确定转换器元件中的直流电流分量制造技术

本发明专利技术涉及一种计数式X射线检测器(1)，其用于将X射线辐射(38)转换成电信号脉冲。该计数式X射线检测器(1)在堆叠布置中包括照明层(3)、转换器元件(5)和评价单元(7)，其中照明层(3)设计成照射转换器元件(5)，评价单元(7)包括用于确定转换器元件(5)中的直流电流分量的测量装置(9)、以及用于从信号脉冲中确定事件的数量或能量的计数装置(13)，在转换器元件(5)上形成测量电极(11)，并且在测量电极(11)和测量装置(9)之间形成导电连接(17)。

Determine the direct current component in the converter element

The present invention relates to a counting type X ray detector (1) for converting X ray radiation (38) into electrical signal pulses. The counter type X X-ray detector (1) comprises a lighting layer in stacked arrangement (3), (5) and the transducer element evaluation unit (7), the lighting layer (3) designed transducer element (5), exposure assessment unit (7) includes a transducer element (5) is used to determine the direct current measuring device the current component in (9), and for determining the number of counting device or energy from the pulse in the event (13), (5) in the converter element formed on the measuring electrode (11), and the measuring electrode (11) and a measuring device (9) is formed between the conductive connection (17).

【技术实现步骤摘要】
确定转换器元件中的直流电流分量
本专利技术涉及一种X射线检测器、一种检测器模块、一种系统、一种医疗装置和一种方法，其中确定转换器材料中的直流电流分量，并且稳定转换器元件、X射线检测器或检测器模块的状态变得可能。
技术介绍
直接转换计数式X射线检测器用于X射线成像，例如在计算机断层摄影、血管造影或放射成像中。X射线辐射或光子可以通过合适的传感器而转换成电信号脉冲。计数式X射线检测器不仅允许事件的计数，而且有助于获取关于检测到的X射线量的能量的信息。这在医学成像中创造了用于分析和评价信号脉冲的新机会。可用于这样的传感器的、作为转换器元件的转换器材料的材料例如是CdTe、CZT、CdZnTeSe、CdTeSe、CdMnTe、InP、TlBr2、HgI2、GaAs或其它材料。入射电离辐射的能量被直接转换为称为电子-空穴对的电荷。对于CdTe、CZT、CdZnTeSe、CdTeSe或CdMnTe，在转换器元件的作为阴极的电极和作为阳极的另一个电极之间施加高电压(例如范围为-500V至-2000V的电压)，以便分离在转换器元件中产生的电子-空穴对的电荷。阴极可以是连续电极的形式。阳极可以是像素化电极的形式。高电压通过外部高压源经由导电触点而施加到电极。X射线量子可以通过能量沉积在转换器元件中产生电子-空穴对。电子-空穴对通过施加的高电压而被分离，并且由高电压的极性而选择的电荷载流子可以被提取或允许漂移到阳极。由此可以在读出单元和/或评价单元中产生电信号脉冲。转换器元件通常通过焊接接头、导电粘合剂或其他方式，以堆叠布置面对面连接到读出单元和/或评价单元，例如集成电路(专用集成电路，ASIC)。电信号脉冲由评价单元(例如ASIC)来评价。包括转换器元件和读出和/或评价单元的堆叠布置被结合到另一基板，例如印刷电路板、陶瓷基板(诸如HTCC或LTCC)、或其它。用于读出读出单元和/或评价单元的电连接可以通过硅通孔(TSV)或引线接合来形成。在计数式X射线检测器中，检测特性能够随时间稳定，并且通过将检测器材料连续地暴露于附加照明而实现空间上的均匀性。如在暴露于X射线辐射时发生的那样，附加照明也在检测器材料中产生电子-空穴对，其可以通过高电压来提取。从附加照明入射到检测器上的发光能量越高，产生的电子-空穴对越多，并且得到的被称为传感器偏置电流(SBC)的直流分量越高。附加照明的发光能量和转换器元件的照明均匀性可以改变检测器装置的漂移行为。在图像采集中，由于不期望的偏振效应可能产生不可接受的图像伪影。出版物“HomogeneSensorausleuchtungmitLichtleiter”(“Homogenoussensorilluminationusinglightguide”)，P.Sievers等人，2014，PriorArtJournal，DOI10.4421/PAPDEOTT003771公开了可以通过附加照明来抑制偏振效应，例如在可见光或红外区域。通过使用具有用于在传感器表面耦合入光的漫射器的检测器，与可以安装在防散射栅格和传感器之间的LED电路板相比，可以实现更均匀的光强度分布。文献US2002/0109091A1公开了一种X射线检测器，其包括：用于将吸收的X射线量子转换成电荷信号的至少一个转换器单元，用于放大和进一步处理电荷信号的至少一个评价单元，以及至少一个数据处理单元，用于数据的获取、进一步处理以及输出。电荷信号首先由评价单元中的输入放大器来放大，然后在计数通道和积分通道中并行地对它们进行评价。出版物“CIX-ADetectorforSpectralEnhancedX-rayImagingbySimultaneousCountingandIntegrating”，H.Krüger等人，2008，SPIEMedicalImagingConference，SanDiego，DOI10.1117/12.771706公开了一种混合像素检测器，其设计基于同时的电荷积分和光子计数。计算机断层造影机中的检测器装置由多个X射线检测器或检测器模块构成。例如，可以在检测器装置中布置大约20至50个检测器模块。所述检测器模块沿径向方向安装，由沿着旋转轴线的尽可能窄的间隙隔开。在该布置中，这些检测器模块中的每一个检测器模块通过附加照明而被单独地照明。结果，来自相邻检测器模块的附加照明可以入射到相邻的转换器元件上。这会影响检测器模块的信号稳定性。为了避免图像伪影，期望所有检测器模块均以相同的方式表现。专利技术人已经发现，期望由附加照明产生的直流分量在所有模块中是相同的。期望以这样的方式调节检测器模块的照明：使得在转换器元件中感应的直流分量对于每个检测器模块是相同的。然而，实际上并非如此，因为制造公差(例如漫射器的制造公差)可能导致不同的模块特性。目标是在整个检测器装置上实现均匀的附加照明并且相应地调节附加照明。
技术实现思路
本专利技术的目的是限定一种X射线检测器、一种检测器模块、一种系统、一种医疗装置和一种方法，其使得可以确定转换器材料中的直流电分量，并且稳定X射线检测器或检测器模块的转换器元件的状态。根据本专利技术，该目的是通过如权利要求1所述的X射线检测器、如权利要求11所述的检测器模块、如权利要求12所述的系统、如权利要求14所述的医疗装置、以及如权利要求15所述的方法而实现的。专利技术人提出了一种以低成本甚至在X射线检测器的独立子单元中能够用来确定直流分量的方法和装置。本专利技术涉及一种用于将X射线辐射转换成电信号脉冲的计数式X射线检测器。该X射线检测器具有呈堆叠布置的照明层、转换器元件和评价单元。照明层被设计为照射转换器元件。X射线检测器包括用于在照明有效时确定转换器元件中的电流直流分量的测量装置。评价单元包括用于从信号脉冲中确定事件的数量或能量的计数装置。照明层、转换器元件和评价单元被堆叠。照明层可以被设计为平行于转换器元件延伸，使得照明层至少跨越或覆盖转换器元件。照明层可以在比转换器元件更大的表面区域上延伸。评价单元可以具有等于或小于转换器元件的延伸。由光源发射的发光能量可以耦合到照明层中。照明层可以包括光源。发光能量可以耦合出照明层，用于转换器元件的附加照明。光源可以发射可见光，或优选地发射红外光。照明可以被称为附加照明。附加照明可以额外地与X射线辐射的曝光同时或在不同的时刻进行。评价单元可以具有评估和/或读出单元的形式。评价单元包括计数装置。X射线检测器包括测量装置。评价单元或用于向转换器元件施加电压的电压源可以包括测量装置。阳极可以具有像素化电极的形式。计数电极可以分配给检测器元件，该检测器元件可以被设计为从信号脉冲中确定事件的数量和/或能量。检测器元件可以是宏像素的子像素。测量装置被设计成确定转换器元件中的直流电流分量。直流分量可以采取随时间大致恒定或具有低频率的电流或电流流动的形式。直流分量可以是来自附加照明的入射发光能量的度量。直流分量可以依赖于转换器元件的状态而变化。所述状态可以是漂移状态，温度状态或偏振状态。所述依赖性可以是比例的形式，可能具有偏移。与电信号脉冲不同，直流分量不能用于计数事件或用于确定事件的能量。测量装置可用于确定通过转换器元件的直流分量。直流分量可以是电流或电流流动。可以提供数字值作为来自测量装置的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种计数式X射线检测器(1)，用于将X射线辐射(38)转换成电信号脉冲，包括呈堆叠布置的照明层(3)、转换器元件(5)和评价单元(7)，其中a.所述照明层(3)设计为照射所述转换器元件(5)，b.所述X射线检测器(1)包括测量装置(9)，所述测量装置(9)用于在照射有效时确定所述转换器元件(5)中的直流电流分量，并且所述评价单元(7)包括计数装置(13)，所述计数装置(13)用于从所述信号脉冲中确定事件的数量或能量。

【技术特征摘要】
2016.03.07 DE 102016203665.31.一种计数式X射线检测器(1)，用于将X射线辐射(38)转换成电信号脉冲，包括呈堆叠布置的照明层(3)、转换器元件(5)和评价单元(7)，其中a.所述照明层(3)设计为照射所述转换器元件(5)，b.所述X射线检测器(1)包括测量装置(9)，所述测量装置(9)用于在照射有效时确定所述转换器元件(5)中的直流电流分量，并且所述评价单元(7)包括计数装置(13)，所述计数装置(13)用于从所述信号脉冲中确定事件的数量或能量。2.根据权利要求1所述的X射线检测器(1)，其中所述评价单元(7)包括所述测量装置(9)，在所述转换器元件(5)上形成测量电极(11)，并且在所述测量电极(11)和所述测量装置(9)之间形成导电连接(17)。3.根据前述权利要求中任一项所述的X射线检测器(1)，其中由所述转换器元件(5)感应的直流分量能够通过所述照射而确定。4.根据前述权利要求中任一项所述的X射线检测器(1)，其中当所述转换器元件(5)暴露于所述X射线辐射时，能够确定通过所述转换器元件(5)的直流分量。5.根据权利要求2至4中任一项所述的X射线检测器(1)，其中所述测量电极(11)由保护环(19)包围。6.根据权利要求2至5中任一项所述的X射线检测器(1)，其中所述测量电极(11)是被设计为确定所述直流分量的检测器元件的电极。7.根据权利要求5或6所述的X射线检测器(1)，其中设计用于确定的所述保护环(19)或所述检测器元件被屏蔽直接入射的X射线辐射。8.根据权利要求2至4中任一项所述的X射线检测器(1)，其中所述测量电极(11)与计数电极(15)组合形成，其中所述计数电极(15)以导电的方式而连接到所述计数装置(13)。9.根据权利要求8所述的X射线检测器(1)，其中关于测量电极(11)和计数...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·埃格勒，E·格德尔，M·霍泽曼，K·施塔德坦纳，
申请(专利权)人：西门子医疗有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE