DE4420603C1 - Röntgendetektor und Verfahren zu seinem Betrieb - Google Patents

Description

In der Röntgentechnik ist es möglich, einen aSi:H-Röntgen­ bilddetektor zu benutzen, der aus einer Matrix von Photo­ dioden aufgebaut ist, die über entgegengeschaltete Schalt­ dioden angesteuert werden können. Die in Sperrichtung aufge­ brachte elektrische Ladung der Photodioden wird dabei durch Licht von einem in Strahlenrichtung davor angeordneten Szin­ tillator reduziert. Diese lichtabhängige Ladungsreduzierung stellt die Bildinformation dar, die nach einer pulsförmigen Beleuchtung ausgelesen wird.

Das Maß der Ladungsreduzierung pro Pixel und Einheit der Be­ leuchtungsstärke, also die Empfindlichkeit, ist für jedes Pixel etwas unterschiedlich und kann außerdem in Abhängigkeit von der Temperatur und der Alterung pro Pixel leicht schwan­ ken. Es ist deshalb eine Kalibrierung erforderlich. Diese Kalibrierung kann prinzipiell mit Hilfe von Röntgenstrahlung durchgeführt werden.

Durch US 4 810 881, US 4 945 243 und US 4 980 553 sind Rönt­ gendetektoren bekannt, bei denen die hinter einem Szintilla­ tor liegenden Photodetektoren zur Rücksetzung gleichmäßig beleuchtet werden. Dadurch ist eine Kalibrierung ohne Rönt­ genstrahlung und damit in beliebiger Häufigkeit möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Röntgendetek­ tor gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 so auszubil­ den, daß bei einfachem Aufbau eine gleichmäßige Beleuchtung der Photodetektoren von hinten ermöglicht ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Patentanspruches 1.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprü­ chen.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von drei in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

In der Fig. 1 ist ein Glasträger 1 dargestellt, auf dem eine aSi:H-Schicht 2 aufgebracht ist, die eine Photodiodenmatrix bildet. Vor der Schicht 2 liegt ein Szintillator 3. Die Rönt­ genstrahlung fällt in Richtung der Pfeile 4 ein.

Die Schicht 2 kann von hinten mit Hilfe einer Punktlichtquel­ le 5 beleuchtet werden, deren Licht durch eine Spiegelanord­ nung 6 und eine Zerstreuungslinse 7 auf den Glasträger 1 und damit auf die Schicht 2 gerichtet ist. Die Zerstreuungslinse 7 ist so geformt, daß das Licht der Punktlichtquelle 5 gleichmäßig auf die Schicht 2 verteilt wird. Der mittlere Teil der Zerstreuungslinse 7 wirkt als Diffusor zur Abschwä­ chung des hellen Lichtes nahe der Punktlichtquelle 5, die Randteile wirken als Sammellinse zur Verstärkung des Lichtes für die Randpartien der Schicht 2. Dies wird durch den Spie­ gel 6 unterstützt.

Die Ausführung gemäß Fig. 2 weist einen Glasträger 8 auf, welcher als Lichtleiter mit aufgerauter rückwärtiger Oberflä­ che ausgebildet ist. Der Glasträger 8 ist über Lichtleiter 9 optisch an der Punktlichtquelle 5 angekoppelt.

Bei der Ausführung gemäß Fig. 3 ist die Punktlichtquelle 5 über ein Lichtleiterbündel 10 optisch an der Schicht 2 ange­ koppelt.

Die Lichtquelle 5 dient zum Rücksetzen bzw. Löschen der Pho­ todetektoren auf der aSi:H-Schicht 2 zwischen den Auslesepha­ sen. Sie kann auch einen Lichtpuls in einem Röntgenfenster, in dem keine Röntgenstrahlung auftritt, abgeben und so ein Licht-Hellbild ohne Röntgenstrahlung erzeugen.

Wenn man Driften der Szintillatorempfindlichkeit und der Lichtemission der Lichtquelle 5 ausschließen kann, kann die Lichtquelle 5 zur Kalibrierung herangezogen werden. Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß es gefahrlos auch automatisch in den Stillstandszeiten mit in den Röntgenstrahlengang ein­ gebrachtem Objekt durchgeführt werden kann.

Die Lichtquelle 5 kann nicht exakt die gleiche Beleuchtungs­ verteilung wie die Röntgenquelle erzeugen. Daher kann es sein, daß man mit der Lichtkalibrierung allein nicht aus­ kommt. In diesem Fall kann die Lichtkalibrierung zumindest einmal täglich auf eine Kalibrierung mit Röntgenstrahlung be­ zogen werden. Dazu können möglichst ohne größere Zeitdiffe­ renz mit den Röntgen-Hellbildern (ohne Objekt) auch Licht- Hellbilder aufgenommen und korrigiert werden.

Demgemäß können zur Kalibrierung neben den von der Röntgen­ strahlung 4 ohne ein zu untersuchendes Objekt erzeugten Aus­ gangssignalen in zeitlich kurzer Abfolge durch Beleuchtung der Schicht 2 mit der Lichtquelle 5 Ausgangssignale erzeugt und aufgezeichnet werden. Dabei kann bildpunktweise ein Kor­ rekturfaktor als Quotient der durch Röntgenstrahlung bzw. Licht erzeugten Ausgangssignale berechnet werden. Alternativ zu den von der Röntgenstrahlung 4 ohne ein zu untersuchendes Objekt erzeugten Ausgangssignalen können auch die durch Be­ leuchtung der Photodetektoren in der Schicht 2 mit der Licht­ quelle 5 erzeugten Ausgangssignale, multipliziert mit den ge­ nannten Korrekturfaktoren, verwendet werden.

Claims (7)

1. Röntgendetektor mit einer Reihe von Photodetektoren (2), vor denen ein Szintillator (3) zur Umwandlung der Röntgen­ strahlung (4) in Licht liegt und hinter denen eine Licht­ quelle (5) zur gleichmäßigen Beleuchtung aller Photodetekto­ ren (2) zum Zwecke des Rücksetzens liegt, die anstelle der Röntgenstrahlung (4) zur Erzeugung eines Signals eingesetzt werden kann, dadurch gekennzeich­ net, daß die Lichtquelle (5) eine Punktlichtquelle ist, die mit Hilfe einer Optik (6 bis 10) auf die Photodetektoren (2) strahlt.

2. Röntgendetektor nach Anspruch 1, bei dem die Optik aus einem Linsen- und Spiegelsystem (6, 7) aufgebaut ist.

3. Röntgendetektor nach Anspruch 1, bei dem der Träger (8) für die Photodetektoren (2) als Lichtleiter ausgebildet ist, welcher über Lichtleiter (9) optisch an der Lichtquelle (5) angekoppelt ist.

4. Röntgendetektor nach Anspruch 1, bei dem die Lichtquelle (5) über ein Lichtleiterbündel (10) optisch an den Photo­ dioden (2) angekoppelt ist.

5. Verfahren zum Betrieb eines Röntgendetektors nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem zur Kalibrierung neben den von der Röntgenstrahlung (4) ohne ein zu untersuchendes Objekt erzeugten Ausgangssignalen in zeitlich kurzer Abfolge durch Beleuchtung der Photodetektoren (2) mit der Lichtquelle (5) Ausgangssignale erzeugt und aufgezeichnet werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem bildpunktweise ein Kor­ rekturfaktor als Quotient der durch Röntgenstrahlung (4) bzw. durch Licht erzeugten Ausgangssignale berechnet wird.

7. Verfahren zur Kalibrierung eines Röntgendetektors nach An­ spruch 6, bei dem alternativ zu den von der Röntgenstrahlung (4) ohne ein zu untersuchendes Objekt erzeugten Ausgangs­ signalen auch die durch Beleuchtung der Photodetektoren (2) mit der Lichtquelle (5) erzeugten Ausgangssignale, multipli­ ziert mit den Korrekturfaktoren, verwendet werden.