DE102016203861A1 - Converter element with guide element - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Konverterelement (3) zur Umwandlung von Röntgenstrahlung in elektrische Ladungen, wobei das Konverterelement (3) eine erste Höhe (5) und eine Seitenfläche (9) mit einer ersten Länge (7) und einer ersten (5) Höhe aufweist, ein Leitelement (11) zumindest einen Teilbereich der Seitenfläche (9) bedeckt und das Leitelement (11) mit einer Spannungsquelle (17) verbunden ist.The invention relates to a converter element (3) for converting X-radiation into electrical charges, wherein the converter element (3) has a first height (5) and a side surface (9) with a first length (7) and a first (5) height. a guide element (11) covers at least a portion of the side surface (9) and the guide element (11) is connected to a voltage source (17).
Description
Die Erfindung betrifft ein Konverterelement, einen Röntgendetektor, ein Detektormodul und ein medizinisches Gerät. The invention relates to a converter element, an x-ray detector, a detector module and a medical device.
In der Röntgenbildgebung, beispielsweise in der Computertomographie, der Angiographie oder der Radiographie, können zählende direkt-konvertierende Röntgendetektoren verwendet werden. Die Röntgenstrahlung oder die Photonen können durch einen geeigneten Sensor in elektrische Signalpulse umgewandelt werden. Zählende Röntgendetektoren ermöglichen neben dem Zählen von Ereignissen, auch eine Information über die Energie des detektierten Röntgenquants zu erhalten. Damit werden für die Analyse und Auswertung der Signalpulse neue Möglichkeiten in der medizinischen Bildgebung eröffnet. In X-ray imaging, for example in computed tomography, angiography or radiography, counting direct-conversion X-ray detectors can be used. The X-rays or the photons can be converted by a suitable sensor into electrical signal pulses. Counting X-ray detectors, in addition to counting events, also provide information about the energy of the detected X-ray quantum. This opens up new possibilities in medical imaging for the analysis and evaluation of the signal pulses.
Als Konvertermaterial für das Konverterelement oder den Sensor können beispielsweise CdTe, CZT, CdZnTeSe, CdTeSe, CdMnTe, InP, TlBr2, HgI2, GaAs oder andere verwendet werden. Die Energie der einfallenden ionisierenden Strahlung wird direkt in elektrische Ladungen, sogenannte Elektronen-Loch-Paare, umgewandelt. An das Konverterelement wird eine Spannung, beispielsweise für CdTe, CZT, CdZnTeSe, CdTeSe oder CdMnTe im Bereich von –500 bis –2000V, zwischen einer Elektrode als Kathode und einer weiteren Elektrode als Anode angelegt, um die Ladungen der im Konverterelement ausgelösten Elektronen-Loch-Paare zu trennen. Die Kathode kann als durchgängige Elektrode ausgebildet sein. Die Anode kann als pixelierte Elektrode ausgebildet sein. Die Hochspannung wird über eine externe Hochspannungsquelle mittels eines elektrisch leitenden Kontakts an die Elektrode angelegt. Röntgenquanten können im Konverterelement Elektronen-Loch-Paare durch Energiedeposition auslösen. Die Elektronen-Loch-Paare werden durch die angelegte Hochspannung getrennt und die mittels der Polung der Hochspannung ausgewählten Ladungsträger können zur Anode gesaugt oder gedriftet werden. Dadurch kann ein elektrischer Signalpuls in der Auslese- und/oder der Auswerteeinheit ausgelöst werden. Das Konverterelement ist in der Regel flächig in einer Stapelanordnung mit einer Auslese- und/oder einer Auswerteeinheit, beispielsweise einem integrierten Schaltkreis (Application Specific Integrated Circuit, ASIC), mittels Lotverbindungen, elektrisch leitendem Kleber oder anderen Verfahren verbunden. Die elektrischen Signalpulse werden von einer Auswerteeinheit, beispielsweise einem ASIC bewertet. Die Stapelanordnung aufweisend das Konverterelement und die Auslese- und/oder Auswerteeinheit ist mit einem weiteren Substrat verbunden, beispielsweise eine Platine, einem keramischen Substrat wie beispielsweise HTCC oder LTCC oder anderen. Die elektrischen Verbindungen zur Auslese der Auslese- und/oder der Auswerteeinheit können mittels Durchkontaktierungen (through silicon via, TSV) oder Drahtverbindung (wire bond) ausgebildet sein. As converter material for the converter element or the sensor, for example, CdTe, CZT, CdZnTeSe, CdTeSe, CdMnTe, InP, TlBr2, HgI2, GaAs or others can be used. The energy of the incident ionizing radiation is converted directly into electrical charges, so-called electron-hole pairs. To the converter element is applied a voltage, for example for CdTe, CZT, CdZnTeSe, CdTeSe or CdMnTe in the range of -500 to -2000V, between an electrode as cathode and another electrode as anode, around the charges of the electron hole triggered in the converter element Separate couples. The cathode may be formed as a continuous electrode. The anode may be formed as a pixelated electrode. The high voltage is applied to the electrode via an external high voltage source by means of an electrically conductive contact. X-ray quanta can trigger electron-hole pairs in the converter element by energy deposition. The electron-hole pairs are separated by the applied high voltage and the carriers selected by the poling of the high voltage can be sucked or drifted to the anode. As a result, an electrical signal pulse in the readout and / or the evaluation can be triggered. The converter element is usually connected in a planar arrangement in a stack arrangement with a readout and / or an evaluation unit, for example an integrated circuit (Application Specific Integrated Circuit, ASIC), by means of solder connections, electrically conductive adhesive or other methods. The electrical signal pulses are evaluated by an evaluation unit, for example an ASIC. The stack arrangement comprising the converter element and the readout and / or evaluation unit is connected to a further substrate, for example a circuit board, a ceramic substrate such as HTCC or LTCC or others. The electrical connections for reading the read-out and / or the evaluation unit can be formed by means of through-holes (through silicon via, TSV) or wire connection (wire bond).
Für die Anwendung von zählenden Röntgendetektoren, insbesondere für CdTe als Konvertermaterial, in einem Computertomographen werden einzelne Detektormodule mit möglichst geringem Spalt aneinander gekachelt. Deshalb soll der Randbereich des Konverterelements zwischen äußerster Reihe von Detektorelementen und der Sägekante möglichst gering gehalten werden. Die Erfinder haben erkannt, dass sich die Detektorelemente am Rand eines solchen Detektormoduls oder Konverterelements typsicherweise anders verhalten als Detektorelemente aus dem Innenbereich des Detektormoduls oder Konverterelements. Eine Ursache kann die lokale Nähe der Sägekante sein, die die Feldlinien des elektrischen Feldes im Konvertermaterial störend beeinflussen oder verschieben kann. Insbesondere bei zählenden Röntgendetektoren, die ein inhomogenes elektrisches Feld im Volumen des Konvertermaterials erzeugen, kann sich der Spannungsabfall von Kathode zu Anode in einem inneren Bereich des Konverterelements im Vergleich zum Spannungsabfall über die Kante oder am Rand des Konverterelements unterscheiden. Dies kann zu einer Verschiebung der elektrischen Feldlinien am Rand des Konverterelements führen. Die Verschiebung der elektrischen Feldlinien kann zu nicht akzeptablen Bildartefakten führen. Bisher können die Messwerte oder Zählraten der Anzahl von Ereignissen der Detektorelemente am Rand des Konverterelements oder des Detektormoduls in die Rekonstruktion unberücksichtigt bleiben um Bildartefakte zu reduzieren. Dies hat aber zur Folge, dass Zählraten, welche von etwa 10 Prozent der Dosis verursacht werden, für die Rekonstruktion unberücksichtigt bleiben. Dies führt zu einer für die Rekonstruktion nicht optimal genutzte Dosis für den Patienten. For the application of counting X-ray detectors, in particular for CdTe as a converter material, in a computed tomography individual detector modules are tiled together with the smallest possible gap. Therefore, the edge region of the converter element between the outermost row of detector elements and the saw edge should be kept as low as possible. The inventors have recognized that the detector elements at the edge of such a detector module or converter element typically behave differently than detector elements from the inner region of the detector module or converter element. One cause may be the local proximity of the saw edge, which can disturb or influence the field lines of the electric field in the converter material. In particular, in counting X-ray detectors that generate an inhomogeneous electric field in the volume of the converter material, the voltage drop from cathode to anode in an inner region of the converter element in comparison to the voltage drop across the edge or at the edge of the converter element may differ. This can lead to a shift of the electric field lines at the edge of the converter element. The shift of the electric field lines can lead to unacceptable image artifacts. So far, the measured values or count rates of the number of events of the detector elements at the edge of the converter element or the detector module in the reconstruction can be disregarded in order to reduce image artifacts. However, this has the consequence that count rates, which are caused by about 10 percent of the dose, are disregarded for the reconstruction. This leads to a dose that is not optimally used for the reconstruction for the patient.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Konverterelement, einen Röntgendetektor, ein Detektormodul und ein medizinisches Gerät anzugeben, welche eine gezielte Beeinflussung des elektrischen Feldes am Rand des Konverterelements ermöglichen. It is an object of the invention to provide a converter element, an X-ray detector, a detector module and a medical device, which enable a targeted influencing of the electric field at the edge of the converter element.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch Konverterelement nach Anspruch 1, einen Röntgendetektor nach Anspruch 11, ein Detektormodul nach Anspruch 12 und ein medizinisches Gerät nach Anspruch 13. The object is achieved according to the invention by converter element according to claim 1, an X-ray detector according to
Die Erfindung betrifft ein Konverterelement zur Umwandlung von Röntgenstrahlung in elektrische Ladungen, wobei das Konverterelement eine erste Höhe und eine Seitenfläche mit einer ersten Länge und einer ersten Höhe aufweist, ein Leitelement zumindest einen Teilbereich der Seitenfläche bedeckt und das Leitelement mit einer Spannungsquelle verbunden ist. The invention relates to a converter element for converting X-radiation into electrical charges, wherein the converter element has a first height and a side surface with a first length and a first height, a guide element covers at least a portion of the side surface and the guide element is connected to a voltage source.
Das Konverterelement kann insbesondere ein direkt-konvertierendes Konvertermaterial, beispielsweise CdTe oder CdZnTe, aufweisen. Das Konverterelement kann eine der Röntgenstrahlung zugewandte Strahleneintrittsfläche aufweisen. Das Konverterelement kann insbesondere im Wesentlichen als Quader ausgebildet sein, wobei die Kanten bzw. Seitenflächen des Quaders Unebenheiten aufweisen können. Das Konverterelement weist eine erste Höhe auf, wobei die erste Höhe entlang der Flächennormalen der Strahleneintrittsfläche verlaufen kann. Das Konverterelement kann mindestens eine Seitenfläche aufweisen. Die Seitenfläche weist eine erste Höhe auf. Die Seitenfläche weist eine Länge auf, welche einer Kantenlänge des Konverterelements parallel zur Strahleneintrittsfläche entsprechen kann. Ein Teilbereich der Seitenfläche kann insbesondere ein Bereich sein, welcher rechteckig ausgebildet ist. Eine maximale Erstreckung des Teilbereichs entlang der ersten Höhe der Seitenfläche kann der ersten Höhe entsprechen. Eine maximale Erstreckung des Teilbereichs entlang der Länge der Seitenfläche kann der Länge entsprechen. Der Teilbereich kann eine Erstreckung entlang der Länge der Seitenfläche von mindestens 75 Prozent, bevorzugt 95 Prozent und besonders bevorzugt von 100 Prozent der Länge der Seitenfläche aufweisen. Das Leitelement kann als durchgehende oder ununterbrochene Schicht ausgebildet sein. Das Leitelement kann als Leitschicht ausgebildet sein. Das Leitelement ist zumindest teilweise elektrisch leitend ausgebildet. Das Leitelement kann als leitfähige Platte ausgebildet sein. Das Leitelement kann in direkter mechanischer Verbindung mit dem Konverterelement verbunden sein. Das Leitelement kann parallel zur Seitenfläche ausgebildet sein. Das Leitelement ist elektrisch leitend mit einer Spannungsquelle verbunden. Die Spannungsquelle kann ein- und ausschaltbar sein. Die Spannung kann derart an der Leitschicht angelegt sein, dass ein elektrisches Feld im Konverterelement beeinflussbar ist. Das Leitelement kann zu einem konstanten oder definierten oder festgelegten Spannungsabfall entlang der ersten Höhe führen. An den Kanten zwischen benachbarten Seitenflächen kann das Leitelement durchgehend oder unterbrochen sein. The converter element can in particular have a direct-converting converter material, for example CdTe or CdZnTe. The converter element may have a radiation entrance surface facing the X-ray radiation. The converter element may in particular be designed substantially as a cuboid, wherein the edges or side surfaces of the cuboid may have unevennesses. The converter element has a first height, wherein the first height can run along the surface normal of the beam entry surface. The converter element may have at least one side surface. The side surface has a first height. The side surface has a length which may correspond to an edge length of the converter element parallel to the radiation entrance surface. A partial region of the side surface may in particular be an area which is rectangular. A maximum extent of the partial area along the first height of the side surface may correspond to the first height. A maximum extent of the partial area along the length of the side surface may correspond to the length. The portion may have an extent along the length of the side surface of at least 75 percent, preferably 95 percent and most preferably 100 percent of the length of the side surface. The guide element can be formed as a continuous or uninterrupted layer. The guide element may be formed as a conductive layer. The guide element is at least partially electrically conductive. The guide element may be formed as a conductive plate. The guide element can be connected in direct mechanical connection with the converter element. The guide element may be formed parallel to the side surface. The guide element is electrically conductively connected to a voltage source. The voltage source can be switched on and off. The voltage may be applied to the conductive layer such that an electric field in the converter element can be influenced. The baffle may result in a constant or defined or predetermined voltage drop along the first height. At the edges between adjacent side surfaces, the guide element may be continuous or interrupted.
Das Leitelement kann mittels eines Leitklebers oder einer leitfähigen Paste mit dem Konverterelement verbunden werden. Der Leitkleber oder die leitfähige Paste kann Unebenheiten an den Seitenflächen des Konverterelements ausgleichen. Das Leitelement kann an einem der Strahleneintrittsseite zugewandten Ende des Leitelements einen Kontakt aufweisen, welcher mit einer Spannungsquelle verbunden wird. Das Leitelement kann an einem der Strahleneintrittsseite abgewandten Ende des Leitelements einen Kontakt aufweisen, welcher mit Masse verbunden werden kann. Die Spannungsquelle kann die Top-Elektrode oder deren Spannungsquelle oder eine externe bzw. weitere Spannungsquelle sein. Das Leitelement kann den Verlauf des elektrischen Feldes im Konverterelement, insbesondere am Rand bzw. entlang der Seitenflächen, beeinflussen. The guide element can be connected to the converter element by means of a conductive adhesive or a conductive paste. The conductive adhesive or the conductive paste can compensate for unevenness on the side surfaces of the converter element. The guide element can have a contact on one of the beam inlet side facing the end of the guide element, which is connected to a voltage source. The guide element may have a contact on one of the beam inlet side remote from the end of the guide element, which can be connected to ground. The voltage source may be the top electrode or its voltage source or an external or further voltage source. The guide element can influence the course of the electric field in the converter element, in particular on the edge or along the side surfaces.
Vorteilhaft kann der Verlauf des elektrischen Feldes im Konverterelement, insbesondere am Rand des Konverterelements bzw. entlang der Seitenflächen, stabilisiert oder vergleichmäßigt werden. Der lokale Spannungsabfall an der Kante bzw. entlang der Seitenfläche kann identisch zum Spanungsabfall im Konverterelement eingestellt oder festgelegt werden. Vorteilhaft kann das elektrische Feld der Detektorelemente am Rand des Konverterelements dem elektrischen Feld der Detektorelemente im Inneren des Konverterelements angepasst oder angeglichen werden. Dadurch kann das Ladungssammlungsverhalten von Detektorelemente am Rand des Konverterelements vorteilhaft ähnlicher dem Ladungssammlungsverhalten von Detektorelemente im Inneren des Konverterelements sein. Vorteilhaft kann das elektrische Feld im Konverterelement homogener ausgeprägt sein. Vorteilhaft können durch das Leitelement Leckströme an der Seitenfläche reduziert werden. Vorteilhaft kann ein Großteil des Leckstroms über das Leitelement fließen. Dabei kann ein oberflächennaher Leckstrompfad an der Seitenfläche erhalten bleiben. Vorteilhaft kann das elektrische Feld stabilisiert werden. Advantageously, the course of the electric field in the converter element, in particular on the edge of the converter element or along the side surfaces, can be stabilized or evened out. The local voltage drop at the edge or along the side surface can be set or defined identically to the voltage drop in the converter element. Advantageously, the electrical field of the detector elements at the edge of the converter element can be adapted or adjusted to the electric field of the detector elements in the interior of the converter element. As a result, the charge collection behavior of detector elements at the edge of the converter element can advantageously be more similar to the charge collection behavior of detector elements in the interior of the converter element. Advantageously, the electric field in the converter element can be made more homogeneous. Advantageously, leakage currents on the side surface can be reduced by the guide element. Advantageously, a majority of the leakage current can flow via the guide element. In this case, a near-surface leakage current path can be retained on the side surface. Advantageously, the electric field can be stabilized.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung entspricht die Höhe des Leitelements der ersten Höhe. Das Leitelement kann den gesamten Bereich der Seitenfläche bedecken. Das Leitelement kann die Seitenfläche entlang der gesamten ersten Höhe bedecken. Vorteilhaft kann ein konstanter Spannungsabfall entlang der ersten Höhe erreicht werden. According to one aspect of the invention, the height of the guide element corresponds to the first height. The guide element can cover the entire area of the side surface. The baffle may cover the side surface along the entire first height. Advantageously, a constant voltage drop along the first height can be achieved.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist das Konverterelement mehrere Seitenflächen auf und der Teilbereich erstreckt sich zumindest teilweise über mehrere Seitenflächen. Das Leitelement kann umlaufend oder außenumfänglich ausgebildet sein, sodass alle Seitenflächen entlang der Länge vom Leitelement zumindest teilweise in Bezug auf die erste Höhe bedeckt sein können. Vorteilhaft kann das elektrische Feld im gesamten Konverterelement homogen ausgeprägt sein. Das Leitelement kann mehrere Seitenflächen zumindest teilweise entlang der ersten Höhe bedecken. Das Leitelement kann entlang des Umfangs benachbarte und nicht-benachbarte, beispielsweise gegenüberliegende, Seitenflächen bedecken. Beispielsweise können sich an den Seitenflächen senkrecht zur Rotationsrichtung Leitelemente erstrecken während sich an den Seitenflächen parallel zur Rotationsrichtung keine oder anders ausgeprägte Leitelemente erstrecken können. Derartige Unterschiede in der Ausprägung von Leitelementen kann das Vorhandensein oder Nicht-Vorhandensein von benachbarten Konverterelementen und deren Einfluss auf das elektrische Feld vorteilhaft berücksichtigen. According to one aspect of the invention, the converter element has a plurality of side surfaces and the partial region extends at least partially over a plurality of side surfaces. The guide element may be formed circumferentially or externally circumferentially, so that all side surfaces along the length of the guide element may be at least partially covered with respect to the first height. Advantageously, the electric field in the entire converter element can be made homogeneous. The guide element can cover a plurality of side surfaces at least partially along the first height. The guide element may cover circumferentially adjacent and non-adjacent, for example, opposite, side surfaces. For example, guide elements can extend perpendicularly to the direction of rotation on the side surfaces, while no or differently shaped guide elements can extend on the side surfaces parallel to the direction of rotation. Such differences in the design of guide elements may affect the presence or absence of Advantageously consider the presence of adjacent converter elements and their influence on the electric field.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung bedeckt ein weiteres Leitelement zumindest einen weiteren Teilbereich der Seitenfläche, und das Leitelemente und das weitere Leitelement weisen eine Erstreckung entlang der ersten Länge auf. Es können mehrere Leitelemente an der Seitenfläche ausgebildet sein. Vorteilhaft kann der Spannungsabfall entlang der ersten Höhe von einem konstanten Spannungsabfall verschieden festgelegt werden. Vorteilhaft kann das elektrische Feld am Rand des Konverterelements bzw. entlang der Seitenfläche gezielt beeinflusst werden. According to one aspect of the invention, another guide element covers at least one further subregion of the side surface, and the guide element and the further guide element have an extension along the first length. It can be formed on the side surface a plurality of guide elements. Advantageously, the voltage drop along the first level can be set differently from a constant voltage drop. Advantageously, the electric field can be selectively influenced at the edge of the converter element or along the side surface.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die Höhe des Leitelements und des weiteren Leitelements gleich. Die Höhe des Leitelements kann eine Höhe entlang der ersten Höhe bezeichnen. Die Höhe des Leitelements bezeichnet in diesem Zusammenhang nicht die Schichtdicke des Leitelements, sondern die Ausdehnung des Leitelements in Richtung der ersten Höhe der Seitenfläche des Konverterelements. Die Höhe des Leitelements kann insbesondere unterschiedliche zur Schichtdicke des Leitelements gewählt werden. Es können entlang der Länge mehrere parallele Leitelemente, beispielsweise das Leitelement und mindestens ein weiteres Leitelement, an der Seitenfläche ausgebildet sein. An den mehreren Leitelementen können unterschiedliche Potentiale anliegen, sodass vorteilhaft inhomogene elektrische Felder erzeugt werden können. According to one aspect of the invention, the height of the guide element and of the further guide element is the same. The height of the baffle may indicate a height along the first height. In this context, the height of the guide element does not denote the layer thickness of the guide element but the extent of the guide element in the direction of the first height of the side surface of the converter element. The height of the guide element can be selected in particular different to the layer thickness of the guide element. It can be formed on the side surface along the length of a plurality of parallel guide elements, for example, the guide element and at least one further guide element. Different potentials may be present at the plurality of guide elements, so that advantageous inhomogeneous electric fields can be generated.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die Höhe des Leitelements und des weiteren Leitelements unterschiedlich. Vorteilhaft kann ein inhomogener Spannungsabfall durch die unterschiedliche Höhe der mehreren Leitelemente erzeugt werden. Die Variation der Höhe der mehreren Leitelemente kann einen funktionalen Zusammenhang aufweisen. According to one aspect of the invention, the height of the guide element and of the further guide element is different. Advantageously, an inhomogeneous voltage drop can be generated by the different height of the plurality of guide elements. The variation of the height of the plurality of guide elements may have a functional relationship.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist zwischen benachbarten Leitelementen eine Potentialdifferenz mit gleichem Vorzeichen anlegbar. Die benachbarten Leitelemente können das Leitelement und das weitere Leitelement oder zwei weitere Leitelemente sein. Vorteilhaft kann ein monotoner Spannungsabfall entlang der ersten Höhe der Seitenfläche erzeugt werden. Die Potentialdifferenz kann entlang der Strahleneinfallsrichtung abnehmend oder bevorzugt zunehmend sein. Beispielsweise kann die Spannung entlang der ersten Höhe von –900V an der Strahleneintrittsseite zu 0V an der der Röntgenstrahlung abgewandten Seite abfallen bzw. ansteigen. Die Potentialdifferenz kann durch separate, externe Spannungszuleitung zum Leitelement und zum weiteren Leitelement angelegt werden. Die Potentialdifferenz kann durch Verbindung des Leitelements und des weiteren Leitelements mittels eines Widerstands angelegt werden. According to one aspect of the invention, a potential difference with the same sign can be applied between adjacent conducting elements. The adjacent guide elements may be the guide element and the further guide element or two further guide elements. Advantageously, a monotone voltage drop along the first height of the side surface can be generated. The potential difference may be decreasing or preferably increasing along the direction of beam incidence. For example, the voltage along the first height of -900V at the beam entrance side to 0V on the side facing away from the X-radiation side decrease or increase. The potential difference can be applied by separate, external voltage supply to the guide element and the other guide element. The potential difference can be applied by connecting the conducting element and the further conducting element by means of a resistor.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist zwischen benachbarten Leitelementen die Potentialdifferenz mit einem Funktionsverlauf anlegbar. Vorteilhaft kann der Spannungsabfall entlang der ersten Höhe systematisch festgelegt werden. Vorteilhaft kann der Spannungsabfall entlang der ersten Höhe verschieden zu einem konstanten Spannungsabfall festgelegt werden. According to one aspect of the invention, the potential difference can be applied with a functional course between adjacent guide elements. Advantageously, the voltage drop along the first height can be systematically determined. Advantageously, the voltage drop along the first height may be set differently to a constant voltage drop.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung sind benachbarte Leitelemente mittels eines Widerstands miteinander verbunden. Die Widerstände können bevorzugt festgelegt sein. Es kann zwischen benachbarten Leitelementen jeweils ein Widerstand ausgebildet sein. Die Widerstände können eine Widerstandskette bilden. Durch geeignete Wahl einer Widerstandkette können vorteilhaft inhomogene Felder erzeugt werden. Vorteilhaft kann der Spannungsabfall entlang der ersten Höhe an den Spannungsabfall im Inneren des Konverterelements angepasst werden. According to one aspect of the invention, adjacent guide elements are connected to one another by means of a resistor. The resistances may preferably be fixed. It may be formed between adjacent guide elements in each case a resistor. The resistors can form a resistor chain. By suitable choice of a resistance chain, inhomogeneous fields can advantageously be generated. Advantageously, the voltage drop along the first height can be adapted to the voltage drop in the interior of the converter element.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist das Leitelement eine Folie mit einer Leiterbahn auf. Das Leitelement kann außerdem als mechanischer Kantenschutz oder Schutz der Seitenflächen dienen. Vorteilhaft kann das Leitelement mit einer Schutzeinheit für einen Röntgendetektor kombiniert werden, wobei die Schutzeinheit derart am Röntgendetektor oder Detektormodul ausgebildet ist, dass bei mechanischer Zerstörung des Konverterelements kein Konvertermaterial austreten kann. Die Schutzeinheit kann außenumfänglich um das Konverterelement ausgebildet sein. Das Leitelement kann mittels Folientechnik hergestellt werden. Das Leitelement kann eine Trägerfolie aufweisen. Die Leiterbahn kann durch leitfähige Metallstrukturen ausgebildet sein. Das Leitelement kann der Ausdehnung der Leiterbahn entsprechen. Die Trägerfolie kann eine größere Ausdehnung als die Leiterbahn oder das Leitelement aufweisen. Der Widerstand kann auf der Trägerfolie zwischen benachbarten Leiterbahnen ausgebildet sein, beispielsweise durch eine definierte Bedruckung oder Druckdicke. Vorteilhaft können mehrere Leitelemente, das Leitelement und mindestens ein weiteres Leitelement, auf einer gemeinsamen Trägerfolie ausgebildet sein. Die Trägerfolie kann die Widerstände aufweisen. Vorteilhaft kann eine platzsparende, dünne Ausführung des Leitelements realisiert werden, sodass benachbarte Konverterelemente mit nur geringen Spaltabständen angeordnet werden können. According to one aspect of the invention, the guide element has a foil with a conductor track. The guide can also serve as a mechanical edge protection or protection of the side surfaces. Advantageously, the guide element can be combined with a protective unit for an X-ray detector, the protective unit being designed on the X-ray detector or detector module in such a way that no converter material can escape when the converter element is destroyed mechanically. The protective unit may be formed around the outside of the converter element. The guide element can be produced by means of film technology. The guide element may have a carrier foil. The conductor track can be formed by conductive metal structures. The guide element may correspond to the extension of the conductor track. The carrier film may have a greater extent than the conductor track or the guide element. The resistor may be formed on the carrier film between adjacent conductor tracks, for example by a defined printing or printing thickness. Advantageously, a plurality of guide elements, the guide element and at least one further guide element, may be formed on a common carrier foil. The carrier foil may have the resistances. Advantageously, a space-saving, thin design of the guide element can be realized, so that adjacent converter elements can be arranged with only small gap intervals.
Das Leitelement oder/und der Widerstand können in Kombination mit einer Spannungszuleitung zur Top-Elektrode, einer Stabilisierungsvorrichtung der Spannungszuleitung zur Top-Elektrode und/oder einer Schutzeinheit ausgebildet sein. Die räumliche Anordnung des Widerstands und/oder des Leitelements, beispielsweise die Ausbildung am Konverterelement, an der Spannungszuleitung zur Top-Elektrode, an der Stabilisierungsvorrichtung der Spannungszuleitung zur Top-Elektrode und/oder an einer Schutzeinheit, kann, beispielsweise in Abhängigkeit der Position des Konverterelements innerhalb eines Detektormoduls, gewählt werden. Insbesondere an einer Seitenfläche am Rand eines Detektormoduls kann das Leitelement oder der Widerstand mit der Spannungszuleitung zur Top-Elektrode, der Stabilisierungsvorrichtung der Spannungszuleitung zur Top-Elektrode und/oder einer Schutzeinheit kombiniert sein. The guide element and / or the resistor can in combination with a voltage supply line to the top electrode, a stabilization device of the voltage supply to the top electrode and / or be formed of a protection unit. The spatial arrangement of the resistor and / or the guide element, for example the training on the converter element, at the voltage supply to the top electrode, at the stabilizing device of the voltage supply to the top electrode and / or on a protective unit, for example, depending on the position of the converter element within a detector module. In particular on a side surface at the edge of a detector module, the guide element or the resistor can be combined with the voltage supply to the top electrode, the stabilization device of the voltage supply to the top electrode and / or a protective unit.
Die Erfindung betrifft ferner einen zählenden Röntgendetektor aufweisend ein erfindungsgemäßes Konverterelement, wobei der Röntgendetektor ferner eine Auswerteeinheit zur Bestimmung einer Anzahl oder einer Energie von Ereignissen aus den elektrischen Ladungen aufweist. Es kann eine verbesserte Ladungssammlung im Konverterelement erreicht werden, welche zu einer vorteilhaft genaueren oder verbesserten Bestimmung einer Anzahl oder Energie von Ereignissen führen kann. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Konverterelements können vorteilhaft auf den erfindungsgemäßen Röntgendetektor übertragen werden. The invention further relates to a counting X-ray detector comprising a converter element according to the invention, wherein the X-ray detector further comprises an evaluation unit for determining a number or an energy of events from the electrical charges. Improved charge collection in the converter element may be achieved, which may result in a more advantageous or improved determination of a number or energy of events. The advantages of the converter element according to the invention can advantageously be transferred to the X-ray detector according to the invention.
Die Erfindung betrifft ferner ein Detektormodul aufweisend eine Mehrzahl von erfindungsgemäßen Röntgendetektoren. Der Widerstand kann derart gewählt werden, dass der Spannungsabfall entlang der ersten Höhe an der Seitenfläche für mehrere oder alle Detektormodule gleich ausgeprägt ist. Der Widerstand kann derart gewählt werden, dass der Spannungsabfall entlang der ersten Höhe an der Seitenfläche in Abhängigkeit der Position des Konverterelements im Detektormodul gewählt oder festgelegt ist. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Konverterelements und des erfindungsgemäßen Röntgendetektors können vorteilhaft auf das erfindungsgemäße Detektormodul übertragen werden. The invention further relates to a detector module comprising a plurality of X-ray detectors according to the invention. The resistance may be chosen such that the voltage drop along the first height on the side surface is equal for several or all detector modules. The resistance may be selected such that the voltage drop along the first height on the side surface is selected or fixed as a function of the position of the converter element in the detector module. The advantages of the converter element according to the invention and the X-ray detector according to the invention can advantageously be transferred to the detector module according to the invention.
Die Erfindung betrifft ferner ein medizinisches Gerät aufweisend einen erfindungsgemäßen Röntgendetektor oder ein erfindungsgemäßes Detektormodul. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Röntgendetektors und des erfindungsgemäßen Detektormoduls können vorteilhaft auf das medizinische Gerät übertragen werden. Vorteilhaft können Artefakte im rekonstruierten Bild reduziert werden. Vorteilhaft können für die gesamte Dosis Zählraten bestimmt und zur Rekonstruktion verwendet werden. Vorteilhaft wird die Dosis optimal ausgenutzt. The invention further relates to a medical device comprising an X-ray detector according to the invention or a detector module according to the invention. The advantages of the X-ray detector according to the invention and of the detector module according to the invention can advantageously be transferred to the medical device. Advantageously, artifacts in the reconstructed image can be reduced. Advantageously, count rates can be determined for the entire dose and used for reconstruction. Advantageously, the dose is optimally utilized.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist das medizinische Gerät ein Computertomograph. Vorteilhaft können zählende Röntgendetektoren eine größere zur Rekonstruktion nutzbare Detektionsfläche aufweisen. In accordance with one aspect of the invention, the medical device is a computed tomography device. Advantageously, counting x-ray detectors can have a larger detection area that can be used for reconstruction.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigt: Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to drawings. Hereby shows:
Die
Die
Die
Die
Die
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Although the invention has been illustrated in detail by the preferred embodiment, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.
Claims (14)
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DE102016203861.3A DE102016203861A1 (en) | 2016-03-09 | 2016-03-09 | Converter element with guide element |
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