[发明专利]多模式平板X射线成像系统

说明书

技术领域

本发明涉及X射线辐射成像系统，更具体的，涉及使用固态平坦检测器板的并且能够以多个检测模式操作的平板X射线辐射成像系统。

背景技术

使用X射线辐射技术已经成为医学诊断和治疗中的有价值且广泛的工具。在胶片射线照相术中，X射线脉冲在穿过人体之后被记录在高分辨率X射线胶片上。在X射线荧光透视法中，图像增强管将X射线辐射转换成视频信号以将体内活动作为视频图像来查看和记录。

胶片射线照像术因其良好的空间分辨率、高信噪比(SNR)、大检测区域和低成本而被普遍使用。然而，对曝光的X射线胶片进行显影一般至少要花费90秒，这在紧急情况下可能过长。此外，X射线胶片的较低动态范围可能导致曝光不够或者曝光过度的图像，并且因此，必须进行额外的曝光，而这增加了上述延时以及患者所吸收的X射线剂量。

在X射线荧光透视法中使用的图像增强管具有比X射线胶片的曝光宽容度(latitude)更大的曝光宽容度，但是也具有更有限的活动检测区和更低的空间分辨率。与总活动检测区相关联的较低空间分辨率因以下原因而得到一定缓解：图像增强管允许放大中央图像部分，由此提供了一种方式来增强视觉细节。然而，图像增强管一般很重、体积大且昂贵，并且可能引入图像失真，而此图像失真只能在后续处理中部分地消除。

已经开发出许多可供选择的X射线成像技术。例如，一个可供选择的名为计算射线照像术的技术涉及使用光激励磷光板，其具有与标 准X射线胶片盒相同的物理外观并且提供良好的空间分辨率、SNR和动态范围。然而，在曝光于X射线之后，必须利用大且昂贵的激光系统对光激励磷光板进行扫描，并且读出处理如胶片的显影一样慢。

另一种提供良好的空间分辨率和动态范围、以及增加的与实时数字图像处理技术兼容性的优点的选择涉及使用固态检测器板。一个这种板使用非晶硅(a-Si)检测器阵列，该阵列被排列为二维像素矩阵，每个像素包括光敏元件以及晶体管开关。与利用X射线胶片盒一样，检测器阵列被闪烁层覆盖以将碰撞X射线转换为对于光敏元件的可见光。另一个这种板是光导板，其具有由诸如非晶硅(a-Se)这样的材料制成的检测器阵列，该检测器阵列将碰撞X射线直接转换成电荷。

在成像性能和成本方面，这种固态检测器板，也称为平板，已变得越来越高效。因此，在这种平板检测器的效率增加的情况下，期望能够使用这种检测器来进行多种类型的X射线成像。

发明内容

根据要求保护的本发明的一些方面，平板X射线成像系统能够以多个帧速率并以多个视场获取图像。

根据所要求保护的本发明的一个实施例，一种适于以多个帧速率并且以多个视场获取图像的平板X射线成像系统包括：X射线发射系统、X射线检测系统以及控制系统。该X射线发射系统响应于至少一个发射控制信号而提供多个X射线辐射发射。该X射线检测系统包括大致平面的X射线接收器，在将至少部分地置于所述X射线发射系统与所述X射线接收器之间的对象暴露于所述多个X射线辐射发射的相应部分之后，所述X射线检测系统响应于至少一个检测控制信号以及所述多个X射线辐射发射的对应部分，来提供具有多个帧速率并且与多个所述对象的图像对应的多个图像信号，其中所述多个对象图像中的第一部分具有较大视场(FOV)以及所述多个帧速率中的较低速率，并且所述多个对象图像中的第二部分具有具有较小FOV以及所述多个帧速率中的较高速率。该控制系统耦合到所述X射线发射系统和X 射线检测系统，并且响应于多个用户输入的至少一部分而提供所述至少一个发射控制信号和所述至少一个检测控制信号。

根据所要求保护的本发明的另一实施例，一种适于以多个帧速率并且以多个视场获取图像的平板X射线成像系统包括：X射线发射器装置、X射线检测器装置和控制器装置。该X射线发射器装置响应于至少一个发射控制信号而提供多个X射线辐射发射。该X射线检测器装置包括大致平面的X射线接收器装置，在将至少部分地置于所述X射线发射器装置与所述X射线接收器装置之间的对象暴露于所述多个X射线辐射发射的相应部分之后，所述X射线检测器装置响应于至少一个检测控制信号以及所述多个X射线辐射发射的对应部分，来提供具有多个帧速率并且与多个所述对象的图像对应的多个图像信号，其中所述多个对象图像中的第一部分具有较大视场(FOV)以及所述多个帧速率中的较低速率，并且所述多个对象图像中的第二部分具有具有较小FOV以及所述多个帧速率中的较高速率。该控制器装置用于响应于多个用户输入的至少一部分而提供所述至少一个发射控制信号和所述至少一个检测控制信号。