CN104641256B - X射线辐射的检测和x射线检测器系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于利用X射线检测器(100)检测X射线辐射(R)的方法，所述X射线检测器具有直接转换的半导体检测器元件(150a,150b)，其中借助辐射源(210a,210b)将附加辐射(K)传送到半导体检测器元件(150a,150b),并且附加辐射(K)的传送基于预先给出的额定值(T_a,T_b,T_c)被控制或调节。特别地，额定值可以时间上可变地作为目标值的序列被预先给出。此外描述了一种X射线检测器系统(200)，利用所述X射线检测器系统可以执行该方法。

Description

X射线辐射的检测和X射线检测器系统

技术领域

本发明涉及一种用于检测X射线辐射的方法、一种X射线检测器、一种X射线检测器系统和一种具有用于检测X射线辐射的直接转换的半导体检测器元件的计算机断层成像系统。

背景技术

为了检测X射线辐射，公知不同的检测器系统。例如为了能够检测在计算机断层成像领域中出现的X射线辐射的流密度，广泛应用闪烁晶体检测器。闪烁晶体检测器将X射线辐射首先光化学地转换为光子，所述光子具有合适的能量，以便例如使得能够借助半导体二极管(光电二极管)检测光子。

此外为了计算机断层成像，致力于使用所谓的直接转换的半导体检测元件，其在没有之前的能量转换的情况下在半导体材料中吸收X射线辐射。在半导体检测器元件中产生在此所谓的电子空穴对。要强调的是，“直接转换”的概念在本发明的范围中不限制半导体材料中X射线量子的吸收的方式。尽管该名称具有不同的猜测，但是“直接转换的半导体检测器元件”既可以实现X射线量子的所谓的直接的也可以实现间接的吸收(光子支持的吸收)。对于概念“直接转换的半导体材料”主要的是，X射线量子在半导体材料中被吸收，也就是与闪烁晶体检测器不同，避免了X射线辐射经过之前的光化学转换的弯路。

取决于吸收的X射线辐射的能量，在半导体检测器元件中产生一定量的自由的载流子。在此半导体的价带的通常被束缚的电子在吸收X射线辐射的情况下获得至少如下多的能量，使得其可以如提到的那样直接或间接克服使用的半导体材料的能带隙并且在半导体的导电带中几乎“自由运动地”(专业人员公知在半导体中相应的转移机制)对于电流的引导作出贡献。在价带中留下电子缺失位置，其也称为空穴，其在价带中也是“运动的”，从而产生的电子缺失位置也可以对于电流的引导作出贡献。然而，在电子和空穴之间的漂移或扩散速度可以明显不同。

如果将自由运动的载流子，例如通过与半导体检测器元件相连的场电极，带入电场的影响中，并且通过施加电压，则由于自由运动的载流子的可用性，得到光电流。通过评估载流子包的脉冲形状(特别是脉冲高度)，可以确定吸收的X射线光子或吸收的X射线辐射的数量和能量。

对于半导体中运动的载流子的电荷转移和由此对于脉冲形状是关键性的机制——漂移和扩散，通过自由的载流子的运动性(迁移率μ)来描述。特别地，漂移在此还取决于已经提到的电场。

特别地，致力于基于CdTE,CdZnTe,CDZnTeSe,CdMnTe,InP,TlBr₂,Hgl₂的直接转换的半导体检测器元件的使用。然而在这些检测器材料下不利的是，半导体材料中的电场和由此光电流的脉冲形状可以在其中不期望地改变。在对于X射线辐射的检测来说相关的时间尺度上，这些材料按照不期望的数量具有位置固定的晶格缺陷即所谓的“陷阱”。这些陷阱可以捕获导电带的自由运动的电子或价带的空穴并且将其位置固定地对于一定的时间结合到晶格缺陷。此外这些晶格缺陷在被占据或未被占据的状态中表示空间电荷。空间电荷的该形成被称为半导体检测器元件的极化效应，简称极化。

所描述的效应的缺陷是，由于阱或载流子陷入引起空间电荷带的形成在时间上取决于未被占据的或被占据的陷阱的数量改变。半导体材料中的电场和得到的光电流的脉冲形状由此可以是取决于吸收事件的时间间隔的，从而相同的吸收事件并非以可复制的方式被评估并且出现所谓的计数率漂移。即，X射线量子的计数率对于时间上恒定的辐射密度在时间上改变。由此，不可能明确地反算出能量或吸收的X射线量子的数量，从而这些检测器对于在成像应用、例如计算机断层成像中的可靠应用来说，只能以极大开销被使用。

为了缓解提到的极化效应，和衰减在X射线辐射的检测期间特别是极化取决于时间的改变，可以照射半导体检测器元件。

当晶格缺陷被对应的载流子占据时以及当产生未被占据的晶格缺陷时，则极化可以被改变。为此使用光源，其辐射产生在半导体中的载流子，所述载流子然后经过相对长的时间段可以结合到晶格缺陷。这样的晶格缺陷也称为饱和的晶格缺陷，其与离子化的晶格缺陷不同，可以看作是准电荷中性的。由此改变空间电荷带的构造，并且特别地也可以将其稳定化。可以通过如下调整(konditioniert)半导体检测器元件，即，可以明确地反算出能量或计数率。

为了特别是对于成像应用实现X射线辐射的可靠的、明确的检测，此外需要，同样明确地进行调整，即，半导体检测器元件具有定义的调整。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，可复制地或者说明确地检测X射线辐射，从而所检测的X射线辐射的评估例如满足对于X射线成像的要求或改善用于X射线成像的可能性。

该技术问题利用按照权利要求1的用于检测X射线辐射的方法、按照权利要求14的X射线检测器系统、按照权利要求18的X射线检测器和按照权利要求19的计算机断层成像系统解决。

按照本发明，建议一种用于利用X射线检测器检测X射线辐射的方法，所述X射线检测器具有直接转换的半导体检测器元件，其中借助辐射源将附加的(即除了待检测的X射线辐射之外的)辐射传送到半导体检测器元件。

如开头已经提到的，概念“直接转换”涉及半导体检测器元件，其至少部分地吸收X射线辐射源的待检测的X射线辐射并且基于所吸收的X射线辐射产生检测信号，即，特别是检测脉冲。为此半导体检测器元件可以包括多个场电极，其将电场施加到半导体检测器元件中，并且这样确定一个或多个检测区域，所述检测区域分别形成X射线检测器的一个像素。

按照本发明传送的附加辐射在此用于对半导体检测器元件的开头已经描述的调整并且优选用于改变在半导体检测器元件中的同样开头描述的极化效应，并且特别优选地用于改变半导体检测器元件中的电场(和可能载流子的自由的路径长度)。特别地，该附加辐射在以下也可以称为“调整辐射(Konditionierungsstrahlung)”。

附加辐射或者说调整辐射的传送，或间接来说输出，按照本发明基于预先给出的额定值被控制或调节。

借助按照本发明的额定值，例如可以以可靠的方式预先给出，半导体检测器元件是如何调整的或优选在将来对于待进行的X射线检测测量应当如何调整半导体检测器元件。特别地，基于如下知识，即，了解调整，即，特别是极化或极化的补偿，足以实现X射线辐射的明确的检测。

这特别地也意味着，借助额定值，将调整与确定的X射线检测测量的要求进行匹配。即，额定值对于各种时间上不同的X射线检测测量是可变的或在一个X射线检测测量期间被改变。例如检测器的通过最大计数率给出的特定灵敏度可以是需要的或足够的。借助额定值，例如计数率，然后可以预先给出或确定，半导体检测器元件是否相应地调整了，以实现该最大的计数率。如果否，或如果更小的灵敏度足够，则调整辐射的传送可以相应地被控制或调节，直到达到期望的新的额定值，例如最大灵敏度。从其中利用当前额定值控制或调节的状态出发，所力求的新的额定值在以下也可以称为“目标值”。

额定值特别地可以是额定测量值，也就是直接测量的或间接从测量中导出的值。

例如这可以借助额定值和特别是来自于由以下参量，即时间、特别是持续时间或调整辐射或X射线辐射的传送时刻、X射线检测器的运行持续时间、特别是调整辐射或X射线辐射的辐射强度(或者说辐射密度、计数率、剂量)构成的组中的额定测量值来实现。

优选地，可以借助额定值进行后面还要详细描述的校准并且基于进行的校准例如基于多个目标值(即，连续待到来的新的额定值)控制或调节调整辐射的传送。在此要强调，在最简单的情况下对于X射线成像应用足够的是，基于额定值，而没有用于控制的测量值的其他反馈，进行控制。即，一次性地预先给出一个或多个额定值或采集额定测量值并且然后可以在不检查其他测量值的情况下进行控制。

借助额定值，然后例如可以这样控制或调节补偿辐射的传送，即，评估半导体检测器的或辐射源的老化效应或必要时借助按照本发明的控制或调节来补偿该老化效应。优选地，时间上不变的(即，至少对于待进行的测量序列或X射线检测测量的持续时间)检测器灵敏度的产生例如借助时间上不变的补偿辐射来努力实现。优选地也可以将空间电荷在半导体材料中的分布通过借助附加辐射附加产生自由的载流子而在时间上保持恒定。

此外，借助额定值也可以关于确定的测量条件，例如半导体检测器系统的温度、湿度、运行时间、电流消耗，对半导体检测器元件进行调整，从而这些参数同样在调整辐射的传送的控制或者说调节中被考虑，即，控制和或调节作为这些参数的函数进行或包括于额定值中。

特别优选地，方法包括用于确定或预先给出额定值的步骤，从而额定值是可变的并且变化特别地可以利用多个目标值进行。如提到的，额定值可以可变地特别是在一个测量序列或一个X射线检测测量内部(即对于时间上连续的持续时间，在所述持续时间中应当进行X射线辐射的检测)或对于不同的测量序列或X射线检测测量可变地预先给出。

附加辐射或调整辐射的传送的控制或调节在时间上和/或关于辐射密度或辐射强度或剂量进行。此外，控制或调节也可以关于调整辐射的能量进行。这些参数在控制或调节参量中反映，例如对于辐射源的控制电流。在与相应的控制或调节参量对应的控制和/或调节值改变的情况下，调整辐射的传送也改变。例如在控制电流的电流强度下降的情况下将辐射源调暗，从而传送的调整辐射的强度被减小。

即，调整辐射的传送的控制或调节例如也可以包括对辐射源的辐射的输出的调节或控制。

特别优选地，提到的辐射源，关于一个、多个或优选所有上述参数被控制。即，对于辐射源可以基于控制值或调节值关于这些参数来设置多个运行状态，所述运行状态与辐射源的单纯开和关不同。在此可以对于控制或调节参量来设置多个不同的值(即，控制或调节值)。通过考虑这些控制或调节参量的一个或多个，可以的是，如提到的那样，半导体检测器元件的调整与后面还要详细解释的不同的要求相匹配。

在本发明的范围内，相应地建议了一种具有用于采集X射线源的辐射的X射线检测器的X射线检测器系统。X射线检测器具有直接转换的半导体检测器元件，即，检测器元件至少部分地吸收X射线辐射源的待检测的X射线辐射并且基于吸收的X射线辐射产生检测信号。特别地，检测器适合于在X射线成像中的应用，例如在计算机断层成像系统、SPECT系统或PET系统中。

按照本发明的X射线检测器系统包括用于将附加辐射传送到半导体检测器元件的辐射源和/或用于控制辐射源的控制接口。控制接口于是例如可以用于，直接或间接(经过其他现有的控制单元)控制在检测器所属于的X射线设备中(特别是计算机断层成像系统中)已经存在的合适的辐射源来传送调整辐射。例如可以是计算机断层成像系统的已经存在的X射线源。

此外X射线检测器系统具有控制单元，其基于预先给出的额定值控制或调节附加辐射的传送。在此要强调，概念“控制单元”在以下不仅包括对补偿辐射的传送进行控制的可能性，而且同样可以包含对补偿辐射的传送进行调节的可能性。

如已经提到的，额定值可以是可变的。特别优选地，控制单元由此具有用于预先给出额定值的输入接口，从而该额定值，可变地借助输入接口，可以分别对于整个测量序列或在一个测量序列之内被预先给出。

本发明的其他、特别是有利的构造和扩展，从从属权利要求以及以下描述中得出，其中一类权利要求的独立权利要求也可以类似于另一类权利要求的从属权利要求来扩展。

在按照本发明的方法的一种扩展中，辐射源包括至少一个来自于由UV光源、红外线光源和用于可见光的光源构成的组的部件。光源优选地包括一个或多个发光二极管。多个发光二极管的情况下也可以是所谓的发光二极管簇。发光二极管或发光二极管簇都可以在辐射的强度或辐射密度或谱分布或输出的光的波长方面被控制或调节。在多个光源的情况下，按照本发明的控制和/或调节特别地也可以包括从多个现有的辐射源中选择一个或多个辐射源。

此外，控制和/或调节例如可以包括控制电流源，优选地直流电流源以激励发光二极管。然而这不排除，如所谓的脉宽调制那样的方法也用于光源的控制或调节，并且基于本发明控制相应的电流源。相应的光源特别地也可以是激光、卤素灯、荧光灯或类似的光源，其必要时与颜色滤波器或衰减装置，即所谓的衰减器装置组合。所有这些光源可以是如提到的可控制或可调节的光源。

此外不排除，辐射源也是X射线辐射源本身或辐射源包括X射线辐射源。即，X射线源同样可以被这样控制，使得基于预先给出的额定值，实现半导体检测器元件的调整。特别地，X射线源可以输出附加的X射线辐射，作为调整辐射，其不用于产生图像信息。在该情况中，控制单元例如借助所提及的控制接口控制X射线源以发送调整辐射。

为了特别地实现对调整辐射的传送的调节，方法优选地还包括步骤，在该步骤中，采集与额定值相对应的监视测量值。相对应这一概念在此意味着，控制或调节基于在额定值和监视测量值之间的相关性进行。例如额定值例如可以是检测器系统的运行时间。取决于运行时间，例如可以确定与辐射源的待设置的照射强度的相关性，从而监视测量值是所传送的调整辐射的强度。然而优选地，监视测量值的测量大小相应于额定值的大小。在该情况中，额定值和监视测量值然后例如可以涉及所传送的调整辐射的强度。

特别优选地，为了采集监视测量值，X射线检测器系统可以具有监视单元，其例如在多个不同的时刻，特别地在计算机断层成像测量中在采集待检测的X射线辐射之前、期间或之后确定监视测量值。特别优选地，控制单元于是具有用于接收监视测量值的输入接口。

特别优选地，监视单元布置在X射线源至半导体检测器元件的主光路外部，即，特别地在基本上平的半导体检测器元件的窄侧。由此例如可以减小或抑制在通过X射线辐射带来的对监视单元的射线损坏。

例如监视单元也可以包括相对于X射线源的辐射的屏蔽部件。优选地，可以是对于X射线辐射强烈吸收的或不透明的涂层。例如，为此考虑钼、钨、铅、铋和铂或类似材料或涂层。从而尽管如此还是可以将监视单元靠近半导体检测器元件放置。

优选地，监视单元由特别耐X射线辐射的材料制造。优选地，X射线检测器和监视单元集成到X射线检测器系统中，从而得到特别紧凑的构造方式。

特别地可以借助监视单元确定监视测量值与额定值的偏差，特别是与目标值的偏差，并且基于该偏差来调节或控制调整辐射的传送。优选地，期望的辐射强度可以通过额定值或目标值预先给出。基于监视测量值与期望的辐射强度或额定值的偏差，然后可以进行对调整辐射的传送的控制或调节。

在优选的实施方式中，监视单元为了采集监视测量值具有至少一个来自于如下组的部件，所述组包括光传感器、X射线传感器、X射线检测器的半导体检测器元件、剂量计、温度计、照度计或X射线检测器的评估电子器件或计时器或定时器。可能的监视测量值然后例如可以包括光强度、X射线强度、光谱、X射线检测器的计数率或光电流的强度或脉冲形状、温度、辐射密度或时间或时刻。

由此也可以实现与用于采集X射线辐射的不同的要求的匹配。特别地，监视单元可以除了对于检测X射线辐射或对于执行X射线检测测量所需的、X射线检测器的已经存在的部件之外，包括在X射线检测器系统中。

控制或调节可以基于预先给出的算法进行。算法考虑预先给出的额定值和优选目标值，即，改变的额定值。例如调节可以基于PID算法(比例积分微分调节算法)进行并且控制或调节可以基于查询表或相关函数进行，所述查询表或相关函数将额定值与对调整辐射的传送进行控制或调节的控制或调节值相联系。例如作为额定值，可以预先给出调整辐射的强度值，为所述强度值然后经过查询表或相关函数对应用于作为辐射源的LED的控制电流值。控制或调节然后例如通过基于查询表或相关函数改变控制电流来进行。

此外，算法也可以考虑用于控制和/或调节调整辐射的传送的一个或多个其他输入参数，其例如也可以经过控制单元的输入接口被传输。

由此在本发明的该扩展中，算法可以可变地被预先给出。控制单元然后优选地包括一个或多个存储器，在所述存储器中可以存储可变的算法的至少部分、例如查询表或相关函数。特别优选地，输入接口也可以构造为用于传输变化的新的算法到控制单元。由此例如可以，将半导体检测器元件的调整匹配于不同的要求，所述要求特别地要求借助不同的调节算法对调整辐射的传送的进行不同的调节或控制。

在按照本发明的方法的扩展中，附加辐射的传送可以基于要利用待检测的X射线辐射透射的检查对象的性质而被控制或调节。例如对于计算机断层成像例如可以考虑定位片测量，以便预先给出半导体检测器元件的相应的调整。定位片测量是快速进行的概览拍摄，根据所述概览拍摄例如选择用于后面的计算机断层成像图像拍摄或拍摄序列的合适的测量协议。特别地，额定值可以基于定位片测量被导出或直接提取。例如导出的或提取的额定值可以是检测器系统的最大的计数率或最大的灵敏度。调整辐射的传送然后例如可以通过强度变化来这样控制或调节，使得达到检测器系统的所述最大计数率或最大灵敏度。

如已经提到的，存在如下可能性，即，多个输入参数在算法中或为了控制和或调节调整辐射的传送而被考虑。检查对象的性质或一个或多个关于额定值提到的导出的或提取的值可以在本发明的扩展中也被考虑到提到的算法的输入参数中。

在一种扩展中，对调整辐射的传送的控制或调节也可以基于X射线辐射通过X射线辐射源的输出的进程。由此得到如下可能性，即，关于实际上主导的测量条件来调整X射线检测器。例如附加辐射的传送可以基于X射线辐射强度、使用的谱、测量协议(在此按照公知是基于预先给出的参数来全自动地控制测量的测量程序)、X射线辐射的各个优选的能量，取决于X射线检测器构造于其中的设备的运行模式(例如与计算机断层成像系统的双能量运行匹配地)被确定。控制和调节特别地可以基于X射线辐射通过检查对象的衰减的进程来进行。

提到的参数在此可以作为额定值或作为输入参数，例如在计算相关函数的情况下或为了确定算法而被考虑。

特别地，调整辐射的传送的进程可以在确定额定值的情况下被考虑，从而从公知的调整出发又在检测器的运行中得到关于不同的要求的灵活调整。

特别优选地，调整辐射的传送基于计数率漂移被控制和/或调节。计数率漂移，如开头已经解释的，涉及有关检测器或半导体检测器元件的、对于已知或预先给定的剂量的待检测X射线辐射的计数率的时间上的改变，所述改变特别地可以是通过极化效应的时间上的变化引起的。由此额定值，例如调整辐射的强度或谱，可以基于确定的计数率漂移被确定，所述计数率漂移又例如从确定的计数率的历史，也就是之前进行的X射线检测测量或借助辐射源的不同的调整被确定。

特别优选地，附加辐射的传送可以基于一个或多个以下参量被控制或被调节：照射时间、引入的剂量、检测信号、检测器的总运行时间、半导体检测器元件的电流消耗、一组半导体检测器元件的电流消耗、温度或湿度。即，调整辐射的辐射密度的控制和/或调节例如可以取决于如下进行，即，已经照射/调整多长时间了或在预先给出的时间段中哪些剂量的X射线辐射和/或调整辐射已经被传送给半导体检测器元件，或基于同样可以决定性地影响X射线辐射的极化或吸收的环境条件如温度或湿度进行。半导体检测器元件的电流消耗，或一组半导体检测器元件的电流消耗还可以提供对半导体检测器元件的调整的直接提示。

此外，例如在确定额定值的情况下也可以考虑对新陷阱到半导体检测器材料中的引入产生影响的参量。这也可以借助对检测器的总运行时间的评估而被考虑以确定额定值。例如可以基于运行时间或总运行时间来控制和/或调节调整的强度和/或持续时间。即，基于参量时间确定代表了额定值的强度和/或持续时间，并且例如控制和/或调节用于辐射源的控制电流值和/或用于辐射源的控制时间(持续时间)。

特别优选地，控制和/或调节这样进行，即，附加辐射在其中X射线辐射源不输出X射线辐射的时间窗中被传送。于是例如可以在X射线测量之前或之后设置半导体检测器元件的确定的调整。特别地，当X射线测量的进程使得预计没有计数率的附加漂移时，则这是确定半导体检测器元件的调整的一种简单的可能性。由此也得到如下可能性，即，在附加辐射的传送的时间窗中确定监视测量值，而当X射线辐射源不输出X射线辐射时，也总是不确定相应的监视测量值。

优选地，附加辐射的传送被这样控制或调节，使得附加辐射的强度或谱分布特别地在给定的测量段(在所述测量段中应当检测X射线辐射)期间，基本上是恒定的。例如可以这样确保，辐射源的老化效应可以被识别和补偿并且还可以进行到半导体检测器元件的计数率的可靠反算。特别地，调整辐射的恒定传送可以借助对监视测量值的采集来检查。

在另一种优选变形方案中，这样控制或调节附加辐射的传送，使得X射线检测器的半导体检测器元件和/或一组半导体检测器元件的测量的电流消耗(其中电流消耗可以通过附加辐射和X射线辐射之和给出)在给定的测量段(在所述测量段中应当检测X射线辐射)期间，基本上是恒定的。基本上恒定在此意味着，电流消耗的与零不同的基本水平是恒定的，而不管，X射线辐射是否被传送，并且从该基本水平出发，基于X射线辐射产生附加的电流脉冲或电荷包，其代表了实际的检测器信号。这特别地在使用后面还要详细描述的量子计数的X射线检测器的情况下是有意义的，其中与零不同的基本水平低于触发计数的阈值。然而在此单个半导体检测器元件的电流消耗可以在基本水平上方或附近一如既往地随着通过X射线辐射所获得的图像信息而变化。

附图说明

以下参考附图结合(通常仅示意性示出的)实施例再次详细解释本发明。在此在不同的附图中相同的部件具有相同的附图标记。其中：

图1示出了具有X射线检测器系统和X射线检测器的计算机断层成像系统的实施例，其按照本发明的一种实施例被控制或调节，

图2示出了用于检测X射线辐射的方法的实施例的流程图，其具有校准步骤和运行步骤，

图3示出了多个不同的光源的控制的实施例，所述多个光源可以关于输出的辐射的强度和谱分布被控制或调节，

图4示出了时间图，其描述了对调整辐射的传送的时间上的控制的不同变形方案，

图5示出了用于控制调整辐射的传送的控制单元，具有输入接口，经过所述输入接口可以将额定值、监视值以及其他输入参数传输到控制单元，

图6示出了基于检查对象的性质确定额定值的实施例，

图7示出了计数率漂移的时间进程的例子，

图8示出了基于测量程序确定额定值的可能性，和

图9示出了基于可变的额定值输出调整辐射的另一个时间图。

具体实施方式

如开头解释的，基于直接转换的半导体材料例如碲化镉、碲锌镉化合物的X射线检测器，具体是用于计算机断层成像系统的检测器在产生用于X射线辐射的检测信号中遭受时间上的不稳定性。特别地，检测信号在利用X射线辐射实际上恒定激励的情况下在时间上变化。这是不期望的并且导致成像中的伪影，从而具有当前的性能的该检测器目前在基于X射线的成像方法中只能困难地被采用。通过照射半导体检测器材料可以产生如此多的自由载流子，即，可以设置稳定的状态并且可以中和或稳定化开头解释的极化效应。由此为了测量X射线辐射而所需的稳定化的测量信号或检测器信号得到保证，其使得能够实现在医学成像中的应用。然而在采用响应特性通过外部的照射被稳定化的传感器材料或半导体检测器元件的情况下，照射的例如通过老化、故障、温度波动、射线损伤等导致的不可控制的变化负面地影响信号的稳定性。借助本发明可以特别地防止这一点。

此外在计数的X射线检测器的情况下，即，在基于一个或多个阈值来确定对于X射线量子的计数率的检测器的情况下，开头提到的计数率漂移特别是有问题的。该时间上难以预测的检测器精度变化也导致成像中的特别强的伪影。借助本发明实现如下可能性，以确定和特别是防止稳定化或调整的该不期望的变化。

图1示意性表示地示出了，具有X射线辐射源10的计算机断层成像系统1，所述X射线辐射源10朝着X射线检测器系统200发射X射线辐射R。

CT系统1在此具有通常的扫描仪，在所述扫描仪中在机架上具有检测器100和与检测器100对置的X射线源10的检测器系统200围绕测量空间运转(也如在图6中所示)。(未示出的)患者支撑装置或患者卧榻位于扫描仪前面，其上部与位于其上的患者或受检者或检查对象一起可以相对于扫描仪被推动，以便将检查对象相对于检测器系统200移动通过测量空间。扫描仪和患者卧榻通过控制装置(未示出)控制，从所述控制装置出发经过通常的接口发送控制数据，以便将系统按照预先给出的测量协议以通常的方式进行控制。但是按照本发明的方法原则上也可以应用于其他CT系统，例如具有形成一个完全的环的检测器。

由检测器100采集的原始数据被传输到控制装置的测量数据接口。该原始数据然后在在控制装置中通常以软件形式在处理器上实现的图像重建装置中被进一步处理。该图像重建装置具有用于接收X射线CT数据组的原始数据接口。对于该数据，然后进行重建，以便产生图像数据。完成的计算机断层成像图像数据然后被传输到图像数据接口，所述图像数据接口将产生的图像数据然后例如存储在控制装置的存储器中或以通常的方式输出到控制装置的显示器，或经过(同样未示出的)接口将数据馈入到与计算机断层成像系统连接的网络，例如放射学信息系统(RIS)或存储在那里存在的大容量存储器中或在那里连接的打印机上输出相应的图像。数据也可以以任意方式被进一步处理并且然后存储或输出。

X射线检测器系统200除了已经描述的X射线检测器100还具有用于调整X射线检测器100的多个辐射源210_a和210_b。X射线检测器100在此构造为所谓的混合检测器系统，即，其具有半导体检测器元件150_a、150_b，所述半导体元件在其初始半导体材料(即，例如晶圆材料)中与用于评估半导体检测器元件150_a、150_b的检测信号的评估电子器件的初始半导体材料不同。由此存在如下可能性，即，将评估电子器件和吸收X射线辐射的半导体检测器元件150_a、150_b互相独立地定位或空间上分离，从而可以实现涉及的部件的长使用寿命和维护方面的优点等。例如可以这样使得利用附加的部件来简单改型检测器系统变得容易，从而关于后面描述的本发明的完整性，以该结构方式也可以实现优点。

在示出的实施例中，X射线检测器100构造为部件的堆。从基本上扁平的共同基底180出发，在部件堆中然后(即在基底上)将多个评估电子器件，即所谓的ASIC(专用集成电路)160_a、160_b布置在部件堆的共同的层面中。ASIC是集成电路，其构造为专门用于评估一个或多个半导体检测器元件150_a、150_b的检测信号。在示出的实施例中，在部件堆中在ASIC160_a、160_b之后(在朝着X射线源的方向上)，为每个ASIC 160_a、160_b对应一个独立的半导体检测器元件150_a、150_b。仅示意性的图示包括了独立的半导体检测器元件150_a,150_b的空间上分离的结构方式。

然而，离开示意图的细节真实性，优选地，多个独立的半导体检测器元件150_a、150_b在连续的初始材料中例如在连续的半导体层中，特别地按照矩阵形的结构，分别互相邻接地布置。

ASIC 160_a、160_b在此可以完全由半导体检测器元件150_a、150_b覆盖，从而分别覆盖了ASIC 160_a、160_b的半导体检测器元件150_a、150_b对于涉及的ASIC 160_a、160_b同时形成针对到来的X射线辐射R的有效保护装置。

这一点以协同的方式通过如下实现，即，每个半导体检测器元件150_a、150_b构造为，将进入的X射线辐射R在没有之前的光化学转换过程的情况下进行吸收。涉及的是所谓的直接转换的半导体检测器元件150_a、150_b，其在该实施例中由碲锌镉化合物(CZT)制造。每个半导体检测器元件150_a、150_b与未示出的多个(优选两个至四个)场电极相连，借助所述场电极可以将电场施加到各自的半导体检测器元件150_a、150_b。半导体检测器元件150_a、150_b的检测区域位于场电极之间，所述检测区域基本上表示X射线检测器100的一个像素。基本上扁平的半导体检测器元件150_a、150_b(即其可以内切成扁平的直角平行六面体并且接触该直角平行六面体的每一个面)，具有窄的面和扁平的面，所述扁平的面面向X射线辐射R的进入方向，所述半导体检测器元件在实施例中作为耗尽型碲锌镉化合物二极管运行。

进入的X射线辐射R在半导体检测器元件150_a、150_b中被吸收，并且在那里取决于X射线量子的各自的能量产生多个导电电子和空穴。它们由于电场而漂移到场电极并且在那里引起可测量的检测信号或可测量的检测脉冲。可测量的检测脉冲可以作为电流或电压信号借助ASIC 160_a、160_b来采集、评估和特别是数字化，从而该信号可以被传输到进一步处理，也就是在实施例中传输到图像数据的重建。评估电流或电压信号的该可能性或用于数字化的可能性可以有利地被用于，例如不仅测量或分析半导体检测器元件150_a、150_b的信号，而且也测量或分析其他电流或电压信号。如后面解释的，例如也可以是光传感器的或其他部件的信号。就此而言这样构造ASIC 160_a、160_b，使得其同时也表示监视单元160_a、160_b，借助所述监视单元对后面还要详细描述的监视测量值可以进行采集、测量和分析，特别是数字化。

在示出的实施例中，ASIC 160_a、160_b分别构造为，确定对于X射线量子的计数率。即，涉及的是所谓的“计数的”或“光子计数的”或“量子计数的”X射线检测器100，其中预先给出一个或多个能量阈值(即，用于测量的电流或电压信号的阈值)。基于能量阈值然后可以将计数器增加，以便这样能够确定对于超过预先给出的能量阈值的X射线量子的计数率，也就是每单位时间的X射线量子的数量。

然而借助场电极产生的电场在半导体检测器元件150_a、150_b中取决于时间地被修改，从而原则上存在如下危险，即，可能错误地确定相对应的计数率。如开头解释的，电场的取决于时间的变化的原因是所谓的极化，也就是空间电荷的时间上变化的形成。

为了能够影响电场的该按时间的变化，X射线检测器系统具有辐射源210_a、210_b，其在实施例中分别通过多个红外线发光二极管形成。通过使用多个相同类型的二极管，如后面还要解释地，存在提高辐射源210_a、210_b的故障安全性的可能性。发光二极管将同样开头解释的调整辐射K传输到半导体检测器元件150_a、150_b，借助其可以修改电场的取决于时间的变化。

为此，X射线检测器100具有另一个层，该层在部件堆中(又在朝着X射线源的方向上)布置在检测器元件150_a、150_b后面。该层作为光导体120构造并且对于进入的X射线辐射R是尽可能透明的。由此光导体120可以布置在X射线辐射源10至半导体检测器元件150_a、150_b的光路中，而对所确定的计数率不产生主要影响。光导体120包括在背向半导体检测器元件150_a、150_b的、面向到来的X射线辐射R的面上的反射层110，该反射层反射辐射源210_a和210_b的调整辐射K并且由此优化光传导。在此强调，反射层110同样对于X射线辐射源10的辐射R是尽可能透明的。在X射线辐射源10的光路外部布置的辐射源210_a和210_b将调整辐射K，优选以一个合适的角度，耦合输入到光导体120中。在图1中示出的箭头示意性仅给出了辐射源210_a和210_b的主辐射方向，然而其可以具有另外的辐射特征，例如锥形的辐射。

在实施例中，该耦合输入仅示意性表示；特别地辐射源210_a和210_b可以布置为使得完全进行调整辐射K到光导体120中的耦合输入。

调整辐射K借助光导体120基本上均匀地分布在半导体检测器元件150_a、150_b的扁平面上，从而对于一个或多个半导体检测器元件150_a、150_b或对于检测区域可以避免调整辐射K的传送的位置依赖关系。为此在反射层110中安装未示出的专门的耦合输出结构，其将调整辐射K的朝着半导体检测器元件150_a、150_b的表面反射的部分随着与辐射源210_a和210_b的距离增加而提高，从而到达半导体检测器元件150_a、150_b上的调整辐射的辐射密度或强度基本上是空间恒定的。

如虚线所示，在实施例中X射线辐射源10也可以被用于，将调整辐射K传输到半导体检测器元件150_a、150_b。在此，X射线辐射源10的调整辐射K与辐射源210_a和210_b的调整辐射K不仅通过辐射的种类而且特别地也在其能量和其强度方面是不同的。由此借助不同的调整辐射K和不同的调整辐射源，在例子中是X射线辐射源10和发光二极管，实现半导体检测器元件150_a、150_b的不同的调整。

这例如可以利用控制单元300进行。X射线检测器100在此具有控制单元300，其借助控制信号CS控制并且也调节调整辐射K到半导体检测器元件150_a、150_b的传送。控制信号CS在此被传输到辐射源210_a、210_b(或可选地到X射线辐射源10)，并且可以直接相应于已经提到的控制或调节参量，或间接反映它们。如在图1中所示，控制单元300也集成地布置在一个ASIC 160_a或一个监视单元160_a、160_b中并且由此可以有利地使用ASIC的电路和功能或在ASIC内部存在的数据。在此，如通过ASIC 160_b中的虚线框所示，控制单元300可以在每个ASIC中实现或也分布在多个ASIC上。

对调整辐射K的传送的控制或调节在多个半导体检测器元件150_a、150_b的情况下也可以对于每个半导体检测器元件150_a、150_b单独进行。这特别地提供如下优点，即，可以优化大面积的检测器系统200的调整。为此为每个ASIC也可以被对应一个本身的控制单元300。

替换地或附加地，对调整辐射K的传送的控制或调节也可以借助附加的电子电路进行，其作为对于检测器系统200的所谓的“模块背板(modul-Back-Plane)”独立地存在。模块背板典型地包括可编程的逻辑单元如FPGA和/或存储元件，其已经能够承担关于X射线检测器的控制任务。控制单元300然后可以集成地布置在“模块背板”中，并且使用“模块背板”的同样已经存在的电路或功能例如FPGA和/或存储元件。这些电路和功能然后具有多重应用。这一点当对于多个半导体检测器元件150_a、150_b应当使用一个中央的控制单元300时是特别有利的并且此外这样也可以使得将本发明改型为已经存在的检测器系统变得容易。

控制单元300具有输入接口310_a,310_b,310_c，其从额定值存储单元400或监视单元160_a、160_b获得额定值T_a,T_b,T_c并且向控制单元300提供。对调整辐射K到半导体检测器元件150_a、150_b的传送的控制或调节基于额定值T_a,T_b,T_c进行。

优选地，额定值T_a,T_b,T_c在此通过测量来确定，特别地在借助检测器100进行X射线检测测量之前，其结果应当被传输到进一步的应用。相应确定的额定值T_a,T_b,T_c例如可以存储在额定值存储单元400中。额定值存储单元400例如可以是计算机断层成像系统的测量协议存储单元，其中存储了用于执行计算机断层成像测量的一个或多个测量协议。额定值T_a,T_b,T_c也可以是这样的测量值，其在X射线辐射R的检测或调整辐射K的传送的过程中被确定，特别地借助一个或多个监视单元160_a、160_b、160_c被确定。

在实施例中，例如调整辐射K的强度借助光传感器160_c测量，其又代表了监视单元160_c。光传感器160_c这样安装，使得其尽可能好地测量到达半导体检测器元件150_a、150_b上的有效照射强度。如图1所示，光传感器160_c安装在半导体检测器元件150_a、150_b的侧面，即，特别地在其窄的面上或旁，从而没有阴影投射到半导体检测器元件150_a、150_b上。

光传感器160_c由此布置在X射线辐射源10至半导体检测器元件150_a、150_b的主光路外部。此外其附加地相对于散射的X射线辐射R被以机械方式保护。尽管如此，该机械保护保证了照射强度的高效的可测量性。例如光传感器的相应的保护装置或屏蔽部件可以在于，使用钼、钨、铅、铋和铂。相应的保护层可以对应于一个或多个光传感器160_c。

此外光传感器尽管有其相对于散射的X射线辐射R的保护，仍由相对于X射线辐射R尽可能不敏感的金属构成。例如可以使用对于X射线辐射尽可能透明的材料。

在图1的图示之外，光传感器可以集成在已经提到的ASIC中。由此照射强度的采集可以直接在ASIC中进行。即，照射强度特别地直接借助附加安装的光传感器测量。直接测量在该情况下意味着，测量的值是专用的光传感器的测量值，该专用的光传感器没有例如测量调整辐射的强度之外的其他任务。可以存在多个独立的专用的传感器，以便例如直接测量辐射的，特别是调整辐射的传送的时间或持续时间，或辐射的(即特别地调整辐射的)波长或谱。

此外半导体检测器元件还可以结合所属的评估电子器件(即ASIC)代表用于调整辐射的传送的传感器，并且特别地代表光传感器。

例如在半导体检测器元件150_a、150_b与场电极的提到的接线中，从通过半导体检测器元件150_a、150_b流过的电流中，确定照射强度。电流为此可以经过场电极或半导体检测器元件150_a、150_b的电压源测量和数字化。这代表了在本发明的意义上照射强度的间接测量，因为照射强度借助“光传感器”确定，其并非专用的光传感器，也就是在检测X射线辐射的同时还完成其他任务。

也存在如下可能性，即，借助直接耦合到半导体检测器元件150_a、150_b上的ASIC160_a、160_b测量电流。这是特别有利的，因为ASIC 160_a、160_b已经包含了用于测量和数字化模拟信号的电路并且如已经提到的，还提供如下可能性，即，直接集成控制单元300，也就是用于动态调节和控制照射强度的电路。

在实施例中，对调整辐射K的传送的控制或调节然后例如可以借助一组半导体检测器元件150_a、150_b的电流消耗进行。电流消耗然后在调整辐射的传送中可以经过场电极的电压源测量并且代表了额定值，该额定值给出电流消耗的基本水平。辐射强度的控制在实施例中这样进行，使得基本水平基本上是恒定的。即，独立于进行的X射线测量，达到电流消耗的该基本水平。由此可以假定，半导体检测器元件几乎保持相同地被调整。

在使用所描述的“量子计数的”检测器的情况下，然后可以这样进行调整辐射的控制，使得电流消耗的基本水平低于用于确定计数率的阈值。由此在检测信号的评估中避免对调整的控制的进程的特别且可能计算量大的考虑。

图2随后示出了可以借助在图1中所示的检测器系统200执行的用于检测X射线辐射的另一个方法。特别地，结合实施例示出了额定值对于对调整辐射K的传送的控制或调节的意义并且特别是额定值向多个不同的目标值的变化。

借助控制和/或调节，可以力求时间上尽可能恒定的照射强度的保证，从而可以识别并且也可以补偿例如长时间出现的问题，诸如辐射源的退化或故障。

借助图2解释的用于检测X射线辐射的方法在此将方法步骤划分为两个组。第一组包括用于预先给出额定值的校准步骤CAL，并且第二组具有步骤，该步骤示出了基于额定值来控制或调节调整辐射，并且相应地描述了检测器系统的运行步骤OPE。在利用运行步骤OPE运行期间，特别地可以为了达到多个不同的目标值而改变额定值。

第一组的校准步骤CAL也就是于是然后实现了特别是在按照第二组的多个运行步骤OPE中对调整辐射K的传送的运行以及控制和调节。

在步骤I_C中首先接通辐射源，以便向半导体检测器元件传送确定的调整辐射。步骤I_C也就是描述了控制值从0到预先给出的值的变化，所述控制值控制调整辐射到半导体检测器元件的传送。在图1中描述的IR-LED光源例如可以初始地利用确定的电流强度(相应于mA值的)来运行。

在步骤中II_C可以(例如关于图1借助ASIC所描述的)测量向半导体检测器元件传送的调整辐射的强度，特别地也经过(间接地)相对应的参量如半导体检测器元件的电流消耗来进行测量。

如果是关于，将调整辐射在时间上保持恒定，则在步骤II_C中测量的强度值可以在其他方法中形成额定值或额定测量值。步骤II_C由此于是用于确定额定值，基于所述额定值进行对调整辐射K的传送的控制。

在下一个校正步骤III_C中然后确定在用于运行辐射源的电流强度(即，mA值，也就是控制调整辐射的传送的控制参量的控制值)和通过ASIC测量的强度值、也就是关于多少调整辐射实际上被传送到半导体检测器元件进行断言的一种实际值之间的相关性或相关函数。

在简单的相关性的情况下，如所述的，足够的是，考虑单个测量值或实际值，以便确定相关性。对于较复杂的相关性，必要时可以对于其他控制值和测量值重复步骤I_C和/或II_C，也就是改变控制值。

在如虚线所示的第四个可选的校准步骤IV_C中，可以建立所谓的查询表(也称为相关性表或查找表)，其基于确定的相关性，将调整辐射的测量值(在此是测量的强度)与确定的控制值(在此是用于控制LED光源的电流值)对应。该对应在查询表中对于多个控制值进行。

在查询表中存储的实际值(其可以是直接在校准的情况下确定的测量值和/或在其间插入的值)，由此可以在后面的运行中也作为潜在的额定值或目标值(也就是改变的或变化的额定值)被使用，以便确定所属的(额定)控制值。由此查询表也就是还包括额定值或目标值(也就是改变的额定值)与控制值的、基于相关性确定的多个对应。

步骤I_C至IV_C，也就是校准步骤CAL，在此可以由关于图1提到的控制单元来发起，或借助控制单元实施。所述计算或测量特别地可以借助控制单元被发起或必要时被执行。然而也可以考虑，独立于控制单元地执行校准步骤CAL。

如果重复地执行这样的校准，则优选地也可以基于实际值(或者说潜在的额定值)相对于前面的测量的变化及早地确定辐射源的老化。由此防止了调整辐射的传送的不可控制的变化。与此相关地，然后可以输出警告，从而例如在辐射源的故障产生图像质量的劣化或甚至引起断层成像系统或使用的设备的故障之前，引入辐射源的更换。

查询表然后例如可以优选地经过关于图1提到的输入接口被传输到控制单元，从而用于控制调整辐射的传送的控制单元的控制算法基于查询表工作。特别地强调，借助查询表可以避免，对于相关性的相同的点多次计算相关函数。

如已经提到的，步骤IV_C也可以仅可选地被执行。在该情况下可以将能够用来为每个额定值或目标值(即期望的实际值)稍后确定所属的控制值的相关性或相关函数传输到控制单元，从而控制单元基于确定的相关函数控制调整辐射的传送。

调整辐射的传送的控制在实施例中借助运行步骤OPE进行。

在确定查询表或相关函数之后，检测器系统的运行然后可以这样进行，使得预先给出用于有效的辐射强度的目标值或额定值，其确保半导体检测器元件的确定的调整。这在第一步骤I_OPE中进行。

基于查询表或相关函数(以下在此从查询表出发，方法利用相关函数相应地运行)可以在另一个步骤II_OPE中这样控制调整辐射的传送，使得达到调整辐射的确定的有效的强度，其相应于目标值。

为此从查询表获取与预先给出的辐射强度相应的mA值并且在第三步骤III_OPE中利用该mA值控制辐射源，从而达到与目标值相应的有效的照射强度。

目标值，即，在此是调整辐射的强度，可以在检测器系统的运行期间如提到的那样是恒定的。

通过时间上均匀的、恒定的和由此更好的照射，特别地可以改善X射线成像的质量。这例如基于，半导体检测器元件的调整尽可能在时间上不变并且由此是已知的。由此可以补偿辐射源的衰退，因为控制是基于测量的值进行的。

由此例如可以使用无需具有极高的质量的相对低成本的标准辐射源，因为借助对调整辐射的控制和调节可以均衡相应的偏差。

已知的调整的优点也可以在动态改变的调整的情况下也就是调整辐射的动态改变的传送的情况下获得。在调整辐射的已知的强度的情况下半导体检测器元件的调整也是已知的或其可以被确定，从而目标值，也就是调整辐射的分别力求的强度可以被动态改变，而不丧失关于半导体检测器元件的调整的信息。

由此本发明的一个优点同样可以是与检测器系统的运行的不同要求的匹配，而不负面地影响X射线成像和特别是计算机断层成像测量的质量。

由此按照方法中的另一个运行步骤IV_OPE，可以随着每次额定值的变化进行步骤I_OPE至III_OPE的重复。只要在步骤I_OPE中预先给出了调整辐射的新的期望强度，即，新的目标值，则基于查询表确定相对应的mA值，并且LED光源利用确定的mA值的运行电流运行(II_OPE、III_OPE)。

此外方法也可以如下扩展，即，不仅进行调整辐射的传送的控制，而且进行调节。

如在实施例中已经描述的，调整辐射的有效强度在步骤II_C中优选地借助ASIC确定。在照射暂停中，即，当没有X射线辐射借助ASIC被评估时，可以检查，辐射的传送是否也相应于预先给出的额定值。为此例如可以借助ASIC如关于图1描述的，将调整辐射的强度作为监视测量值(或当前的实际值)测量并且与额定值比较。在偏差的情况下，mA值的校正可以被这样调节，使得直到达到额定值。借助与额定值相对应的监视值，由此可以实现调整辐射的传送的调节。基于监视测量值然后也可以例如确定光源的老化，从而如所述地输出警告。

此外可以借助监视测量值或描述的校准，识别和校正辐射源的照射强度的温度依赖关系或识别辐射源的故障并且将其通过可能可用的其他辐射源的相应的较高的强度来均衡。

图1在此给出了其他提示，以哪种方式能够扩展用于控制和调节调整辐射的所述方法。

在按照图1的检测器200的实施例中，如提到的，示出多个监视单元160_a,160_b,160_c，其可以确定监视测量值M_a,M_b,M_c(特别是调整辐射K的强度)。这些监视测量M_a,M_b,M_c值然后又可以分别被传输到输入接口310_a,310_b,310_c，从而例如控制可以基于监视测量值M_a,M_b,M_c与额定值T_a,T_b,T_c的偏差来进行。如果在此使用外部的监视单元160_c，例如光传感器，则控制或调节也可以在X射线检测测量期间进行。例如在关于图2描述的方法中代替ASIC使用光传感器作为监视单元160_c。

除了考虑监视测量值的偏差，还可以考虑调节或控制算法，其特别地可以基于具有多个输入参数的复杂的控制和调节模型。

在实施例中(例如对于作为调整辐射的X射线辐射的)光传感器或半导体检测器元件除了调整辐射的强度，也可以采集其谱分布或确定或测量调整辐射的能量(波长)。这些测量值也可以作为监视测量值M_a,M_b,M_c被传输到控制单元300，或也用作为额定值T_a,T_b,T_c。此外对调整辐射K的传送的控制或调节也可以包括监视单元160_a,160_b,160和特别是光传感器与辐射源的谱的匹配。例如这可以包括光传感器的选择，即，主要可以采集红光的光传感器可以这样布置，使得其采集红色辐射源的辐射。并且此外匹配也可以在于选择，所述选择例如在ASIC和其他光传感器之间，特别是取决于存在的或使用的辐射源进行。

图3详细示出了，辐射源的控制和调节可以如何进行。在示出的实施例中用作对于调整辐射的辐射源的不同的光源210_a',210_b',210_c',210_d'与控制单元300相连。一个光源210_a'通过LED簇形成，其既包括发射在可见光范围中的光的LED，也包括发射在UV、或IR范围中的光的LED。LED的使用由此特别有意义，因为LED由于结构而特别是故障可靠的并且由于其尺寸而例如可以被集成到检测器系统中。此外特别是LED提供如下可能性，即，用作为用于传送调整辐射的冗余的辐射源，其在需要时可以被接通。特别地，由此，控制和调节在多个光源的情况下也包括选择为了传送调整辐射而使用的光源数目。

此外，在该情况中通过卤素灯形成的另一个光源210_b′与控制单元300相连。在调整辐射至半导体检测器元件的光路中在该卤素灯之后连接了谱滤波器单元220，其谱带宽是可控的。

此外在调整辐射至半导体检测器元件的光路中同样在滤波器单元220和由此也在光源210_b'之后连接了衰减装置230。借助可控的衰减装置230可以将辐射源210_b'的光关于传送到半导体检测器元件的附加辐射的强度进行控制或调节。由此通过滤波器单元220、衰减单元230和光源210_b'的组合形成的辐射源，关于调整辐射的谱分布和调整辐射的强度被控制或调节，如这一点通过在图3中示出的。在右边示出的描述了调整辐射的强度值I的谱分布(即，在波长λ上)的两个图中，可以看出，例如在其中输出调整辐射的波长范围和输出的调整辐射的强度可以如何改变。

另一个光源210_c'通过荧光灯形成，其同样与控制单元300相连。荧光灯既发射在可见光波长范围中的调整辐射也发射在UV波长范围中的调整辐射。由此荧光灯形成了调整具有特别宽的辐射谱的辐射源的简单可能性。由此例如可以结合已经提到的滤波器单元(或衰减单元)构造在特别宽的谱范围中可控的辐射源。

此外通过激光器形成的光源210_d'与控制单元300相连。激光器发射基本上单色的调整辐射，从而可以可靠地借助激光设置特别的调整。

在此不排除，使用多个激光器作为辐射源并且特别地也不排除，提到的光源210_a',210_b',210_c',210_d'多重地存在以用于传送调整辐射。

在图4中还示出了，对调整辐射的传送的控制和或调节可以如何关于时间执行。在此关于时间t分别示出了调整辐射K和为成像而使用的X射线辐射R的强度I。

如已经提到的，可以借助本发明尤其实现，X射线检测器系统匹配于特别是X射线成像的不同要求。

取决于以下还要详细描述的照射要求，可以为了在时间上控制或调节调整辐射的传送，在时间上的控制或调节的多个变化之间进行切换或选择。此外还可以使用时间上的控制或调节的在图4中示出的变化的任意组合。

例如在时间上的控制或调节的一个变化A中，X射线源在从时刻t₁持续至时刻t₂的第一时间段中输出X射线辐射R。在该时间段期间，同样将调整辐射K传送到半导体检测器元件。这同样在处于时刻t₃和t₄之间的时间段中是这样。然而在处于时刻t₂和t₃之间的时间段中X射线源不输出X射线辐射。由此检测器仅当X射线辐射也到达检测器时才被调整，从而在X射线测量期间给出半导体检测器元件的已知调整。这特别地可以通过不发送X射线辐射的辐射源的时间上的控制来实现。

替换地，例如可以如在变化B中那样关于多个测量序列利用调整辐射进行持续照射。与变化A不同，在所述变化A中如提到的那样在断开X射线辐射时停止调整辐射的传送，可以在变化B中在时间上这样控制或调节调整辐射的传送，使得在多个待执行的X射线测量或测量序列(其也可以包括暂停)期间，不中断地传送调整辐射。这一点在此例如在从时刻t₁'至时刻t₄'的整个时间段中是这样。在此仅在时刻t₁'和t₂'之间以及从t₃'至t₄'的时间段中分别执行X射线检测测量。最后提到的时间段即为用于建立计算机断层成像拍摄的多个测量序列。

此外，调整辐射的传送在变化B中也可以利用在第一测量序列之前，例如在早上在设备的第一启动之前的时间上的准备阶段进行。在从时刻v₁'持续时刻t₁'的时间段中，由此已经将调整辐射传送到半导体检测器元件，而还没有执行在测量序列中的X射线测量。第一测量序列在时间上紧接着时间上的准备阶段，并且时间上的准备阶段例如可以为10秒，以便实现定义的调整。

时间上的准备阶段的确定或控制或调节可以基于额定值或也基于监视测量值，就像在准备阶段或测量序列期间控制或调节或调整辐射的使用的谱或强度那样。持续照射特别有利地利用所描述的不发送X射线辐射的辐射源进行。

此外，变化B也包括未示出的情况，即，将调整辐射24小时地、也就是几乎不间断地传送。该持续照射也基于额定值，从而可以达到半导体检测器元件的定义的调整。

此外，时间上的控制可以根据另一个变化C这样进行，使得调整辐射，如在图4中示出的，在采用X射线照射的瞬间被禁止。在时刻t₁”和t₂”之间的时间段中传送调整辐射K，而没有待检测的X射线辐射R到达半导体检测器元件。在时刻t₃”和t₄”之间的时间段中同样是这样。然而随着X射线照射的在时刻t₂”或t₄”的采用而立即停止调整辐射的传送，从而在时刻t₂”和t₃”或t₄”和t₅”之间的时间段中仅X射线辐射R被检测，而调整辐射K的传送被停止或中断。借助该工作方式可以确保，半导体检测器元件通过照射或辐射总是经历一种照射并且优选在时间的平均中总是经历通过照射或者说照亮引起的相同作用。

如多次提到的，X射线检测器系统可以借助本发明匹配于例如计算机断层成像的X射线检测的不同要求。

图5示出了控制单元300的实施例，借助所述控制单元可以实现检测系统与不同成像要求或检测要求的匹配。

如已经提到的，相对复杂的相关函数可以建立，在该实施例中其借助输入接口310被传输到控制单元300。

按照本发明，调整辐射的控制或调节基于例如同时可以被考虑的一个或多个额定值T_a,T_b进行。这些额定值例如可以由提到的额定值存储单元400传输到输入接口310。

此外，借助监视单元160测量的监视值M_a被考虑以用于控制或调节并且特别是用于形成相关函数。监视单元160在此同样，如关于图2描述的，可以被用于预先给出或用于测量额定值T_b，以便例如确定所述校准。

此外也可以将其他输入参数CP从其他测量系统2(例如温度传感器等)传输到输入接口310。其例如可以基于在检测器系统内部可用的参数值，例如半导体检测器元件的电流消耗或计数率。特别地，输入参数CP可以通过测量值或导出的参量形成，其基于环境条件或在计算机断层成像系统内部可用的测量参量或数据。例如可以利用温度计确定环境温度，利用剂量计确定输出的辐射特别是X射线辐射。但是其他运行参数，诸如检测器系统或计算机断层成像系统或辐射源的总运行时间，也可以形成输入参数CP，其在对调整辐射的传送的复杂控制和/或调节中被考虑。

例如为监视单元的测量系统或不与检测器系统对应的其他测量系统例如可以支持半导体检测器元件的照射强度的主动调节。该测量系统的数据可以预先给出额定值、形成输入参数CP，但是也可以作为调节参量将等效于监视测量值M_a的测量值传输到控制单元。

在此也可以将调节或控制与利用计算机断层成像系统的计划的测量相匹配。例如可以基于选择的X射线强度、使用的X射线谱和待预计的衰减或信号强度，控制或调节调整辐射的传送。特别地，额定值可以基于这些参量被确定、测量或预先给出并且特别地基于这些参量力求实现强度或谱变化的控制或调节。

此外也可以将前面的测量的历史引入到调节或控制中并且由此也均衡特别是半导体检测器元件的老化效应或滞后或记忆效应，或如后面描述的存在的漂移效应。

如已经描述的，存在如下可能性，即，作为时间、引入的X射线辐射剂量、测量的检测电流或其他参量，诸如电流消耗、运行时间温度或湿度的函数，控制或调节调整辐射的强度。

预计的衰减或信号强度例如特别地可以从快速的概览拍摄、即所谓的定位片中导出。这特别地在图6中详细示出。

图6示出了具有X射线辐射源10的CT系统1，所述X射线辐射源与具有控制单元和用于传送调整辐射的辐射源的按照本发明的检测器系统20对置地布置。检查对象、患者或受检者O在测量室M中位于X射线辐射源10和检测器系统200之间，对于正常的CT测量，X射线辐射源10与检测器系统200一起围绕所述检查对象、患者或受检者O运转。在通常利用关于旋转角固定的X射线源和检测器建立的快速的概览扫描中，首先建立所谓的定位片数据P，基于所述定位片数据可以对于计划的CT检查进行测量程序的有利选择。定位片数据P在此仅示意性在图6右边的图中表示，其示出了X射线辐射R在空间方向z上通过受检者O调制的强度I(z)。

在此特别是可以估计X射线辐射的待预计的衰减值。在此基础上可以对于计划的CT检查，估计或规划所需的检测器灵敏度，也就是作为额定值预先给出。在例如具有较小的衰减值的较瘦的患者或受检者O的情况下，比在较胖的患者的情况下，需要例如更高的计数率，从而在检测器系统中可以这样进行控制，使得关于最大计数率进行半导体检测器元件的调整，其所述计数率等效于所需的检测器灵敏度。计数率(和由此检测器灵敏度)也就是确定控制和或调节的额定值，从而例如初始在按照图2的校准步骤中可以确定在最大计数率和辐射源的mA值之间的相关性。在该情况中优选地对于较瘦的患者O力求实现具有高的调整辐射强度的调整辐射的传送，因为其典型地与高的检测器灵敏度或高的最大计数率关联。

借助本发明，因此不仅可以防止或补偿在半导体检测器元件的调整中的长期的效应，也可以实现与对检测器系统的不同要求的相对短期的匹配。

如提到的，定位片测量也可以被考虑用于选择测量协议。关于所需的检测器灵敏度的信息在此也可以在选择的测量协议中考虑或基于选择的测量协议被导出或基于测量协议的选择就被导出。由此同样可以基于测量程序预先给出最大的计数率，作为额定值，从而可以相应于所需的计数率来控制或调节调整辐射。控制和/或调节在该情况中然后例如可以关于调整辐射的强度或关于谱分布进行。

特别地有利的是，这样调整检测器，使得计数率漂移最小化。

图7示出了计数率漂移的例子。在恒定的X射线剂量R₁的情况下，在第一时刻t₁确定计数率N(t₁)。在稍后的时刻t₂在相同入射的X射线剂量R₁的情况下确定计数率N(t₂)，其相应于比实际上入射的X射线剂量R₁低的X射线剂量R₂。在第三时刻t₃又确定第三计数率N(t₃)，其相应于又比X射线剂量R₂和实际上入射的X射线剂量R₁低的第三X射线剂量R₃。也就是说，在保持相同的X射线剂量R₁的情况下在计数率漂移的该实施例中计数率下降。相反地也可以的是，计数率随着后面的时刻改变到更大的值。

可以力求，借助调整辐射的传送来最小化计数率漂移，或补偿计数率漂移。为此例如可以预先给出额定值，其预先给出了对于确定的X射线剂量的确定的计数率。预先给出的额定值例如可以从历史中，即，从至此进行的检测测量中，从检测器的运行时间中或基于从检测器的运行进程中预计的调整中被确定或被直接测量。

基于预先给出的计数率，然后例如可以进行调整辐射的传送的控制和/或调节，方法是，例如提高或必要时降低调整辐射的辐射强度，以便均衡计数率漂移。为此例如借助剂量计测量的X射线剂量，可以是对于控制装置的输入参数，借助其然后可以估计和检查计数率漂移，其等效于监视测量值。

图8示出了基于X射线辐射的能量进程或能量选择，对调整辐射的传送的匹配或者说控制和/或调节。在此关于时间t示出了入射的X射线辐射的能量ε。在确定的待执行的CT拍摄中例如可以预先给出X射线辐射的能量的时间进程。在示出的实施例中，将其平均值首先围绕第一能量ε₁波动的、确定的谱宽的X射线辐射，改变为具有相同的谱宽的、但是其围绕更高的平均值ε₂波动的X射线能量。这又可以在所需的X射线检测器灵敏度中和特别是在所需的计数率中被考虑，从而对调整辐射的控制和/或调节可以基于X射线辐射源的能量进程进行。例如该能量进程可以隐含地通过测量协议预先给出并且额定值然后通过最大所需的计数率给出。

即，特别地关于借助图6至8描述的可能性，可以从选择的X射线强度、使用的X射线谱(即X射线的谱带宽)和待预计的衰减或信号强度中来计算对调整辐射的传送的控制。同样也可以将预先给出的控制或调节序列，特别是与对于计算机断层成像设备的确定的测量协议或测量序列的多个目标值一起，例如存储在额定值存储器中并且与测量协议或测量序列相对应。优选地，这对于每个在涉及的设备中可能的X射线检测测量进行。

在此要强调，基于测量协议可以估计半导体检测器元件的当前的照射状态，并且该信息可以在调节中被一起考虑。即，当设置的测量参数(即测量协议)和例如通过概览拍摄(定位片测量)获得的关于检查对象的可能的预先知识被引入到估计中时，可以事先估计通过X射线辐射带来的负担或半导体检测器元件的运行要求。由此例如可以的是，尽可能消除负荷突变(即例如由于检查对象相对于检测器的突然位移而出现的改变)，并且相应地最小化对用于检测X射线辐射的检测器系统的特性的相应的影响。这可以导致时间上恒定的、与引入的X射线剂量无关的检测器响应(或与此相关的检测信号)，从而例如可以提升计算机断层成像测量的图像质量。

如已经解释的，调节和控制可以基于可变的额定值进行，即，确定的参量的额定值按照时间顺序以不同的值预先给出(即作为目标值的序列)。

图9示出了相应的实施例。在此关于时间t示出了调整辐射的强度I。在时刻t₁和t₂之间的测量时间段中预先给出第一额定值，其控制第一调整辐射强度K₁的传送，并且在时刻t₂和t₃之间的测量时间段中预先给出目标值，其控制第二调整辐射强度K₂的传送。在此要强调，例如在连续的测量时间段或连续的测量序列内部可以在不同的额定值之间改变。

最后同样要指出，前面详细描述的X射线检测器、X射线检测器系统和计算机断层成像系统仅仅是实施例，其可以由专业人员以不同的方式修改，而不脱离本发明的范围。特别地在此要指出，全部实施例的特征或在附图中公开的扩展可以以任意组合被使用。此外，不定冠词“一”或“一个”的使用不排除，涉及的特征也可以多重存在。同样概念“单元”也不排除，涉及的部件由必要时也是空间上分布的多个共同作用的部分部件组成。

Claims (20)

1.一种利用X射线检测器(100)检测X射线辐射(R)的方法，所述X射线检测器具有直接转换的半导体检测器元件(150_a,150_b)，

其中，借助辐射源(10,210,210_a,210_b)将附加辐射(K)传送到所述半导体检测器元件(150_a,150_b)，以使载流子经过相对长的时间段结合到晶格缺陷,

基于预先给出的额定值(T_a,T_b,T_c)来控制或调节所述附加辐射(K)的传送，以及

所述附加辐射(K)至少在第一测量序列之前的时间上的准备阶段中并且在还没有执行X射线测量期间进行。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述辐射源(210,210_a,210_b)包括至少一个来自于由紫外线光源、红外线光源和用于可见光的光源构成的组中的部件。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述辐射源(210,210_a,210_b)包括发光二极管、激光器、卤素灯、荧光灯。

4.根据权利要求1或3所述的方法，其中，所述辐射源(10)包括X射线辐射源(10)。

5.根据权利要求1或3所述的方法，其中，在时间上和/或关于辐射密度和/或关于能量，来控制和/或调节所述附加辐射(K)的传送。

6.根据权利要求1或3所述的方法，其中，采集与所述额定值(T_a,T_b,T_c)相对应的监视测量值(M_a,M_b,M_c)。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，用于采集监视测量值(M_a,M_b,M_c)的监视单元(160,160_a,160_b,160_c)包括来自于由以下构成的组中的至少一个部件：

-光传感器，

-X射线传感器，

-X射线检测器的半导体检测器元件(150_a,150_b)，

-X射线检测器的评估电子器件，

-剂量计，

-温度计，

-照度计。

8.根据权利要求1或3所述的方法，其中，基于要利用待检测的X射线辐射(R)透射的检查对象(O)的特性，来控制和/或调节所述附加辐射(K)的传送。

9.根据权利要求1或3所述的方法，其中，基于X射线辐射(R)通过X射线辐射源(10)的输出的进程和/或X射线辐射源(10)的X射线辐射(R)通过检查对象(O)的衰减，来控制和/或调节所述附加辐射(K)的传送。

10.根据权利要求1或3所述的方法，其中，基于计数率漂移来控制和/或调节所述附加辐射(K)的传送。

11.根据权利要求1或3所述的方法，其中基于以下参量中至少一个控制和/或调节所述附加辐射(K)的传送：

-照射时间，

-引入的剂量，

-检测信号的值或进程，

-检测器的总运行时间，

-温度，

-湿度，

-半导体检测器元件(150_a,150_b)的电流消耗，

-一组半导体检测器元件(150_a,150_b)的电流消耗。

12.根据权利要求1所述的方法，其中，在如下时间窗中传送所述附加辐射(K)：在所述时间窗中X射线辐射源不输出X射线辐射(R)。

13.根据权利要求1所述的方法，其中，在X射线检测器(100)的总的运行时间期间传送所述附加辐射(K)。

14.根据权利要求6所述的方法，其中，将所述附加辐射(K)的传送这样控制和/或调节，即，借助监视测量值(M_a,M_b,M_c)确定或监视强度和/或谱分布，和/或，半导体检测器元件(150_a,150_b)和/或一组半导体检测器元件(150_a,150_b)的电流消耗基本上是恒定的。

15.一种X射线检测器系统(200)，具有

-用于采集X射线辐射源(10)的辐射的X射线检测器(100)，其具有直接转换的半导体检测器元件(150_a,150_b)，其中，由附加辐射(K)产生的载流子经过相对长的时间段结合到晶格缺陷,

-辐射源(210,210_a,210_b)，用于将附加辐射(K)传送到半导体检测器元件(150_a,150_b)，和/或用于控制X射线辐射源(10)的控制接口，

-控制单元(300)，其基于预先给出的额定值(T_a,T_b,T_c)控制和/或调节所述附加辐射的传送。

16.根据权利要求15所述的X射线检测器系统，具有用于采集与额定值(T_a,T_b,T_c)相对应的监视测量值(M_a,M_b,M_c)的监视单元(160,160_a,160_b,160_c)。

17.根据权利要求16所述的X射线检测器系统，其中，所述监视单元(160,160_a,160_b,160_c)布置在X射线辐射源(10)至半导体检测器元件(150_a,150_b)的主光路外部。

18.根据权利要求16或17中任一项所述的X射线检测器系统，其中，所述监视单元(160_a,160_b,160_c)具有针对X射线辐射源(10)的辐射的屏蔽部件。

19.一种用于根据权利要求15至18中任一项所述的X射线检测器系统的X射线检测器(100)，其中，监视单元(160_a,160_b)被集成在X射线检测器(100)中。

20.一种计算机断层成像系统(1)，具有按照权利要求15至18中任一项所述的X射线检测器系统(200)。