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Die Erfindung betrifft ein Detektormodul für einen Röntgendetektor. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Röntgendetektor zur Bildaufnahme eines von Röntgenstrahlung durchstrahlten Objektes. Ferner betrifft die Erfindung ein Röntgengerät mit einem Röntgendetektor.
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Ein Röntgendetektor bildet meist einen Teil eines Röntgengerätes und wird dabei üblicherweise in bildgebenden Anwendungen, wie beispielsweise für Computertomographie-Aufnahmen in der medizinischen Bildgebung genutzt, um ein räumliches Bild eines Untersuchungsbereiches eines Patienten zu erzeugen. Ein herkömmliches Röntgengerät weist üblicherweise eine Röntgenstrahlenquelle sowie den Röntgendetektor auf.
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Für eine Röntgenbildaufnahme wird ein Messobjekt zwischen der Röntgenstrahlenquelle und dem Röntgendetektor positioniert. Bei einem Röntgengerät für medizinische Anwendungen handelt es sich bei dem Messobjekt regelmäßig um einen Patienten. Anschließend werden von der Röntgenstrahlenquelle Röntgenstrahlen auf das Messobjekt projiziert. Die Röntgenstrahlen dringen durch das Messobjekt hindurch und werden dabei (in Abhängigkeit von der Dichte des Messobjekts) unterschiedlich abgeschwächt. Mittels des Röntgendetektors werden die Intensitäten der (durch das Objekt transmittierten und somit abgeschwächten) Röntgenstrahlen erfasst.
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Bei Röntgendetektoren wird grundsätzlich zwischen indirektwandelnden Röntgendetektoren und direkt-wandelnden Röntgendetektoren unterschieden. Zur Erfassung der transmittierten Röntgenstrahlen weist ein indirekt-wandelnder Röntgendetektor eine für Röntgenstrahlung sensitive (Sensor-)Schicht aus einem Szintillatormaterial auf, das auftreffende Röntgenstrahlung in sichtbares Licht umwandelt. Dieses sichtbare Licht wird dann mittels einer Photodiode in ein elektrisches Signal überführt. Bei einem direkt-wandelnden Röntgendetektor ist die Sensorschicht aus einem Halbleitermaterial wie beispielsweise Cadmiumtellurid gebildet, in dem einfallende Röntgenstrahlung unmittelbar in ein elektrisches Signal umgewandelt wird. Die jeweiligen elektrischen Signale werden in einer dem Detektormodul jeweils zugeordneten Ausleseelektronik (auch als Backend-Elektronik bezeichnet) erfasst, gesammelt, sowie gegebenenfalls zwischengespeichert, verstärkt und in digitale Signale gewandelt.
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Vor dem Hintergrund einer einfachen und kostengünstigen Fertigung eines großflächigen Röntgendetektors wird die gesamte sensitive Detektorfläche häufig aus kleineren, einzeln gefertigten Detektormodul zusammengesetzt. Jedes Detektormodul umfasst dabei in der Regel bereits mehrere Detektorpixel. Das heißt, dass jedes Detektormodul ortsselektiv und parallel mehrere Signale detektieren kann, die in einem nachfolgend aus den Signalen aller Detektormodule zusammengesetzten Rasterbild jeweils einen Bildpunkt dieses Rasterbilds repräsentieren. Die Detektormodule selbst sind wiederum in der Regel zur Ausbildung der Detektorfläche zeilen- oder arrayförmig angeordnet.
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Bei der Röntgenbildaufnahme werden die von den Detektormodulen erzeugten Messdaten (auch: Messsignale) ausgehend von den Detektormodulen mittels einer Datenübertagungselektronik (sowie im Rahmen eines Computertomographen üblicherweise mittels eines Schleifrings) an einen zur Bildbearbeitung eingesetzten Bildrechner gesendet. Die Datenübertagungselektronik sammelt hierbei die Daten der Detektormodule, bereitet diese auf und überträgt sie protokolliert und gebündelt weiter. Die Übertragung erfolgt entweder direkt an den Bildrechner, oder, beispielsweise bei sehr vielen Detektormodulen mit mehreren (dezentral) verteilten Elektronik-Flachbaugruppen, an eine zentrale Datenschnittstelle, die wiederum die Übermittlung der Detektordaten an den Bildrechner übernimmt.
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Unabhängig von dem Übertragungsweg benötigt das jeweilige Detektormodul, insbesondere dessen Backend-Elektronik Mittel sowohl zur Datenübertragung von der Backend-Elektronik weg als auch zur Leistungsübertragung auf die Backend-Elektronik. Diese Mittel sind üblicherweise durch entsprechend ausgebildete, physisch unterschiedliche Schnittstellen gebildet. Häufig erfolgt die Leistungsübertragung dabei mit Hilfe von häufig vergleichsweise starken (Kupfer- )Kabeln, wohingegen für die Datenübertragung vergleichsweise dünne Kupferleitungen und/oder auch Glasfasern für entsprechend hohe Datenübertagungsgeschwindigkeiten zum Einsatz kommen.
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Des Weiteren werden häufig für die detektorinterne Datenübertragung auch spezielle (Datenübertragungs-)Protokolle eingesetzt. Insbesondere kommen bei den Schnittstellen unterschiedlicher Übertragungsstufen (zwischen Detektormodul und Elektronik sowie zwischen Elektronik und Bildrechner oder der Datenschnittstelle) innerhalb eines Röntgengeräts oft auch jeweils eigene Protokolle zum Einsatz, die somit auch in unterschiedlicher Steuersoftware zu implementieren und zu verifizieren sind.
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Der Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, die Montage von Röntgendetektoren zu vereinfachen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Detektormodul mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Weiter wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch einen Röntgendetektor mit den Merkmalen des Anspruchs 2. Die Aufgabe wird außerdem erfindungsgemäß gelöst durch ein Röntgengerät mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Vorteilhafte und teils für sich erfinderische Ausführungsformen und Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung dargelegt.
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Das erfindungsgemäße Detektormodul ist zum Einsatz in einem Röntgengerät eingerichtet und vorgesehen. Das Detektormodul umfasst dabei eine röntgensensitive Schicht, eine der röntgensensitiven Schicht zugeordnete Ausleseelektronik, sowie eine erste Schnittstelle. Die erste Schnittstelle ist dabei sowohl zur Leistungsübertragung auf die Ausleseelektronik, als auch zur Datenübertragung von der Ausleseelektronik (d. h. insbesondere von dieser „weg“, vorzugsweise auf ein übergeordnetes Datenverarbeitungsmodul, das insbesondere Teil eines Röntgendetektors ist) ausgebildet.
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Das heißt, dass die zur Bildaufnahme notwendige Energieversorgung eines Detektormoduls (bzw. dessen jeweiliger Bauelemente) und im Rahmen einer Bildaufnahme gewonnene Daten über eine gemeinsame Schnittstelle (vorzugsweise mit hoher Übertragungsrate) übertragen werden. Insbesondere ist für jedes Detektormodul nur eine einzige Schnittstelle vorgesehen. Als Resultat können vorteilhafterweise innerhalb des Detektormoduls separate Stecker, die die jeweiligen für die Datenübertragung und für die Leistungsübertragung erforderlichen Anschlusskontakte umfassen, eingespart werden.
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Durch die erfindungsgemäße Integration von Leistungsübertragung und Datenübertragung in nur eine Schnittstelle werden somit vorteilhafterweise die Montage und der Einbau von Detektormodulen in einem Röntgendetektor deutlich vereinfacht. Vorzugsweise kommt dabei (insbesondere im bestimmungsgemäßen Einbauzustand in dem Röntgendetektor) zur Leistungs- und Datenübertragung auf das bzw. von dem Detektormodul auch eine gemeinsame Leitung (d. h. insbesondere nur ein einziges Kabel) zum Einsatz, so dass insbesondere auch ein sonst vergleichsweise hoher Verkabelungsaufwand aufgrund separater Kabel für die Datenübertragung und die Leistungsversorgung verringert werden kann. In diesem Fall erfolgt die Energieversorgung somit vorzugsweise über ein Datennetz, das zur Übertragung der Messsignale innerhalb des Röntgendetektors und/oder des den Röntgendetektor umfassenden Röntgengeräts dient.
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Vorteilhafterweise ist dabei auch der Einsatz standardisierter, kommerziell erhältlicher Schnittstellen möglich, die sowohl eine Daten- als auch eine Leistungsübertragung erlauben. Vorzugsweise kommt eine solche standardisierte Schnittstelle auch zum Einsatz und ersetzt somit die bisher eingesetzten separaten und aufwändig entwickelten Daten- und Leistungsübertragungsschnittstellen.
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Als Detektormodul wird hier und im Folgenden eine Einheit eines Röntgendetektors bezeichnet. Ein Detektormodul trägt eine röntgensensitive Schicht - also eine für Röntgenstrahlung sensitive Sensorschicht - zur Wandlung von Röntgenstrahlung unmittelbar in ein elektrisches Signal (im Falle eines direkt-wandelnden Detektors) oder in sichtbares Lichts (im Falle eines indirekt-wandelnden Detektors). In letzterem Fall ist der röntgensensitiven Schicht zur Wandlung des sichtbaren Lichts in ein elektrisches Signal eine Photodiode nachgeordnet. In beiden Fällen trägt das Detektormodul ferner vorzugsweise auch eine Kapazität (d. h. insbesondere einen Kondensator) zur Zwischenspeicherung des elektrischen Signals. Zweckmäßigerweise weist das Detektormodul außerdem mehrere Detektorpixel (und somit insbesondere auch mehrere Photodioden und/oder Kondensatoren) auf.
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Außerdem umfasst das Detektormodul die der röntgensensitiven Schicht zugeordnete Ausleseelektronik. Die röntgensensitive Schicht ist der Ausleseelektronik insbesondere in Einfallrichtung der Röntgenstrahlung vorgeschaltet. Im Fall eines direkt-wandelnden Detektors ist die röntgensensitive Schicht unmittelbar elektrisch mit der Ausleseelektronik kontaktiert. Die Ausleseelektronik umfasst dabei vorzugsweise ein ASIC, der bspw. zum Verstärken, Filtern, Glätten oder dergleichen der Messsignale dient.
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Unter einem übergeordneten Datenverarbeitungsmodul, auch als Data Handling Front End Electronic (DHFEE) bezeichnet, wird hier und im Folgenden ein elektronisches System verstanden, auf welches insbesondere von mehreren Detektormodulen die im Rahmen der Bildaufnahme (mittels eines Röntgendetektors bzw. in einem entsprechenden Röntgengerät) erhaltenen Daten (Messsignale) übertragen werden. Das Datenverarbeitungsmodul dient insbesondere der Datenaufbereitung, der Codierung der aufbereiteten Daten, sowie deren Bündelung zur weiteren Ausgabe.
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Die Ausgabe der Daten ausgehend von dem Datenverarbeitungsmodul erfolgt dann vorzugsweise an eine entsprechend übergeordnete Steuer- und Auswerteeinheit, die zweckmäßigerweise Teil eines zur Röntgenbildaufnahme eingesetzten Röntgengeräts ist. Die Steuer- und Auswerteeinheit umfasst zweckmäßigerweise einen Microcontroller und/oder einen FPGA (Field Programmable Gate Array). Weiter ist es zweckmäßig, wenn der sie Steuer- und Auswerteeinheit einen Speicher umfasst, in welchem die Funktionalität einer Bildberechnung lauffähig implementiert ist.
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Der erfindungsgemäße Röntgendetektor umfasst eine Anzahl von benachbart zueinander angeordneten, eine Detektorfläche bildenden Detektormodulen der vorstehend beschriebenen Art. D. h. das jeweilige Detektormodul umfasst die röntgensensitive Schicht, die der röntgensensitiven Schicht zugeordnete Ausleseelektronik, sowie die erste Schnittstelle. Die jeweilige erste Schnittstelle ist dabei sowohl zur Leistungsübertragung auf die korrespondierende Ausleseelektronik, als auch zur Datenübertragung von der Ausleseelektronik (vorzugsweise auf das übergeordnete Datenverarbeitungsmodul) ausgebildet.
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Der erfindungsgemäße Röntgendetektor dient somit zur Bildaufnahme eines von Röntgenstrahlung durchstrahlten Objektes. Insbesondere ist der erfindungsgemäße Röntgendetektor zum Einsatz in einem (medizinischen oder industriellen) Röntgengerät, vorzugsweise einem Computertomographen eingerichtet und vorgesehen. Alternativ ist es im Rahmen der Erfindung aber ebenfalls möglich, den Röntgendetektor in einem anderen Gerät einzusetzen, das eine große Detektorfläche mit mehreren Elementen aufweist, z. B. ein C-Bogen-Röntgengerät oder ein Elektronenmikroskop mit Röntgenanalyse.
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Der Röntgendetektor nutzt in einer bevorzugten Ausführung für jedes Detektormodul eine standardisierte Schnittstelle, über welche sowohl Daten als auch Leistung übertragen werden. Derartige Schnittstellen erlauben den Austausch von bislang gängigen, zur Datenübertragung und zur Leistungsübertragung separat eingesetzten Schnittstellen durch eine gemeinsame (einzelne) Schnittstelle. Vorzugsweise kommt dabei - wie vorstehend beschrieben für jede (erste) Schnittstelle - eine gemeinsame Leitung, insbesondere ein gemeinsames Kabel zur Leistungs- und Datenübertragung zum Einsatz. Insbesondere bei großflächigen Röntgendetektoren mit einer Vielzahl von Detektormodulen wird so vorteilhafterweise die Montage durch verringerten Bauteilebedarf (Kabel, Stecker, etc.) vereinfacht.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführung umfasst der Röntgendetektor das vorstehend beschriebene Datenverarbeitungsmodul. Das jeweilige Detektormodul ist dabei zweckmäßigerweise mittels der ersten Schnittstelle (sowie vorzugsweise mittels jeweils einer gemeinsamen Leitung) mit dem Datenverarbeitungsmodul signalübertragungstechnisch verschaltet. Die Datenübertragung vom Detektormodul auf das Datenverarbeitungsmodul erfolgt somit insbesondere unmittelbar. Zusätzlich wird das jeweilige Detektormodul über die erste Schnittstelle von dem Datenverarbeitungsmodul mit Energie versorgt. Das Datenverarbeitungsmodul ist im vorliegenden Fall somit zweckmäßigerweise auch zur Leistungsbereitstellung, insbesondere zur Wandlung eines Spannungswerts einer an das Datenverarbeitungsmodul bereitgestellten Versorgungsspannung auf einen zum Betrieb des Detektormoduls erforderlichen Betriebsspannungswert eingerichtet. Vorzugsweise umfasst das Datenverarbeitungsmodul jeweils eine zu der jeweiligen ersten Schnittstelle des Detektormoduls korrespondierende erste „Gegenschnittstelle“, an der eine entsprechende, zu dem jeweiligen Detektorelement führende Leitung (insbesondere ein Kabel) angeschlossen ist.
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In einer zweckmäßigen Ausführung ist die erste Schnittstelle in das jeweils zugeordnete Detektormodul, insbesondere in dessen Ausleseelektronik integriert. Eine Integration der Schnittstelle verringert hierbei insbesondere den von dem Detektormodul eingenommenen Bauraum. Vorzugsweise ist die Schnittstelle dabei auf einem Schaltungsträger der Ausleseelektronik des jeweiligen Detektormoduls (beispielsweise in Form eines entsprechenden Steckers zum Anschluss einer Leitung bzw. eines Kabels) aufgebracht ist.
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In einer weiteren zweckmäßigen Ausführung umfasst das Datenverarbeitungsmodul (vorzugweise in einer in Datenflussrichtung dem jeweiligen Detektormodul abgewandten Richtung) eine zweite Schnittstelle zur Datenübertragung und zur Leistungsversorgung. Diese zweite Schnittstelle dient dabei insbesondere zur elektrischen (auch: signalübertragungstechnischen) Verbindung mit einer übergeordneten Einheit, insbesondere einer Steuer- und Auswerteeinheit, die vorzugsweise dem den Röntgendetektor umfassenden Röntgengerät zugeordnet ist. Als zweite Schnittstelle kommt dabei, analog zur ersten Schnittstelle, vorzugsweise ebenfalls eine solche gemeinsame Schnittstelle zum Einsatz, die sowohl zur Leistungsübertragung auf das Datenverarbeitungsmodul (vorzugsweise von der Steuer- und Auswerteeinheit her), als auch zur Datenübertragung von dem Datenverarbeitungsmodul (weg) vorzugsweise auf die Steuer- und Auswerteeinheit ausgebildet ist. Die Energieversorgung des Datenverarbeitungsmoduls erfolgt somit nicht separat, sondern stattdessen gemeinsam mit der Datenübertragung (insbesondere gegenläufig zur Datenflussrichtung) über die gemeinsame Schnittstelle und vorzugsweise über ein und dasselbe Leitungselement (insbesondere ein gemeinsames Kabel). Somit kann vorteilhafterweise der Montage- und Verkabelungsaufwand weiter gesenkt werden.
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Die zweite Schnittstelle ist vorzugsweise - gleichfalls wie die erste Schnittstelle in das Detektormodul - in das Datenverarbeitungsmodul integriert. Auch hier kann somit dank dieser Integration der Schnittstelle die Montage eines entsprechenden Röntgendetektors mit - im Vergleich zu derzeit eingesetzten Röntgendetektoren - verringertem Bauraum erfolgen.
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In einer im Rahmen der Erfindung denkbaren Ausführung umfasst der Röntgendetektor mehrere Datenverarbeitungsmodule, denen jeweils eine Gruppe von mehreren Detektormodulen aufgeschaltet ist. Durch eine derartige „Dezentralisierung“ kann die Verkabelung insbesondere eines langgestreckten Röntgendetektors, d. h. ein Röntgendetektor mit einer Vielzahl von in einer Linie nebeneinander aber nur vergleichsweise wenig in Reihe hintereinander angeordneten Detektormodulen, vereinfacht werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Röntgendetektor eine dem oder jedem Datenverarbeitungsmodul (insbesondere signalübertragungstechnisch) nachgeschaltete (im Rahmen des Röntgengeräts somit vorzugsweise dem Datenverarbeitungsmodul und der Steuer- und Auswerteeinheit zwischengeschaltete) Datensteuerungseinheit. Die Datensteuerungseinheit, auch als Data Transmission Controller (DTC) bezeichnet, dient insbesondere der Übermittlung der in dem Datenverarbeitungsmodul aufbereiteten Daten an die Steuer- und Auswerteeinheit. Optional dient die Datensteuerungseinheit auch zur Codierung, Komprimierung oder dergleichen der Daten gemäß einem zur Datenübertragung an die Steuer- und Auswerteeinheit herangezogenen Protokoll.
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Insbesondere für den Fall mehrerer Datenverarbeitungsmodule ist die Datensteuerungseinheit in einer zweckmäßigen Ausführung als ein separates Bauteil ausgebildet und als solches mit dem bzw. dem jeweiligen Datenverarbeitungsmodul verschaltet. Bei einer solchen Ausgestaltung ist das Datenverarbeitungsmodul zweckmäßigerweise mittels der zweiten Schnittstelle mit der Datensteuerungseinheit verschaltet (und weist zweckmäßigerweise ein zu der zweiten Schnittstelle korrespondierende zweite „Gegenschnittstelle“ auf). Die Datensteuerungseinheit weist dann bevorzugt eine dritte Schnittstelle zur Verschaltung mit der Steuer- und Auswerteeinheit des Röntgengeräts auf. Auch diese dritte Schnittstelle ist vorzugsweise zur Leistungsübertragung auf die Datensteuerungseinheit (vorzugsweise von der Steuer- und Auswerteeinheit), als auch zur Datenübertragung von der Datensteuerungseinheit (insbesondere auf die Steuer- und Auswerteeinheit) ausgebildet.
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In einer alternativen, vorteilhaften Ausführung ist die Datensteuerungseinheit Teil des Datenverarbeitungsmoduls. Mit anderen Worten ist die Datensteuerungseinheit bevorzugt in das oder das jeweilige Datenverarbeitungsmodul integriert. Entsprechend sind nur zwei Schnittstellen (bzw. gegebenenfalls Schnittstellenpaare aus erster Schnittstelle und erster Gegenschnittstelle sowie aus zweiter Schnittstelle und zweiter Gegenschnittstelle) notwendig, um im bestimmungsgemäßen Einsatzzustand des Röntgendetektors in dem Röntgengerät die Datenübertragung von dem jeweiligen Detektormodul des Röntgendetektors zur Steuer- und Auswerteeinheit des Röntgengeräts, sowie die Energieversorgung der Komponenten des Röntgendetektors sicherzustellen.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die erste Schnittstelle und/oder die zweite Schnittstelle (sowie gegebenenfalls die dritte Schnittstelle und/oder die korrespondierenden Gegenschnittstellen) als Power-over-Ethernet-Schnittstellen ausgebildet. Der Einsatz der insbesondere standardisierten Power-over-Ethernet („POE“) Technologie ermöglicht vorteilhafterweise, den Aufbau des Röntgendetektors weiter zu vereinfachen, da vorzugsweise auch auf standardisierte Datenübertagungsprotokolle zurückgegriffen werden kann. Ein „extra“ schnittstellenspezifisch implementiertes Datenübertragungsprotokoll kann somit entfallen.
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Eine Power-over-Ethernet-Schnittstelle ermöglicht vorteilhafterweise außerdem bis zu 25.5W (48V) an Leistung (bzw. Spannung) je POE-Schnittstelle zu übertragen. Zukünftige Power-over-Ethernet-Schnittstellen erlauben eine Leistungsübertragung von bis zu 100W. Hinzu kommen Datenraten von bis zu 1 Gigabit/s („Gigabit-Ethernet“). Diese standardisierten Gigabit-Ethernet Datenübertragungstechnologien inklusive der integrierten Leistungsschnittstelle (mit Leistungen von bis zu 25.5W bei 48V) ersetzen die bisher eingesetzten separaten und aufwändig entwickelten Datenschnittstellen innerhalb des Röntgendetektors, sowie vorzugsweise von dem Röntgendetektor auf die übergeordneten Komponenten des Röntgengeräts, insbesondere des CT-Detektors. Dies bedeutet eine wesentliche Vereinfachung bei der Entwicklung von detektorinternen Schnittstellen. Weiter können durch die 48V-Technologie des Power-over-Ethernets hohe Leistungen bei geringen Strömen innerhalb des Röntgendetektors übertragen werden. Die Leistungsverluste innerhalb der Kabel werden so verringert.
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Das erfindungsgemäße Röntgengerät umfasst den Röntgendetektor der vorbeschriebenen Art. Vorzugseise umfasst das Röntgengerät auch eine (Röntgen-)Strahlungsquelle zur Durchstrahlung eines zu untersuchenden Objektes, wie beispielsweise eines Patienten.
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In einer bevorzugten Ausführung umfasst das Röntgengerät des Weiteren die vorstehend beschriebene Steuer- und Auswerteeinheit, die insbesondere mit dem Datenverarbeitungsmodul bzw. gegebenenfalls mit der Datensteuerungseinheit mittels der zweiten bzw. dritten Schnittstelle verschaltet ist. Die Steuer- und Auswerteeinheit dient dabei zweckmäßigerweise sowohl als Bediengerät zur Steuerung des Röntgendetektors zur Bildaufnahme, als auch zur Berechnung und Darstellung der Röntgenbilder. Die Steuer- und Auswerteeinheit kann dabei im Rahmen der Erfindung als nicht-programmierbare elektronische Schaltung ausgebildet sein und hierbei beispielsweise in eine Steuerung des Röntgengeräts integriert sein. Vorzugsweise ist die Steuer- und Auswerteeinheit allerdings zumindest im Kern durch einen Mikrocontroller und einen zugeordneten Speicher gebildet, in dem die Funktionalität der Bildberechnung und Bilddarstellung in Form eines Softwaremoduls implementiert ist. Vorzugsweise handelt es sich bei der Steuer- und Auswerteeinheit um eine Recheneinheit (z. B. einen Industrie-PC, eine Workstation oder dergleichen), die dem Röntgengerät zugeordnet ist.
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Grundsätzlich kann es sich bei dem Röntgengerät im Rahmen der Erfindung um ein solches mit einem großflächigen, flachen und insbesondere im Betrieb unbewegten Röntgendetektor handeln. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Röntgengerät allerdings um einen Computertomographen, dessen Röntgendetektor regelmäßig mit einer Länge von etwa 1 m im Vergleich zu seiner Breite langgestreckt ist. Bei dem Röntgendetektor handelt es sich somit entsprechend vorzugsweise um einen solchen für einen Computertomographen.
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Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
- 1 in einer schematischen und ausschnitthaften Darstellung ein Röntgengerät mit einem Röntgendetektor, der mehrere Detektormodule aufweist.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren stets mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist schematisch ein Röntgengerät 1 dargestellt, das einen eine Vielzahl von Detektormodulen 22 umfassenden Röntgendetektors 3 aufweist. Jedes der Detektormodule 2 des Röntgendetektors 3 umfasst eine röntgensensitive Schicht 5, sowie eine der röntgensensitiven Schicht 5 zugeordnete Ausleseelektronik 7.
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Die Detektormodule 2 sind benachbart zueinander angeordnet. Jede röntgensensitive Schicht ist Teil einer Detektorfläche 9. Die röntgensensitiven Schichten 5 bilden also gemeinsam die Detektorfläche 9. Sowohl die röntgensensitiven Schichten 5, die Ausleseelektroniken 7, sowie die Detektorfläche 9 sind hier nur angedeutet und aus Gründen der Übersichtlichkeit nur teilweise eingezeichnet.
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In jedes Detektormodul 2 ist eine erste Schnittstelle 11 integriert. Mittels dieser Schnittstelle 11 ist das jeweilige Detektormodul 2 mit einem übergeordneten Datenverarbeitungsmodul 13 des Röntgendetektors 3 verschaltet. Vorliegend sind drei Datenverarbeitungsmodule 13 gezeigt, die jeweils mit einer Vielzahl von Detektormodulen 2 verschaltet sind. Das jeweilige Datenverarbeitungsmodul 13 weist in nicht näher dargestellter Weise außerdem jeweils eine zu der jeweiligen Schnittstelle 11 korrespondierende Gegenschnittstelle auf. Innerhalb des bzw. der Datenverarbeitungsmodule 13 werden die im Rahmen der Bildaufnahme von den Detektormodulen 2 erzeugten Messsignale (auch: Messdaten) aufbereitet, codiert und gebündelt.
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Bei der Schnittstelle 11 handelt es sich um eine standardisierte Power-over-Ethernet-Schnittstelle, mittels welcher die zur Bildaufnahme notwendige Energie- oder Leistungsversorgung der Detektormodule 2 und die Datenübertragung ausgehend von den Detektormodulen 2 auf das Datenverarbeitungsmodul 13 integral erfolgt. Pro Detektormodul 2 ist somit nur eine Schnittstelle 11 zur Daten- und Leistungsübertragung vorgesehen, so dass sowohl separate Stecker als auch Kabel innerhalb der bzw. an den Detektormodulen 2, die bislang separat zur Leistungsübertragung vorgesehen werden mussten, entfallen.
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Dem Röntgendetektor 3, konkret den Datenverarbeitungsmodulen 13 ist eine dem Röntgengerät 1 zugeordnete Steuer- und Auswerteeinheit 15 nachgeschaltet. In das bzw. das jeweilige Datenverarbeitungsmodul 13 ist außerdem eine Datensteuerungseinheit 17 integriert, die der Übermittlung der in dem jeweiligen Datenverarbeitungsmodul 13 aufbereiteten Daten an die Steuer- und Auswerteeinheit 15 dient.
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Die Steuer- und Auswerteeinheit 15 steuert den Röntgendetektor 3 im Rahmen einer Röntgenbildaufnahme an und dient gleichzeitig der Bildberechnung und der Bilddarstellung. Die Steuer- und Auswerteeinheit 15 umfasst hierzu einen Microcontroller 19 und einen zugeordneten Speicher 21, in dem die Funktionalität einer Bildberechnung lauffähig implementiert ist.
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Die Datenverarbeitungsmodule 13 sind jeweils mittels einer zweiten Schnittstelle 23 mit der Steuer- und Auswerteeinheit 15 verschaltet. Auch die jeweiligen zweiten Schnittstellen 23 sind als Power-over-Ethernet-Schnittstelle ausgebildet und sind jeweils in das entsprechende Datenverarbeitungsmodul 13 integriert. Die Übermittlung der aufbereiteten Daten ausgehend von den Datenverarbeitungsmodulen 13, ebenso wie die Leistungsübertragung auf die Datenverarbeitungsmodule 13 erfolgt somit auch hier über eine gemeinsame Schnittstelle 23.
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Der Gegenstand der Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr können weitere Ausführungsformen der Erfindung von dem Fachmann aus der vorstehenden Beschreibung abgeleitet werden.
