DE112010005764T5

DE112010005764T5 - Strahlungsdetektorkalibrierung unter Verwendung von Spannungseinspeisung

Info

Publication number: DE112010005764T5
Application number: DE112010005764.8T
Authority: DE
Inventors: Luc Laperrier; Marc Hansroul; Phillippe Gauthier
Original assignee: Anrad Corp
Current assignee: Analogic Canada Corp
Priority date: 2010-07-23
Filing date: 2010-07-23
Publication date: 2014-01-23
Also published as: JP2013536412A; EP2622371A1; WO2012010919A1; US9823366B2; US20130121478A1

Abstract

Unter anderem werden ein oder mehrere Systeme und/oder Techniken zum Kalibrieren eines Direktumwandlungsdetektor-Arrays bereitgestellt. Eine elektrische Ladung wird an einer Grenzfläche eines Fotoleiters (z. B. amorphes Selen) des Detektorarrays erzeugt, wenn es eine Änderung einer Spannung gibt, die an den Fotoleiter angelegt ist. Eine solche Änderung in der Spannung kann auftreten, da sich die Spannung ändert, welche dem Fotoleiter durch eine Leistungsquelle zur Verfügung gestellt wird. Die geänderte Spannung verursacht eine zu erzeugende elektrische Ladung oder verursacht eine Änderung in der Nettoladungsdichte bei einer Grenzfläche des Fotoleiters, welche im Wesentlichen der elektrischen Ladung entspricht, welche erzeugt werden kann, wenn Strahlung das Detektor-Array trifft. Auf diese Weise können Kalibrierungen des Detektor-Arrays (z. B. die Erzeugung einer Einheitskarte, Defekttabelle, usw.) ohne die Emission von Strahlung und vor Ort oder außerhalb einer Werkseinstellung durchgeführt werden.

Description

Hintergrund
Die vorliegende Anmeldung betrifft das Gebiet der Radiografieuntersuchungen und Bildgebung. Sie findet insbesondere Anwendung bei der Kalibrierung von Direktumwandlungsdetektor-Arrays und/oder Flachbildschirmdetektoren, wie etwa solchen, die herkömmlich in einem Computertomografie(CT)-Scanner umfasst sind, einen Zeilenscanner oder anderen Radiografie-Bildgebungs-Systemen (z. B. Mammografie-Systeme, allgemeine Radiologie-Systeme, usw.).
Radiografie-Bildgebungs-Systeme sind nützlich, um Informationen oder Bilder oder innere Aspekte eines zu untersuchenden Objekts bereitzustellen. Im Allgemeinen wird das Objekt Strahlung ausgesetzt und ein zweidimensionales Bild und/oder ein dreidimensionales Bild wird ausgebildet basierend auf der Strahlung, welche durch innere Aspekte des Objekts absorbiert wird, oder stattdessen auf einer Menge von Strahlung, die dazu imstande ist, das Objekt zu durchlaufen. Typischerweise absorbieren sehr dichte Aspekte eines Objekts mehr Strahlung als weniger dichte Aspekte, und somit wird ein Aspekt mit einer höheren Dichte, wie zum Beispiel ein Knochen, ein Tumor oder eine Waffe, sichtbar, wenn er von weniger dichten Aspekten umgeben ist, wie zum Beispiel einem fettigen Gewebe, einem Muskel oder Kleidung.
Ein Radiografie-Bildgebungs-System umfasst typischerweise ein Detektor-Array und eine Strahlungsquelle. Die Strahlungsquelle ist im Allgemeinen dazu ausgelegt, fächerförmige, kegelförmige, keilförmige oder anders geformte gebündelte Strahlung auf ein zu untersuchendes Objekt zu emittieren. Das Detektor-Array ist im Allgemeinen auf einer diametral entgegengesetzten Seite des Objekts relativ zu der Strahlungsquelle positioniert und umfasst eine Vielzahl von Pixel, welche Strahlung detektieren, die auf die jeweiligen Pixel auftreffen. Typischerweise sind die Pixel dazu ausgelegt, im Wesentlichen kontinuierlich ein analoges oder digitales Signal auszugeben, und wenn eine Ladungsdichte (z. B. proportional zur detektierten Strahlung) durch ein Pixel gemessen wird, ist das Pixel dazu ausgelegt, einen Puls oder eine Änderung in dem jeweiligen die Ladungsdichte bezeichnenden Signal zu emittieren. Die von den jeweiligen Pixel emittierten Signale können in den digitalen Bereich konvertiert werden (wenn sie nicht schon in dem digitalen Bereich sind) und dazu verwendet werden, ein oder mehrere Bilder des Objekts zu erzeugen, welche Bereiche mit hohem Strahlungsdurchgang und/oder mit niedrigem Strahlungsdurchgang zeigen.
Radiografie-Bildgebungs-Systeme werden regelmäßig kalibriert, um Verstärkungen, Versätze, Defektkorrekturen, usw., welche durch Detektor-Arrays oder elektronische Ausstattung (z. B. Verstärker, Auslesevorrichtungen, usw.) verursacht werden zu korrigieren. Im Allgemeinen werden Kalibrierungen werkseitig durchgeführt bevor das Detektor-Array an anderen Teilen des Bildgebungssystems befestigt wird. Kalibrierungen werden auch typischerweise während einer Luftabtastung oder einer Flat-Field-Abtastung (d. h. einer Abtastung, bei welcher kein Objekt vorhanden ist und/oder ein Objekt mit bekannten Eigenschaften vorhanden ist) durchgeführt. Während einer Kalibrierung emittiert das Detektor-Array Pulse, welche Strahlung (z. B. Röntgenstrahlen) bezeichnen, die detektiert wird. Da kein Objekt vorhanden ist und/oder ein Objekt mit vorbestimmten/bekannten Eigenschaften vorhanden ist, ist davon auszugehen, dass die durch die jeweiligen Pixel erzeugten Pulse vorbestimmte Eigenschaften aufweisen und mit solchen vorbestimmten Eigenschaften verglichen werden können. Abweichungen zwischen tatsächlichen Eigenschaften eines Pulses und vorbestimmten Eigenschaften des Pulses können einem Fehler (z. B. einer unerwünschten Verstärkung, einem Defekt, usw.) zugerechnet werden, und ein Korrekturfaktor, der dazu ausgelegt ist, den Fehler zu korrigieren, kann identifiziert werden. Der Korrekturfaktor kann auf die durch das Pixel während einer Untersuchung eines Objekts generierten Pulse angewendet werden, beispielsweise um die Qualität resultierender Bilder zu verbessern.
Während sich die zuvor erwähnten Kalibrierungstechniken für eine Verringerung von Fehlern und eine Verbesserung der Qualität resultierender Bilder bewährt haben, gibt es verschiedene Einschränkungen/Nachteile der Kalibrierungstechniken. Beispielsweise sind die werkseitigen Kalibrierungen zeitaufwändig, da im Allgemeinen eine hohe Anzahl von Strahlenexpositionen (z. B. 60 Expositionen oder mehr) benötigt wird, zum Beispiel um die Auswirkung von Photonenrauschen zu verringern. Als Ergebnis kann eine solche Kalibrierung zwei Stunden oder länger dauern. Da die Kalibrierungstechniken die Emission von Strahlung benötigen, sind darüber hinaus Sicherheitseinschränkungen auferlegt. Zum Beispiel wird im Allgemeinen ein Techniker benötigt, um die Kalibrierung zu überwachen. Somit wird die Zeit eines Technikers verwendet, und das Strahlungssystem ist nicht verfügbar während einer Dauer, in welcher das System typischerweise in Betrieb wäre.
Zusammenfassung
Aspekte der vorliegenden Anmeldung behandeln die obengenannten Gegenstände und weitere. Gemäß einem Aspekt wird ein Verfahren zum Kalibrieren eines Direktumwandlungsdetektor-Arrays bereitgestellt. Das Verfahren umfasst ein Verwenden einer ersten Leistungsquelle, um eine erste Spannung an einen Fotoleiter des Direktumwandlungsdetektor-Arrays anzulegen und ein Verwenden einer zweiten Leistungsquelle, um eine zweite Spannung an den Fotoleiter anzulegen, wobei die zweite Spannung von der ersten Spannung verschieden ist, wobei die Differenz zwischen der ersten Spannung und der zweiten Spannung eine zu erzeugende erste elektrische Ladung verursacht. Das Verfahren umfasst ferner ein Detektieren der ersten elektrischen Ladung und ein Verwenden der detektierten ersten elektrischen Ladung, um das Detektor-Array zu kalibrieren.
Gemäß einem anderen Aspekt wird ein Verfahren bereitgestellt. Das Verfahren umfasst ein Detektieren einer elektrischen Ladung, welche mit einem Fotoleiter eines Direktumwandlungsdetektor-Arrays erzeugt wird, wobei die elektrische Ladung bezeichnend für eine Änderung einer an den Fotoleiter angelegten Spannung ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Kalibrieren eines Direktumwandlungsdetektor-Arrays bereitgestellt. Das Verfahren umfasst ein Anlegen einer ersten Spannung an einen Fotoleiter des Direktumwandlungsdetektor-Arrays und ein Anlegen einer zweiten Spannung an den Fotoleiter, wobei die zweite Spannung von der ersten Spannung verschieden ist, wobei die Differenz zwischen der ersten Spannung und der zweiten Spannung eine zu erzeugende erste elektrische Ladung verursacht. Das Verfahren umfasst auch ein Detektieren der ersten elektrischen Ladung und zumindest eines von: Wiederanlegen der ersten Spannung an den Fotoleiter und Wiederanlegen der zweiten Spannung an den Fotoleiter, wobei die Differenz zwischen der wiederangelegten ersten Spannung und der wiederangelegten zweiten Spannung eine zu erzeugende zweite elektrische Ladung verursacht, Wiederanlegen der ersten Spannung an den Fotoleiter und Anlegen einer dritten Spannung an den Fotoleiter, wobei die dritte Spannung von der ersten Spannung und der zweiten Spannung verschieden ist, wobei die Differenz zwischen der ersten Spannung und der dritten Spannung eine zu erzeugende dritte elektrische Ladung verursacht, und Anlegen einer dritten Spannung an den Fotoleiter, wobei die dritte Spannung von der ersten Spannung und der zweiten Spannung verschieden ist, wobei die Differenz zwischen der zweiten Spannung und der dritten Spannung eine zu erzeugende dritte elektrische Ladung verursacht. Das Verfahren umfasst ferner ein Detektieren der zweiten elektrischen Ladung und/oder der dritten elektrischen Ladung und ein Verwenden der detektierten ersten elektrischen Ladung und der detektierten zweiten elektrischen Ladung und/oder der detektierten dritten elektrischen Ladung, um das Detektor-Array zu kalibrieren.
Der Fachmann wird beim Lesen und Verstehen der angehängten Beschreibung auch weitere Aspekte der vorliegenden Anmeldung erkennen.
Figuren
Die Anmeldung ist beispielhaft und nicht einschränkend in den Figuren der begleitenden Zeichnungen dargestellt, in denen gleiche Bezugszeichen ähnliche Elemente bezeichnen und in denen:
1 ein schematisches Blockdiagramm eines beispielhaften Systems ist.
2 ein Komponenten-Blockdiagramm eines Detektor-Arrays darstellt.
3 ein Schaltbild eines beispielhaften Pixel und einer Datenbeschaffungskomponente darstellt.
4 ein Flussdiagramm ist, welches ein beispielhaftes Verfahren darstellt.
5 ein Flussdiagramm ist, welches ein beispielhaftes Verfahren zur Kalibrierung eines Direktumwandlungsdetektor-Arrays darstellt.
6 eine Darstellung eines beispielhaften computerlesbaren Mediums ist, welches von einem Prozessor ausführbare Befehle umfasst, welche dazu ausgelegt sind, einen oder mehrere der hier dargelegten Bereitstellungen zu verkörpern.
Beschreibung
Der beanspruchte Gegenstand wird nunmehr unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei durchgehend gleiche Bezugszeichen verwendet werden, um auf gleiche Elemente Bezug zu nehmen. In der folgenden Beschreibung werden zum Zwecke der Erklärung zahlreiche spezifische Details dargelegt, um ein gründliches Verständnis des beanspruchten Gegenstands bereitzustellen. Es kann jedoch offenkundig sein, dass der beanspruchte Gegenstand ohne diese spezifischen Details umgesetzt werden kann. In anderen Beispielen sind Strukturen und Vorrichtungen in Form von Blockdiagrammen dargestellt, um die Beschreibung des beanspruchten Gegenstands zu erleichtern.
Ein oder mehrere Systeme und/oder Techniken zum Kalibrieren eines Direktumwandlungsdetektor-Arrays, oder eines Flachbildschirmdetektors, eines radiografischen Bildgebungssystems werden bereitgestellt. Während einer Kalibrierung des Direktumwandlungsdetektor-Arrays, wird die an einen Fotoleiter, der hierin auch als Direktumwandlungsmaterial (z. B. amorphes Selen) bezeichnet wird, des Direktumwandlungsdetektors angelegte Spannung geändert. Die Änderung in der Spannung erzeugt einen Verschiebungsstrom in dem Fotoleiter, welcher eine elektrische Ladung erzeugt, die gleich der elektrischen Ladung ist, welche erzeugt wird, wenn Strahlung den Fotoleiter trifft. Wie hierin bereitgestellt, kann die elektrische Ladung oder die Änderung in der Ladungsdichte, die durch die Änderung in der Spannung erzeugt wird dazu verwendet werden, das Direktumwandlungsdetektor-Array zu kalibrieren. Auf diese Weise können zum Beispiel Einheitskarten und/oder Verstärkungstabellen erzeugt werden. Solche Karten und/oder Tabellen können dazu verwendet werden, ein im Wesentlichen defektfreies, gleichförmiges Bild zu erzeugen.
1 zeigt ein beispielhaftes System 100. Ein derartiges beispielhaftes System 100 kann zum Beispiel zur Mammografie in einer Klinik verwendet werden. Es ist selbstverständlich für den Fachmann, dass die spezifischen Ausgestaltungen des Systems von den beabsichtigten Funktionen des Systems abhängen können, und somit sind die hierin beschriebenen Systeme und/oder Techniken nicht dazu gedacht, durch die Ausgestaltungen des beispielhaften Systems 100 beschränkt zu sein. Das heißt, andere aus der Technik bekannte Ausgestaltungen können ebenfalls in Betracht gezogen werden. Zum Beispiel kann das System in einer anderen Ausführungsform ähnlich einem Computertomografie(CT)-Scanner ausgelegt sein, welcher bei Sicherheitskontrollpunkten oder in Kliniken (wobei der Scanner z. B. in Form eine Kreisrings ausgebildet ist und das zu untersuchende Objekt in der Mitte der kreisringförmigen Form platziert ist) verwendet wird. In einer weiteren Ausführungsform kann das System zum Beispiel ein Zeilenscanner ähnlich einem Gepäckscanner sein, welcher im Allgemeinen bei Sicherheitskontrollpunkten verwendet wird.
Wie dargestellt, umfasst das System 100 typischerweise eine Objektuntersuchungsvorrichtung 102, die dazu ausgelegt ist, ein Objekt (z. B. menschliches Gewebe, Gepäck, usw.) zu untersuchen. Ein oder mehrere Bilder des untersuchten Objekts können zum Beispiel auf einem Monitor eines Endgeräts 108 (z. B. einem Computer) zur menschlichen Überwachung dargestellt werden. Auf diese Weise können Aspekte des Objekts, welche für das bloße Auge nicht sichtbar sind (z. B. Tumore, Knochenbrüche, usw.) in dem einen oder mehreren Bildern dargestellt werden und letztendlich durch einen Benutzer 126 erkannt werden. In einem anderen Beispiel, bei welchem das System zum Beispiel ein Gepäckscanner an einem Flughafen ist, kann ein gefährlicher Gegenstand in einem Koffer basierend auf einer Abtastung oder Untersuchung des Koffers erkannt werden.
Die Objektuntersuchungsvorrichtung 102 ist dazu ausgelegt, das zu untersuchende Objekt zu untersuchen und die mit der Untersuchung verbundenen Daten zu anderen Komponenten des Systems 100 zu übermitteln. Neben anderen Komponenten umfasst die Objektuntersuchungsvorrichtung 102 eine Strahlungsquelle 116 und ein Detektor-Array 124. Die Strahlungsquelle 116 ist dazu ausgelegt, eine fächerförmige, kegelförmige, keilförmige und/oder anders geformte Strahlungsausgestaltung in einen Untersuchungsbereich 122 der Objektuntersuchungsvorrichtung 102 zu emittieren.
Aspekte (z. B. Massen, Krebs, Waffen, usw.) des Objekts können verursachen, dass unterschiedliche Mengen von Strahlung unterschiedliche Teile des Objekts (z. B. erzeugende Bereiche mit einem hohen Durchlass und Bereiche mit einem geringen Durchlass innerhalb des Objekts) durchlaufen. Es wird darauf hingewiesen, dass die Änderungen im Durchlass dazu verwendet werden können, Bilder eines Aspekts des Objekts zu erzeugen. Zum Beispiel können, wenn menschliches Gewebe durch die Objektuntersuchungsvorrichtung 102 untersucht wird, Bereiche fest verdichteter (z. B. krebsartiger) Zellen hervorgehobener auf einem Bild erscheinen als gesunde Zellen (welche geradezu unsichtbar sein können).
Strahlung, welche das zu untersuchende Objekt (z. B. ein in dem Untersuchungsbereich 122 befindliches Objekt) durchläuft, wird durch das Detektor-Array 124 detektiert, welches auf einer diametral entgegengesetzten Seite des Objekts von der Strahlungsquelle 116 angeordnet ist. Wie noch ausführlicher in Bezug auf 2 beschrieben wird, ist das Detektor-Array 124 ein Direktumwandlungsdetektor-Array. Für den Fachmann ist es selbstverständlich, dass ein Direktumwandlungsdetektor-Array dazu ausgelegt ist, durch detektierte Strahlung erzeugte Strahlungsenergie in elektrische Ladung durch ein direktes Umwandlungsmaterial, oder einen Fotoleiter, des Detektor-Arrays 124 umzuwandeln. Anders ausgedrückt wechselwirken in einem Direktumwandlungsdetektor-Array Strahlungsphotonen direkt mit dem Direktumwandlungsmaterial (z. B. unter Erzeugung von Elektron-Loch Paaren) und eine elektrische Ladung wird erzeugt, welche sich an einer Grenzfläche des Direktumwandlungsmaterials (z. B. angrenzende Pixel des Detektorarrays) konzentrieren können, um eine Nettoladungsdichte zu erzeugen. Das Direktumwandlungsmaterial kann zum Beispiel amorphes Selen, Kadmiumzinktellurid, Silizium oder andere dem Fachmann bekannte Direktumwandlungsmaterialien umfassen.
Strahlung, welche hoch durchlässige/weniger dichte Bereiche des Objekts durchläuft kann mehr Strahlungsenergie umfassen und somit eine größere elektrische Ladung erzeugen als Strahlung, welche weniger durchlässige/dichtere Bereiche durchläuft. Folglich ist die elektrische Ladung, welche erzeugt wird, wenn Strahlung das Detektor-Array trifft, bezeichnend für Eigenschaften oder Merkmale des Objekts. Pixel (z. B. ein Dünnfilmtransistor(TFT)-Array) des Detektorarrays 124 sind dazu ausgelegt, elektrische Ladung, oder eine Nettoladungsdichte, zu detektieren, welche in einem Bereich des Umwandlungsmaterials in naher räumlicher Nähe zu dem Pixel erzeugt wird und ein die detektierte Ladung bezeichnendes digitales oder analoges Signal zu erzeugen. Es wird darauf hingewiesen, dass in einigen Ausführungsformen Pixel dazu ausgelegt sind, im Wesentlichen kontinuierlich ein Signal und einen Puls, oder eine Änderung in dem Signal, zu erzeugen, wenn elektrische Ladung detektiert wird. In anderen Ausführungsformen können die Pixel dazu ausgelegt sein, kein Signal zu emittieren, falls nicht und/oder bis Ladung detektiert wird.
Es wird darauf hingewiesen, dass eine Anfangsspannung im Allgemeinen an das Direktumwandlungsmaterial durch eine Leistungsquelle 112 angelegt wird. Auf diese Weise kann ein elektrisches Feld erzeugt werden, welches dazu ausgelegt ist, die erzeugte elektrische Ladung von dem Direktumwandlungsmaterial zu den Pixel zu transportieren. Es ist selbstverständlich für den Fachmann, dass die angelegte Anfangsspannung zum Beispiel von der Anwendung des beispielhaften Systems 100 und/oder den Spezifikationen des Direktumwandlungsdetektor-Arrays 124 (z. B. Dicke und/oder Typ des Direktumwandlungsmaterials, usw.) abhängen kann. In einem Beispiel wird eine Anfangsspannung von 2000 Volt an das Direktumwandlungsmaterial durch die Leistungsquelle 112 angelegt (aber andere Spannungen können selbstverständlich angelegt werden, wie zum Beispiel 10 oder 20 Volt). Der Vorgang des Anlegens einer Anfangsspannung wird im Allgemeinen als Vorspannen des Direktumwandlungsmaterials bezeichnet. Anders ausgedrückt wird ein Direktumwandlungsmaterial vorgespannt, wenn eine Anfangsspannung an das Direktumwandlungsmaterial angelegt wird. Im Allgemeinen bleibt diese Anfangsspannung während einer Untersuchung eines Objekts hindurch konstant. Auf diese Weise ist während der Untersuchung durch das Direktumwandlungsmaterial erzeugte elektrische Ladung der detektierten Ladung zurechenbar.
In einigen Ausführungsformen, wie in Anwendungen, bei welchen es wünschenswert ist, das Objekt in einer besonderen Orientierung für eine längere Zeitdauer fixiert zu haben, können Objektauflagen 118, 120 verwendet werden, um die Orientierung des Objekts beizubehalten. Zum Beispiel können die Objektauflagen 118, 120 in einem Mammografiesystem dazu verwendet werden, Brustgewebe zu komprimieren, um das Brustgewebe abzuflachen und die Qualität des resultierenden Bilds zu verbessern. In anderen Ausführungsformen kann das Objekt auf einem Bett oder einem Förderband platziert sein, welches dazu ausgelegt ist, dem Objekt zum Beispiel zu erlauben, in dem Untersuchungsbereich 122 zu liegen und/oder diesen zu durchlaufen. Eine Abschirmung 114 kann dazu ausgelegt sein, nicht untersuchte Aspekte des Objekts, wie zum Beispiel den Kopf einer Person, davor zu schützen, der durch die Strahlungsquelle 116 emittierten Strahlung ausgesetzt zu sein.
Das beispielhafte System 100 umfasst ferner eine Datenbeschaffungskomponente 104, welche in operativer Weise an die Objektuntersuchungsvorrichtung 102 gekoppelt ist. Die Datenbeschaffungskomponente 104 ist dazu ausgelegt, Signale, Information und/oder Daten zu sammeln, welche mit der Strahlung in Beziehung stehen, die durch das Detektorarray 124 detektiert wurde. Es wird darauf hingewiesen, dass, wenn die Signale, die durch die jeweiligen Pixel des Detektorarrays 124 emittiert werden, in einem analogen Bereich sind, die Datenbeschaffungskomponente 104 auch dazu ausgelegt sein kann, die Signale in den digitalen Bereich zu konvertieren unter Verwendung von dem Fachmann bekannten analog-zu-digital Techniken. In einer Ausführungsform kann die Datenbeschaffungskomponente 104 auch dazu ausgelegt sein, die Signale und/oder die durch die jeweiligen Signale erzeugten Daten unter Verwendung von dem Fachmann bekannten Techniken in eine oder mehrere Projektionen des Objekts zusammenzutragen.
Das beispielhafte System 100 umfasst auch einen Bildkorrektor 106, welcher in operativer Weise an die Datenbeschaffungskomponente 104 gekoppelt ist. Der Bildkorrektor 106 ist dazu ausgelegt, Artefakte, Fehler und/oder andere Bildverschlechterungen in Bildern zu korrigieren, welche aus den Signalen gewonnen wurden. Zum Beispiel kann der Bildkorrektor 106 dazu ausgelegt sein, Fehler in Signalen, welche durch die Pixel verursacht werden, Falschausrichtung der Strahlungsquelle und des Detektor-Arrays, Defekte in der Abdeckung des Detektor-Arrays 124 (z. B. eine Kohlefaserschutzschicht, welche in der Technik im Allgemeinen als Buckycover bezeichnet wird), usw. zu korrigieren.
Für den Fachmann ist es selbstverständlich, dass der Bildkorrektor 106 im Allgemeinen eine Datenbank von Korrekturfaktoren für jeweilige Pixel umfasst, die dazu ausgelegt sind, durch Verstärkungen, Defekte, usw. verursachte Fehler in den Pixel, dem direkten Umwandlungsmaterial, den elektronischen Komponenten des Radiografiesystems 100, usw. abzuschwächen. Eine solche Datenbank kann von einem Fachmann zum Beispiel als eine Lufttabelle oder Korrekturtabelle bezeichnet werden, weil die Fehler im Allgemeinen durch eine Luftabtastung oder eine Flat-Field-Abtastung (z. B. eine Abtastung, welche ohne ein Objekt in dem Untersuchungsbereich 122 durchgeführt wird) bestimmt wird. Es ist selbstverständlich für den Fachmann, dass die Begriffe ”Lufttabelle” und ”Korrekturtabelle” hierin allgemein Bezug nehmen auf eine Datenbank mit Information, welche Defekte, Ungleichmäßigkeiten und/oder anderen Unregelmäßigkeiten in dem Detektor-Array und/oder anderen elektronischen Komponenten des Radiografiesystems 100 anzeigt, und nicht nur solche, die beim Durchführen einer Luftabtastung oder einer Flat-Field-Abtastung bestimmt werden. Eine solche Tabelle kann zum Beispiel Daten umfassen, welche eine Einheitskarte und/oder eine Verstärkungstabelle anzeigen, die dazu verwendet werden können, Korrekturen durchzuführen.
Wie hierin offenbart können zumindest einige Fehler, welche gewöhnlich durch eine Luftabtastung oder eine Flat-Field-Abtastung identifiziert werden können, unter Verwendung einer oder mehrerer der hierin beschriebenen Techniken und/oder Systeme identifiziert werden. Deswegen kann der Begriff ”Lufttabelle” fehlerhaft beschreibend für die Datenbank sein, weil eine herkömmliche Luftabtastung nicht ausgeführt werden muss, um zumindest einige der mit der Lufttabelle assoziierte Fehler zu identifizieren. Während der Begriff ”Lufttabelle(n)” hierin verwendet werden kann, um eine Datenbank zu beschreiben, welche numerische Werte für die Fehler und/oder Korrekturfaktoren zur Korrektur der Fehler enthält, wird folglich darauf hingewiesen, dass solche Begriffe nicht beabsichtigt sind, auf mittlere Fehler und/oder von einer Luftabtastung oder einer Flat-Field-Abtastung hergeleitete Korrekturfaktoren beschränkt zu sein. Es wird auch darauf hingewiesen, dass die Datenbeschaffungskomponente 104 in anderen Ausführungsformen dazu ausgelegt sein kann, derartige Korrekturen an den Signalen oder resultierenden Bildern anstelle von, oder in Verbindung mit, dem Bildkorrektor 106 durchzuführen.
Das beispielhafte System 100 umfasst auch ein Endgerät 108 (z. B. einen Computer), das dazu ausgelegt ist, die Bildraumdaten von dem Bildkorrektor 106 zu empfangen. Das Endgerät 108, welches einen Monitor umfassen kann, kann auch dazu ausgelegt sein, Bilder des Objekts einem Anwender 126 (z. B. Sicherheitspersonal, medizinischem Personal, usw.) darzustellen. Auf diese Weise kann der Anwender 126 das Bild/die Bilder untersuchen, um interessante Bereiche innerhalb des Objekts/der Objekte zu identifizieren. In einigen Ausführungsformen kann das Endgerät 108 auch dazu ausgelegt sein, Anwendereingaben zu empfangen, welche die Objektuntersuchungsvorrichtung 102 anleiten können, auf welche Weise sie zu arbeiten hat und/oder zur Kalibrierung der Objektuntersuchungsvorrichtung 102 verwendet werden können. Zum Beispiel kann, wie detaillierter weiter unten beschrieben, in einer Ausführungsform das Endgerät 108 automatisch und/oder mit Anwendereingaben eine Kalibrierungskomponente 128 anleiten, wann eine Kalibrierung des Detektor-Arrays 124 ausgeführt werden soll.
Das beispielhafte System 100 umfasst auch ein Steuergerät 110, welches in operativer Weise an das Endgerät 108 gekoppelt ist. In einem Beispiel ist das Steuergerät 110 dazu ausgelegt, Anwendereingaben von dem Endgerät 108 zu empfangen und Befehle für die Objektuntersuchungsvorrichtung 102 zu erzeugen, welche bezeichnend für auszuführende Arbeitsvorgänge sind. Zum Beispiel kann der Anwender 126 wünschen, das Objekt nochmals zu untersuchen, und das Steuergerät 110 kann die Anwendereingaben in einen Computerbefehl umwandeln, welcher die Strahlungsquelle 116 anweist, zusätzliche Strahlung auszugeben.
Das beispielhafte System 100 umfasst auch eine Kalibrierungskomponente 128, welche in operativer Weise an das Endgerät 108 gekoppelt ist und dazu ausgelegt ist, Kalibrierungstechniken auf der Objektuntersuchungsvorrichtung auszuführen, oder spezieller auf dem Detektor-Array 124. Wie weiter unten beschrieben, kann zum Beispiel die Kalibrierungskomponente 128 dazu ausgelegt sein, die Spannung für eine Ladung zu spezifizieren, welche in das Detektor-Array 124 für Kalibrierungszwecke eingespeist wird. In anderen Ausführungsformen kann die Kalibrierungskomponente 128 dazu ausgelegt sein, festzulegen, wann eine Kalibrierung durchgeführt werden soll basierend auf einer seit einer vorhergehenden Kalibrierung vergangenen Zeit, einer Anzahl von Untersuchungen seit einer vorhergehenden Kalibrierung, usw.
Es wird darauf hingewiesen, dass das beispielhafte System 100 und hierin beschriebene Komponenten des beispielhaften Systems dazu gedacht sind, lediglich ein beispielhaftes System darzustellen und nicht dazu gedacht sind, in einer den Umfang des Systems und/oder des beanspruchten Gegenstands einschränkenden Weise ausgelegt zu werden. Zum Beispiel kann das System 100 einen Bildwiederhersteller umfassen, welcher dazu ausgelegt ist, Projektionsraumdaten in Bildraumdaten zu konvertieren, zum Beispiel unter Verwendung von Tomosynthese. In einer anderen Ausführungsform kann die beispielhafte Kalibrierungskomponente 128 Teil eines Detektorarrays 124 sein. In einer anderen Ausführungsform kann die Leistungsquelle 112 Teil einer Objektuntersuchungsvorrichtung 102 sein. Somit können die Komponenten des Radiografie-Bildgebungs-Systems variieren und/oder die Orientierung der beschriebenen Komponenten kann von dem beispielhaften System 100 abweichen ohne den Umfang des beanspruchten Gegenstands einzuschränken.
2 stellt einen Querschnitt eines beispielhaften Umwandlungsdetektor-Arrays 200 dar (z. B. 124 in der 1 entlang der Linie 2-2). Wie dargestellt umfasst das Detektor-Array 200 eine Kohlefaserschicht 202, welche dazu ausgelegt ist, das Detektor-Array vor Beschädigungen zu schützen und von einer Strahlungsquelle (positioniert über dem Detektor-Array 200) (z. B. 116 in der 1) emittierte Strahlung durchlaufen zu lassen. Es wird darauf hingewiesen, dass diese Schicht 202 von einem Fachmann als das Buckcover bezeichnet werden kann. Es wird auch darauf hingewiesen, dass während die Schicht 202 hierin als Kohlefaserschicht beschrieben wird, andere Materialien, welche geeignete Eigenschaften (z. B. die andere Schichten vor Beschädigung schützen können, die es Strahlung erlauben, im Wesentlichen ungehindert zu passieren, usw.) haben ebenfalls hierin betrachtet werden. Darüber hinaus kann zum Beispiel das Buckycover 202 eine Kombination von zwei oder mehreren Materialien umfassen, wobei eines davon Kohlefaser sein kann oder nicht.
Das Detektor-Array 200 umfasst auch eine Direktumwandlungsmaterialschicht, oder Fotoleiter, 204, welche dazu ausgelegt ist, elektrische Ladung zu erzeugen in Erwiderung auf Strahlungsenergie, welche durch das Direktumwandlungsmaterial detektiert wird. Anders ausgedrückt, wenn Strahlungsphotonen auf das Direktumwandlungsmaterial 204 treffen, werden Elektron-Loch Paare erzeugt, wobei eine elektrische Ladung erzeugt wird. Da das Direktumwandlungsmaterial 204 vorgespannt ist (wie oben erwähnt und unten beschrieben), beginnen Ladungen zu driften, wobei ein Strom in dem Direktumwandlungsmaterial 204 erzeugt wird und eine Nettoladungsdichte wird nahe einer Grenzfläche des Direktumwandlungsmaterials 204 zwischen dem Direktumwandlungsmaterial 204 und einer Detektionsschicht 208 und/oder zwischen dem Direktumwandlungsmaterial 204 und einer Vorspannelektrode 206 erzeugt. Die Menge der erzeugten elektrischen Ladung ist eine Funktion der Strahlungsenergie, welche detektiert wird. Im Allgemeinen werden höhere Pegel elektrischer Ladung (z. B. welche eine höhere Nettoladungsdichte erzeugt) erzeugt von höherer Strahlungsintensität (z. B. einer größeren Dosis). Somit zeigt die erzeugte elektrische Ladung die Menge der Strahlung an, welche das Objekt durchlaufen hat.
Es wird darauf hingewiesen, dass dem Fachmann zahlreiche Direktumwandlungsmaterialien bekannt sind und hierin für die Verwendung in Betracht gezogen werden. Zum Beispiel kann das Direktumwandlungsmaterial amorphes Selen, Kadmiumzinktellurid (CdZnTe), Silizium und/oder anderes Material umfassen, welches Eigenschaften aufweist, die es erlauben, Strahlungsenergie in elektrische Ladung umzuwandeln.
Es ist für den Fachmann selbstverständlich, dass, um den Strom in dem Direktumwandlungsmaterial 204 zu erzeugen und/oder die elektrische Ladung zu veranlassen, sich bei einer Grenzfläche des Direktumwandlungsmaterials zu konzentrieren, das beispielhafte Direktumwandlungsdetektor-Array 200 eine Vorspannelektrode 206 umfasst, welche dazu ausgelegt ist, eine Anfangsspannung, oder Vorspannung, an das Direktumwandlungsmaterial 204 anzulegen. Auf diese Weise driftet der Strom, und eine Nettoladungsdichte entwickelt sich bei einer Grenzfläche des Direktumwandlungsmaterials 204 nahe der Pixel der Detektionsschicht 208. Zum Beispiel ist in einer Ausführungsform das Direktumwandlungsmaterial 204 vorgespannt durch Anlegen von 2000 Volt, die durch eine Leistungsquelle 210 (z. B. 112 in der 1) erzeugt werden, an die Vorspannelektrode 206.
Wie unten in Bezug auf 4–5 beschrieben, kann die Vorspannelektrode 206 auch für Kalibrierungszwecke verwendet werden. Zum Beispiel kann in einer Ausführungsform, nachdem eine Vorspannung an das Direktumwandlungsmaterial 204 durch die Vorspannelektrode 206 angelegt wird, eine zweite Spannung an das Direktumwandlungsmaterial 204 durch die Vorspannelektrode 206 angelegt werden, wodurch eine Änderung in einem resultierenden elektrischen Feld verursacht werden kann. Eine solche Änderung in dem elektrischen Feld kann eine zu erzeugende elektrische Ladung bei einer Grenzfläche des Direktumwandlungsmaterials 204 nahe der Detektionsschicht 208 verursachen. Somit kann die Ladungsdichte bei einer Grenzfläche des Direktumwandlungsmaterials (steuerbar) verändert werden (z. B. ähnlich zu einer Änderung in der Ladungsdichte, welche durch auftreffende Strahlung verursacht wird).
Elektrische Ladung oder eine Nettoladungsdichte, welche sich bei einer Grenzfläche des Direktumwandlungsmaterials 204 nahe der Detektionsschicht 208 (z. B. ein TFT-Array, ein Complementary Metal-Oxide-Semiconductor(CMOS)-Array und/oder ein anderes pixeliertes Array) entwickelt hat, wird detektiert durch ein oder mehrere Pixel der Detektionsschicht 208 des Detektor-Arrays 200. Im Allgemeinen detektieren diejenige Pixel, welche sich in naher räumlicher Nähe zu der Position befinden, bei welcher die Strahlung auf das Detektor-Array 200 trifft, die elektrische Ladung und andere Pixel nicht. Somit kann die Bahnkurve der Strahlung bestimmt werden durch das Ziehen einer imaginären Linie von dem Brennpunkt einer Strahlungsquelle (wenn Strahlung emittiert wurde) zu den Pixel, welche die elektrische Ladung detektiert haben. Für den Fachmann ist es selbstverständlich, dass das Identifizieren der Bahnkurve maßgeblich für einige Widerherstellungstechniken ist, wie Tomografie, welche versuchen ein 3D-Bild des Objekts aus einer Vielzahl von zweidimensionalen Projektionen wiederherzustellen.
3 stellt ein beispielhaftes Schaltbild 300 eines Dünnfilmtransistors 302 und anderen Komponenten dar, welche zum Beispiel Teil des Pixel und/oder Teil einer Datenbeschaffungskomponente (z. B. 104 in der 1) sein können. Die elektrische Ladung, welche erzeugt wird von einer Direktumwandlungsmaterialschicht durch auftreffende Strahlung (z. B. 204 in der 2) und/oder erzeugt wird an einer Grenzfläche des Direktumwandlungsmaterials durch eine Änderung der an das Direktumwandlungsmaterial angelegten Spannung (z. B. durch eine Vorspannelektrode 206 in der 2), wird an der Eingabe 304 empfangen. Es ist selbstverständlich für den Fachmann, dass der Dünnfilmtransistor 302 einen Speicherkondensator 306 und einen Schalter 308 umfasst. Der Speicherkondensator 306 ist dazu ausgelegt, eine Ladung zu speichern, während der Schalter 308 geöffnet ist. Wenn der Schalter 308 geschlossen ist, fließt die in dem Speicherkondensator 306 gespeicherte Ladung durch den Schalter und in einen Integrator 310, oder Ladungsverstärker, welcher in operativer Weise an den Schalter gekoppelt ist. Der Integrator 310 ist dazu ausgelegt, die Ladung in eine Spannung umzuwandeln und die Spannung an eine Auslesevorrichtung 312 auszugeben, welche in operativer Weise an den Integrator 310 gekoppelt ist. Die Auslesevorrichtung 312 ist dazu ausgelegt, ein Abtasten und Halten auszuführen und das analoge Signal in den digitalen Bereich umzuwandeln. Ein Kondensator 314, welcher in operativer Weise an den Integrator 310 gekoppelt ist, ist neben anderen Dingen dazu ausgelegt, einen Rückwartsstromfluss zu verringern oder abzuschwächen.
Es wird darauf hingewiesen, dass das in der 3 dargestellte Schaltbild 300 lediglich ein Beispiel ist und andere dem Fachmann bekannte Schaltbilder ebenfalls in Betracht gezogen werden. Zum Beispiel kann der Integrator 310 in einem anderen Beispiel ein Teil des Pixel 302 sein. In einem anderen Beispiel kann die Schaltung des Pixel 302 und/oder die Datenbeschaffungskomponente von der beispielhaften Schaltung abweichen.
4 stellt ein beispielhaftes Verfahren 400 dar. Das beispielhafte Verfahren 400 beginnt bei 402 und eine durch einen Fotoleiter (z. B. amorphes Selen), oder ein Direktumwandlungsmaterial, eines Direktumwandlungsdetektor-Array erzeugte Ladung wird bei 404 detektiert. Die elektrische Ladung zeigt eine Änderung einer an den Fotoleiter angelegten Spannung an (z. B. durch eine Vorspannelektrode 206 in der 2). Zum Beispiel wird in einer Ausführungsform eine erste Spannung, welche zum Beispiel Masse oder Nullspannung sein kann, angelegt, um den Fotoleiter während eines ersten Zeitintervalls vorzuspannen, und eine zweite von der ersten Spannung verschiedene Spannung wird an den Fotoleiter während eines dem ersten Zeitintervall nachfolgenden zweiten Zeitintervalls angelegt.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Ladungsmenge variieren kann gemäß der angelegten Anfangsspannung, des Typs und/oder der Dicke des fotoleitenden Materials, Verstärkungseinstellungen des Detektor-Arrays, usw. Zum Beispiel kann in einer Ausführungsform die Änderung der Spannung gleich einer niedrigen Expositionsdosis von Strahlung sein (z. B. einer Änderung von etwa 10 V oder mehr). In einer anderen Ausführungsform kann die Änderung der Spannung gleich einer hohen Expositionsdosis von Strahlung sein (z. B. einer Änderung von etwa 100 V oder mehr). Es wird auch darauf hingewiesen, dass der Begriff ”Änderung”, wie er hierin verwendet wird, eine Erhöhung oder eine Erniedrigung in der angelegten Spannung sein kann. Zum Beispiel ist in einer Ausführungsform die angelegte Anfangsspannung 2000 V und die zweite angelegte Spannung ist 2010 V, was in einer Spannungsänderung von plus 10 V resultiert. In einer anderen Ausführungsform ist die zweite angelegte Spannung 1990 V, was in einer Spannungsänderung von minus 10 V resultiert.
In einer Ausführungsform wird die detektierte elektrische Ladung, oder Änderung in der Ladungsdichte, dazu verwendet, das Detektor-Array zu kalibrieren. Zum Beispiel kann die detektierte elektrische Änderung dazu verwendet werden, eine Einheitskarte, eine Verstärkungstabelle und/oder eine andere dem Fachmann bekannte Kalibrierungstabelle (z. B. Lufttabelle/Korrekturtabelle) zu erzeugen. Auf diese Weise kann die detektierte elektrische Änderung dazu verwendet werden, zum Beispiel zumindest eines von Ungleichmäßigkeit in dem Fotoleiter, Defekten in dem Fotoleiter, Verstärkungen in einem Verstärker (z. B. 310 in der 3), Verstärkungen in einem Pixel und/oder Defekten in einer Detektionsschicht (z. B. 208 in der 2) zu kalibrieren. Auf diese Weise können Korrekturfaktoren, welche auf Signale und/oder von dem Detektor-Array oder Datenbeschaffungskomponenten während einer Untersuchung ausgegebene Daten angewendet werden können, berechnet werden, ohne dass eine Luftabtastung oder eine Flat-Field-Abtastung (welche die Emission von Strahlung benötigt) durchgeführt wird, und können zum Beispiel vor Ort oder außerhalb einer Produktionsstätte durchgeführt werden. Anders ausgedrückt können Defekte und/oder Fehler in der Direktumwandlungsmaterialschicht (z. B. 204 in der 2) eines Detektorarrays (z. B. 200 in der 2) und/oder Komponenten des Systems, welche dem Direktumwandlungsmaterial nachfolgen ohne Strahlungsemission identifiziert werden. Es wird darauf hingewiesen, dass für einige Kalibrierungsvorgänge, wie etwa eine Falschausrichtung des Brennpunkts, Defekte in Strahlungsfiltern und/oder Defekte in dem Buckycover (z. B. 202 in der 2) zu detektieren, es zum Beispiel immer noch notwendig ist, dass Strahlung emittiert wird.
Das beispielhafte Verfahren 400 endet bei 406.
5 stellt ein beispielhaftes Verfahren 500 zum Kalibrieren eines Direktumwandlungsdetektor-Arrays dar, wie etwa dem in der 2 dargestellten Detektor-Array 200. Das Verfahren beginnt bei 502 und eine erste Leistungsquelle (z. B. 208 in der 2) wird dazu verwendet, eine erste Spannung an einen Fotoleiter des Direktumwandlungsdetektor-Arrays bei 504 anzulegen. Wie vorher beschrieben kann die erste Spannung dazu ausgelegt sein, den Fotoleiter vorzuspannen, so dass falls und/oder wenn er Strahlung detektiert, eine elektrische Ladung von der Änderung der Spannung erzeugt werden kann, welche durch auftreffende Strahlung erzeugt wird.
Bei 506 wird eine zweite Leistungsquelle dazu verwendet, eine zweite Spannung an den Fotoleiter anzulegen. Die zweite Spannung ist von der ersten Spannung verschieden und verursacht eine zu erzeugende erste elektrische Ladung bei einer Grenzfläche eines Fotoleiters angrenzend an ein Pixel (z. B. ein TFT-Array). Anders ausgedrückt verursacht die Spannungsänderung zwischen der ersten Spannung und der zweiten Spannung eine erste zu erzeugende elektrische Ladung und/oder verursacht eine Änderung in der Nettoladungsdichte bei einer Grenzfläche des Fotoleiters. Es wird darauf hingewiesen, dass die angewendete Spannungsänderung eine Funktion sein kann zum Beispiel des Typs und/oder der Dicke des Fotoleiters, des Typs der durchgeführten Kalibrierung und/oder der Verstärkungseinstellungen des Detektors. Es wird auch darauf hingewiesen, dass eine Nettoladungsdichte (z. B. bezeichnend für die Menge elektrischer Ladung, welche erzeugt wird) eine Funktion der Spannungsänderung ist. Zum Beispiel kann eine Änderung in der Spannung von 100 V eine größere zu erzeugende Nettoladungsdichte verursachen als eine Spannungsänderung von zum Beispiel 10 V.
Es wird darauf hingewiesen, dass während die Begriffe erste Leistungsquelle und zweite Leistungsquelle hierin verwendet werden, die Begriffe ”erste” und ”zweite” nicht dazu gedacht sind, notwendigerweise als zwei verschiedene Leistungsquellen ausgelegt zu werden. Das heißt, dass die erste Leistungsquelle und die zweite Leistungsquelle in einer Ausführungsform die gleiche Leistungsquelle sein können. In einer anderen Ausführungsform können die ersten Leistungsquelle und die zweite Leistungsquelle unterschiedliche Leistungsquellen sein. Die Begriffe ”erste Leistungsquelle” und ”zweite Leistungsquelle” sind somit dazu gedacht, hierin breit verwendet eine Leistungsquelle oder zwei oder mehr unterschiedliche Leistungsquellen zu sein.
Bei 508 wird die erste elektrische Ladung, oder andere Nettoladungsdichte, detektiert. Im Allgemeinen wird die elektrische Ladung durch Pixel eines Detektionsschichtbereichs (z. B. 208) des Detektor-Arrays detektiert. Zum Beispiel sind die Pixel eines Dünnfilmtransistor-Arrays (z. B. 302 in der 3) in einer Ausführungsform dazu ausgelegt, elektrische Ladung zu sammeln, welche bei einer Grenzfläche des Fotoleiters erzeugt wird, welche sich in naher räumlicher Nähe der jeweiligen Pixel befindet. Es wird darauf hingewiesen, dass das Detektorarray in anderen Ausführungsformen andere Typen pixelierter Arrays umfassen kann. Zum Beispiel kann das Detektor-Array in einer anderen Ausführungsform ein Complementary Metal-Oxide-Semiconductor(CMOS)-Array umfassen. Im Allgemeinen sind die Pixel des pixelierten Arrays regelmäßig dazu ausgelegt, die elektrische Ladung freizugeben, und ein Signal, oder ein Puls in einem gleichmäßig emittierten Signal, wird erzeugt bezeichnend für die erzeugte elektrische Ladung.
Bei 510 wird die detektierte erste elektrische Ladung dazu verwendet, das Detektor-Array zu kalibrieren. Das heißt, die erste elektrische Ladung wird verwendet, um Fehler in dem Detektor-Array, Verstärkern, Auslesevorrichtungen, usw. zu identifizieren und/oder Korrekturfaktoren zu identifizieren, welche derartige Fehler korrigieren können. Zum Beispiel kann die detektierte erste elektrische Ladung in einer Ausführungsform dazu verwendet werden, eine Einheitskarte, eine Verstärkungstabelle und/oder eine andere Lufttabelle zu erzeugen, welche dazu verwendet werden kann, Signale/durch jeweilige Pixel während einer Untersuchung eines Objekts erzeugte Pulse zu korrigieren. Anders ausgedrückt kann die detektierte elektrische Ladung dazu verwendet werden, zumindest eines von Ungleichmäßigkeit in dem Fotoleiter, Defekte in dem Fotoleiter, Verstärkungen in den Pixel, Verstärkungen in anderen elektronischen Komponenten des Systems, wie etwa Verstärker (z. B. 310 in der 3), usw. zu kalibrieren. Auf diese Weise können zum Beispiel Lufttabellen oder Korrekturtabellen (welche gewöhnlich unter Verwendung von Luftabtastungen oder Flat-Field-Abtastungen erzeugt werden) ohne Emission von Strahlung erzeugt werden.
In einer Ausführungsform können die Vorgänge mehrmals wiederholt werden, um die Kalibrierung zu verfeinern und/oder die Genauigkeit der Kalibrierung zu gewährleisten. Zum Beispiel kann die zweite Leistungsquelle dazu verwendet werden, die zweite Spannung wieder an den Fotoleiter anzulegen (z. B. sobald der Fotoleiter in den Zustand der ersten Spannung zurückgekehrt ist), und durch die Differenz zwischen der ersten Spannung und der zweiten Spannung erzeugte elektrische Ladung kann detektiert werden und mit Daten verglichen werden, welche von der ersten elektrischen Ladung erzeugt werden. Auf diese Weise kann die Genauigkeit von Korrekturfaktoren verbessert werden, welche auf Signale und/oder Daten während einer Untersuchung eines Objekts angewendet werden, so dass zusätzliche Fehler (welche die Bildqualität des resultierenden Bildes zusätzlich verschlechtern) nicht durch ungenaue Korrekturfaktoren in die Signale und/oder Daten einfließen.
In einer anderen Ausführungsform wird eine dritte Leistungsquelle (welche z. B. verschieden von der ersten und zweite Leistungsquelle oder einer der ersten und zweiten Leistungsquelle sein kann) dazu verwendet, eine dritte Spannung an den Fotoleiter anzulegen. Die dritte Spannung ist von der ersten und zweiten Spannung verschieden. Darüber hinaus verursacht der Unterschied zwischen zumindest einer der ersten Spannung und dritten Spannung und der zweiten Spannung und der dritten Spannung eine zweite zu erzeugende elektrische Ladung. Anders ausgedrückt kann die dritte Spannung angelegt werden, während die zweite Spannung angelegt ist (was z. B. verursacht, dass die zweite elektrische Ladung die Differenz zwischen der zweiten und dritten Spannung ist) oder kann angelegt werden, während die erste, aber nicht die zweite Spannung angelegt ist (was z. B. verursacht, dass die zweite elektrische Ladung die Differenz zwischen der ersten und dritten Spannung ist). Anders ausgedrückt können, wenn drei oder mehr Spannungen angelegt werden, die Spannungen in einem Pulsmodus angelegt werden, wobei der Fotoleiter zwischen Spannungsänderungen zu einer Basisspannung (z. B. der ersten Spannung) zurückkehrt, oder in einem Treppenmodus, wobei der Fotoleiter nicht zu einer Basisspannung zurückkehrt bevor eine Anwendung einer anderen Spannung verwendet wird. Das heißt, in einem Treppenmodus, nachdem eine zweite Spannung angelegt ist (und eine erste elektrische Ladung erzeugt wird), wird eine dritte Spannung angelegt (und eine zweite elektrische Ladung wird erzeugt) bevor der Fotoleiter zu einer Basisspannung (z. B. einer ersten Spannung) zurückkehrt. Es ist selbstverständlich für den Fachmann, dass zum Beispiel, ob ein Pulsmodus oder ein Treppenmodus für ein Anlegen der Spannungen verwendet wird, eine Funktion des in dem Detektor-Array verwendeten Fotoleiters sein kann. Zum Beispiel kann, wenn das Detektor-Array einen Fotoleiter mit einem hohen Leckstrom umfasst und/oder wenn das System in einem niedrigen Rahmenraten-Modus ist, ein Pulsmodus-Verfahren geeigneter als ein Treppenmodus-Verfahren sein. Umgekehrt kann, wenn das Detektor-Array einen Fotoleiter mit einem niedrigen Leckstrom umfasst und/oder wenn das System in einem hohen Rahmenraten-Modus ist, ein Treppenmodus-Verfahren geeigneter als ein Pulsmodus-Verfahren sein.
Ähnlich zu der ersten elektrischen Ladung wird die zweite elektrische Ladung durch die Detektionsschicht (z. B. 208 in der 2) detektiert und kann dazu verwendet werden, das Detektor-Array und/oder andere Komponenten zu kalibrieren, welche dem Detektor-Array nachfolgen. Zum Beispiel können in einer Ausführungsform durch Komponenten des Detektor-Arrays erzeugte Fehler und/oder Korrekturfaktoren zum Korrigieren der Fehler identifiziert werden unter der Verwendung sowohl der ersten elektrischen Ladung als auch der zweiten elektrischen Ladung. Auf diese Weise können die Fehler und/oder Korrekturfaktoren zum Beispiel unter Verwendung von mehr Datenpunkten (was z. B. verursacht, dass die Genauigkeit der Identifizierungen relativ zu einem einzelnen Datenpunkt verbessert wird) identifiziert werden.
Das beispielhafte Verfahren 500 endet bei 512.
Eine weitere Ausführungsform bezieht ein computerlesbares Medium ein, welches von einem Prozessor ausführbare Befehle umfasst, welche dazu ausgelegt sind, eine oder mehrere der hierin vorgestellten Techniken zu implementieren. Ein beispielhaftes computerlesbares Medium, welches auf diese Weise ausgedacht werden kann, ist in der 6 dargestellt, wobei die Implementierung 600 ein computerlesbares Medium 602 (z. B. ein Flash-Laufwerk, ein CD-R, DVD-R oder eine Festplatte eines Festplattenspeichers) umfasst, auf welchem computerlesbare Daten 604 kodiert sind. Diese computerlesbaren Daten wiederum umfassen eine Menge von Computerbefehlen, welche dazu ausgelegt sind, gemäß einem oder mehreren der hierin dargelegten Prinzipien zu arbeiten. In einer solchen Ausführungsform 600 können die von einem Prozessor ausführbaren Befehle 606 zum Beispiel dazu ausgelegt sein, ein Verfahren 608 auszuführen, wie etwa die beispielhaften Verfahren 400 der 4 und/oder 500 der 5. In einer anderen solchen Ausführungsform können die von einem Prozessor ausführbaren Befehle zum Beispiel dazu ausgelegt sein, ein System zu implementieren, wie etwa zumindest einen Teil des beispielhaften Systems 100 der 1. Viele solcher computerlesbarer Medien können von einem Fachmann erdacht werden, welche dazu ausgelegt sind, gemäß einer oder mehrerer der hierin vorgestellten Techniken zu arbeiten.
Der Fachmann wird darauf hingewiesen, dass es zahlreiche Vorteile der hierin offenbarten Systeme und/oder Techniken gibt. Zum Beispiel können, da die Kalibrierung ohne Emission von Strahlung durchgeführt werden kann, die hierin offenbarten Verfahren programmatisch oder automatisch ausgeführt werden. Anders ausgedrückt kann zum Beispiel ein Computerprogramm automatisch eine durchzuführende Kalibrierung festlegen nachdem zum Beispiel eine vorbestimmte Zeit abgelaufen ist und/oder eine vorbestimmte Anzahl von Untersuchungen durchgeführt wurde. Somit ist nicht notwendigerweise ein Techniker notwendig, welcher gemeinhin benötigt wird, um die Kalibrierung eines Systems während der Strahlenbelastung zu überwachen, um die Kalibrierung zu überwachen. Da die Kalibrierung programmatisch durchgeführt werden kann, kann sie darüber hinaus in Betriebspausen durchgeführt werden, wenn das System typischerweise nicht in Gebrauch ist, zum Beispiel mitten in der Nacht.
Die hierin beschriebenen Systeme und/oder Techniken begünstigen auch einen schnelleren Kalibrierungsablauf. Während ein herkömmlicher Kalibrierungsablauf (unter Verwendung von Strahlung) eine hohe Anzahl von Strahlenexpositionen (z. B. 60 Expositionen oder mehr) benötigen kann, um den Einfluss von Photonenrauschen zu verringern und deswegen bis zu zwei oder mehr Stunden für seine Ausführung benötigen kann, kann zum Beispiel ein Kalibrierungsablauf unter der Verwendung der hier genannten Techniken bedeutend weniger Zeit beanspruchen, zumindest teilweise da die Anzahl der Expositionen (z. B. Änderungen der Spannung und/oder Strahlenexpositionen) verringert werden kann und die Dauer der Zeit zwischen Expositionen verringert werden kann. Zum Beispiel kann der Kalibrierungsablauf in fünf Minuten fertig sein, beträgt aber im Allgemeinen nicht mehr als dreißig Minuten. Darüber hinaus werden in einer Ausführungsform weniger als dreißig Bilder erzeugt (verglichen mit den zumindest sechzig, welche typischerweise während einer Kalibrierung erzeugt werden).
Da ferner die Spannung an den Fotoleiter angelegt wird, können dem Fotoleiter, dem pixelierten Array und/oder anderen den Fotoleiter nachfolgenden elektronischen Vorrichtungen zurechenbare Defekte von dem Buckycover, Strahlungsfiltern, usw. zurechenbare Defekte entkoppelt werden. Anders ausgedrückt ist es in gewöhnlichen Kalibrierungsabläufen (z. B. wenn Strahlung emittiert wird) schwierig, zu bestimmen, ob die Fehler durch die Strahlungsfilter, das Buckycover, den Fotoleiter, das pixelierte Array, usw. verursacht werden, da es keine Messung des Fehlers vor der Auslesevorrichtung (z. B. 312 in der 3) gibt. Unter Verwendung der hierin offenbarten Techniken kann bestimmt werden, ob die Fehler/Defekte in Teilen des Systems auftreten, welche dem Fotoleiter vorausgehen oder in Teilen des Systems, welche dem Fotoleiter nachfolgen und ihn einschließen, da Fehler/Defekte, welche in Teilen des Systems auftreten, welche dem Fotoleiter nachfolgen und ihn einschließen in Daten auftreten werden, die durch hierin offenbarte Techniken und/oder Systeme gewonnen werden. Fehler/Defekte, welche in durch Luftabtastungen oder Flat-Field-Abtastungen gewonnenen Daten auftreten, aber nicht in Daten, welche durch hierin offenbarte Kalibrierungstechniken gewonnen werden, können dem Fotoleiter vorausgehenden Teilen des Systems zugeschrieben werden.
Darüber hinaus dienen die hierin verwendeten Begriffe ”Beispiel” und/oder ”beispielhaft” als Beispiel, Exempel oder Darstellung. Jeder/jedes hierin als ”Beispiel” und/oder ”beispielhaft” beschriebene Aspekt, Design, usw. ist nicht notwendigerweise als vorteilhaft gegenüber anderen Aspekten, Designs, usw. auszulegen. Eine Verwendung dieser Begriffe ist eher dazu gedacht, vorliegende Konzepte auf eine konkrete Weise darzulegen. Wie in dieser Anmeldung verwendet, ist der Begriff ”oder” dazu gedacht eher ein inklusives ”oder” als ein exklusives ”oder” zu bedeuten. Wenn nicht anderweitig beschrieben oder klar aus dem Zusammenhang ersichtlich, heißt dies, dass ”X verwendet A oder B” eine beliebige der natürlichen inklusiven Permutationen bedeuten soll. Das heißt, wenn X A verwendet; X B verwendet; oder X sowohl A als auch B verwendet, dann ist ”X verwendet A oder B” in jedem der vorhergehenden Fälle erfüllt. Darüber hinaus können die Artikel ”ein” oder ”eine”, wie sie in dieser Anmeldung und den angehängten Ansprüchen verwendet werden, im Allgemeinen ausgelegt werden, ”ein oder mehrere” zu bedeuten, wenn nicht anderweitig beschrieben oder klar aus dem Zusammenhang ersichtlich ist, dass sie auf eine Singularform gerichtet sind.
Obwohl ferner die Offenbarung in Bezug auf eine oder mehrere Implementierungen gezeigt und beschrieben wurde, können dem Fachmann darüber hinaus Abänderungen und Modifikationen auffallen, die auf einem Lesen und Verstehen dieser Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen basieren. Die Offenbarung enthält all diese Modifikationen und Abänderungen und ist nur durch den Rahmen der folgenden Ansprüche begrenzt. Im besonderen Hinblick auf die verschiedenen Funktionen, die durch die oben beschriebenen Komponenten (z. B. Elemente, Einrichtungen, usw.) ausgeführt werden, sind die Begriffe, welche zur Beschreibung solcher Komponenten verwendet werden, soweit nicht anders beschrieben, dazu gedacht, jeder Komponente zu entsprechen, welche die beschriebene Funktion der beschriebenen Komponenten (z. B. das heißt funktional äquivalent) ausführt, obwohl nicht strukturell äquivalent zu der offenbarten Struktur, welche die Funktion in den hier gezeigten beispielhaften Implementierungen der Offenbarung ausführt. Während darüber hinaus ein besonderes Merkmal im Hinblick auf nur eine der unterschiedlichen Implementierungen offenbart wurde, kann ein solches Merkmal mit einem oder mehreren anderen Merkmalen der anderen Implementierungen kombiniert werden, wie es für jede gegebene oder besondere Anwendung gewünscht und vorteilhaft sein kann. Außerdem sind in dem Umfang, in welchem die Begriffe ”beinhalten”, ”haben”, ”hat”, ”mit” oder Varianten davon entweder in der detaillierten Beschreibung oder in den Ansprüchen verwendet werden, solche Begriffe dazu gedacht einschließend in einer dem Begriff ”umfassen” ähnlichen Weise zu sein.

Claims

Verfahren zum Kalibrieren eines Direktumwandlungsdetektor-Arrays, umfassend: Verwenden einer ersten Leistungsquelle, um eine erste Spannung an einen Fotoleiter des Direktumwandlungsdetektor-Arrays anzulegen; Verwenden einer zweiten Leistungsquelle, um eine zweite Spannung an den Fotoleiter anzulegen, wobei die zweite Spannung von der ersten Spannung verschieden ist, wobei die Differenz zwischen der ersten Spannung und der zweiten Spannung eine zu erzeugende erste elektrische Ladung verursacht; Detektieren der ersten elektrischen Ladung; und Verwenden der detektierten ersten elektrischen Ladung, um das Detektor-Array zu kalibrieren.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Differenz zwischen der ersten Spannung und der zweiten Spannung mindestens 10 Volt ist.
Verfahren nach Anspruch 2, umfassend ein Verwenden der detektierten ersten elektrischen Ladung, um zumindest eines von Ungleichmäßigkeit in dem Fotoleiter, Defekten in dem Fotoleiter, Verstärkung in einem Pixel und Verstärkung in einem Verstärker zu kalibrieren.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Differenz zwischen der ersten Spannung und der zweiten Spannung mindestens 100 Volt ist.
Verfahren nach Anspruch 4, umfassend ein Verwenden der detektierten ersten elektrischen Ladung, um zumindest eines von Ungleichmäßigkeit in dem Fotoleiter, Defekten in dem Fotoleiter, Verstärkung in einem Pixel, Defekten in einem Pixel und Verstärkung in einem Verstärker zu kalibrieren.
Verfahren nach Anspruch 1, umfassend ein Verwenden der detektierten ersten elektrischen Ladung, um zumindest eines von Ungleichmäßigkeit in dem Fotoleiter, Defekten in dem Fotoleiter, Verstärkung in einem Pixel, Defekten in einem Pixel und Verstärkung in einem Verstärker zu kalibrieren.
Verfahren nach Anspruch 1, umfassend: programmatisches Anlegen der ersten Spannung an den Fotoleiter; programmatisches Anlegen der zweiten Spannung an den Fotoleiter; programmatisches Detektieren der ersten elektrischen Ladung; und programmatisches Verwenden der detektierten ersten elektrischen Ladung, um das Detektor-Array zu kalibrieren.
Verfahren nach Anspruch 1, umfassend: Verwenden der zweiten Leistungsquelle, um die zweite Spannung an den Fotoleiter wiederanzulegen; und Detektieren elektrischer Ladung, welche durch die Differenz zwischen der ersten Spannung und der zweiten Spannung erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, umfassend ein Kalibrieren des Direktumwandlungsdetektors in weniger als 15 Minuten.
Verfahren nach Anspruch 1, umfassend: Verwenden einer dritten Leistungsquelle, um eine dritte Spannung an den Fotoleiter anzulegen, wobei die dritte Spannung von der ersten und der zweiten Spannung verschieden ist, wobei die Differenz zwischen den Spannungen eine zu erzeugende zweite elektrische Ladung verursacht; Detektieren der zweiten elektrischen Ladung; und Verwenden der detektierten ersten und zweiten elektrischen Ladungen, um das Detektor-Array zu kalibrieren.
Verfahren nach Anspruch 10, umfassend: vor dem Verwenden der dritten Leistungsquelle, um die dritte Spannung anzulegen, Verwenden der ersten Leistungsquelle, um die erste Spannung wiederanzulegen, wobei die zweite elektrische Ladung von der Differenz zwischen der ersten Spannung und der dritten Spannung erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die dritte Spannung direkt nach dem Anlegen der zweiten Spannung angelegt wird und wobei die zweite elektrische Ladung von der Differenz zwischen der zweiten Spannung und der dritten Spannung erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, umfassend: programmatisches Anlegen der ersten Spannung an den Fotoleiter; programmatisches Anlegen der zweiten Spannung an den Fotoleiter; programmatisches Detektieren der ersten elektrischen Ladung; programmatisches Anlegen der dritten Spannung an den Fotoleiter; programmatisches Detektieren der zweiten elektrischen Ladung; und programmatisches Verwenden der detektierten ersten und zweiten elektrischen Ladungen, um das Detektor-Array zu kalibrieren.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Detektieren der ersten elektrischen Ladung, um das Detektor-Array zu kalibrieren ein Erzeugen einer Einheitskarte und/oder einer Defektkarte umfasst.
Verfahren, umfassend: Detektieren einer elektrischen Ladung, welche mit einem Fotoleiter eines Direktumwandlungsdetektor-Arrays erzeugt wird, wobei die elektrische Ladung bezeichnend für eine Änderung einer an den Fotoleiter angelegten Spannung ist.
Verfahren nach Anspruch 15, umfassend ein Verwenden der detektierten elektrischen Ladung, um das Detektor-Array zu kalibrieren.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Verwenden der detektierten elektrischen Ladung, um das Detektor-Array zu kalibrieren ein Erzeugen einer Einheitskarte und/oder einer Defektkarte umfasst.
Verfahren nach Anspruch 16, umfassend ein Verwenden der detektierten elektrischen Ladung, um zumindest eines von Ungleichmäßigkeit in dem Fotoleiter, Defekten in dem Fotoleiter, Verstärkung in einem Pixel, Defekten in einem Pixel und Verstärkung in einem Verstärker zu kalibrieren.
Verfahren nach Anspruch 15, umfassend ein Ändern der an den Fotoleiter angelegten Spannung unter Verwendung einer Leistungsquelle.
Verfahren nach Anspruch 19, umfassend ein Verwenden der detektierten elektrischen Ladung, um das Detektor-Array zu kalibrieren.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei das Verwenden der detektierten elektrischen Ladung, um das Detektor-Array zu kalibrieren ein Erzeugen einer Einheitskarte und/oder einer Defektkarte umfasst.
Verfahren nach Anspruch 17, umfassend ein Verwenden der detektierten elektrischen Ladung, um zumindest eines von Ungleichmäßigkeit in dem Fotoleiter, Defekten in dem Fotoleiter, Verstärkung in einem Pixel, Defekten in einem Pixel und Verstärkung in einem Verstärker zu kalibrieren.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei die elektrische Ladung nicht durch detektierte Strahlung erzeugt wird.
Verfahren zum Kalibrieren eines Direktumwandlungsdetektor-Arrays, umfassend: Anlegen einer ersten Spannung an einen Fotoleiter des Direktumwandlungsdetektor-Arrays; Anlegen einer zweiten Spannung an den Fotoleiter, wobei die zweite Spannung von der ersten Spannung verschieden ist, wobei die Differenz zwischen der ersten Spannung und der zweiten Spannung eine zu erzeugende erste elektrische Ladung verursacht; Detektieren der ersten elektrischen Ladung; zumindest eines von: Wiederanlegen der ersten Spannung an den Fotoleiter und Wiederanlegen der zweiten Spannung an den Fotoleiter, wobei die Differenz zwischen der wiederangelegten ersten Spannung und der wiederangelegten zweiten Spannung eine zu erzeugende zweite elektrische Ladung verursacht, Wiederanlegen der ersten Spannung an den Fotoleiter und Anlegen einer dritten Spannung an den Fotoleiter, wobei die dritte Spannung von der ersten Spannung und der zweiten Spannung verschieden ist, wobei die Differenz zwischen der ersten Spannung und der dritten Spannung eine zu erzeugende dritte elektrische Ladung verursacht, und Anlegen einer dritten Spannung an den Fotoleiter, wobei die dritte Spannung von der ersten Spannung und der zweiten Spannung verschieden ist, wobei die Differenz zwischen der zweiten Spannung und der dritten Spannung eine zu erzeugende dritte elektrische Ladung verursacht; Detektieren der zweiten elektrischen Ladung und/oder der dritten elektrischen Ladung; und Verwenden der detektierten ersten elektrischen Ladung und zumindest einer der detektierten zweiten elektrischen Ladung und der detektierten dritten elektrischen Ladung, um das Detektor-Array zu kalibrieren.
Verfahren nach Anspruch 24, umfassend ein Verwenden der detektierten ersten elektrischen Ladung und zumindest einer der detektierten zweiten elektrischen Ladung und der detektierten dritten elektrischen Ladung, um zumindest eines von Ungleichmäßigkeit in dem Fotoleiter, Defekten in dem Fotoleiter, Verstärkung in einem Pixel und Verstärkung in einem Verstärker zu kalibrieren.
Verfahren nach Anspruch 24, wobei das Verwenden der detektierten ersten elektrischen Ladung und zumindest einer der detektierten zweiten elektrischen Ladung und der detektierten dritten elektrischen Ladung, um das Detektor-Array zu kalibrieren ein Erzeugen einer Einheitskarte und/oder einer Defektkarte umfasst.