CN113009543A - 光子计数的x射线检测器及其运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于获取由X射线辐射透射的对象(39)的X射线图像数据组的光子计数的X射线检测器(1)，具有用于将X射线辐射转换为电信号的转换元件(3)和带有多个像素元件(5)的矩阵，其中多个像素元件中的至少部分数量的像素元件具有信号输入端(7)和至少一个与信号输入端耦联以进行信号传输的可配置计数器(9)，其中可配置计数器(9)构造成对像素计数信号进行计数或对重合计数信号进行计数，像素计数信号基于直接输入到多个像素元件中的部分数量的像素元件中的每个像素元件(5)中的信号，重合计数信号基于直接输入到相应的像素元件(9)中的信号和多个像素元件中的至少一个另外的像素元件(5)的重合出现的信号。

Description

光子计数的X射线检测器及其运行方法

技术领域

本发明涉及一种用于获取由X射线辐射透射的对象的X射线图像数据组的光子计数的X射线检测器、一种具有光子计数的X射线检测器的医学成像设备和一种用于运行光子计数的X射线检测器的方法。

背景技术

光子计数的X射线检测器被用在许多成像应用中。因此，这些X射线检测器例如使用在医学成像中的计算机断层造影中，以便产生患者的检查区域的断层造影X射线图像。

作为光子计数的X射线检测器，特别地可以采用光子计数的直接转换的X射线检测器。入射的X射线辐射或光子可以在这种X射线检测器中通过合适的转换材料转换成电脉冲。作为转换材料例如可以使用CdTe、CZT、HgI2、GaAs等等。电脉冲由评估电子装置、例如集成电路(专用集成电路，ASIC)评估。在计数的X射线检测器中，入射的X射线辐射然后通过对电脉冲的计数来测量，该电脉冲通过在转换材料中吸收X射线光子而被触发。此外，所产生的电脉冲的高度或长度通常与所吸收的X射线光子的能量成比例。由此可以通过将电脉冲的高度或长度与能量阈值相比较来提取光谱信息。光子计数的X射线检测器通常具有多个可设定的能量阈值用于比较所产生的电脉冲，从而使得能量分辨的测量能够取决于多个通过能量阈值定义的能量范围来实现。

在X射线成像中使用光子计数的检测器相对于能量积分的检测器提供了一系列优点。因此，光子计数的检测器能够实现高位置分辨率和固有的能量分辨的测量。

然而，当今的光子计数的X射线检测器的图像质量由于在检测器材料中产生的电荷云的有限延伸(以及由于特征性的X射线辐射的产生)而受到限制。这导致，X射线光子的全部能量并不总是沉积在所照射的像素中，而是一部分能量在相邻的像素中被记录。结果，一方面光子在错误能量下被记录，另一方面也会对相邻像素中的光子进行多次计数(＝重合)。这些重合不仅使检测器的光谱特性恶化，而且通常由于噪声的增加和位置分辨率的降低而导致检测器的DQE(可检测的量子效率)恶化。因此，这是一种降低所有应用的图像质量的效果。

用于解决该问题的典型的电路技术的方案在于：在检测器的评估电子装置中实现所谓的“电荷求和”电路。这里，在检测过程期间，在像素的评估电子装置的模拟部分中，识别出电荷已经沉积在多个相邻像素中，并且所有像素的总电荷被配属给一个像素(通常是具有最多电荷或电流上升最快的像素)。这防止了双重计数并且几乎恢复了原始电荷。这种电路的缺点是，像素的死区时间被极大提高。这加剧了“脉冲堆积”的问题，其中多个光子的信号重叠并且还导致失真的测量。由此不再提供例如在计算机断层造影中所要求的良好的高通量能力。备选地，通过增加像素尺寸(例如，增加到＞0.3mm边缘长度)也可以抵消能量分辨率和DQE的变差，但是这以高通量能力为代价，并且附加地以空间分辨能力为代价。

在DE 10 2011 077 859B4中例如公开了一种量子计数的辐射检测器，该辐射检测器具有检测器元件的阵列，所述检测器元件分别产生取决于入射的辐射量子的能量的电荷量，并且被划分为相邻检测器元件的组；该辐射检测器具有第一处理级，通过所述第一处理级为每个组分别提供电信号，该电信号取决于组的检测器元件所产生的电荷量的总和；并且该辐射检测器具有第二处理级，通过所述第二处理级通过评估所提供的电信号对入射到相应组上的辐射量子进行计数，以便对于每个组获得计数结果。

在DE 10 2015 218 585B4中公开了一种计数的X射线检测器，其具有带有多个子像素的宏像素并且具有集成电路，其中设置求和电路，用于形成整数K个相邻子像素的求和信号，其中多个第一鉴别器的输入端通过开关能够与所述求和信号连接，并且能够可变地设定所述子像素的数量K以形成求和信号。

此外，Scott S.Hsieh在IEEE Transactions on Medical Imaging上撰写的“光谱光子计数的检测器中的用于电荷共享补偿的重合计数器”(doi：10.1109/TMI.2019.2933986)中提出了一种基于能量范围的与现有计数器类似的重合计数器。

然而在选择所实现的电路和方法时，在评估电子装置中为这种电路提供的有限资源(功率、空间、时间)总是需要有针对性的折衷，尤其是当在另一方面同时不应放弃评估电子装置的其它期望的特性时。

发明内容

因此，本发明的任务是提供一种用于灵活使用的改进的光子计数的X射线检测器。

该任务通过独立权利要求的特征解决。本发明的其它有利的并且部分本身具有创造性的实施方式和改进方案在从属权利要求和下面的说明中阐述。

本发明涉及一种用于获取由X射线辐射透射的对象的X射线图像数据组的光子计数的X射线检测器，该X射线检测器具有转换元件和具有多个像素元件的矩阵，转换元件构造用于将入射的X射线辐射转换成电信号。在此，多个像素元件中的至少部分数量的像素元件分别具有信号输入端和至少一个与信号输入端耦联以进行信号传输的可配置计数器，其中可配置计数器构造成或者对像素计数信号进行计数、或者对重合计数信号进行计数，像素计数信号基于直接输入到多个像素元件中的部分数量的像素元件中的像素元件中的信号，重合计数信号基于直接输入到该像素元件中的信号和多个像素元件中的至少一个另外的像素元件的重合出现的信号。

在本发明的范围内使用的光子计数的X射线检测器也可以称为计数的或直接转换的X射线检测器。直接转换的X射线检测器大多以堆叠结构来实现，其中在转换材料的位置处、也就是说在转换元件处，在下侧连接有例如ASIC(专用集成电路)形式的配属的评估单元。此外，在评估单元和转换元件之间能够可选地布置中间层，即插入物，所述插入物能够用于信号线路的稳定性或者也用于使信号线路改向。转换元件的下侧通常矩阵形地具有多个电极，这些电极具有金属化的接触元件的形式，以下也将其称为传感器像素电极。评估单元与这些接触元件以信号传输技术接触，通常是钎焊。通常，像素形实施的配合接触元件(下面也称为像素电极)在评估单元的侧面上分别与转换器侧的接触元件相对。评估单元通常提供用于逐像素地处理通过像素电极输入的信号的逐像素的像素电子装置。入射的X射线辐射在转换元件的转换材料中取决于X射线光子的局部沉积的能量被转换为电荷载流子，基于该电荷载流子在逐像素的像素电子装置中产生信号、通常是电脉冲，该信号通常逐像素地被进一步处理。在此，根据本发明的像素元件在下面尤其可以被理解为评估单元的逐像素的像素电子装置，即电子像素，像素电子装置经由像素电极在信号技术上与转换元件耦联并且进一步处理从转换元件经由相应的像素电极进入的信号。像素元件配属有在转换元件中的相应的检测体积，该检测体积通过相应的传感器像素电极与顶电极之间的电场构成，该顶电极施加在转换元件的相对置的侧上，并且该检测体积形成像素元件的敏感的检测体积。

通常，在像素元件中产生的电脉冲(电脉冲的高度也或者长度相应于在像素元件的检测体积中的X射线量子的所沉积的能量)在该脉冲高于定义的阈值(即基本上是能量阈值)时作为计数事件来记录并且被归类到计数元件的数字存储器单元中，也就是说，作为像素计数信号来计数。这基本上意味着，在这种情况下，配属给阈值的计数元件的计数器读数提高一个计数单元。在引入两个、三个或更多个阈值的情况下，可以通过一个或多个计数元件来对所产生的与预定义阈值相对应的电信号计数。

如果通过电荷共享或荧光而出现将事件的所沉积的能量划分到两个或更多个像素元件，则可以相应地在多于一个像素元件中基本上同时产生信号，并且因此出现多次计数，即，重合。因此，在这种情况下出现直接输入到多个像素元件中的像素元件中的信号和在多个像素元件中的至少一个另外的像素元件中重合地出现信号。因此，尤其是如下信号被视为重合地出现的信号：所述信号在非常短的、必要时可确定的时间窗内不仅出现在所观察的像素元件中而且出现在另外的像素元件中。这些信号于是可以被视为以高概率可配属给单个光子事件。

根据本发明的X射线检测器现在具有多个像素元件，其中多个像素元件中的至少部分数量的像素元件配备有可配置计数器，该可配置计数器可选地根据计数器的配置来计数像素计数信号或重合计数信号。可配置计数器因此可以关于第一计数模式以及关于第二计数模式来配置，在第一计数模式中对像素计数信号进行计数，在第二计数模式中对重合计数信号进行计数。可配置计数器可以具有第一设定和第二设定，使得在可配置计数器的第一设定中，直接输入到像素元件中的信号被分别记录为计数事件并且被计数为像素计数信号，并且在可配置计数器的第二设定中，基于直接输入的信号和在至少一个另外的像素元件中重合出现的信号来记录计数事件并且被计数为重合计数信号。

在此，重合计数信号所基于的该至少一个另外的像素元件优选可以包括相应的像素元件的至少一个直接相邻的像素元件。然而，该至少一个另外的像素元件也可以是不直接相邻的像素元件。

优选地，多个像素元件中的部分数量的像素元件中的相应像素元件还构造成借助可配置计数器来对重合计数信号进行计数，该重合计数信号基于直接输入到该多个像素元件中的部分数量的像素元件中的相应像素元件中的信号并且基于该多个像素元件中的多个(例如2个、3个、4个、8个或24个)另外的像素元件的至少一个重合出现的信号。

可配置计数器尤其可以为此具有可控制的开关元件，用于激活可配置计数器的第一设定或第二设定。可配置计数器可以由此例如自动被控制，并且第一设定或第二设定被激活。同样也可以设置手动的激活。该控制可以结合一个或多个参数进行。例如，参数可以包括X射线通量信息、相应像素元件的位置参数、对象参数或医学应用的应用参数，在其范围内获取X射线图像数据组。在此，至少一个可配置计数器可以分别在时间上在获取X射线图像数据组之前也或在此期间是可配置。

可配置计数器除了可控制的开关元件外还可以包括计数元件。计数元件尤其可以构造成对一定数量的像素计数信号或重合计数信号进行计数并且至少暂时存储。

多个像素元件中的至少部分数量的像素元件包括至少一个可配置计数器。例如，像素元件的矩阵中的仅每第二或第三像素元件具有至少一个可配置计数器。然而，多个像素元件中的每个像素元件也可以具有至少一个可配置计数器。也就是说，至少一个部分数量也可以包括该X射线检测器的该多个像素元件的全部，使得该多个像素元件中的每个像素元件分别具有至少一个可配置计数器。

多个像素元件中的部分数量的像素元件中的像素元件也可以具有多于一个的可配置计数器，例如两个或三个。特别地，多个可配置计数器可以分别与可设定的阈值、即能量阈值相关联。除了该至少一个可配置计数器外，多个像素元件中的部分数量的像素元件中的像素元件还可以具有至少一个不可配置计数器。不可配置计数器包括至少一个计数元件并且在此尤其是可以构造成，将直接输入到像素元件中的信号作为像素计数信号来计数。

借助光子计数的X射线检测器获取的X射线图像数据组可以基于像素计数信号和/或重合计数信号。像素计数信号和/或重合计数信号为此也可以被进一步处理。如果例如像素计数信号和重合计数信号都存在，则计数的重合计数信号可以用于校正已计数的像素计数信号或基于该已计数的像素计数信号的X射线图像，并且由此实现具有改进的图像质量的X射线图像数据组。

有利地，本发明实现与获取X射线图像数据组的必要性协调地灵活使用X射线检测器。因此，在该多个像素元件中的部分数量的像素元件的至少一个可配置计数器配置合适的情况下，能够实现对计数事件的计数，仅直接到达像素元件(或X射线转换器的配属给像素元件的区域)的那些X射线量子对该计数事件贡献。同样地，通过适当配置该多个像素元件中的部分数量的像素元件的至少一个可配置计数器，能够实现计数，在该计数中包括有重合地入射到例如相邻像素元件上的X射线量子。也就是说，可以有利地与关于获取X射线图像数据组的要求协调地仅在如下情况下收集重合信息，即，当该重合信息能够对得到的图像质量产生正面影响时。然而，在重合信息没有或仅具有较小的正面影响的其它情况下，可配置计数器可以被用作“常规”计数器。有利地，由此实现灵活地使用X射线检测器并且尽可能节省资源地实现像素元件。如果在相应的像素元件中提供多个可配置计数器，则可以实现X射线检测器的还更灵活的调整。

在光子计数的X射线检测器的一个实施方式中，至少一个可配置计数器包括可配置复用器，可配置复用器具有至少第一设定和第二设定，其中在该第一设定中，借助该可配置计数器来计数该像素计数信号，并且其中在第二设定中，借助可配置计数器来计数重合计数信号。

将可配置复用器集成为开关元件提供了根据本发明的可配置计数器的特别有利和简单的实现方式。复用器基本上是选择电路，利用选择电路能够从多个输入信号中选择一个输入信号并且能够将该输入信号接通至复用器的输出端。可配置复用器可以连接在可配置计数器的计数元件上游。也就是说，可配置复用器用作计数器的输入复用器，其中在该复用器的该第一设定中，像素计数信号基于直接输入到该多个像素元件中的部分数量的像素元件中的每个像素元件中的信号，借助计数元件被计数为像素计数信号并且存储，并且其中在该复用器的该第二设定中，重合计数信号基于直接输入到该相应的像素元件中的信号和该多个像素元件中的至少一个另外的像素元件的重合出现的信号，该重合计数信号被计数和存储。

也可以提出，在复用器处设置另外的输入信号，使得可配置计数器的多于两个设定是可配置的。例如，基于不同的另外的像素元件的信号可以分别用作另外的输入信号，也或者提供在像素元件中求和电路的输出信号可以用作复用器的输入信号，该求和电路将多个像素元件中的一些像素元件的信号进行求和，其中根据复用器的设定，接通输入信号中的一个输入信号。

此外，在一个实施变型方案中可以提出，至少一个可配置计数器对于多个像素元件中的部分数量的像素元件中的每个像素元件可以单独地配置，和/或分别对于多个像素元件中的部分数量的像素元件中的一组像素元件可以共同地配置。

有利地，对于每个像素元件或对于一组像素元件，可以设定用于获取X射线图像数据组的对于图像质量最有利的设定，从而借助X射线检测器总是可以实现可能的最佳图像质量。有利地，能够时间有效地成组地实现共同的配置。

例如，一个组可以定义各一个由多个像素元件构成的宏像素。像素元件的组可以分别由相应的像素元件相对于散射辐射准直器或类似物的位置来限定。一个组例如也可以包括所有在边缘侧布置在矩阵中的像素元件、或者包括所有在矩阵中居中布置的像素元件。特别地，在边缘侧布置的像素元件不是被相邻像素元件中的像素元件的所有侧部包围，从而与居中布置的像素元件相比，可配置计数器的另一种配置在此可能是有利的。该组像素元件也可以包括全部的该部分数量的像素元件，并且因此也包括全部的该多个像素元件，其中虽然灵活性较小，但是可以实现特别简单的实施。

根据本发明的光子计数的X射线检测器的一个有利的实际实施变型方案包括，多个像素元件中的每个像素元件具有与信号输入端连接的转换装置和多个比较器，该转换装置具有至少一个信号放大器，比较器分别具有可设定的阈值，并且其中在多个像素元件中的部分数量的像素元件中的每个像素元件中，多个比较器中的至少一个比较器与该至少一个可配置计数器耦联以进行信号传输。

借助信号放大器，在转换元件中转换为电荷并且经由像素电极馈入到评估电子装置的像素元件中的信号被放大，并且当被放大信号高于比较器的可设定的阈值时被计数。换言之，如果被放大信号高于比较器的可设定的能量阈值，则在比较器的信号输出端上提供输出信号，该输出信号可以借助与其耦联的计数元件来计数。以这种方式，仅对超过阈值从而使得噪声被隐没的那些信号进行计数，或者仅对具有高于期望的阈值的能量的那些事件进行计数。多个像素元件中的每个像素元件可以包括多个比较器，比较器分别具有可设定的阈值，其中每个比较器的输出信号可以与计数元件相关联，以便对像素计数信号进行计数。以这种方式可以进行能量选择的成像。

根据本发明，该多个像素元件中的至少部分数量的像素元件在此具有至少一个可配置计数器。也就是说，该多个像素元件中的部分数量的像素元件中的每个像素元件的至少一个比较器以信号技术与可配置计数器耦联。如果存在多个比较器，则多个像素元件中的部分数量的像素元件中的比较器中的每个比较器可以与可配置计数器连接。由此可以实现最大的灵活性。然而，也可以将多个像素元件中的部分数量的像素元件中的像素元件的仅部分比较器以信号技术与可配置计数器相关联。其余比较器可以与“常规”计数元件以信号技术相关联，以如上该地计数像素计数信号。由此可以降低信号技术的开销和功率消耗。

按照根据本发明的光子计数的X射线检测器的另一个对于实际实现有利的实施方式，多个像素元件中的部分数量的像素元件中的每个像素元件还具有至少一个重合逻辑，该重合逻辑与多个像素元件中的部分数量的像素元件中的相应像素元件的至少一个比较器耦联以进行信号传输，并且与多个像素元件中的至少一个另外的像素元件的至少一个比较器耦联以进行信号传输，其中重合计数信号基于重合逻辑的输出信号。

重合逻辑也可以被称为数字重合电路。多个像素元件中的部分数量的像素元件中的像素元件的重合逻辑分别与多个像素元件中的部分数量的像素元件中的相应像素元件的至少一个比较器耦联，以及与多个像素元件中的至少一个另外的像素元件的至少一个比较器耦联。在此，多个像素元件中的至少一个另外的像素元件不必一定是、但也可以是多个像素元件中的部分数量的像素元件中的具有可配置计数器的像素元件。尤其是，重合逻辑可以构造成：在多个像素元件中的部分数量的像素元件中的所观察的像素元件中和在多个像素元件中的至少一个另外的像素元件中出现重合出现的信号时，提供输出信号，该输出信号可以借助与重合逻辑耦联以进行信号传输的计数器作为重合计数信号而被计数。也就是说，在此可以检验，从多个像素元件中的部分数量的像素元件中的像素元件出发，至少另外的关联的像素元件是否同样检测到了高于给定阈值的计数事件。基于与重合逻辑耦联以进行信号传输的比较器的输出信号，然后在重合出现的事件时产生重合信号。然后可以相应地在可配置计数器的第二设定中将重合逻辑的重合计数信号计数为像素计数信号。

多个像素元件中的部分数量的像素元件中的像素元件的重合逻辑的输出信号可以尤其对应于可配置计数器的可配置复用器的第一输入信号。多个像素元件中的部分数量的像素元件中的像素元件的比较器的输出信号可以尤其对应于可配置复用器的第二输入信号。根据可配置复用器的配置，比较器的输出信号或重合逻辑的输出信号可以作为复用器的输出信号而被提供，并且借助与复用器耦联的计数元件被计数。

在根据本发明的光子计数的X射线检测器的一个变型方案中，多个像素元件中的每个像素元件具有多个比较器，并且其中多个像素元件中的部分数量的像素元件中的像素元件的至少一个重合逻辑与多个像素元件中的至少一个另外的像素元件的多于一个的比较器耦联以进行信号传输。

例如，另外的像素元件的两个或更多个比较器可以与该多个像素元件中的部分数量的像素元件中的像素元件的重合逻辑耦联以进行信号传输。在此例如可以提出，可选择的是，另外的像素元件的被耦联比较器的哪个输出信号对多个像素元件中的部分数量的像素元件中的相应像素元件中的重合计数信号有贡献。在这种情况下，有利地，可以必要时取决于不同设定的阈值简单可切换地收集重合信息。

例如，在该情况下，多个像素元件中的部分数量的像素元件中的相应像素元件具有另外的可控制开关元件，例如另外的复用器，该复用器与至少一个另外的像素元件的多于一个的比较器耦联以进行信号传输。根据开关元件的设定，被耦联比较器的所选择的输出信号于是可以被提供作为开关元件的输出信号，并且用作重合计数信号的基础。

此外，在本发明的一个实施变型方案中可以提出，该多个像素元件中的部分数量的像素元件中的每个像素元件具有至少一个设定元件，用于对进入到至少一个重合逻辑中的输入信号进行延迟或运行时间调整。

有利地，相应像素元件和至少一个另外的像素元件的那些比较器的输出信号(它们用作重合逻辑的输入信号)可以被相互协调并且针对重合逻辑被优化。有利地，在输送信号时可以补偿不同的线路长度。在一个有利的设计方案中，进入到重合逻辑装置中的输入信号中的每个输入信号与这样的设定元件相关联。

在一个有利的设计方案中，至少一个设定元件是可配置，也就是说在实现电路之后也是可操控的和可调整的。这样，信号输入端之间的区别也可以有利地事后被补偿和优化。

在根据本发明的光子计数的X射线检测器的一个变型方案中，多个像素元件中的部分数量的像素元件中的每个像素元件具有多个可配置计数器，该计数器分别与多个像素元件中的部分数量的像素元件中的相应像素元件的至少一个比较器耦联以进行信号传输，并且与多个像素元件中的至少一个另外的像素元件的至少一个比较器耦联以进行信号传输。

通过提供多个可配置计数器，可以有利地提高像素元件的灵活性。尤其是，像素元件的可配置计数器能够分别可单独配置地构造。有利地，可以根据医学应用借助X射线检测器在必要的光谱分辨率和所收集的重合信息的范围之间执行权衡。

按照根据本发明的光子计数的X射线检测器的另一实施方式，重合计数信号基于直接输入到多个像素元件中的部分数量的像素元件中的相应像素元件中的信号和在多个像素元件中的一个和24个另外的像素元件之间重合出现的信号。

也就是说，相应的像素元件构造成形成重合计数信号，并且当在一个至24个另外的像素元件中的至少一个像素元件中出现重合信号时对该重合计数信号进行计数。

优选地，在多个像素元件的矩阵型布置中，一个至24个另外的像素元件可以是直接相邻的像素元件的、对角线相邻的像素元件的或再下一个相邻像素元件的一部分。

优选地，至少一个另外的像素元件包括多个像素元件中的部分数量的像素元件中的相应像素元件的直接相邻的像素元件。例如，在多个像素元件中的每个像素元件中，至少利用多个像素元件中的四个直接相邻的另外的像素元件适当地形成重合计数信号。多个像素元件中的部分数量的像素元件中的所观察的像素元件的直接相邻的像素元件可以尤其对应于多个像素元件中的一个如下像素元件：该像素元件在由多个像素元件的矩阵式布置限定的像素网格中具有与被观察的像素元件共同的边缘。例如，可以备选地或附加地基于一个或所有对角线相邻的像素元件来形成重合计数信号。有利地，至少利用其中出现以高概率重合的信号的那些另外的像素元件计数重合计数信号。这可以至少包括四个直接相邻的像素元件、或者四个直接相邻的像素元件连同对角线相邻的像素元件。

然而，也可以设置其它选择和/或其它数量的另外的像素元件。例如也可以考虑关于重合出现的信号的再下一个相邻像素元件、即被观察的像素元件的直接相邻的像素元件的相邻像素元件。当提出多个像素元件的信号被合并时、或者在小像素尺寸的情况下(此时即使超出像素元件预先给定的距离也在较大程度上预期重合出现的信号)，则观察和包括再下一个相邻像素元件可以是尤其有利的。然而，伴随着更大数量的另外的像素元件，像素元件彼此之间的连接也更复杂。

重合计数信号所基于的另外的像素元件的数量和选择可以在多个像素元件中的部分数量的像素元件内变化和/或可配置地设计，使得在提供X射线检测器之后可选择另外的像素元件的数量和选择。

在光子计数的X射线检测器的一个实施方式中，对于不同的像素元件，多个像素元件中的(重合计数信号所基于的)另外的像素元件的数量和/或选择是不同的。

有利地，可以实现X射线检测器的特别灵活的配置。在此，可以有利地考虑各个像素元件的不同边界条件。不同的边界条件可以例如通过像素元件在像素矩阵内相对于彼此的布置或者通过像素元件相对于外部元件(例如散射光栅)的布置或者其它方式而存在。因此可以提出，像素元件(该像素元件的检测体积例如部分地在一侧由散射光栅遮蔽)不对基于在该侧相邻的另外的像素元件的重合计数信号进行计数，因为在此通过遮蔽可以预期由出现的重合引起更少的损害。例如，也可以提出，多个像素元件被划分为宏像素，该宏像素分别对应于像素元件的组。例如，仅计数组内的像素元件之间的重合计数信号。根据在宏像素组内的像素元件的布置，于是可以有利地不同地选择另外的像素元件的数量和/或选择。

在一个实施方式中，多个像素元件中的另外的像素元件(以其为基础的是用于在像素元件的矩阵中在边缘侧布置的像素元件的重合计数信号，该像素元件具有较少相邻的像素元件)的数量和/或选择可以尤其不同于多个像素元件中的另外的像素元件(以其为基础的是用于在像素元件的矩阵中居中布置的像素元件的重合计数信号)的数量和/或选择。

有利地，可以实现X射线检测器的特别灵活的配置。在此，可以有利地考虑各个居中或在边缘侧布置的像素元件的不同边界条件。

在根据本发明的光子计数的X射线检测器的一种变型方案中，多个像素元件中的部分数量的像素元件中的每个像素元件还包括至少一个电子元件，其用于防止至少一个可配置计数器瘫痪。

有利地，可以实现多个像素元件中的部分数量的像素元件中的像素元件的改善的高通量特性。在此，用于防止瘫痪的电子元件可以以电路技术布置在可配置开关元件、例如复用器之前或之后。也可以为重合逻辑的相应信号输入端设置用于防止瘫痪的至少一个电子元件。这种用于防止瘫痪的电子元件例如可以在持续超过比较器阈值时引发另外的计数事件。

此外，本发明还涉及一种具有根据本发明的光子计数的X射线检测器的医学成像设备。

光子计数的X射线检测器的特征和优点在此可以直接转移到医学成像设备上。

医学成像设备尤其可以构造为医学X射线设备。医学成像设备尤其可以包括配属给光子计数的X射线检测器的X射线源。通常，医学成像设备包括至少一个根据本发明的光子计数的X射线检测器，并且与之相对地包括至少一个X射线源，例如X射线管。为了获取X射线图像数据组，然后尤其可以在X射线源和光子计数的X射线检测器之间放置待成像的对象并且借助X射线源透射该对象。

特别地，医学成像设备可以构造成计算机断层造影系统。但是医学成像设备也可以例如构造为C形臂X射线设备和/或Dyna-CT或其它。

此外，本发明涉及一种用于运行光子计数的X射线检测器的方法，该X射线检测器按照前述变型方案中的一个变型方案构造，用于获取由X射线辐射透射的对象的X射线图像数据组，其中在第一计数模式中，多个像素元件中的部分数量的像素元件中的像素元件的至少一个可配置计数器对像素计数信号进行计数，像素计数信号基于直接输入到多个像素元件中的部分数量的像素元件中的相应像素元件中的信号，并且在第二计数模式中，多个像素元件中的部分数量的像素元件中的像素元件的可配置计数器对重合计数信号进行计数，重合计数信号基于直接输入到相应的像素元件中的信号和多个像素元件中的至少一个另外的像素元件的重合出现的信号，并且其中能够在第一计数模式和第二计数模式之间切换。

此外，也可以基于另外的可配置和/或常规的不可配置计数器来计数另外的像素计数信号和/或重合计数信号。

在此，X射线检测器配属给用于发射X射线辐射的X射线源。

例如，在多个像素元件中的部分数量的像素元件的第一配置中可以提供X射线检测器，使得多个像素元件中的部分数量的像素元件中的相应像素元件的可配置计数器被配置用于第一计数模式或第二计数模式。

例如可以执行光子计数的X射线检测器的配置，其中通过切换多个像素元件中的部分数量的像素元件中的至少一部分多个像素元件的至少一个可配置计数器，将多个像素元件中的部分数量的像素元件中的至少一部分像素元件切换计数模式。

此外，可以提出在像素元件中将透射对象并且入射到X射线检测器上的X射线辐射逐像素地转换成电信号。此外，根据像素元件的配置和连接，可以对多个像素元件中的部分数量的像素元件中的相应像素元件提出将电信号转换成像素计数信号或重合计数信号，并且将所计数的数量存储在像素元件中。随后可以提出，读取像素计数信号和/或重合计数信号的计数的数量，并且创建一个或多个代表对象的图像数据组。

此外也可以提出，在根据本发明的方法中，将根据医学成像设备的一个或多个参数进行的配置配属给根据本发明的X射线检测器和/或将X射线检测器与该医学成像设备在结构上连接和/或与X射线应用连接。例如，可以对于每个像素元件单独地或者分别对于像素元件组配置对于图像质量最有利的设定变型方案，从而总是可以实现最佳可能的图像质量。例如可以从医学成像设备的存储器或系统控制部中查询一个或多个参数，但是或者可以直接确定或测量一个或多个参数。例如，该方法包括查询和/或确定一个或多个参数。

该配置可以自动地借助于控制单元执行。在需要时也可以设置手动的激活或控制。自动的控制可以结合所确定的一个或多个参数进行。为此，尤其也可以自动地借助控制单元来执行查询和/或确定并且将该查询和/或确定用于配置。

按照本发明的一个构造方案，参数由X射线系统的X射线源的X射线通量的大小构成。在这样的情况下例如可以提出，从对于多个像素元件中的部分数量的像素元件中的所有像素元件的X射线通量的一定阈值起，设定至少一个可配置计数器的第一设定，并且在低于该阈值的情况下设定第二设定。

因此，例如在确定特别高的X射线通量(例如通过从系统控制部查询或通过测量)时，其中重合信息的收集可能不再有意义，可配置计数器仅被配置为计数像素计数信号。在中等或低X射线通量的情况下，于是可以配置可配置计数器以用于计数重合计数信号。也可以提出例如根据对于应用预期的计数率(剂量/时间单位)的控制。

以这种方式在高X射线通量的情况下避免由于错误的重合引起的错误，在低X射线通量的情况下则可以一起考虑重合。

在本发明的范围内，关于本发明的不同实施方式和/或不同的权利要求类别(方法、用途、装置、系统、布置等)描述的特征可以组合成本发明的另外的实施方式。例如，涉及装置的权利要求也可以利用结合方法描述或要求保护的特征来改型，并且反之亦然。方法的功能特征在此可以通过相应构造的具体部件来实施。除了在本申请中明确描述的本发明的实施方式之外，可以想到本发明的本领域技术人员能够实现的各种其它实施方式，而不脱离本发明的范围，只要该范围由权利要求预先给定即可。

不定冠词“一”或“一个”的使用不排除的是，涉及的特征也可以多重存在。使用表述“具有”不排除借助表述“具有”关联的术语可以是相同的。例如，医学成像装置具有医学成像装置。表述“单元”的使用不排除表述“单元”所涉及的对象可以具有在空间上彼此分离的多个部件。

在本申请的上下文中，表述“基于”可以尤其在表述“使用”的意义下被理解。特别地，基于第二特征产生(备选地，确定、确定等)第一特征的表达并不排除基于第三特征产生(备选地，确定、确定等)第一特征。

附图说明

下面借助于示例性的实施方式在参考附图的情况下对本发明进行解释。附图中的图示是示意的、高度简化的并且不一定按比例。示出了：

图1示出具有光子计数的X射线检测器的示例性的检测器模块，

图2示出用于图示根据第一变型方案的像素元件的信号技术的连接的示意图，

图3示出用于图示根据第二变型方案的像素元件的信号技术的电路连接的示意图，

图4示出用于图示根据第三变型方案的像素元件的信号技术的电路连接的示意图，

图5示出示例性的医学成像设备，并且

图6示出用于运行光子计数的X射线检测器的方法的示意方法流程。

具体实施方式

图1示出具有多个根据本发明的X射线检测器1的检测器模块51的示例性实施方式。在一个优选的实施方式中，检测器模块51具有多个X射线检测器1的二维矩阵或布置。相应的X射线检测器1又反过来具有呈矩阵式布置的多个像素元件5，从而可以提供位置分辨的测量。

在所示的示例中，各个X射线检测器1具有转换元件3。转换元件3可以构造为平面的直接转换器，例如具有CdTe、CZT、CdZnTeSe、CdTeSe、CdMnTe、InP、TlBr2、HgI2、GaAs、Si等等作为转换材料。转换元件3的上侧具有第一电极18(顶电极)。转换元件3的下侧具有传感器像素电极16。传感器像素电极16通过导电连接69和像素电极57与评估单元59中的像素元件5连接。评估单元例如可以以ASIC的形式构造。导电连接69例如可以构造成与铜柱连接的焊球(凸块键合)或钎焊材料、或者也可以构造成其它形式。传感器像素电极16的公共数量、导电连接69的数量、像素电极57的数量以及评估单元59中的像素元件5的数量通常是相同的。第一电极18与传感器像素电极16之间的电场确定了转换元件3中的配属给像素元件5的敏感检测体积，该敏感检测体积尤其分别通过传感器像素电极16与顶电极18之间的电场来形成。

在所示示例中，评估单元59布置在衬底61上并且与外围电子装置65例如经由TSV连接63(“硅通孔”连接)穿过衬底61而与外围电子装置65连接。

此外，X射线检测器1或X射线检测器模块51也可以包括另外的、在此未示出的部件。

通常，在像素元件5中产生的电脉冲(电脉冲的高度也或者长度相应于在像素元件5的相应检测体积中的X射线量子的所沉积的能量)当该脉冲高于定义的阈值THR(即基本上是能量阈值)时作为计数事件被记录并且被归类到计数元件13的数字存储器单元中，也就是说，作为像素计数信号被记录并且相应地计数。当所产生的信号高于可设定的阈值THR时，通过计数元件13的计数器读数被增加一个计数单元来计数事件。

可设定的阈值THR在此通常可以经由比较器19来设定。阈值THR原则上也可以固定地以模拟形式预先给定，但是通常例如通过DAC(数模转换器)来施加。阈值THR因此通常至少在一定的能量范围内可变地被设定。阈值THR可以是逐像素地在本地(借助于比较器和DAC)、对于像素元件组地可设定，或者对于X射线检测器1的所有像素元件5在X射线检测器1中全局地可设定。在对于能量分辨的测量在像素元件5中提供两个、三个或更多可设定的阈值THR的情况下，所产生的电信号相应于不同的、预先限定的阈值THR被归类到(也就是说，计数到)一个或多个计数元件13中，该一个或多个计数元件分别与能量阈值THR相关联。

根据本发明的X射线检测器1的多个像素元件5中的至少部分数量的像素元件根据本发明具有至少一个与信号输入端7耦联以进行信号传输的可配置计数器9，电信号通过该信号输入端从转换元件3馈入到像素元件5中。可配置计数器9构造成对像素计数信号进行计数、或者对重合计数信号进行计数，像素计数信号基于直接输入到多个像素元件5中的部分数量的像素元件中的相应像素元件5中的信号，重合计数信号基于直接输入到相应像素元件5中的信号和多个像素元件5中的至少一个另外的像素元件5的重合出现的信号。

可配置计数器尤其可以具有用于配置可配置计数器9的可控制的开关元件11和与其耦联的计数元件13。开关元件11可以构造成响应于控制单元53的控制指令而在用于计数像素计数信号的第一设定中或者在用于计数重合计数信号的第二设定中对可配置计数器9进行配置。至少一个可配置计数器9可以对于多个像素元件5中的部分数量的像素元件中的每个像素元件5单独地配置、和/或分别对于多个像素元件5中的部分数量的像素元件中的一组像素元件5共同地配置。

根据本发明，多个像素元件5中的至少部分数量的像素元件具有至少一个可配置计数器9。多个像素元件5中的部分数量的像素元件中的像素元件5也可以具有多于一个的可配置计数器9，例如两个或三个。除了至少一个可配置计数器9外，多个像素元件5中的部分数量的像素元件中的像素元件还可以具有至少一个不可配置计数器。除了这样的可配置像素元件外，X射线检测器也可以具有不可配置像素元件。

图2示出用于示出根据具有可配置计数器9的第一实施变型方案的光子计数的X射线检测器1的多个像素元件5中的部分数量的像素元件中的可配置像素元件5的信号技术连接的示意图。示例性地仅示出多个像素元件5中的部分数量的像素元件中的单个像素元件5。然而，连接也可以容易地转移到另外的像素元件5上。

像素元件的信号输入端7经由传感器像素电极16与转换元件3中的配属给像素元件5的敏感检测体积耦联以进行信号传输。为了有利地实际实施，多个像素元件5中的部分数量的像素元件中的在此示出的像素元件5此外具有与信号输入端7耦联以进行信号传输的转换装置15，并且包括至少一个比较器19，转换装置包括至少一个信号放大器17以用于放大通过入射的X射线辐射产生的信号。借助比较器19将被放大的信号与可设定的阈值THR进行比较。如果被放大的信号超过比较器19的阈值THR，那么在比较器19的信号输出端上产生像素计数信号，该像素计数信号基于经由信号输入端直接输入到像素元件5中的信号。

此外，比较器19的信号输出端与可配置计数器9耦联以进行信号传输。根据一个有利的变型方案，可配置计数器9包括可配置复用器11和与复用器11的信号输出端耦联的计数元件13。在复用器11的第一设定中，比较器19的输出信号、即像素计数信号被转发给计数元件13，该计数元件对所输入的像素计数信号的数量进行计数并且至少暂时存储。

此外，多个像素元件5中的部分数量的像素元件中的在此示出的像素元件5具有重合逻辑21。在此示例性实施的重合逻辑21一方面经由信号输入端30同样与在此示出的像素元件5的比较器19的信号输出端以信号技术关联。此外，重合逻辑21通过重合逻辑21的信号输入端29与多个像素元件5中的至少一个另外的像素元件5耦联以进行信号传输。在这里所示的示例中，重合逻辑21具有四个另外的信号输入端29。尤其是，在该示例中，四个信号输入端29中的每个信号输入端与多个像素元件5中的另外的像素元件5耦联以进行信号传输。重合逻辑21构造成形成重合计数信号，重合计数信号基于直接输入到多个像素元件50中的像素元件5的信号和多个像素元件5中的至少一个另外的关联的像素元件5的重合出现的信号。

在该示例中，多个像素元件5中的四个另外的像素元件5可以例如包括所观察的像素元件5的四个直接相邻的像素元件。然而，多个像素元件5中的其它数量或选择的像素元件5也可以与重合逻辑21耦联以进行信号传输。例如，除了直接相邻的像素元件5外，该多个像素元件5中的部分数量的像素元件中的相应像素元件5的对角线相邻的像素元件5也与重合逻辑耦联。优选地，重合计数信号通常基于直接输入到多个像素元件5中的部分数量的像素元件中的相应像素元件5中的信号和在多个像素元件5中的一个与24个另外的像素元件5之间重合出现的信号。特别优选地，重合计数信号基于多个像素元件5中的1个和8个另外的像素元件5之间的重合出现的信号。

特别地，对于多个像素元件5中的不同像素元件5而言，多个像素元件5中的另外的像素元件5的数量和/或选择可以是不同的，多个像素元件5中的部分数量的像素元件中的相应像素元件5的重合计数信号基于另外的像素元件。

在一个设计变型方案中，尤其是多个像素元件5中的另外的像素元件5(以此为基础的是用于在像素元件5的矩阵内布置在边缘侧的像素元件5的重合计数信号)的数量和/或选择与多个像素元件5中的另外的像素元件5(以此为基础的是用于在像素元件5的矩阵内居中布置的像素元件5的重合计数信号)的数量和/或选择不同。在边缘侧布置的像素元件例如具有的相邻的像素元件比居中布置的像素元件少。此外，关于例如在转换元件中的电场的构成，能够存在能够被考虑的一些不同边界条件。

在实施变型方案中，多个像素元件5中的另外的像素元件5的数量和/或选择可以被设计为：对于X射线检测器的特别灵活的，并且可调整的实现是可配置。例如，该数量和选择可以借助控制单元来控制，并且由此可调整地设计。然而，该数量和选择也可以在提供光子计数的X射线检测器1之后固定地预先给定。

根据有利的适宜的构造方案，重合逻辑21尤其分别与多个像素元件5中的至少一个另外的像素元件5的至少一个比较器19耦联以进行信号传输。然后，重合计数信号基于：被观察的像素元件5的和至少一个另外的关联的像素元件5(在该具体情况下是四个另外的像素元件5)的比较器19的输出信号，该比较器与重合逻辑21耦联以进行信号传输。

分别与重合逻辑21耦联的比较器19可以被设定到阈值上，该阈值分别代表相同的能量阈值。例如，在此示出的像素元件5的比较器19以及四个另外的像素元件5的与重合逻辑21耦联的另外的比较器分别具有相同的能量阈值，例如40keV或60keV。此外，当然也可以存在其它信号技术的连接，其中例如不同设定的能量阈值被关联。

重合逻辑21的信号输出端同样与可配置复用器11耦联以进行信号传输。在可配置复用器11的第二设定中，替代比较器19的输出信号，将重合逻辑21的输出信号、即重合计数信号输出给计数元件13进行计数并且至少暂时存储。

接着，计数元件13可以通过控制和读取单元14来读取。控制和读取单元14例如也可以在外围电子装置65中实现。

此外，设置有与所示出的像素元件5的比较器19关联的另外的信号输出端31，该信号输出端又可以用于提供多个像素元件5中的部分数量的像素元件中的在此未示出的第二像素元件5的重合逻辑21的输入信号。

此外，多个像素元件5中的部分数量的像素元件中的在此示出的像素元件5可以具有至少一个设定元件23，用于对进入到至少一个重合逻辑21中的输入信号进行运行时间调整、脉冲长度调整或延迟。在该示例中，对于重合逻辑21的每个信号输入端29示出用于对输入信号进行延迟或运行时间调整的设定元件23。设定元件23可以分别是可配置的，也就是说可以借助控制单元53来设定或控制，从而在提供光子计数的X射线检测器1之后必要时也可以对设定元件进行调整。设定元件23可以用于补偿信号差异，例如通过不同长度的信号线路补偿不同的运行时间，或者也用于确定时间窗，在该时间窗内出现的信号被视为重合，即被配属给相同的光子事件。

在实施变型方案中，多个像素元件5中的部分数量的像素元件中的像素元件5还可以包括至少一个电子元件25，以防止至少一个可配置计数器9瘫痪。如在此在示意图中所指示的，电子元件25可以在信号技术上连接在相应的可配置复用器11的上游。也就是说，电子元件可以分别布置在与可配置计数器9耦联的比较器19的信号输出端与可配置复用器11的信号输入端之间。同样地，至少一个用于防止瘫痪的电子元件25可以分别在信号技术上连接在可配置复用器11的下游。也就是说，电子元件可以被布置在相应的可配置复用器11的信号输出端和可配置计数器9的相应计数元件13的信号输入端之间。有利地，可以实现像素元件5的改善的高通量特性。电子元件25可以构造为堆积触发器(例如，参见Kraft等人的“在修正的量子计数CT检测器中的堆积触发方法的实验评估”，Proc.SPIE8313、医学影像2012：医学影像物理学、83134A(2012)；https：//doi.org/10.1117/12.911231)或者构造为所谓的“即时重新触发器”(Loeliger等人的“具有即时重新触发功能的新型PILATUS3ASIC”)，2012IEEE核科学专题讨论会和医学成像会议记录(NSS/MIC)(2012)；https：//doi.org/610-615.10.1109/NSSMIC.2012.6551180)。

多个像素元件5中的部分数量的像素元件中的像素元件5此外也可以具有用于处理所产生的信号的另外的元件，这些另外的元件在此未进一步示出。尤其是，多个像素元件5中的部分数量的像素元件中的像素元件5可以具有多个比较器19，比较器分别具有可设定的阈值THR，比较器分别与信号放大器17耦联以进行信号传输。以这种方式，可以提供多个能量阈值。特别地，另外的比较器19可以与另外的可配置计数器9耦联、或者也与包括计数元件13的常规不可配置计数器耦联。

例如，每个可配置计数器可以按配置位从一个计数模式重新转换到另一计数模式。

图3示出用于示出根据具有可配置计数器9的第二实施变型方案的光子计数的X射线检测器1的多个像素元件5中的部分数量的像素元件中的可配置像素元件5的信号技术上的连接的示意图。

在此，多个像素元件5中的部分数量的像素元件中的像素元件5具有多个比较器19，比较器分别具有可设定的阈值THR。在此，比较器19中的两个比较器分别与可配置计数器9和分别与重合逻辑21以信号技术连接。相反，第三比较器19仅与常规的计数元件13耦联以进行信号传输。因此，第三比较器19仅构造成：基于耦联的比较器19的输出信号，并且根据其阈值THR来计数像素计数信号。两个其它的比较器可以依据相应可配置计数器9的设定，根据第一设定基于像素计数信号所配属的比较器19的信号输出来计数像素计数信号，或者根据第二设定基于相应耦联的重合逻辑21的输出信号来计数重合计数信号。在其它实施变型方案中，所有比较器19或仅一个比较器19也可以与可配置计数器9连接。

优选地，至少一个比较器19与可配置计数器9耦联。如果其余的比较器于是配备有常规计数器，则该实现方案有利地包括低路由开销和低功率消耗。有利地，至少将如下比较器19与可配置计数器9耦联，该比较器可以被设定到与像素元件的其它比较器19相比最低能量阈值THR上、或者说可以设定到最低能量阈值THR上。取决于最低能量设定的能量阈值的重合信息使得能够以尽可能小的耗费实现已经广泛的校正可能性。有利地，这可以与至少在重叠的能量范围中设定像素元件5的比较器19中的至少一部分比较器的阈值THR的可能性相结合。以这种方式，可以使得两个比较器19的阈值能够表示基本上相同的能量阈值。以这种方式，在像素元件5中，可以取决于能量阈值收集重合信息，而不必取决于相同能量阈值放弃像素计数信号。

图4示出用于示出根据具有可配置计数器9的第三实施变型方案的光子计数的X射线检测器1的多个像素元件5中的部分数量的像素元件中的可配置像素元件5的信号技术上的连接的示意图。

在此，多个像素元件5中的部分数量的像素元件中的在这里示出的像素元件5具有另外的开关元件27。该另外的开关元件与所观察的像素元件5的比较器19中的两个比较器的信号输出端以信号技术连接。开关元件27(例如同样包括复用器)在此构造成将第一比较器19的输出信号、或者将第二比较器19的输出信号通过信号输出端31输出给多个像素元件5中的部分数量的像素元件中的至少一个未示出的第二像素元件5。然后，所输出的输出信号可以相应地作为输入信号经由信号输入端29被馈入到多个像素元件5中的部分数量的像素元件中的在此未示出的像素元件5的重合逻辑21中。

特别地，多个像素元件5中的部分数量的像素元件中的相应像素元件5的至少一个重合逻辑21与多个像素元件5中的至少一个另外的像素元件5的多个比较器19耦联以进行信号传输。

在此，借助开关元件27尤其可配置或可切换的是，哪个比较器19用作重合逻辑21的输入信号。因此，尤其可设定的并且可容易地切换的是，重合计数信号基于哪个比较器19。有利地，可以在资源节省的同时实现进一步的灵活性。

特别地，在像素元件的比较器19的阈值THR分别仅能被设定到受限的能量范围并且可能不与另外的比较器的能量范围重叠的情况下，可以就此实现用于根据不同的能量阈值收集重合信息的增加的灵活性。

图5示出根据本发明的以计算机断层造影系统32形式的医学成像设备的示例性实施方式。计算机断层造影系统32具有带有转子35的机架33。转子35包括辐射源或X射线源37和检测器装置2。检测器装置2具有至少一个根据本发明的X射线检测器1。检测器装置2可以具有带有多个X射线检测器1的检测器模块51。对象39(在此是患者)被放置在患者卧榻41上并且可以沿着旋转轴线z 43通过机架33运动。通常，对象39例如可以包括动物患者和/或人类患者。为了基于所计数的像素计数信号和/或重合计数信号控制医学成像设备和/或建立X射线图像数据组，设置有计算单元45形式的系统控制部。

计算单元45可以包括用于控制至少一个X射线检测器1的控制单元53。尤其是，借助控制单元53可以控制和由此配置多个像素元件5中的部分数量的像素元件中的像素元件5的至少一个可配置计数器9。

控制单元53和/或计算单元45可以以计算机、微控制器或集成电路的形式来实施。控制单元53和/或计算单元45可以具有硬件元件或软件元件，例如微处理器或所谓的FPGA(英语缩写为“Field Programmable Gate Array”)。它也可以是计算机的真实联合或虚拟联合(用于真实联合的术语是“集群Cluster”，用于虚拟联合的术语是“云Cloud”)。

如果多个像素元件5中的部分数量的像素元件中的像素元件5的至少一个可配置计数器9的配置基于一个或多个参数，则例如可以从医学成像设备的存储器55或系统控制部中查询该一个或多个参数，但也可以直接确定或测量该一个或多个参数。尤其可以借助于控制单元53自动地进行查询和/或确定。

在计算机断层造影系统的情况下，通常从多个角度方向借助X射线检测器获取对象的(原始)X射线图像数据组。随后可以基于(原始)X射线图像数据组借助数学方法，例如包括滤波反投影或迭代重建方法，重建最终的X射线图像数据组。

在此，根据多个像素元件5中像素元件5的信号技术的连接以及根据多个像素元件5中的部分数量的像素元件中的像素元件5的可配置计数器的相应配置，(原始)X射线图像数据组可以包括基于所计数的像素计数信号数量、所计数的重合计数信号数量或基于这两个数量的(原始)X射线图像。此外，像素计数信号数量和重合计数信号数量或基于此的(原始)X射线图像可以根据多个阈值、即能量阈值而存在。尤其是，所计数的重合计数信号数量能够用于校正所计数的像素计数信号数量，其中由此得到的X射线图像数据组然后可以基于校正的数量。也可以首先在图像层面上进行校正。

此外，输入设备47和输出设备49与计算机单元45连接。输入设备和输出设备例如可以实现交互，例如手动配置、确认或由用户触发方法步骤。

图6示出用于运行根据本发明的光子计数的X射线检测器的方法的示意方法流程，该X射线检测器用于获取由X射线辐射透射的对象39的X射线图像数据组，其中在第一计数模式中，至少一个可配置计数器9对像素计数信号进行计数，该像素计数信号基于直接输入到多个像素元件5中的部分数量的像素元件中的每个像素元件5中的信号，并且在第二计数模式中，可配置计数器9对重合计数信号进行计数，该重合计数信号基于直接输入到相应的像素元件5中的信号和多个像素元件5中的至少一个另外的像素元件5的重合出现的信号，并且其中能够在第一计数模式和第二计数模式之间切换。

图6中的步骤S1包括以多个像素元件5中的部分数量的像素元件中的像素元件5的第一配置来提供光子计数的X射线检测器1，其中多个像素元件5中的部分数量的像素元件中的像素元件5的至少一个可配置计数器9被配置用于第一计数模式或第二计数模式。

图6中的步骤S2包括配置该步骤1中的光子计数的X射线检测器1，其中通过将多个像素元件5中的部分数量的像素元件中的至少一部分像素元件5的至少一个可配置计数器9从第一设定切换到第二设定，将多个像素元件5中的部分数量的像素元件中的至少一部分像素元件5切换计数模式。

在此可以提出，至少一个可配置计数器对于多个像素元件5中的部分数量的像素元件中的每个像素元件被单独地配置。此外，可以设置多个像素元件中的部分数量的像素元件中的像素元件5的组中的配置。在此，一个组也能够包括全部的至少部分数量的像素元件，并且因此也包括全部的多个像素元件。

该配置也可以包括，对于多个像素元件5中的部分数量的像素元件中的每个像素元件，另外的像素元件的选择或数量被单独地或基于组地配置。该配置也可以包括，借助可配置计数器计数的重合计数信号被配置为基于哪些比较器进而因此基于哪些阈值。

此外，可以设置查询和/或确定医学成像设备、X射线检测器和/或相应像素元件的至少一个参数的步骤。

可以提出，多个像素元件5中的部分数量的像素元件中的像素元件5的配置取决于一个或多个参数。例如可以从X射线系统的存储器或系统控制部中查询或者直接确定(例如借助X射线检测器测量)一个或多个参数。至少一个参数例如可以基于X射线通量。也可以例如取决于对于应用预期的计数率(剂量/时间单位)设置控制。该参数还可以包括像素元件的位置。也可以以其它方式确定该参数。

配置步骤S2尤其可以自动地借助控制单元53来执行，办法是：自动地控制和配置可配置计数器。在需要时，也可以设置手动激活。自动的控制可以结合所确定的一个或多个参数进行。也可以提出借助控制单元53自动地执行查询和/或确定的步骤。

此外，该方法可以包括在像素元件中将透射对象的并且入射到X射线检测器上的X射线辐射逐像素地转换为电信号。此外，该方法可以包括根据配置和连接将电信号转换成像素计数信号和/或重合计数信号，并且将所计数的数量存储在像素元件中。随后可以规定读取所计数的像素计数信号数量和/或重合计数信号数量，并且创建一个或多个代表该对象的图像数据组。

根据本方法的一个设计变型方案，对于像素计数信号和重合计数信号都被计数的情况，重合计数信号数量或基于重合计数信号数量的X射线图像可以用于校正像素计数信号数量或基于像素计数信号数量的X射线图像。

Claims (15)

1.一种光子计数的X射线检测器(1)，用于获取由X射线辐射透射的一个对象(39)的X射线图像数据组，所述X射线检测器具有一个转换元件(3)和一个带有多个像素元件(5)的矩阵，所述转换元件被构造成将入射的X射线辐射转换为电信号，其中

-所述多个像素元件中的至少部分数量的像素元件具有一个信号输入端(7)和与所述信号输入端耦联以进行信号传输的至少一个可配置计数器(9)，并且

-所述可配置计数器(9)被构造成可选地或者对像素计数信号进行计数或者对重合计数信号进行计数，所述像素计数信号基于直接输入到所述多个像素元件中的所述部分数量的像素元件中的每个像素元件(5)中的信号，所述重合计数信号基于直接输入到相应的像素元件(9)中的信号和所述多个像素元件中的至少一个另外的像素元件(5)的重合出现的信号。

2.根据权利要求1所述的光子计数的X射线检测器(1)，其中所述至少一个可配置计数器(9)包括具有至少第一设定和第二设定的一个可配置复用器(11)，其中在所述第一设定中，所述像素计数信号借助所述可配置计数器(9)被计数，并且其中在所述第二设定中，所述重合计数信号借助所述可配置计数器(9)被计数。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的光子计数的X射线检测器(1)，其中所述至少一个可配置计数器(9)对于所述多个像素元件(5)中的所述部分数量的像素元件中的每个像素元件(5)能被单独地被配置、或分别对于所述多个像素元件(5)中的所述部分数量的像素元件中的一组像素元件(5)能被共同地配置。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的光子计数的X射线检测器(1)，其中所述多个像素元件中的每个像素元件(5)具有一个与所述信号输入端连接的转换装置(15)和多个比较器(19)，所述转换装置具有至少一个信号放大器(17)，所述多个比较器分别具有可设定的阈值(THR)，并且其中在所述多个像素元件中的部分数量的像素元件中的每个像素元件(5)中，所述多个比较器(19)中的至少一个比较器(19)与所述至少一个可配置计数器(9)耦联以进行信号传输。

5.根据权利要求4所述的光子计数的X射线检测器(1)，其中所述多个像素元件中的所述部分数量的像素元件中的每个像素元件(5)还具有至少一个重合逻辑(21)，所述至少一个重合逻辑与所述多个像素元件中的所述部分数量的像素元件中的相应的像素元件(5)的至少一个比较器(19)耦联以进行信号传输，并且所述至少一个重合逻辑与所述多个像素元件中的所述至少一个另外的像素元件(5)的至少一个比较器(19)耦联以进行信号传输，其中所述重合计数信号基于所述重合逻辑(21)的输出信号。

6.根据权利要求5所述的光子计数的X射线检测器(1)，其中所述多个像素元件中的每个像素元件(5)具有多个比较器(19)，并且其中所述多个像素元件中的所述部分数量的像素元件中的像素元件(5)的所述至少一个重合逻辑(21)与所述多个像素元件中的所述至少一个另外的像素元件(5)的多个比较器(19)耦联以进行信号传输。

7.根据权利要求5或6所述的光子计数的X射线检测器(1)，其中所述多个像素元件中的所述部分数量的像素元件中的每个像素元件(5)具有至少一个设定元件(23)，用于对进入到所述至少一个重合逻辑(21)中的输入信号进行运行时间调整或延迟。

8.根据权利要求4至7中任一项所述的光子计数的X射线检测器(1)，其中所述多个像素元件(5)中的所述部分数量的像素元件中的每个像素元件(5)具有多个可配置计数器(9)，所述多个可配置计数器分别与所述多个像素元件中的所述部分数量的像素元件中的相应的像素元件(5)的至少一个比较器(19)以及与所述多个像素元件中的所述至少一个另外的像素元件(5)的至少一个比较器(19)耦联以进行信号传输。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的光子计数的X射线检测器(1)，其中所述重合计数信号基于直接输入到所述多个像素元件中的所述部分数量的像素元件中的所述相应的像素元件(5)的信号和所述多个像素元件中的一个另外的像素元件(5)与24个另外的像素元件(5)之间的重合出现的信号。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的光子计数的X射线检测器(1)，其中对于不同的像素元件(5)，所述多个像素元件中的、所述重合计数信号所基于的另外的像素元件(5)的数量和/或选择不同。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的光子计数的X射线检测器(1)，其中所述多个像素元件中的、用于在像素元件(5)的矩阵内布置在边缘侧的像素元件(5)的重合计数信号所基于的另外的像素元件(5)的数量和/或选择与所述多个像素元件中的、用于在像素元件(5)的矩阵内居中布置的像素元件的重合计数信号所基于的另外的像素元件(5)的数量和/或选择不同。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的光子计数的X射线检测器(1)，其中所述多个像素元件中的所述部分数量的像素元件中的每个像素元件(5)还包括至少一个电子元件(25)，用于防止所述至少一个可配置计数器(9)瘫痪。

13.一种医学成像设备，具有根据前述权利要求中任一项所述的光子计数的X射线检测器(1)。

14.根据权利要求13所述的医学成像设备，其中所述医学成像设备被构造成计算机断层造影系统。

15.一种用于运行光子计数的X射线检测器(1)的方法，所述X射线检测器根据权利要求1至12中任一项实施，用于获取由X射线辐射透射的对象(39)的X射线图像数据组，其中在第一计数模式中，所述多个像素元件(5)中的所述部分数量的像素元件中的像素元件(5)的所述至少一个可配置计数器(9)对像素计数信号进行计数，所述像素计数信号基于直接输入到所述多个像素元件(5)中的所述部分数量的像素元件中的像素元件(5)中的信号，并且在第二计数模式中，所述像素元件(5)的所述可配置计数器(9)对重合计数信号进行计数，所述重合计数信号基于直接输入到所述相应的像素元件(5)中的信号和所述多个像素元件中的至少一个另外的像素元件(5)的重合出现的信号，并且其中可选地能够在所述第一计数模式和所述第二计数模式之间切换。

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