DE19904904A1 - Detektor zum zählenden, ortsaufgelösten Nachweis von Röntgenstrahlung mit zusätzlicher Energiefensterung - Google Patents
Detektor zum zählenden, ortsaufgelösten Nachweis von Röntgenstrahlung mit zusätzlicher EnergiefensterungInfo
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Abstract
Ein Detektor zum zählenden, ortsaufgelösten Nachweis von Röntgenstrahlung mit zusätzlicher Energiefensterung wurde in Form einer integrierten Schaltung realisiert. DOLLAR A Die Röntgenstrahlung wird in einem pixellierten Halbleitersensor nachgewiesen und in einem ebenso pixellierten Elektronikchip verstärkt. Dabei enthält jeder Pixel die komplette Elektronik zur Signalverarbeitung. Das verstärkte Signal wird an zwei Diskriminatoren weitergegeben. Liegt das Signal über der jeweils eingestellten Schwelle, wird ein an den Diskriminator angeschlossener Zähler erhöht. Nach der Bildakquisition kann mittels Software das Differenzbild berechnet werden, das nur die Strahlung in dem Energiefenster zwischen den beiden Schwellen enthält. DOLLAR A Da auch die Quanten außerhalb des Energiefensters gezählt werden, liefert die Energiefensterung nach dieser Methode zusätzliche Informationen, das mit dem kompletten Energiespektrum aufgenommene Röntgenbild steht nach wie vor zur Verfügung.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum ortsaufgelösten Nachweis von ionisierender
Strahlung mit der Möglichkeit, Energiefenster zu setzen, entsprechend dem Oberbegriff des
Anspruchs 1. Dies bietet in der medizinischen Röntgendiagnostik die Möglichkeit einer
Kontraststeigerung der Röntgenaufnahmen, weitere denkbare Anwendungsgebiete finden sich
in der Materialuntersuchung, wie z. B. bei Sicherheitskontrollen an Flughäfen.
Seit einigen Jahren gibt es die Möglichkeit, ionisierende Strahlung mittels strukturierter
Halbleiterdetektoren ortsaufgelöst nachzuweisen. Für bildgebende Systeme, wie z. B.
Röntgenanwendungen gibt es Detektoren, welche die Anzahl der ionisierenden Teilchen in
einem Bildelement zählen, die eine gewisse Mindestenergie (Schwelle) erreichen.
Will man das Objekt bei verschiedenen Energien untersuchen, werden zwei oder mehrere
Aufnahmen mit unterschiedlicher Strahlungsenergie nacheinander durchgeführt.
Der Nachteil des herkömmlichen Verfahrens zur Aufnahme mit verschiedenen Energien ist,
daß mehrere Aufnahmen hintereinander durchgeführt werden müssen. Dies führt zu längeren
Aufnahmezeiten, die im medizinischen Bereich zu einer höheren Strahlenbelastung des
Patienten führen.
Aufgabe der Erfindung ist es, zusätzliche Energieinformationen bereitzustellen, ohne die
Belichtungszeit und damit die Strahlenexposition zu erhöhen.
Bei der in Anspruch 1 dargelegten Methode ergibt sich zudem der Vorteil, daß die Zählraten
in den verschiedenen Energiebereichen korreliert sind, so daß das Differenzbild einen
geringeren statistischen Fehler aufweist als die Differenz zweier Bilder mit unterschiedlicher
Schwelleneinstellung.
Zum ortsaufgelösten Nachweis eines ionisierenden Teilchens wird ein Sensor (2) aus
geeignetem Material (z. B. Silizium, Galliumarsenid, Cadmiumzinktellurid, Diamant. . .) auf
einen Elektronikchip (1) mittels des Bump-Bond Verfahrens montiert. Der Sensor (2) ist dabei
in einzelne (identische) Bildelemente (Pixel) segmentiert, um eine Ortsinformation zu
erhalten. Der Elektronikchip ist ebenfalls segmentiert und enthält in jedem Segment eine
Schaltung, welche die Datenaufnahme durchführt. Sie besteht aus einem Verstärker (5), der
das im Sensor erzeugte Signal verstärkt und an zwei oder mehr Diskriminatoren (4)
weitergibt. Diese vergleichen das Signal mit einem bestimmten Wert und geben, falls das
Signal diesen Wert überschreitet, einen Zählimpuls an den Zähler (5). Dabei ist für jeden
Diskriminator ein eigener Zähler vorhanden. Somit enthält jeder dieser Zähler die Anzahl der
Teilchen in dem Bildelement mit einer Energie über dem eingestellten Wert. Eine spätere
Subtraktion beider Zählerstände liefert dann nur die Anzahl der Teilchen mit einer Energie
innerhalb des vorher eingestellten Fensters.
Claims (6)
1. Vielkanal-Detektor zum ortsaufgelösten Nachweis ionisierender Teilchen (z. B. Elektron,
Positron, Proton. . .) oder Photonen, insbesondere Röntgenstrahlung, bei dem die Teilchen in
einem auf dem Elektronikchip montierten Sensor aus einem geeigneten Material (z. B.
Silizium, Galliumarsenid, Cadmiumzinktellurid, Diamant. . .) nachgewiesen werden. Der
Sensor ist dabei in identische Bildelemente (Pixel) segmentiert, um eine Ortsinformation zu
erhalten. Der Elektronikchip ist ebenfalls segmentiert, aber nicht zwingend identisch wie der
Sensor. Die Signale eines jeden Sensorpixels werden einem Verstärker in dem zugeordneten
Elektronikpixel zugeführt.
Der Detektor ist dadurch gekennzeichnet, daß die Energie jedes Teilchens innerhalb des Pixels nach einer Verstärkerstufe in einem oder mehr als einem Diskriminator mit einem Wert (Schwelle) verglichen wird und für jeden Diskriminator die Anzahl der Teilchen mit Energien über der Schwelle getrennt gezählt wird.
Der Detektor ist dadurch gekennzeichnet, daß die Energie jedes Teilchens innerhalb des Pixels nach einer Verstärkerstufe in einem oder mehr als einem Diskriminator mit einem Wert (Schwelle) verglichen wird und für jeden Diskriminator die Anzahl der Teilchen mit Energien über der Schwelle getrennt gezählt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer oder mehr als einer der
Diskriminatoren die Energie des nachgewiesenen Teilchens mit mehr als einem Wert
(Schwelle) vergleicht und die Anzahl der Teilchen über jeder Schwelle getrennt gezählt
werden.
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei
einem oder mehr als einem der Diskriminatoren einer oder mehr als einer der
Vergleichgswerte so ausgelegt ist, daß Teilchen mit Energien über diesem Wert nicht mehr
gezählt werden (Fensterdiskriminator).
4. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle
Vergleichswerte für alle Pixel des Sensors global eingestellt werden.
5. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Vergleichswerte individuell einstellbar sind.
6. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Vergleichswerte fest eingestellt sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19904904A DE19904904A1 (de) | 1999-02-06 | 1999-02-06 | Detektor zum zählenden, ortsaufgelösten Nachweis von Röntgenstrahlung mit zusätzlicher Energiefensterung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19904904A DE19904904A1 (de) | 1999-02-06 | 1999-02-06 | Detektor zum zählenden, ortsaufgelösten Nachweis von Röntgenstrahlung mit zusätzlicher Energiefensterung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE19904904A1 true DE19904904A1 (de) | 2000-08-10 |
Family
ID=7896670
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19904904A Withdrawn DE19904904A1 (de) | 1999-02-06 | 1999-02-06 | Detektor zum zählenden, ortsaufgelösten Nachweis von Röntgenstrahlung mit zusätzlicher Energiefensterung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19904904A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7139362B2 (en) | 2002-03-21 | 2006-11-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Computer tomograph comprising energy discriminating detectors |
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- 1999-02-06 DE DE19904904A patent/DE19904904A1/de not_active Withdrawn
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