运行直接转换式X射线探测器的方法、X射线探测器和成像的X射线装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于运行直接转换式、尤其光子计数的X射线探测器的方法，其中X射线探测器包括：

【技术实现步骤摘要】
运行直接转换式X射线探测器的方法、X射线探测器和成像的X射线装置


[0001]本专利技术涉及一种用于运行直接转换式、尤其光子计数的X射线探测器的方法，其中X射线探测器包括：
[0002]‑
待保持在工作温度、处于直流电压下的直接转换式传感器材料，
[0003]‑
引起穿过传感器材料的基本电流的调节单元，
[0004]‑
用于传感器材料的加热单元，所述加热单元通过用于维持工作温度的调控单元来调控，和
[0005]‑
具有多个电子单元的控制装置，所述电子单元包括调控单元。
[0006]此外，本专利技术涉及一种X射线探测器和一种成像的X射线装置。

技术介绍

[0007]X射线成像尤其在医学领域中是长久以来使用的有利的检查工具。当前的研究努力在此针对直接转换式X射线探测器、尤其作为光子计数的X射线探测器的使用。与入射的X射线光子首先在闪烁体中产生随后被测量的次级光的X射线探测器不同，在直接转换(“direct conversion”)中直接力求从X射线辐射转换为载流子，然后能够测量所述载流子的流量、即电流。直接转换式X射线探测器或X射线传感器基于X射线辐射在传感器材料、具体地在半导体中的吸收，所述吸收引起电子空穴对的生成。在施加高的直流电压时，能够分离载流子并且随后能够通过合适的电子装置来评估所产生的电流脉冲。
[0008]在DE 10 2014 207 324 A1和DE 10 212 638 A1中描述示例性的、直接转换式或(也能够被称为)直接转变式X射线探测器。
[0009]示例性的、有前途的传感器材料包括碲化镉和碲化镉锌(CdTe或CdZnTe，简称CZT)。将直流电压、通常高压施加到传感器材料上，以便在X射线辐射下建立穿过传感器材料的电流，所述电流经由尤其直接附接的电子装置来评估。这意味着，在X射线辐射入射时，如所描述的那样，产生载流子(电子空穴对)，并且电流经由处于高压下的传感器材料流动。关于这点已知的是，例如为了避免漂移效应，设有用于传感器材料的调节单元，所述调节单元保证存在穿过传感器材料的特定的基本电流。这种调节单元例如能够基于传感器材料的照明、尤其借助红外光(IR光)的照明。
[0010]然而，穿过传感器材料的电流在此即基本电流和测量电流也引起传感器材料的增温。在此，在当前的研究中确定，传感器材料中的温度差引起所不期望的漂移特性，通过所述漂移特性，尤其在医学成像时可能引起在借助于X射线探测器记录的X射线图像中的不期望的图像伪影。因此提出，将传感器材料的温度保持在稳定的状态中，即尤其保持在预设的工作温度。工作温度例如能够处于30℃和50℃之间，尤其为40℃。
[0011]为实现这一点，除了引起穿过传感器材料的一定的“基本电流”的调节单元之外，还能够使用所谓的传感器材料加热装置，所述传感器材料加热装置“预加热”传感器材料并且为此例如包括加热单元，所述加热单元以通过调控单元控制的方式运行。如果存在特定
的电子单元、例如用作为测量单元的专用集成电路(ASIC)，那么其损耗功率也能够作为热量输出给传感器材料。
[0012]换言之，存在用于传感器材料的两个基本的热源和一个可选的热源。一方面，通过引起一定基本电流的持续工作的调节单元来提供热量输入。传感器材料加热装置例如能够基于温度传感器的温度测量值和/或其他输入变量提供尤其在X射线入射情况下降低的热量输入，以便补偿因X射线辐射引起的温度升高。最后，可选地仍存在直接附接到传感器材料上的电子单元、尤其测量单元，如提供损耗功率从而提供热量的ASIC，所述热量借助于热传导进入到传感器材料中。在通常情况下，所述热源也连续地存在，因为对应的电子单元是持久工作的。尤其地，关于所谓的“始终开启(英文：always on)”运行存在不应关断X射线探测器的控制装置的所述单元的要求，所述“始终在线的”运行应避免传感器材料的长时间持续的重新加热。这尤其也适用于传感器材料加热装置。
[0013]然而，出于不同的原因可能引起X射线探测器的控制装置必须进行重新配置或新配置。在此，例如能够涉及包含X射线探测器的X射线装置的维护、尤其更新，然而也可考虑的是，例如必须通过使X射线辐射进入到控制装置的电子单元中来进行重新配置(再配置)。在这些情况下，停用控制装置的不同单元、即尤其在前端模块上的电子单元，使得出现传感器材料的温度漂走，因此显现X射线探测器的不利的漂移特性。
[0014]尤其已经确定，必须在电子装置的从系统相关的视角、例如针对更新、服务间隔等一定经常出现的这种重新配置或新配置之后进行直至24小时的维护，直到再次准备好用于包含X射线探测器的X射线装置的完好的图像质量的稳定的功能。
[0015]在此尤其应指出，即使在仅几秒的停用时间的情况下也可能已经出现在图像质量和图像伪影方面的负面影响，因为不再提供传感器材料的工作温度。用于已知的计算机断层扫描装置中的电子装置的初始化过程例如基于特定的充电链并且在30秒至60秒的范围中持续。在所述时间期间，控制装置的电子单元不能由计算机断层扫描装置的中央单元到达/控制和/或是无电流的，并且不能引起进入到传感器材料中的热量输入。所述时间段已经足够长，以至于在随后直接恢复运行时不能排除图像伪影。

技术实现思路

[0016]因此，本专利技术基于如下目的：减少由于偏离传感器材料的预设的调温引起的直接转换式X射线探测器的停机时间。
[0017]为了实现该目的，在开始提及的类型的方法中根据本专利技术提出，在存在新配置和/或再配置过程的情况下，通过控制装置
[0018]‑
维持调节单元的运行，以及
[0019]‑
仅在调控单元的实际的配置时间期间、尤其在短于一秒的时间段中中断加热单元的运行和/或以在调控单元的正常运行中最后求取的调控值维持加热单元的运行。
[0020]因此提出电路技术方面的措施，以便使传感器材料即使在配置过程的情况下也尽可能精确地保持在预设的工作温度，以便尽可能在很大程度上避免X射线探测器的停机时间，从而能够提供至少近似的“始终在线的”运行。通常在第一次开始运行时将调节单元设定到至少一个对应的运行参数上，所述调节单元例如通过对处于直流电压(高压)下的传感器材料的照明在传感器材料中提供基本电流，所述运行参数在随后的运行中通常不再改
变。因此，调节单元的至少一个运行参数表示恒定的值，所述值必须保持在控制装置的存储机构中；仅在包含直接转换式X射线探测器的X射线装置的服务使用和/或重新调试时能够提出，新设定至少一个运行参数，据此，所述运行参数再次保持恒定。所述事实实现：即使在控制装置中存在新配置和/或重新配置的情况下，也通过电路技术方面的措施有针对性地使调节单元工作，这意味着在电子装置的配置期间，形成调节单元的电路部分不受影响并且继续保持工作。由此，通过调节单元提供给传感器材料的热量份额在重新配置和/或新配置过程期间保持恒定，这有助于传感器材料中的温度维持。
[0021]此外提出，如果有的话，则仅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于运行直接转换式X射线探测器(1)的方法，其中所述X射线探测器(1)包括：
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有待保持在工作温度并处于直流电压下的直接转换式传感器材料(2)，
‑
引起穿过所述传感器材料(2)的基本电流的调节单元(3)，
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用于所述传感器材料(2)的加热单元(6)，所述加热单元(6)通过调控单元(7)来调控以维持所述工作温度，和
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具有多个电子单元的控制装置(8)，所述电子单元包括所述调控单元(7)，其特征在于，在存在新配置和/或再配置过程的情况下，通过所述控制装置(8)
‑
维持所述调节单元(3)的运行，以及
‑
仅在所述调控单元(7)的实际的配置时间期间才中断所述加热单元(6)的运行和/或以在所述调控单元(7)的正常运行中最后求取的调控值来维持所述加热单元(6)的运行。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将最后求取的所述调控值保存在所述控制装置(8)的存储机构(13)中并且在所述配置时间之后重新开始所述调控单元(7)的正常运行时用作为所述调控值的起始值。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，经由串联的配置线路(12)对所述调控单元(7)进行配置，所述串联的配置线路(12)连接到所述调控单元(7)的配置接口上。4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将FPGA用作为所述调控单元(7)，和/或所述控制装置(8)使用控制电路(9)和/或微控制器来协调所述新配置和/或再配置过程。5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述控制装置(8)还包括直接附接到所述传感器材料(2)上的至少一个另外的电子单...

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