本发明专利技术涉及一种具有直接转换的半导体材料和在信号读取的测量电子器件(I，II)中的脉冲整形器(S)的探测器(C3，C5)电路装置以及一种用于读取在半导体材料中形成的计数脉冲的方法，其中，所述脉冲整形器(S)的一部分构造为具有较长的整形时间常数，而该脉冲整形器(S)的另一部分构造为具有较短的整形时间常数。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及ー种具有多个辐射敏感的部分平面的电离辐射直接转换探測器、特别是CT系统的探測器的电路装置，其中，作为辐射敏感的材料提供直接转换的半导体材料，并且每个部分平面与単独读取该部分平面的特有的读取电子器件对应，该读取电子器件分别具有用于均衡探测的电子信号的脉冲整形器。此外，本专利技术还涉及ー种用于读取电离辐射直接转换探測器、特别是CT系统的探測器元件的方法。
技术介绍
在电离辐射探測器，特别是CT系统的探測器的分析电子器件中使用脉冲整形器是公知的。同样公知的是，能够可变地设置整形时间常数，以便调整到出现的光子流密度并且由此减小探測器的漂移。但这种可变调整不总是导致避免取决于辐射強度的探測器漂移的期望的目标。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题是，找到ー种电离辐射直接转换探測器的电路装置以及ー种用于读取直接转换探測器的探測器元件的方法，其允许尽可能地避免或校正探测器漂移。为了探測伽马和X射线辐射，特别是在CT和双能CT中，使用基于诸如CdTe、CdZnTe, CdZnTeSe, CdTeSe, CdMnTe, InP, TlBr2或HgI2的半导体材料的直接转换探测器。其中不是计数集成信号而是计数各个X射线量子。也就是，有助于成像的測量值是计数率。计数率由只有通过X射线量子触发的电流脉冲超过一定的门限才探測事件的电子器件来采集。该门限的高度可以校准到X射线能量并且因此典型地以keV给出。上面提到的材料特别是在对于CT设备必要的辐射流密度的情况下共同的是发生极化。这通过在流的条件下増加占据晶格缺陷引起并且由此改变内部电场。也就是导致脉冲形状改变并且由此导致通过入射的X射线量子发起的电流脉冲的幅度的变化。因此，在极化状态中ー些脉冲低于或超过预先给定的门限，并且不触发或触发附加的计数事件。也就是说由于极化导致改变了测量信号。该现象被称为探测器漂移。这种探測器漂移在成像中导致各种图像伪影并且不再能够定量地測量。典型地在其中探測电流脉冲的电子计数单元中采用所谓的脉冲整形器。其将原始的本征脉冲的脉冲平面描绘为脉冲高度。脉冲平面包含电荷量的实际感兴趣的信息，该电荷量与探測的X射线量子的能量成比例。通过脉冲整形器可以简单地通过使用比较门限探测该能量，因为能量信息也就是触发的能量的量现在通过根据信号经过(Durchlauf)的脉冲高度由脉冲整形器重建。整形时间常数越长，则通过脉冲整形器按照信号高度进行的输入信号变换越好。但是选择极长的常数的问题是，在计数机断层造影中必须探测极密的脉冲序列。如果脉冲过长，则突出地导致叠加脉冲，其使探測器瘫痪。整形时间常数越长，则瘫痪出现的越早。因此，在涉及密的脉冲序列的使用中宁愿选择短的整形时间常数，但由此提高了电子噪声，该噪声降低了能量分辨率并且产生高的探測器漂移。专利技术人已经认识到，每个计数単元可以由两个子单元合成，其中每个子単元各包含一个脉冲整形器和至少ー个比较门限。在此，至少一个脉冲整形器应当具有长的整形时间常数，使得对于ー个子单元来说在低流情况下，也就是在CT检查时强吸收的情况下使用该长的整形时间常数，而另ー个子单元具有带有短的整形时间常数的脉冲整形器，并且由此在高流的情况下，也就是在CT扫描时低吸收的情况下提供良好的測量信号。由此，低于探测的计数率的特定门限，也就是在长的整形时间常数的情况下还没出现瘫痪的范围中可以使用具有长的整形时间常数的子単元的信号以用于成像。该信号几乎无漂移并且示出良好的能量分辨率，由此得出高的多能对比度。高于门限可以使用具有短整形时间常数的子単元，其虽然示出较强的漂移以及较差的能量分辨率，但是通过更晚发生的廉疾具有闻流能力。在本专利技术的意义上，在此计数単元等同于探测器元件，该探测器元件在扫描对象时探测唯一的射线。由此在读取期间射线扫描的平面被划分为至少两个部分平面。但在本专利技术的范围中，也可以进ー步划分为例如2x2、3x2、3x3、3x4或4x4等多个部分平面，其中，将探测器元件的部分平面的总和划分为具有较长或较短的整形时间常数的部分平面。如果使用多于两个部分平面，则此外可以在具有相同整形时间常数的组内划分为不同数量的比较门限的子组，以便至少部分地改善能量分辨率。因为在CT扫描期间总是重复经过强吸收的区域，其中出现低流的情况，在这些位置可以通过均衡子単元的计数率总是重复地在扫描内校正较强漂移的快速的子単元，其中将慢的単元的信号用作校正信号。相应地，专利技术人建议ー种电离辐射探測器、特别是CT系统的探測器的电路装置，具有多个辐射敏感的部分平面，其中，作为辐射敏感的材料提供直接转换的半导体材料，并且每个部分平面与単独读取该部分平面的特有的读取电子器件对应，该读取电子器件分别具有脉冲整形器，其中，脉冲整形器的一部分构造为具有较长的整形时间常数，而脉冲整形器的另一部分构造为具有较短的整形时间常数。具有优势的是，在该电路装置中设置多个在探測器的平面延伸上方分布的探測器元件，其中，每个探測器元件被构造为用于测量一条射线，并且每个探測器元件划分为至少两个辐射敏感的部分平面，其中，在每个探測器元件内构造至少ー个具有带有较长的整形时间常数的脉冲整形器的部分平面以及至少ー个具有带有较短的整形时间常数的脉冲整形器的部分平面。在此有利的是，这样构造和划分探測器元件，使得每个探測器元件都具有多个部分平面，其中，具有长的整形时间常数的部分平面的数量与具有短的整形时间常数的部分平面的数量以+/-I相等。此外，所有部分平面以及所有探測器元件应当为相同的大小。此外，从探测器材料所获得的输出信号可以经由放大级传输到脉冲整形器。同样，在脉冲整形器后面可以布置至少ー个离散的计数器。同样建议，将电路装置布置在CT系统的探測器中并且设置校准电路，后者这样构、造，使得在扫描期间在至少短时地具有低于预定值的光子流速率的探測器元件中进行校准，方法是将从具有短的整形时间常数的部分平面中得出的测量值基于从具有长的整形时间常数的部分平面中得出的測量值进行校正。此外，为了尽可能好的利用所施加的剂量，可以将各个探测器元件的所有从具有短的整形时间常数的部分平面中得出的测量值和所有从具有长的整形时间常数的部分平面中得出的测量值合计。最后还建议了ー种探测器的电路装置，在该电路装置中通过部分平面分别形成单个的探測器元件，其中，每个探測器元件被构造为用于测量一条射线，并且每个探測器元件与至少ー个具有较长的整形时间常数的脉冲整形器以及与至少ー个具有较短的整形时间常数的脉冲整形器相连接。也就是，在该构造中每个探測器元件的总平面通过至少两个具有不同整形时间常数的计数电子器件并行地读取。除了上面描述的电路装置还建议了一种用于读取电离辐射直接转换探測器、特别 是CT系统的探测器元件的方法，其中-每个分别总共測量一条射线的探測器元件被划分为至少两个可分开探测的部分平面，其中，每个部分平面与具有脉冲整形器的単独的测量电子器件对应，该脉冲整形器分别将信号的相同的电荷量转换为相同高度和形状的信号，而与通过该电荷量所产生的信号曲线的形状和闻度无关，并且-在每个探測器元件中探測至少ー个具有带有较长的整形时间常数的脉冲整形器的部分平面以及至少ー个具有带有较短的整形时间常数的脉冲整形器的部分平面。在此，在通过每个探测器元件进行的取决于当前局本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
2011.03.16 DE 102011005604.11.ー种电离辐射探測器(C3，C5)，特别是CT系统(Cl)的探測器的电路装置，具有多个辐射敏感的部分平面(T1,T2),其中，作为辐射敏感的材料提供直接转换的半导体材料，并且每个部分平面与单独读取所述部分平面的特有的读取电子器件(I，II)对应，所述读取电子器件分别具有至少ー个脉冲整形器(S)，其特征在于，所述脉冲整形器(S)的一部分构造为具有较长的整形时间常数，而该脉冲整形器(S)的另一部分构造为具有较短的整形时间常数。2.根据上述权利要求I所述的电路装置，其特征在于 2.I.设置多个在探測器的平面延伸上方分布的探測器元件(D)，其中每个探測器元件(D)被构造为用于测量一条射线，并且 2.2.每个探測器元件(D)被划分为至少两个辐射敏感的部分平面(T1, T2),其中，在每个探测器元件(D)内构造至少ー个具有带有较长的整形时间常数的脉冲整形器(S)的部分平面(T2)以及至少ー个具有带有较短的整形时间常数的脉冲整形器(S)的部分平面(1\)。3.根据上述权利要求2所述的电路装置，其特征在于，所述探测器元件(D)具有多个部分平面(T1, T2),其中，具有长的整形时间常数的部分平面(T2)的数量与具有短的整形时间常数的部分平面的数量(T1)以+/-I相等。4.根据上述权利要求I至3中任一项所述的电路装置，其特征在于，所有部分平面(T1,T2)是大小相同的。5.根据上述权利要求I至4中任一项所述的电路装置，其特征在于，所有探測器元件(D)是大小相同的。6.根据上述权利要求I至5中任一项所述的电路装置，其特征在干，从所述探測器材料获得的输出信号经由放大级(V)传输到脉冲整形器(S)。7.根据上述权利要求I至6中任一项所述的电路装置，其特征在于，在所述脉冲整形器(S)后面布置至少ー个离散的计数器(K，T)。8.根据上述权利要求I至7中任一项所述的电路装置，其特征在于，将各个探测器元件(D)的所有来自于具有短的整形时间常数的部分平面(T1)的測量值输出端与所有来自于具有长的整形时间常数的部分平面(T2)的測量值输出端合计地连接。9.根据上述权利要求I所述的电路装置，其特征在干 9.I.所述部分平面形成单个的探測器元件(D)，其中每个探測器元件(D)被构造为用于测量一条射线，并且 9.2.每个探測器元件(D)与至少ー个具有较长的整形时间常数的脉冲整形器(S)以及与至少ー个具有较短...
【专利技术属性】
技术研发人员：C施罗特，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：
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