具有可调电压源的X射线探测器单元及其运行方法技术

本发明专利技术涉及一种X射线探测器单元，包括至少一个被设计用于处理由耦连的转换器单元馈入的电信号的评估单元(1)，并且其可利用工作电压运行；与至少一个评估单元(1)耦连的可调电压源(3)，被设计用于提供可调节的电源电压；分配给至少一个评估单元(1)的识别单元(7)，被设计用于以可读取的方式提供关于至少一个评估单元(1)的识别信息；与可调电压源(3)耦连的通信单元(5)，被设计为读取识别单元(7)的、所提供的识别信息，并且在此基础上将可调电压源(3)调整为使得所提供的电源电压相应于至少一个评估单元(1)的工作电压。个评估单元(1)的工作电压。个评估单元(1)的工作电压。

【技术实现步骤摘要】
具有可调电压源的X射线探测器单元及其运行方法


[0001]本专利技术涉及一种具有可调电压源的X射线探测器单元、一种X射线探测器、一种相关的医疗成像设备以及一种相关的用于运行X射线探测器单元的方法。

技术介绍

[0002]X射线探测器用于许多成像应用。由此，X射线探测器例如用于医疗成像中的计算机断层扫描，以生成患者检查区域的断层扫描X射线图像数据集。例如，在计算机断层扫描设备(CT设备)中，X射线源和与其相互作用的探测器装置围绕旋转轴线和待检查的检查对象(例如患者)旋转，以用于记录空间三维图像数据。在旋转运动期间，从不同的投影角度记录测量数据。(投影)测量数据涉及多个投影，其包含关于检查对象从不同投影角度对辐射的衰减的信息。从这些投影中可计算出检查对象的一个或多个二维切片图像或三维体积图像，例如借助于所谓的滤波反投影或其他合适的重建方法，例如迭代重建算法。
[0003]在X射线成像中，可使用直接转换的计数X射线探测器或间接转换的积分X射线探测器。X射线或光子可在直接转换X射线探测器中通过使用合适的转换器材料被转换为电脉冲。作为转换器材料例如可使用CdTe、CZT、CdZnTeSe、CdTeSe、CdMnTe、InP、TlBr2、HgI2、GaAs等。电脉冲可由评估单元的电子电路评估，其例如呈集成电路(专用集成电路，ASIC)的形式。在计数X射线探测器中，可通过对由X射线光子在转换器材料中的吸收而触发的电脉冲进行计数来测量入射的X射线辐射。此外，电脉冲的高度通常与所吸收的X射线光子的能量成比例。这样，可通过将电脉冲的高度与阈值进行比较来提取光谱信息。X射线或光子可在间接转换X射线探测器中通过合适的转换器材料被转换成光，并且借助于光耦合光电二极管被转换成电脉冲。作为转换器材料通常使用闪烁体，例如GOS(Gd2O2S)、CsJ、YGO或LuTAG。所产生的电信号继续通过具有电子电路的评估单元被进一步处理。闪烁体特别是用于能量范围高达1MeV的医疗X射线成像。
[0004]为进一步处理在X射线探测器中产生的电信号而设置的评估单元由电压源供给电压以用于X射线探测器的运行。在此重要的是避免施加过低或过高的电压值，以防止在配置和运行中出现损坏或出现问题。在此，不同的评估单元可能需要不同的电压值。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于，提供一种改进的X射线探测器单元，其更好地确保X射线探测器单元的可靠运行。
[0006]该目的通过独立权利要求的特征实现。在从属权利要求和以下说明中阐述了本专利技术的其他有利的和部分创造性的实施方式和改进方案。
[0007]本专利技术涉及一种X射线探测器单元，其包括至少一个被设计用于处理由耦连的转换器单元馈入的电信号的评估单元，并且其可利用工作电压运行。此外，X射线探测器单元包括与至少一个评估单元耦连的可调电压源，其被设计用于提供可调的电源电压。此外，X射线探测器单元还包括分配给至少一个评估单元的识别单元，其被设计用于以可读取的方
式提供关于至少一个评估单元的识别信息。根据本专利技术的X射线探测器单元还包括与可调电压源耦连的通信单元，其被设计为读取识别单元的、所提供的识别信息，并且在此基础上将可调电压源调节为使得所提供的电源电压相应于至少一个评估单元的工作电压。也就是说，所提供的电源电压能以可调节的方式被提供，并且通信单元被设计为将可调电压源调节为使得可由可调电压源提供的电源电压适配于工作电压并且被提供用于评估单元的运行。
[0008]这特别是还包括：至少一个评估单元可利用不止一个工作电压运行，并且与至少一个评估单元耦连的可调电压源被设计用于提供一个以上的可调电源电压。与可调电压源耦连的通信单元则特别能被设计为读取识别单元的、所提供的识别信息，并且在此基础上将可调电压源调节为使得相应调节的、所提供的电源电压相应于至少一个评估单元的相应工作电压。
[0009]评估单元例如可被设计为集成电路。评估单元特别是可被设计为专用集成电路(ASIC)。评估单元可包括大量像素电子器件，其中大量像素电子器件中的相应像素电子器件被设计为将馈入的电信号处理成数字像素测量信号。大量的像素电子器件允许对从转换器单元馈入的电信号进行空间分辨和并行的处理。评估单元可特别是被设计为进一步处理由耦连的转换器单元馈入的电信号，特别是将其数字化，例如借助于A/D转换器(模数转换器)。此外，评估单元还可具有其他开关元件，例如信号放大器或比较器。特别地，评估单元所包括的大量像素电子器件的每个像素电子器件可以包括信号放大器、比较器或用于数字化的开关元件。
[0010]耦连的转换器单元可以特别被设计用于将入射的X射线辐射转换成电信号。在此，与评估单元耦连的转换器单元可以被设计为直接转换的转换器单元，其包括直接转换的转换器材料。转换器单元也可被设计为间接转换的转换器单元。在这种情况下，转换器单元例如可包括闪烁体材料和与其耦连的多个光电二极管。
[0011]识别单元以可读取的方式提供关于至少一个评估单元的识别信息。识别信息可以包括关于其为何种类型评估单元的信息。识别信息可以包括与评估单元的设置参数相关的信息或者从中能导出评估单元的设置参数的信息。特别地，设置参数可以是为运行至少一个评估单元而待设置的、即待施加到评估单元的工作电压。
[0012]为此，识别单元可包括存储单元，特别是非易失性的、即永久性存储单元，其上以可调取的方式存储有识别信息。存储单元例如可包括闪存、SSD(“固态硬盘”)或只读存储器(ROM)。识别单元可具有允许读取、即调取在存储单元上存储的识别信息的接口。接口可为硬件接口(例如PCI总线、USB或火线接口)。
[0013]通信单元也能被称为智能通信单元，其能与识别单元和可调电压源进行通信，并且处理从识别单元调取的信息。通信单元特别地能从识别单元读取并处理识别信息，并且基于此来调节可调电压源。识别信息的处理可以包括基于识别单元导出用于可调电压源的适配参数、即设置参数，使得由可调电压源提供的电源电压相应于至少一个评估单元的工作电压。该处理可以相应于将所读取的识别信息转换成用于可调电压源的适配参数。例如，导出的适配参数可以通过合适的接口、例如I2C接口(“内部集成电路”接口的英文首字母缩写词)传送到可调电压源。通信单元例如可为计算机、微控制器或集成电路。通信单元可具有硬件元件或软件元件，例如微处理器或所谓的FPGA(“现场可编程门阵列”的英文首字母
缩写词)。
[0014]可调电压源可以特别通过如下方式可调节，即其可以基于输入电压根据设置而输出、即提供不同的输出电压作为电源电压。可调电压源例如可以通过一个或多个电压转换器将直流输入电压转换成特别是可调节的直流输出电压。例如，几百伏范围内的输入电压可借助可调电压源被向下转换和调整到小于7V的输出电压，优选小于6V，例如在2V和6V之间，特别是约2.5V。输入电压可以例如在200V
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500V的范围内，特别是例如为360V。输入电压向输出电压的转换可在可调电压源中以多个步骤进行。例如，可以设置将输入电压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种X射线探测器单元，包括
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至少一个评估单元(1)，被设计用于处理由耦连的一个转换器单元馈入的电信号，并且所述至少一个评估单元能以工作电压运行，
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一个可调电压源(3)，与所述至少一个评估单元(1)耦连，所述可调电压源被设计用于提供可调的电源电压，
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一个识别单元(7)，被分配给所述至少一个评估单元(1)，所述识别单元被设计用于以可读取方式提供关于所述至少一个评估单元(1)的识别信息，
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一个通信单元(5)，与所述可调电压源(3)耦连，所述通信单元被设计为读取所述识别单元(7)的、所提供的所述识别信息，并且基于所述识别信息将所述可调电压源(3)调节为使得所提供的所述电源电压对应于所述至少一个评估单元(1)的所述工作电压。2.根据权利要求1所述的X射线探测器单元，其中借助于所述可调电压源(3)能提供在1V和7V之间的电源电压。3.根据前述权利要求中任一项所述的X射线探测器单元，其中所述通信单元(5)被设计为：基于所述识别信息和对存储在所述通信单元(5)的一个存储单元中的一个换算表的查询，导出用于调节所述可调电压源(3)的一个适配参数。4.根据前述权利要求中任一项所述的X射线探测器单元，其中所述通信单元(5)还被设计为：在由所述可调电压源(3)提供的所述电源电压已适配于所述至少一个评估单元(1)的所述工作电压之后，激活所述至少一个评估单元(1)。5.根据前述权利要求中任一项所述的X射线探测器单元，其中所述可调电压源(3)还被设计用于提供与所述至少一个评估单元(1)的所述工作电压不同的、用于运行所述通信单元(5)的第二电压。6.根据前述权利要求中任一项所述的X射线探测器单元，包括能以所述工作电压运行的多个评估单元(1)，其中所述可调电压源(3)被设计为提供用于所述多个评估单元(1)的所述工作电压。7.一种X射线探测器，包括至少两个根据前述权利要求中任一项所述的X射线探测器单元，其中两个所述X射线探测器单元中的第一X射线探测...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：西门子医疗有限公司，
类型：发明
国别省市：