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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines direkt wandelnden, insbesondere photonenzählenden, Röntgendetektors, wobei der Röntgendetektor umfasst:
- - ein auf einer Arbeitstemperatur zu haltendes, direkt wandelndes, an einer Gleichspannung liegendes Sensormaterial,
- - eine einen Grundstrom durch das Sensormaterial bewirkende Konditionierungseinheit,
- - eine durch eine Regeleinheit zur Aufrechterhaltung der Arbeitstemperatur geregelte Heizeinheit für das Sensormaterial, und
- - eine mehrere, die Regeleinheit umfassende Elektronikeinheiten aufweisende Steuereinrichtung.
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Daneben betrifft die Erfindung einen Röntgendetektor und eine bildgebende Röntgeneinrichtung.
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Die Röntgenbildgebung stellt insbesondere im medizinischen Bereich ein seit langem genutztes, vorteilhaftes Untersuchungswerkzeug dar. Aktuelle Forschungsbestrebungen richten sich dabei auf den Einsatz von direkt wandelnden Röntgendetektoren, insbesondere als photonenzählende Röntgendetektoren. Im Unterschied zu Röntgendetektoren, bei denen einfallende Röntgenphotonen zunächst in einem Szintillator Sekundärlicht erzeugen, welches dann vermessen wird, wird bei Direktwandlung („direct conversion“) unmittelbar eine Umwandlung von Röntgenstrahlung in Ladungsträger angestrebt, deren Fluss, also Strom, dann vermessen werden kann. Direkt wandelnde Röntgendetektoren bzw. Röntgensensoren basieren auf der Absorption von Röntgenstrahlung in einem Sensormaterial, konkret einem Halbleiter, welche zur Generierung von Elektron-Loch-Paaren führt. Bei Anlegen von hohen Gleichspannungen können die Ladungsträger getrennt und der entstehende Stromimpuls anschließend durch geeignete Elektronik ausgewertet werden.
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Beispielhafte, vielversprechende Sensormaterialien umfassen Cadmiumtellurid und Cadmiumzinktellurid (CdTe bzw. CdZnTe, kurz CZT). An das Sensormaterial wird eine Gleichspannung, üblicherweise eine Hochspannung, angelegt, um unter Röntgenstrahlung einen Stromfluss durch das Sensormaterial herzustellen, welcher über die insbesondere direkt angebundene Elektronik ausgewertet wird. Das bedeutet, bei einfallender Röntgenstrahlung entstehen, wie beschrieben, Ladungsträger (Elektron-Loch-Paare) und über das Sensormaterial, welches an der Hochspannung liegt, fließt ein Strom. In diesem Kontext ist es bekannt, beispielsweise zur Vermeidung von Drifteffekten eine Konditionierungseinheit für das Sensormaterial vorzusehen, die das Vorliegen eines bestimmten Grundstroms durch das Sensormaterial zusichert. Eine solche Konditionierungseinheit kann beispielsweise auf einer Ausleuchtung des Sensormaterials, insbesondere mit Infrarotlicht (IR-Licht), basieren.
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Ströme, hier Grundstrom und Messstrom, durch das Sensormaterial führen jedoch auch zu einer Erwärmung des Sensormaterials. Dabei wurde in aktuellen Untersuchungen festgestellt, dass Temperaturunterschiede im Sensormaterial zu ungewollten Drift-Eigenschaften führen, durch welche es, insbesondere in der medizinischen Bildgebung, zu ungewollten Bildartefakten in einem mit dem Röntgendetektor aufgenommenen Röntgenbild kommen kann. Daher wurde vorgeschlagen, die Temperatur des Sensormaterials in einem stabilen Zustand, insbesondere also auf einer vorgegebenen Arbeitstemperatur, zu halten. Die Arbeitstemperatur kann beispielsweise zwischen 30 °C und 50 °C, insbesondere bei 40 °C, liegen.
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Um diese zu erreichen, kann zusätzlich zu der Konditionierungseinheit, die zu einem gewissen „Grundstrom“ durch das Sensormaterial führt, eine sogenannte Sensormaterialheizung verwendet werden, die das Sensormaterial „vorheizt“ und hierzu beispielsweise eine Heizeinheit, die durch eine Regeleinheit gesteuert betrieben wird, umfasst. Sind bestimmte Elektronikeinheiten, beispielsweise als Messeinheiten eingesetzte anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs), vorhanden, kann auch deren Verlustleistung als Wärme an das Sensormaterial abgegeben werden.
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Anders ausgedrückt existieren zwei grundlegende und eine optionale Wärmequelle für das Sensormaterial. Zum einen wird ein Wärmeeintrag durch die ständig aktive, einen gewissen Grundstrom herbeiführende Konditionierungseinheit bereitgestellt. Die Sensormaterialheizung kann, beispielsweise auf der Basis von Temperaturmesswerten von Temperatursensoren und/oder sonstigen Eingangsgrößen einen Wärmeeintrag bereitstellen, der insbesondere im Röntgeneintrittsfall abgesenkt wird, um die Temperaturerhöhung durch die Röntgenstrahlung zu kompensieren. Schließlich existieren optional noch an das Sensormaterial direkt angebundene Elektronikeinheiten, insbesondere Messeinheiten wie ASICs, die eine Verlustleistung und somit Wärme bereitstellen, die mittels Wärmeleitung in das Sensormaterial gelangt. Auch diese Wärmequelle existiert im Regelfall kontinuierlich, da die entsprechenden Elektronikeinheiten dauerhaft aktiv sind. Insbesondere existiert im Hinblick auf einen so genannten „always on“-Betrieb, der ein lang andauerndes Wiederaufheizen des Sensormaterials vermeiden soll, die Anforderung, dass diese Einheiten der Steuereinrichtung des Röntgendetektors nicht ausgeschaltet werden sollten. Dies gilt insbesondere auch für die Sensormaterialheizung.
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Allerdings kann es aus verschiedenen Gründen dazukommen, dass die Steuereinrichtung des Röntgendetektors neu konfiguriert oder umkonfiguiert werden muss. Beispielsweise kann es sich hier um eine Wartung, insbesondere eine Aktualisierung, der den Röntgendetektor beinhaltenden Röntgeneinrichtung handeln, denkbar ist es jedoch auch, dass beispielsweise durch das Eindringen von Röntgenstrahlung in eine Elektronikeinheit der Steuereinrichtung eine Neukonfigurierung (Rekonfigurierung) erfolgen muss. In solchen Fällen werden die verschiedenen Einheiten der Steuereinrichtung, insbesondere also die Elektronikeinheiten auf den Frontend-Modulen, deaktiviert, sodass ein Abdriften der Temperatur des Sensormaterials auftritt, mithin die nachteilhaften Drift-Eigenschaften des Röntgendetektors zu Tage treten.
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Insbesondere wurde festgestellt, dass nach einer solchen Neukonfiguration oder Umkonfiguration der Elektronik, die aus systemrelevanten Gesichtspunkten, beispielsweise für Updates, Serviceintervalle und dergleichen, durchaus häufiger auftritt, für bis zu 24 Stunden gewartet werden musste, bis eine stabile Funktion für eine einwandfreie Bildqualität der den Röntgendetektor beinhaltenden Röntgeneinrichtung wieder bereitsteht.
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Dabei sei insbesondere darauf hingewiesen, dass auch bei Deaktivierungszeiten von nur wenigen Sekunden bereits negative Effekte hinsichtlich der Bildqualität und Bildartefakten auftreten können, da die Arbeitstemperatur des Sensormaterials nicht länger gegeben ist. Initialisierungsvorgänge für Elektronik in bekannten Computertomographieeinrichtungen basieren beispielsweise auf bestimmten Ladeketten und dauern im Bereich von 30-60 Sekunden an. Während dieser Zeit sind Elektronikeinheiten der Steuereinrichtung von der zentralen Einheit der Computertomographieeinrichtung nicht erreichbar/steuerbar und/oder stromlos, und können keinen Wärmeeintrag in das Sensormaterial bewirken. Bereits dieser Zeitraum ist lang genug, um Bildartefakte bei folgender unmittelbarer Wiederaufnahme des Betriebs nicht ausschließen zu können.
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Die deutsche Patentanmeldung
DE 10 2017 208 955 A1 betrifft eine Detektorvorrichtung aufweisend einen Kühlluftpfad zum Kühlen eines Röntgendetektors. Die Detektorvorrichtung weist ferner einen den Röntgendetektor umgebenden Detektorinnenraum auf, wobei der Kühlluftpfad durch zumindest einen Teilbereich des Detektorinnenraums verläuft. Die Detektorvorrichtung weist eine entlang des Kühlluftpfads angeordnete Druckbegrenzungseinheit mit einer Begrenzungseinrichtung auf, wobei die Begrenzungseinrichtung dazu ausgelegt ist, basierend auf einem einströmenden Kühlluftstrom einen begrenzten Volumenstrom entlang des Kühlluftpfads am Röntgendetektor entlang zu führen.
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In dem deutschen Patent
DE 10 2015 225 774 B3 wird zählender Röntgendetektor aufweisend ein Konvertermaterial in einer Stapelanordnung und eine Elektrode, die mit dem Konvertermaterial elektrisch leitend verbunden ist. Die Elektrode ist zumindest teilweise transparent ausgebildet. Die Elektrode weist folgende Schichten auf: eine elektrisch leitende Kontaktschicht, eine elektrisch leitende erste Zwischenschicht, eine elektrisch leitende Hochspannungsschicht, eine zweite Zwischenschicht und eine elektrisch leitende Heizschicht.
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Die deutsche Patentanmeldung
DE 101 39 234 A1 offenbart Lösungen, um Bildartefakte, die durch Bright Burn Effekte hervorgerufen werden, zu reduzieren. Ein Röntgendetektor, welcher mittels einer Umwandlungsanordnung Röntgenstrahlung in elektrische Ladungsträger wandelt, umfasst hier eine Heizvorrichtung, die vorgesehen ist, der Umwandlungsanordnung während des Betriebes des Röntgendetektors Wärme zuzuführen.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Ausfallzeiten von direkt wandelnden Röntgendetektoren aufgrund von Abweichungen von der vorgegebenen Temperierung des Sensormaterials zu reduzieren.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass durch die Steuereinrichtung bei Vorliegen eines Umkonfigurierungs- und/oder Rekonfigurierungsvorgangs
- - der Betrieb der Konditionierungseinheit aufrechterhalten wird, und
- - nur während einer tatsächlichen Konfigurationszeit der Regeleinheit, insbesondere für einen Zeitraum, der kürzer als eine Sekunde ist, entweder der Betrieb der Heizeinheit unterbrochen wird und/oder der Betrieb der Heizeinheit mit dem zuletzt im ordentlichen Betrieb der Regeleinheit ermittelten Regelwert aufrechterhalten wird.
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Es werden mithin schaltungstechnische Maßnahmen vorgeschlagen, um das Sensormaterial auch im Fall von Konfigurationsvorgängen möglichst genau auf der vorgegebenen Arbeitstemperatur zu halten, um Ausfallzeiten des Röntgendetektors möglichst weitgehend zu vermeiden und somit einen zumindest annähernden „always on“-Betrieb bereitstellen zu können. Die Konditionierungseinheit, die, beispielsweise durch Ausleuchtung des unter Gleichspannung (Hochspannnung) stehenden Sensormaterials, den Grundstrom im Sensormaterial bereitstellt, wird üblicherweise bei der ersten Inbetriebnahme auf wenigstens einen entsprechenden Betriebsparameter eingestellt, der sich im anschließenden Betrieb üblicherweise nicht mehr verändert. Mithin stellt der wenigstens eine Betriebsparameter der Konditionierungseinheit einen konstanten Wert dar, der in einem Speichermittel der Steuereinrichtung vorgehalten werden muss; lediglich bei Service-Einsätzen und/oder einem erneuten Tuning der den direkt wandelnden Röntgendetektor enthaltenden Röntgeneinrichtung kann vorgesehen sein, den wenigstens einen Betriebsparameter neu einzustellen, wonach er wiederum konstant bleibt. Diese Tatsache ermöglicht es, auch bei einer Umkonfiguration und/oder Neukonfiguration in der Steuereinrichtung die Konditionierungseinheit durch eine schaltungstechnische Maßnahme gezielt aktiv zu lassen, das bedeutet, dass während einer Konfiguration der Elektronik der die Konditionierungseinheit bildende Schaltungsteil nicht beeinflusst und weiterhin aktiv gehalten wird. Damit bleibt auch der Wärmeanteil, der durch die Konditionierungseinheit an das Sensormaterial bereitgestellt wird, während eines Neu- und/oder Umkonfigurationsvorgangs konstant, was zum Temperaturerhalt in dem Sensormaterial beiträgt.
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Zudem wird vorgeschlagen, die Heizeinheit der Sensormaterialheizung, die durch die Kombination von Heizeinheit und Regeleinheit gebildet wird, wenn überhaupt, dann nur für den minimal notwendigen Zeitraum zu deaktivieren, oder sie sogar mit dem letzten im ordentlichen Betrieb, also Normalbetrieb, der Regeleinheit ermittelten Regelwert während der Neukonfiguration der Regeleinheit weiter zu betreiben. Dabei werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung, wie noch genauer erläutert werden wird, Konfigurationsmethoden eingesetzt, die bevorzugt einen Konfigurationszeitraum von weniger als einer Sekunde, insbesondere lediglich von wenigen hundert Millisekunden, benötigen. Da die thermische Masse des Sensormaterials bzw. des Röntgendetektors an sich genau wie thermische Zeitkonstanten hinreichend groß ist, wirken sich diese kurzen Zeiträume von weniger als eine Sekunde, in denen die Heizeinheit abgeschaltet bzw. ungeregelt konstant weiter betrieben wird, nicht wesentlich aus, insbesondere nicht derart, dass dies in der Bildqualität sichtbar wäre, wie Versuche gezeigt haben. Gleichzeitig wird jedoch ein unkontrollierter Zustand der Sensormaterialheizung durch den Regelalgorithmus vermieden. Insbesondere bei sehr dynamisch ausgelegten Regelungen, welche beispielsweise hohe Regelwerte für schnelles Heizen in kurzer Zeit bereitstellen, kann es daher zweckmäßiger sein, die Heizeinheit zu deaktivieren, da ein „Überheizen“ - insbesondere bei mehreren nötigen Konfigurationsversuchen - dann vermieden wird, da sich aufgrund der „Wärmeträgheit“ im kurzen Konfigurationszeitraum der Temperaturverlust dennoch in Grenzen hält.
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In diesem Kontext kann im Übrigen auch vorgesehen sein, dass der zuletzt ermittelte Regelwert in einem Speichermittel der Steuereinrichtung vorgehalten wird und mit Neubeginn des ordentlichen Betriebs der Regeleinheit nach der Konfigurationszeit als Startwert für den Regelwert verwendet wird. Auf diese Weise kann ein verbesserter Übergang zwischen dem Regelbetrieb vor und nach der Um- bzw. Neukonfiguration geschaffen werden, ohne dass ein komplett neues Einregeln notwendig ist. Gegebenenfalls kann auch eine Regelhistorie, falls diese berücksichtigt wird, abgespeichert werden.
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In besonders vorteilhafter, konkreter Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Konfiguration der Regeleinheit über eine serielle Konfigurationsleitung, die an eine Konfigurationsschnittstelle der Regeleinheit angeschlossen ist, erfolgt. Über eine solche serielle Konfigurationsleitung, die beispielsweise zu allen Konfigurationsschnittstellen der Detektorelektronik der Steuereinrichtung führt, ist eine schnelle, serielle Konfiguration der Elektronikeinheiten möglich, insbesondere innerhalb weniger hundert Millisekunden, konkret weniger als eine Sekunde, gegebenenfalls auch weniger als 100 ms, wenn eine schnelle Taktung, beispielsweise im Bereich von 100 bis 150 MHz, verwendet wird. Dabei wird beispielsweise ein sogenannter serieller Slave-Kanal benutzt, der bei vielen einsetzbaren Elektronikbausteinen, beispielsweise FPGAs, bereits verfügbar ist. Mithin wird gezielt auf eine schnelle Konfigurierbarkeit hingearbeitet, um Heiz- bzw. Regelausfälle so kurz wie möglich zu halten. Insbesondere im Vergleich zu bisher genutzten Konfigurations-Initialisierungstechniken, die beispielsweise 30s - 60s andauerten, ist eine deutliche Verbesserung mit einer solchen seriellen Kommunikationsleitung und einer Einschränkung einer Deaktivierung auf den tatsächlichen Konfigurationszeitraum gegeben.
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Konkret kann als die Regeleinheit ein FPGA (field programmable gate array) verwendet werden. FPGAs sind häufig bereits mit einer Konfigurationsschnittstelle für eine serielle Konfigurationsleitung verfügbar. Bezüglich der Koordination des Umkonfigurierungs- und/oder Rekonfigurierungsvorgangs kann die Steuereinrichtung konkret einen Steuerschaltkreis und/oder einen Mikrocontroller verwenden. Dieser wird dann entsprechend ausgebildet, die Konditionierungseinheit weiter zu betreiben und die Heizeinheit nur kurzzeitig abzuschalten bzw. konstant, also kontrolliert, weiter zu betreiben, während die Regeleinheit um- und/oder neukonfiguriert wird. Auch weitere Maßnahmen, wie im Folgenden noch beschrieben, können durch einen solchen Steuerschaltkreis und/oder einen solchen Mikrocontroller leicht umgesetzt werden.
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Dabei sei an dieser Stelle noch angemerkt, dass den Elektronikeinheiten und/oder der Konditionierungseinheit und/oder der Heizeinheit mittels eines durch die Steuereinrichtung, insbesondere einen Steuerschaltkreis und/oder einen Mikrocontroller, ansteuerbaren Schalters schaltbare Stromversorgungen zugeordnet sind.
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Wie bereits erwähnt wurde, können auch weitere Wärmequellen existieren, die für einen im Wesentlichen konstanten Wärmeeintrag in das Sensormaterial sorgen. Für einen solchen Fall können auch diese Wärmequellen in das hier beschriebene Betriebskonzept bei Um- und/oder Neukonfigurierungsvorgängen eingebunden werden.
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So sieht eine zweckmäßige Weiterbildung der vorliegenden Erfindung vor, dass die Steuereinrichtung ferner wenigstens eine weitere, unmittelbar an das Sensormaterial angebundene, Verlustwärme an das Sensormaterial abgebende Elektronikeinheit umfasst, wobei durch die Steuereinrichtung bei Vorliegen eines Umkonfigurierungs- und/oder Rekonfigurierungsvorgangs auch der Betrieb der weiteren Elektronikeinheit aufrechterhalten wird. Dabei kann es sich bei der weiteren Elektronikeinheit insbesondere um eine Messeinheit für Detektorsignale handeln, und/oder die weitere Elektronikeinheit kann als eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) ausgebildet sein. Solche Messeinheiten können insbesondere dem Auslesen und gegebenenfalls bereits wenigstens teilweisen Auswerten von Detektorsignalen dienen, die das Eintreffen von Röntgenquanten auf dem Sensormaterial betreffen. Die Versorgung solcher Messeinheiten, die durch ihre Verlustwärme einen Wärmeeintrag in das Sensormaterial bewirken, wird ebenfalls durch eine entsprechende Schaltungsmaßnahme während des Um- und/oder Neukonfigurationsvorgangs aufrechterhalten, sodass die wenigstens eine Messeinheit bzw. allgemein weitere Elektronikeinheit dauerhaft aktiv bleibt. Es findet mithin auch hier ein kontinuierlicher Wärmeeintrag der Verlustleistung in das Sensormaterial statt, sodass weiterhin zum Konstanthalten von dessen Temperatur beigetragen wird.
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Als Sensormaterial kann bevorzugt Cadmiumtellurid (CdTe) und/oder Cadmiumzinktellurid (CdZnTe) verwendet werden. Diese Materialien haben sich insbesondere für medizinische Bildgebungsanwendungen als äußerst vorteilhaft erwiesen. Mithin kann auch zweckmäßigerweise vorgesehen sein, dass der Röntgendetektor in einer bildgebenden, insbesondere medizinischen, Röntgeneinrichtung verwendet wird. Der Röntgendetektor wird bevorzugt als ein zählender Röntgendetektor betrieben, mithin zum Aufnehmen und insbesondere auch energetischen Bewerten einzelner Photonenereignisse.
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Neben dem Verfahren betrifft die Erfindung auch einen direkt wandelnden Röntgendetektor, der aufweist:
- - ein auf einer Arbeitstemperatur zu haltendes, direkt wandelndes, an einer Gleichspannung liegendes Sensormaterial,
- - eine einen Grundstrom durch das Sensormaterial bewirkende Konditionierungseinheit,
- - eine durch eine Regeleinheit zur Aufrechterhaltung der Arbeitstemperatur geregelte Heizeinheit für das Sensormaterial, und
- - eine mehrere, die Regeleinheit umfassende Elektronikeinheiten aufweisende Steuereinrichtung,
wobei die Steuereinrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist. Schließlich betrifft die Erfindung auch eine bildgebende Röntgeneinrichtung mit einem erfindungsgemäßen Röntgendetektor. Sämtliche Ausführungen bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich analog auf den erfindungsgemäßen Röntgendetektor sowie die erfindungsgemäße Röntgeneinrichtung übertragen, sodass auch mit diesen die bereits genannten Vorteile erhalten werden können.
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Das bedeutet, im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind schaltungstechnische Maßnahmen, insbesondere im Steuerschaltkreis und/oder dem Mikrocontroller, vorgesehen, um einen Fortbetrieb wärmeeintragender Einheiten bzw. einen kürzest möglichsten Unterbrechungs- oder konstanten Betrieb der Heizeinheit zu gewährleisten.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
- 1 schematisch den Aufbau eines direkt wandelnden Röntgendetektors gemäß der vorliegenden Erfindung,
- 2 einen Ablaufplan eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens, und
- 3 eine erfindungsgemäße Röntgeneinrichtung.
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1 zeigt schematisch den Aufbau eines direkt wandelnden, in diesem Fall photonenzählenden Röntgendetektors 1 für den Einsatzzweck der medizinischen Röntgenbildgebung, beispielsweise in einer Computertomographieeinrichtung als Röntgeneinrichtung.
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Der Röntgendetektor 1 nutzt ein Halbleiter-Sensormaterial 2, beispielsweise Cadmiumtellurid und/oder CZT, zur direkten Umwandlung von Röntgenstrahlenphotonen in elektrische Ladungsträger, die aufgrund einer angelegten Gleichspannung, insbesondere Hochspannung, wofür eine hier nicht näher gezeigte Hochspannungseinheit vorgesehen ist, einen Strom erzeugen, der als Detektorsignal von hier als ASICs ausgebildeten Messeinheiten 4 aufgenommen werden kann. Durch die Verwendung einer Konditionierungseinheit 3, die beispielsweise das Sensormaterial bestrahlen kann, fließt bereits ein gewisser Grundstrom durch das Sensormaterial 2, der für eine gewisse Erwärmung sorgt. Beispielsweise kann hierdurch eine Heizleistung im Bereich von 5 bis 12 Watt entstehen. Eine weitere Erwärmung erfolgt durch die Verlustwärme der direkt angebunden Messeinheiten 4, die durch Wärmeleitung in das Sensormaterial 2 gelangen kann. Hier kann die Heizleistung beispielsweise im Bereich von 1 bis 5 Watt liegen.
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Da das Sensormaterial 2 jedoch ungewollte Drifteffekte aufgrund von Temperaturunterschieden aufweist, soll es auf einer vorgegebenen Arbeitstemperatur gehalten werden, weshalb eine Sensormaterialheizeinrichtung 5 vorgesehen ist, die eine Heizeinheit 6 und eine Regeleinheit 7 umfasst, welche die Heizeinheit 6 so betreibt, dass auf die Arbeitstemperatur geregelt wird. Hierbei können als Messgrößen Temperaturdaten von Temperatursensoren (der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt) eingehen.
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Die Konditionierungseinheit 3, die Messeinheiten 4 und die Regeleinheit 7 stellen wenigstens einen Teil von Elektronikeinheiten eine Steuereinrichtung 8 des Röntgendetektors 1 dar, welcher auch einen Steuerschaltkreis 9 bzw. einen Mikrocontroller aufweist. Der Heizeinheit 6, der Konditionierungseinheit 3 und den Messeinheiten 4 sind im Übrigen auch Schalter 10 zur Trennung von deren Stromversorgung 11, die durch die Steuereinrichtung 8, hier den Steuerschaltkreis 9, ansteuerbar sind, zugeordnet, wie der Übersichtlichkeit halber nur für die Heizeinheit 6 gezeigt ist.
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Die Steuereinrichtung 8 ist zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet, um auch in Um- und Neukonfigurationsvorgängen ebenso die Temperatur des Sensormaterials 2 möglichst genau auf der Arbeitstemperatur zu halten. Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird durch 2 näher erläutert. Dieser Verfahrensablauf ist durch schaltungstechnische Maßnahmen in der Steuereinrichtung 8 umgesetzt.
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Wird in 2 in der Steuereinrichtung 8 in einem Schritt S1 festgestellt, dass zurzeit ein Umkonfigurierungs- und/oder Neukonfigurierungsvorgang stattfindet, wird zunächst in einem Schritt S2, unabhängig von sonstigen Vorgängen, die Stromversorgung für die Konditionierungseinheit 3 und die Messeinheiten 4 aufrechterhalten, sodass diese weiter aktiv bleiben und ihren Beitrag zum Wärmeeintrag in das Sensormaterial 2 liefern. Gleichzeitig wird auch die Stromversorgung 11 für die Regeleinheit 7 und die Heizeinheit 6 zunächst weiter aufrechterhalten, bis diese im Schritt S3 zur Neukonfigurierung und/oder Umkonfigurierung ansteht.
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Dann wird im Schritt S3 im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Heizeinheit 6 durch Ansteuern des Schalters 10 nur genau so lange deaktiviert, wie die Konfiguration der Regeleinheit 7 dauert, also für einen Konfigurationszeitraum. Dieser ist im vorliegenden Fall äußert kurz gewählt, da die Konfiguration über eine serielle Konfigurationsleitung 12 (vgl. 1), insbesondere mit hoher Taktfrequenz, erfolgt. Dies resultiert in Konfigurationszeiträumen, die kürzer als eine Sekunde sind. Sobald diese schnelle Um- und/oder Neukonfigurierung abgeschlossen ist, werden die Regeleinheit 7 und die Heizeinheit 6 wieder in Betrieb genommen.
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Um für einen reibungslosen Übergang zu sorgen, kann diesbezüglich auch vorgesehen sein, dass der letzte Regelwert in einem Speichermittel 13 der Steuereinrichtung 8 gespeichert wird und bei der Wiederaufnahme des Betriebs der Regeleinheit 7 als Startwert herangezogen wird. Auch ist es in Ausgestaltungen möglich, dass die Heizeinheit 6 durch die Steuereinrichtung 8 weiterbetrieben wird, allerdings konstant mit dem letzten im Normalbetrieb der Regeleinheit 7 ermittelten Regelwert. In jedem Fall wird ein ungeregelter Betrieb der Heizeinheit 6 auf diese Weise vermieden.
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3 zeigt schließlich eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Röntgeneinrichtung 14, in diesem Fall eine Computertomographieeinrichtung. Diese weist, wie grundsätzlich bekannt, eine Gantry 15 auf, in dem sich gegenüberliegend ein Röntgenstrahler 16 und ein Röntgendetektor 1, wie bezüglich 1 und 2 beschrieben, angeordnet sind.
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Mittels einer hier nicht näher gezeigten Patientenliege kann ein Patient in ein Sichtfeld innerhalb einer Patientenaufnahme 17 eingefahren werden.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
