X射線裝置和用于x射線裝置的x射線檢測器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種X射線裝置。此外，本發(fā)明還涉及一種用于X射線裝置的X射線檢測器。
【背景技術(shù)】
[0002]常規(guī)的X射線裝置通常具有X射線源以及X射線檢測器。為了 X射線圖像拍攝，將測量對象定位在X射線源和X射線檢測器之間。在用于醫(yī)療應用的X射線裝置中，測量對象通常是患者。然后，從X射線源向測量對象投射X射線。X射線穿過測量對象且在此(根據(jù)測量對象的密度)被不同地削弱。通過X射線檢測器檢測(通過對象透射且因此被削弱的)χ射線的強度。
[0003]間接轉(zhuǎn)換X射線檢測器和直接轉(zhuǎn)換X射線檢測器不同。為檢測發(fā)射的X射線，間接轉(zhuǎn)換X射線檢測器具有對于X射線輻射敏感的閃爍器層形式的傳感器層，該傳感器層將到達的X射線輻射轉(zhuǎn)換為可見光。然后可見光通過光電二極管轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?。在直接轉(zhuǎn)換X射線檢測器的情況中，傳感器層由半導體材料(例如，碲化鎘)形成，其中入射的X射線輻射直接轉(zhuǎn)換為電信號。
[0004]在簡單且廉價地制造大面積的X射線檢測器的背景下，全部檢測器面經(jīng)常由更小的單獨制造的單元組成，該單元在下文中稱為檢測器元件。每個檢測器元件在此通常包括多個檢測器像素。即每個檢測器元件可位置選擇地且平行地檢測多個信號，隨后由所有信號(所有檢測器元件的信號)組成的柵格圖像則分別代表了此柵格圖像的圖像點。檢測器元件自身又通常成行或成列布置。在檢測器元件上此外設有另外的電子部件，該電子部件直接對應配設給檢測器層且設置為用于讀取從檢測器層所發(fā)出的信號一一例如光電二極管、電容器、選擇的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器等。由檢測器元件所檢測到的信號或每個信號通常通過布置在后方的電子控制單元讀取，進一步處理(尤其是數(shù)字處理)且提供用于傳遞給布置在后方的圖像計算單元。
[0005]檢測器元件通常以比較低的電壓(經(jīng)常小于5V)控制。此電壓通常由對于所有檢測器元件共同的(中央)供電單元產(chǎn)生且分配到檢測器元件。當然由于檢測器面經(jīng)常比較大的尺寸和因此所決定的長的電傳輸行程，典型地沿電導線出現(xiàn)比較高的功率損失。對于X射線裝置是計算機斷層成像裝置(管的結(jié)構(gòu)形式，也成為機架結(jié)構(gòu)形式)的情況，單獨的檢測器元件例如在大致I米的長度上分布地布置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是實現(xiàn)用于X射線檢測器的能量有效的電壓分布。
[0007]此技術(shù)問題通過一種X射線裝置解決，該X射線裝置包括X射線檢測器(簡稱為檢測器)，該檢測器具有多個檢測器元件。此外，X射線裝置包括用于提供基本電壓的供電單元。供電單元在此優(yōu)選地設置為用于以基本電壓對檢測器進行中央供電。因此對于檢測器內(nèi)的所有耗電器提供唯一的中央供電單元。根據(jù)本發(fā)明，由中央供電單元提供的基本電壓具有比檢測器元件所需的檢測器工作電壓更大的值。此外，檢測器元件分為至少兩個分別在空間上關(guān)聯(lián)的檢測器元件的子組。檢測器現(xiàn)在具有兩個電壓變換器(尤其是電壓轉(zhuǎn)換器)，其中每個電壓變換器分別與兩個子組(功能上以及空間上)關(guān)聯(lián)。電壓變換器在此設置且提供為將基本電壓變換為(更低的)檢測器工作電壓。優(yōu)選地，電壓變換器此外設置為穩(wěn)定檢測器工作電壓，即保持盡可能恒定的電壓值。
[0008]在此且在下文中將前述檢測器的單元稱為檢測器元件。檢測器元件因此具有對于X射線輻射敏感的傳感器層以將X射線輻射直接地變換為電信號(在直接變換檢測器的情況中)或?qū)射線輻射變換為可見光(在間接變換檢測器的情況中)。在后者情況中，用于將可見光變換為電信號的傳感器層后置有光電二極管。在兩個情況中，檢測器元件進一步優(yōu)選地也具有電容以用于中間存儲電信號。適宜地，檢測器元件具有多個檢測器像素(且因此尤其是也具有多個光電二極管和/或電容器)。
[0009]電壓變換器與所屬的檢測器元件的子組的“空間關(guān)系”在此理解為電壓變換器以距各自的子組的檢測器元件的比中央供電單元(尤其是明顯的)更小的距離布置。優(yōu)選地，電壓變換器以距各自的子組的檢測器元件最小的距離布置。在供電單元和電壓變換器之間的電導線(在下文中稱為供電導線)的長度在此優(yōu)選地明顯地大于電壓變換器和檢測器元件之間的電導線(在下文中稱為接入導線)的長度。
[0010]通過電壓變換器與各自的子組的空間關(guān)系，適宜地縮短了低檢測器工作電壓的(相對高損失)的傳輸行程。而通過供電單元和電壓變換器之間的比較長的供電導線，以(與檢測器工作電壓相比)高的基本電壓相對低損失地傳輸電功率。
[0011]在優(yōu)選的構(gòu)造中，中央供電單元提供例如12V的基本電壓。而檢測器工作電壓尤其具有小于或等于5V的值，例如0.9至3.5V的值。
[0012]在優(yōu)選的構(gòu)造中，檢測器對于每個檢測器元件的子組分別具有稱為檢測器控制單元的電組件。每個檢測器控制單元在此特定地對應配設給各自的子組的檢測器元件。檢測器控制單元尤其設置為控制此檢測器元件且讀取檢測器元件的各自的信號。檢測器控制單元在此還適宜地在空間上比供電單元更靠近其各自的子組的檢測器元件布置。在每個此檢測器控制單元上尤其分別設有電壓變換器(尤其是電壓轉(zhuǎn)換器)。優(yōu)選地，檢測器控制單元在短信號和電壓傳輸行程的意義上布置為具有距檢測器元件盡可能小的距離。此距離取決于對應配設的檢測器元件的數(shù)量例如在20cm至30cm之間。檢測器控制單元此外尤其設置和提供為處理由各自的檢測器元件輸出的信號(優(yōu)選地對其進行數(shù)字處理)，且將所述信號提供到圖像處理單元以用于進一步分析。
[0013]在適宜的構(gòu)造中，檢測器具有四個檢測器控制單元(帶有各自的電壓變換器)。相應地，檢測器元件分為四個子組且匯合在各自的檢測器控制單元上。
[0014]檢測器的所有的單獨部分尤其是檢測器控制單元可適宜地被單獨地更換。
[0015]在適宜的構(gòu)造中，電壓變換器構(gòu)造為開關(guān)調(diào)節(jié)器或包括至少一個開關(guān)調(diào)節(jié)器。
[0016]為了以相對低的花費保證低噪聲的檢測器工作電壓，在適宜的構(gòu)造中，每個電壓變換器具有前置調(diào)節(jié)器以將基本電壓變換到中間電壓(例如從4至10V)，且具有至少一個后置調(diào)節(jié)器以將中間電壓變換為(尤其是低于中間電壓的)檢測器工作電壓。后置調(diào)節(jié)器或每個后置調(diào)節(jié)器優(yōu)選地構(gòu)造為直線調(diào)節(jié)器，該直線調(diào)節(jié)器設置為從中間電壓生成盡可能穩(wěn)定的尤其是低噪聲的電壓值。在本發(fā)明的范圍內(nèi)在此可構(gòu)思，前置調(diào)節(jié)器形成為開關(guān)調(diào)節(jié)器。
[0017]適宜地，電壓變換器設置為除檢測器工作電壓外輸出用于各自的檢測器控制單元的工作電壓(在下文中稱為第二工作電壓)。在適宜的構(gòu)造中，電壓變換器在此情況中具有級聯(lián)結(jié)構(gòu)，該級聯(lián)結(jié)構(gòu)帶有一個前置調(diào)節(jié)器和一個或多個后置調(diào)節(jié)器。第二工作電壓在此在前置調(diào)節(jié)器和(必要時第一)后置調(diào)節(jié)器之間或在必要時多個后置調(diào)節(jié)器的兩個之間量取。
[0018]通過由基本電壓對于不同的耗電器(尤其對于檢測器元件和檢測器控制單元)生成不同的(工作)電壓，簡化了在檢測器內(nèi)的電壓分布。常規(guī)的方式中對于每個耗電器(或至少每組同類型的耗電器)將其各自的工作電壓單獨地由中央供電單元提供，而在本情況中，僅從中央供電單元提供唯一的基本電壓用于檢測器的所有耗電器，且將此基本電壓進行分散的且靠近耗電器的變換。各工作電壓尤其是檢測器工作電壓和第二工作電壓即由直接在各耗電器上的或與各耗電器間隔很小的空間距離的電壓變換器生成。因此，功率消耗(用于不同的電壓的各電導線的數(shù)量和長度)可降低。
[0019]在替代的構(gòu)造中，每個檢測器控制單元具有各一個附加的(與用于檢測器元件的電壓變換器分開的)稱為工作電壓變換器的電壓變換器。此工作電壓變換器設置為將基本電壓變換為各自的檢測器控制單元所需的第二工作電壓。
[0020]優(yōu)選地，檢測器具有中央通信單元，該中央通信單元設置為控制檢測器控制單元，調(diào)取由檢測器控制單元(預)處理的信號，且將所述信號匯集地傳輸?shù)綀D像計算單元。在優(yōu)選的構(gòu)造中，在此基本電壓也通過中央通信單元導引且從中央通信單元分配到各電壓變換器。中央通信單元在此適宜地在空間上布置在供電單元和電壓變換器(或必要時檢測器控制單元)之間。
[0021]在適宜的構(gòu)造中，中央通信單元包括工作電壓變換器，該工作電壓變換器設置且提供為將基本電壓變換為中央通信單元的工作電壓。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的檢測器包括前述檢測器元件，該檢測器元件分為至少兩個優(yōu)選地四個子組。此外，檢測器包括兩個(優(yōu)選地四個)前述類型的電壓變換器，其中每個分別對應配設給檢測器元件的子組。在本發(fā)明的范圍內(nèi)在此構(gòu)思，供電單元構(gòu)造為與檢測器分開(