DE10114303A1 - Verfahren zur Bestimmung der von einem Strahlungssensor absorbierten Strahlungsmenge - Google Patents

Verfahren zur Bestimmung der von einem Strahlungssensor absorbierten Strahlungsmenge

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Berechnung eines Näherungswertes x*(t) für die absorbierte Strahlungsmenge x(t) in einem Strahlungssensor (10), wobei ein zeitveränderliches Verhalten des Strahlungssensors berücksichtigt wird. Dabei wird zunächst die Primärcharakteristik f¶t1¶(x) zu einem ersten Zeitpunkt t¶1¶ gemessen, welche die Abhängigkeit eines Ausgangssignals o von der absorbierten Strahlungsmenge x beschreibt. Gleichzeitig wird die Sekundärcharakteristik g¶t2¶(s) gemessen, welche die Abhängigkeit des Ausgangssignals o von einem internen Signal s beschreibt. Die Signale s und x sollen dabei gemeinsam ein Zwischensignal w bilden, welches mit einer zeitveränderlichen Funktion D(w,t) zum Ausgangssignal o weiterverarbeitet wird. Die Sekundärcharakteristik wird nach Auftreten von Alterungen zu einem späteren Zeitpunkt t¶3¶ erneut gemessen, was ohne den Einsatz von (Röntgen-)Strahlung möglich ist. Die Berechnung des Näherungswertes für die absorbierte Strahlungsmenge kann dann gemäß folgender Formel erfolgen: DOLLAR A x*(t): = f¶t1¶·-1·(g¶t2¶(g¶t3¶·-1·(o(t)))).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der von einem Strahlungssensor absorbierten Strahlungsmenge x(t) aus dem Ausgangssignal o(t) des Strahlungssensors zu einem gegebenen Zeitpunkt t. Ferner betrifft sie einen Strahlungssensor, welcher zur Durchführung des Verfahrens eingerichtet ist, sowie einen Röntgendetektor enthaltend mehrere derartiger Strahlungssensoren.
Die Funktion von Strahlungssensoren besteht allgemein ausgedrückt darin, Quanten eines z. B. elektromagnetischen Strahlungsfeldes zu absorbieren und in ein entsprechendes Ausgangssignal wie etwa eine elektrische Spannung oder Ladung umzuwandeln. Bei Kenntnis des funktionalen Zusammenhanges zwischen dem Ausgangssignal und dem Eingangssignal, d. h. der absorbierten Strahlungsmenge, kann dann aus dem Ausgangssignal dann auf die Größe des Eingangssignals rückgeschlossen werden. Der genannte Zusammenhang (Umwandlungscharakteristik) wird typischerweise mit Hilfe einer Kalibrierungsmessung ermittelt, wobei bekannte Strahlungsmengen x(t) absorbiert und die daraus resultierenden Ausgangssignale o(t) gemessen werden. Aus den so erhaltenen Wertepaaren lässt sich dann eine Kennlinie erzeugen, welche die gesuchte Umwandlungs­ charakteristik darstellt.
Problematisch ist jedoch, dass die Umwandlungscharakteristik eines Strahlungssensors in der Regel nicht konstant ist, sondern aufgrund von Driftvorgängen und Alterungs­ erscheinungen der Bauteile des Strahlungssensors zeitlich variiert. So entstehen beispiels­ weise bei einem flachen dynamischen Röntgendetektor (FDXD: Flat Dynamic X-Ray Detector) durch die Hardware des Detektors Unterschiede und Nichtlinearitäten in den benachbarten Pixeln, Zeilen und Blöcken, die sich als sichtbare Bildartefakte bemerkbar machen. Zur Elimination dieser Unterschiede ist wie oben erläutert eine Kalibrierung mit Röntgenstrahlung bei vielen verschiedenen Dosen erforderlich. Aufgrund der zeitlichen Veränderung der Charakteristik des FDXD-Detektors sind derartige Kalibrierungen dann in gewissen Zeitabständen zu wiederholen, um die gewünschte Messgenauigkeit fort­ laufend zu gewährleisten. Ein solches Verfahren zur wiederholten Kalibrierung eines Röntgendetektors ist zum Beispiel in der JP-09-018245 beschrieben. Die häufige Rekali­ brierung hat jedoch den Nachteil, dass ohne medizinische Notwendigkeit Röntgenstrah­ lung eingesetzt werden muss, welche eine Belastung für Personal und Geräte darstellt.
Vor diesem Hintergrund war es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und einen Strahlungssensor bereitzustellen, bei welchen mit verringertem Aufwand und unter Berücksichtigung zeitveränderlicher Charakteristiken eine möglichst präzise Berechnung der absorbierten Strahlungsmenge aus dem gemessenen Ausgangssignal möglich ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, einen Strahlungssensor mit den Merkmalen des Anspruchs 4 sowie einen Röntgendetektor mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unter­ ansprüchen enthalten.
Demnach wird ein Verfahren zur Bestimmung der von einem Strahlungssensor absor­ bierten Strahlungsmenge x(t) aus dem Ausgangssignal o(t) des Strahlungssensors zu einem gegebenen Zeitpunkt t vorgeschlagen, welches die folgenden Schritte enthält:
  • - Messung einer sogenannten Primärcharakteristik ft1(x) des Strahlungssensors zu einem ersten Zeitpunkt t1, wobei die Primärcharakteristik die Abhängigkeit des Ausgangssignals o = ft1(x) von der absorbierten Strahlungsmenge x beschreiben soll;
  • - Messung der sogenannten Sekundärcharakteristik gt2(s) bzw. gt3(s) des Strahlungs­ sensors zu einem zweiten Zeitpunkt t2 und mindestens einem dritten Zeitpunkt t3,
    wobei die Sekundärcharakteristik die Abhängigkeit des Ausgangssignals o von einem internen Signal s des Strahlungssensors beschreiben soll,
    und wobei weiterhin das genannte interne Signal s und die absorbierte Strahlungs­ menge x gemeinsam eine Zwischengröße w bilden sollen, von welcher das Ausgangssignal o abhängt,
    und wobei die genannten Zeitpunkte gemäß der Reihenfolge
    t1 ≦ t2 < t3 ≦ t
    geordnet sein sollen;
  • - Bestimmung eines Näherungswertes x*(t) der gesuchten absorbierten Strahlungsmenge x(t) zum gegebenen Zeitpunkt t gemäß der Formel:
Bei dem erläuterten Verfahren wird somit zunächst zu einem ersten Zeitpunkt t1 in üblicher Weise die Primärcharakteristik des Strahlungssensors als die (monotone) Funktion ft1 bestimmt. Dies geschieht typischerweise durch die Einstrahlung verschieden hoher, bekannter Dosen der Strahlung und durch die Messung des daraus erzeugten Ausgangssignals o = ft1(x). Die Feinheit der Stufen, in welchen Strahlung für die Bestimmung der Primärcharakteristik eingestrahlt wird, kann je nach der gewünschten Genauigkeit der Bestimmung der Charakteristik ft1 angepasst werden.
Sodann wird die Sekundärcharakteristik gt2 des Strahlungssensors gemessen, welche zur Zeit t2 die Abhängigkeit des Ausgangssignals o von einem internen Signal s des Strahlungs­ sensors beschreibt. Das interne Signal s des Strahlungssensors ist dabei zweckmäßigerweise ein solches, dessen Größe leicht von außen festgestellt und/oder vorgegeben werden kann. Weiterhin muss es sich um ein internes Signal s handeln, welches mit der absorbierten Strahlungsmenge x beziehungsweise einem daraus abgeleiteten Signal zu einem Zwischen­ signal w verschmilzt, wobei dieses Zwischensignal durch weitere Verarbeitungsstufen des Strahlungssensors zum Ausgangssignal o umgewandelt wird. Vorzugsweise erfolgt die erste Messung der Sekundärcharakteristik parallel zu beziehungsweise gleichzeitig mit der Messung der Primärcharakteristik, das heißt, dass der erste Zeitpunkt gleich dem zweiten Zeitpunkt ist, t1 = t2.
Unter den oben geschilderten Voraussetzungen enthält die Sekundärcharakteristik g implizit die Weiterverarbeitungsstufe für das Zwischensignal w. Zeitabhängigkeiten dieser Weiterverarbeitungsstufe aufgrund von Drift- oder Alterungserscheinungen machen sich demnach in der Sekundärcharakteristik bemerkbar. Da andererseits auch die Primär­ charakteristik implizit die Weiterverarbeitungsstufe für das Signal w enthält, wird es möglich, aus der ermittelten Zeitabhängigkeit der Sekundärcharakteristik auf die Zeitab­ hängigkeit der Primärcharakteristik rückzuschließen. Ein solcher Rückschluss ist dann exakt und nicht nur näherungsweise möglich, wenn die Zeitabhängigkeit der Primär- und Sekundärcharakteristiken allein durch die Zeitabhängigkeit der Weiterverarbeitungsstufe für das Signal w verursacht wird.
Anstatt nach Ablauf einer gewissen Zeitspanne die Primärcharakteristik f neu zu ver­ messen, wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Zeitpunkt t3 die Sekundär­ charakteristik neu vermessen, was einfacher ist und insbesondere ohne den Einsatz externer Strahlung verschiedener Dosen auskommt. Soll dann zu einem nach dieser zweiten (oder allgemein n-ten) Neuvermessung der Sekundärcharakteristik liegenden Zeitpunkt t ≧ t3 aus einem Ausgangssignal o(t) auf die absorbierte Strahlungsmenge x(t) geschlossen werden, so kann gemäß obiger Formel zunächst mit der Inversen der zweiten Messung der Sekundär­ charakteristik, gt3 -1, aus dem aktuellen Ausgangssignal o(t) das korrespondierende interne Signal s*(t) = gt3 -1(o(t)) berechnet werden. Da zwischen der letzten Aktualisierung der Sekundärcharakteristik zum Zeitpunkt t3 und dem aktuellen Zeitpunkt t nur eine geringe Zeitspanne liegen soll, stellt die Sekundärcharakteristik gt3 noch eine gute Näherung der tatsächlichen Sekundärcharakteristik zum Zeitpunkt t dar.
Aus dem berechneten internen Signal s*(t) wird dann durch Anwendung der Sekundär­ charakteristik gt2 vom Zeitpunkt t2 berechnet, welches fiktive Ausgangssignal o*(t) = gt2(s*(t)) diesem internen Signal s*(t) zum Zeitpunkt t2 entsprochen hätte. Schließlich wird dann gemäß obiger Formel durch Anwendung der Inversen ft1 -1 der Primärcharakteristik vom Zeitpunkt t1 aus dem fiktiven Ausgangssignal o*(t) berechnet, welche absorbierte Strahlungsmenge x*(t) = ft1 -1(o*(t)) einem solchen fiktiven Ausgangs­ signal entspricht, wobei dieser Wert dann den gesuchten Näherungswert für die zum Zeit­ punkt t absorbierte Strahlungsmenge darstellt.
Da die Neukalibrierung der Sekundärcharakteristik mit verringertem Aufwand und ohne Einsatz externer Strahlung stattfinden kann, kann sie in verhältnismäßig kurzen Zeit­ abständen erfolgen und damit sicherstellen, dass Drifterscheinungen der Charakteristiken mit hoher Auflösung erfasst werden. Auf diese Weise lässt sich die Messgenauigkeit des Strahlungssensors auch über lange Zeiträume hinweg auf hohem Niveau sicherstellen.
Vorzugsweise wird das Verfahren in Verbindung mit Strahlungssensoren für Röntgen­ strahlung eingesetzt. Dabei kann das interne Signal s zum Beispiel durch das sogenannte "Reset Light" erzeugt werden. Beim Reset Light handelt es sich um eine Matrix von Leuchtdioden LED, die hinter den Strahlungssensoren (Photodioden) auf der dem Röntgenlicht abgewandten Seite angeordnet sind. Vom Messprotokoll des Röntgen­ detektors werden kurze Lichtimpulse angesteuert, die den Zweck haben, die Strahlungs­ sensoren (Photodioden) in Vorbereitung der eigentlichen Messung zu belichten. Über die Längen dieser Lichtimpulse kann dann die "Lichtdosis" und damit die Größe des internen Signals s variiert werden.
Eine andere Möglichkeit zur Aufprägung eines internen Signals s in Form einer Lichtdosis kann so aussehen, dass ähnlich wie bei LCD-Displays Licht seitlich in eine lichtführende Platte eingestrahlt wird, welches dann über die Fläche verteilt an den Strahlungssensoren wieder ausgekoppelt wird.
Weiterhin kann ein internes Signal s auch unter Ausnutzung von Ladungspumpen erzeugt werden. Ladungspumpen bringen eine durch eine variable Spannung festgelegte Ladungs­ menge auf die Eingangsleitungen der Ladungsverstärker, die zum Auslesen der Strahlungs­ sensoren (Photodioden) verwendet werden. Solche Ladungspumpen sind typischerweise in die Chips der Ladungsverstärkerschaltung integriert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform können auch zusätzliche, vorzugsweise externe Eingänge an den Ladungsverstärkern zur Verfügung gestellt werden, über die elektrische Testsignale s an die Eingänge der Ladungsverstärker angelegt werden können.
Darüber hinaus sind zahlreiche andere Wege zur Erzeugung interner Signale s denkbar, etwa über UV-Licht oder die Verwendung von DA-Wandlern.
Die Erfindung betrifft weiterhin einen Strahlungssensor zur Erzeugung eines von der absorbierten Strahlungsmenge x(t) zu einem gegebenen Zeitpunkt t abhängigen Ausgangs­ signals o(t), welcher eine Auswerteeinheit enthält, die so eingerichtet ist, dass sie ein Ver­ fahren der oben erläuterten Art ausführen kann, um aus dem Ausgangssignal o(t) einen Näherungswert x*(t) für die absorbierte Strahlungsmenge x(t) zu berechnen. Das heißt, dass die Auswerteeinheit insbesondere in der Lage ist
  • - jeweils eine erste Messung der Primärcharakteristik f und der Sekundär­ charakteristik g durchzuführen,
  • - zu späteren Zeitpunkten nach Bedarf erneute Messungen der Sekundär­ charakteristik g auszuführen, und
  • - aus der letzten zurückliegenden Messung der Sekundärcharakteristik sowie den ersten Messungen von Primär- und Sekundärcharakteristik den gesuchten Näherungswert x*(t) zu berechnen.
Ferner ist der Strahlungssensor als Voraussetzung für die Durchführung des Verfahrens so strukturiert, dass er ein für die Auswerteeinheit zugängliches, d. h. beeinflussbares und/oder messbares, internes Signal s aufweist, wobei das interne Signal s und ein von der absor­ bierten Strahlungsmenge x abhängiges Signal zu einem Zwischensignal w verschmelzen.
Bei dem Strahlungssensor handelt es sich vorzugsweise um einen Sensor für Röntgenstrah­ lung. Bei solchen Sensoren ist es von besonderem Vorteil, wenn für eine Neukalibrierung beziehungsweise ständige Nachführung der Kalibrierung auf den Einsatz von zusätzlicher Röntgenstrahlung verzichtet werden kann.
Dabei ist der Strahlungssensor für Röntgenstrahlung vorzugsweise so eingerichtet, dass er die absorbierte Röntgenstrahlung entweder indirekt oder direkt in ein elektrisches Signal umwandelt. Bei der "indirect conversion" wird die Röntgenstrahlung zunächst in einem Szintillator in sichtbares Licht umgewandelt, das dann über Photodioden in ein elektrisches Signal überführt wird. Bei "direct conversion" Sensoren findet dagegen eine direkte Um­ wandlung der Röntgenstrahlung in ein elektrisches Signal statt. Hier besteht ein kurzer Signalweg zwischen der Absorption der Röntgenstrahlung und einem Zwischensignal w der oben erläuterten Art, so dass das vorgeschlagene Verfahren eine besonders gute Näherung darstellt.
Die Erfindung betrifft ferner einen Röntgendetektor zum Nachweis von Röntgen­ strahlung, welcher dadurch gekennzeichnet ist, dass er eine Mehrzahl von Strahlungs­ sensoren der oben erläuterten Art enthält. Insbesondere können diese Strahlungssensoren matrixförmig zu einem Feld angeordnet sein. Bei dem Röntgendetektor kann es sich insbesondere um einen der flachen dynamischen Röntgendetektoren (FDXD) handeln, welche für medizinische Durchleuchtungsverfahren eingesetzt werden.
Im Folgenden wird die Erfindung mit Hilfe einer Figur beispielhaft erläutert. Die Figur zeigt schematisch die Komponenten eines Strahlungssensors 10, welcher zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist.
Beim Strahlungssensor 10 handelt es sich um ein Sensorelement eines FDXD Detektors, das dem Nachweis der Menge x(t) von absorbierter Röntgenstrahlung dient. Die nach­ folgenden Ausführungen gelten jedoch gleichermaßen auch für andere elektromagnetische Strahlungsarten oder für nicht-elektromagnetische Strahlungen (z. B. Phononen).
Die Grundfunktion des Strahlungssensors 10 besteht darin, die absorbierte Strahlungs­ menge x(t) in ein Ausgangssignal o(t) umzuwandeln. Der Zusammenhang zwischen dem Ausgangssignal o und der absorbierten Strahlungsmenge x wird dabei durch die sogenannte Primärcharakteristik f beschrieben. Aufgrund von Alterungs- und Driflerscheinungen der Bauteile ändert sich diese Primärcharakteristik im Laufe der Zeit, was durch einen Zeit­ index an der Charakteristik angedeutet wird: ft.
Ferner hängt gemäß der in der Figur dargestellten Struktur des Strahlungssensors 10 das Ausgangssignal o(t) auch von einem internen Signal s(t) ab. Bei diesem internen Signal kann es sich zum Beispiel um eines der folgenden Signale handeln:
  • - die Belichtung der Photodioden des Strahlungssensors 10 mit einer LED Matrix (Reset Light);
  • - die Belichtung der Photodioden des Strahlungssensors 10 mit anderen Lichtquellen, die gegebenenfalls eigens für die Erzeugung des internen Signals vorgesehen sein können;
  • - die von Ladungspumpen auf die Eingangsleitungen der Verstärker aufgeprägten Ladungsmengen;
  • - interne elektrische Signale an zusätzlichen Eingängen der Ladungsverstärker;
  • - externe elektrische Signale an zusätzlichen Eingängen der Ladungsverstärker.
Die Abhängigkeit der Primärcharakteristik von einem solchen internen Signal s kann durch einen weiteren Index s symbolisiert werden: ft(x)|s
Die Abhängigkeit zwischen dem Ausgangssignal o und dem internen Signal s bei gegebener absorbierter Strahlungsmenge x wird durch die sogenannte Sekundärcharakteristik g beschrieben, welche aufgrund ihrer Zeitabhängigkeit und der Abhängigkeit von x zwei Indices bekommt: gt(s)|x
Entsprechend der internen Struktur des Strahlungssensors 10 werden
  • - die absorbierte Strahlungsmenge x(t) nach einer Umwandlung gemäß einer Funktion IX
  • - und das interne Signal s(t) nach einer Umwandlung gemäß einer Funktion IS
durch einen funktionalen Zusammenhang IW
zu einem Zwischensignal w(t) verschmolzen. Dieses Zwischensignal w(t) wird dann gemäß einer Funktion D(w, t) zum Ausgangs­ signal o(t) weiterverarbeitet.
In der zuletzt genannten Weiterverarbeitungsfunktion D(w, t) ist eine explizite Zeit­ abhängigkeit enthalten, durch welche Alterungs- und Drifterscheinungen der zugehörigen Bauteile berücksichtigt werden. Das nachfolgend erläuterte Verfahren beruht auf der Annahme, dass die Zeitabhängigkeiten der Primärcharakteristik ft und der Sekundär­ charakteristik gt zumindest näherungsweise allein durch die Zeitabhängigkeit der Weiter­ verarbeitungsfunktion D(w, t) erzeugt werden. In diesem Falle ist es nämlich möglich, die Zeitabhängigkeit der Weiterverarbeitungsfunktion D(w, t) über die Messung der Sekundär­ charakteristik gt zu bestimmen und hieraus die Primärcharakteristik ft ohne deren erneute Vermessung den Zeitveränderungen anzupassen.
Zur Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens enthält der Strahlungssensor 10 eine Auswerteeinheit 11, welche aus dem Ausgangssignal o(t) einen Näherungswert x*(t) für die absorbierte Strahlungsmenge berechnet. Das Verfahren läuft dabei im Einzelnen wie folgt ab:
Zunächst wird zu einem Zeitpunkt t1 die Primärcharakteristik ft1 in einer Reihe von Röntgenbelichtungen bei verschiedenen Dosen bestimmt, wobei das interne Signal s jeweils konstant gehalten bzw. miterfasst wird. Sofern der Strahlungssensor 10 nur ein Element (Pixel) eines aus zahlreichen Strahlungssensoren bestehenden Röntgendetektors ist, wird die Charakteristik für jedes Pixel oder die mittlere Charakteristik von Spalten oder Detektorregionen durch homogene Röntgenbelichtungen festgestellt. Die Anzahl der verschiedenen eingesetzten Röntgenstrahlungsdosen kann in Abhängigkeit von der Glatt­ heit der resultierenden Beziehung zwischen der Röntgendosis und dem Ausgangssignal o festgelegt werden. Ferner kann, was in der Figur nicht näher dargestellt ist, jede Pixel­ charakteristik auf eine Gesamtdetektorcharakteristik abgebildet werden, bei der es sich insbesondere um eine lineare Beziehung zwischen der Dosis und dem Ausgangssignal handeln kann. Ein solches Vorgehen erlaubt eine vollständige Linearisierung des Detektors, welche nur durch Rauschen und die Genauigkeit der absorbierten Strahlungsmenge und der Detektorkomponenten begrenzt ist.
Weiterhin wird zu einem Zeitpunkt t2, welcher vorzugsweise gleich dem Zeitpunkt t1 ist (t1 = t2), die Sekundärcharakteristik gt2 bestimmt.
Solange sich die Weiterverarbeitungsfunktion D(w, t) durch Alterungserscheinungen oder dergleichen nicht wesentlich ändert, behält die Primärcharakteristik ft1 Gültigkeit. Da es sich hierbei um eine monotone Funktion von x handelt, kann ihre Inverse ft1 -1 berechnet werden. Durch Anwendung dieser Inversen kann dann aus einem Ausgangssignal o(t) die zugehörige absorbierte Strahlungsmenge x(t) berechnet werden. Dieses einfache Berech­ nungsverfahren führt allerdings dann zu inakzeptablen Fehlern, wenn sich durch Alterungserscheinungen oder dergleichen die Weiterverarbeitungsfunktion D(w, t) über ein gewisses Maß hinaus ändert. Um solche Zeitabhängigkeiten zu kompensieren, wird beim Stand der Technik die Primärcharakteristik ft in einem aufwendigen Verfahren unter erneuter Einstrahlung von Röntgenstrahlung verschiedener Dosen neu bestimmt.
Das vorgeschlagene Verfahren kommt dagegen ohne eine solche erneute explizite Messung der Primärcharakteristik ft aus. Anstelle der Primärcharakteristik wird nämlich mindestens einmal nach Ablauf einer gewissen Zeitspanne seit ihrer letzten Bestimmung die Sekundär­ charakteristik gt3 zu einem Zeitpunkt t3 neu bestimmt, was messtechnisch erheblich ein­ facher und ohne Anwendung von Röntgenstrahlung möglich ist. Da die Sekundär­ charakteristik gt3 die Weiterverarbeitungsfunktion D(w, t) implizit enthält, erlaubt sie auch einen Rückschluss auf Veränderungen dieser Funktion. Diese Information kann dann dazu verwendet werden, einen aktuellen Ausgangswert o(t) in einen fiktiven Ausgangswert o*(t) umzurechnen, welcher sich ohne Alterungserscheinungen, d. h. zur Zeit t1, eingestellt hätte. Auf einen solchen fiktiven Ausgangswert lässt sich dann die anfangs ermittelte Primär­ charakteristik ftl zur Berechnung des Näherungswertes x* für die absorbierte Röntgen­ strahlungsmenge anwenden. Dies führt mathematisch zu folgender Formel für die Berechnung des Näherungswertes x*:
Wie bereits erwähnt wurde, lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren auch bei Röntgen­ detektoren anwenden, welche aus mehreren, zum Beispiel matrixartig angeordneten Strahlungssensoren 10 bestehen. In diesem Falle erweitern sich die oben erläuterten Funktionen jeweils um die Indizes m und n, welche für die Reihe m und die Spalte n des jeweiligen Pixels im Detektorfeld stehen, z. B.:
o(t, m, n) = ft(x(t), m, n)|s(t) = gt(s(t), m, n)|x(t),
oder vektoriell ausgedrückt:
Eine Linearisierung des gesamten Detektors kann dann erreicht werden durch die Ab­ bildung der Pixelcharakteristiken auf eine gemeinsame lineare Charakteristik gemäß der Matrix c:
Dies geschieht durch Anwendung der gemessenen nichtlinearen Primärcharakteristik:
Die oben erläuterte Formel zur Berechnung eines Näherungswertes x* für die absorbierte Röntgenstrahlung kann dann im Rahmen der Linearisierung wie folgt angewendet werden:
Jeder gemessene Ausgangswert o wird dann in den Ausgangswert o c transformiert, welcher der gemeinsamen linearen Charakteristik entspricht. Diese Transformation beseitigt Nichtlinearitäten und Unterschiede zwischen Pixelcharakteristiken, die durch Änderungen in den Detektorkomponenten auftreten. Dabei muss nur die Messung der Sekundär­ charakteristik des internen Signals aufgefrischt werden.

Claims (8)

1. Verfahren zur Bestimmung der von einem Strahlungssensor (10) absorbierten Strahlungsmenge x(t) aus dem Ausgangssignal o(t) des Strahlungssensors zu einem gegebenen Zeitpunkt t, enthaltend die Schritte:
  • - Messung der Primärcharakteristik ft1(x) des Strahlungssensors, welche die Abhängigkeit des Ausgangssignals o von der absorbierten Strahlungsmenge x beschreibt, zu einem ersten Zeitpunkt t1;
  • - Messung der Sekundärcharakteristik gt2(s), gt3(s) des Strahlungssensors, welche die Abhängigkeit des Ausgangssignals o von einem internen Signal s des Strahlungssensors beschreibt, zu einem zweiten und mindestens einem dritten Zeitpunkt t2, t3,
    wobei das interne Signal s und die absorbierte Strahlungsmenge x gemeinsam eine Zwischengröße w bilden, von welcher das Ausgangssignal o abhängt, und wobei die genannten Zeitpunkte gemäß t1 ≦ t2 < t3 ≦ t geordnet sind;
  • - Bestimmung eines Näherungswertes x*(t) der gesuchten absorbierten Strahlungsmenge x(t) zum gegebenen Zeitpunkt t gemäß der Formel
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Zeitpunkt gleich sind, t1 = t2.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das interne Signal s durch eine extern vorgebbare Hilfsbeleuchtung, insbesondere durch ein Reset Light bei einem Röntgenstrahlungssensor, durch Ladungspumpen von ladungssensitiven Verstärkern, und/oder durch elektrische Signale an internen oder externen zusätzlichen Eingängen von Verstärkern gebildet wird.
4. Strahlungssensor (10) zur Erzeugung eines von der absorbierten Strahlungsmenge x(t) zu einem gegebenen Zeitpunkt t abhängigen Ausgangssignals o(t), enthaltend eine Auswerteeinheit (11), welche so eingerichtet ist, dass sie in einem Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3 aus dem Ausgangssignal o(t) einen Näherungswert x*(t) für die absorbierte Strahlungsmenge x(t) berechnen kann.
5. Strahlungssensor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass er für Röntgenstrahlung sensitiv ist.
6. Strahlungssensor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass er so eingerichtet ist, dass er absorbierte Röntgenstrahlung direkt oder indirekt in ein elektrisches Signal umwandelt.
7. Röntgendetektor zum Nachweis von Röntgenstrahlung, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Mehrzahl von Röntgenstrahlungssensoren nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 6 enthält.
8. Röntgendetektor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Röntgenstrahlungssensoren matrixförmig angeordnet sind.
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