DE102013226669A1

DE102013226669A1 - X-ray detector and detector module

Info

Publication number: DE102013226669A1
Application number: DE102013226669.3A
Authority: DE
Inventors: Shameem Kabir CHAUDHURY; Thorsten ERGLER; Björn Kreisler; Miguel Labayen de Inza; Christian Schröter; Peter SIEVERS
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 2013-12-19
Filing date: 2013-12-19
Publication date: 2015-06-25

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Röntgendetektor (1, 31) zur Bildaufnahme eines von Röntgenstrahlung durchstrahlten Objektes, mit einer Anzahl von in einer Längsrichtung (28) benachbart zueinander angeordneten, in einem Stapelaufbau (5) eine Sensorschicht (7) mit einer Sensoroberfläche (9) umfassenden Detektormodulen (3, 33), wobei zur Detektion von Röntgenstrahlung an die Sensoroberflächen (9) jeweils eine Hochspannung anlegbar ist, und wobei in einem Spalt (29) zwischen jeweils zwei benachbarten Detektormodulen (3, 33) eine Isolationsfolie (27, 35) angeordnet ist, die die Sensorschichten (7) an den zugewandten Stapelseiten (23, 25) benachbarter Detektormodule (3, 33) quer zur Längsrichtung (28) überdeckt. Weiter betrifft die Erfindung ein Detektormodul (3, 33) für einen Röntgendetektor (1, 31).The invention relates to an X-ray detector (1, 31) for image recording of an X-ray irradiated object having a number of adjacent to each other in a longitudinal direction (28) in a stack structure (5) comprising a sensor layer (7) with a sensor surface (9) Detector modules (3, 33), wherein for detecting X-ray radiation to the sensor surfaces (9) each have a high voltage can be applied, and wherein in a gap (29) between each two adjacent detector modules (3, 33) an insulating film (27, 35) is, which covers the sensor layers (7) on the facing stack sides (23, 25) of adjacent detector modules (3, 33) transversely to the longitudinal direction (28). Furthermore, the invention relates to a detector module (3, 33) for an X-ray detector (1, 31).

Description

Die Erfindung betrifft einen eine Anzahl von Detektormodulen umfassenden Röntgendetektor, insbesondere einen quantenzählenden Röntgendetektor, zur Bildaufnahme eines von Röntgenstrahlung durchstrahlten Objektes. Die Erfindung betrifft weiter ein Detektormodul für einen Röntgendetektor. The invention relates to an X-ray detector comprising a number of detector modules, in particular a quantum-counting X-ray detector, for recording an object irradiated by X-ray radiation. The invention further relates to a detector module for an X-ray detector.

Ein Röntgendetektor, insbesondere ein quantenzählender Röntgendetektor, wird in bildgebenden Anwendungen eingesetzt. So wird ein solcher Röntgendetektor beispielsweise für Computertomographie-Aufnahmen in der medizinischen Bildgebung genutzt, um ein räumliches Bild eines Untersuchungsbereiches eines Patienten zu erzeugen. An X-ray detector, in particular a quantum-counting X-ray detector, is used in imaging applications. For example, such an X-ray detector is used for computed tomography images in medical imaging in order to generate a spatial image of a region of examination of a patient.

Ein Röntgendetektor, dessen Sensorschicht als eine direkt konvertierende Halbleiterschicht ausgebildet ist, ermöglicht hierbei eine quantitative und energieselektive Erfassung einzelner Röntgenquanten. Beim Einfall von Röntgenstrahlung werden in der Sensorschicht Elektron-Loch-Paare, also Paare aus negativen und positiven Ladungsträgern erzeugt. Durch eine an die Sensorschicht bzw. an die Oberfläche der Sensorschicht angelegte Spannung werden die Ladungsträger getrennt und bewegen sich zu den jeweils entgegengesetzt geladenen Elektroden bzw. Oberflächen der Sensorschicht. Der hierdurch verursachte Strom oder eine entsprechende Ladungsverschiebung kann von einer nachgeschalteten Sensorelektronik ausgewertet werden. Zur Detektion der Röntgenquanten eignen sich beispielsweise Halbleitermaterialen in Form von CdTe, CdZnTe, CdTeSe, CdZnTeSe, CdMnTe, die eine hohe Röntgenabsorption aufweisen. An X-ray detector, the sensor layer of which is designed as a direct-converting semiconductor layer, permits a quantitative and energy-selective detection of individual X-ray quanta. When X-rays are incident, electron-hole pairs, ie pairs of negative and positive charge carriers, are generated in the sensor layer. By a voltage applied to the sensor layer or to the surface of the sensor layer, the charge carriers are separated and move to the respectively oppositely charged electrodes or surfaces of the sensor layer. The current caused thereby or a corresponding charge shift can be evaluated by a downstream sensor electronics. For example, semiconductor materials in the form of CdTe, CdZnTe, CdTeSe, CdZnTeSe, CdMnTe, which have a high X-ray absorption, are suitable for the detection of the X-ray quanta.

Insbesondere für einen Computertomographen werden großflächige Röntgendetektoren benötigt. Eine Herstellung von durchgängigen Sensorschichten mit einer Kantenlänge von mehreren zehn Zentimetern ist jedoch technisch sehr aufwändig und mit hohen Kosten verbunden. Um dennoch möglichst kostengünstig großflächige Röntgendetektoren fertigen zu können, werden häufig mehrere vergleichsweise kleine Detektormodule mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau nebeneinander angeordnet. Diese Detektormodule haben typischerweise eine Sensorfläche zwischen 1 cm2 und 4 cm2. Um eine möglichst hohe Bildqualität (insbesondere eine hohe räumliche Auflösung) zu erzielen, sind die Detektormodule außerdem mit möglichst geringem Abstand zueinander angeordnet. Die an die Sensorschicht bzw. an die Oberfläche der Sensorschicht angelegte Spannung wird hierbei den Detektormodulen eines Röntgendetektors über einzelne Netzteilkanäle der HV-Versorgung zugeführt und ist auf eine vorgegebene Betriebsspannung eingestellt. Especially for a computed tomography scanner large-area X-ray detectors are needed. However, a production of continuous sensor layers with an edge length of several tens of centimeters is technically very complex and involves high costs. In order nevertheless to be able to produce large-area X-ray detectors as inexpensively as possible, a plurality of comparatively small detector modules with the structure described above are frequently arranged next to one another. These detector modules typically have a sensor area between 1 cm 2 and 4 cm 2. In order to achieve the highest possible image quality (in particular a high spatial resolution), the detector modules are also arranged with the smallest possible distance from each other. The voltage applied to the sensor layer or to the surface of the sensor layer is in this case fed to the detector modules of an X-ray detector via individual power supply channels of the HV supply and is set to a predetermined operating voltage.

Im Betrieb des Röntgendetektors kann die Spannung eines Detektormoduls von ihrer bestimmungsgemäßen Betriebsspannung abweichen. In einem solchen Fehlerfall, beispielsweise durch einen Kurzschluss oder durch einen Defekt eines Netzteils, besteht die Gefahr, dass die Spannung an einem Detektormodul absinkt. Aufgrund der räumlichen Nähe der einander benachbarten Detektormodule kann ein solcher Spannungsabfall zu Überschlägen zwischen benachbarten Detektormodulen führen, wodurch sowohl die Sensorschicht der betroffenen Detektormodule als auch die zugehörige Ausleseeinheit und/oder Sensorelektronik zerstört werden kann. During operation of the X-ray detector, the voltage of a detector module may deviate from its intended operating voltage. In such an error case, for example due to a short circuit or due to a defect of a power supply, there is a risk that the voltage at a detector module drops. Due to the spatial proximity of the adjacent detector modules such a voltage drop can lead to flashovers between adjacent detector modules, whereby both the sensor layer of the affected detector modules and the associated readout unit and / or sensor electronics can be destroyed.

Der Erfindung liegt daher als eine erste Aufgabe zugrunde, einen Röntgendetektor mit einer gegenüber dem Stand der Technik erhöhten Betriebssicherheit anzugeben. Als eine zweite Aufgabe liegt der Erfindung zugrunde, ein Detektormodul mit einer gegenüber dem Stand der Technik erhöhten Betriebssicherheit anzugeben. The invention is therefore based, as a first object, on specifying an X-ray detector with an increased operational reliability compared with the prior art. A second object of the invention is to specify a detector module with an increased operational reliability compared to the prior art.

Die erste Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Röntgendetektor zur Bildaufnahme eines von Röntgenstrahlung durchstrahlten Objektes, mit einer Anzahl von in einer Längsrichtung benachbart zueinander angeordneten, in einem Stapelaufbau eine Sensorschicht mit einer Sensoroberfläche umfassenden Detektormodulen, wobei zur Detektion von Röntgenstrahlung an die Sensoroberflächen jeweils eine Hochspannung anlegbar ist. In einem Spalt zwischen jeweils zwei benachbarten Detektormodulen ist eine Isolationsfolie angeordnet, die die Sensorschichten an den einander zugewandten Stapelseiten benachbarter Detektormodule quer zur Längsrichtung überdeckt. The first object of the invention is achieved according to the invention by an X-ray detector for image recording of an X-ray irradiated object with a number of adjacent to each other in a longitudinal direction, in a stack structure a sensor layer with a sensor surface comprehensive detector modules, wherein for the detection of X-radiation to the sensor surfaces respectively a high voltage can be applied. In a gap between each two adjacent detector modules, an insulating film is arranged, which covers the sensor layers on the mutually facing stack sides of adjacent detector modules transversely to the longitudinal direction.

In einem ersten Schritt geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, dass ein Überschlag zwischen zwei Detektormodulen über Luft durch den geringen Abstand zweier benachbarter Detektormodule zustande kommt. Die Abstände zwischen zwei Detektormodulen sind nicht ausreichend groß, um im Fehlerfall Luftüberschläge zwischen den benachbarten Detektormodulen zu verhindern. Eine Abstandsvergrößerung zwischen zwei Detektormodulen kommt jedoch aufgrund der sich dadurch verschlechternden Bildqualität nicht in Betracht. In a first step, the invention is based on the recognition that a flashover between two detector modules via air is due to the small distance between two adjacent detector modules. The distances between two detector modules are not large enough to prevent in the event of a fault, flashovers between the adjacent detector modules. However, an increase in distance between two detector modules is out of the question due to the deteriorating image quality.

In einem zweiten Schritt geht die Erfindung dann von der Überlegung aus, dass ein Luftüberschlag zwischen zwei Detektormodulen verhindert werden kann, wenn die zu überwindende Kriechstrecke verlängert wird. In a second step, the invention then starts from the consideration that an air flashover between two detector modules can be prevented if the creepage distance to be overcome is lengthened.

In einem dritten Schritt erkennt die Erfindung schließlich, dass die Kriechstrecke zwischen benachbarten Detektormodulen vergrößert werden kann, wenn eine Isolationsfolie im Spalt zwischen den jeweils benachbarten Detektormodulen angeordnet ist, die die Sensorschichten an den einander zugewandten Stapelseiten benachbarter Detektormodule quer zur Längsrichtung überdeckt. Finally, in a third step, the invention recognizes that the creepage distance between adjacent detector modules can be increased if an insulating film is arranged in the gap between the respectively adjacent detector modules, which covers the sensor layers at the mutually facing stack sides of adjacent detector modules transversely to the longitudinal direction.

Durch die Überdeckung zumindest der Sensorschicht quer zur Längsrichtung mittels der Isolationsfolie wird ein direkter Überschlag in Längsrichtung verhindert. Die Kriechstrecke entlang der Oberfläche der Isolationsfolie wird ausreichend groß, um bei einem Spannungsabfall im Fehlerfall einen Überschlag zwischen zwei benachbarten Detektormodulen zu verhindern. Die Detektormodule umfassen einzelne Komponenten in einem Stapelaufbau. Die Sensorschicht kann unmittelbar mit einer Ausleseeinheit, wie z.B. einem ASIC verbunden sein. Die Sensorschicht kann aber auch auf einem separaten Trägermaterial aufgebracht sein. Innerhalb eines Detektormoduls kann dabei auch eine Mehrzahl an einzelnen Sensoren (unterteilte Sensorschichten) und Ausleseeinheiten angeordnet sein. By covering at least the sensor layer transversely to the longitudinal direction by means of the insulating film, a direct flashover in the longitudinal direction is prevented. The creepage distance along the surface of the insulating film becomes sufficiently large in order to prevent a flashover between two adjacent detector modules in the event of a voltage drop in the event of a fault. The detector modules comprise individual components in a stack construction. The sensor layer may be directly connected to a read-out unit, e.g. be connected to an ASIC. However, the sensor layer can also be applied to a separate carrier material. Within a detector module, a plurality of individual sensors (subdivided sensor layers) and readout units can also be arranged.

Im Betrieb des Röntgendetektors wird an die Sensoroberfläche der Detektormodule jeweils eine Hochspannung angelegt. Durch die angelegte Hochspannung, die üblicherweise in einem Bereich zwischen 500V und 1000V liegt, wird in der Sensorschicht wie vorbeschrieben die Trennung der durch die Röntgenstrahlung erzeugten Ladungsträger und somit die Detektion der einfallenden Röntgenquanten ermöglicht. During operation of the X-ray detector, a high voltage is applied to the sensor surface of the detector modules. As a result of the applied high voltage, which is usually in a range between 500V and 1000V, the separation of the charge carriers generated by the X-radiation and thus the detection of the incident X-ray quanta is made possible in the sensor layer as described above.

Um die Detektormodule nicht zu beschädigen, weist die eingesetzte Isolationsfolie zweckmäßigerweise eine Breite auf, die geringer ist als die Breite des Spaltes. Somit wird es auch möglich, mehrere Isolationsfolien innerhalb eines Spaltes zwischen zwei Detektormodulen anzuordnen. Bei zwei Isolationsfolien sind diese zweckmäßigerweise jeweils an einander zugewandten Stapelseiten von zwei benachbarten Detektormodulen angeordnet, wodurch eine weitere Erhöhung der Kriechstrecke erreicht werden kann. Mit anderen Worten umfasst jedes Detektormodul entlang der Längsrichtung beidseitig eine entsprechende Isolationsfolie, so dass sich im jeweiligen Spalt jeweils zwei Isolationsfolien gegenüberstehen. In order not to damage the detector modules, the insulating film used expediently has a width which is less than the width of the gap. Thus, it is also possible to arrange a plurality of insulating films within a gap between two detector modules. In the case of two insulation films, these are expediently arranged in each case on mutually facing stack sides of two adjacent detector modules, as a result of which a further increase in the creeping distance can be achieved. In other words, each detector module along the longitudinal direction on both sides of a corresponding insulating film, so that in each gap opposite two insulating films.

Grundsätzlich kann die Isolationsfolie in den Spalt nach Montage der Detektormodule eingebracht werden. Insbesondere kann die Isolationsfolie dabei auf dem Träger der Detektormodule befestigt oder durch einen Kraftschluss im Spalt gehalten sein. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Isolationsfolie jedoch an einer Stapelseite des Detektormoduls befestigt. In diesem Fall werden die Detektormodule vor ihrer Montage mit der jeweiligen Isolationsfolie versehen und mit dieser montiert. Dies verringert den Montageaufwand. Besonders von Vorteil ist es, wenn die Isolationsfolie an das Detektormodul geklebt ist. Durch ein Kleben kann bei zugleich einfacher Montage eine sichere und an jeder Stelle gleichmäßige Befestigung der Isolationsfolie an dem Detektormodul gewährleistet werden. Aufgrund der leichten Handhabung und Anbringung eignet sich hier insbesondere die Verwendung einer selbstklebenden Folie. Alternativ kann auch eine Folie mit separat aufgebrachtem Klebstoff an einem Detektormodul angebracht werden. Selbstverständlich soll es von der Erfindung auch umfasst sein, die Isolationsfolie mechanisch an einem Detektormodul anzubringen. Hierzu können beispielsweise separate Befestigungsmittel verwendet sein. In principle, the insulation film can be introduced into the gap after installation of the detector modules. In particular, the insulating film can be fastened on the carrier of the detector modules or held in the gap by a force fit. In an advantageous embodiment of the invention, however, the insulating film is attached to a stack side of the detector module. In this case, the detector modules are provided with the respective insulating film before assembly and mounted therewith. This reduces the assembly effort. It is particularly advantageous if the insulation film is glued to the detector module. By gluing a secure and at any point even attachment of the insulating film to the detector module can be ensured at the same time simple installation. Due to the ease of handling and attachment, the use of a self-adhesive film is particularly suitable here. Alternatively, a film with a separately applied adhesive may be attached to a detector module. Of course, it should also be encompassed by the invention to attach the insulation film mechanically to a detector module. For this purpose, for example, separate fastening means may be used.

Zweckmäßigerweise ist die Sensorschicht des oder jedes Detektormoduls im Stapelaufbau einer Ausleseeinheit aufgebracht. Die Ausleseeinheit wiederum kann einer Trägerkeramik aufgebracht sein, die sich als Zwischensubstrat zur Signalübertragung von der Ausleseeinheit zur Sensorelektronik eignet, und die eine Alternative zu herkömmlichen Leiterplatten darstellt. Conveniently, the sensor layer of the or each detector module is applied in the stack construction of a readout unit. The readout unit in turn can be applied to a carrier ceramic, which is suitable as an intermediate substrate for signal transmission from the readout unit to the sensor electronics, and which represents an alternative to conventional printed circuit boards.

Weiter bevorzugt überdeckt die Isolationsfolie in der vorgenannten Ausführungsvariante quer zur Längsrichtung sowohl die Sensorschicht als auch die Ausleseeinheit. Durch eine solche Ausgestaltung kann die Überschlagsicherheit eines Detektormoduls weiter erhöht werden, da auch der Verbindungsbereich zwischen der Sensorschicht und der Ausleseeinheit aus Sicht der Längsrichtung durch die Isolationsfolie abgedeckt ist. In a further preferred embodiment, the insulating film in the aforementioned embodiment covers both the sensor layer and the read-out unit transversely to the longitudinal direction. By such an embodiment, the rollover safety of a detector module can be further increased, since also the connection region between the sensor layer and the readout unit is covered by the insulating film from the viewpoint of the longitudinal direction.

Zweckmäßigerweise ist die Trägerkeramik des oder jedes Detektormoduls im Stapelaufbau über einen Träger mit einer Sensorelektronik verbunden. So können die bei einer Röntgenbildaufnahme ermittelten Daten, also die elektrischen Signale aus der Direktumwandlung der auf eine Sensoroberfläche eintreffenden Röntgenstrahlung, direkt ausgewertet und weiterverwendet werden. Hierzu kann die Sensorelektronik beispielsweise mit einer entsprechenden Auswerteroutine ausgelesen werden. Conveniently, the carrier ceramic of the or each detector module is connected in stack construction via a carrier with a sensor electronics. Thus, the data determined during an X-ray image recording, that is to say the electrical signals from the direct conversion of the X-radiation arriving on a sensor surface, can be directly evaluated and reused. For this purpose, the sensor electronics can be read out, for example, with a corresponding evaluation routine.

In diesem Fall erstreckt sich in einer bevorzugten Variante die Isolationsfolie bis zum Träger. In einer wiederum vorteilhaften Ausführungsform erstreckt sich die Isolationsfolie bis zu einem Kollimator, der die Sensoroberfläche überdeckt, oder überlappt mit diesem. Diese Varianten erlauben insbesondere eine einfache Befestigung der Isolationsfolie am Kollimator. In this case, in a preferred variant, the insulating film extends to the carrier. In a further advantageous embodiment, the insulating film extends to a collimator, which covers the sensor surface, or overlaps with this. These variants in particular allow easy attachment of the insulation film to the collimator.

Besonders von Vorteil ist es, wenn die Isolationsfolie als eine Kunststofffolie, insbesondere als eine Kaptonfolie, ausgebildet wird. Kunststoffe haben allgemein eine gute Isolationswirkung. Weiterhin sind sie günstig zu erwerben und einfach zu handhaben. Eine Kaptonfolie (ein Produkt der Firma DuPont) ist eine Folie aus einem Polyimid und besonders aufgrund ihrer hohen Hitzebeständigkeit, der hohen Strahlungsbeständigkeit und der besonders guten Isoliereigenschaften zum Einsatz in einem Röntgendetektor geeignet. It is particularly advantageous if the insulation film is formed as a plastic film, in particular as a Kapton film. Plastics generally have a good insulation effect. Furthermore, they are cheap to buy and easy to handle. A Kapton film (a product of DuPont) is a film of a polyimide and especially because of their high heat resistance, the high radiation resistance and the particularly good insulating properties suitable for use in an X-ray detector.

Zweckmäßigerweise umfasst die Sensorschicht des oder jedes Detektormoduls Tellurid, insbesondere Cadmiumtellurid (CdTe) oder Cadmiumzinktellurid (CdZnTe). Derartige Halbleiter-Materialien ermöglichen die Direktumwandlung der auf sie eintreffenden Strahlung in ein elektrisches Signal und sind in guter Qualität in Bezug auf Ladungstransporteigenschaften und Homogenität kommerziell erhältlich. The sensor layer of the or each detector module expediently comprises telluride, in particular cadmium telluride (CdTe) or cadmium zinc telluride (CdZnTe). Such semiconductor materials enable the direct conversion of the radiation incident thereto into an electrical signal and are commercially available in good quality in terms of charge transport properties and homogeneity.

Die zweite Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Detektormodul für einen Röntgendetektor, insbesondere für einen quantenzählenden Röntgendetektor, das in einem Stapelaufbau eine Sensorschicht mit einer Sensoroberfläche umfasst, wobei zur Detektion von Röntgenstrahlung an die Sensoroberfläche eine Hochspannung anlegbar ist, und das weiter eine Isolationsfolie umfasst, die die Sensorschicht an wenigstens einer Stapelseite überdeckt. The second object of the invention is achieved by a detector module for an X-ray detector, in particular for a quantum-counting X-ray detector comprising a sensor layer with a sensor surface in a stack construction, wherein a high voltage can be applied to the detection of X-radiation to the sensor surface, and further an insulation film includes, which covers the sensor layer on at least one stack side.

Bevorzugte Ausgestaltungen des Detektormoduls können den auf das Detektormodul gerichteten Unteransprüchen entnommen werden. Dabei können die für den Röntgendetektor entsprechend genannten Vorteile sinngemäß auf das Detektormodul übertragen werden. Preferred embodiments of the detector module can be taken from the dependent claims directed to the detector module. In this case, the advantages mentioned correspondingly for the X-ray detector can be transmitted analogously to the detector module.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Einander entsprechende Komponenten in den Figuren sind hierbei mit gleichen Bezugszeichen versehen. Dabei zeigen: In the following, embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to a drawing. Corresponding components in the figures are hereby provided with the same reference numerals. Showing:

1 ein Detektormodul eines Röntgendetektors ohne Isolationsfolie in einer Aufsicht, 1 a detector module of an X-ray detector without insulation film in a plan view,

2 das Detektormodul gemäß 1 mit einer an einer Stapelseite angebrachten Isolationsfolie, 2 the detector module according to 1 with an insulating film attached to a stack side,

3 einen Röntgendetektor mit mehreren Detektormodulen gemäß 2 in einer Aufsicht und 3 an X-ray detector with a plurality of detector modules according to 2 in a supervision and

4 einen weiteren Röntgendetektor mit mehreren Detektormodulen mit an beiden Stapelseiten jedes Detektormoduls angebrachten Isolationsfolien in einer Aufsicht. 4 a further X-ray detector with a plurality of detector modules with attached to both stack sides of each detector module insulation films in a plan view.

In 1 ist ein als Teil eines Röntgendetektors 1 eingesetztes Detektormodul 3 in einer Aufsicht gezeigt. Das Detektormodul 3 umfasst in einem Stapelaufbau 5 eine Sensorschicht 7 mit einer Sensoroberfläche 9. Die Sensorschicht 7 dient der Detektion von Röntgenstrahlung. Hierzu wird im eingebauten Zustand innerhalb des Röntgendetektors 1 über eine Elektrode 11 eine Hochspannung an die Sensoroberfläche 9 angelegt. In 1 is as part of an x-ray detector 1 used detector module 3 shown in a top view. The detector module 3 includes in a stack construction 5 a sensor layer 7 with a sensor surface 9 , The sensor layer 7 serves for the detection of X-rays. For this purpose, in the installed state within the X-ray detector 1 via an electrode 11 a high voltage to the sensor surface 9 created.

Die Sensorschicht 7 umfasst ein Halbleitermaterial (z.B. CdTe oder CdZnTe), welches eine hohe Röntgenabsorption aufweist. Die Sensorschicht 7 ist über eine Ausleseeinheit 13 mit einer Trägerkeramik 15 verbunden, die auf einem metallischen Träger 17 angeordnet ist. Der metallische Träger 17 ist weiter auf einer Sensorelektronik 19 angeordnet. Das Detektormodul 1 kann eine Anzahl an Einzelsensoren (getrennte Sensorschichten 7) und Ausleseeinheiten 15 umfassen. The sensor layer 7 comprises a semiconductor material (eg CdTe or CdZnTe) which has a high X-ray absorption. The sensor layer 7 is about a readout unit 13 with a carrier ceramic 15 connected to a metallic carrier 17 is arranged. The metallic carrier 17 is still on a sensor electronics 19 arranged. The detector module 1 may include a number of individual sensors (separate sensor layers 7 ) and readout units 15 include.

Zusätzlich ist ein Kollimator 21 in Form eines die Sensoroberfläche 9 überdeckenden Metallblocks eingesetzt, der zur Erzeugung eines parallelen Strahlenverlaufs dient. Der Kollimator 21 ist hierzu mit einer Vielzahl dünner, gerader Bohrungen ausgebildet, so dass nur Strahlung, die annähernd in Richtung der Bohrungen verläuft, diesen passieren kann. Alle anderen Strahlen werden vom Kollimatormaterial absorbiert. In addition is a collimator 21 in the form of a sensor surface 9 overlapping metal block used, which serves to generate a parallel beam path. The collimator 21 is for this purpose formed with a plurality of thin, straight holes, so that only radiation that extends approximately in the direction of the holes, this can happen. All other rays are absorbed by the collimator material.

Mehrere der dargestellten Detektormodule 3 werden entlang einer Längsrichtung 28 (siehe 3 und 4) zur Ausbildung des Röntgendetektors 1 aneinandergereiht. Die vorliegende Ansicht des Detektormoduls 3 zeigt eine offene Stapelseite 23, an der keine Isolationsfolie angebracht ist. Die Stapelseite 25, an der eine Isolationsfolie die Sensorschicht 7 an einer Stapelseiten quer zur Längsrichtung 28 überdeckt, ist in 2 gezeigt. Several of the illustrated detector modules 3 be along a longitudinal direction 28 (please refer 3 and 4 ) for forming the X-ray detector 1 strung together. The present view of the detector module 3 shows an open stack side 23 , on which no insulation film is attached. The stack side 25 , on which an insulation film, the sensor layer 7 on a stack side transverse to the longitudinal direction 28 covered, is in 2 shown.

2 zeigt das Detektormodul 3 gemäß 1 mit Sicht auf die Stapelseite 25. An dieser Stapelseite 25 ist eine Isolationsfolie 27 angebracht, die die Sensoroberfläche 9, die Sensorschicht 7 und die Trägerkeramik 13 aus Sicht der Längsrichtung 28 überdeckt. Die Isolationsfolie 27 ist eingesetzt, um im Betrieb des Röntgendetektors 1 einen Überschlag zwischen zwei benachbarten Detektormodulen 3 zu verhindern. Zu einem solchen Überschlag kann es beispielsweise dann kommen, wenn die Spannung eines Detektormoduls 3 von der bestimmungsgemäßen Betriebsspannung abweicht. 2 shows the detector module 3 according to 1 with view on the stack side 25 , At this stack side 25 is an insulation film 27 attached to the sensor surface 9 , the sensor layer 7 and the carrier ceramic 13 from the perspective of the longitudinal direction 28 covered. The insulation film 27 is used to operate the X-ray detector 1 a flashover between two adjacent detector modules 3 to prevent. Such a flashover may occur, for example, when the voltage of a detector module 3 deviates from the intended operating voltage.

Bei einem hieraus resultierenden Spannungsabfall besteht aufgrund der räumlichen Nähe der einander benachbarten Detektormodule 3 die Gefahr eines Überschlags zwischen benachbarten Detektormodulen 3. Hierdurch kann sowohl die Sensorschicht 7, als auch die entsprechende Ausleseeinheit 13 zerstört werden. Um dies zu verhindern, überdeckt die Isolationsfolie 27 vorliegend die Sensorschicht 7, die Ausleseeinheit 13 und die Trägerkeramik 15 quer zur Längsrichtung 28 bis zum metallischen Träger 17. Dadurch ist die Kriechstrecke für einen Überschlag zwischen zwei benachbarten Detektormodule 3 vergrößert. Seitlich und nach oben erstreckt sich die Isolationsfolie 27 bis zum Kollimator 21 oder überlappt diesen geringfügig. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Insbesondere kann zwischen der Isolationsfolie 27 und dem Kollimator 21 auch ein Abstand verbleiben, um die Wärmeabfuhr aus den Detektormodulen 3 nicht negativ zu beeinflussen. A resulting voltage drop is due to the proximity of the adjacent detector modules 3 the risk of a flashover between adjacent detector modules 3 , As a result, both the sensor layer 7 , as well as the corresponding readout unit 13 be destroyed. To prevent this, covers the insulation film 27 in this case, the sensor layer 7 , the elite unit 13 and the carrier ceramic 15 transverse to the longitudinal direction 28 to the metallic carrier 17 , As a result, the creepage distance for a flashover between two adjacent detector modules 3 increased. The insulation film extends laterally and upwards 27 to the collimator 21 or slightly overlaps it. However, this is not mandatory. In particular, between the insulation film 27 and the collimator 21 also remain a distance to the heat dissipation from the detector modules 3 not to adversely affect.

Als Isolationsfolie 27 ist z.B. eine Kaptonfolie eingesetzt, die sich aufgrund ihrer hohen Hitzebeständigkeit, der hohen Strahlungsbeständigkeit und der besonders guten Isoliereigenschaften zum Einsatz in einem Röntgendetektor 1 eignet. Die Isolationsfolie ist als selbstklebende Folie an das Detektormodul 3 geklebt. As insulation film 27 For example, a Kapton film is used, which is due to their high heat resistance, high radiation resistance and particularly good insulating properties for use in an X-ray detector 1 suitable. The insulation film is a self-adhesive film to the detector module 3 glued.

In 3 ist der Röntgendetektor 1 mit vier in Längsrichtung 28 benachbart zueinander angeordneten Detektormodulen 3 gemäß 2 in einer Aufsicht gezeigt. Man erkennt die Anordnung der Isolationsfolie 27 innerhalb des Spalts 29 zwischen den Detektormodulen 3. Die Isolationsfolie 27 hat hierbei eine Breite, die geringer ist, als die Breite des Spaltes 29, so dass die Detektormodule 3 keinen Kontakt über die Isolationsfolie 27 erfahren. In 3 is the x-ray detector 1 with four in the longitudinal direction 28 adjacent to each other arranged detector modules 3 according to 2 shown in a top view. One recognizes the arrangement of the insulation film 27 within the gap 29 between the detector modules 3 , The insulation film 27 in this case has a width which is less than the width of the gap 29 so that the detector modules 3 no contact over the insulation film 27 Experienced.

Hinsichtlich der weiteren Beschreibung der einzelnen Bauteile der Detektormodule 3 bzw. des Röntgendetektors 1 wird auf die detaillierte Beschreibung zu den 1 und 2 verwiesen. With regard to the further description of the individual components of the detector modules 3 or the X-ray detector 1 will be on the detailed description of the 1 and 2 directed.

4 zeigt einen weiteren Röntgendetektor 31 mit vier Detektormodulen 33. Die Detektormodule 33 umfassen jeweils ebenfalls im Stapelaufbau 5 die Sensorschicht 7, die der Detektion von Röntgenstrahlung dient, wozu über die Elektroden 11 eine Hochspannung an die jeweiligen Sensoroberflächen 9 angelegt wird. Die Sensorschichten 7 bestehen aus einem CdTe-Halbleitermaterial, und sind über die Ausleseeinheit 13 mit der auf dem metallischen Träger 17 angeordneten Trägerkeramik 15 verbunden. Der metallische Träger 17 ist weiter auf einer Sensorelektronik 19 angeordnet. 4 shows a further X-ray detector 31 with four detector modules 33 , The detector modules 33 each also in the stack construction 5 the sensor layer 7 , which is used to detect X-rays, via the electrodes 11 a high voltage to the respective sensor surfaces 9 is created. The sensor layers 7 consist of a CdTe semiconductor material, and are via the readout unit 13 with the on the metallic support 17 arranged carrier ceramic 15 connected. The metallic carrier 17 is still on a sensor electronics 19 arranged.

Bei den in 4 gezeigten Detektormodulen 33 sind zusätzlich zu den Isolationsfolien 27 an den Stapelseiten 23 auch an den Stapelseiten 25 jeweils Isolationsfolien 35 angebracht. Somit befinden sich in jedem Spalt 29 zwischen zwei benachbarten Detektormodulen 33 jeweils zwei Isolationsfolien 27, 35, die der Kriechstreckenverlängerung im Falle eines Überschlags dienen und so verhindern, dass im Fehlerfall durch den Defekt eines der Detektormodule 33 auch die jeweils benachbarten Detektormodule 33 beschädigt werden. At the in 4 shown detector modules 33 are in addition to the insulation films 27 on the stack pages 23 also on the stack pages 25 each insulation films 35 appropriate. Thus are in every gap 29 between two adjacent detector modules 33 two insulation foils each 27 . 35 which serve the creepage extension in the event of a rollover and thus prevent, in the event of a fault, the defect of one of the detector modules 33 also the respective adjacent detector modules 33 to be damaged.

Claims

X-ray detector ( 1 . 31 ) for imaging an X-ray irradiated object, having a number in a longitudinal direction ( 28 ) arranged adjacent to one another, in a stack construction ( 5 ) a sensor layer ( 7 ) with a sensor surface ( 9 ) comprehensive detector modules ( 3 . 33 ), wherein for the detection of X-radiation to the sensor surfaces ( 9 ) in each case a high voltage can be applied, and wherein in a gap ( 29 ) between each two adjacent detector modules ( 3 . 33 ) an insulation film ( 27 . 35 ) is arranged, the sensor layers ( 7 ) on the mutually facing stack sides ( 23 . 25 ) of adjacent detector modules ( 3 . 33 ) transverse to the longitudinal direction ( 28 ) covered.

X-ray detector ( 1 . 31 ) according to claim 1, wherein the insulating film ( 27 . 35 ) on a stack side ( 23 . 25 ) of the detector module ( 3 . 33 ) is attached.

X-ray detector ( 1 . 31 ) according to claim 1 or 2, wherein the insulating film ( 27 . 35 ) to the detector module ( 3 . 33 ) is glued.

X-ray detector ( 1 . 31 ) according to one of the preceding claims, wherein the sensor layer ( 7 ) of the or each detector module ( 3 . 33 ) in the stack construction ( 5 ) of a readout unit ( 13 ) is applied.

X-ray detector ( 1 . 31 ) according to claim 4, wherein the insulating film ( 27 . 35 ) transverse to the longitudinal direction ( 28 ) the sensor layer ( 7 ) and the readout unit ( 13 ) covered.

X-ray detector ( 1 . 31 ) according to claim 4 or 5, wherein the carrier ceramic ( 15 ) of the or each detector module ( 3 . 33 ) in the stack construction ( 5 ) via a carrier ( 17 ) with a sensor electronics ( 19 ) connected is.

X-ray detector ( 1 . 31 ) according to claim 6, wherein the insulating film ( 27 . 35 ) to the carrier ( 17 ).

X-ray detector ( 1 . 31 ) according to one of the preceding claims, wherein a collimator ( 21 ) the sensor surface ( 9 ), and wherein the insulating film ( 27 . 35 ) to the collimator ( 21 ) or with the collimator ( 21 ) overlaps.

X-ray detector ( 1 . 31 ) according to one of the preceding claims, wherein the insulating film ( 27 . 35 ) is formed as a plastic film, in particular as a Kapton film.

X-ray detector ( 1 . 31 ) according to one of the preceding claims, wherein the sensor layer ( 7 ) of the or each detector module ( 3 . 33 ) Telluride, in particular cadmium telluride (CdTe) or cadmium zinc telluride (CdZnTe).

Detector module ( 3 . 33 ) for an x-ray detector ( 1 . 31 ) comprising in a stack construction ( 5 ) a sensor layer ( 7 ) with a sensor surface ( 9 ), wherein for the detection of X-radiation to the sensor surface ( 9 ) a high voltage can be applied, and comprising an insulating film ( 27 . 35 ), which the sensor layer ( 7 ) on at least one stack side ( 23 . 25 ) covered.

Detector module ( 3 . 33 ) according to claim 11, wherein the insulating film ( 27 . 35 ) to a stack side ( 23 . 25 ) is glued.

Detector module ( 3 . 33 ) according to claim 11 or 12, whose sensor layer ( 7 ) in the stack construction ( 5 ) of a readout unit ( 13 ) is applied.

Detector module ( 3 . 33 ) according to claim 13, wherein the insulating film ( 27 . 35 ) on a stack side ( 23 . 25 ) the sensor layer ( 7 ) and the readout unit ( 13 ) covered.

Detector module ( 3 . 33 ) according to claim 13 or 14, wherein the carrier ceramic ( 15 ) in the stack construction ( 5 ) via a carrier ( 17 ) with a sensor electronics ( 19 ) connected is.

Detector module ( 3 . 33 ) according to claim 15, wherein the insulating film ( 27 . 35 ) to the carrier ( 17 ).

X-ray detector ( 1 . 31 ) according to one of claims 11 to 16, wherein a collimator ( 21 ) the sensor surface ( 9 ), and wherein the insulating film ( 27 . 35 ) to the collimator ( 21 ) or with the collimator ( 21 ) overlaps.

Detector module ( 3 . 33 ) according to one of claims 11 to 17, wherein the insulating film ( 27 . 35 ) is formed as a plastic film, in particular as a Kapton film.

Detector module ( 3 . 33 ) according to one of claims 11 to 18, wherein the sensor layer ( 7 ) Telluride, in particular cadmium telluride (CdTe) or cadmium zinc telluride (CdZnTe).