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Die Erfindung betrifft ein Röntgendetektormodul umfassend eine Mehrzahl an Auswerteeinheiten und eine Anzahl an Weiterleitungseinheiten, eine Auswerteeinheit zur Verwendung in einem solchen Röntgendetektormodul, ein medizinisches Bildgebungsgerät umfassend ein Röntgendetektormodul und ein Verfahren zum Betreiben eines Röntgendetektormoduls.
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In der Röntgenbildgebung, beispielsweise in der Computertomographie, der Angiographie oder der Radiographie, können zählende direkt-konvertierende Röntgendetektoren oder integrierende indirekt-konvertierende Röntgendetektoren verwendet werden.
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Die Röntgenstrahlung oder die Photonen können in direktkonvertierenden Röntgendetektoren durch ein geeignetes Konvertermaterial in elektrische Pulse umgewandelt werden. Als Konvertermaterial können beispielsweise CdTe, CZT, CdZnTeSe, CdTeSe, CdMnTe, InP, TlBr2, HgI2, GaAs oder andere verwendet werden. Die elektrischen Pulse werden von einer Auswerteeinheit, beispielsweise einem integrierten Schaltkreis (Application Specific Integrated Circuit, ASIC), bewertet. In zählenden Röntgendetektoren wird einfallende Röntgenstrahlung durch Zählen der elektrischen Pulse, welche durch die Absorption von Röntgenphotonen im Konvertermaterial ausgelöst werden, gemessen. Die Höhe des elektrischen Pulses ist in der Regel proportional zur Energie des absorbierten Röntgenphotons. Dadurch kann eine spektrale Information durch den Vergleich der Höhe des elektrischen Pulses mit einem Schwellwert extrahiert werden.
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Die Röntgenstrahlung oder die Photonen können in indirekt-konvertierenden Röntgendetektoren durch ein geeignetes Konvertermaterial in Licht und mittels Photodioden in elektrische Pulse umgewandelt werden. Als Konvertermaterial werden häufig Szintillatoren, beispielsweise GOS (Gd2O2S), CsJ, YGO oder LuTAG, eingesetzt. Szintillatoren werden insbesondere in der medizinischen Röntgenbildgebung im Energiebereich bis 1MeV eingesetzt. Üblicherweise werden sogenannte indirekt-konvertierende Röntgendetektoren, sogenannte Szintillatordetektoren, verwendet, bei denen die Konvertierung der Röntgen- oder Gammastrahlen in elektrische Signale in zwei Stufen erfolgt. In einer ersten Stufe werden die Röntgen- oder Gammaquanten in einem Szintillatorelement absorbiert und in optisch sichtbares Licht umgewandelt, dieser Effekt wird Lumineszenz genannt. Das durch Lumineszenz angeregte Licht wird anschließend in einer zweiten Stufe durch eine mit dem Szintillatorelement optisch gekoppelten ersten Photodiode in ein elektrisches Signal umgewandelt, und über eine Auswerteeinheit weiterverarbeitet und ausgelesen.
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In einer Detektorvorrichtung für Computertomographiesysteme werden häufig Daten von einer großen Vielzahl an Auswerteeinheiten ausgelesen und verarbeitet. Dabei können auch eine Mehrzahl an Auswerteeinheiten, insbesondere ASICs, zu einer Baueinheit zusammengefasst werden, welche beispielsweise auf einem gemeinsamen Trägermaterial angeordnet sind oder mit einer gemeinsamen Konvertereinheit umfassend das Konvertermaterial gekoppelt sind.
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Für die Konfiguration und Datenauslese sind Datenleitungen zu jeder der Auswerteeinheit notwendig. Bei einer Vielzahl an Auswerteeinheiten führt dies zu einem erheblichen Verkabelungsaufwand und zu entsprechenden Kosten und Platzverbrauch. Dies umfasst auch die Notwendigkeit Platz für ausreichend viele Kontakte oder für Steckverbindungen auf den elektronischen Bauteilen vorzusehen. Dies kann wiederrum zu der Notwendigkeit von größer dimensionierten Bauteilen, Steckern oder Gehäusen und damit ebenfalls zu mehr Kosten und Platzverbrauch führen. Der große Platzverbrauch, auch auf den elektronischen Bauteilen und Trägermaterialien, welcher nicht anderweitig genutzt werden kann, kann darüber hinaus einer effizienten Kühlung der Elemente entgegenstehen, wenn eine für eine Wärmeableitung zur Verfügung stehende Fläche reduziert ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Röntgendetektormodul, eine Auswerteeinheit für die Verwendung in einem solchen Röntgendetektormodul, ein medizinisches Bildgebungsgerät und ein Verfahren zum Betreiben eines Röntgendetektormoduls bereitzustellen, welches einen reduzierten Verkabelungsaufwand ermöglicht.
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Die Druckschrift
DE 10 2016 221 221 A1 offenbart eine Detektorvorrichtung aufweisend mindestens einen Röntgendetektor, welcher eine netzwerkfähige Netzwerkeinheit aufweist, und eine mit der Netzwerkeinheit des Röntgendetektors verbundene Vermittlungseinheit.
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Die Druckschrift
DE 10 2004 006 769 B3 offenbart eine Auslesevorrichtung zum Auswählen einer Speicherzelle aus einer Mehrzahl von Speicherzellen und zum Auslesen eines in der Speicherzelle abgelegten Datenworts umfassend eine hierarchische Anordnung von Multiplexern mit jeweils zwei Eingängen, die in Form eines Multiplexerbaums angeordnet sein können.
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Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Weitere vorteilhafte und teils für sich erfinderische Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung dargelegt.
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Die Erfindung betrifft Röntgendetektormodul umfassend zumindest eine Mehrzahl an Auswerteeinheiten und eine Anzahl an Weiterleitungseinheiten. Die Mehrzahl an Auswerteeinheiten ist mit zumindest einer Konvertereinheit gekoppelt ist, welche ausgebildet ist eintreffende Röntgenstrahlung in elektrische Signale umzuwandeln. Jede Auswerteeinheit der Mehrzahl an Auswerteeinheiten weist eine Vielzahl an Pixelelektroniken zur pixelweisen Verarbeitung der elektrischen Signale von der Konvertereinheit auf, wobei basierend auf den verarbeiteten elektrischen Signalen der Vielzahl an Pixelelektroniken von jeder Auswerteeinheit der Mehrzahl an Auswerteeinheiten ein Messdatensatz bereitstellbar ist.
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Eine Weiterleitungseinheit der Anzahl an Weiterleitungseinheiten weist zumindest einen ersten Dateneingang zum Empfangen eines Messdatensatzes einer ersten Auswerteeinheit der Mehrzahl und einen zweiten Dateneingang zum Empfangen zumindest eines weitergeleiteten Messdatensatzes von einer weiteren Weiterleitungseinheit der Anzahl an Weiterleitungseinheiten auf.
Weiterhin ist jede Weiterleitungseinheit der Anzahl an Weiterleitungseinheiten ausgebildet, die über den ersten Dateneingang und zweiten Dateneingang empfangenen Messdatensätze über einen gemeinsamen Datenausgang an eine gekoppelte Empfangseinheit weiterzuleiten. Die Empfangseinheit kann dann über eine Datenleitung mit der Weiterleitungseinheit über den gemeinsamen Datenausgang gekoppelt sein. Die von der Weiterleitungseinheit empfangenen Messdaten können derart über eine gemeinsame Datenleitung weitergeleitet werden.
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In anderen Worten, jede Weiterleitungseinheit der erfindungsgemäßen Anzahl kann zumindest einen ersten Dateneingang, einen zweiten Dateneingang und einen gemeinsamen Datenausgang aufweist und ausgebildet sein kann, über den ersten Dateneingang zumindest einen Messdatensatz einer ersten Auswerteeinheit der Mehrzahl zu empfangen, über den zweiten Dateneingang zumindest einen von einer weiteren Weiterleitungseinheit der Anzahl an Weiterleitungseinheiten weitergeleiteten Messdatensatz einer Auswerteeinheit der Mehrzahl zu empfangen, und die über den ersten Dateneingang und zweiten Dateneingang empfangenen Messdatensätze über einen gemeinsamen Datenausgang an eine gekoppelte Empfangseinheit weiterzuleiten.
Eine Weiterleitungseinheit kann insbesondere dazu ausgebildet sein, einen Messdatensatz über den ersten Dateneingang bzw. den zweiten Dateneingang zu empfangen, indem eine Datenleitung zwischen einem entsprechende Dateneingang der Weiterleitungseinheit und einem Datenausgang einer Auswerteeinheit der Mehrzahl an Auswerteeinheiten oder dem Datenausgang einer weiteren Weiterleitungseinheit der Anzahl an Weiterleitungseinheiten ausgebildet ist.
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Eine Weiterleitungseinheit der Anzahl kann auch mehr als zwei Dateneingänge zum Empfangen von Messdatensätzen aufweisen.
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Wenn das Röntgendetektormodul eine Mehrzahl an Weiterleitungseinheiten umfasst, dann kann die Mehrzahl an Weiterleitungseinheiten sowohl eine Weiterleitungseinheit umfassen, welche zumindest einen ersten Dateneingang zum Empfangen eines Messdatensatzes einer ersten Auswerteeinheit der Mehrzahl an Auswerteeinheiten und einen zweiten Dateneingang zum Empfangen eines Messdatensatzes einer zweiten, von der ersten verschiedenen Auswerteeinheit der Mehrzahl an Auswerteeinheitenaufweist, als auch eine Weiterleitungseinheit umfassen, welche zumindest einen ersten Dateneingang zum Empfangen eines Messdatensatzes einer ersten Auswerteeinheit der Mehrzahl an Auswerteeinheiten und einen zweiten Dateneingang zum Empfangen zumindest eines weitergeleiteten Messdatensatzes von einer weiteren Weiterleitungseinheit der Anzahl an Weiterleitungseinheiten aufweist.
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Neben der Anzahl an Weiterleitungseinheiten, welche ausgebildet sind, zumindest über einen ersten und zweiten Dateneingang Messdatensätze zu empfangen, kann ein Röntgendetektormodul auch eine oder mehrere Weiterleitungseinheiten umfassen, welche nur über einen Dateneingang einen Messdatensatz empfangen. Dies kann dann vorliegen, wenn lediglich ein Dateneingang mit einer Auswerteeinheit der Mehrzahl oder einer weiteren Weiterleitungseinheit über eine Datenleitung gekoppelt ist. Auch in diesem Fall kann eine solche Weiterleitungseinheit prinzipiell gleichartig wie eine Weiterleitungseinheit der erfindungsgemäßen Anzahl an Weiterleitungseinheiten aufgebaut sein, jedoch zumindest einen ungekoppelten und damit ungenutzten Dateneingang aufweisen, so dass hierüber kein Messdatensatz empfangen wird.
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Die Empfangseinheit kann eine weitere Weiterleitungseinheit der Anzahl an Weiterleitungseinheiten umfassen bzw. dieser entsprechen und ausgebildet sein zumindest über einen zweiten Dateneingang den weitergeleiteten Messdatensatz zu empfangen und diesen wiederrum über einen gemeinsamen Datenausgang an eine weitere Empfangseinheit weiterzuleiten. Die Empfangseinheit kann aber auch anderweitig ausgebildet sein. Die Empfangseinheit kann beispielswiese als eine dem Röntgendetektormodul zugeordnete Ausleseeinheit ausgebildet sein. Eine solche Ausleseeinheit kann insbesondere eine der Mehrzahl an Auswerteeinheiten nachgelagerte Baueinheit darstellen, welche ausgelegt ist, die Messdatensätze aller Auswerteinheiten der Mehrzahl zu empfangen. Die Ausleseeinheit kann ausgelegt sein, die empfangenen Messdatensätze aller Auswerteinheiten der Mehrzahl für ein Auslesen beispielsweise an eine externe Recheneinheit bereitzustellen. Die Ausleseeinheit kann als eine Ausleseplatine, insbesondere mehrlagige Ausleseplatine, ausgebildet sein. Die Ausleseeinheit kann Schaltungskreise aufweisen, welche eine vorläufige Weiterverarbeitung der Messdatensätze umsetzt. Dies kann beispielsweise eine Komprimierung der Messdaten für eine erleichterte Datenübertragung oder auch Korrekturen der Messdaten umfassen. Die Ausleseeinheit kann beispielsweise ein oder mehrere programmierbare Logikgatter (Field Programmable Gate Array, FPGA) umfassen, welche für das Empfangen von Messdatensätzen der Mehrzahl an Auswerteeinheiten und/oder die vorläufige Weiterverarbeitung der Messdatensätze konfiguriert ist bzw. sind. Eine solche Ausleseeinheit kann darüber hinaus auch mit einer Mehrzahl an Röntgendetektormodulen, jeweils umfassend eine Mehrzahl an Auswerteeinheiten, gekoppelt sein.
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Bei dem Röntgendetektormodul kann es sich um ein direkt-konvertierendes oder indirekt-konvertierendes Röntgendetektormodul handeln. Das heißt, die zumindest eine Konvertereinheit kann ein direkt-konvertierendes Konvertermaterial, beispielsweise CdTe, CZT, CdZnTeSe, CdTeSe, CdMnTe, InP, TlBr2, HgI2, GaAs oder andere umfassen. Die Konvertereinheit kann bei einem indirekt-konvertierenden Röntgendetektor beispielsweise ein Szintillatormaterial umfassen. An das Szintillatormaterial anschließend kann eine Photodiodenmatrix angeordnet sein.
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Die hier beschriebene Mehrzahl an Auswerteinheiten kann mit einer gemeinsamen, flächig ausgebildeten Konvertereinheit gekoppelt sein. In diesem Fall kann einer größeren, durchgängig ausgebildeten Konvertereinheit mehrere in ihrer flächigen Ausdehnung kleinere Auswerteeinheiten zugeordnet sein. Vorteilhaft können kleinere ausgebildete Auswerteeinheiten kostengünstiger bereitgestellt werden. Es kann jedoch auch Ausbildungen geben, wobei jeweils nur eine Teilzahl oder auch nur eine der hier beschriebenen Mehrzahl an Auswerteinheiten mit jeweils einer Konvertereinheit gekoppelt ist. Die Mehrzahl an Auswerteeinheiten kann eine Baueinheit darstellen. Die hier beschriebene Mehrzahl an Auswerteinheiten kann mit der Konvertereinheit oder den Konvertereinheiten als eine Baueinheit ausgebildet sein. Die Auswerteinheiten der Mehrzahl können auch auf einer gemeinsamen Trägereinheit angeordnet sein. Beispielweise kann die Trägerschicht eine Trägerkeramik oder eine Trägerplatine oder ähnliches umfassen. Eine Trägereinheit kann eine strukturell stabilisierende Funktion oder auch Funktionen einer Datenweiterleitung von den Auswerteeinheiten hin zu einer Ausleseeinheit übernehmen.
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Die hier beschriebene Mehrzahl an Auswerteeinheiten umfasst zumindest zwei Auswerteeinheiten. Beispielsweise umfasst die Mehrzahl vier oder sechs Auswerteinheiten. Die Mehrzahl kann auch mehr als sechs Auswerteeinheiten umfassen.
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Die Auswerteeinheiten der Mehrzahl an Auswerteeinheiten können als integrierter Schaltkreis, insbesondere als anwendungsspezifischer, integrierter Schaltkreis (ASIC), ausgebildet sein.
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Ein erfindungsgemäßes Röntgendetektormodul kann neben der zumindest einen (ersten) Mehrzahl auch eine oder mehrere weitere Mehrzahlen an Auswerteinheiten und diesen zugeordneten Konvertereinheiten umfassen. Die weitere Mehrzahl bzw. weiteren Mehrzahlen können dann im Wesentlichen in ähnlicher oder gleicher Weise ausgebildet sein wie die zumindest eine (erste) Mehrzahl.
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Eine jeweilige Auswerteeinheit der Mehrzahl an Auswerteeinheiten ist über elektrisch leitende Verbindungen mit der ihr zugeordneten Konvertereinheit gekoppelt. In der Regel kann jeder Pixelelektronik der Vielzahl an Pixelelektroniken in einer Auswerteeinheit eine elektrisch leitende Verbindung zugeordnet werden. Es kann jedoch auch Ausbildungen geben, wobei eine Teilzahl der Pixelelektroniken keine Verbindung zu einer Konvertereinheit aufweist.
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Die Pixelelektroniken sind vorzugsweise ausgebildet die über die elektrisch leitende Verbindung von der ihr zugeordneten Konvertereinheit eingespeiste Signale pixelweise zu verarbeiten. Eine pixelweise Verarbeitung erlaubt dabei insbesondere eine ortsaufgelöste Vermessung der eintreffenden Röntgenstrahlung. Die Pixelelektroniken einer Auswerteeinheit der Mehrzahl können auch als Elektronikpixel bezeichnet werden. Daneben können auch Verbindungen zwischen Pixelelektroniken einer Auswerteeinheit ausgebildet sein, welche eine Verrechnung, Zusammenfassung oder Anpassung der in den jeweiligen Pixelelektroniken verarbeiteten Signale untereinander ermöglicht.
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Die Pixelelektroniken können insbesondere ausgebildet sein die in der Regel analogen Signale, welche von der zugeordneten Konvertereinheit eingespeist werden, zu digitalisieren, so dass nach der Verarbeitung der elektrischen Signale durch die Vielzahl an Pixelelektroniken von einer jeweiliger Auswerteeinheit ein digitaler Messdatensatz basierend auf den gemessenen und verarbeiteten Signalen in der Vielzahl an Pixelelektroniken einer Auswerteeinheit bereitstellbar ist. Der Messdatensatz kann die digitalisierten Messdaten von einer Mehrzahl an Pixelelektroniken einer Auswerteeinheit umfassen. Wird beispielsweise von jeder Pixelelektronik einer Auswerteeinheit jeweils ein verarbeitetes, digitales Signal bereitgestellt, kann der Messdatensatz einer Auswerteeinheit die verarbeiteten, digitalen Signale aller Pixelelektroniken der Auswerteinheit umfassen, welche während eines Auslesezeitfensters, d.h. in der Regel zwischen zwei aufeinanderfolgenden Auslesen, gesammelt wurden. Basierend auf diesen Messdaten kann, beispielweise mittels eines Bildrekonstruktionsalgorithmus, ein Röntgenbilddatensatz erzeugt werden.
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Die Übertragung eines Messdatensatzes von einer Auswerteeinheit der Mehrzahl an Auswerteeinheiten im Rahmen einer Auslese der gemessenen Daten kann als ein vollständiges Datenbündel ausgeführt werden. Das heißt, es können jeweils alle zu dem Messdatensatz gehörige Messdaten zusammenhängend ausgelesen/übertragen werden. Es kann jedoch auch Ausbildungen geben, wobei die Messdaten eines Messdatensatzes in Teileinheiten unterteilt, d.h. mehrteilig, übertragen werden. Eine erneute Zuordnung der Teileinheiten zu einem Messdatensatz einer konkreten Auswerteeinheit kann dann nach einer Übertragung, beispielsweise erst in einer Ausleseeinheit, stattfinden.
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Vorzugsweise ist der Messdatensatz bzw. die Teileinheiten identifizierbar, so dass der Messdatensatz einer Auswerteeinheit zugeordnet werden bzw. die Teileinheiten eines Messdatensatzes nach einer Übertragung wieder dem Messdatensatz zugeordnet werden können. Dies kann die Integration einer geeigneten Signatur im Messdatensatz oder den Teileinheiten umfassen, beispielsweise eines Headers oder Trailers. Dies kann auch durch eine gezielte Ansteuerung oder eine gezielte zeitliche Abstimmung der Ansteuerung und Auslese der Mehrzahl an Auswerteeinheiten oder Weiterleitungseinheiten während der Auslese des Messdatensatzes oder anderweitig sichergestellt werden. Beispielsweise kann die Identifizierbarkeit durch ein festes Muster im zu übertragenden Datenstrom von den Auswerteeinheiten an eine Ausleseeinheit erreicht werden, wobei die Aneinanderreihung der Messdatensätze bzw. Teilmessdatensätze von verschiedenen Auswerteeinheiten im Datenstrom diesem festen Muster folgt. Beispielsweise kann jeder Auswerteeinheit relativ zu einem an die Auswerteeinheiten ausgegebenen Startsignal ein Zeitschlitz, d.h. ein Zeitfenster, oder mehrere Zeitschlitze zugeordnet sein, wobei eine Übertragung eines Messdatensatzes bzw. der Teilmessdatensätze einer jeweiligen Auswerteeinheit jeweils innerhalb des ihr zugeordneten Zeitschlitzes oder der ihr Zeitschlitze erfolgt.
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Eine Weiterleitungseinheit der Anzahl an Weiterleitungseinheiten kann ein digitales Schaltelement umfassen, welches ausgebildet ist, von der Weiterleitungseinheit über zumindest zwei separate Dateneingänge empfangene Daten über einen gemeinsamen Datenausgang an eine über eine Datenleitung gekoppelte Empfangseinheit weiterzuleiten. Die Weiterleitungseinheit kann in Ausbildungsvarianten auch mehr als zwei Dateneingänge für das Empfangen von Messdatensätzen von den Auswerteeinheiten der Mehrzahl aufweisen und ausgebildet sein, die über die mehr als zwei separaten Dateneingänge empfangenen Daten über einen gemeinsamen Datenausgang an eine über eine Datenleitung gekoppelte Empfangseinheit auszugeben.
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Die Weiterleitungseinheit kann einen Pufferspeicher aufweisen, welche einen an einem Dateneingang eintreffenden Messdatensatz oder einen Teilmessdatensatz vor einer Weiterleitung zwischenspeichern kann. Die im Pufferspeicher gespeicherten Daten können jeweils einem Datenpaket bzw. einem zu übertragenden Teilmessdatensatz entsprechen, welcher anschließend als zusammenhängender Datenblock mittels der Weiterleitungseinheit weitergeleitet wird.
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Vorzugsweise ist die Anzahl an Weiterleitungseinheiten in zumindest einer Teilzahl der Mehrzahl an Auswerteeinheiten selbst integriert oder zumindest ortsnah an oder zwischen den Auswerteeinheiten der Mehrzahl, beispielsweise an einer gemeinsamen Trägereinheit, angeordnet. Derart kann eine ortsnahe Zusammenfassung von Datenleitungen erreicht werden.
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Die Weiterleitungseinheit kann beispielsweise als Multiplexer ausgebildet sein. Eine gekoppelte Empfangseinheit kann dann einen De-Multiplexer aufweisen. Die Weiterleitungseinheit und die Empfangseinheit können außerdem für die Datenübertragung in Form einer Serialisierer/Deserialisierer-Schnittstelle (SerDes-Schnittstelle) ausgebildet sein. Die Weiterleitungseinheit und die Empfangseinheit können dann geeignete SerDes IP Bausteine als Sender und Empfänger aufweisen. Die Weiterleitungseinheit kann beispielsweise einen Netzwerk-Router oder Netzwerk-Switch umfassen, welcher ausgebildet ist, empfangene Datenpakete an eine Zieladresse durchzuleiten. Es kann darüber hinaus auch andere Ausbildungsvarianten geben.
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Vorteilhaft kann mit einer derartigen Ausbildung eines Röntgenmoduls eine Reduzierung einer Anzahl von notwendigen Leitungen erreicht werden, indem mittels der Weiterleitungseinheit oder den Weiterleitungseinheiten jeweils Messdatensätze von mehr als einer Auswerteinheit über eine gemeinsame Datenleitung übertragen werden können. Vorteilhaft kann dadurch auch eine Anzahl an notwendigen Kontakten und in Verbindung damit ggf. eine Steckergröße zumindest an einer den Auswerteinheiten nachgeschalteten Ausleseeinheit bzw. an vorgesehenen nachgelagerten Schaltkreisen für eine Datenverarbeitung der Messdatensätze der Mehrzahl an Auswerteeinheiten reduziert werden.
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Gemäß einer Ausgestaltungsvariante des Röntgendetektormoduls ist die eine jeweilige Weiterleitungseinheit der Anzahl an Weiterleitungseinheiten jeweils in eine Auswerteeinheit der Mehrzahl an Auswerteinheiten integriert ausgebildet. Das heißt, zumindest eine Auswerteeinheit der Mehrzahl an Auswerteeinheiten weist eine intern ausgebildete Weiterleitungseinheit auf.
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In der Auswerteeinheit, beispielsweise ausgebildet als ASIC, kann neben den Schaltungselementen, welche die Pixelelektroniken ausbilden, ein digitales Schaltelement implementiert sein, welche die Weiterleitungseinheit ausbildet.
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Die Auswerteeinheit kann intern eine Datenleitung vorsehen, welche den Messdatensatz der Auswerteeinheit intern an den ersten Dateneingang der Weiterleitungseinheit ausgibt. Die Auswerteeinheit kann dann außerdem mindestens einen Dateneingang aufweisen, welcher mit dem zweiten Dateneingang der integrierten Weiterleitungseinheit verknüpft ist, so dass ein hierüber empfangener Messdatensatz an die intern ausgebildete Weiterleitungseinheit weitergegeben werden kann. Weist die Weiterleitungseinheit mehr als zwei Dateneingänge auf, kann auch die Auswerteeinheit mehr als den einen entsprechen verbundenen Dateneingang aufweisen. Außerdem kann die Auswerteeinheit außerdem einen Datenausgang aufweisen, welcher mit dem gemeinsamen Datenausgang der intern ausgebildeten Weiterleitungseinheit gekoppelt ist, so dass über den Datenausgang der Auswerteeinheit die mittels der integrierten Weiterleitungseinheit empfangenen Messdatensätze an die mit dem Datenausgang der Auswerteeinheit gekoppelte Empfangseinheit weitergeleitet werden können.
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Bevorzugt kann jede der Auswerteeinheiten der Mehrzahl eine Weiterleitungseinheit aufweisen, so dass die Auswerteeinheiten der Mehrzahl an Auswerteeinheiten gleichartig aufgebaut sind. Dies kann zu einer kosteneffizienten Bereitstellung der Mehrzahl an Auswerteeinheiten beitragen kann.
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Vorteilhaft ist durch eine integrierte Ausbildung kein zusätzliches Bauelement umfassend die Weiterleitungseinheit notwendig und ein besonders platz- und leitungssparender Aufbau möglich. Insbesondere für den Aufbau von direktkonvertierenden Röntgendetektoren ist es häufig vorteilhaft, wenn eine jeweilige Auswerteeinheit und damit die Pixelelektroniken möglichst eng mit dem einer Pixelelektronik zugeordneten sensitiven Volumen in der Konvertereinheit (Sensorpixel) verbunden ist. Dies kann zu einem Design der Auswerteinheiten führen, bei welchem die Elektronikpixel jeweils die gleiche Fläche zugeordnet ist wie einem Sensorpixel, so dass eine örtliche eins-zu-eins-Zuordnung erreicht wird. Bei einer Ausbildung der Auswerteeinheit mittels kleiner CMOS Technologien wird jedoch für die Pixelelektroniken oft weniger Fläche benötigt, als vom Sensor bestimmt wird. Damit kann zwischen den Pixelstrukturen freie Fläche übrigbleiben. Diese Fläche kann kostenneutral für zusätzliche Funktionalität, beispielsweise zur Integration einer Weiterleitungseinheit, genutzt werden.
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Weiterhin kann eine jeweilige Weiterleitungseinheit auch als separat ausgebildetes Bauelement ausgebildet sein. Eine jeweilige Weiterleitungseinheit kann damit zusätzlich zu den Auswerteeinheiten der Mehrzahl an Auswerteinheiten vorgesehen sein. Vorzugsweise ist bei einer solchen Ausbildung die Weiterleitungseinheit in Ortsnähe zu den mit ihr gekoppelten Auswerteeinheiten angeordnet. Beispielsweise auf einer gemeinsamen Trägereinheit, auf welche die Mehrzahl an Auswerteeinheiten angeordnet sind.
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Vorteilhaft ist eine Implementierung auch ohne eine Änderung des Schaltungsdesigns der Auswerteeinheiten selbst möglich und damit auch ein Aufbau basierend auf ggf. bereits vorhandenen Komponenten möglich.
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Gemäß einer Ausbildungsvariante des Röntgendetektormoduls ist jede der Auswerteinheiten der Mehrzahl an Auswerteeinheiten mit einer Weiterleitungseinheit zur Weiterleitung eines von der Auswerteeinheit bereitgestellten Messdatensatzes signaltechnisch gekoppelt. Vorteilhaft findet eine Zusammenfassung der Datenübertragung für alle Auswerteeinheiten der Mehrzahl statt.
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Gemäß einer Variante des Röntgendetektormoduls umfasst die Anzahl an Weiterleitungseinheiten eine Mehrzahl an Weiterleitungseinheiten, wobei die Weiterleitungseinheiten der Anzahl perlenkettenartig hintereinandergeschaltet sind, wobei jede Weiterleitungseinheit der Mehrzahl maximal von einer weiteren Weiterleitungseinheit weitergeleitete Messdatensätze empfängt.
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In dieser Ausbildungsvariante können weitergeleitete Messdatensätze von in der Kette vorgeschalteten Weiterleitungseinheiten jeweils an in der Kette nachgeschaltete Weiterleitungseinheiten weitergeleitet werden.
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In dieser Variante kann eine jeweilige Weiterleitungseinheit der Mehrzahl beispielsweise lediglich zwei Dateneingänge umfassen. Über den ersten Dateneingang kann ein Messdatensatz einer direkt mit dem Dateneingang gekoppelten Auswerteeinheit empfangen werden. Der zweite Dateneingang kann jeweils mit einer weiteren Weiterleitungseinheit gekoppelt sein und damit weitergeleitete Messdatensätze empfangen. Die letzte Weiterleitungseinheit in der Kette der Weiterleitungseinheiten kann die empfangenen Messdatensätze dann an eine Ausleseeinheit weiterleiten.
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Eine solche perlenkettenartige, lineare Hintereinanderschaltung kann an ihrer Spitze eine Weiterleitungseinheit aufweisen, welche beispielsweise entweder über beide Dateneingänge jeweils direkt mit jeweils einer Auswerteinheit zum Empfangen von Messdatensätzen gekoppelt ist. Alternativ kann auch lediglich ein Dateneingang für das Empfangen eines Messdatensatzes einer direkt damit gekoppelten Auswerteeinheit genutzt werden und ein zweiter Dateneingang ungenutzt vorliegen.
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Eine solche perlenkettenartige, lineare Hintereinanderschaltung der Weiterleitungseinheiten kann vorteilhaft einem besonders einfachen Aufbau entsprechen.
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Bei der Hintereinanderschaltung muss jedoch darauf geachtet werden, dass mit steigender Anzahl an weiterzuleitenden Messdatensätzen die zu übertragende Datenrate an eine nachgeschaltete Weiterleitungseinheit oder anderweitige Empfangseinheit steigt. Entsprechend ist beim Design und bei den verwendeten Schnittstellen und Datenleitungen darauf zu achten, dass diese für die Übertragung der auftretenden Datenraten ausgelegt sind. Es kann hier auch eine unterschiedliche Ausbildung von Datenleitungen und Schnittstellen je nach zu erwartender Datenrate in Betracht gezogen werden. Bevorzugt wird jedoch eine gleichartige Verschaltung genutzt.
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Alternativ dazu zu einer linearen, perlenkettenartigen Verschaltung können die Weiterleitungseinheiten auch baumartig, d.h. verzweigt, verschaltet sind, wobei zumindest eine Teilzahl der Weiterleitungseinheiten über zwei separate Dateneingänge der Weiterleitungseinheiten der Teilzahl mit zumindest zwei weiteren Weiterleitungseinheiten der Mehrzahl an Weiterleitungseinheiten signaltechnisch gekoppelt ist.
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In dieser Variante kann eine jeweilige Weiterleitungseinheit bevorzugt zumindest drei Dateneingänge aufweisen. Über einen ersten Dateneingang kann ein Messdatensatz einer direkt mit einem ersten Dateneingang gekoppelten Auswerteeinheit empfangen werden und über einen zweiten und über einen dritten Dateneingang können weitergeleitete Messdatensätze von den zwei weiteren Weiterleitungseinheiten empfangen werden.
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In dieser Ausbildungsvariante können insgesamt weniger Weiterleitungseinheiten notwendig sein als in einer linearen Verschaltung. Ebenso kann die zu übertragende Datenrate zumindest auf einem Teil der verbindenden Datenleitungen geringer ausfallen als bei einer rein linearen Verschaltung der Weiterleitungseinheiten.
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Gemäß einer Ausbildungsvariante des Röntgendetektormoduls umfasst eine jeweilige Weiterleitungseinheit einen Multiplexer. Eine Ausbildung einer Weiterleitungseinheit als Multiplexer kann einer besonders einfachen Umsetzung entsprechen. Insbesondere kann ein Multiplexer in einfach Weise in das Schaltungsdesign einer Auswerteeinheit integriert werden.
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Ein Multiplexer kann als digitales Logikgatter ausgebildet sein, welches ausgebildet ist aus einer Anzahl von Eingangssignalen eines auszuwählen und an den Ausgang des Multiplexers durchzuschalten. Ein Multiplexer kann folglich eine Mehrzahl von Datenströmen über separate Dateneingänge empfangen und über eine gemeinsamen Datenausgang an eine gemeinsame Datenleitung ausgeben werden. Mittels eines in einer Empfangseinheit ausgebildeten Demultiplexers können die übertragenen Datenströme wieder aufgetrennt werden. Neben mehreren Eingängen und einem Ausgang kann ein Multiplexer über ein oder mehrere Steuersignale aufweisen, über die festgelegt werden kann, welcher Eingang ausgewählt und zum Ausgang durchgeschaltet wird. Ein Multiplexer kann damit als zeitabhängig gesteuerter Datenselektoren für die Datenübertragung genutzt werden, d.h. für die zeitabhängig gesteuerte Auswahl der Dateneingänge für eine Weiterleitung an den Datenausgang. Der Multiplexer kann ausgebildet sein, zyklisch zwischen den Dateneingängen durchzuschalten, so dass sequenziell jeweils an einem Dateneingang eintreffende Daten oder gegebenenfalls in einem Pufferspeicher zwischengespeicherte Daten an den Datenausgang weitergeleitet werden und an die Empfangseinheit übertragen werden können.
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Für die Übertragung zwischen einer jeweiligen Weiterleitungseinheit und einer Empfangseinheit kann in Ausbildungsvarianten beispielsweise eine einfache Datenleitung, beispielsweise eine CMOS Datenleitung genutzt werden. Jedoch ist zu beachten, dass die hierüber robust übertragbare Datenrate begrenzt sein kann. Insbesondere kann eine solche einfache Leitung für eine Übertragung einer Datenrate von mehr als 30Mbit/s oder 40Mbit/s weniger geeignet sein. Für höhere Datenraten kann für die Datenübertragung der Messdatensätze zwischen einer jeweiligen Weiterleitungseinheit und der damit gekoppelten Empfangseinheit eine differentielle Signalübertragung, beispielsweise mittels LVDS-Leitungen, verwendet werden. Bei Low Voltage Differential Signaling (LVDS, dt.: Niederspannung-Differentialsignalisierung) handelt es sich um einen Schnittstellen-Standard für Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung, welcher auf einer differentiellen Signalübertragung mittels eines komplementär geschalteten Leitungspaars basiert. Eine LVDS-Leitung kann weniger störanfällig sein. Derart können Datenraten von mehreren 100Mbit/s erreicht werden.
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Gemäß einer weiteren Ausbildungsvariante des Röntgendetektormoduls wird für die Datenübertragung zwischen einer jeweiligen Weiterleitungseinheit und der damit gekoppelten Empfangseinheit eine Serialisierer/Deserialisierer-Schnittstelle (SerDes) verwendet.
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Eine SerDes-Schnittstelle ist im Wesentlichen ein serielles Sende-/Empfangsgerät, das parallel empfangene Daten auf der Senderseite in einen seriellen Datenstrom umwandelt und die seriellen Daten auf der Empfängerseite wieder in parallele Datenströme umwandeln kann. Dazu kann die Weiterleitungseinheit jeweils einen Serialisierer und die Empfangseinheit einen Deserialisierer aufweisen. Ein in der Weiterleitungseinheit bzw. Empfangseinheit eingesetzter Ser/Des-Baustein kann insbesondere darüber hinaus zusätzliche Funktionseinheiten für die Takterzeugung zur Datenübertragung auf Seite des Serialisierers bzw. Funktionseinheiten zur Taktrückgewinnung auf Seiten des Deserialisiers aufweisen. Es kann eine sogenannte „embedded-clock SerDes“-Schnittstelle eingesetzt werden, bei welcher in der seriellen Datenübertragung im Serialisierer das notwendige Taktsignal integriert wird (engl. „embedded“) und der Deserialisierer den Empfangstakt rückgewinnen kann. Alternativ kann das Taktsignal auch separat übertragen werden. Für die Datenübertragung kann bevorzugt ein differentielles Leitungspaar, d.h. im Wesentlichen eine LVDS-Leitung, eingesetzt werden. Es kann ein SerDes Verfahren umfassend eine 8b/10b Leitungscodierung eingesetzt werden, um eine Taktrückgewinnung und Entzerrung zu ermöglichen und einen rudimentären Fehlerschutz zu bieten. Bei einer Anwendung eines 8b/10b SerDes-Verfahren, kann außerdem eine Datenübertragung beispielweise mittels Lichtwellenleiter möglich sein.
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Mittels einer Datenübertragung mittels einer SerDes-Schnittstelle können übertragbare Datenraten bis zu mehreren Gbit/s, beispielsweise 5Gbit/s, erreicht werden. Bei Anwendung von z.B. elektrischen oder optischen 10Gbit Ethernet Schnittstellen können auch noch höhere Datenraten unter Nutzung kommerziell erhältlicher Komponenten erreicht werden.
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Gemäß einer Ausbildungsvariante des Röntgendetektormoduls umfasst eine jeweilige Weiterleitungseinheit einen Netzwerk-Router oder einen Netzwerk-Switch.
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Die Mehrzahl an Auswerteeinheiten, die ein oder mehrere Weiterleitungseinheiten und die ein oder mehreren Empfangseinheiten können ein Netzwerk ausbilden, wobei zur Verbindung bzw. Kommunikation zwischen den Einheiten im Netzwerk ein Netzwerkprotokoll zur Übertragung der Messdatensätze in Form von zu übertragenden Datenpaketen verwendet werden kann. Ein Messdatensatz kann dabei als ein Datenpaket oder auch mehrteilig in Form mehrere Datenpakete übertragen werden. Jede Auswerteeinheit und/oder Weiterleitungseinheit und/oder Empfangseinheit im Netzwerk kann eine Netzwerkadresse aufweisen. Der Netzwerk-Router oder -Switch kann dann ausgebildet sein, über seine Dateneingänge empfangene Datenpakete über den gemeinsamen Datenausgang an eine Zieladresse durchzuleiten. Die Zieladresse kann beispielweise eine Ausleseeinheit sein. Die Dateneingänge bzw. Ausgänge können beispielsweise eine Variante des Ethernet-Standards, einen BNC-Anschluss oder einen Anschluss für einen Lichtwellenleiter umfassen.
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Der Erfinder hat erkannt, dass eine Datenübertragung bzw. Datenweiterleitung auf Basis von Weiterleitungseinheiten, welche als Netzwerk-Switch oder Netzwerk-Router und Netzwerkprotokollen, beispielsweise TCP/IP und Ethernet, genutzt werden kann. Damit können, statt selbst entwickelter Datenübertragungsstrecken, vorteilhaft kommerziell erhältliche Komponenten und Schnittstellen eingesetzt werden. Vorteilhaft kann der Verkabelungsaufwand und die Fehleranfälligkeit reduziert werden. Vorteilhaft kann bei der Fehlersuche auf verfügbare Datennetzwerkzeuge zurückgegriffen werden.
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Die Kommunikation kann beispielsweise nur in eine Richtung stattfinden, sogenanntes Simplex. Die die Daten können wechselweise in beide Richtungen fließen, sogenanntes Halbduplex. Die die Daten können gleichzeitig in beide Richtungen flie-ßen, sogenanntes Vollduplex. Die Kommunikation kann bei synchroner Datenübertragung über ein Taktsignal synchronisiert werden. Da ein solches Netzwerk auch für einen Kommunikation hin zu den Auswerteeinheiten unter Ausnutzung der gleichen Datenleitungen ausgebildet sein kann, können vorteilhaft auch Steuerdaten für die Auswerteeinheiten über das Netzwerk zu den Auswerteeinheiten übertragen werden und damit die Auswerteeinheiten gesteuert werden ohne dass zusätzliche Leitungen vorgesehen werden müssen.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann zur Kommunikation zwischen einer Auswerteeinheit bzw. einer Weiterleitungseinheit und einer Empfangseinheit ein Netzwerkprotokoll verwendet werden. Das Netzwerkprotokoll ist ein Kommunikationsprotokoll für den Austausch der Messdatensätze zwischen einer Auswerteeinheit und einer Weiterleitungseinheit oder einer Weiterleitungseinheit und einer Empfangseinheit. Bei der Kommunikation können verschiedene Protokolle, die unterschiedliche Aufgaben übernehmen, beispielsweise die Internetprotokollfamilie, gemeinsam verwendet werden. Die Protokolle können einen Protokollstapel in Anlehnung an das ISO-OSI-Referenzmodell oder DoD-Schichtenmodell bilden. Die Aufgaben eines Protokolls können einen sicheren und zuverlässigen Verbindungsaufbau zwischen den an der Kommunikation beteiligten Einheiten, das verlässliche Zustellen von Paketen, ein wiederholtes Senden nicht angekommener Pakete, ein Zustellen der Datenpakete an den oder die gewünschten Empfänger, das Sicherstellen einer fehlerfreien Übertragung, das Zusammenfügen ankommender Datenpakete in der richtigen Reihenfolge, das Verhindern des Auslesens durch unbefugte Dritte oder/und das Verhindern der Manipulation durch unbefugte Dritte umfassen.
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Der in einem Protokoll beschriebene Aufbau eines Datenpaketes enthält für den Datenaustausch wichtige Informationen über das Paket, beispielsweise Absender und Empfänger, den Typ des Pakets, die Paketgröße, bei mehrteiligen Übertragungen die laufende Nummer und Gesamtzahl der Pakete, und eine Prüfsumme zum Nachvollziehen einer fehlerfreien Übertragung. Diese Informationen können den Nutzdaten als Header vorangestellt oder als Trailer angehängt werden. Das Protokoll kann eine Ende-zu-Ende-Kontrolle der Übertragung aufweisen. Beispielsweise überwacht das Transmission Control Protocol (TCP) als Protokoll in der Transportschicht die vollständige Zustellung der Datenpakete und außerdem werden die Datenpakete in die richtige Reihenfolge gebracht.
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Beispielsweise wird zur Kommunikation ein Internetprotokoll verwendet. Als Internetprotokoll kann beispielsweise TCP, SCTP, TLS oder UDP verwendet werden. Bevorzugt kann TCP/IP verwendet werden. In der Internet- oder Vermittlungsschicht kann beispielsweise IP verwendet werden. In der Netz-Zugangsschicht kann beispielsweise MAC oder Ethernet, beispielsweise 1 Gbit/s-Ethernet oder 10Gbit/s-Ethernet verwendet werden. Ferner ist eine entsprechende Bitübertragungsschicht (engl.: physical layer) vom Protokollstapel umfasst.
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Ein Messdatensatz einer Auswerteinheit kann direkt in der Auswerteeinheit mit einem Header versehen werden, der Messintervall und Auswerteeinheit kennzeichnet. Danach können die Daten als TCP/IP Pakete über das Netzwerk und eine bzw. mehrere Weiterleitungseinheiten bis zu einer Ausleseeinheit verschickt werden.
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Die zur Datenübertragung vorhandene Netzwerkinfrastruktur kann auch zur Synchronisation der Auswerteeinheiten genutzt werden. Beispielsweise können netzwerkbasierte Protokolle, beispielsweise IEEE1588 über Ethernet oder TCP/IP, genutzt werden. Dabei können Datenpakete zusätzlich zu den, insbesondere gemessenen bzw. ausgelesenen, Daten der Auswerteeinheit ferner eine Zeitinformation aufweisen. Jede Auswerteeinheit kann eine Uhr aufweisen, die mit den Uhren der anderen Auswerteeinheiten und einer zentralen Referenzuhr eines Zeitgebers bis auf Bruchteile von Mikrosekunden genau synchronisiert werden können. Kommandos zum Starten von Messperioden werden im Voraus mit einer gewünschten Startzeit, dem vorbestimmten Zeitpunkt, an alle Auswerteeinheiten gesendet. Vorteilhaft können kommerziell erhältlicher Komponenten zur Synchronisation, z.B. auf Basis von IEEE1588, auch als Precision Time Protocol (PTP) bekannt, genutzt werden. Vorteilhaft kann die zur Datenübertragung vorhandene Netzwerkverkabelung zusätzlich zur Synchronisation genutzt werden. Vorteilhaft kann der Verkabelungsaufwand und die Fehleranfälligkeit reduziert werden.
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Weiterhin betrifft die Erfindung eine medizinische Bildgebungsvorrichtung umfassend eine Detektionseinheit mit zumindest einem erfindungsgemäßen Röntgendetektormodul und eine in Gegenüberstellung dazu angeordnete Röntgenquelle, welche ausgebildet ist die Detektionseinheit und damit die mit der ersten Mehrzahl an Auswerteeinheiten des Röntgendetektormoduls gekoppelte Konvertereinheit mit Röntgenstrahlung zu belichten.
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Die medizinische Bildgebungsvorrichtung kann auch mehr als ein Röntgendetektormodul umfassen.
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Für die Aufnahme des Röntgenbilddatensatzes kann zwischen die Röntgenquelle und die Detektionseinheit das abzubildende Objekt platziert und mittels der Röntgenquelle durchstrahlt werden.
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Insbesondere kann die medizinische Bildgebungsvorrichtung als Computertomographie-System ausgebildet sein. Die medizinische Bildgebungsvorrichtung kann auch als SPECT- oder PET-System ausgebildet werden. Es kann aber auch beispielsweise als C-Bogen-Röntgengerät und/oder Dyna-CT oder auch anderweitig ausgebildet sein.
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Alle Ausgestaltungsvarianten, die zuvor in Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Röntgendetektormodul beschrieben sind, können entsprechend auch in der medizinischen Bildgebungsvorrichtung ausgeführt sein. Die im Hinblick auf das Röntgendetektormodul erfolgte Beschreibung und die zuvor beschriebenen Vorteile des Röntgendetektormoduls können entsprechend auch auf die erfindungsgemäße medizinische Bildgebungsvorrichtung übertragen werden.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben eines Röntgendetektormoduls gemäß einer der zuvor beschriebenen Varianten. Das Verfahren weist die Schritte des Belichtens, des Erfassens und des Weiterleitens auf.
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Im Schritt des Belichtens wird die mit der Mehrzahl an Auswerteeinheiten gekoppelte Konvertereinheit mit Röntgenstrahlung mittels einer Röntgenquelle belichtet.
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Im Schritt des Erfassens wird ein Messdatensatz pro Auswerteeinheit basierend auf der eintreffenden Röntgenstrahlung erfasst.
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Im Schritt des Weiterleitens von Messdatensätzen durch eine Weiterleitungseinheit der Anzahl an Weiterleitungseinheiten wird über einen ersten Dateneingang der Weiterleitungseinheit ein Messdatensatz einer ersten Auswerteeinheit der Mehrzahl und über einen zweiten Dateneingang ein weitergeleiteter Messdatensatz von einer weiteren Weiterleitungseinheit der Anzahl an Weiterleitungseinheiten empfangen, und es werden die über den ersten Dateneingang und zweiten Dateneingang empfangenen Messdatensätze mittels der Weiterleitungseinheit über einen gemeinsamen Datenausgang A an eine Empfangseinheit weitergeleitet.
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Im Rahmen der Erfindung können außerdem Merkmale, welche in Bezug auf unterschiedliche Ausführungsformen der Erfindung und/oder unterschiedliche Anspruchskategorien (Verfahren, Verwendung, Vorrichtung, System, Anordnung usw.) beschrieben sind, zu weiteren Ausführungsformen der Erfindung kombiniert werden. Beispielsweise kann ein Anspruch, der eine Vorrichtung betrifft, auch mit Merkmalen, die im Zusammenhang mit einem Verfahren beschrieben oder beansprucht sind, weitergebildet werden und umgekehrt. Funktionale Merkmale eines Verfahrens können dabei durch entsprechend ausgebildete gegenständliche Komponenten ausgeführt werden. Neben den in dieser Anmeldung ausdrücklich beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung sind vielfältige weitere Ausführungsformen der Erfindung denkbar, zu denen der Fachmann gelangen kann, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen, der durch die Ansprüche vorgegeben ist.
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Die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein“ bzw. „eine“ schließt nicht aus, dass das betroffene Merkmal auch mehrfach vorhanden sein kann. Die Verwendung des Ausdrucks „aufweisen“ schließt nicht aus, dass die mittels des Ausdrucks „aufweisen“ verknüpften Begriffe identisch sein können. Beispielsweise weist das medizinische Bildgebungsgerät das medizinische Bildgebungsgerät auf. Die Verwendung des Ausdrucks „Einheit“ schließt nicht aus, dass der Gegenstand, auf den sich der Ausdruck „Einheit“ bezieht, mehrere Komponenten aufweisen kann, die räumlich voneinander separiert sind.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von beispielhaften Ausführungsformen unter Hinweis auf die beigefügten Figuren erläutert. Die Darstellung in den Figuren ist schematisch, stark vereinfacht und nicht zwingend maßstabsgetreu. Es zeigen:
- 1 eine beispielhafte Ausführungsform eines medizinischen Bildgebungsgeräts,
- 2 eine Veranschaulichung eines beispielhaften Aufbaus einer Detektionseinheit eines medizinischen Bildgebungsgeräts mit einer Mehrzahl an Röntgendetektormodulen,
- 3 einen Ausschnitt des beispielhaften Aufbaus in 2,
- 4 eine beispielhafte Ausbildungsvariante einer Weiterleitungseinheit im Zusammenhang mit einer Auswerteeinheit,
- 5 eine Ausbildungsvariante einer Verschaltung von einer Mehrzahl an Auswerteeinheiten eines Röntgendetektormoduls
- 6 eine zweite Ausbildungsvariante einer Verschaltung von einer Mehrzahl an Auswerteeinheiten eines Röntgendetektormoduls,
- 7 eine dritte Ausbildungsvariante einer Verschaltung einer Mehrzahl an Auswerteeinheiten eines Röntgendetektormoduls,
- 8 eine beispielhafte zweite Ausbildungsvariante einer Weiterleitungseinheit im Zusammenhang mit einer Auswerteeinheit, und
- 9 eine schematische Veranschaulichung eines Verfahrens zum Betreiben eines Röntgendetektormoduls.
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1 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform eines medizinischen Bildgebungsgeräts 32 mit einer Detektionseinheit 36 umfassend zumindest ein erfindungsgemäßes Röntgendetektormodul 100 und einer Röntgenquelle 37 in Gegenüberstellung zur Detektionseinheit 36. Die Röntgenquelle ist ausgebildet, die Detektionseinheit 36, und damit eine Konvertereinheit, welche mit einer Mehrzahl an Auswerteeinheiten 1 des zumindest einen Röntgendetektormoduls 100 signaltechnisch gekoppelt ist, mit Röntgenstrahlung zu belichten. Das gezeigte medizinische Bildgebungsgerät 32 ist insbesondere als Computertomographie-System ausgebildet. Das Computertomographie-System beinhaltet eine Gantry 33 mit einem Rotor 35. Der Rotor 35 umfasst eine Röntgenquelle 37 und die Detektionseinheit 36. Der Rotor 35 ist um die Rotationsachse 43 drehbar. Das Untersuchungsobjekt 39, hier ein Patient, ist auf der Patientenliege 41 gelagert und ist entlang der Rotationsachse 43 durch die Gantry 33 bewegbar. Zur Steuerung des Computertomographie-Systems und/oder zur Berechnung von Schnittbilder bzw. Volumenbildern des Objekts wird eine Recheneinheit 700 verwendet. Eine Eingabeeinrichtung 47 und eine Ausgabevorrichtung 49 sind mit der Rechnereinheit 700 verbunden.
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Eine Detektionseinheit 36 eines solchen medizinischen Bildgebungsgerät 32 in Form eines Computertomographie-Systems umfasst in der Regel eine Vielzahl an Röntgendetektormodulen 100 , welche in Rotationsrichtung neben- und/oder entlang der Rotationsachse 43 hintereinander angeordnet sind, so dass insgesamt eine vorteilhaft große Detektionsfläche durch die Röntgendetektormodule 100 ausgebildet wird. In anderen Ausbildungsvarianten eines medizinischen Geräts kann die Detektionseinheit auch anders ausgebildet sein und beispielsweise nur ein Röntgendetektormodul 100 umfassen.
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Zur Datenübertragung zwischen der Detektionseinheit 36 und der Recheneinheit 45 in einem medizinischen Bildgebungsgerät kann eine Übertragungseinheit 500, beispielsweise bei dem hier gezeigten Computertomographie-System ein Schleifringübertragungssystem, ausgebildet sein. Das Schleifringübertragungssystem kann eine kapazitive Übertragung, eine Funkübertragung oder eine optische Übertragung umfassen. Vorteilhaft kann die Übertragung kabellos durchgeführt werden. Die Übertragungseinheit 500 ist über Verbindungen mit der Recheneinheit 700 verbunden.
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2 zeigt eine schematische Veranschaulichung eines beispielhaften Aufbaus einer Detektionseinheit 36 mit einer Mehrzahl an Röntgendetektormodulen 100 wie sie in 1 eingesetzt werden kann. Daneben kann es auch davon abweichende Ausführungen geben. Die gezeigten Pfeile veranschaulichen dabei insbesondere lediglich einen Informationsfluss von den Röntgendetektormodulen 100 hin zu einer Recheneinheit 700. Die Pfeile geben keinen Aufschluss über Anzahl oder Ausführung von etwaigen dafür vorgesehenen Leitungen geben. Auch ist der Informationsfluss lediglich in eine Richtung gezeigt, und zwar von den Röntgendetektormodulen 100 weg hin zu einer Recheneinheit 700. Dies versinnbildlicht folglich insbesondere den Informationsfluss der gemessenen Messdatensätze von den Auswerteeinheiten 1 der Röntgendetektormodule 100 bei einer Auslese der Messdatensätze hin zu einer Recheneinheit 700, welche für eine Bilderzeugung basierend auf den ausgelesenen Messdatensätzen ausgebildet sein kann. Zur Ansteuerung und Kontrolle der gezeigten Komponenten kann es auch einen, hier nicht visualisierten, Informationsfluss von Steuersignalen in die andere Richtung hin zu den Röntgendetektormodulen 100 geben. Die Steuersignale können ein Startsignal für eine Auslese umfassen. Sie können auch ein Taktsignal für eine Übertragung der Messdatensätze oder ein Synchronisierungssignal umfassen. Dafür kann in Ausbildungsvarianten die gleiche Leitungsinfrastruktur genutzt werden, wie für die Auslese vorgesehen ist. Es können jedoch insbesondere auch davon separat angeordnete Steuersignalleitungen vorgesehen sein, welche die Steuersignale zu einem Röntgendetektormodul 100 und an die Auswerteeinheiten 1 des Röntgendetektormoduls 100 übertragen.
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In diesem Beispiel umfasst die Detektionseinheit eine Mehrzahl an Röntgendetektormodulen 100. In dem gezeigten Beispiel werden jeweils mehrere Röntgendetektormodule 100 weiter einer gemeinsamen Datenübertragungs-Zwischeneinheit 300 zugeordnet, von welcher die Daten der ihr zugeordneten Röntgendetektormodule 100 über die Übertragungseinheit 500 an die Recheneinheit 700 weitergeleitet werden. Eine zwischengeschaltete Datenübertragungs-Zwischeneinheit 300 kann beispielsweise einer Sammlung und Komprimierung der zu übertragenden Daten von den ihr zugeordneten Röntgendetektormodulen 100 dienen.
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In 3 ist ein Ausschnitt aus dem in 2 dargestellten beispielhaften Aufbau schematisch veranschaulicht umfassend eine Datenübertragungs-Zwischeneinheit 300 und dieser zugeordnete Röntgendetektormodule 100. In dem gezeigten Beispiel umfasst jedes Röntgendetektormodul 100 eine Ausleseeinheit 5 und eine Mehrzahl 3 an Auswerteinheiten 1. Die Mehrzahl 3 an Auswerteeinheiten 1 kann beispielsweise jeweils einer zusammenhängenden gemeinsamen Konvertereinheit zugeordnet oder gemeinsam auf einer Trägereinheit angeordnet sein.
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In dem gezeigten Beispiel umfasst die Mehrzahl an Auswerteinheiten 1 sechs Auswerteeinheiten 1. Die Mehrzahl kann auch andere Anzahlen an Auswerteeinheiten 1 umfassen. Ebenso kann es mehrere Ausleseeinheiten 5 pro Röntgendetektormodul 100 geben, welcher jeweils ein oder mehrere Mehrzahlen an Auswerteeinheiten 1 zugeordnet sind.
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Die Ausleseeinheit 5 ist ausgebildet, die gemessenen Messdaten der ihr zugeordneten Auswerteeinheiten 1 zu empfangen und an die Datenübertragungs-Zwischeneinheit 300 weiterzuleiten. Die Ausleseeinheit 5 kann beispielsweise als eine mehrlagige Ausleseplatine ausgebildet sein. Die Ausleseeinheit 5 kann Schaltungskreise aufweisen, welche eine vorläufige Weiterverarbeitung der empfangenen Messdatensätze umsetzt. Dies kann beispielsweise eine Komprimierung der Messdaten für eine erleichterte Datenübertragung oder auch Korrekturen der Messdaten umfassen. Die Ausleseeinheit 5 kann beispielsweise ein oder mehrere programmierbare Logikgatter (Field Programmable Gate Array, FPGA) umfassen, welche für das Empfangen von Messdatensätzen der Mehrzahl 3 an Auswerteeinheiten 1 und/oder die vorläufige Weiterverarbeitung der Messdatensätze konfiguriert ist sind. Die Ausleseeinheiten 5 können in Ausbildungsvarianten auch von der Datenübertragungs-Zwischeneinheit 300 umfasst sein.
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Neben dem Empfangen und Weiterleiten von Messdatensätzen von den Auswerteeinheiten 1 können die Ausleseeinheiten 5 auch ausgebildet sein zur Erzeugung und Weitergabe von Steuersignalen an die Auswerteeinheiten 1, so dass eine Ansteuerung und Kontrolle der Auswerteeinheiten 1 ermöglicht ist.
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Die Auswerteeinheiten 1 der Mehrzahl 3 an Auswerteeinheiten 1 eines Röntgendetektormoduls 100 können insbesondere als anwendungsspezifischer, integrierter Schaltkreis (ASIC) ausgebildet sein. Jede Auswerteeinheit 1 ist mit einer Konvertereinheit gekoppelt, welche ausgebildet ist eintreffende Röntgenstrahlung in elektrische Signale umzuwandeln. Dabei können mehrere Auswerteinheiten 1 einer Konvertereinheit zugeordnet sein. Die gekoppelte Konvertereinheit kann als eine direkt-konvertierende oder auch eine indirekt-konvertierende Konvertereinheit ausgebildet sein.
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Jede Auswerteeinheit 1 der Mehrzahl an Auswerteeinheiten 1 weist eine Vielzahl an Pixelelektroniken zur pixelweisen und damit ortsaufgelösten Verarbeitung der elektrischen Signale von der ihr zugeordneten Konvertereinheit auf. Dies ist in 3 auf der linken Seite durch eine beispielhafte Unterteilung der hier dargestellten Auswerteinheiten 1 des Röntgendetektormoduls 100 schematisch angedeutet, wobei basierend auf den verarbeiteten elektrischen Signalen der Vielzahl an Pixelelektroniken von jeder Auswerteeinheit 1 der Mehrzahl an Auswerteeinheiten 1 ein Messdatensatz bereitstellbar ist. Basierend auf den Messdatensätzen der Auswerteeinheiten 1 kann mittels der Recheneinheit 700 ein Röntgenbilddatensatz rekonstruiert werden.
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Abgesehen von dem hier beispielhaft erläuterten Aufbau kann es natürlich auch andere Möglichkeiten eines Aufbaus der Detektionseinheit 36 oder des Röntgendetektormoduls 100 geben. Des Weiteren können weitere Komponenten von einer Detektionseinheit 36 umfasst sein oder zwischen einer Detektionseinheit 36 und einer Recheneinheit 700 angeordnet sein.
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Für die Datenübertragung von den Auswerteeinheiten 1 der Mehrzahl an Auswerteeinheiten 1 zu einer Ausleseeinheit 5 sind entsprechende Datenleitungen vorzusehen, welche die Messdatensätze der Auswerteeinheiten 1 an die Ausleseeinheit übertragen können.
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Erfindungsgemäß ist dabei eine Anzahl an Weiterleitungseinheiten 7 vorgesehen, wobei eine Weiterleitungseinheit 7 der Anzahl an Weiterleitungseinheiten zumindest einen ersten Dateneingang E1 zum Empfangen eines Messdatensatzes einer ersten Auswerteeinheit 1 der Mehrzahl an Auswerteeinheiten 1 und einen zweiten Dateneingang E2 zum Empfangen zumindest eines weitergeleiteten Messdatensatzes von einer weiteren Weiterleitungseinheit 7 der Anzahl an Weiterleitungseinheiten 7 aufweist.
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Zusätzlich dazu kann ein Röntgendetektormodul auch eine Weiterleitungseinheit umfassen, welche zumindest einen ersten Dateneingang E1 zum Empfangen eines Messdatensatzes einer ersten Auswerteeinheit 1 der Mehrzahl und einen zweiten Dateneingang E2 zum Empfangen eines Messdatensatzes einer zweiten, von der ersten verschiedenen Auswerteeinheit 1 der Mehrzahl aufweist.
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Jede Weiterleitungseinheit 7 der Anzahl ist weiterhin ausgebildet, die über den ersten Dateneingang E1 und zweiten Dateneingang E2 empfangenen Messdatensätze über einen gemeinsamen Datenausgang A an eine gekoppelte Empfangseinheit 7,5 weiterzuleiten. Die Empfangseinheit kann dabei eine weitere Weiterleitungseinheit 7 der Anzahl an Weiterleitungseinheiten oder auch beispielsweise die Ausleseeinheit 5 sein. Eine jeweilige Empfangseinheit 5,7 ist über eine Datenleitung und den gemeinsamen Datenausgang mit der gekoppelten Weiterleitungseinheit 7 für eine Datenübertragung verbunden.
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Mittels der Weiterleitungseinheit 7 kann vorteilhaft eine gemeinsame Datenübertragung von Messdatensätzen verschiedener Auswerteeinheiten 1 der Mehrzahl an Auswerteeinheiten 1 über eine gemeinsame Datenleitung erreicht werden. Vorzugsweise ist die Anzahl an Weiterleitungseinheiten 7 in zumindest einer Teilzahl der Mehrzahl an Auswerteeinheiten selbst integriert oder zumindest ortsnah an oder zwischen den Auswerteeinheiten 1 der Mehrzahl an Auswerteeinheiten 1, beispielsweise an einer gemeinsamen Trägereinheit, angeordnet. Derart kann vorteilhaft eine ortsnahe Zusammenfassung der Datenübertragung erreicht werden.
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Eine Weiterleitungseinheit 7 der Anzahl an Weiterleitungseinheiten 7 kann beispielsweise als Multiplexer aufweisend zumindest zwei separate Dateneingänge E1 und E2 und einen gemeinsamen Datenausgang A. Die Empfangseinheit 5,7 kann dann einen De-Multiplexer aufweisen. Die Weiterleitungseinheit 7 und die Empfangseinheit 5,7 können in Form einer Serialisierer/ Deserialisierer-Schnittstelle (SerDes-Schnittstelle) ausgebildet sein. Die Weiterleitungseinheit 5 kann dann einen entsprechende SerDes IP Baustein als Sender aufweisen, so dass die Weiterleitungseinheit 5 über zumindest zwei separate Dateneingänge E1, E2 Messdatensätze empfangen kann und über einen gemeinsamen Datenausgang A an die Empfangseinheit 5,7 versenden kann. Die Empfangseinheit 5,7 kann einen korrespondierenden SerDes IP Baustein als Empfänger aufweisen, welcher dann wiederrum ausgebildet sein, die über eine gemeinsame Datenleitung empfangenen Daten zu separieren. Die SerDes Bausteine können insbesondere weitere Funktionseinheiten umfassen, welche für die Takterzeugung auf der Seite des Serialisierer und Funktionseinheiten zur Taktrückgewinnung auf Seiten des Deserialisierers aufweisen. Die Weiterleitungseinheit 5 kann beispielsweise auch einen Netzwerk-Router oder Netzwerk-Switch umfassen, welcher ausgebildet ist über zwei separate Dateneingänge E1, E2 empfangene Datenpakete über einen gemeinsamen Datenausgang an eine Zieladresse weiterzuleiten. Die Empfangseinheit 5,7 kann ausgebildet sein, die Datenpakete zu empfangen und zu verarbeiten oder diese erneut an eine Zieladresse weiterzuleiten.
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Die Datenleitungen für die Übertragung der Messdatensätze können je nach zu erwartender Datenrate und verwendeter Schnittstelle ausgebildet sein. Die Datenleitungen können beispielsweise als einfache CMOS-Leitung, als LVDS-Leitung, als Ethernet-Leitung oder auch als Lichtwellenleiter ausgebildet sein. Vorzugsweise sind alle Weiterleitungseinheiten 7 für einen kosteneffizienten Aufbau gleichartig aufgebaut, so dass die gleichen Schnittstellen und Leitungen für alle Weiterleitungseinheiten 7 genutzt werden.
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Vorteilhaft kann mit einer derartigen Ausbildung eines Röntgenmoduls eine Reduzierung einer Anzahl von notwendigen Leitungen von den Auswerteeinheiten 1 der Mehrzahl an Auswerteeinheiten 1 erreicht werden, indem mittels der Weiterleitungseinheit 7 oder den Weiterleitungseinheiten 7 jeweils Messdatensätze von mehr als einer Auswerteinheit 1 über eine gemeinsame Datenleitung übertragen werden können.
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In 4 ist beispielhaft eine Ausbildungsvariante einer Weiterleitungseinheit 7 in Zusammenhang mit einer Auswerteeinheit 1 gezeigt.
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Gemäß einer Ausgestaltungsvariante ist die hier gezeigte Weiterleitungseinheit 7 in eine Auswerteeinheit 1 der Mehrzahl an Auswerteinheiten 1 integriert. In der Auswerteeinheit 1 ist neben den Schaltungselementen, welche die Pixelelektroniken ausbilden, ein digitales Element implementiert sein, welche die Weiterleitungseinheit 7 ausbildet. Die Weiterleitungseinheit 7 in dieser Variante weist lediglich zwei Dateneingänge E1 und E2 auf. Die Auswerteeinheit 1 weist eine intern ausgebildete Datenleitung zu dem ersten Dateneingang E1 der Weiterleitungseinheit 7 auf, so dass der gemessene Messdatensatz der gezeigten Auswerteeinheit 1 selbst von der Weiterleitungseinheit 7 empfangen werden kann. Die Auswerteeinheit 1 weist außerdem einen Dateneingang auf, welcher mit dem zweiten Dateneingang E2 der Weiterleitungseinheit 7 gekoppelt ist, so dass über den Dateneingang der Auswerteeinheit 1 eine weitere Auswerteeinheit 1 der Mehrzahl an Auswerteeinheiten 1 oder eine weitere Weiterleitungseinheit 7 der Anzahl an Weiterleitungseinheiten 7 über eine Datenleitung gekoppelt werden kann. Die Auswerteinheit 1 weist außerdem einen Datenausgang auf, welcher mit dem gemeinsamen Datenausgang A der Weiterleitungseinheit 7 gekoppelt ist, so dass hierüber die von der Weiterleitungseinheit 7 empfangenen Messdatensätze an eine damit über eine Datenleitung gekoppelte Empfangseinheit 5,7 weitergeleitet werden können.
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5 zeigt eine Ausbildungsvariante einer Verschaltung von einer Mehrzahl an Auswerteeinheiten 1 eines Röntgendetektormoduls 100 mit einer Mehrzahl an Auswerteeinheiten 1. Jede der Auswerteinheiten 1 der Mehrzahl an Auswerteeinheiten 1 weist eine integriert ausgebildete Weiterleitungseinheit wie beispielhaft in 4 gezeigt auf. Jede der Auswerteinheiten 1 ist mit dem in Zusammenhang mit 4 beschriebenen Datenausgang mit einem Dateneingang einer weiteren Auswerteeinheit 1 der Mehrzahl an Auswerteeinheiten 1 über eine Datenleitung gekoppelt. In dieser Weise ist eine perlenkettenartige Hintereinanderschaltung der Auswerteeinheiten 1 und gleichermaßen der Weiterleitungseinheiten 7 ausgebildet. Die Weiterleitungseinheiten 7 der Anzahl an Weiterleitungseinheiten 7 sind perlenkettenartig hintereinandergeschaltet, wobei jede Weiterleitungseinheit 7 der Mehrzahl höchstens von einer weiteren, und zwar der ihr in der Kette vorgeschalteten, Weiterleitungseinheit 7 weitergeleitete Messdatensätze empfängt.
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In dieser Ausbildungsvariante können weitergeleitete Messdatensätze von in der Kette vorgeschalteten Weiterleitungseinheiten 7 jeweils über eine direkte Datenleitung an in der Kette nachgeschaltete Weiterleitungseinheiten 7 weitergeleitet werden.
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Die letzte Weiterleitungseinheit 7 in der Kette der Weiterleitungseinheiten 7 leitet die empfangenen Messdatensätze dann an die Ausleseeinheit 5 weiter.
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In dem gezeigten Beispiel weist auch die erste Auswerteeinheit 1 in der Kette eine Weiterleitungseinheit 7 auf. In diesem Fall liegt jedoch ein Dateneingang E2 der Weiterleitungseinheit 7 genutzt vor. Die gleichartige Ausbildung aller Auswerteeinheiten 1 einer Detektorvorrichtung 36 kann insbesondere einer einfachen und kostengünstigen Umsetzung entsprechen, da keine unterschiedlichen Schaltungsentwürfe von Auswerteeinheiten umgesetzt werden müssen.
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6 zeigt eine alternative Ausführung einer Verschaltung von Auswerteeinheiten 1. Dieses Beispiel umfasst ebenfalls eine perlenkettenartige, und damit lineare Hintereinanderschaltung der Anzahl an Weiterleitungseinheiten 7. In diesem Fall sind die Weiterleitungseinheiten 7 jedoch als separat ausgebildetes Bauelement ausgebildet. Das heißt, die Weiterleitungseinheiten sind nicht in das Schaltungsdesign der Auswerteeinheiten 1 intergiert. Die Weiterleitungseinheiten 7 können beispielsweise als separate Schaltkreise zwischen den Auswerteeinheiten 1 auf einer gemeinsamen Trägereinheit angeordnet sein. Die Auswerteeinheiten 1 weisen dann jeweils einen Datenausgang auf, welcher zur Übertragung des von ihr bereitgestellten Messdatensatzes mit einer Weiterleitungseinheit 7 gekoppelt ist.
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7 zeigt eine weitere Ausbildungsvariante einer Verschaltung der Auswerteeinheiten 1 der Mehrzahl an Auswerteeinheiten 1 eines Röntgendetektormoduls 100. Dabei ist eine baumartige Verschaltung der Weiterleitungseinheiten 7 realisiert, wobei zumindest eine Teilzahl der Weiterleitungseinheiten 7 über zwei separate Dateneingänge E2, E3 der Weiterleitungseinheiten 7 mit zumindest zwei weiteren Weiterleitungseinheiten 7 der Mehrzahl an Weiterleitungseinheiten 7 signaltechnisch gekoppelt ist. Die Weiterleitungseinheiten 7 sind in den Auswerteeinheiten 1 integriert ausgebildet.
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Eine Weiterleitungseinheiten 7 in Verbindung mit einer Auswerteeinheit 1 aus 7 ist beispielhaft in 8 veranschaulicht. Die Weiterleitungseinheit 7 weist drei Dateneingänge E1, E2 und E3 auf. Neben dem internen Dateneingang E1 zum Empfangen des Messdatensatzes der gezeigten Auswerteeinheit 1 selbst können über die zwei Dateneingänge E2 und E3, welche mit einem entsprechenden Dateneingang der Auswerteeinheit 1 verknüpft sind, weitere Messdatensätze empfangen werden. Die über die Dateneingänge E1, E2, E3 empfangenen Messdatensätze können über den gemeinsamen Datenausgang A über eine gemeinsame Datenleitung weitergeleitet werden.
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Ebenso wäre eine baumartige Verschaltung wie in 7 auch mittels separat ausgebildeter Weiterleitungseinheiten 7 möglich.
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Auch sind Verschaltungen mit Weiterleitungseinheiten 7 denkbar, welcher mehr als drei Dateneingänge aufweisen, wobei über die Dateneingänge jeweils entweder Messdatensätze von damit gekoppelten Auswerteeinheiten 1 oder weitergeleitete Messdatensätze von damit gekoppelten Weiterleitungseinheiten 7 empfangen werden.
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9 zeigt einen schematischen Verfahrensablauf eines Verfahrens zum Betreiben eines erfindungsgemäßen Röntgendetektormoduls 100.
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Im Schritt des Belichtens S1 wird die mit der Mehrzahl an Auswerteeinheiten 1 des Röntgendetektormoduls gekoppelte Konvertereinheit mit Röntgenstrahlung mittels einer Röntgenquelle 37 belichtet.
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Die durch die eintreffende Röntgenstrahlung in der Konvertereinheit erzeugten elektrischen Signal können über elektrisch leitende Verbindungen an eine jeweilige mit der Konvertereinheit gekoppelte Auswerteeinheit 1 weitergeleitet und in die Pixelelektroniken zur Verarbeitung der elektrischen Signale eingespeist werden.
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Im Schritt des Erfassens S2 wird ein Messdatensatzes pro Auswerteeinheit 1 basierend auf der eintreffenden Röntgenstrahlung erfasst. Der Messdatensatz basiert dabei auf den von der Vielzahl an Pixelelektroniken einer jeweiligen Auswerteeinheit 1 verarbeiteten elektrischen Signalen. Von jeder Auswerteeinheit 1 der Mehrzahl an Auswerteeinheiten 1 des Röntgendetektormoduls 100 kann jeweils ein Messdatensatz bereitgestellt werden.
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Im Schritt des Weiterleitens S3 von Messdatensätzen durch eine Weiterleitungseinheit 7 der Anzahl an Weiterleitungseinheiten 7 werden über einen ersten Dateneingang E1 der Weiterleitungseinheit 7 ein Messdatensatz einer ersten Auswerteeinheit der Mehrzahl und über einen zweiten Dateneingang D2 ein weitergeleiteter Messdatensatz von einer weiteren Weiterleitungseinheit 7 der Anzahl an Weiterleitungseinheiten 7 empfangen, und die über den ersten Dateneingang E1 und zweiten Dateneingang E2 empfangenen Messdatensätze mittels der Weiterleitungseinheit 7 über einen gemeinsamen Datenausgang A an eine Empfangseinheit 7,5 weitergeleitet.
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Beispielsweise wird an jede Auswerteeinheit 1 eines Röntgendetektormoduls 100 ein Startsignal für den Start eine Auslesevorgangs übertragen. Jeder Auswerteeinheit 1 kann außerdem relativ zu dem Startsignal ein Zeitschlitz zugeordnet sein, innerhalb welchem eine Datenübertragung von der Auswerteeinheit 1 stattfindet. Innerhalb des ihr zugeordneten Zeitschlitzes wird der Messdatensatz oder jeweils ein Teilmessdatensatz einer Auswerteeinheit 1 über die Weiterleitungseinheit 7 bzw. Weiterleitungseinheiten 7 an die Ausleseeinheit 5 weitergeleitet. Durch ein zeitliches Muster im Datenstrom kann eine Identifizierbarkeit der Messdatensätze oder Teilmessdatensätze erreicht werden.
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Alternativ kann eine Datenübertragung beispielsweise basierend auf einem Netzwerkprotokoll ausgeführt werden, wobei das Netzwerkprotokoll als Kommunikationsprotokoll für den Austausch von Daten zwischen den Auswerteeinheiten 1, den Weiterleitungseinheiten 7 und der Ausleseeinheit 5 dient und eine Identifizierbarkeit der Messdatensätze bzw. Teilmessdatensätze einer Auswerteeinheit 1 gewährleisten kann.
