２Ｘ線パルスに対して所要の線量への高まり（増大）が期せられる。
【０００９】
有利であることが判明しているところによれば、固体イメージセンサはａＳｉ：Ｈ検出器を有するのである。
【００１０】
Ｘ線パルス間のたんに短い時間間隔のみを維持するため次のようにすれば迅速な測定値検出を行い得る、即ち、当該読出は第１Ｘ線パルスの後唯１つの関心領域の領域部分内でのみ実施されるのである。測定値検出のための読出過程を更に次のようにして加速し得る、即ち。測定値検出のため第１Ｘ線パルス後Ｘ線ＴＶ画像のラインの一部のみが読出されるのである。
【００１１】
更に、当該の読み出された電荷は次のようにすればＸ線画像（生成）にも寄与し得る、即ち、読出された測定値は計算回路にて加算されるのである。
【００１２】
更に、第２のＸ線パルスの後、ＴＶ画像が完全に読出され、そして既に読出されていたラインが第２読出のラインと結合されるように構成されているのである。例えば加算的に重畳されるように構成されているのである。
【００１３】
本発明の方法はＸ線診断装置の作動のため使用され得る、即ち、被検物の透過性測定のための第１の短いＸ線パルスを生成し、該第１のＸ線パルスの生成に続いて、測定値検出のために固体イメージセンサの第１の読出を行い、透過性決定のために当該測定値を計算回路に供給し、該計算回路によって、検出された測定値に基づき、Ｘ線撮影（像）作成のための第２のＸ線パルスに対する最適のＸ線量が計算され、当該計算値に基づいて第２のＸ線パルスを生成し、次いで前記固体イメージセンサを完全に読出し、当該第２の読出しの読出された値を、前記計算回路によって画素毎に前記第１の読出しの値とまとめて、Ｘ線画像を得るのである。
【００１４】
本発明によれば高電圧発生器は、第２の読出に対する第２のＸ線パルスを第１のＸ線パルスに対するより高電圧で発生し得る。
【００１５】
【実施例】
次ぎに図を用いて本発明を詳述する。
【００１６】
図１にはＸ線管１（これは高電圧発生器２により作動される）を有する本発明のＸ線診断装置が示してある。Ｘ線管１はＸ線ビーム束３を送出し、該Ｘ線ビーム束は患者を透過し、患者４の透過性に相応して減衰され、Ｘ線画像としてＸ線イメージセンサ５に照射される。Ｘ線イメージセンサ５は水素でドーピングされた非晶質（アモルファス）シリコン（ａＳｉ：Ｈ）から成ってよい。
【００１７】
Ｘ線イメージセンサ５は再生装置と接続されており、該再生装置は処理回路６及びこれに接続されたモニタ７（Ｘ線ビーム画像の再生のため）から成り得る。処理回路６は公知形式で計算回路、フィルタ回路、画像メモリ、変換器（図示せず）を有し得る。
【００１８】
Ｘ線イメージセンサ５は制御装置８に接続されており、該制御装置はＸ線管１の制御のため高電圧発生器２に接続されている。上記制御装置はＸ線量検出のため計算回路９を有する。
【００１９】
図２には固体イメージセンサとしてのＸ線イメージセンサ５の一部を示し、上記イメージセンサはマトリクス状アレイ１０を有する。該アレイは光電セルと共に多数の個々の画素ないしパイセクルエレメントから成り、上記セルはＸ行及びＹ列に配置されている。当該セル１１は行線路１４〜１６を介しての選択のための第１のドライバ回路１２に接続され、そして、列線路１７を介しての読出のための第２のドライバ線路１３に接続されている。第２ドライバ回路にはオフセット補正のためのスイッチ１８が接続されている。
【００２０】
個々の光電セル１１はそれぞれフォトダイオード１９及び切換ダイオード２０から成り、上記ダイオードのカソードは相互に接続され、そして、それのアノードは行線路１４〜１６ないし列線路１７に接続されている。
【００２１】
ドライバ１３は各列線路に対して１つのアンプ２１を有し、該アンプはそれぞれの列線路１７に接続されている。アンプ２１の出力側はコンデンサ２２を介して入力側にフィードバックされている。アンプ２１及びコンデンサ２２は電圧変換器を形成する。
【００２２】
第１ドライバ回路１２は複数入力側を有し、該入力側には選択スイッチ２３を介して択一的にクロック信号が供給され得る。行ドライバ２４〜３５は相応の行線路１４〜１６に接続されている。図２には行１，９，１７等に対する行線路１４〜１６のみが示してあり、該行線路は行ドライバ２，１０，１８等に接続されている。更なるライン２，１０，１８等は第２行ドライバ２７〜２８等により制御される。同じことはマトリクス状アレイ９の残りのライン（これはラインドライバ３０〜３５及び更なる図示してない行ドライバにより制御される）に対しても成立つ。
【００２３】
本発明のＸ線診断装置の動作について説明する前に、図３を用いてＴＶ画像４３の構成及び分割について詳述する。ＴＶ画像４３は多数のライン（行）４４、例えば高分解能モニタの場合１０２４ラインから成る。Ｘ線ＴＶ画像４３では所定領域が関心領域４５，所謂ＲＯＩとして設定される。上記ＲＯＩ４５はＴＶ画像４３中ｍのライン４４を有し得る。当該ＲＯＩは例えばＴＶ画像４３のｎのライン４４の後始まる。要するにＲＯＩ４５の第１ラインは同時にラインｎ＋１であり、ＲＯＩ４５の最終ラインｍはＴＶ画像４３におけるラインｎ＋ｍである。
【００２４】
図４を用いて本発明のＸ線診断装置の動作について詳述する。上記装置では行線路１４〜１６上の信号経過が示してある。時点ｔｏから時点ｔ１までマトリクス１０は光パルスで消去される。パルス３６はフォトダイオードの逆（方向）充電に用いられる。それに引き続いて、電荷は時点ｔ２からｔ３まで持続するＸ線パルスに基づきシンチレータ層から発する光により低減される。パルス３７によっては（ｎ＋１）ラインのすべての列が並列的に読出される。パルス３８によっては（ｎ＋９）ラインのすべての画素が読出され（ｎ＋１７）ラインのすべての画素が並列的に読出される。
【００２５】
ラインｎ＋１は関心領域４５の第１ラインを形成する。次のラインとしての通常のライン２の代わりに、本事例では８つのラインをジャンプし、ライン９が読出される。次いで、ライン１７が読出される。それにより、次の状態生起まで比較的わずかな時間が得られる、即ち、ジャンプに基づきＴＶ画像がスキャンされ、ＲＯＩ４５にて平均的輝度が形成されるまで比較的わずかな時間が得られる。当該の読出プロセスは輝度／線量及び透過性計算に十分であることを基礎とする。
【００２６】
当該の短いスキャン（サンプリング）により比較的わずかな線量及び低減された分解能の画像を以て１つのライングループのみが得られる。但し、当該画像は主要なＸ線画像に付加され得る。それの面積は分布して著しく小さいのでシミュレーションによって欠損しているラインを計算することも可能である。
【００２７】
本事例ではジャンプ（跳躍）による読出により関心領域における平均輝度のＳ／Ｎ比が係数８だけ低減される。面積の１／９の典型的関心領域ではいつも１４５００パイセクルが読出され、その結果Ｓ／Ｎ比の利得（増強度）は平均で１２０になる。このことは当該線量測定の限界を示す。
【００２８】
各行（ライン）に対して１つの選択可能なリセットが存在する場合、比較的良好な分解能を達成し得る。このことによっては２つのＸ線パルスによる露光の積分が可能になる。
【００２９】
換言すれば；両部分画像の大部分のラインの加算はパネル自体上で行われ得る。ラインは読出される間にデジタル的に加算される、それというのは、読出の破壊的性質によりパネル上での加算が可能でないからである。
【００３０】
画像のすべてのライン及び画素に作用する唯一リセットの際他の手法が達成されなければならず、該手法では１つの短かいＸ線パルスの各特徴的成分（要素）が或１つのＸ線パルスの２つの部分により２つの部分画像の加算を以て加算されるのである。同じくパネル自体上での画像ラインの加算の方式が使用され、そして、既に読出されたラインはたんに外部的に加算される。
【００３１】
図５には第２読出パルス２４０による選ばれたライン１，９，１７の２倍（２重）の読出のためのパルス列が示してある。当該のライン対（これらは関心領域４５に亘って分配している）の読出の後、フォトダイオード１９は電圧の蓄積状態に置かれる。これは第１パルス３６と類似した新たなバイアス電圧とみなされ得る。そこで、時点ｔ４〜ｔ５にて第２のＸ線パスルがリセットパルスなしで生ぜしめられる。その結果それまで読出されていないジャンプしたラインの更なる積分が可能になり、既に読出されたラインに対する新たなスタートポジションが得られるようになる。当該Ｘ線パルスには第３の電圧を以て第２読出パルス４０がつづき、上記第３電圧はパルス３７の電圧より高く、パルス３６と３７間におけると同じようなダイオード２０に対する順方向電圧を成す。両方の読出された情報は外部的に画素ごとに計算回路にて加算されて、未だ読出されていないラインのパネル上での積分過程が支援される。
【００３２】
その他の（残りの）ジャンプしたラインはＸ線パルスの第２部分の後共に読出され得る。暗像の相応の型式のものは第１，第２読出のオフセット補償のために使用され得る。第２読出の際、ＴＶ画像全体のすべての画像（フレーム）ラインが検出される。当該読出がラインごと又はインターレース動作で行われ得る。
【００３３】
第１、第２読出間のオフセットにおける残留する差異はスイッチ１８の切換により補償され、該スイッチでは第２ドライバ回路１３の電圧が変化される。第１読出パルス３７〜３９による電荷はリセットパルス３６によるものより完全なものではない、それというのは当該リセットパルスは比較的に長いからである。
【００３４】
要するに本発明の迅速な読出の場合、先ずＲＯＩ４５のライン１（ＴＶ画像４３のラインｎ）が読出される。それに引き続いて、７つのラインをジャンプする。その結果第１の読出がＲＯＩ４５のライン９について継続される。次いで、ＲＯＩ４５のライン１７が読出される。このことはＲＯＩ４５のラインｍに達するまで行われる。当該の読出過程によっては当該時間の１／８の後既にＲＯＩ４５内の輝度情報を十分な精度を以て得られる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、固体イメージセンサにて付加的構成素子なしで最適Ｘ線量の簡単かつ迅速な検出を可能にし、それによりビーム路中で付加損失の生じないＸ線診断装置を実現できたという効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＸ線診断装置の構成図である。
【図２】本発明の固体イメージセンサの一部の構成図である。
【図３】ＴＶ画像内の関心領域の極置を示す図である。
【図４】本発明の説明用の波形図である。
【図５】本発明の説明用の別の波形図である。
【符号の説明】
１    Ｘ線管
２    高電圧発生器
３    Ｘ線ビーム束
４    患者
５    固体イメージセンサ
６    処理回路
７    モニタ
８    制御装置
【図１】
0003711160.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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