DE102016219250A1

DE102016219250A1 - Kalibrieren eines Strahlendetektors

Info

Publication number: DE102016219250A1
Application number: DE102016219250.7A
Authority: DE
Inventors: Edgar GÖDERER; Björn Kreisler
Original assignee: Siemens Healthcare GmbH
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 2016-10-05
Filing date: 2016-10-05
Publication date: 2018-04-05

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Kalibrieren eines Strahlendetektors (1) beschrieben. Bei dem Verfahren werden allgemeine Kalibrationsdaten empfangen, welche eine Hyperfläche (HF) zur Kalibration von elektronischen Schwellwerten definieren. Zudem werden Kalibrations-Messwerte mittels einer Kalibrationsmessung (KALIB) erfasst. Schließlich werden auf Basis der erfassten Kalibrations-Messwerte und der Hyperfläche (HF) Energieschwellenwerte (ES) entsprechenden elektronischen Schwellenwerten (EL, SW) zugeordnet. Es wird auch eine Kalibrationseinrichtung (50) beschrieben. Überdies wird ein Röntgendetektor (1) beschrieben. Schließlich wird ein Röntgenbildgebungssystem beschrieben.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren eines Strahlendetektors. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Kalibrationseinrichtung. Überdies betrifft die Erfindung einen Röntgendetektor. Zudem betrifft die Erfindung ein Röntgenbildgebungssystem.
Mit Hilfe moderner bildgebender Verfahren werden häufig zwei- oder dreidimensionale Bilddaten erzeugt, die zur Visualisierung eines abgebildeten Untersuchungsobjekts und darüber hinaus auch für weitere Anwendungen genutzt werden können. Um Bildinformationen von einem Untersuchungsobjekt zu gewinnen, werden häufig Systeme genutzt, die auf der Erfassung von elektromagnetischen Wellen beruhen, die mit dem Untersuchungsobjekt in Wechselwirkung getreten sind.
Eine Möglichkeit, Bilddaten von dem Inneren eines solchen Untersuchungsobjekts zu gewinnen, beruht auf der Technologie der Röntgenbildgebung. Ein dafür genutztes Röntgensystem umfasst eine Röntgenquelle zur Erzeugung von Röntgenstrahlung und einen Röntgendetektor zur Detektion der Röntgenstrahlung. Der Röntgendetektor umfasst eine Detektionseinheit, welche ein Detektionssignal für auf die Detektionseinheit auftreffende Röntgenstrahlung erzeugt, und eine Signalauswertungseinheit, welche auf Basis des Detektionssignals einen Satz von Zählraten für auf die Detektionseinheit auftreffende Röntgenstrahlung ermittelt.
Um dreidimensionale Daten von einem Untersuchungsobjekt zu gewinnen, wird häufig ein Computertomographie-System (CT-Systems) genutzt, mit dem Projektionsmessdaten von dem Untersuchungsobjekt akquiriert werden. Bei CT-Systemen läuft gewöhnlich eine an einer Gantry angeordnete Kombination aus Röntgenquelle und gegenüberliegend angeordnetem Röntgendetektor um einen Messraum um, in dem sich das Untersuchungsobjekt (das im Folgenden ohne Beschränkung der Allgemeinheit als Patient bezeichnet wird) befindet. Das Drehzentrum (auch „Isozentrum“ genannt) fällt dabei mit einer sogenannten Systemachse z zusammen. Bei einem oder mehreren Umläufen wird der Patient mit Röntgenstrahlung der Röntgenquelle durchstrahlt, wobei mit Hilfe des gegenüberliegenden Röntgendetektors Projektionsmessdaten bzw. Röntgenprojektionsdaten erfasst werden.
Die erzeugten Projektionsmessdaten sind insbesondere von der Bauart des Röntgendetektors abhängig. Röntgendetektoren weisen gewöhnlich eine Mehrzahl von Detektionseinheiten auf, die meist in Form eines regelmäßigen Pixelarrays angeordnet sind. Die Detektionseinheiten erzeugen jeweils für auf die Detektionseinheiten auftreffende Röntgenstrahlung ein Detektionssignal, welches zu bestimmten Zeitpunkten hinsichtlich Intensität und spektraler Verteilung der Röntgenstrahlung analysiert wird, um Rückschlüsse auf das Untersuchungsobjekt zu erhalten und Projektionsmessdaten zu erzeugen.
Für die Detektion der Projektionsmessdaten sollen in Zukunft sogenannte quantenzählende Röntgendetektoren eingesetzt werden. Bei solchen quantenzählenden bzw. photonenzählenden Röntgendetektoren wird das Detektionssignal für Röntgenstrahlung hinsichtlich der Intensität und der spektralen Verteilung der Röntgenstrahlung in Form von Zählraten analysiert. Die Zählraten werden als Ausgabedaten eines sogenannten Detektorkanals zur Verfügung gestellt, der jeweils einer Detektionseinheit zugeordnet ist. Bei quanten- bzw. photonenzählenden Detektoren mit mehreren Energieschwellen erzeugt jeder Detektorkanal auf Basis des jeweiligen Detektionssignals der Detektionseinheit pro Projektion meist einen Satz von Zählraten. Der Satz von Zählraten kann dabei Zählraten für mehrere verschiedene, insbesondere gleichzeitig überprüfte Energieschwellwerte umfassen. Die Energieschwellwerte und die Anzahl der Energieschwellen, denen jeweils ein Energieschwellwert zugeordnet ist, sind meist als Signalanalyseparameter zur Erfassung der Projektion vorgegeben.
Die Steuerung und Signalanalyse in einer Signalauswertungseinheit eines solchen Röntgendetektors wird durch extern zugeführte Registerwerte vorgenommen, die über Digital-zu-Analog-Konverter (englisch digital-to-analog converter, kurz DAC) in Steuerspannungen umgesetzt werden. In diesem Zusammenhang wird eine digitale Einstellung im Folgenden auch kurz als DAC-Wert bezeichnet, der unter Nennung des Detektorparameters die Steuerfunktion angibt. Den DAC-Werten entsprechen zum Beispiel jeweils Steuerspannungen des Röntgendetektors, welche elektronische Schwellen von Komparatoren in der Signalauswertungseinheit festlegen. Den elektronischen Schwellen der Komparatoren, zum Beispiel elektrische Spannungswerte, entsprechen wiederum Energieschwellenwerte, mit deren Hilfe einfallende Röntgenquanten hinsichtlich ihrer Energie gemessen und differenziert werden können. Die Energieschwellwerte definieren einen Bereich von Energiewerten, in dem ein Komparator Röntgenquanten erfasst und damit eine Zählung des Röntgenquants erfolgt. Röntgendetektoren haben üblicherweise pro Kanal mehrere elektronische Schwellen, die mit unterschiedlichen DAC-Werten angesteuert werden. Um die Energie der einfallenden Röntgenquanten absolut vermessen zu können, muss eine absolute Energieskala kalibriert werden. D.h., es muss ein Zusammenhang zwischen den elektronischen Schwellwerten der Komparatoren und den diesen entsprechenden Energieschwellenwerten für einfallende Röntgenquanten ermittelt werden.
Üblicherweise wird herkömmlich hierfür eine Kalibration bereits bei der Fertigung eines Röntgendetektors bzw. eines CT-Systems mit einem solchen Röntgendetektor durchgeführt. Allerdings muss ein Detektor zur Verbesserung der Genauigkeit auch nach der Auslieferung an den Kunden häufiger nachkalibriert werden.
Für eine Kalibrierung müssen Röntgenquellen verwendet werden, die nur wenige energetisch gut getrennte monochromatische Röntgenlinien besitzen und deren Energien genauer bekannt sind als die benötigte Energieauflösung des Röntgendetektors. Solche Röntgenquellen können zum Beispiel radioaktive Präparate oder Synchrotronquellen umfassen. Allerdings sind beide Arten von Röntgenquellen ungeeignet für ein produkttaugliches Umfeld. Ein Nachteil von radioaktiven Präparaten besteht zum Beispiel in einem extrem schwachen Photonenfluss, so dass für eine Kalibration sehr viel Zeit gebraucht wird. Weiterhin unterliegen radioaktive Präparate speziellen Schutzbestimmungen. Synchrotronquellen sind komplexe Systeme, die in einem wissenschaftlichen Umfeld einsetzbar sind und für die ein Einsatz im Anwenderbereich nicht gut realisierbar ist.
Für die Kalibration von Detektoren für CT-Systeme wird beispielsweise das Verfahren der Fluoreszenzkalibration verwendet. Bei der Fluoreszenzkalibration wird mit einer polychromatischen Röntgenquelle ein Fluoreszenzkörper bestrahlt, so dass in dem Fluoreszenzkörper charakteristische Materialübergänge zur Fluoreszenz angeregt werden. Die Fluoreszenzstrahlung wird auf das zu kalibrierende Detektormodul seitlich abgestrahlt und für die Kalibration der Energieschwellen herangezogen. Den charakteristischen Materialübergängen entsprechen definierte Energiewerte, die sehr genau bekannt sind und daher zur Kalibrierung des Detektors verwendet werden können. Dieses Verfahren ist jedoch bauartbedingt nur bei sogenannten Dual-Source-CT-Systemen einsetzbar. Solche Dual-Source-CT-Systeme weisen zwei im Winkel von 90 Grad zueinander orientierte Röntgenröhren auf, welche Röntgenstrahlen mit unterschiedlichen Röntgenenergiespektren erzeugen. Bei der Kalibration eines Dual-Source-CT-Systems wird mit der zweiten im System verfügbaren Röntgenröhre, welche im Winkel von 90 Grad zu dem zu kalibrierenden Detektor montiert ist, ein Fluoreszenzphantom bestrahlt. Mit der von dem Fluoreszenzphantom emittierten Fluoreszenzstrahlung wird der Detektor dann kalibriert.
Bei einem Single-Source-CT-System, also einem CT-System mit nur einer Röntgenröhre, müsste man einen Fluoreszenzkörper seitlich an einem Detektor montieren, so dass dieser mit Röntgenstrahlung bestrahlt werden kann und das Fluoreszenzlicht in einem Winkel zum Lot auf die Detektorfläche auf die Detektorpixel fallen kann. Allerdings sind CT-Detektoren derart aufgebaut, dass Streustrahlung aus allen möglichen Bereichen und Richtungen des CT-Systems abgeschirmt wird. Die von dem Fluoreszenzkörper emittierte Strahlung würde also nicht zu den Detektorpixeln gelangen, sondern vorher, beispielsweise durch einen Streustrahlkollimator, absorbiert werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Kalibrierung von Strahlendetektoren, insbesondere Röntgendetektoren bei CT-Systemen, anzugeben, welches auch bei sogenannten Single-Source-Systemen einsetzbar ist.
Diese Aufgabe wird mit Hilfe eines Verfahrens zum Kalibrieren eines Strahlendetektors nach Anspruch 1, eine Kalibrationseinrichtung gemäß Anspruch 15, einen Röntgendetektor gemäß Anspruch 16 und ein Röntgenbildgebungssystem gemäß Patentanspruch 17 gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Kalibrieren eines Strahlendetektors werden zunächst allgemeine Kalibrationsdaten empfangen. Als Strahlendetektor soll in diesem Zusammenhang eine elektromagnetische Wellen detektierende Einrichtung verstanden werden. Die Kalibrationsdaten repräsentieren verschiedene verwendete Energiespektren von der von dem Strahlendetektor erfassten Strahlung. Die Kalibrationsdaten definieren eine Hyperfläche, welche das Antwortverhalten des Strahlendetektors in Abhängigkeit von Messwerten des Strahlendetektors von einer Mehrzahl von Messsystem- und/oder Detektorparametern repräsentiert. Die Messsystem- und/oder Detektorparameter können beispielsweise eine Position eines Detektorpixels, einen dem Detektorpixel zugeordneten Energieschwellenwert, ein Energiespektrum und einen Photonenfluss der bei der Erfassung der Kalibrationsdaten zu detektierenden Strahlung repräsentieren.
Als Hyperfläche soll in diesem Zusammenhang eine von mehreren Variablen abhängige Funktion bzw. deren abstrakt verallgemeinerte graphische Repräsentation verstanden werden. Der Funktionswert wird dabei auf Basis der bei einer vorab durchgeführten Kalibration aufgenommenen Messwerte, beispielsweise eine Zählrate, gebildet. Die Messwerte können beispielsweise von mindestens vier Variablen abhängen. Diese umfassen in diesem Beispiel die Position eines Detektorpixels, einen dem Detektorpixel zugeordneten Energieschwellenwert, ein Energiespektrum der bei der Erfassung der Kalibrationsdaten zu detektierenden Strahlung einer verwendeten Strahlenquelle und einen Photonenfluss. Die Aufnahme der allgemeinen Kalibrationsdaten kann zum Beispiel im Rahmen einer während oder kurz nach dem Herstellungsvorgang des Strahlendetektors vorgenommenen ersten Kalibrierung dieses Strahlendetektors erfolgt sein. Das erfindungsgemäße Kalibrierungsverfahren wird dann zu einem späteren Zeitpunkt von einem Anwender durchgeführt und kann sich auf die vorab aufgenommenen allgemeinen Kalibrationsdaten stützen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden weiterhin Kalibrations-Messwerte mittels einer Kalibrationsmessung erfasst.
Vorzugsweise werden die Kalibrations-Messwerte mit einem einzigen, vorbestimmten elektronischen Schwellenwert erfasst. Vorteilhaft muss also bei dieser bevorzugten Variante bei der eigentlichen Kalibrierungsmessung nicht das ganze Energiespektrum des Strahlendetektors durchgemessen werden, sondern es genügt ein Ankerpunkt des Energiespektrums, um eine vollständige Kalibrierung durchzuführen. Auch Varianten mit einer Kalibrationsmessung mit einigen wenigen Schwellenwerten sind möglich.
Nachfolgend werden Energieschwellenwerte entsprechenden elektronischen Schwellenwerten auf Basis der erfassten Kalibrations-Messwerte und der Hyperfläche zugeordnet. Anschaulich gesprochen wird derjenige Abschnitt der Hyperfläche ermittelt, der am besten zu den erfassten Kalibrations-Messwerten passt. Die Hyperfläche gibt dann Auskunft über den Zusammenhang zwischen der jeweiligen Schwellenenergie und den bei der Kalibration ermittelten elektronischen Schwellwerten. Damit ist die Kalibrierung bereits erreicht.
Die Verwendung der im Vorfeld ermittelten Hyperfläche bündelt das Vorwissen über ein Detektorsystem. Die Hyperfläche ist der Schlüssel, um aus einer Messung bei einem oder mehreren festen Schwellenwerten bzw. DAC-Werten die Stützstellen für eine komplette Energiekalibrierung eines Strahlendetektors ableiten zu können. Die Kalibrierung funktioniert also auch bei unvollständig durchgeführten Kalibrierungsmessungen. Damit wird die Robustheit der Kalibrierung verbessert und gegebenenfalls der Zeitbedarf der von dem Anwender durchzuführenden Kalibrierung stark reduziert.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Kalibrierungsverfahrens besteht darin, dass für die Energiekalibrierung keine Referenzquellen, wie zum Beispiel Fluoreszenzquellen oder radioaktive Präparate notwendig sind. Vielmehr kann die Kalibrierung in den meisten Fällen, wie zum Beispiel für den Fall eines CT-Systems, mit Bordmitteln, d.h. mit Hilfe der sowieso vorhandenen Röntgenröhre durchgeführt werden.
Vorteilhaft kann das erfindungsgemäße Kalibrierverfahren auch auf einem Single-Source-CT-System angewendet werden. Zudem ist für die Kalibrierung kein spezielles Phantom notwendig.
Die erfindungsgemäße Kalibrationseinrichtung für einen Strahlendetektor weist eine Datenempfangsschnittstelle zum Empfangen von allgemeinen Kalibrationsdaten auf. Die allgemeinen Kalibrationsdaten definieren eine Hyperfläche zur Kalibration von elektronischen Schwellenwerten. Die erfindungsgemäße Kalibrationseinrichtung weist zudem eine Messeinheit zum Erfassen von Kalibrations-Messwerten mittels einer Kalibrationsmessung auf. Die erfindungsgemäße Kalibrationseinrichtung umfasst außerdem eine Auswertungseinheit zum Zuordnen von Energieschwellenwerten zu entsprechenden elektronischen Schwellenwerten auf Basis der erfassten Kalibrations-Messwerte und der Hyperfläche.
Der erfindungsgemäße Röntgendetektor weist eine Detektionseinheit auf, welche ein Detektionssignal für auf die Detektionseinheit auftreffende Röntgenstrahlung erzeugt, und eine Signalauswertungseinheit, welche auf Basis des Detektionssignals einen Satz von Messwerten für auf die Detektionseinheit auftreffende Röntgenstrahlung ermittelt. Die Messwerte können zum Beispiel Zählraten von mit Hilfe des Röntgendetektors erfassten Zählereignissen betreffen. Sie können auch Zeitintervalle zwischen einzelnen Zählereignissen, Zählwerte, Intensitätswerte oder Photonenraten in einem Detektorpixel betreffen. Der Satz von Messwerten umfasst dabei meist, wie eingangs erwähnt, mehrere Zählraten, die gleichzeitig für einen einzelnen Detektorkanal ermittelt werden. Die gleichzeitig für einen einzelnen Detektorkanal ermittelten Zählraten werden, insbesondere für mehrere Energieschwellen, mit jeweils zugeordneten zueinander unterschiedlichen Energieschwellwerten ermittelt. Zudem umfasst der erfindungsgemäße Röntgendetektor auch eine erfindungsgemäße Kalibrationseinrichtung.
Ein solcher Röntgendetektor kann zum Beispiel als ein quantenzählender bzw. photonenzählender Röntgendetektor ausgebildet sein. Die genannte Detektionseinheit des erfindungsgemäßen Röntgendetektors kann in diesem Fall insbesondere einen Detektionsbereich umfassen, um beispielsweise Ladungspulse als Detektionssignal für von der Detektionseinheit absorbierte Röntgenstrahlung zu erzeugen. Das Detektionssignal und insbesondere die Ladungspulse sind somit insbesondere geeignet, um die Energie der absorbierten Röntgenstrahlung zu bestimmen.
Die Signalauswertungseinheit kann insbesondere in einen sogenannten ASIC (Application Specific Integrated Circuit) integriert sein bzw. in der Bauform eines ASIC realisiert sein. Insbesondere können die Detektionseinheit und wenigstens Teile der Signalauswertungseinheit in dem erwähnten Detektorkanal umfasst sein.
Erfindungsgemäß wird weiterhin ein Röntgenbildgebungssystem, insbesondere CT-System, vorgeschlagen, mit einer Röntgenquelle zur Aussendung von Röntgenstrahlung und einem erfindungsgemäßen Röntgendetektor, zur Detektion der von der Röntgenquelle ausgesandten Röntgenstrahlung.
Die wesentlichen Komponenten der erfindungsgemäßen Kalibrationseinrichtung können zum überwiegenden Teil in Form von Softwarekomponenten ausgebildet sein. Dies betrifft insbesondere die Messeinheit und die Auswertungseinheit. Grundsätzlich können diese Komponenten aber auch zum Teil, insbesondere wenn es um besonders schnelle Berechnungen geht, in Form von softwareunterstützter Hardware, beispielsweise FPGAs oder dergleichen, realisiert sein. Ebenso können die benötigten Schnittstellen, beispielsweise wenn es nur um eine Übernahme von Daten aus anderen Softwarekomponenten geht, als Softwareschnittstellen ausgebildet sein. Sie können aber auch als hardwaremäßig aufgebaute Schnittstellen ausgebildet sein, die durch geeignete Software angesteuert werden.
Insbesondere kann die erfindungsgemäße Kalibrationseinrichtung Teil eines Benutzerterminals bzw. einer Steuereinrichtung eines Röntgenbildgebungssystems, insbesondere eines CT-Systems sein.
Eine weitgehend softwaremäßige Realisierung hat den Vorteil, dass auch schon bisher verwendete Steuereinrichtungen von Röntgensystemen auf einfache Weise durch ein Software-Update nachgerüstet werden können, um auf die erfindungsgemäße Weise zu arbeiten. Insofern wird die Aufgabe auch durch ein entsprechendes Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm gelöst, welches direkt in eine Speichereinrichtung einer Steuereinrichtung eines Röntgenbildgebungssystems ladbar ist, mit Programmabschnitten, um alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen, wenn das Programm in der Steuereinrichtung ausgeführt wird. Ein solches Computerprogrammprodukt kann neben dem Computerprogramm gegebenenfalls zusätzliche Bestandteile wie z. B. eine Dokumentation und/oder zusätzliche Komponenten auch Hardware-Komponenten, wie z.B. Hardware-Schlüssel (Dongles etc.) zur Nutzung der Software, umfassen
Zum Transport zur Steuereinrichtung und/oder zur Speicherung an oder in der Steuereinrichtung kann ein computerlesbares Medium, beispielsweise ein Memorystick, eine Festplatte oder ein sonstiger transportabler oder fest eingebauter Datenträger dienen, auf welchem die von einer Rechnereinheit der Steuereinrichtung einlesbaren und ausführbaren Programmabschnitte des Computerprogramms gespeichert sind. Die Rechnereinheit kann z.B. hierzu einen oder mehrere zusammenarbeitende Mikroprozessoren oder dergleichen aufweisen.
Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, wobei die unabhängigen Ansprüche einer Anspruchskategorie auch analog zu den abhängigen Ansprüchen einer anderen Anspruchskategorie weitergebildet sein können.
In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst der Strahlendetektor eine der folgenden Detektorarten:

– einen quantenzählenden Röntgendetektor,
– einen Photodetektor.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Referenzfläche als Teilmenge der Hyperfläche verwendet, um die Zuordnung der Energieschwellenwerte zu entsprechenden elektronischen Schwellenwerten auf Basis der Kalibrationsmessung zu ermitteln. Eine solche Referenzfläche erleichtert das Auffinden des gesuchten Abschnitts der Hyperfläche, welcher den erfassten Kalibrations-Messwerten zuzuordnen ist, da die Suche nun auf die die Referenzfläche bildende Teilmenge beschränkt ist.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Teilmenge durch einen das Photonenflussspektrum der zur Kalibrierung verwendeten Strahlenquelle kennzeichnenden Emissions-Parameter ermittelt. Ist der genannte Emissions-Parameter bekannt, so kann die Hyperfläche um mindestens eine Dimension reduziert werden, so dass das Auffinden eines geeigneten Hyperflächenabschnitts für die Kalibrierung erleichtert ist.
In einer besonders effektiven Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens charakterisiert der Emissions-Parameter die Stromstärke eines Röhrenstroms, der die bei der Kalibrierung verwendete Strahlenquelle speist. Bei einer Röntgenquelle sind die Gestalt und der Verlauf des Energiespektrums der Röntgenstrahlen von der Stromstärke des Röhrenstroms der Röntgenquelle bzw. dem damit verbundenen Röntgenfluss abhängig. Mithin kann die Hyperfläche für den Fall der Anwendung des Verfahrens auf Röntgenstrahlen anstatt in Abhängigkeit von dem Energiespektrum der Röntgenstrahlen auch in Abhängigkeit von der Stromstärke des Röhrenstroms definiert werden. Vorteilhaft muss nun zur Ermittlung der Referenzfläche nur die Stromstärke des Röhrenstroms ermittelt werden.
Ist die Hyperfläche in einer beispielshaften Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens von der Stromstärke des Röhrenstroms der Strahlenquelle, der jeweiligen Pixelposition und einem Energieschwellenwert des dem jeweiligen Pixel zugeordneten Kanals abhängig, so reduziert sich die Abhängigkeit der Referenzfläche auf die Parameter Pixelposition und Energieschwellenwert des dem jeweiligen Detektorpixel zugeordneten Kanal. Den gemessenen Zählraten lassen sich also für jeden Detektorpixel Energieschwellen zuordnen. Die Stromstärke des Röhrenstroms kann zum Beispiel vorab bekannt sein.
Die Stromstärke des Röhrenstroms oder ein anderer die Referenzfläche charakterisierender Emissions-Parameter können aber auch auf der Basis von bei einer zusätzlichen Testmessung erfassten Messwerten ermittelt werden.
Bei dieser Variante muss der Emissions-Parameter nicht vorab bekannt sein. In diesem Fall wird er aufgrund von Messdaten ermittelt und kann anschließend für eine Kalibrierung des Strahlendetektors in Kombination mit den allgemeinen Kalibrationsdaten der Hyperfläche genutzt werden.
In einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens werden bei der Testmessung Messwerte mit vorbestimmten elektronischen Schwellenwerten und vorbestimmten Eingangsgrößen einer bei der Testmessung verwendeten Strahlenquelle erfasst. Anschließend wird ein die Referenzfläche charakterisierender Emissions-Parameter auf Basis der Messwerte und der Hyperfläche ermittelt. Die Hyperfläche bietet Informationen hinsichtlich einer allgemeinen Beziehung zwischen den Messwerten und den Messsystem- und Detektorparametern, welche insbesondere das Energiespektrum der verwendeten Strahlung, die den Schwellen des Detektors zugeordneten Energieschwellenwerte und die Position der einzelnen Pixel betreffen. Da diese Informationen bereits vorliegen, sie sind zum Beispiel bereits im Rahmen des Herstellungsverfahrens des zu kalibrierenden Detektors gewonnen worden, stehen sie bei der Kalibrierung zur Verfügung. Auf diese Weise wird die Informationsmenge der bei der Kalibrationsmessung aufzunehmenden Messdaten stark reduziert, was eine Verringerung des Aufwands bei der Kalibration und eine erhebliche Verkürzung des Zeitbedarfs für die Kalibration mit sich bringt. Durch Vergleich mit der Hyperfläche kann der die Referenzfläche charakterisierende Emissions-Parameter dazu genutzt werden, eine nur noch von der Pixelposition und den Schwellenenergien abhängige Referenzfläche zu ermitteln. Die Referenzfläche gibt bei festgelegtem Pixel also direkt Auskunft über eine Beziehung zwischen den bei einer Kalibrierung ermittelten Messwerten und den diesen zugeordneten Schwellenenergiewerten.
In einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Referenzfläche auf Basis des Verlaufs der bei der Testmessung erfassten Messwerte über die Detektorpixel ermittelt werden. D.h. der Verlauf der bei der Testmessung erfassten Messwerte in Abhängigkeit von den Detektorpixeln gibt Auskunft über die die Referenzfläche bildende Teilmenge der dem Verfahren zugrundegelegten Hyperfläche. Vorteilhaft wird bei dieser Variante die Referenzfläche nicht auf der Basis von vorab mehr oder weniger genau bekannten Parameterwerten ermittelt, sondern es werden aktuelle, bei der Testmessung erfasste Messwerte genutzt, um die Referenzfläche zu ermitteln. Damit wird die Genauigkeit der Kalibration verbessert.
In einer besonders praktikablen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Referenzfläche auf Basis des Verlaufs eines auf Basis der bei der Testmessung erfassten Messdaten ermittelten Steigungsparameters über die Detektorpixel ermittelt. D.h., der Verlauf des Werts des Steigungsparameters zeigt eine Abhängigkeit von den jeweiligen Detektorpixeln, welcher charakteristisch für die gesuchte Referenzfläche ist.
Zur Ermittlung der Referenzfläche kann in einer konkreten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Beispiel als Emissions-Parameter die Stromstärke des Röhrenstroms auf Basis des Verlaufs einer ermittelten Steigung der bei der Testmessung erfassten Messwerte, beispielsweise Zählraten, über die Detektorpixel ermittelt werden. D.h., es wird die Ableitung der Messwerte, beispielsweise der Zählraten, nach den Detektorpixeln bzw. deren Positionen benötigt. Hierzu kann zunächst die Ableitung der Messwerte, beispielsweise der Zählrate nach den elektronischen Schwellenwerten der Testmessung für jeden Pixel in einem Bereich von Schwellenwerten ermittelt werden, in dem die Ableitung konstant ist. Anschließend wird der Verlauf der ermittelten Ableitung in Abhängigkeit von der Pixelposition ermittelt. Dieser Verlauf wird mit der Hyperfläche verglichen und aus der Hyperfläche ein entsprechender Wert für den Röhrenstrom ermittelt. Mithin kann eine sehr gute Schätzung des tatsächlich vorhandenen Röhrenstroms erfolgen. Der Röhrenstrom muss also bei der Kalibrierung nicht zwingend vorab bekannt sein.
Die Erweiterung des Verfahrens durch die beschriebene Stromstärken- bzw. Strahlenflussschätzung ermöglicht eine Kalibrierung ohne vorherige Justage der Parameter der Strahlenquelle. Dies ist im Rahmen einer Systemkalibrierung sehr hilfreich, da die Kalibrierung nicht von einer spezifischen Strahlenquelle abhängt, deren Daten bekannt sind.
Zur Erleichterung des Vergleichs können die Steigungen der Hyperfläche für verschiedene Stromstärken der Röhrenströme vorab in einer Datenbank abgespeichert sein. Ein Ermitteln des korrekten Röhrenstroms kann dann durch eine einfache Interpolation zwischen abgespeicherten Steigungswerten erfolgen.
In einer effektiven Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die beschriebene Testmessung zusätzlich zur Gewinnung von Messwerten für einen weiteren Kalibrierschritt genutzt. Bei diesem Kalibrierschritt werden zum Beispiel Messwerte in einer weiteren Dimension bzw. Charakteristik in die Kalibrierung mit einbezogen. Vorteilhaft kann durch die Mehrfachverwendung der Messwerte ein erneutes zeitaufwändiges Erfassen von zusätzlichen Messwerten für den zusätzlichen Kalibrierschritt vermieden werden.
In einer besonders vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt eine Abbildung der unterschiedlichen elektronischen Schwellen desselben Detektorpixels auf eine gemeinsame DAC-Skala. Bei Röntgendetektoren können mehrere elektronische Schwellen einem einzigen Pixel zugeordnet sein. Diese können verwendet werden, um die gesamte Bandbreite des Röntgenenergiespektrums abzudecken. Möchte man für alle Schwellen eine gemeinsame DAC-Skala, so müssen die einzelnen Schwellwertskalen aufeinander abgestimmt werden. Dies kann zum Beispiel durch Verschiebung, Stauchung oder Streckung der einzelnen Skalen realisiert werden. Vorteilhaft lassen sich bei einer solchen gemeinsamen DAC-Skala alle gemessenen Zählraten eines Detektorpixels in einem Schaubild darstellen. Vorteilhaft kann die gemeinsame DAC-Skala mit Hilfe der Hyperfläche mit einer Energieskala in Beziehung gebracht werden.
In einer besonders effektiven Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Detektorpixel in eine erste und eine zweite Gruppe eingeteilt. Dabei wird die erste Gruppe der Detektorpixel für die Kalibration des Strahlendetektors ausgewählt. Die Auswahl der von der ersten Gruppe umfassten Detektorpixel erfolgt nach einem gewissen Sortierkriterium, mit dem besonders gut für die Kalibration des Strahlendetektors geeignete Detektorpixel selektiert werden. Die zweite Gruppe bildet dann die restlichen Detektorpixel. Vorteilhaft wird die Kalibrierung auf Basis der geeigneten Detektorpixel durchgeführt, so dass ein exakteres Ergebnis erzielt wird. Das verwendete Sortierkriterium kann zum Beispiel darin bestehen, dass keine nah an einem Streustrahlgitter oder einer Sensorkante oder einem zuführenden Kabel befindlichen Detektorpixel berücksichtigt werden. Die der ersten Gruppe zugeordneten Detektorpixel werden im Folgenden auch als „saubere“ Pixel bezeichnet, welche keine Abschattung erfahren. Die Nutzung einer solchen Untergruppe der verfügbaren Pixel ermöglicht die Ermittlung von unverfälschten Messwerten, beispielsweise Zählwerten, die mit Hilfe der im Vorfeld gewonnenen Parameter die Kalibrierung einer Schwellwertskala mit einer Energieskala ermöglicht. Auf diese Weise wird das häufig auftretende Problem eines schlecht ausgerichteten Fokuspunktes oder des Einflusses möglicherweise suboptimal ausgerichteter Kollimatoren gelöst.
Besonders bevorzugt werden für die Kalibrierung Ensembles aus Detektorpixeln mit einem ausreichend gleichartigen Antwortverhalten der einzelnen Detektorpixel gebildet. Dabei werden die Ensembles der Detektorpixel vorzugsweise auf Basis mehrerer benachbarter Detektorpixel mit einem ausreichend gleichartigen Antwortverhalten der einzelnen Detektorpixel gebildet. Für die Kalibration werden dann als Eingangsgrößen nicht die Messwerte einzelner Detektorpixel, sondern auf einer statistischen Auswertung der Ensembles basierende Werte verwendet.
Beispielsweise wird einem Ensemble von Detektorpixeln ein Ensemble-Durchschnittswert der Messwerte der einzelnen Detektorpixel der Pixelgruppe zugeordnet. Die Messsignale dieser Pixel können zum Beispiel durch Addition zusammengefasst werden, um eine verbesserte statistische Signifikanz im Vergleich zur Messung eines Einzelpixels zu erhalten. Die Gruppierung der Pixel in Pixelgruppen erhöht deutlich das Signal-zu-Rausch-Verhältnis der bei der Testmessung erhaltenen Messwerte und verbessert daher die Güte und Verlässlichkeit der Extraktion von Emissions-Parametern bzw. erleichtert die Genauigkeit der Ermittlung der Referenzfläche auf Basis dieser Messung. Außerdem wird durch die Zusammenfassung in Pixelgruppen auch der Rechenaufwand für die Kalibrierung geringer.
Auch innerhalb der Pixel einer solchen Pixelgruppe können die einzelnen Schwellenwerte der einzelnen Detektorpixel auf eine gemeinsame Skala ausgerichtet werden. Eine solche Ausrichtung ist wenig sensitiv gegenüber der begrenzten Statistik der einzelnen Messwerte der zugrunde liegenden Testmessung und ermöglicht dadurch überhaupt erst die Zusammenfassung der Messwerte einer Pixelgruppe.
Um auch die Detektorpixel zu berücksichtigen, die nicht zu der ersten Gruppe von Detektorpixeln gehören, die also kein annähernd gleiches Antwortverhalten aufweisen, wird ein Angleichungsschritt bzw. Angleichschritt durchgeführt. Dieser Schritt ist in der Literatur auch als Homogenisierungsverfahren bekannt. Bei dem Angleichungsschritt wird das Antwortverhalten der ersten und der zweiten Gruppe der Detektorpixel an das Antwortverhalten der ersten Gruppe der Detektorpixel angeglichen. Verfahren zur Angleichung der Detektorpixel sind zum Beispiel in DE 10 2006 022 596 A1 und in DE 10 2011 080 656 B4 beschrieben, auf die hiermit Bezug genommen wird.
Bei dem in DE 10 2006 022 596 A1 beschriebenen Verfahren zur Angleichung des Antwortverhaltens von Detektorpixeln wird eine erste Messung mit ein erstes Energiespektrum aufweisender Strahlung durchgeführt, wobei eine innerhalb des ersten Energiespektrums liegende erste Energieschwelle für jedes Detektorpixel existiert. Die dabei ermittelten ersten Zählraten für Röntgenstrahlung unterhalb oder oberhalb der ersten Energieschwelle werden für jedes der Detektorpixel erfasst. Anschließend wird Röntgenstrahlung mit einem zweiten Energiespektrum emittiert, wobei die erste Energieschwelle unverändert bleibt. Wiederum werden zweite Zählraten für Röntgenstrahlung unterhalb oder oberhalb der ersten Energieschwelle für jedes der Detektorpixel erfasst. Anschließend wird für jedes der Detektorpixel ein Quotient aus der ersten Zählrate und der zweiten Zählrate gebildet. Die ersten Energieschwellen der Detektorpixel werden anschließend so geändert, dass eine Angleichung der Quotienten für die einzelnen Detektorpixel erfolgt. Vorteilhaft kann nun die Testmessung des erfindungsgemäßen Verfahrens gleichzeitig zur Angleichung des Antwortverhaltens der Detektorpixel genutzt werden. Mithin kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren aufgrund der Doppelnutzung der Messdaten der Testmessung Aufwand und Zeit eingespart werden.
Um den beschriebenen Angleichungsschritt der Detektorpixel ausführen zu können, umfasst das erfindungsgemäße Verfahren vorzugsweise eine zu der Testmessung zusätzliche Messung, welche mit einem zu der Testmessung unterschiedlichen Photonenflussspektrum durchgeführt wird. Diese zweite Messung entspricht dann der beschriebenen Messung mit einem zweiten Energiespektrum im Rahmen des in DE 10 2006 022 596 A1 beschriebenen Angleichungsverfahrens.
Der erfindungsgemäße Röntgendetektor kann insbesondere einen Detektionsbereich bzw. eine Detektionsfläche umfassen, welche ein Röntgenstrahlung direkt erfassendes bzw. absorbierendes Halbleitermaterial aufweist (Direktkonverter).
Es ist auch denkbar, dass der erfindungsgemäße Röntgendetektor einen Detektionsbereich mit Szintillatormaterial umfasst, welches Röntgenstrahlung zu Strahlung in anderen, insbesondere sichtbaren Spektralbereichen, wandelt. Die gewandelte Strahlung kann mit einem im Strahlungsweg dem Szintillator nachfolgend angeordneten und meist ebenfalls in der Detektionseinheit umfassten Halbleiterdetektor, beispielsweise einer Photodiode oder einem Silicon Photomultiplier, erfasst werden. Die Photodiode, der Silicon Photomultiplier bzw. der Halbleiterdetektor erzeugt dann ein Detektionssignal, welches ebenfalls hinsichtlich der spektralen Verteilung und Intensität der von dem Szintillator erfassten Röntgenstrahlung analysiert werden kann.
Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen noch einmal näher erläutert. Dabei sind in den verschiedenen Figuren gleiche Komponenten mit identischen Bezugsziffern versehen. Es zeigen:
1 ein Flussdiagramm, mit dem ein Verfahren zum Kalibrieren eines Strahlendetektors gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht wird,
2 ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren zum Kalibrieren eines Strahlendetektors gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht,
3 ein Schaubild, welches eine Zählrate einer Testmessung in Abhängigkeit von einer angepassten Schwellenwertskala eines Röntgendetektors veranschaulicht,
4 ein Schaubild, welches im Zusammenhang mit einer Kalibrationsmessung Zählraten einzelner Pixelgruppen in Abhängigkeit von einer gemeinsamen angepassten Schwellenwertskala zeigt,
5 ein Blockschaltbild, welches eine Kalibrationseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht,
6 ein Blockschaltbild, welches einen Röntgendetektor mit einer Kalibrationseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht.
In 1 wird in einem Flussdiagramm 100 ein Verfahren zum Kalibrieren eines Röntgendetektors gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht. Das Kalibrierungsverfahren dient zur Feinabstimmung durch den Benutzer. Es sind für den Röntgendetektor bereits allgemeine Kalibrierungsdaten, in diesem Fall Zählraten, in Abhängigkeit von Messparametern bekannt.
Für die Kalibrierung vor einer Anwendung des Röntgendetektors durch den Benutzer werden bei dem Schritt 1.I allgemeine Kalibrierungsdaten empfangen, welche eine Hyperfläche HF definieren. Die allgemeinen Kalibrierungsdaten beschreiben eine idealisierte Geräteeigenschaft eines Gerätetyps und können zum Beispiel in der Entwicklung bei einem Gerät dieses Typs ermittelt werden. Die ermittelten Kalibrierungsdaten gelten dann für alle Geräte dieses Typs. Die Hyperfläche HF repräsentiert eine Abhängigkeit der Messwerte des Röntgendetektors, beispielsweise einer Zählrate ZR, von einer Position P eines Detektorpixels, einem dem jeweiligen Detektorpixel zugeordneten Energieschwellenwert ES und einem Energiespektrum ENS der bei der Erfassung der Kalibrationsdaten verwendeten Röntgenstrahlung sowie einer Photonenflussdichte PFD. Mit der Hyperfläche HF wird eine Art höherdimensionaler Kennfläche erstellt, welche das Verhalten des Detektors in Abhängigkeit von den genannten Größen P, ES, ENS, PFD beschreibt.
Bei dem Schritt 1.II wird eine Testmessung HOM1 durchgeführt. Im Rahmen der Testmessung werden Messwerte, also beispielsweise Zählraten ZR des Strahlendetektors mit vorbestimmten elektronischen Schwellenwerten bzw. DAC-Werten des Strahlendetektors und vorbestimmten Eingangsgrößen der bei der Testmessung verwendeten Strahlenquelle erfasst. Die Eingangsgrößen der Strahlenquelle umfassen eine elektrische Röhrenspannung und insbesondere einen Röhrenstrom I_R. Diese Eingangsgrößen legen das Energiespektrum ENS und den Röntgenfluss der Röntgenröhre bzw. die Photonenflussdichte PFD fest und werden bei der Testmessung nicht geändert. Bei der Testmessung werden die DAC-Werte geändert, so dass Zählraten ZR für alle Einstellmöglichkeiten der elektronischen Schwellen der einzelnen Pixel des Röntgendetektors ermittelt werden. Auf Basis der bei dem Schritt 1.II ermittelten Messwerte wird bei dem Schritt 1.III ein Röntgenfluss FL_R ermittelt. Der Röntgenfluss FL_R ergibt sich aus der Änderung dm/dP der Steigung m einer die Messwerte, d.h. in diesem Fall Zählraten ZR bildenden Kurve (siehe 3) in Abhängigkeit von den Detektorpixeln bzw. der Position P der Detektorpixel. Die Position der Detektorpixel kann zum Beispiel durch zwei Parameter, den Winkel φ und die z-Position z auf dem Detektor, festgelegt werden. Dem Röntgenfluss entspricht ein Energiespektrum der bei der Testmessung verwendeten Röntgenstrahlung.
Bei dem Schritt 1.IV wird eine Referenzfläche RF auf Basis eines Vergleichs der Hyperfläche HF mit der bei dem Schritt 1.III ermittelten Änderung dm/dP der Steigung m bzw. dem sich daraus ergebenden Röntgenfluss FL_R ermittelt. Die Referenzfläche RF ist eine Darstellung der bei dem Röntgenfluss FL_R bzw. dem diesem Röntgenfluss FL_R entsprechenden Röhrenstrom I_R zu erwartenden Zählrate ZR als Funktion der Schwellenenergie ES und der Position P eines jeweiligen Pixels auf dem Röntgendetektor.
Bei dem Schritt 1.V wird eine Kalibrationsmessung mit dem ermittelten Röntgenfluss FL_R und einem einzigen vorbestimmten DAC-Wert durchgeführt. Wie bereits erwähnt, entspricht einem solchen DAC-Wert eine Steuerspannung des Röntgendetektors, welche elektronische Schwellen von Komparatoren in einem Signalanalysemodul des Röntgendetektors festlegt. Üblicherweise werden mit einer Mehrzahl, beispielsweise vier unterschiedlichen DAC-Werten in einem Pixel, vier unterschiedliche elektronische Schwellen EL angesteuert.
Mithin ergibt die Kalibrationsmessung jeweils vier Werte von Zählraten ZR(I_R, P, EL) pro Pixel in Abhängigkeit von dem Röhrenstrom I_R und der Position P der Pixel bei insgesamt vier elektronischen Schwellenwerten EL.
Bei dem Schritt 1.VI wird dann mit Hilfe der Referenzfläche RF den Messwerten bzw. Zählraten ZR für jede elektronische Schwelle EL ein Energieschwellenwert ES zugeordnet, welcher sich durch Vergleichen der ermittelten Zählrate ZR mit der Referenzfläche RF ergibt. Beispielsweise kann ein Verfahren basierend auf der Methode der kleinsten Quadrate angewandt werden, um die ermittelten Messwerte bzw. Zählraten ZR an die Referenzfläche RF anzupassen.
Auf Basis der ermittelten Energieschwellenwerte ES wird schließlich bei dem Schritt 1.VII eine lineare Beziehung einer Energieschwellenwertskala mit einer Skala der elektronischen Schwellenwerte EL für jeden der Pixel des Röntgendetektors ermittelt. Damit ist die Kalibrierung des Röntgendetektors abgeschlossen.
In 2 ist ein Flussdiagramm 200 gezeigt, welches ein Verfahren zum Kalibrieren eines Strahlendetektors gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht.
Anders als bei dem ersten Ausführungsbeispiel werden bei dem zweiten Ausführungsbeispiel zusätzliche Maßnahmen für eine exaktere Kalibrierung getroffen.
Zunächst werden bei dem Schritt 2.I analog zu dem Schritt 1.I allgemeine Kalibrierungsdaten empfangen, welche eine Hyperfläche HF definieren. Mit der Hyperfläche HF wird, wie bereits im Zusammenhang mit 1 erläutert, eine Art höherdimensionale Kennfläche erstellt, welche das Verhalten des Detektors in Abhängigkeit von der Pixelposition P, dem Energieschwellenwert ES, dem Energiespektrum ENS der Röntgenstrahlen und dem Röntgenfluss FL_R beschreibt.
Bei dem Schritt 2.II wird ähnlich wie bei dem Schritt 1.II eine Testmessung, hier allerdings im Rahmen einer ersten Messung HOM1 für eine Angleichung von Detektorpixeln mit unterschiedlichem Antwortverhalten, durchgeführt. Hintergrund der Angleichung ist, dass ein Teil der Pixel eines Strahlendetektors aufgrund einer Abschattung durch den Streustrahlkollimator und eines abweichenden Röntgenfokus im Vergleich zu den anderen Pixeln des Röntgendetektors kein gleichartiges Eingangssignal erhält. Um trotzdem gleichartiges Signale zu messen, müssen die erfassten Signale rechnerisch korrigiert werden. Hierfür werden insgesamt zwei Angleichungsmessungen HOM1, HOM2 mit unterschiedlichen Röntgenflüssen RF_L bzw. Röntgenröhrenströmen I_R durchgeführt. Als erste Angleichungsmessung HOM1 wird die bereits erwähnte Testmessung bei dem Schritt 2.II verwendet. Dabei werden bei einem festen Röntgenfluss FL_R für eine Vielzahl von DAC-Werten DAC Zählraten ZR(DAC) gemessen.
Bei dem Schritt 2.III erfolgt zunächst eine Art Justierung der vorhandenen Detektorpixel. Hierzu wird zunächst bei einem Schritt 2.IIIa eine Abstimmung bzw. Abbildung von Schwellwertskalen unterschiedlicher elektronischer Schwellen eines jeweiligen Pixels aufeinander vorgenommen. Jedem Pixel sind vier unterschiedliche elektronische Schwellen EL zugeordnet. Diese unterschiedlichen elektronischen Schwellen entsprechen unterschiedlichen Energiewerten bzw. Energieschwellwerten für Röntgenstrahlung. Umgekehrt wird ein und dieselbe Energieschwelle von unterschiedlichen Schwellen eines Pixels mit unterschiedlichen DAC-Werten eingestellt. Um die Auswertung zu vereinfachen, werden die unterschiedlichen DAC-Skalen für die einzelnen Schwellen EL ineinander umgerechnet bzw. aufeinander abgebildet, so dass nur eine einzige DAC-Skala pro Pixel mit angeglichenen Schwellwerten SW bei der Auswertung verwendet wird.
Bei dem Schritt 2.IIIb werden Pixel in Gruppen G_P aus einer Mehrzahl von Pixeln, nun als Subpixel bezeichnet, zusammengefasst. Die Zusammenfassung mehrerer Subpixel in einzelne Gruppen G_P ermöglicht die Ermittlung des Verhaltens der jeweiligen Gruppe G_P aus einem statistischen Parameter des Ensembles, beispielsweise dem Ensemble-Durchschnitt, der Einzelmessungen. Hierdurch wird die statistische Signifikanz gegenüber der Messung eines Einzelpixels wesentlich erhöht. Bei der Zusammenfassung der Subpixel werden nur solche Pixel zusammengefasst, die ein ausreichend gleichartiges Eingangssignal haben. Dadurch wird eine Fusion bzw. Überlagerung der Messergebnisse der einzelnen Pixel der Gruppe G_P ermöglicht. Um ein gleichartiges Eingangssignal der Subpixel einer Gruppe G_P zu erreichen, werden nur Subpixel ausgewählt, die nicht direkt an einer Streustrahlkollimatorwand liegen. Meist sind 4·4 oder 4·6 Subpixel durch Streustrahlkollimatorwände getrennt. Da die an den Streustrahlkollimatorwänden gelegenen Subpixel sich nicht für die „sauberen“ Pixelgruppen eignen, umfassen die Gruppen jeweils 2·2 bzw. 2·4 Subpixel. Die so ausgewählten Subpixel werden im Folgenden auch als „Auswahl sauberer Pixel“ oder bereinigte Pixelgruppe bezeichnet.
Bei dem Schritt 2.IIIc erfolgt analog zu dem Schritt 2.IIIa eine Art Abstimmung der Schwellwertskalen SW der einzelnen „sauberen“ Subpixel einer Gruppe G_P von Subpixeln, so dass eine gemeinsame Schwellwertskala SW_G für alle Subpixel einer Gruppe G_P erzeugt wird. Dadurch können die Messwerte aller Subpixel in eine gemeinsame Schwellwertskala SW_G eingetragen werden und können korrekt gemittelt werden.
Unter Berücksichtigung der abgestimmten Schwellwertskalen wird bei dem Schritt 2.III die bei dem Schritt 2.II vorgenommeine Testmessung HOM1 ausgewertet. Dabei werden die ermittelten Zählraten ZR auf einer abgestimmten, vereinheitlichten Skala mit Schwellwerten SW_G dargestellt. Die Zählraten ZR sind bereits über einzelne Pixelgruppen gemittelt und weisen daher, wie beschrieben, ein verbessertes statistische Verhalten auf.
In 3 ist ein Spektrum von Messergebnissen, in diesem Fall Zählraten, einer solchen Testmessung HOM1 für eine einzelne Pixelgruppe gezeigt. Die Zählrate ZR ist in dem in 3 gezeigten Schaubild in Abhängigkeit von abgestimmten DAC-Werten bzw. Schwellwerten SW_G dargestellt. Das Schaubild in 3 umfasst zwei charakteristische Maxima A, B, wobei das erste Maximum A durch die internen Fluoreszenzen des Sensormaterials CdTe des Detektors hervorgerufen wird und das zweite Maximum B durch die charakteristische Strahlung des Materials Wolfram der für die Testmessung HOM1 verwendeten Röntgenröhre entspricht. Die beiden Maxima können zur Abschätzung von Energiewerten für die diesen entsprechenden Schwellwerte SW_G genutzt werden. In einem mittleren Bereich zwischen SW_G = 30 bis SW_G = 50 ist ein sich annähernd linear verhaltender Bereich zu erkennen. Der Verlauf dm/dP der Steigungen m in diesem linearen Bereich über die Pixel bzw. deren Positionen P ist charakteristisch für eine bestimmte Röhrenstromstärke I_R. Daher wird bei dem Schritt 2.IV ein Vergleich der ermittelten Änderungen dm/dP der Steigungen mit der Hyperfläche HF vorgenommen und auf diese Weise die Röhrenstromstromstärke I_R der Angleichungsmessung HOM1 ermittelt, welche aus dem Hyperflächendiagramm abgelesen werden kann.
Die ermittelte Röhrenstromstärke I_R dient als Auswahlparameter für die Wahl einer geeigneten Referenzfläche RF aus der bekannten Hyperfläche HF.
Bei dem Schritt 2.V wird entsprechend der ermittelten Röhrenstromstärke I_R eine Referenzfläche RF als Bestandteil der Hyperfläche HF ausgewählt. Die Referenzfläche RF repräsentiert eine Abhängigkeit einer gemessenen Zählrate ZR von einer Röntgenstrahlenenergie und einem ausgewählten Pixel.
Nachfolgend wird bei dem Schritt 2.VI eine Kalibrierungsmessung KALIB mit demselben Röntgenfluss wie die Testmessung HOM1 ausgeführt. Die Kalibrierungsmessung KALIB wird jedoch nur mit einem einzigen DAC-Wert ausgeführt, so dass sie sehr schnell von statten geht. Anschließen erfolgt bei dem Schritt 2.VII eine sogenannte Ankerkalibrierung AK der sauberen Subpixel aller Pixelgruppen (Ensembles) G_P. Für alle Subpixel aller Pixelgruppen G_P liegen jetzt rauscharme Zählwerte bei bekanntem Röntgenfluss vor. Aufgrund der bei dem Schritt 2.IIIa durchgeführten Abstimmung der vier Schwellen eines jeden Subpixels liegen jetzt für jedes Subpixel vier Messwerte ZR vor, d.h. je ein Messwert in jeder Schwelle auf einer gemeinsamen für jeden Subpixel spezifischen DAC-Skala. Bei der Ankerkalibrierung AK wird nun jedem der „sauberen“ Subpixel zu jeder der vier Schwellen mit Hilfe der Referenzfläche RF ein Energiewert (in keV) zugeordnet. Diese Zuordnung schließt die Ankerkalibration AK ab.
Bei dem Schritt 2.VIII werden nun die kalibrierten Ankerpixel als Eingangswert für einen nachfolgenden Angleichungsschritt verwendet. Hierfür wird eine zweite Angleichungsmessung HOM2 mit einem anderen Röntgenfluss FL_R als er bei der ersten Angleichungsmessung HOM1, d.h. der Testmessung HOM1, verwendet wurde, durchgeführt.
Anschließend wird bei dem Schritt 2.IX die Ankerkalibrierung AK auf die Randpixel übertragen, welche nicht zu den „sauberen“ Subpixeln gehören. Schließlich erfolgt bei dem Schritt 2.X eine Erzeugung sogenannter DAC-Karten, bei denen den DAC-Werten der einzelnen Pixel Energieschwellenwerte ES entsprechend den einzelnen elektronischen Schwellen der Pixel zugeordnet werden. Hierfür werden die auf eine für vier Schwellen gemeinsame Schwellwertskala abgestimmten Schwellwerte SW wieder mit Hilfe des bei dem Schritt 2.IIIa vorgenommenen Abstimmungsverfahrens, welches nun quasi rückwärts durchgeführt wird, in unterschiedliche DAC-Werte der einzelnen Schwellen EL umgerechnet. Die dabei ermittelten Kalibrierungstabellen können auch für eine weitere iterative Vorgehensweise genutzt werden. Dabei werden die ermittelten elektronischen Schwellenwerte EL wieder auf eine gemeinsame Schwellenwertskala mit gemeinsamen Schwellenwerten SW abgebildet. Die bei der ersten Angleichungsmessung HOM1 erfassten Messwerte werden anschließend in den einzelnen Pixelgruppen über alle „sauberen Subpixel“ gemittelt. Nachfolgend wird die Ermittlung der Steigung m der Messwerte wie bei dem Schritt 2.IV, aber auf der nun exakteren Schwellenwertskala durchgeführt. Mithin kann der Röntgenröhrenstrom I_R exakter abgeschätzt werden. Anschließend kann die Auswertung der Kalibrierungsmessung KALIB ebenfalls wiederholt werden, so dass genauere Kalibrierungsdaten erhalten werden können.
In 3 ist ein sogenanntes Kanalgruppenspektrum gezeigt, welches die bei einer Angleichungsmessung HOM1 ermittelten Zählraten ZR in Abhängigkeit von bereits aufeinander abgestimmten Schwellenwerten SW_G darstellt. Wie bereits erwähnt, wird ein erstes lokales Maximum A durch Sensormaterial CdTe verursacht und ein zweites lokales Maximum B durch die charakteristische Strahlung der Röntgenröhre, welche aus Wolfram besteht, bewirkt. Ein dazwischen liegender Bereich mit sehr gleichmäßiger Steigung m wird für die Ermittlung einer Referenzfläche RF auf Basis der Hyperfläche HF genutzt. Dabei ist der Verlauf der ermittelten Steigungen d.h. die Änderung dm/dP der ermittelten Steigungen in Abhängigkeit von den Positionen P der Pixel charakteristisch für eine verwendete Röhrenstromstärke I_R. Falls der Röhrenstrom auf andere Weise bekannt ist, können die Schritte zur Ermittlung des Röhrenstroms, also beispielsweise der Schritt 2.IV bzw. die Schritte 1.III, 1.IV auch weggelassen werden.
Weiterhin kann in einem iterativen Vorgehen nach einem ersten Kalibrierungsvorgang gemäß den Schritten 2.I bis 2.X bei der Ermittlung der Steigung m geprüft werden, ob sich die beiden Maxima A, B an den korrekten Positionen im Energiespektrum befinden. Sollte sich hier eine Abweichung gegenüber den grundsätzlich bekannten Positionen der beiden Maxima A, B ergeben, so kann diese durch entsprechende Verschiebung von Schwellenwerten reduziert werden.
Diese Art der Feinjustage kann auch bereits während des ersten Durchgangs nach dem Schritt 2.VII nach der Ankerkalibrierung AK ergänzend oder alternativ vorgenommen werden.
Durch die mögliche Iteration des Verfahrens ohne weitere Messungen kann die Qualität der Kalibrierung weiter verbessert werden. Gleichzeitig sorgt diese Vorgehensweise für eine hohe Selbstkonsistenz der Kalibrierung mit der Hyperfläche HF.
In 4 ist ein Schaubild gezeigt, welches eine Ankerkalibration mehrerer Gruppen von „sauberen“ Subpixeln veranschaulicht. In dem Schaubild sind Zählraten ZR (in Einheiten 1/s) in Abhängigkeit von bereits in einzelnen Gruppen G_P von Subpixeln abgestimmten Schwellwerten SW_G gezeigt. Die Zählraten ZR ein und desselben Pixels bzw. ein- und derselben Pixelgruppe G_P, aber für unterschiedliche Schwellen, sind miteinander über durchgezogene Striche verbunden. Die Zählraten ZR der Kalibrierungsmessung KALIB werden zunächst monitorkorrigiert und über die gesamte Messdauer gemittelt, um möglichst rauscharme Zählraten ZR zu erhalten. Die gruppenweise ermittelten Zählraten ZR lassen sich auf einzelne „saubere“ Subpixel übertragen. Durch Vergleich der Referenzfläche RF für jedes einzelne Subpixel lässt sich nun den Schwellwerten SW der Subpixel jeweils ein Energiewert bzw. Energieschwellenwert ES in keV zuordnen. Damit ist eine Kalibration der Energieschwellen der „sauberen“ Subpixel erreicht. Die übrigen Pixel werden dann mit Hilfe der im Zusammenhang mit 2 beschriebenen Angleichungsmessung kalibriert.
In 5 ist eine Kalibrationseinrichtung 50 für einen Strahlendetektor 1 (siehe 6) schematisch veranschaulicht. Die Kalibrationseinrichtung 50 umfasst eine Datenempfangsschnittstelle 51 zum Empfangen von allgemeinen Kalibrationsdaten, welche eine Hyperfläche HF definieren. Wie bereits erwähnt, definiert die Hyperfläche HF eine Abhängigkeit von Messwerten des Strahlendetektors 1 von einer Position P eines Detektorpixels, einem dem Detektorpixel zugeordneten Energieschwellenwert ES, einem Energiespektrum ENS und einem Röntgenfluss FL_R bzw. einem damit korrelierten Röhrenstrom I_R der bei der Erfassung der Kalibrationsdaten zu detektierenden Strahlung. Die die Hyperfläche HF definierenden Daten werden an eine Referenzflächen-Ermittlungseinheit 52 übermittelt. Die Referenzflächen-Ermittlungseinheit 52 ermittelt eine Referenzfläche RF auf Basis eines Vergleichs der Hyperfläche HF mit einem das Photonenflussspektrum der verwendeten Röntgenstrahlung charakterisierenden Wert I_R. Hierzu erhält die Referenzflächen-Ermittlungseinheit 52 Messdaten, in diesem Fall Zählratenwerte ZR, von einer Messeinheit 53, welche die Messdaten im Rahmen einer Testmessung HOM1 (siehe 1, 2) erfasst. Mit Hilfe der Messeinheit 53 werden auch Schwelleneinstellbefehle SEB übermittelt, mit denen die Signalschwellen bzw. elektronischen Schwellen der einzelnen Kanäle der Detektorpixel eingestellt werden.
Die ermittelten Daten bezüglich der Referenzfläche RF werden an eine Auswertungseinheit 54 übermittelt. Die Auswertungseinheit 54 empfängt zusätzlich von der Messeinheit 53 Messdaten, in diesem konkreten Fall Zählratenwerte ZR. Diese Messdaten werden im Rahmen einer Kalibrationsmessung KALIB gewonnen. Auf Basis der Kalibrations-Messwerte ZR und der Referenzfläche RF werden Energieschwellenwerte ES entsprechenden elektronischen Schwellenwerten SW zugeordnet. Die die Zuordnung zwischen den Energieschwellenwerten ES und den elektronischen Schwellenwerten SW darstellenden Kalibrationsdaten KD werden dann an eine Ausgangsschnittstelle 55 übermittelt, welche diese Kalibrationsdaten KD an eine Datenbank DB (siehe 6) ausgibt, in der eine Kalibriertabelle gespeichert wird.
In 6 ist schematisch ein Halbleiterdetektor 1 gezeigt, der als Direktkonverter funktioniert. Ein solcher Detektor 1 wird beispielsweise in einem Computertomographen verwendet. Der Halbleiterdetektor 1 ist als planarer Pixeldetektor ausgebildet. Er umfasst Halbleitermaterial 2 in Form eines Einkristalls als Detektormaterial. Das Halbleitermaterial ist auf der einen Seite mit einer Metallfläche bedeckt, die einen elektrischen Rückseitenkontakt 3 bildet. An dem Rückseitenkontakt 3 liegt eine Spannung HV an.
Die gegenüberliegende Seite des Einkristalls 2 ist mit einer strukturierten Metallisierung bedeckt, deren einzelne Teilflächen als Pixelkontakte 4 ausgebildet sind und in ihrer Gesamtheit eine Pixelmatrix bilden. Die Größe und die Abstände der Pixelkontakte 4 bestimmen zusammen mit weiteren Materialparametern des Hableitermaterials 2 das maximale Ortsauflösungsvermögen des Detektors 1. Die Auflösung liegt gewöhnlich im Bereich von 10 bis 500 μm. Die einzelnen Pixelkontakte 4 sind jeweils an separate Auslese-Elektronikschaltungen 5 angeschlossen, mit denen Messsignale s₁, s₂, s₃, s₄ detektiert werden. Die in den Ausleseschaltungen 5 verbauten Komparatoren lassen sich mit elektronischen Schwellenspannungen auf die Detektion bestimmter Spektralanteile von Röntgenstrahlung einstellen.
Weiterhin umfasst der Detektor ein Additionselement 6, mit dem die Messsignale s₁, s₂, s₃, s₄zu einem Gruppensignal G zusammengefasst werden. Das Additionselement kann auch eine Gewichtung der einzelnen Messsignale bzw. Pixelsignale ausführen, bevor es diese addiert. Um die einzelnen Signale s₁, s₂, s₃, s₄ korrekt zu addieren, müssen die elektronischen Schwellen der diesen zugeordneten Komparatoren derart eingestellt sein, dass sie exakt derselben Energieschwelle entsprechen. Hierfür wird die in 5 gezeigte Kalibrationseinrichtung 50 eingesetzt. Die Kalibrationseinrichtung 50 sendet dafür im Rahmen des im Zusammenhang mit 1 und 2 gezeigten Kalibrierverfahrens Schwelleneinstellbefehle SEB an die Komparatoren 5 um deren Komparatorschwelle zu ändern bzw. schließlich einzustellen und erhält Messsignale ZR von den einzelnen Komparatoren 5 (nur die Signalverbindung zu dem ein viertes Signal s₄ übertragenden Komparator ist eingezeichnet, zu den anderen Komparatoren sind jedoch analog dazu ebenfalls Signalverbindungen vorhanden). Weiterhin steuert die Kalibrationseinrichtung 50 im Rahmen des Kalibrierverfahrens mit Hilfe von Steuerbefehlen SB auch eine Röntgenröhre R an, wobei der Röntgenfluss für die einzelnen Messungen HOM1, HOM2, KALIB entsprechend geändert wird. Nach der erfolgten Kalibrierung werden die ermittelten Kalibrierungsdaten KD an eine Datenbank DB übermittelt. Die Datenbank umfasst auch die allgemeinen Kalibrierungsdaten, welche die Hyperfläche HF definieren. Die Kalibrierungsdaten KD können zum Beispiel bei einer Verarbeitung der Zählraten ZR der einzelnen Pixel in der Additionseinheit 6 genutzt werden, um die Zählraten ZR entsprechend den korrekt zugeordneten Energiewerten korrekt zu addieren.
Es wird angemerkt, dass die Anordnung 1 in 6 als Querschnitt gezeigt ist und daher die Anordnung 1 in 1 insgesamt 4 Pixelkontakte umfasst. Zur besseren Verdeutlichung wurden entsprechend der Querschnittsansicht nur 4 Pixelkontakte pro Pixelgruppe eingezeichnet. Wie bereits erwähnt, sind auch 16 oder eine andere Anzahl Pixelkontakte pro Pixelgruppe üblich.
Der in 6 gezeigte Detektor 1 funktioniert wie folgt: Auf den Detektor 1 einfallende Röntgenstrahlung bewirkt Wechselwirkungen der Röntgenquanten mit dem Halbleitermaterial 2 des Detektors 1, wobei Elektronen-Loch-Paare erzeugt werden. Die an die Kontakte des Detektors angelegte Spannung HV erzeugt ein elektrisches Feld, welches die erzeugten Ladungsträger zu den elektrischen Kontakten, insbesondere zu den Pixelkontakten 4 hin bewegt. Die Ladungsbewegung im Sensormaterial zwischen den Elektroden bzw. Pixelkontakten 4 des Detektors 1 erzeugt einen elektrischen Ladungspuls, der proportional zur absorbierten Energie der Röntgenstrahlung ist. Dieser Ladungspuls wird von der angeschlossenen Ausleseelektronik 5 ausgelesen. Die von der Ausleseelektronik 5 erfassten Pixelsignale s₁, s₂, s₃, s₄ werden an eine Additionseinheit 6 weitergeleitet, welche die Messsignale s₁, s₂, s₃, s₄ (eigentlich die Messsignale s₁ bis s₁₆) zu einem Gruppensignal G zusammenfasst.
Abschließend ist darauf hinzuweisen, dass die Merkmale sämtlicher Ausführungsbeispiele oder in Figuren offenbarter Weiterbildungen in beliebiger Kombination verwendet werden können. Es wird abschließend ebenfalls darauf hingewiesen, dass es sich bei dem vorhergehend detailliert beschriebenen Röntgendetektor, dem Röntgenbildgebungssystem, der Kalibrierungseinrichtung und dem Verfahren zum Kalibrieren eines Strahlendetektors lediglich um Ausführungsbeispiele handelt, welche vom Fachmann in verschiedenster Weise modifiziert werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise kann der Röntgendetektor auch als ringförmiger Detektor ausgebildet sein, der einen Messraum eines Bildgebungssystems vollständig in einer Richtung umschließt. Weiterhin schließt die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein“ bzw. „eine“ nicht aus, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können. Ebenso schließt der Begriff „Einheit“ nicht aus, dass die betreffenden Komponenten aus mehreren zusammenwirkenden Teil-Komponenten bestehen, die gegebenenfalls auch räumlich verteilt sein können.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102006022596 A1 [0051, 0052, 0053]
DE 102011080656 B4 [0051]

Claims

Verfahren zum Kalibrieren eines Strahlendetektors (1), aufweisend die Schritte: – Empfangen von allgemeinen Kalibrationsdaten, welche eine Hyperfläche (HF) zur Kalibration von elektronischen Schwellenwerten (EL, SW) definieren, – Erfassen von Kalibrations-Messwerten mittels einer Kalibrationsmessung (KALIB), – Zuordnen von Energieschwellenwerten (ES) zu entsprechenden elektronischen Schwellenwerten (EL) auf Basis der erfassten Kalibrations-Messwerte und der Hyperfläche (HF).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Hyperfläche (HF) das Antwortverhalten des Strahlendetektors (1) in Abhängigkeit von einer Mehrzahl von Messsystem- und Detektorparametern (P, ES, ENS, PFD) repräsentiert.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Referenzfläche (RF) als Teilmenge der Hyperfläche (HF) verwendet wird, um die Zuordnung der Energieschwellenwerte (ES) zu entsprechenden elektronischen Schwellenwerten (EL, SW) auf Basis der Kalibrationsmessung (KALIB) zu ermitteln.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Teilmenge durch einen das Photonenflussspektrum kennzeichnenden Emissions-Parameter (I_R) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Emissions-Parameter die Stromstärke (I_R) eines Röhrenstroms charakterisiert, welcher die bei der Kalibrierung verwendete Strahlenquelle (R) speist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die Referenzfläche (RF) auf Basis von bei einer zusätzlichen Testmessung (HOM1) erfassten Messwerten ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Referenzfläche (RF) auf Basis des Verlaufs der bei der Testmessung (HOM1) erfassten Messwerte über die Detektorpixel ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Referenzfläche (RF) auf Basis des Verlaufs eines auf Basis der bei der Testmessung (HOM1) erfassten Messwerte ermittelten Steigungsparameters (m) über die Detektorpixel ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Testmessung (HOM1) zusätzlich zur Gewinnung von Messwerten für einen weiteren Kalibrierschritt genutzt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine Abbildung der unterschiedlichen elektronischen Schwellen (EL) desselben Detektorpixels auf eine gemeinsame Skala (SW) durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Detektorpixel in einer erste und eine zweite Gruppe eingeteilt werden und die erste Gruppe der Detektorpixel für die Kalibration des Strahlendetektors (1) ausgewählt wird, wobei die von der ersten Gruppe umfassten Detektorpixel nach einem gewissen Sortierkriterium besonders geeignet für die Kalibration des Strahlendetektors (1) sind.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei Ensembles (G_P) aus Detektorpixeln mit einem ausreichend gleichartigen Antwortverhalten der einzelnen Detektorpixel gebildet werden und wobei auf einer statistischen Auswertung der Ensembles (G_P) basierende Werte als Eingangsgrößen für die Kalibration des Strahlendetektors (1) verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei ein Angleichungsschritt durchgeführt wird, mit dem das Antwortverhalten der ersten und der zweiten Gruppe der Detektorpixel an das Antwortverhalten der ersten Gruppe der Detektorpixel angeglichen wird.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei für den Angleichungsschritt eine zu der Testmessung (HOM1) zusätzliche Messung (HOM2) durchgeführt wird, welche mit einem zu der Testmessung (HOM1) unterschiedlichen Photonenflussspektrum durchgeführt wird.
Kalibrationseinrichtung (50) für einen Strahlendetektor (1), aufweisend: – eine Datenempfangsschnittstelle (51) zum Empfangen von allgemeinen Kalibrationsdaten, welche eine Hyperfläche (HF) zur Kalibration von elektronischen Schwellenwerten (EL, SW) definieren, – eine Messeinheit (53) zum Erfassen von Kalibrations-Messwerten mittels einer Kalibrationsmessung (KALIB), – eine Auswertungseinheit (54) zum Zuordnen von Energieschwellenwerten (ES) zu entsprechenden elektronischen Schwellenwerten (EL, SW) auf Basis der erfassten Kalibrations-Messwerte und der Hyperfläche (HF).
Röntgendetektor (1), aufweisend: – einer Detektionseinheit (2, 3, 4), welche ein Detektionssignal für auf die Detektionseinheit (2, 3, 4) auftreffende Röntgenstrahlung erzeugt, und – eine Signalauswertungseinheit (5, 6), welche auf Basis des Detektionssignals einen Satz von Messwerten für auf die Detektionseinheit (2, 3, 4) auftreffende Röntgenstrahlung ermittelt, – eine Kalibrationseinrichtung (50) nach Anspruch 15.
Röntgenbildgebungssystem, insbesondere CT-System, mit einer Röntgenquelle (R) und einem Röntgendetektor (1) nach Anspruch 16.
Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm, welches direkt in eine Speichereinrichtung eines Röntgenbildgebungssystems ladbar ist, mit Programmabschnitten, um alle Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 14 auszuführen, wenn das Computerprogramm in dem Röntgenbildgebungssystem ausgeführt wird.
Computerlesbares Medium, auf welchem von einer Rechnereinheit einlesbare und ausführbare Programmabschnitte gespeichert sind, um alle Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 14 auszuführen, wenn die Programmabschnitte von der Rechnereinheit ausgeführt werden.