(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
低いＸ線線量でのテスト露光及び高いＸ線線量でのＸ線露光を行うためのＸ線診断装置であって、
当該Ｘ線診断装置は：
Ｘ線源；
Ｘ線検出器；並びに、
前記Ｘ線源及び前記Ｘ線検出器を制御する露光制御系；
を具え、
前記露光制御系が、
低いＸ線線量で前記テスト露光を行うと共に、前記Ｘ線検出器によって制御信号を発生するように前記Ｘ線源を制御し、且つ
高いＸ線線量で前記Ｘ線露光を行うと共に、この露光中に前記Ｘ線検出器によってＸ線イメージを取得するために、前記制御信号に基づいて前記Ｘ線源を制御すべく、
構成され、
前記低いＸ線線量でのテスト露光の実行中には前記Ｘ線検出器の空間分解能を粗く調整し、且つ
前記高いＸ線線量でのＸ線露光の実行中には前記Ｘ線検出器の空間分解能を細密に調整すべく、
前記露光制御系を構成し、
前記制御信号の信号レベルは、前記X線露光中、テストフィールド及び補正係数から得られ、
前記補正係数は、前記テスト露光中に前記テストフィールドを横切るＸ線の平均強度に対する、前記テスト露光中に測定フィールドを横切るＸ線の平均強度の比に相当し、かつ
前記X線露光中でのX線線量は前記信号レベルに基づいて計算される、
ことを特徴とするＸ線診断装置。
【請求項２】
前記Ｘ線検出器にＸ線を電荷に変換する多数のセンサ素子を有するセンサマトリックスを設けるようにした請求項１に記載のＸ線診断装置において、
前記テスト露光の実行中に、前記Ｘ線検出器を調整して、前記センサ素子のそれぞれ大きなグループからの電荷から前記制御信号の個別の信号レベルを取出し、且つ
前記Ｘ線露光の実行中に、前記Ｘ線検出器を調整して、前記センサ素子のそれぞれ小さなグループからの電荷から、前記Ｘ線イメージ信号の個別の信号レベルを取出すべく、
前記露光制御系を構成するようにしたことを特徴とするＸ線診断装置。
【請求項３】
各グループが単一のセンサ素子を含むそれぞれの小さなグループからイメージ信号の信号レベルを得るように前記Ｘ線検出器を調整すべく前記露光制御系を構成するようにしたことを特徴とする請求項２に記載のＸ線診断装置。
【請求項４】
前記テスト露光の実行中に、テストイメージを形成するように、前記Ｘ線検出器を調整し、
前記テストイメージから測定フィールドを選択し、且つ
前記測定フィールドにおける輝度値から前記制御信号を得るべく、
前記露光制御系を構成し、
前記テストイメージの画素数を前記Ｘ線イメージの画素数よりも少なくなるようにしたことを特徴とする請求項２に記載のＸ線診断装置。
【請求項５】
前記制御信号からＸ線の線量率を計算し、
前記Ｘ線露光中に、現行Ｘ線の線量を前記計算した線量率の時間積分値として1回以上計算し、且つ
該計算した現行Ｘ線線量とプレセットＸ線線量との比較結果に基づいて前記Ｘ線源を調整すべく、
前記露光制御系を構成するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のＸ線診断装置。
【請求項６】
前記テスト露光中に測定フィールドを横切るＸ線の平均強度を求め、
前記Ｘ線露光中にテストフィールドを横切るＸ線の平均強度を1回以上測定し、且つ
前記テストフィールドを横切る平均Ｘ線強度と前記測定フィールドを横切る平均Ｘ線強度とに基づいて前記制御信号を得るべく、
前記露光制御系を構成し、
前記テストフィールドをセンサ素子のグループで形成するようにしたことを特徴とする請求項４に記載のＸ線診断装置。
【請求項７】
前記テスト露光中にテストフィールドを横切るＸ線の平均強度に対する前記テスト露光中に前記測定フィールドを横切るＸ線の平均強度の比に相当する補正係数を計算し、且つ
前記テストフィールドを横切る前記Ｘ線の平均強度と、前記補正係数とに基づいて前記制御信号を得るべく、
前記露光制御系を構成するようにしたことを特徴とする請求項６に記載のＸ線診断装置。
【請求項８】
入射Ｘ線から検出器信号を得るように、可調整の空間分解能を有するようにしたＸ線検出器を具えている、請求項1に記載のＸ線診断装置。
【請求項９】
前記Ｘ線検出器にＸ線を電荷に変換する多数のセンサ素子を有するセンサマトリックスを設けるようにした請求項８に記載のＸ線診断装置において、
前記検出器信号の個々の信号レベルをセンサ素子のそれぞれのグループから取り出し、且つ
前記センサ素子のそれぞれのグループの大きさを可調整としたことを特徴とするＸ線診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線源と、Ｘ線検出器と、前記Ｘ線源及び前記Ｘ線検出器を制御する露光制御系とを具えており、前記露光制御系が、低いＸ線線量でテスト露光を行うと共に前記Ｘ線検出器によって制御信号を発生するように前記Ｘ線源を制御し、且つ高いＸ線線量でＸ線露光を行うと共に、この露光中に前記Ｘ線検出器によってＸ線イメージを取得するために、前記制御信号に基づいて前記Ｘ線源を制御すべく構成されるようにしたＸ線診断装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
斯種のＸ線診断装置はドイツ国公開公報DE 4330787から既知である。
放射線診断中の被検体、例えば診断すべき患者は、その被検体の１つ以上のＸ線イメージを形成するためにＸ線の線量に曝される。診断すべき個々の患者に必要とされるＸ線線量は通常個々に調整される。このＸ線線量は露光制御系によって調整される。
【０００３】
既知のＸ線診断装置は、先ず比較的低い線量でテスト露光を行なって、テストイメージを形成するようにしている。このテストイメージの形成中に、診断すべき患者は或る予定した強度及びエネルギーのＸ線に短期間曝される。Ｘ線はテストイメージの形成中にはごく短い時間供給するに過ぎないから、テストイメージを形成するためのＸ線の線量は比較的少量のままである。テストイメージはＸ線検出器から読み出されて、例えば10ビットのビット深度でディジタルのグレースケール値にディジタル化される。既知のＸ線診断装置の露光制御系は、Ｘ線の露光中にＸ線イメージを形成するのに必要とされるＸ線の線量をディジタルグレースケール値の分布から取出すようにしている。Ｘ線イメージを形成するのに必要とされるＸ線線量は、テストイメージを形成するのに必要とされるＸ線線量に比べて遥かに大きい。既知のＸ線診断装置では、テスト露光中に用いられるのと同じ強度及びエネルギーのＸ線での露光時間を長くすることによって大きなＸ線線量を得るようにしている。既知のＸ線検出器には、多数のセンサ素子を有するセンサマトリックスを設けている。
【０００４】
上述したような既知のＸ線診断装置の欠点は、テスト露光後におけるＸ線検出器の読出しに要する時間が、Ｘ線イメージを形成するＸ線露光の後におけるＸ線検出器の読出しに要する時間と同じであると云うことにある。従って、Ｘ線露光用のＸ線源の調整に比較的長時間かかる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的はＸ線源を速やかに調整することができるＸ線診断装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、テスト露光の実行中にはＸ線検出器の空間分解能を粗く調整し、且つＸ線露光の実行中にはＸ線検出器の空間分解能を細密に調整すべく露光制御系を構成するようにしたことを特徴とする本発明によるＸ線診断装置によって達成される。
【０００７】
Ｘ線検出器をテスト露光中には粗い分解能に調整するので、Ｘ線検出器から読み出す信号値は少なくて済む。従って、Ｘ線検出器を読み出すのに要する時間が短くなる。さらに、制御信号を得るために処理しなければならない信号値、例えば輝度値の数がごく少なくて済むために、制御信号を形成するのに要する時間も少なくて済む。本発明によるＸ線診断装置は、テスト露光に基づくこのＸ線診断装置の調整に要する時間が極めて短いため、Ｘ線イメージをより早く入手できるようになる。さらに具体的に云うと、テスト露光とＸ線露光との間の経過時間がごく短時間となる。従って、テスト露光とＸ線露光との間にて生じがちな、例えば被検体又は被検体中の動きによる変化が少なくなる。このために、本発明によるＸ線診断装置は、Ｘ線イメージを迅速に形成することができると共に、Ｘ線イメージの診断品質を高めることができる。このことからして、コントラストの低い小さなディテールでもＸ線イメージにてはっきり再生される。Ｘ線診断装置の調整は特に、Ｘ線源によって放射されるＸ線のエネルギーと強度の調整に関するものである。
【０００８】
本発明の上述した要点及び他の要点を、従属請求項に規定した次ぎのような各例を参照して詳細に説明する。
【０００９】
本発明は、多数のセンサ素子によるセンサマトリックスを有するＸ線検出器を設けたＸ線診断装置に使用するのが好適である。個々のセンサ素子は入射Ｘ線を電荷に変換する。センサマトリックスは読出しラインも具えており、これらのラインを介して、センサ素子にて形成された電荷を読み出すか又は検出することができる。テスト露光中に、電荷はセンサ素子内に形成される。制御信号の個別の信号レベルは、センサ素子の比較的少数のグループ又は比較的大きなグループにおける電荷で構成される。このような大きなグループは、多数のセンサ素子、即ちいずれにせよ１つ以上のセンサ素子を含む。Ｘ線露光の実行中にも電荷はセンサ素子内に形成される。テスト露光による残留電荷はいずれもセンサ素子から除去される。このような電荷の除去は、“電気リセット”とも称され、これは例えば、全ての読み出しラインを介して電荷を同時に読み出し且つ排出することによって行われる。なお、電気リセットは本来米国特許第5,905,772号から既知であり、これはセンサマトリックス内に置き去りにされた電荷によって生じるゴーストイメージを相殺するのに適用される。Ｘ線露光後に、電荷はイメージ信号を形成するように再び読み出される。イメージ信号の個別信号レベルは、センサ素子の比較的小さなグループからか、又は多少大きめの数のセンサ素子から取出される。斯様なセンサ素子の小さなグループは、少数のセンサ素子を含むだけであり、例えば、このようなグループは単一のセンサ素子を包含するに過ぎない。センサ素子の小さなグループは、センサ素子の大きなグループよりも少ないセンサ素子、好ましくはかなり少ないセンサ素子を包含するようにする。しかしながら、大きなグループのセンサ素子も小さなグループのセンサ素子も、センサマトリックスを構成するセンサ素子全体のアセンブリの一部を形成することに留意すべきである。さらに、センサ素子の大きなグループも小さなグループも同じ構成とするのが好適である。例えば、センサ素子はフォトダイオードとして構成する。センサマトリックスには、例えば1000×1000又は4000×4000個ものセンサ素子を設ける。例えば、小さなグループは僅か1個か又は２個の隣接するセンサ素子を包含するに過ぎない。例えば、テスト露光用には4×4又は32×32個の大きなグループのセンサ素子を用いる。センサ素子の大きなグループｘからの電荷を合成する場合には、センサマトリックスを読み出すのに要する時間が少なくて済む。Ｘ線検出器の空間分解能は、読出し中に多くのセンサ素子からの電荷が合成されるので粗くなる。この空間分解能は、Ｘ線検出器によって忠実に検出される最小ディテールの寸法を表す。制御信号用には、極めて小さなディテールを正確に検出する必要がないことを確かめた。大きなグループから電荷を読み出すのに要する時間が短くなることの利点は、空間分解能の損失を上回ることになり、さらに、大きなグループのセンサ素子を用いると、即ち読出し中に多くのセンサ素子の電荷を合成させるようにすると、制御信号の信号対雑音比は高くなる。
【００１０】
しかしながら、Ｘ線露光によって形成されるＸ線イメージを読み出すためには、Ｘ線検出器を細密空間分解能にして、Ｘ線イメージにおける小さなディテールをイメージ信号の信号レベルで正確に取出すようにするのが重要である。この細密空間分解能は、イメージ信号の個別信号レベルを、好ましくは僅か1個か、又は２個のセンサ素子を包含するそれぞれ小さなグループの電荷から取出すことによって達成される。
【００１１】
テストイメージはテスト露光によって形成するのが好適である。測定フィールドは、このようなテストイメージから選択する。測定フィールドは被検体、例えば患者の一部に関係し、これはＸ線源の調整に極めて関連する。このような測定フィールドは、例えばテストイメージの輝度値に基づいて決定する。制御信号は、測定フィールドの輝度値から取出される。このような測定フィールドを用いるために、特に、Ｘ線源の制御が、被検体の一部に関連していないテストイメージの部分によって影響されると云うことがなくなる。特に、実際上減衰されずにＸ線検出器に達するＸ線は、Ｘ線源の制御の影響を受けない。従って、Ｘ線の露光中にＸ線源の調整に非減衰Ｘ線が及ぼす悪影響が回避される。例えば、ヒストグラム解析をテストイメージの輝度値に基づいて行なって、特に、実質上非減衰Ｘ線に関連するテストイメージの部分が制御信号に影響を及ぼすのを防ぐことができる。従って、Ｘ線イメージにおける解剖学上の該当部分の撮像に露光不足が生じなくなる。しかし、米国特許第5,608,775号から、テスト露光中にセンサ素子の列の部分のみを読み出すことは既知であることに留意すべきである。
【００１２】
テスト露光によって発生した制御信号から線量率を得るのが好適である。線量率は単位時間当りにＸ線がＸ線検出器に堆積されるエネルギーを表す。露光制御系は、Ｘ線露光中における線量率の時間積分値を計算すべく構成するのが好適である。Ｘ線露光を、テスト露光用に用いたＸ線と同じ強度及びエネルギーで行なう場合には、テスト露光中に求めた線量率にＸ線露光の現行の露光時間を掛けることにより線量率の時間積分値を簡単に計算することができる。この計算には、テスト露光中に用いたＸ線の強度及びエネルギー以外に、Ｘ線露光中のＸ線の強度及び/又はエネルギーを用いることもできる。線量率の時間積分値を計算するためには、Ｘ線の露光中と、テスト露光中の線量率の差を考慮する必要がある。テスト露光中の線量率とＸ線露光中の線量率との差に線量率が依存する度合いは、検量測定によって計算するか、又は決定することができる。テスト露光中の線量率とＸ線露光中の線量率との差に線量率が依存する度合いは、例えば、テスト露光を２度続けて行ない、且つＸ線の異なるエネルギー及び/又は強度で線量率を測定することにより得ることができる。Ｘ線露光中の線量率は、線量率に対するこれらの２つの結果に基づいて、例えば内挿又は外挿によって計算するか又は正確に推定することができる。
【００１３】
線量率の時間積分値、従って現行Ｘ線の線量は、例えば規則的な間隔で計算され、且つプレセット（設定）Ｘ線線量と比較される。現行Ｘ線線量が設定値に達するか、又はそれ以上になるや否や、Ｘ線露光は、Ｘ線源を非活動状態にすることによって終了させる。従って、Ｘ線源は、所望される設定量のＸ線線量を供給すべく調整される。例えば、制御信号の信号レベルは現行Ｘ線の線量を表す。露光制御系は、制御信号のレベルを或る限定値と比較する。現行Ｘ線の線量を再度計算する時には常に、制御信号の信号レベルを適合させて、その信号レベルが限定値以上になるや否やＸ線源を不作動状態にする。限定値は、例えば１Vのような値とする。Ｘ線診断装置では、露光制御系が１Vの限定値を超える信号レベルを有する制御信号を供給する際に、Ｘ線源を不作動状態にすることは通常行なわれていることである。従って、本発明は既存のＸ線診断装置にて簡単に実施することができる。
【００１４】
本発明によるＸ線診断装置の他の例における露光制御系は、Ｘ線露光中にテストフィールドを横切るＸ線の平均強度を測定する。このようなテストフィールドは、予め選択した１個又は複数のグループのセンサ素子を具えており;同じ読出しラインに接続されるセンサ素子の列をテストフィールドとして作用させるのが好適であることを確かめた。これは、テストフィールドのセンサ素子における総電荷量は短時間内に検出することができるからである。このような検出は特に、センサ素子及びこれらのセンサ素子を読出しラインに接続するスイッチング素子間の寄生キャパシタンスを測定することによって行なうことができる。従って、総電荷量は100μs以内に検出することができ、Ｘ線の露光は代表的には、２〜10msか、又は300msもあるため、総電荷量はＸ線露光中に20回、100回又は1000回以上も検出することができる。テストフィールドを横切るＸ線の平均強度はＸ線の露光中に斯様に更新されるため、Ｘ線の露光中には現行Ｘ線の線量が分かる。個々の読出しラインはそれぞれ読出し増幅器に接続されている。同じ読出しラインに接続されたセンサ素子（例えば、列毎）から寄生信号が転送されるために、関連する読出し増幅器の出力は常に、その関連する読出しラインに接続されたセンサ素子における総電荷量に相当する信号レベルを提供することを確かめた。個々の読出しラインに接続されたセンサ素子における総電荷量は、センサ素子を読出しラインに接続するスイッチング素子の制御に無関係に、読出し増幅器の出力端子にて測定することができる。それぞれの読出しラインに接続されるセンサ素子の電荷量の和は、それぞれの読出しラインに接続されたセンサ素子を横切るＸ線の平均強度に相当する。従って、テストフィールドを横切るＸ線の平均強度は、Ｘ線の露光中に絶えず測定することができる。センサ素子をそれぞれの読出しラインに列的に接続する場合には、一列以上のセンサ素子でテストフィールドを構成することができる。列毎に複数の読出しラインを用い、この場合に、個々の列のセンサ素子の各グループを個々の読み出しラインに接続することもできる。このようなグループのセンサ素子はこの場合、列の一部で構成される。従って、テストフィールドの形状及び大きさは、読出しラインへのセンサ素子の接続のし方に応じて選択することができる。テストフィールドと測定フィールドは適度に一致させるのが好適である。この場合に、テストフィールドを横切る平均Ｘ線強度は、テストフィールドと測定フィールドとの差を小さくなるように補正することと関連して、Ｘ線源を正確に制御する信号レベルの制御信号を発生する。実際上、テストフィールドを一列以上のセンサ素子で構成することはよくあることである。この場合には、テストフィールドと測定フィールドとの差が大きくなることがよくあり、制御信号をテストフィールドを横切るＸ線の平均強度及び測定フィールドを横切るＸ線の平均強度から取出すと共に、テストフィールドと測定フィールドとの差を考慮する必要がある。このような測定フィールドとテストフィールドとの差を考慮するのに好適な手順は、テスト露光中にテストフィールドを横切るＸ線の平均強度に対する、測定フィールドを横切るＸ線の平均強度の比を求める��り方である。この比は、テスト露光中にテストフィールドを横切るＸ線の平均強度に対する、テスト露光中に測定フィールドを横切るＸ線の平均強度の比に相当する補正係数によって表される。この比は、テストイメージのテストフィールド及び測定フィールドにそれぞれ相当する部分における輝度値に基づいて容易に計算することができる。この場合における測定フィールドを横切るＸ線の平均強度は、テストフィールドを横切る現行Ｘ線の測定した平均強度に補正係数を掛けることによってＸ線の露光中に得ることもできる。その後、斯くして計算した現行Ｘ線の平均強度を時間積分して、検査すべき患者の部分に関連する当面のＸ線線量を計算する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明をより詳細に説述するために、添付の図面に従ってこれを説明する。
【００１６】
図1は本発明によるＸ線診断装置を図式的に示した図である。Ｘ線源１は、被検体２、例えば放射線診断すべき患者に照射するＸ線ビーム３を放射する。Ｘ線イメージ（像）は、患者２内におけるＸ線吸収度の局部的な差異によってＸ線検出器上に形成される。本例におけるＸ線検出器は、入射Ｘ線によって内部に電荷キャリヤを放つ多数のセンサ素子５を有するＸ線感応性の固体センサマトリックス20を具えている。センサ素子における電荷は読出し増幅器６を介してマルチプレクサ22に供給されるように検出される（読み出される）。例えば、読出し増幅器は列信号を形成し、これらの列信号の信号レベルは、センサマトリックスのそれぞれの列におけるセンサ素子の電荷量を表す。マルチプレクサは、Ｘ線イメージの輝度値を表す信号レベルを有する一次イメージ信号（pIS）を形成するように、それぞれの列信号の信号レベルを合成する。一次イメージ信号は、既知のエラーソースに対しては事後処理ユニット７によって補正される。これらの補正は、例えば不良センサ素子によるか、感度にむらがあるセンサ素子によって導入される欠陥や、センサマトリックスの読出しライン又はアドレス指定ラインの不良や、不所望なクロストークや、センサ素子５の隣接する行と列からの同時読出し時に生じる不所望な相関作用に関するものである。事後処理ユニットは、補正したイメージ信号(cIS)、例えば電子ビデオ信号をモニタ８に供給し、このモニタ８にはＸ線イメージの情報が再生される。補正したイメージ信号はバッファユニット９にも供給して、このバッファユニットに補正したイメージ信号の信号レベルを格納させることもできる。バッファユニット９に格納した信号レベルを用いることにより、後の段階にてＸ線イメージのハードコピーを形成したり、又はさらなるイメージ処理をＸ線イメージに施すことができる。
【００１７】
Ｘ線診断装置は露光制御系10も具えている。この露光制御系は、制御信号(cS)を粗の空間分解能で発生するようにＸ線検出器を制御すると共に、Ｘ線検出器を細密空間分解能に調整して、一次イメージ信号を発生させるべく構成する。露光制御系は、センサマトリックスの読出し中に空間分解能を調整するために、制御信号（r-cl,c-cl）を行ドライバ21及びマルチプレクサ22に供給する。露光制御系は、制御信号(cS)に基づいてＸ線制御信号（cX）を得て、この信号をＸ線源１の高電圧発生器11に供給する。制御信号(cS)を得るのには事後処理ユニット７を用いることもできる。この場合に、マルチプレクサは複数の列信号の信号レベルが加算される多重(mux)信号を形成する。その後、事後処理ユニット７を用いてセンサマトリックスにおけるセンサ素子の複数の行からの多重信号の信号レベルを加算して、制御信号(cS)を形成する。さらに、事後処理ユニット７は図1に破線にて示したように露光制御系に接続する。
【００１８】
Ｘ線制御信号（cX）は、Ｘ線の線量が所望値に達する際に、高電圧発生器11を滅勢する。Ｘ線制御信号はＸ線の強度及びエネルギーも制御する。Ｘ線制御信号は特に、Ｘ線源の陰極と陽極との間の高電圧(kV)及びＸ線源の陽極電流(mA)を制御するのに用いられる。露光制御系10は、図3につき後に詳細に説明するように、現行のＸ線線量及び/又は線量率ｒDXからＸ線制御信号(cX)を得る。
【００１９】
図２は図１に示したＸ線診断装置のＸ線検出器のセンサマトリックスを図式的に示したものであり、ここでは簡単化のために、4ｘ4個のセンサ素子を具えているセンサマトリックスを示してある。実際には、例えば1000ｘ1000,2000ｘ3000又は4000ｘ4000個のような多数のセンサ素子を具えるセンサマトリックスを使用する。実際上、2520ｘ1920個のセンサ素子を使用した。個々のセンサ素子の各々は約100μｍｘ100μｍ又は200μｍｘ200μｍの活動表面領域を有している。マトリックスの行のセンサ素子はそれぞれアドレス指定ライン41に接続されている。マトリックスの列のセンサ素子はそれぞれ読出しライン40に接続されており、これらの個々のセンサ素子はスイッチング素子43、例えば薄膜トランジスタによって関連するアドレス指定ライン41に接続される。個々の薄膜トランジスタは、それらのドレイン接点を介して関連する読出しライン40に接続されるのに対し、薄膜トランジスタのソース接点は関連するセンサ素子に接続され、また、ゲート接点は関連するアドレス指定ラインに接続される。行ドライバ21はアドレス信号を個々のアドレス指定ラインに供給する。アドレス信号は、関連する行における薄膜トランジスタ43のゲート接点に供給されて、このトランジスタをターンオン、即ちスイッチング素子を閉成させる。センサ素子における電荷は、薄膜トランジスタを経て、読出しラインに沿って積分読出し増幅器６に読み出される。斯くしてセンサマトリックスの全ての行は本質的に同時に読み出される。積分読出し増幅器６は、関連する列におけるセンサ素子のそれぞれの電荷量を表す電圧形態で列信号を取出す。これらの列信号は、露光制御系10によるＸ線検出器４の調整に応じて、一次イメージ信号又は制御信号を形成するようにマルチプレクサ22にて合成される。
【００２０】
図３は、本発明によるＸ線診断装置の露光制御系の動作を説明する種々の信号の時間的変化を図表にて示した図である。
【００２１】
テスト露光を行うために、Ｘ線制御信号cXとして作用するブロック状のパルスを短期間Tpの間、高電圧発生器に供給する。これにより、Ｘ線源は短期間Tpの間Ｘ線ビームを放射する。Ｘ線源の陰極と陽極との間の高電圧及び陽極電流をテスト露光用に予備調整する。従って、Ｘ線のエネルギー及び強度はテスト露光中に調整される。テスト露光中に患者を横切ったＸ線はＸ線検出器に入射して、このＸ線検出器は制御信号(cS)を発生するようになる。テスト露光中のＸ線強度はItとする。図３に示した例の制御信号(cS)の信号レベルは予備調整測定フィールドに亘る平均強度を表す。テスト露光中にはＸ線検出器によって１つ以上のテストイメージを形成する。これらのテストイメージは、テスト露光中に診断する患者を横切ったＸ線によりＸ線検出器上に形成される。露光制御系は、1つ又は複数のテストイメージに基づいて測定フィールドを横切るＸ線の平均強度を計算する。短期間Tpの間に、制御信号の信号レベルはほぼ段歩状に増大し、その段数はテストイメージの数に等しく、また、そのレベルは、測定フィールドを横切るＸ線の平均強度である値<m>に達する。この値<m>に基づいて、露光制御系はＸ線露光中に生じることが予期される線量率の推定値Ｄestを計算する。線量率のこの第1推定値を線量率ｒDXのグラフに示してある。露光制御系はこの計算した線量率ｒDXから実際のＸ線の線量DXを計算する。この計算は、線量率が制御信号に非線形依存することを考慮して行う。特に、非直線性は、テスト露光中にＸ線源を起動させた後の短期間の間に発生するＸ線源の調整現象のために生じる。テスト露光の期間が短いために、斯様な調整現象が目立つのであるが、こうした現象は長めのＸ線露光中にはさほど目立たなくなる。さらに、テスト露光及びＸ線露光の場合におけるＸ線源の高電圧の設定及び陽極電流の設定に差があるとすれば、この差が制御信号と推定線量率Ｄestとの間の関係を非線形なものにする。制御信号の信号レベルと推定線量率との間の非線形関係は、例えば1回又はそれ以上の校正露光期間中に測定する。推定線量率のこの計算をブロック“kV,mA”内に示してある。
【００２２】
露光制御系は、テストイメージからテストフィールドを横切るＸ線の平均強度も計算する。にテストフィールドは、センサマトリックスの全て、実際にはセンサマトリックスの列の全て関連する。露光制御系はその後、補正係数の値、
【数１】
0004746808.tif 000002
を計算し、ここにＩijは画素ijにおける輝度値を表し、<>mf，<>cfは測定フィールドとテストフィールドをそれぞれ横切るＸ線の平均値である。補正係数の計算をブロック“Ｃ”によって示してある。
【００２３】
テスト露光の実行中に、Ｘ線検出器は、行ドライバ21及びマルチプレクサ22に供給される制御信号（r-cl,c-cl）によって、4ｘ4，16ｘ16,32ｘ16又は32ｘ32個のグループにおけるセンサ素子の電荷が一緒になって、制御信号（ｃS）のそれぞれのレベルを形成するようにして読み出される。従って、制御信号は空間分解能が比較的粗いテストイメージを表す。これは、テストイメージに忠実に再生される最小ディテールの寸法が、例えば4ｘ4又は32ｘ32個のセンサ素子のグループの寸法に相当するからである。さらに、テスト露光中に露光制御系10は、マルチプレクサ22によって関連する読出し増幅器６の出力端子における信号レベルを測定することによって、多数の列から成るテストフィールドを横切るＸ線の平均強度も測定する。こうした測定は、薄膜トランジスタが（まだ）開いている間に、関連する列における寄生キャパシタンスに関して読出し増幅器にて行なわれる。
【００２４】
テスト露光後に、Ｘ線露光を行なう。このＸ線露光の期間ＴeXpは、Ｘ線イメージの診断品質を適切なものとするために、テスト露光期間よりもかなり長く、例えば10msとする。Ｘ線制御信号は、Ｘ線露光中に高電圧発生器、従ってＸ線源を駆動させるために、時間的に長いブロックパルスＴeｘpを有する。Ｘ線の強度及びエネルギーに関するＸ線源の調整はテスト露光中の調整と同じとすることができるが、この調整はＸ線露光の場合に変えることもできる。Ｘ線露光の開始時には、Ｘ線の強度Iｘは値Iｔから値Ｉeｘpにまで増大する。その後、Ｘ線強度はＸ線制御信号に基づいて値Ｉeｘpにて安定化する。
【００２５】
テストフィールドを横切るＸ線の平均強度を、Ｘ線露光の最中に、例えば0.1msの規則的な時間間隔にて測定する。マルチプレクサ22は常に読出し増幅器６の出力端子における電圧を取り上げて、制御信号(cS)を再び発生する。Ｘ線診断のこのフェーズの期間中に、制御信号(cS)の信号レベルは最初増大し、この増加は、Ｘ線源の再調整中におけるＸ線強度の増加に相当する。さらに、テストフィールド及び補正係数から得た制御信号の信号レベルに基づいて、現行の線量率ｒDXを規則的な間隔で計算し、また、現行線量率の積分により、現行Ｘ線の線量DXを計算する。現行Ｘ線線量の値は、露光制御系における電気線量電圧によって表される。露光制御系は、現在のＸ線線量とプレセットしたＸ線線量とを比較するようにも構成する。この比較は、特に、電気線量電圧が、例えば1Vの制限値に達する瞬時を求めることによって行なう。これに応答して、Ｘ線制御信号（cX）がＸ線源を不作動状態にし、Ｘ線の露光は、Ｘ線線量が所望値に達する際に正確に終了させる。Ｘ線源用に通常用いられている高電圧電源は、1VのＸ線制御信号に基づいてこれらの高電圧源が不作動となるように調整される。従って、本発明を実施するのに、高電圧源の制御を追加的に変更する必要はない。
【００２６】
露光制御系には、その機能及び計算を行なうために、適切にプログラムしたコンピュータ又は（マイクロ）プロセッサを含めるようにする。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明によるＸ線診断装置を図式的に示した図である。
【図２】  図1に示したＸ線診断装置のＸ線検出器のセンサマトリックスを図式的に示した図である。
【図３】  本発明によるＸ線診断装置の露光制御系の動作を示す種々の信号の変化を図表的に示した図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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