KR101731195B1 - Ｘ-선 방사선의 검출 및 ｘ-선 검출기 시스템 - Google Patents

Ｘ-선 방사선의 검출 및 ｘ-선 검출기 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR101731195B1
KR101731195B1 KR1020157005307A KR20157005307A KR101731195B1 KR 101731195 B1 KR101731195 B1 KR 101731195B1 KR 1020157005307 A KR1020157005307 A KR 1020157005307A KR 20157005307 A KR20157005307 A KR 20157005307A KR 101731195 B1 KR101731195 B1 KR 101731195B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
radiation
ray
conditioning
semiconductor detector
time
Prior art date
Application number
KR1020157005307A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150032754A (ko
Inventor
에드가 괴데러
다니엘 니더뢰너
맛티아스 슈트라쓰부르크
슈테판 비르트
페터 학켄슈미트
슈테판 캅플러
뵤른 크라이슬러
데 인차 미구엘 라바옌
마리오 라인반트
크리스티안 슈룃터
Original Assignee
지멘스 악티엔게젤샤프트
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 지멘스 악티엔게젤샤프트 filed Critical 지멘스 악티엔게젤샤프트
Publication of KR20150032754A publication Critical patent/KR20150032754A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101731195B1 publication Critical patent/KR101731195B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/24—Measuring radiation intensity with semiconductor detectors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
    • G01N23/04—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material
    • G01N23/046—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material using tomography, e.g. computed tomography [CT]
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/02—Dosimeters
    • G01T1/026—Semiconductor dose-rate meters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/24—Measuring radiation intensity with semiconductor detectors
    • G01T1/244—Auxiliary details, e.g. casings, cooling, damping or insulation against damage by, e.g. heat, pressure or the like

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Abstract

본 발명은, 직접 변환 반도체 검출기 요소(150a, 150b)를 구비하는 X-선 검출기(100)를 사용하여 X-선 방사선(R)을 검출하기 위한 방법에 관한 것이며, 이 경우 이 반도체 검출기 요소(150a, 150b)에는 방사선원(210a, 210b)에 의해서 추가의 방사선(K)이 공급되고, 이 추가 방사선(K)의 공급은 사전에 결정된 설정값(Ta, Tb , Tc)(set value)을 토대로 하여 개회로 제어 및/또는 폐회로 제어된다. 특히, 이 설정값은 시간에 걸쳐서 변동되는 방식으로 목표값 시퀀스(sequence of target value)로서 사전에 결정될 수 있다. 또한, 상기 방법을 실시할 수 있는 X-선 검출기 시스템(200)도 기술된다.

Description

Ｘ-선 방사선의 검출 및 Ｘ-선 검출기 시스템{DETECTION OF X-RAYS, AND X-RAY DETECTOR SYSTEM}
본 발명은 X-선 방사선을 검출하기 위한 방법, X-선 방사선을 검출하기 위한 직접 변환 반도체 검출기 요소를 구비하는 X-선 검출기, X-선 검출기 시스템 및 컴퓨터 단층 촬영 시스템에 관한 것이다.
X-선 방사선을 검출하기 위한 다양한 검출기 시스템이 공지되어 있다. 예를 들어 컴퓨터 단층 촬영 영역에서 발생하는 X-선 방사선의 선속 밀도(flux density)를 검출할 수 있기 위하여, 신틸레이션 검출기(szintillation detector)가 널리 사용되고 있다. 이 신틸레이션 검출기는 처음에는 X-선 방사선을, 예를 들어 반도체 다이오드(포토다이오드)를 사용해서 광양자(light quanta)의 검출을 가능케 하기에 적합한 에너지를 갖는 광양자로 광화학적으로 변환한다.
또한, 컴퓨터 단층 촬영을 위하여, 반도체 재료 내에서 사전에 이루어지는 에너지 변환 없이 X-선 방사선을 흡수하는 소위 직접 변환 반도체 검출기 요소를 사용하려는 노력이 이루어지고 있다. 이때, 반도체 검출기 요소 내에서는 소위 전자-정공-쌍이 발생된다. 강조할 것은, 본 발명의 틀 안에서 "직접 변환"이라는 용어는 반도체 재료 내에서 이루어지는 X-선 양자의 흡수 방식에 한정되지 않는다. 이와 같은 명칭이 다른 추론에 가깝기는 하지만, "직접 변환 반도체 검출기 요소"는 소위 X-선 양자의 직접적인 흡수뿐만 아니라 간접적인 흡수도 가능케 할 수 있다[포논 지원형 흡수(phonon-assisted absorption)]. "직접 변환 반도체 재료"라는 용어에 관해서 중요한 것은, X-선 양자가 반도체 재료 내에서 흡수된다는 것으로서, 다시 말하자면 신틸레이션 검출기와 달리 X-선 방사선의 선행하는 광화학적 변환을 통한 우회 경로가 피해진다는 것이다.
흡수된 X-선 방사선의 에너지에 따라, 특정 양의 자유 전하 운반체가 반도체 검출기 요소 내에서 발생된다. 이때, 통상적으로 결합된 반도체의 원자가 전자대(valence band)의 전자는 적어도, 이 전자가 사용된 반도체 재료의 밴드 갭(band gap)을 언급된 바와 같이 직접적으로 또는 간접적으로 극복할 수 있을 정도의 그리고 반도체의 전도대 내에서 거의 "자유롭게 이동할 수 있는 방식으로" (당업자에게는 반도체 내에서의 상응하는 운송 메커니즘으로 공지되어 있음) 전류의 전도에 기여할 수 있을 정도의 에너지를 얻는다. 원자가 전자대 내에서는, 원자가 전자대 내에서 마찬가지로 "이동할 수" 있고 정공으로서도 명명되는 빈 전자 위치(vacant electron position)가 남음으로써, 결과적으로 상기 발생 된 빈 전자 위치도 전류의 전도에 기여할 수 있게 된다. 하지만, 표류 속도(drift velocity) 또는 확산 속도는 전자와 정공 간에 현저히 다르다.
자유롭게 이동할 수 있는 전하 운반체가 - 예를 들어 반도체 검출기 요소에 연결된 자장 전극(field electrode)에 의해서 그리고 전압 인가에 의해서 - 전기장의 영향 안으로 들어가면, 상기 자유롭게 이동할 수 있는 전하 운반체의 이용 가능성으로 인해 광전류(photocurrent)가 결과로 나타난다. 전하 운반체 패킷의 펄스 형태(특히 펄스 높이)를 평가함으로써, 흡수된 X-선 양자 또는 흡수된 X-선 방사선의 개수 및 에너지를 결정할 수 있다.
반도체 내에서 이동할 수 있는 전하 운반체의 전하 운송을 위해서 그리고 그와 더불어 펄스 형태를 위해서 결정적인 메커니즘인 표류와 확산은 자유 전하 운반체의 가동성(mobility, μ)에 의해서 기술된다. 특히 이때 확산은 앞에서 이미 언급된 전기장에도 좌우된다.
특히 CdTE, CdZnTe, CDZnTeSe, CdMnTe, InP, TlBr2, HgI2를 기본으로 하는 직접 변환 반도체 검출기 요소를 사용하려는 노력이 이루어지고 있다. 하지만, 이와 같은 검출기 재료들에서의 단점은, 이들 재료 내부에서 바람직하지 않게 반도체 재료 내의 전기장 및 그와 더불어 광전류의 펄스 형태가 변동될 수 있다는 것이다. 이들 재료는 X-선 방사선의 검출에 관련된 기간(time scale) 안에 바람직하지 않은 개수의 고정된 결함 장소, 소위 "트랩(trap)"을 갖는다. 이들 트랩은 전도대의 자유롭게 이동할 수 있는 전자 또는 원자가 전자대의 정공을 포착할 수 있고, 소정의 시간 동안 상기 결함 장소에 고정적으로 결합시킬 수 있다. 또한, 이들 결함 장소는 점유되었거나 점유되지 않은 상태에서의 공간 전하(space charge)를 나타낸다. 이와 같은 공간 전하의 형성은 반도체 검출기 요소의 분극 효과, 간략하게는 분극으로서 명명된다.
상기와 같은 효과에서의 단점은, 공간 전하 구역의 형성이 트랩에 의해서 또는 마찬가지로 전하 운반체 포착으로 인해 점유되지 않았거나 점유된 트랩의 개수에 따라서 시간에 따라 변동된다는 것이다. 따라서, 반도체 재료 내의 전기장 및 그 결과로 나타나는 광전류의 펄스 형태는 흡수 이벤트들(absorption events) 간의 시간적 거리에 좌우될 수 있으며, 그 결과 상황에 따라서는 동일한 흡수 이벤트들이 재생 가능한 방식으로 평가될 수 없어서, 소위 계수율 드리프트(count rate drift) 현상이 발생하게 된다. 다시 말하자면, 일시적으로 일정한 방사선 밀도를 위한 X-선 양자의 계수율이 시간에 따라 변동된다. 이로써, 상황에 따라서는 에너지 또는 흡수된 X-선 양자의 개수에 대한 명확한 역산이 불가능하게 됨으로써, 결과적으로 이들 검출기는 예를 들어 컴퓨터 단층 촬영과 같은 이미징 어플리케이션에서의 신뢰할만한 사용을 위해서는 상당한 비용을 들여서만 이용될 수 있다.
앞에서 언급된 분극 효과를 완화시키기 위하여, 그리고 특히 X-선 방사선의 검출 동안에 분극의 시간에 따른 변동을 약화시키기 위하여, 반도체 검출기 요소가 방사선 조사될 수 있다.
분극은, 결함 장소들이 상응하는 전하 운반체에 의해서 점유된 경우에 변동될 수 있지만, 점유되지 않은 결함 장소가 발생 되는 경우에도 변동될 수 있다. 이 목적을 위하여, 반도체 내에서 전하 운반체를 발생시키는 방사선을 방출하는 광원이 이용될 수 있으며, 이 전하 운반체는 추후에 상대적으로 긴 기간에 걸쳐서 결함 장소에 결합될 수 있다. 이와 같은 결함 장소는, 이온화된 결함 장소와 달리 거의 전하 중립적으로 간주될 수 있는 포화된 결함 장소로서도 명명된다. 이로써, 공간 전하 구역의 형성이 변경되는데, 특히 이러한 형성이 안정화될 수도 있다. 그럼으로써, 반도체 검출기 요소는, 에너지 또는 계수율에 대한 명확한 역산이 가능하도록 컨디셔닝(conditioning)될 수 있다.
특히 이미징 어플리케이션을 위해 신뢰할 수 있으면서도 명확한 X-선 방사선의 검출을 가능케 하기 위해서는, 컨디셔닝이 마찬가지로 명확하게 이루어지게끔 하는 것, 다시 말해 반도체 검출기 요소가 규정된 컨디셔닝 작용을 하게끔 하는 것도 반드시 필요하다.
본 발명의 과제는, 검출된 X-선 방사선의 평가가 예를 들어 X-선 이미징을 위한 요구 조건을 충족시키거나 X-선 이미징을 위한 가능성을 개선하도록, X-선 방사선을 재생 가능하게 또는 명확하게 검출하는 것이다.
상기 과제는, 청구항 1에 따른 X-선 방사선을 검출하기 위한 방법, 청구항 14에 따른 X-선 검출기 시스템, 청구항 18에 따른 X-선 검출기 및 청구항 19에 따른 컴퓨터 단층 촬영 시스템에 의해서 해결된다.
본 발명에 따라, 직접 변환 반도체 검출기 요소를 구비하는 X-선 검출기를 사용하여 X-선 방사선을 검출하기 위한 방법이 제안되며, 이 방법에서는 반도체 검출기 요소에 방사선원에 의해서 추가의 (즉, 검출될 X-선 방사선에 추가로) 방사선이 공급된다.
도입부에서 이미 언급된 바와 같이, "직접 변환"이라는 용어는, X-선 방사선원의 검출될 X-선 방사선을 적어도 부분적으로 흡수하고, 이 흡수된 X-선 방사선을 토대로 하여 검출 신호, 즉 특히 검출 펄스를 발생시키는 반도체 검출기 요소와 관련이 있다. 이 목적을 위하여, 반도체 검출기 요소는, 이 반도체 검출기 요소 내부로 전기장을 전달하는 복수의 자장 전극을 포함할 수 있고, 이러한 방식으로 X-선 검출기의 각각 하나의 픽셀(pixel)을 형성하는 하나 또는 복수의 검출 구역을 확정할 수 있다.
이때, 본 발명에 따라 공급된 추가의 방사선은 도입부에서 이미 언급된 반도체 검출기 요소의 컨디셔닝을 위해 그리고 바람직하게는 마찬가지로 도입부에서 언급된 반도체 검출기 요소 내에서의 분극 효과를 위해, 그리고 특히 바람직하게는 반도체 검출기 요소 내에서 전기장(및 경우에 따라서는 전하 운반체의 자유로운 경로 길이)을 변동시키기 위해 이용된다. 특히, 상기 추가의 방사선은 이하에서 "컨디셔닝 방사선(conditioning radiation)"으로서도 명명될 수 있다.
추가 방사선 또는 컨디셔닝 방사선의 공급 - 또는 간접적으로 방출 - 은 본 발명에 따라 사전에 결정된 설정값을 토대로 하여 개회로 제어되거나 또한 폐회로 제어된다.
본 발명에 따른 설정값에 의해서는, 예를 들어 반도체 검출기 요소가 어떻게 컨디셔닝 되었는지 또는, 그리고 바람직하게는 또한 반도체 검출기 요소가 실행될 X-선 검출 측정을 위해서 앞으로는 어떻게 컨디셔닝 되어야만 하는지가 신뢰할만한 유형 및 방식으로 사전에 결정될 수 있다. 이와 같은 사실은 특히, X-선 방사선의 명확한 검출을 가능케 하기 위해서는 컨디셔닝, 즉 특히 분극 또는 마찬가지로 분극의 보상을 아는 것으로 충분하다는 지식을 토대로 한다.
상기와 같은 내용은 특히, 설정값을 이용해서 컨디셔닝이 특정 X-선 검출 측정의 요구 조건에 매칭되는 것을 의미할 수도 있다. 다시 말하자면, 설정값은 시간적으로 상이한 다양한 X-선 검출 측정에 대해서 가변적이거나 X-선 검출 측정 동안에도 변경된다. 예를 들면, 최대 계수율에 의해서 주어진 검출기의 특정한 민감도가 필수적이거나 충분할 수 있다. 설정값, 예를 들어 계수율에 의해서는, 상기 최대 계수율에 도달하기 위하여 반도체 검출기 요소가 상응하게 컨디셔닝 되었는지의 여부가 사전에 결정될 수 있거나 또한 확인될 수도 있다. 그 경우에 해당하지 않거나, 그보다 낮은 민감도로 충분하다면, 컨디셔닝 방사선의 공급은, 원하는 새로운 설정값, 예를 들어 최대 민감도에 도달할 때까지 상응하게 개회로 제어되거나 폐회로 제어될 수도 있다. 현재의 설정값에 의해서 개회로 제어 또는 폐회로 제어가 이루어지는 상태로부터 출발할 때, 얻고자 하는 새로운 설정값은 이하에서 "목표값"으로서도 명명될 수 있다.
설정값은 특히 설정 측정값, 다시 말해 직접 측정되었거나 한 번의 측정으로부터 곧바로 도출된 값일 수 있다.
예를 들어 이것은 설정값 및 특히 설정 측정값을 이용해서, 시간, 특히 컨디셔닝 방사선 또는 X-선 방사선의 공급 기간 또는 마찬가지로 시점, X-선 검출기의 작동 기간, 특히 컨디셔닝 방사선 또는 X-선 방사선의 방사선 강도[또는 방사선 밀도, 계수율, 투입량(dose)]와 같은 변수 그룹으로부터 달성될 수 있다.
바람직하게, 추후에 더 상세하게 기술될 교정(calibration)은 설정값을 이용해서 실시되고, 컨디셔닝 방사선의 공급은 상기 이루어진 교정을 토대로 하여, 예를 들면 복수의 목표값(즉, 연속으로 도달될 새로운 설정값)을 토대로 하여 개회로 제어되거나 폐회로 제어될 수도 있다. 이때 강조할 것은, 가장 간단한 경우에 X-선 이미징 적용을 위해서는, 개회로 제어를 위해 측정값을 추가로 피드백 하지 않고 설정값을 토대로 하여 개회로 제어를 실행하는 것으로 충분하다는 것이다. 다시 말하자면, 하나 또는 복수의 설정값이 한 번 사전에 결정되거나 설정 측정값이 검출되고, 그 후에 이어서 추가 측정값의 확인 없이 개회로 제어가 이루어질 수 있다.
설정값을 이용해서는, 반도체 검출기 또는/및 방사선원의 시효 효과(aging effect)가 평가되고 경우에 따라서는 본 발명에 따른 개회로 제어 또는 폐회로 제어에 의해서 보상되도록, 예를 들어 보상 방사선의 공급이 개회로 제어되거나 폐회로 제어될 수도 있다. 바람직하게, 시간 불변적인(즉, 적어도 실시될 측정 시퀀스 또는 X-선 검출 측정의 기간 동안) 검출기 민감도의 형성은 예를 들어 시간 불변적인 보상 방사선을 이용해서 달성될 수 있다. 바람직하게는, 반도체 재료 내에서의 공간 전하의 분포도 추가 방사선을 이용한 자유 전하 운반체의 추가 형성에 의해서 시간적으로 일정하게 유지될 수 있다.
더 나아가서는, 그러나 예컨대 반도체 검출기 시스템의 온도, 습도, 실행 시간, 전력 소비와 같은 특정한 측정 조건과 관련된 반도체 검출기 요소의 컨디셔닝도 설정값을 이용해서 가능함으로써, 결과적으로 이들 파라미터도 마찬가지로 컨디셔닝 방사선의 공급을 개회로 제어 또는 폐회로 제어할 때에 고려될 수 있는데, 다시 말하자면 개회로 제어 및/또는 폐회로 제어가 상기 파라미터의 기능으로서 실시되거나 설정값 내에 포함되어 있다.
특히 바람직하게는, 본 발명에 따른 방법이 설정값을 확정 또는 사전 결정하기 위한 일 단계를 포함함으로써, 결과적으로 설정값은 가변적이 되고, 변동은 특히 복수의 목표값을 사용해서 이루어질 수 있다. 언급된 바와 같이, 설정값은 특히 측정 시퀀스 또는 X-선 검출 측정 안에서 (즉, X-선 방사선의 검출이 이루어져야만 하는 시간상으로 연속되는 기간 동안에) 가변적으로 사전에 결정될 수 있거나, 상이한 측정 시퀀스 또는 X-선 검출 측정을 위해서도 가변적으로 사전에 결정될 수 있다.
추가 방사선 또는 컨디셔닝 방사선 공급의 개회로 제어 또는 폐회로 제어도 시간에 따라서 그리고/또는 방사선 밀도 혹은 방사선 강도 또는 투입량에 관해서 이루어진다. 또한, 개회로 제어 또는 폐회로 제어는 컨디셔닝 방사선의 에너지에 관해서도 이루어질 수 있다. 이들 파라미터는 예를 들어 방사선원을 위한 구동 전류와 같은 개회로 제어 변수 또는 폐회로 제어 변수로도 나타날 수 있다. 상응하는 개회로 제어 변수 또는 폐회로 제어 변수에 할당된 개회로 제어값 및/또는 폐회로 제어값이 변경되는 경우에는, 컨디셔닝 방사선의 공급도 변동된다. 예를 들어, 구동 전류의 전류 세기가 감소하는 경우에는 방사선원이 흐려짐으로써, 결과적으로 공급된 컨디셔닝 방사선의 강도가 약화된다.
다시 말하자면, 컨디셔닝 방사선 공급의 개회로 제어 또는 폐회로 제어도 예를 들어 방사선원 방사선의 방출의 폐회로 제어 또는 개회로 제어도 포함할 수 있다.
특히 바람직하게, 상기 방사선원은 전술된 하나의, 복수의 또는 바람직하게는 모든 파라미터에 대하여 제어될 수 있다. 다시 말해, 방사선원을 위해서는, 복수의 작동 상태가 개회로 제어값 또는 마찬가지로 폐회로 제어값을 토대로 하여, 방사선원의 단순한 스위칭-온 또는 스위칭-오프와 구별되는 상기 파라미터들에 대하여 설정될 수 있다. 이 경우에는, 복수의 상이한 값(즉, 개회로 제어값 또는 폐회로 제어값)이 개회로 제어 변수 또는 폐회로 제어 변수를 위해 설정될 수 있다. 상기 개회로 제어값들 또는 마찬가지로 폐회로 제어값들 중에 하나 또는 복수의 값을 고려함으로써, 언급된 바와 같이, 추후에 더 상세하게 설명될 다양한 요구 조건에 반도체 검출기 요소의 컨디셔닝을 매칭시키는 것이 가능하다.
본 발명의 틀 안에서는, 그에 상응하게 X-선원의 방사선을 검출하기 위한 X-선 검출기를 구비하는 X-선 검출기 시스템이 제안된다. 이 X-선 검출기는 직접 변환 반도체 검출기 요소를 구비하는데, 다시 말해 이 검출기 요소는 X-선 방사선원의 검출될 X-선 방사선을 적어도 부분적으로 흡수하고, 흡수된 X-선 방사선을 토대로 하여 검출 신호를 발생한다. 특히, 이 검출기는, 예를 들어 컴퓨터 단층 촬영 시스템, SPECT-시스템 또는 PET-시스템에서 X-선 이미징에 적용하기에 적합하다.
본 발명에 따른 X-선 검출기 시스템은, 추가의 방사선을 반도체 검출기 요소에 공급하기 위한 방사선원 및/또는 방사선원을 구동시키기 위한 제어 인터페이스를 포함한다. 이 제어 인터페이스는 예를 들어, 검출기가 속하는 X-선 장치(특히 컴퓨터 단층 촬영 시스템) 내에 이미 존재하는 적합한 방사선원을 컨디셔닝 방사선의 공급을 위해 직접적으로 또는 (다른 기존의 제어 유닛을 통해) 간접적으로 구동시키기 위하여 사용될 수 있다. 예를 들어 이미 존재하는 컴퓨터 단층 촬영 시스템의 X-선원이 사용될 수 있다.
또한, X-선 검출기 시스템은, 사전에 결정된 설정값을 토대로 하여 추가 방사선의 공급을 개회로 제어하거나 또한 폐회로 제어도 하는 제어 유닛을 포함한다. 이때 강조할 것은, "제어 유닛"이라는 용어가 이하에서는 보상 방사선 공급의 개회로 제어 가능성을 내포할 뿐만 아니라, 보상 방사선의 공급을 폐회로 제어할 수 있는 가능성까지도 포함할 수 있다는 것이다.
앞에서 이미 언급된 바와 같이, 설정값은 가변적일 수 있다. 그렇기 때문에, 특히 바람직하게 제어 유닛은 설정값을 사전에 결정하기 위한 입력 인터페이스를 구비하며, 그 결과 설정값은 입력 인터페이스에 의해서 변동 가능하게, 각각 전체 측정 시퀀스를 위해서 또는 일 측정 시퀀스 내부에서도 사전에 결정될 수 있다.
본 발명의 특히 바람직한 추가의 실시예들 및 개선예들은 종속 청구항들 그리고 이하의 상세한 설명에서 드러나며, 이 경우에는 일 청구항 카테고리의 독립 청구항들도 또한 다른 일 청구항 카테고리의 종속 청구항들과 유사하게 개선될 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 일 개선예에서, 방사선원은 다음의 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 소자를 포함한다: UV-광원, 적외선 광원 및 가시광을 위한 광원. 이 광원은 바람직하게 하나 또는 복수의 발광 다이오드를 포함한다. 복수의 발광 다이오드로서는 소위 발광 다이오드 클러스터(light-emitting diode cluster)도 사용될 수 있다. 발광 다이오드 및 발광 다이오드 클러스터 모두, 강도 또는 방사선 밀도 측면에서 또는 방사선의 분광 분포(spectral distribution) 또는 방출된 광의 파장 측면에서도 개회로 제어되거나 폐회로 제어될 수도 있다. 광원이 복수인 경우에, 본 발명에 따른 개회로 제어 및/또는 폐회로 제어는 특히 또한 기존의 몇몇 방사선원으로부터 하나 또는 복수의 방사선원을 선택하는 것도 포함할 수 있다.
또한, 개회로 제어 및/또는 폐회로 제어는 예를 들어 발광 다이오드를 구동시키기 위한 전류원, 바람직하게 직류 전원의 개회로 제어를 포함할 수 있다. 하지만, 이것은, 소위 펄스 폭 변조와 같은 방법도 광원을 개회로 제어 또는 폐회로 제어하기 위해서 사용될 수 있으며, 상응하는 전류원이 본 발명을 토대로 하여 개회로 제어된다는 내용을 배제하지는 않는다. 개별 광원으로서는 특히 레이저, 할로겐 램프, 직관 형광등 또는 필요에 따라 컬러 필터 또는 감쇠 장치, 소위 감쇠기(attenuator)와 조합된 유사한 광원들도 사용될 수 있다. 이 모든 광원은 앞에서 언급된 바와 같이 개회로 제어 가능하거나 폐회로 제어 가능한 광원일 수 있다.
더 나아가서는, 광원이 또한 X-선 방사선원 자체이거나 방사선원이 X-선 방사선원을 포함하는 경우도 배제되지 않았다. 다시 말하자면, X-선원도 마찬가지로, 반도체 검출기 요소의 컨디셔닝이 사전에 결정된 설정값을 토대로 하여 이루어지도록 제어될 수 있다. 특히 X-선원은 추가의 X-선 방사선을, 이미지 정보의 발생을 위해서 사용되지 않는 컨디셔닝 방사선으로서 방출할 수 있다. 이 경우에 예를 들어 제어 유닛은 앞에서 언급된 제어 인터페이스를 이용해서, 컨디셔닝 방사선을 방출하기 위하여 X-선원을 구동시킬 수 있다.
특히 컨디셔닝 방사선 공급의 폐회로 제어를 가능케 하기 위하여, 상기 방법은 바람직하게 설정값에 대응하는 모니터링 측정값을 검출하는 단계를 더 포함한다. 이와 같은 맥락에서 "대응하는"이라는 표현이 의미하는 바는, 개회로 제어 또는 폐회로 제어가 설정값과 모니터링 측정값 간의 상관 관계를 토대로 하여 이루어진다는 것이다. 예를 들어 설정값은 검출기 시스템의 작동 시간일 수 있다. 그 다음에는 작동 시간에 따라, 예를 들어 방사선원의 설정될 조사 강도(irradiation intensity)에 대한 상관 관계가 결정될 수 있음으로써, 결과적으로 모니터링 측정값은 공급된 컨디셔닝 방사선의 강도가 된다. 하지만, 바람직하게 모니터링 측정값의 측정 크기는 설정값의 크기에 상응한다. 이 경우, 설정값 및 모니터링 측정값은 예를 들어 공급된 컨디셔닝 방사선의 강도와 관련될 수 있다.
특히 바람직하게, 모니터링 측정값을 검출하기 위한 X-선 검출기 시스템은 모니터링 유닛을 구비할 수 있으며, 이 모니터링 유닛은 예를 들어 복수의 상이한 시점에, 특히 검출될 X-선 방사선의 검출 전에, 검출 중에 또는 검출 후에도 예컨대 컴퓨터 단층 촬영-측정 내에서 모니터링 측정값을 결정한다. 특히 바람직하게, 이때 제어 유닛은 모니터링 측정값을 수신하기 위한 입력 인터페이스를 구비한다.
특히 바람직하게, 모니터링 유닛은 반도체 검출기 요소까지 이르는 X-선원의 1차 빔 경로(beam path) 외부에 배치되어 있는데, 다시 말하자면 특히 실질적으로 평평한 반도체 검출기 요소의 좁은 측에 배치되어 있다. 이로써, 예를 들어 X-선 방사선에 의한 모니터링 유닛에서의 방사선 손상이 약화되거나 억제될 수 있다.
예를 들어, 모니터링 유닛은 또한 X-선원의 방사선에 대한 차폐 수단도 포함할 수 있다. 바람직하게는 X-선 방사선을 강하게 흡수하거나 통과시키지 않는 코팅이 사용될 수 있다. 이를 위해서는 예컨대 몰리브덴, 텅스텐, 납, 비스무트 및 백금 또는 그와 유사한 재료 또는 코팅이 사용되며, 그렇더라도 모니터링 유닛을 반도체 검출기 요소 가까이에 위치 설정하는 것은 가능하다.
바람직하게, 모니터링 유닛은 특히 X-선 방사선에 대하여 저항할 수 있는 재료로부터 제조되었다. 바람직하게는, X-선 검출기 및 모니터링 유닛이 X-선 검출기 시스템 내부에 통합됨으로써, 결과적으로 특히 콤팩트한 구조가 나타난다.
특히, 모니터링 유닛에 의해서는 설정값에 대한, 특히 목표값에 대한 모니터링 측정값의 편차가 결정될 수 있고, 이 편차를 토대로 하여 컨디셔닝 방사선의 공급이 폐회로 제어 또는 개회로 제어될 수 있다. 바람직하게, 원하는 방사선 강도는 설정값 또는 목표값에 의해서 사전에 결정될 수 있다. 원하는 방사선 강도 또는 설정값에 대한 모니터링 측정값의 편차를 토대로 하여, 추후에 컨디셔닝 방사선의 공급이 개회로 제어되거나 폐회로 제어될 수 있다.
바람직한 일 실시예에서, 모니터링 측정값을 검출하기 위한 모니터링 유닛은, 광센서, X-선 센서, X-선 검출기의 반도체 검출기 소자, 방사선량계(dosimeter), 온도계, 럭스계(luxmeter) 또는 X-선 검출기의 평가 전자 장치 또는 타임키퍼(timekeeper) 또는 마찬가지로 타이머를 포함하는 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 소자를 구비한다. 이 경우에 가능한 모니터링 측정값은 예를 들어 빛의 세기, X-선의 강도, 광 스펙트럼, X-선 검출기의 계수율 또는 광전류의 강도 혹은 펄스 형태, 온도, 방사선 밀도 또는 시간 혹은 시점도 포함할 수 있다.
따라서, X-선 방사선을 검출하기 위한 매우 다양한 요구 조건에 대한 매칭이 재차 가능해진다. 특히, 모니터링 유닛은, X-선 방사선을 검출하기 위해서 또는 X-선 검출 측정을 실시하기 위해서 반드시 필요한 X-선 검출기의 이미 존재하는 소자들에 추가로 X-선 검출기 내부에 포함될 수 있다.
개회로 제어 또는 폐회로 제어는 사전에 결정된 알고리즘을 토대로 하여 이루어질 수 있다. 이 알고리즘은 사전에 결정된 설정값 및 바람직하게는 목표값, 즉 변경된 설정값도 고려한다. 예를 들어, 폐회로 제어는 PID-알고리즘( P roportional- I ntegral- D ifferential control algorithm)을 토대로 해서 이루어질 수 있으며, 개회로 제어 또는 폐회로 제어는, 컨디셔닝 방사선의 공급을 개회로 제어 또는 폐회로 제어하는 개회로 제어값 또는 마찬가지로 폐회로 제어값에 대하여 설정값을 관련시키는 룩-업-테이블 또는 상관 관계 함수를 토대로 하여 이루어질 수 있다. 예를 들어, 설정값으로서는 컨디셔닝 방사선의 강도 값이 사전에 결정될 수 있으며, 이 강도 값에는 룩-업-테이블 또는 상관 관계 함수를 통해, 방사선원으로서 이용되는 LED를 위한 구동 전류값이 할당되어 있다. 이 경우에는 개회로 제어 또는 폐회로 제어도 예를 들어 룩-업-테이블 또는 상관 관계 함수를 토대로 하는 구동 전류의 변동에 의해서 이루어진다.
그러나 더 나아가, 알고리즘은 또한 컨디셔닝 방사선의 공급을 개회로 제어 및/또는 폐회로 제어하기 위한 하나 또는 복수의 추가 입력 파라미터도 고려할 수 있으며, 이들 입력 파라미터는 예를 들어 제어 유닛의 입력 인터페이스를 통해서도 전송될 수 있다.
따라서, 본 발명의 상기 개선예에서 알고리즘은 변경 가능한 것으로서 사전에 결정될 수 있다. 이때, 제어 유닛은 바람직하게 하나 또는 복수의 저장 장치를 포함하며, 이 저장 장치 내에는 변경 가능한 알고리즘의 적어도 일부들, 예를 들면 룩-업-테이블 또는 상관 관계 함수도 저장될 수 있다. 특히 바람직하게, 입력 인터페이스는 또한 변경된 새로운 알고리즘을 제어 유닛으로 전송하도록 설계될 수도 있다. 따라서, 예를 들어, 특히 상이한 폐회로 제어 알고리즘을 이용한 컨디셔닝 방사선 공급의 상이한 폐회로 제어 또는 개회로 제어를 요구하는 상이한 요구 조건에 반도체 검출기 요소의 컨디셔닝을 매칭시키는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 방법의 일 개선예에서, 추가 방사선의 공급은, 검출될 X-선 방사선에 의해서 조사되는 피검체의 특성을 토대로 하여 개회로 제어되거나 폐회로 제어될 수도 있다. 예를 들어, 컴퓨터 단층 촬영과 관련해서는, 반도체 검출기 요소의 상응하는 컨디셔닝을 사전에 결정하기 위하여 단층 사진(tomogram) 측정이 이용될 수 있다. 단층 사진 측정은 신속하게 실행되는 개관적인 이미지 획득(overview image acquisition)으로서, 이 개관적인 이미지 획득을 토대로 하여 예를 들어 이후의 컴퓨터 단층 촬영-이미지 획득 또는 영상 획득 시퀀스를 위해서 적합한 측정 프로토콜이 선택된다. 특히, 설정값은 단층 사진-측정을 토대로 하여 도출될 수 있거나 직접 추출될 수 있다. 예를 들어, 도출된 또는 추출된 설정값은 검출기 시스템의 최대 계수율 또는 최대 민감도일 수 있다. 이때 컨디셔닝 방사선의 공급은, 상기 검출기 시스템의 최대 계수율 또는 최대 민감도가 달성되도록, 예를 들어 강도 변화에 의해서 개회로 제어 또는 폐회로 제어될 수 있다.
앞에서 이미 언급된 바와 같이, 알고리즘 내에서 또는 컨디셔닝 방사선 공급을 개회로 제어 및/또는 폐회로 제어하기 위해서도 복수의 입력 파라미터를 고려할 수 있는 가능성이 존재할 수 있다. 피검체의 특성 또는 설정값에 대해서 언급된 도출된 또는 추출된 값들 중에 하나 또는 복수의 값(들)은, 본 발명의 일 개선예에서는 또한 상기 알고리즘의 입력 파라미터에서도 고려될 수 있다.
일 개선예에서, 컨디셔닝 방사선 공급의 개회로 제어 또는 폐회로 제어는 또한 X-선 방사선원에 의한 X-선 방사선의 방출 특성 곡선을 토대로 할 수 있다. 따라서, 실제로 우세한 측정 조건들에 대해서 X-선 검출기를 컨디셔닝 할 수 있는 가능성이 나타난다. 예를 들어 추가 방사선의 공급은, X-선 방사선의 강도, 이용된 스펙트럼, 측정 프로토콜(본 경우에는 공지된 바와 같이, 사전에 결정된 파라미터를 토대로 하여 측정을 전자동으로 제어하는 측정 프로그램을 일컬음), X-선 방사선의 개별적인 바람직한 에너지를 토대로 해서, (예를 들어 컴퓨터 단층 촬영-시스템의 듀얼-에너지-작동에 적합하게) X-선 검출기가 설치되어 있는 장치의 작동 모드에 따라서 확정될 수 있다. 개회로 제어 및 폐회로 제어는 특히 피검체에 의한 X-선 방사선의 감쇠 특성 곡선을 토대로 하여 이루어질 수 있다.
이때, 언급된 파라미터들은, 예를 들어 상관 함수를 산출할 때에 또는 알고리즘을 확정하기 위하여 설정값 또는 입력 파라미터로서도 고려될 수 있다.
특히, 컨디셔닝 방사선 공급의 특성 곡선이 설정값을 확정할 때에 고려될 수 있음으로써, 결과적으로 공지된 컨디셔닝으로부터 출발하는 경우에는 재차 검출기의 작동 중에 매우 상이한 요구 조건에 대해서 유연한 컨디셔닝이 나타난다.
특히 바람직하게, 컨디셔닝 방사선의 공급은 계수율 드리프트를 토대로 하여 개회로 제어 및/또는 폐회로 제어된다. 계수율 드리프트는, 도입부에서 이미 언급된 바와 같이, 특히 분극 효과의 시간에 따른 변화에 근거를 둘 수 있는 공지된 또는 사전에 결정된 투입량의 검출될 X-선 방사선에 대한 관련 검출기 또는 반도체 검출기 요소의 계수율의 시간에 따른 변동과 관련이 있다. 따라서, 예를 들어 컨디셔닝 방사선의 강도 또는 마찬가지로 스펙트럼과 같은 설정값은, 재차 예컨대 특정 계수율의 히스토리로부터, 다시 말하자면 선행하는 X-선 검출 측정 또는 상이한 컨디셔닝으로부터 방사선원에 의해서 검출된, 결정된 계수율 드리프트를 토대로 하여 확정될 수 있다.
특히 바람직하게, 추가 방사선의 공급은 다음과 같은 변수들 중에 하나 또는 복수의 변수를 토대로 하여 개회로 제어될 수 있거나 또한 폐회로 제어될 수 있다: 조사 시간, 투입된 양, 검출 신호, 검출기의 총 작동 시간, 반도체 검출기 요소의 전력 소비, 일 그룹의 반도체 검출기 요소의 전력 소비, 온도 또는 습도. 다시 말하자면, 컨디셔닝 방사선의 방사선 밀도의 개회로 제어 및/또는 폐회로 제어는 예를 들어 이미 얼마나 오랫동안 조사/컨디셔닝 되었는가 또는 어느 정도의 X-선 방사선 및/또는 컨디셔닝 방사선의 양이 사전에 결정된 시간 세그먼트 안에 반도체 검출기 요소에 공급되었는가에 따라서, 또는 마찬가지로 X-선 방사선의 분극 또는 흡수에 결정적인 영향을 미칠 수 있는 온도 또는 습도와 같은 주변 조건들을 토대로 하여 이루어질 수 있다. 반도체 검출기 요소의 전력 소비 또는 일 그룹의 반도체 검출기 요소의 전력 소비는 또한 반도체 검출기 요소의 컨디셔닝에 대한 직접적인 참조를 제공해줄 수 있다.
더 나아가서는, 예를 들어 반도체 검출기 재료 내부로의 새로운 트랩의 도입에 영향을 미치는 변수들도 설정값을 확정할 때에 고려될 수 있다. 이것은 또한 설정값을 확정하기 위해 검출기의 총 작동 시간을 평가함으로써도 고려될 수 있다. 예를 들어, 작동 시간 또는 총 작동 시간을 토대로 하여 컨디셔닝의 강도 및/또는 기간이 개회로 제어 및/또는 폐회로 제어될 수 있다. 다시 말하자면, 시간 변수를 토대로 해서, 설정값을 나타내는 강도 및/또는 기간이 결정되고, 예를 들어 방사선원을 위한 구동 전류값 및/또는 방사선원의 구동 시간(기간)이 개회로 제어 및/또는 폐회로 제어된다.
특히 바람직하게 개회로 제어 및/또는 폐회로 제어는, X-선 방사선원이 X-선 방사선을 방출하지 않는 시간 프레임 내에서 추가 방사선이 공급되도록 이루어진다. 따라서, 예를 들어 X-선 측정이 이루어지기 전에 또는 X-선 측정이 이루어진 후에 반도체 검출기 요소의 특정한 컨디셔닝이 설정될 수 있다. 특히, X-선 측정의 특성 곡선을 통해 계수율의 추가 드리프트를 예상할 수 없는 경우에, 이것은 반도체 검출기 요소의 컨디셔닝을 확정할 수 있는 한 가지 간단한 가능성이 된다. 따라서, 추가 방사선 공급의 시간 프레임 내에서 모니터링 측정값을 결정할 수 있는 가능성도 나타나는 한편, X-선 방사선원이 X-선 방사선을 전혀 방출하지 않는 경우에는 언제나 그에 상응하는 모니터링 측정값도 결정되지 않는다.
바람직하게, 추가 방사선의 공급은, 추가 방사선의 강도 또는 마찬가지로 분광 분포가 특히 X-선 방사선이 검출되어야만 하는 주어진 측정 섹션 동안에는 실질적으로 일정하도록 개회로 제어 또는 폐회로 제어된다. 예를 들어, 방사선원의 시효 효과가 확인 및 보상될 수 있고, 또한 반도체 검출기 요소의 계수율에 대한 신뢰할만한 역산이 이루어질 수 있도록 보장될 수 있다. 특히 컨디셔닝 방사선의 일정한 공급은 모니터링 측정값의 검출에 의해서 확인될 수 있다.
다른 바람직한 일 변형 예에서, 추가 방사선의 공급은, X-선 방사선이 검출되어야만 하는 주어진 측정 섹션 동안에 측정된 X-선 검출기의 일 반도체 검출기 요소의 전력 소비 및/또는 일 그룹의 반도체 검출기 요소의 전력 소비(이때 이 전력 소비는 추가 방사선과 X-선 방사선의 총합에 의해서 주어질 수 있음)가 실질적으로 일정하도록 개회로 제어 또는 폐회로 제어된다. 이때 "실질적으로 일정한"이라는 표현이 의미하는 바는, X-선 방사선이 공급되는지 아니면 공급되지 않는지와 무관하게 0이 아닌 전력 소비의 기본 수준이 일정하고, 이 기본 수준으로부터 출발해서 추가의 전류 펄스 또는 전하 패킷이 원래의 검출기 신호를 나타내는 X-선 방사선을 토대로 하여 발생한다는 것이다. 이것은 특히, 0이 아닌 기본 수준이 계수가 시작되는 한계값 아래에 놓여 있는, 추후에 더 상세하게 기술될 양자 계수 X-선 검출기를 사용할 때에 유용하다. 하지만, 이때 개별 반도체 검출기 요소의 전력 소비는 이전과 마찬가지로 X-선 방사선을 통해서 전달된 이미지 정보에 따라 기본 수준 위로 또는 대략 기본 수준으로 변동될 수 있다.
본 발명은, (일반적으로 단지 개략적으로만 도시된) 실시예들을 참조하는 첨부된 도면을 언급하면서 이하에서 다시 한 번 상세하게 설명된다. 이때, 다양한 도면에서 동일한 구성 요소들에는 동일한 도면 부호가 제공되었다. 도면 설명:
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 개회로 제어 또는 폐회로 제어되는, X-선 검출기 시스템 및 X-선 검출기를 구비하는 컴퓨터 단층 촬영 시스템의 일 실시예를 도시한 개략도이고,
도 2는 교정 단계 및 작동 단계를 포함하는, X-선 방사선을 검출하기 위한 방법의 일 실시예를 도시한 흐름도이며,
도 3은 방출된 방사선의 강도 및 분광 분포에 대해서 개회로 제어 또는/및 폐회로 제어될 수도 있는, 복수의 상이한 광원의 제어에 대한 일 실시예를 도시한 개략도이고,
도 4는 컨디셔닝 방사선의 공급을 시간에 따라 제어하기 위한 다양한 변형 예를 기술하는 시간 스키마(time schema)이며,
도 5는 설정값, 모니터링 값뿐만 아니라 추가의 입력 파라미터까지도 제어 유닛으로 전송할 수 있는 입력 인터페이스를 구비하는, 컨디셔닝 방사선의 공급을 제어하기 위한 제어 유닛을 도시한 도면이고,
도 6은 피검체의 특성을 토대로 하여 설정값을 결정하기 위한 일 실시예를 도시한 도면이며,
도 7은 계수율 드리프트의 시간에 따른 특성 곡선에 대한 일 예를 도시한 도면이고,
도 8은 측정 프로그램을 토대로 하여 설정값을 결정하기 위한 한 가지 가능성을 도시한 도면이며, 그리고
도 9는 가변적인 설정값을 토대로 하여 컨디셔닝 방사선을 방출하기 위한 추가의 시간 스키마이다.
도입부에서 언급된 바와 같이, 예컨대 카드뮴 텔루르화물(cadmium telluride) 또는 카드뮴-아연-텔루르화물과 같은 직접 변형 또는 직접 변환 반도체 재료를 기본으로 하는 컴퓨터 단층 촬영 시스템용의 특별한 검출기 내에서, X-선 검출기는 X-선 방사선을 위한 검출 신호의 발생에 있어서 시간에 따른 불안정성에 종속된다. 특히, X-선 방사선에 의한 여기가 원래 일정한 경우에는, 검출 신호가 시간에 따라 변동된다. 이와 같은 상황은 바람직하지 않을뿐더러 이미징의 경우에 아티팩트(artefact)를 야기하며, 그 결과 이들 검출기는 현재의 성능으로써는 지금의 X-선 기반 이미징 방법에 사용되기가 어렵다. 반도체 검출기 재료를 조명함으로써, 안정적인 상태가 설정되고 도입부에 언급된 분극 효과가 중립화되거나 안정화될 수 있을 정도로 많은 자유 전하 운반체가 발생할 수 있다. 그럼으로써, X-선 방사선을 측정하기 위해서 필요하고 의학적인 이미징에서도 사용될 수 있는 안정화된 측정 신호 또는 검출기 신호가 보장될 수 있다. 하지만, 응답 특성이 외부 조명에 의해서 안정화되는 센서 재료 또는 반도체 검출기 요소를 사용하는 경우에는, 예컨대 노화, 고장, 온도 변동, 방사선 손상 등에 의한 조명의 통제되지 않은 변동이 신호 안정성에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 본 발명에 의해서는, 이와 같은 상황이 특히 방지될 수 있다.
또한, 계수 X-선 검출기, 다시 말해 X-선 양자에 대한 계수율을 하나 또는 복수의 한계값을 토대로 하여 결정하는 검출기에서는, 도입부에 언급된 계수율 드리프트가 특히 문제가 된다. 이와 같이 시간에 따라 예견하기 어려운 검출 정확성의 변동도 이미징에서 강한 아티팩트를 야기한다. 본 발명에 의해서는, 이와 같은 안정화 또는 컨디셔닝의 바람직하지 않은 변동을 확인하고 특히 방지하기 위한 가능성이 만들어진다.
도 1은, 개략적으로 도시된 바와 같이, X-선 방사선(R)을 X-선 검출기 시스템(200)의 방향으로 방출하는 X-선 방사선원(10)을 구비하는 컴퓨터 단층 촬영 시스템(1)을 보여준다.
이 경우에 CT-시스템(1)은 통상적인 스캐너를 구비하며, 이 스캐너 내에서 갠트리(gantry) 상에서는 검출기(100) 및 이 검출기(100)에 마주 놓인 X-선원(10)을 구비하는 검출기 시스템(200)이 측정 공간 주변을 회전한다(도 6에도 도시되어 있음). 이 스캐너 앞에는 (도면에 도시되지 않은) 환자 지지 장치 또는 환자용 침상이 있으며, 이 환자용 침상의 상부는, 피검체를 검출기 시스템(200)에 대하여 상대적으로 측정 공간을 관통해서 이동시키기 위하여, 그 위에 있는 환자 또는 실험 대상자(proband) 혹은 피검체와 함께 스캐너에 대하여 상대적으로 이동될 수 있다.스캐너 및 환자용 침상은 제어 장치(도시되지 않음)에 의해서 제어되며, 시스템을 사전에 결정된 측정 프로토콜에 따라 종래 방식으로 구동시키기 위하여, 상기 개회로 제어 장치로부터 통상의 인터페이스를 거쳐서 제어 데이터가 전송된다. 그러나 본 발명에 따른 방법은 기본적으로, 예컨대 완전한 하나의 링을 형성하는 검출기를 구비하는 다른 CT-시스템에서도 사용될 수 있다.
검출기(100)에 의해서 취득된 미가공 데이터는 제어 장치의 측정 데이터 인터페이스로 전달된다. 그 다음에 이 미가공 데이터는 제어 장치 내에서 대부분 소프트웨어의 형태로 프로세서상에 구현된 이미지 재구성 장치 내에서 추가로 처리된다. 이 이미지 재구성 장치는, X-선 CT 데이터 세트를 전달받기 위한 미가공 데이터 인터페이스를 구비한다. 그 다음에 이들 데이터를 위해, 이미지 데이터를 생성하기 위하여 재구성이 실행된다. 그 다음에, 완성된 컴퓨터 단층 촬영 이미지 데이터가 이미지 데이터 인터페이스로 전달되며, 이 이미지 데이터 인터페이스는 생성된 이미지 데이터를 추후에 예를 들어 제어 장치의 저장 장치 내부에 저장하거나 통상적으로 방식으로 제어 장치의 스크린상에 출력하거나 (마찬가지로 도시되지 않은) 인터페이스를 통해서 데이터를 컴퓨터 단층 촬영 시스템에 연결된 네트워크, 예를 들어 방사선 정보 시스템(RIS) 내부에 공급하거나 그곳에 존재하는 대량 저장 장치 내부에 저장하거나 그곳에 연결된 프린터 상에 상응하는 이미지를 출력한다. 이들 데이터는 또한 임의의 방식으로 추가 처리된 다음에 저장되거나 출력될 수도 있다.
X-선 검출기 시스템(200)은 앞에서 이미 기술된 X-선 검출기(100) 이외에, X-선 검출기(100)를 컨디셔닝 하기 위한 복수의 방사선원(210a 및 210b)을 구비한다. 이때 X-선 검출기(100)는 소위 하이브리드 검출기 시스템으로서 구성되었는데, 다시 말해 이 X-선 검출기는 반도체 검출기 요소(150a, 150b)를 구비하며, 이들 반도체 검출기 요소의 출발 반도체 재료(즉, 예컨대 웨이퍼 재료)는 상기 반도체 검출기 요소(150a, 150b)의 검출 신호를 평가하기 위해 이용되는 평가 전자 장치의 출발 반도체 재료와 상이하다. 따라서, 평가 전자 장치 및 X-선 방사선을 흡수하는 반도체 검출기 요소(150a, 150b)를 상호 독립적으로 위치 설정하거나 공간적으로 분리시킬 수 있는 가능성이 존재함으로써, 결과적으로 상황에 따라서는 관련 부품들의 오랜 수명 및 관리 측면에서 여러 가지 장점들이 얻어질 수 있게 된다. 예를 들면, 검출기 시스템에 추가의 부품을 간단히 보완하는 것이 더 쉬워질 수 있음으로써, 결과적으로 이러한 구조 형태에 의해서는 후술될 발명의 통합과 관련해서도 장점들이 얻어질 수 있다.
도면에 도시된 실시예에서, X-선 검출기(100)는 부품 스택으로서 구성되었다. 실질적으로 평평한 공통의 기판(180)으로부터 출발할 때, 부품 스택 내에서는 후속해서 (즉, 기판상에) 복수의 평가 전자 장치, 소위 ASIC(Application Specific Integrated Circuit; 응용 주문형 집적 회로)(160a, 160b)가 부품 스택의 하나의 공통 평면에 배치되어 있다. ASIC는, 특별히 하나 또는 복수의 반도체 검출기 요소(150a, 150b)의 검출 신호를 평가하도록 설계된 집적 회로이다. 도시된 실시예에서는, 부품 스택 내에서 (X-선원의 방향으로) ASIC(160a, 160b)에 후속해서, 즉 각각의 ASIC(160a, 160b)에 개별 반도체 검출기 요소(150a, 150b)가 할당되어 있다. 단지 개략적인 도시는 개별 반도체 검출기 요소(150a, 150b)의 공간적으로 분리된 구조 형태를 포함한다.
하지만, 바람직하게는 개략적인 도시의 세부적인 충실함을 넘어서, 복수의 개별 반도체 검출기 요소(150a, 150b)가 하나의 인접하는 출발 물질 내에서, 예를 들어 하나의 인접하는 반도체 층 내에서, 특히 매트릭스 형태의 구조로 각각 서로 인접하여 배치되어 있다.
이때에는 ASIC가 반도체 검출기 요소(150a, 150b)에 의해 완전히 덮일 수 있음으로써, 결과적으로 각각 ASIC(160a, 160b)를 덮는 반도체 검출기 요소(150a, 150b)는 동시에 관련 ASIC(160a, 160b)를 위하여 입사되는 X-선 방사선(R)에 대해서 효과적인 보호 장치를 형성하게 된다.
상기와 같은 상황은, 상승 작용하는(synergistic) 유형 및 방식으로, 각각의 반도체 검출기 요소(150a, 150b)가 선행하는 광화학적인 변환 프로세스 없이, 입사되는 X-선 방사선(R)을 흡수하도록 설계됨으로써 달성된다. 이들은, 본 실시예에서 카드뮴-아연-텔루르화물(CZT)로부터 제조된 소위 직접 변환 반도체 검출기 요소(150a, 150b)이다. 각각의 반도체 검출기 요소(150a, 150b)는 도시되지 않은 개수(바람직하게는 2개 내지 4개)의 자장 전극에 연결되어 있으며, 이들 자장 전극에 의해서는 전기장이 개별 반도체 검출기 요소(150a, 150b) 상으로 인가될 수 있다. 자장 전극들 사이에는 반도체 검출기 요소(150a, 150b)의 검출 영역이 있으며, 이 검출 영역은 실질적으로 X-선 검출기(100)의 하나의 픽셀을 나타낸다. 하나의 좁은 면과 X-선 방사선(R)의 입사 방향을 향하고 있는 하나의 평평한 면을 갖는 실질적으로 평평한 반도체 검출기 요소(150a, 150b)(다시 말해, 이 검출기 요소는 평평한 직육면체에 내접할 수 있고, 직육면체의 각각의 면에 접촉함)는 본 실시예에서 공핍형 카드뮴-아연-텔루르화물 다이오드(depleted cadmium zinc telluride diode)로서 기술된다.
입사되는 X-방사선(R)은 반도체 검출기 요소(150a, 150b) 내에서 흡수되고, 그곳에서 X-선 방사선 양자의 개별 에너지에 따라 복수의 전도 전극 및 정공을 발생한다. 이들은 전기장으로 인해 자장 전극까지 표류하고, 그곳에서 측정 가능한 검출 신호 또는 측정 가능한 검출 펄스를 야기한다. 이 측정 가능한 검출 펄스가 ASIC(160a, 160b)에 의해 전류 신호 혹은 전압 신호로서 검출되고, 평가되며, 특히 디지털화됨으로써, 결과적으로 상기 신호는 추가 처리를 위해, 다시 말하자면 본 실시예에서는 이미지 데이터의 재구성을 위해 제공될 수 있다. 이와 같은 전류 신호 혹은 전압 신호의 평가 가능성 또는 디지털화의 가능성은 바람직하게, 예를 들어 반도체 검출기 요소(150a, 150b)의 신호를 측정 또는 분석하기 위해서뿐만 아니라 다른 전류 신호 혹은 전압 신호까지도 측정 또는 분석하기 위해서 이용될 수 있다. 이하에서 설명되는 바와 같이, 예를 들어 상기 신호는 광센서 또는 다른 부품의 신호일 수도 있다. 그 점에 있어서, 본 실시예의 ASIC(160a, 160b)는, 이들이 동시에, 추후에 더 정확하게 기술될 모니터링 측정값(Ma, Mb)을 검출, 측정 및 또한 분석할 수 있는, 특히 디지털화할 수 있는 모니터링 유닛(160a, 160b)도 나타내도록 구성되었다.
도시된 실시예에서, ASIC(160a, 160b)는 각각 X-선 양자를 위한 계수율을 결정하도록 설계되었다. 다시 말해, 이 검출기는 소위 "계수하는" 혹은 "광자를 계수하는" 또는 "양자를 계수하는" X-선 검출기(100)이며, 이 경우에는 하나 또는 복수의 에너지 임계치(즉, 측정된 전류 신호 또는 전압 신호를 위한 한계값)가 사전에 결정된다. 이 에너지 임계치를 토대로 하여, 추후에 X-선 양자를 위한 계수율, 다시 말해 사전에 결정된 에너지 임계치를 초과하는 단위 시간당 X-선 양자의 개수를 결정할 수 있기 위하여 카운터(counter)가 증가될 수 있다.
하지만, 자장 전극에 의해 발생된 전기장이 반도체 검출기 요소(150a, 150b) 내에서 시간에 따라 변형됨으로써, 결국 기본적으로는 상응하는 계수율이 상황에 따라 에러로 결정될 위험이 존재한다. 도입부에서 언급된 바와 같이, 전기장의 시간에 따른 변동의 원인은 소위 분극인데, 더 상세하게 말하자면 시간에 걸쳐서 가변적인 공간 전하의 형성이다.
상기와 같이 시간에 걸쳐서 변동되는 전기장의 변동에 영향을 미칠 수 있기 위하여, X-선 검출기 시스템은, 본 실시예에서 각각 복수의 적외선 발광 다이오드에 의해 형성되는 방사선원(210a, 210b)을 구비한다. 동일한 유형의 복수의 다이오드가 이용됨으로써, 추후에 더 설명되는 바와 같이, 다른 무엇보다도 방사선원(210a, 210b)의 고장에 대한 안전성을 높일 수 있는 가능성이 생긴다. 발광 다이오드는 반도체 검출기 요소(150a, 150b)에 마찬가지로 도입부에서 설명된 컨디셔닝 방사선(K)을 공급하며, 이 컨디셔닝 방사선에 의해서는 전기장의 시간에 걸친 변동이 변형될 수 있다.
상기와 같은 목적을 위하여, X-선 검출기(100)는, 부품 스택 내에서 검출기 요소(150a, 150b)에 후속해서 (재차 X-선원 방향으로) 배치된 하나의 추가 층을 구비한다. 이 층은 광 도체(120)로서 형성되었고, 입사되는 X-선 방사선(R)에 대하여 대체로 투과성이 있다. 따라서, 광 도체(120)는, 결정된 계수율에 중대한 영향을 미치지 않으면서, X-선 방사선원(10)의 빔 경로 내에서 반도체 검출기 요소(150a, 150b) 쪽에 배치될 수 있다. 광 도체(120)는 반도체 검출기 요소(150a, 150b)로부터 떨어져서 마주한, 도달하는 X-선 방사선(R) 쪽을 향하는 측에 반사 층(110)을 구비하며, 이 반사 층은 방사선원(210a, 210b)의 컨디셔닝 방사선(K)을 반사하여 광 전도를 최적화한다. 이때 강조할 것은, 반사 층(110)도 마찬가지로 X-선 방사선원(10)의 방사선(R)에 대하여 대체로 투과성이 있다는 것이다. X-선 방사선원(10)의 빔 경로 밖에 배치된 방사선원(210a 및 210b)은 컨디셔닝 방사선(K)을 바람직하게 적합한 각으로 광 도체(120) 내부에 결합시킨다. 도 1에 도시된 화살표들은 단지 방사선원(210a 및 210b)의 주 방출 방향만을 개략적으로 지시하지만, 예컨대 원뿔 모양의 다른 방출 특성 곡선도 가질 수 있다.
본 실시예에서, 상기와 같은 결합은 단지 개략적으로만 암시되어 있다; 특히 방사선원(210a, 210b)은, 컨디셔닝 방사선(K)이 광 도체(120) 내부에 완전히 결합 되도록 배치될 수 있다.
컨디셔닝 방사선(K)이 광 도체(120)에 의해서 반도체 검출기 요소(150a, 150b)의 평평한 면 위에 실질적으로 균일하게 분포되어 있음으로써, 결과적으로 하나 또는 복수의 반도체 검출기 요소(150a, 150b)를 위해서 혹은 검출 영역을 위해서 컨디셔닝 방사선(K)을 공급하는 장소 의존성이 피해질 수 있다. 이 목적을 위하여, 반사 층(110) 내에는 특수한 - 도시되지 않은 - 결합 해제 구조물이 설치되어 있으며, 이 결합 해제 구조물이 반도체 검출기 요소(150a, 150b)의 표면의 방향으로 반사된 컨디셔닝 방사선(K) 부분을, 방사선원(210a, 210b)으로부터의 거리가 증가함에 따라 증가시킴으로써, 결과적으로 반도체 검출기 요소(150a, 150b)에 입사되는 컨디셔닝 방사선의 방사선 밀도 또는 강도는 실질적으로 공간적으로 일정하다.
파선에 의해서 지시된 바와 같이, 본 실시예에서는 또한 X-선 방사선원(10)도, 컨디셔닝 방사선(K)을 반도체 검출기 요소(150a, 150b)에 공급하기 위해서 사용될 수 있다. 이때, X-선 방사선원(10)의 컨디셔닝 방사선(K)은, 방사선의 종류에서뿐만 아니라 특히 방사선의 에너지 및 강도에 있어서도 방사선원(210a 및 210b)의 컨디셔닝 방사선(K)과 상이하다. 따라서, 상이한 컨디셔닝 방사선(K) 및 상이한 컨디셔닝 방사선원, 본 예에서는 X-선 방사선원(10) 및 발광 다이오드에 의해서, 반도체 검출기 요소(150a, 150b)의 상이한 컨디셔닝이 성취될 수 있다.
상기 컨디셔닝은 예를 들어 제어 유닛(300)에 의해서 이루어질 수 있다. 이때 X-선 검출기(100)는 제어 유닛(300)을 구비하며, 이 제어 유닛은 제어 신호(CS)를 이용해서 반도체 검출기 요소(150a, 150b)로 공급되는 컨디셔닝 방사선(K)의 공급을 개회로 제어하고 또한 폐회로 제어한다. 이때 제어 신호(CS)는 방사선원(210a, 210b)으로 [또는 선택적으로 X-선 방사선원(10)으로] 전송되고, 앞에서 이미 언급된 개회로 제어 변수 또는 폐회로 제어 변수에 직접 상응할 수 있거나 이들 변수를 간접적으로 재현한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 제어 유닛(300)은 또한 ASIC들 중 하나(160a)에 또는 모니터링 유닛 중 하나(160a, 160b)에 집적된 형태로 배치되어 있고, 이로써 바람직하게는 회로 및 ASIC의 기능 또는 ASIC 내부에 존재하는 데이터까지도 이용할 수 있다. 이 경우에는, ASIC(160b) 내에 있는 파선 블록에 의해서 지시된 바와 같이, 제어 유닛(300)은 각각의 ASIC 내에서 구현될 수 있거나 복수의 ASIC 상에 분포될 수도 있다.
반도체 검출기 요소(150a, 150b)가 복수인 경우에, 컨디셔닝 방사선(K) 공급의 개회로 제어 또는 폐회로 제어는 또한 각각의 반도체 검출기 요소(150a, 150b)에 대해서 개별적으로 이루어질 수도 있다. 이와 같은 방식은 특히, 면적이 큰 검출기 시스템(200)의 컨디셔닝이 최적화될 수 있다는 장점을 제공해준다. 이 목적을 위하여, 각각의 ASIC에는 또한 고유의 제어 유닛(300)이 각각 하나씩 할당될 수도 있다.
대안적으로 또는 추가로, 컨디셔닝 방사선(K) 공급의 개회로 제어 또는 폐회로 제어는 또한 소위 검출기 시스템(200)용의 "모듈 백플레인(module backplane)"으로서 독립적으로 존재하는 추가 전자 회로에 의해서도 이루어질 수 있다. 이 모듈 백플레인은, 이미 X-선 검출기에 대한 제어 과제를 담당할 수 있는 FPGA 및/또는 저장 장치 요소와 같은 통상적으로 프로그램 가능한 논리 유닛을 포함한다. 이때, 제어 유닛(300)은 "모듈 백플레인" 내부에 집적된 형태로 배치될 수 있고, 마찬가지로 예컨대 FPGA 및/또는 저장 장치 요소와 같은 "모듈 백플레인"의 이미 존재하는 회로 또는 기능을 이용할 수 있다. 이 경우에 이들 회로 및 기능은 다중 사용을 갖는다. 이것은, 복수의 반도체 검출기 요소(150a, 150b)를 위해 하나의 중앙 제어 유닛(300)이 사용되어야만 하고, 또한 그에 따라 기존의 검출기 시스템에 본 발명을 보완하는 것도 쉬워질 수 있는 경우에 특히 바람직한 배열 상태이다.
제어 유닛(300)은 입력 인터페이스(310a, 310b, 310c)를 구비하며, 이들 입력 인터페이스는 설정값 저장 유닛(400) 또는 모니터링 유닛(160a, 160b)으로부터도 설정값(Ta, Tb, Tc)을 수신하여 제어 유닛(300)에 제공한다. 반도체 검출기 요소(150a, 150b)에 공급되는 컨디셔닝 방사선(K) 공급의 개회로 제어 또는 폐회로 제어는 이 설정값(Ta, Tb, Tc)을 토대로 하여 이루어진다.
바람직하게, 이때 설정값(Ta, Tb, Tc)은 특히 그 결과가 계속적인 사용을 위해서 제공되어야만 하는 X-선 검사 측정이 검출기(100)에 의해 실시되기 전에 측정에 의해서 결정된다. 상응하게 결정된 설정값(Ta, Tb, Tc)은 예를 들어 설정값 저장 유닛(400) 내부에 저장될 수 있다. 설정값 저장 유닛(400)으로서는 예를 들어 컴퓨터 단층 촬영 시스템의 측정 프로토콜 저장 유닛이 사용될 수 있으며, 이 측정 프로토콜 저장 유닛 내부에는 컴퓨터 단층 촬영 측정을 실시하기 위한 하나 또는 복수의 측정 프로토콜이 저장되어 있다. 설정값(Ta, Tb, Tc)으로서는, X-선 방사선(R)의 검출 동안에 또는 컨디셔닝 방사선(K)의 공급 동안에, 특히 하나 또는 복수의 모니터링 유닛(160a, 160b, 160c)에 의해서 결정되는 측정값도 이용될 수 있다.
본 실시예에서, 예를 들어 컨디셔닝 방사선(K)의 강도는, 재차 모니터링 유닛(160c)을 나타내는 광센서(160c)에 의해서 측정된다. 이 광센서(160c)는, 반도체 검출기 요소(150a, 150b)에 미치는 효과적인 조사 강도를 가급적 양호하게 측정하도록 설치되어 있다. 도 1이 보여주는 바와 같이, 광센서(160c)가 반도체 검출기 요소(150a, 150b)의 측면에 설치되어 있음으로써, 다시 말해 특히 좁은 면 상에 또는 좁은 면에 설치되어 있음으로써, 결과적으로 상기 광센서는 반도체 검출기 요소(150a, 150b) 상에 그림자를 드리우지 않게 된다.
따라서, 광센서(160c)는 X-선 방사선원(10)의 1차 빔 경로 밖에서 반도체 검출기 요소(150a, 150b) 쪽에 배치되어 있다. 또한, 상기 광센서는 추가로 분산된 X-선 방사선(R)에 대하여 기계적으로 보호되어 있다. 그럼에도, 이와 같은 기계적인 보호는 조명 세기의 효과적인 측정 가능성을 보장해준다. 예를 들어 광센서의 상응하는 보호 장치 또는 차폐 수단의 특징은 몰리브덴, 텅스텐, 납, 비스무트 및 백금이 사용되는 것에 있을 수 있다. 상응하는 보호층은 하나 또는 복수의 광센서(160c)에 할당될 수 있다.
또한, 광센서는, 분산된 X-선 방사선(R)에 대해서 보호됨에도 불구하고, X-선 방사선(R)에 대하여 가급적 민감하지 않은 재료로 구성되었다. 예를 들면, X-선 방사선에 대하여 대체로 투과적인 재료가 사용될 수 있다.
도 1의 도시 내용을 넘어서, 광센서는 앞에서 이미 언급된 ASIC 내부에 집적될 수 있다. 이로써, 조명 세기의 검출은 직접 ASIC 내에서 이루어질 수 있다. 다시 말해, 조명 세기는 특히 추가로 설치된 광센서에 의해서 직접 측정된다. 이 경우에 "직접 측정된다"는 표현이 의미하는 바는, 측정된 값이, 예를 들어 컨디셔닝 방사선의 강도를 측정하는 것 이외의 과제를 갖지 않는, 오로지 이 용도로만 제공된 광센서의 측정값이라는 것이다. 예를 들어 방사선, 특히 컨디셔닝 방사선의 공급 시간 혹은 기간 또는 방사선의(즉, 특히 컨디셔닝 방사선의) 파장 혹은 스펙트럼을 직접적으로 측정하기 위한 복수의 독립적인 전용 센서들이 존재할 수도 있다.
더 나아가서는, 반도체 검출기 요소(150a, 150b)가 관련 평가 전자 장치(즉, ASIC)와 연합해서 컨디셔닝 방사선의 공급을 위한 센서, 특히 광센서를 나타낼 수도 있다.
예를 들어, 전술된 바와 같이 자장 전극과 반도체 검출기 요소(150a, 150b)가 회로를 구성하는 경우에는, 이 반도체 검출기 요소(150a, 150b)를 통해서 흐르는 전류로부터 조명 세기가 결정될 수 있다. 이 목적을 위하여, 전류는 반도체 검출기 요소(150a, 150b)의 자장 전극 또는 전압 공급 장치를 통해서 측정되고 디지털화될 수 있다. 이것은 본 발명의 의미에서 조명 세기의 간접적인 측정을 나타내는데, 그 이유는 조명 세기가, 전용 광센서가 아닌, 다시 말해 X-선 방사선의 검출 동안에 또 다른 과제들을 충족시키는 "광센서"에 의해서 결정되기 때문이다.
반도체 검출기 요소(150a, 150b)에 직접 결합된 ASIC(160a, 160b)를 이용해서 전류를 측정할 수 있는 가능성도 존재한다. 이와 같은 가능성은 특히 바람직한데, 그 이유는 ASIC(160a, 160b)가 이미 아날로그 신호의 측정 및 디지털화를 위한 회로를 포함하고, 또한 앞에서 이미 언급된 바와 같이 제어 유닛(300), 다시 말해 조명 세기를 역동적으로 폐회로 제어 및 개회로 제어하기 위한 회로의 직접적인 집적 가능성을 제공해주기 때문이다.
일 실시예에서, 컨디셔닝 방사선 공급의 개회로 제어 또는 폐회로 제어는 예를 들어 일 그룹의 반도체 검출기 요소(150a, 150b)의 전력 소비를 이용해서 이루어질 수 있다. 이 경우 전력 소비는, 컨디셔닝 방사선이 공급될 때에 직접 자장 전극의 전압 공급 장치를 통해서 측정될 수 있고, 전력 소비의 기본 수준을 지정하는 설정값을 나타낸다. 본 실시예에서 방사선 강도의 제어는, 기본 수준이 실질적으로 일정하도록 이루어진다. 다시 말하자면, 실시된 X-선 측정과 무관하게 전력 소비의 기본 수준에 도달한다. 이로써, 반도체 검출기 요소가 거의 일정하게 유지되도록 컨디셔닝 되었다는 내용이 추정될 수 있다.
전술된 "양자 계수" 검출기를 사용하는 경우에는, 전력 소비의 기본 수준이 계수율을 결정하기 위한 한계값 아래에 놓이도록 컨디셔닝 방사선의 제어가 이루어질 수 있다. 이로써, 검출 신호의 평가시에 컨디셔닝 제어의 특성 곡선을 특별히 그리고 가능한 산술 집중적으로 고려하는 상황이 피해질 수 있다.
이어서 도 2는, 도 1에 도시된 검출기 시스템(200)을 이용해서 실시될 수 있는, X-선 방사선을 검출하기 위한 추가의 일 방법을 보여준다. 특히 컨디셔닝 방사선 공급의 개회로 제어 및 폐회로 제어를 위한 설정값의 중요성이 일 실시예를 참조해서 설명되며, 특히 복수의 상이한 목표값에 대한 설정값의 변동이 설명된다.
개회로 제어 및/또는 폐회로 제어에 의해서는, 시간에 따라 가급적 일정한 조명 세기를 보장하려는 노력이 강구됨으로써, 결과적으로 예를 들어 방사선원의 감퇴(degeneration) 또는 고장과 같은 장기간에 걸쳐서 발생하는 문제점들이 인식되고 또한 보상될 수 있다.
도 2를 참조해서 설명된, X-선 방사선을 검출하기 위한 방법은 방법 단계들을 2개 그룹으로 세분한다. 제1 그룹은 설정값을 지정하기 위한 교정 단계(CAL)를 포함하며, 제2 그룹은 설정값을 토대로 하여 컨디셔닝 방사선의 개회로 제어 또는 폐회로 제어를 지시하고 그에 상응하게 검출기 시스템의 작동 단계(OPE)를 기술하는 단계들을 갖는다. 작동 단계(OPE)를 갖는 작동 중에는, 설정값이 특히 복수의 상이한 목표값에 도달하기 위하여 변동될 수 있다.
더 상세하게 말하자면, 제1 그룹의 교정 단계(CAL)는 이어서 제2 그룹에 따른 복수의 작동 단계(OPE)에서 작동 및 특히 컨디셔닝 방사선 공급의 개회로 제어 및 폐회로 제어를 가능케 한다.
제1 단계(Ic)에서는 우선, 반도체 검출기 요소에 특정의 컨디셔닝 방사선을 공급하기 위하여 방사선원이 스위칭 온 된다. 다시 말해, 이 단계(Ic)는 반도체 검출기 요소로 공급되는 컨디셔닝 방사선의 공급을 제어하는 제어값의 변경, 즉 0으로부터 사전 설정된 값으로의 변동을 기술한다. 도 1에서 기술된 IR-LED-광원은 예컨대 처음에는 (mA-값에 상응하는) 특정 전류 세기로 작동될 수 있다.
단계(Ⅱc)에서는, (예컨대 도 1을 참고로 하여 기술된 바와 같이, ASIC에 의해서) 반도체 검출기 요소에 공급된 컨디셔닝 방사선의 강도가 측정될 수 있으며, 특히 또한 예를 들어 반도체 검출기 요소의 전력 소비와 같은 (간접적인) 대응 변수를 통해서도 측정될 수 있다.
컨디셔닝 방사선을 시간에 따라 일정하게 유지하는 것이 문제가 되는 한, 단계(Ⅱc)에서 측정된 강도 값은 추가의 일 방법에서 설정값 또는 설정 측정값을 형성할 수 있다. 다시 말해, 이 단계(Ⅱc)는 컨디셔닝 방사선의 공급을 제어할 때에 토대가 되는 설정값을 결정하기 위해서 이용된다.
추가의 일 교정 단계(Ⅲc)에서는, 방사선원을 작동시키는 전류 세기(즉, mA-값, 다시 말해 컨디셔닝 방사선의 공급을 제어하는 제어 변수의 제어값)과 ASIC에 의해서 측정된 강도 값, 다시 말해 얼마나 많은 컨디셔닝 방사선이 실제로 반도체 검출기 요소에 공급되는지를 진술하는 일종의 IST-값 간의 상관 관계 또는 상관 관계 함수가 결정된다.
간단한 상관 관계에서는, 기술된 바와 같이, 이 상관 관계를 결정하기 위하여 개별 측정값 또는 IST-값을 이용하는 것으로 충분하다. 더 복잡한 상관 관계를 위해서는, 필요에 따라 단계(Ⅰc) 및/또는 단계(Ⅱc)가 다른 제어값 및 측정값을 위해 반복될 수 있는데, 다시 말하자면 제어값이 변동될 수 있다.
파선에 의해서 지시된 바와 같은 제4의 선택적인 교정 단계(Ⅳc)에서는, (상관 관계 테이블로서도 명명되는) 소위 룩-업-테이블이 생성될 수 있으며, 이 룩-업-테이블은 결정된 상관 관계를 토대로 하여 컨디셔닝 방사선의 측정값(본 경우에는 측정된 강도)에 특정의 제어값(본 경우에는 LED-광원을 구동시키기 위한 전류값)을 할당한다. 이와 같은 할당은 복수의 제어값을 위한 룩-업-테이블 내에서 이루어진다.
이로써, (직접 교정 중에 결정된 측정값 및/또는 마찬가지로 그 사이에 보간된 값일 수 있는) 룩-업-테이블 내부에 저장된 IST-값들은 추후의 작동 중에 또한 관련 (설정-)제어값을 결정하기 위하여 잠재적인 설정값 또는 목표값(다시 말해, 변동된 또는 변경된 설정값)으로서도 이용될 수 있다. 따라서, 룩-업-테이블은 또한 상관 관계를 결정할 때에 토대가 되는 제어값에 대한 설정값 또는 목표값(다시 말해, 변경된 설정값)의 복수의 할당도 포함한다.
이때, 단계(Ic 내지 Ⅳc), 다시 말해 교정 단계(CAL)는 도 1을 참조해서 언급된 제어 유닛에 의해서 개시(initiate) 될 수 있거나 제어 유닛을 이용해서 실시될 수 있다. 특히, 언급된 산술 또는 측정도 제어 유닛에 의해서 개시되거나 필요에 따라서는 실행될 수 있다. 하지만, 교정 단계(CAL)가 제어 유닛과 무관하게 실시되는 것도 생각할 수 있다.
상기와 같은 교정이 반복적으로 실행되면, 바람직하게 방사선원의 노화도 IST-값(또는 잠재적인 설정값)의 변동으로 인해 선행하는 측정들에 비해서 조기에 확인될 수 있다. 이로써, 컨디셔닝 방사선 공급의 제어되지 않은 변동이 방지된다. 이와 관련하여 추후에 경보가 출력될 수 있음으로써, 결과적으로 예를 들어 방사선원의 교체는, 방사선원의 고장이 화질의 악화 또는 심지어 단층 촬영 시스템 혹은 사용된 장치의 고장을 야기하기 전에 개시된다.
룩-업-테이블이 예를 들어 바람직하게 도 1을 참조해서 언급된 입력 인터페이스를 통해 제어 유닛으로 전송될 수 있음으로써, 결과적으로 제어 유닛의 제어 알고리즘은 이 룩-업-테이블을 토대로 하여 컨디셔닝 방사선의 공급을 제어할 목적으로 동작하게 된다. 특히 강조해야 할 것은, 룩-업-테이블에 의해서, 상관 관계의 동일한 점들을 위해서 상관 관계 함수를 여러 번 계산하는 상황이 피해질 수 있다는 것이다.
그러나 앞에서 이미 언급된 바와 같이, 단계(Ⅳc)는 단지 선택적으로만 실행될 수도 있다. 이 경우에는, 각각의 설정값 또는 목표값(즉, 원하는 IST-값)을 위해 관련 제어값을 추후에 결정할 때에 토대가 될 수 있는 상관 관계 또는 상관 관계 함수가 제어 유닛으로 전송될 수 있음으로써, 결과적으로 제어 유닛은 결정된 상관 관계 함수를 토대로 하여 컨디셔닝 방사선의 공급을 제어한다.
본 실시예에서, 컨디셔닝 방사선 공급의 제어는 작동 단계(OPE)에 의해서 이루어진다.
룩-업-테이블 또는 상관 관계 함수를 결정한 후에는, 반도체 검출기 요소의 특정 컨디셔닝을 보장해주는 목표값 또는 설정값이 효과적인 방사선 강도를 위해 사전에 결정되도록 검출기 시스템의 작동이 이루어질 수 있다. 이와 같은 과정은 제1 단계(IOPE)에서 이루어진다.
룩-업-테이블 또는 상관 관계 함수를 토대로 하여, (아래의 경우에는 상관 관계 함수와 함께 방법이 상응하게 실행되는 일 룩-업-테이블로부터 출발함) 추가의 일 단계(ⅡOPE)에서 컨디셔닝 방사선의 공급은, 목표값에 상응하는 상관 관계 방사선의 특정의 효과적인 강도에 도달하도록 제어될 수 있다.
이 목적을 위하여, 사전에 결정된 방사선 강도에 상응하는 mA-값이 상기 룩-업-테이블로부터 꺼내지고, 방사선원이 제3 단계(ⅢOPE)에서 상기 mA-값에 의해 구동됨으로써, 결과적으로 목표값에 상응하는 효과적인 조사 강도에 도달하게 된다.
목표값, 즉 본 실시예에서 컨디셔닝 방사선의 강도는 검출기 시스템의 작동 중에 언급된 바와 같이 일정할 수 있다.
시간에 따라 균일하고, 일정하며, 따라서 더 양호한 조사에 의해서는 특히 방사선 이미징의 품질이 개선될 수 있다. 이와 같은 개선 가능성은 예를 들어 반도체 검출기 요소의 컨디셔닝이 대체로 시간에 대하여 불변하고 따라서 공지되어 있다는 사실을 근거로 한다. 이로써, 방사선원의 감퇴가 보상될 수 있는데, 그 이유는 제어가 측정된 값을 토대로 하여 이루어지기 때문이다.
따라서, 예를 들어 극도로 높은 품질을 가질 필요가 없는, 상대적으로 저렴한 표준 방사선원을 사용하는 것이 가능한데, 그 이유는 상응하는 편차가 컨디셔닝 방사선의 개회로 제어 및 또한 폐회로 제어에 의해서도 보상될 수 있기 때문이다.
공지된 컨디셔닝의 장점은 컨디셔닝이 역동적으로 변경되는 경우에도, 다시 말하자면 컨디셔닝 방사선의 공급이 역동적으로 변경되는 경우에도 얻어질 수 있다. 컨디셔닝 방사선의 강도가 공지된 경우에는, 반도체 검출기 요소의 컨디셔닝도 공지되어 있거나 이 컨디셔닝이 결정될 수 있음으로써, 결과적으로 목표값, 다시 말해 각각의 경우에 목표가 되는 컨디셔닝 방사선의 강도는, 반도체 검출기 요소의 컨디셔닝을 통해 정보를 상실하지 않으면서 역동적으로 변경될 수 있다.
따라서, 본 발명의 장점들 중에 한 가지는 또한, X-선 이미징의 품질 및 특히 컴퓨터 단층 촬영 측정의 품질에 부정적인 영향을 미치지 않으면서, 검출기 시스템의 상이한 작동 요구 조건에 매칭하는 매칭성일 수 있다.
그렇기 때문에, 이 방법의 추가의 일 작동 단계(ⅣOPE)에 따라, 설정값이 변경될 때마다 단계(ⅠOPE 내지 ⅢOPE)가 반복될 수 있다. 단계(ⅠOPE)에서 컨디셔닝 방사선의 원하는 새로운 강도, 즉 새로운 목표값이 사전에 결정되자마자, 룩-업-테이블을 토대로 하여 상응하는 mA-값이 결정되고, LED-광원은 이 결정된 mA-값의 작동 전류에 의해서 작동된다(ⅡOPE, ⅢOPE).
또한, 이 방법은, 컨디셔닝 방사선 공급의 개회로 제어뿐만 아니라 폐회로 제어도 이루어질 정도까지도 확장될 수 있다.
본 실시예에서 이미 기술된 바와 같이, 컨디셔닝 방사선의 효과적인 강도는 단계(Ⅱc)에서 바람직하게는 ASIC에 의해 결정된다. 조사가 일시적으로 중지되는 경우, 다시 말해 X-선 방사선이 ASIC에 의해서 평가되지 않을 때마다, 조사의 공급이 또한 사전에 결정된 설정값에도 상응하는지의 여부가 검사될 수 있다. 이 목적을 위하여, 예를 들어 도 1을 참조해서 기술된 바와 같이, ASIC에 의해 컨디셔닝 방사선의 강도가 모니터링 측정값(또는 현재의 IST-값)으로서 측정될 수 있고, 설정값과 비교될 수 있다. 편차가 있는 경우에는, 설정값에 도달할 때까지 mA-값의 교정이 폐회로 제어될 수 있다. 상기 설정값에 대응하는 모니터링 값을 이용해서, 컨디셔닝 방사선 공급의 폐회로 제어가 실현될 수 있다. 또한, 모니터링 측정값을 토대로 하여서는, 추후에 예를 들어 광원의 노화가 확인될 수 있음으로써, 결과적으로 전술된 바와 같이 경고가 송출된다.
또한, 모니터링 측정값 또는 기술된 교정에 의해서는, 방사선원의 조도(illumination intensity)의 온도 의존성이 검출 및 교정될 수 있거나, 방사선원의 고장이 검출될 수 있고, 이용 가능한 추가 방사선원의 상응하게 더 높은 강도에 의해서 보상될 수 있다.
이때, 도 1은, 컨디셔닝 방사선을 개회로 제어 및 폐회로 제어하기 위해서 기술된 방법이 어떤 유형 및 방식으로 개선될 수 있는지에 대한 추가의 언급을 제공해준다.
도 1에 따른 검출기 시스템(200)의 실시예에는, 언급된 바와 같이, 모니터링 측정값(Ma, Mb, Mc)[특히 컨디셔닝 방사선(K)의 강도]을 결정할 수 있는 복수의 모니터링 유닛(160a, 160b, 160c)이 도시되어 있다. 이들 모니터링 측정값(Ma, Mb, Mc)이 각각 재차 입력 인터페이스(310a, 310b, 310c)로 전송될 수 있음으로써, 결과적으로 예를 들어 제어는 설정값(Ta, Tb, Tc)에 대한 모니터링 측정값(Ma, Mb, Mc)의 편차를 토대로 하여 이루어질 수 있다. 이때 예를 들어 광센서와 같은 외부 모니터링 유닛(160c)이 사용되면, 개회로 제어 또는 폐회로 제어는 또한 X-선 검출 측정 동안에도 이루어질 수 있다. 예를 들어 도 2를 참조해서 기술된 방법에서는 ASIC 대신에 광센서가 모니터링 유닛(160c)으로서 사용될 수 있다.
모니터링 측정값의 편차를 고려하는 이외에, 특히 복수의 입력 파라미터를 갖는 복잡한 개회로 제어 및 폐회로 제어 모델을 토대로 할 수 있는 또 다른 폐회로 제어 또는 개회로 제어 알고리즘도 고려될 수 있다.
본 실시예에서는, (예컨대 컨디셔닝 방사선으로서의 X-선 방사선을 위한) 광센서 또는 반도체 검출기 요소도 컨디셔닝 방사선의 강도 이외에 또한 컨디셔닝 방사선의 분광 분포도 검출할 수 있거나, 컨디셔닝 방사선의 에너지(파장)를 결정 또는 측정할 수 있다. 이들 측정값도 모니터링 측정값(Ma, Mb, Mc)으로서 제어 유닛(300)으로 전송될 수 있거나, 또는 설정값(Ta, Tb, Tc)으로서 이용될 수도 있다. 더 나아가, 컨디셔닝 방사선 공급의 개회로 제어 또는 폐회로 제어는 또한 방사선원의 스펙트럼에 대한 모니터링 유닛(160a, 160b, 160c) 및 특히 광센서의 매칭도 포함할 수 있다. 예컨대 이것은 광센서의 선택을 포함할 수 있는데, 다시 말해 실질적으로 적색의 광을 검출할 수 있는 광센서는 적색 방사선원의 방사선을 검출하도록 배치될 수 있다. 그리고 더 나아가, 상기 매칭은 또한 특히 기존의 또는 이용된 방사선원에 따라 예를 들어 ASIC와 다른 광센서 사이에서 이루어지는 선택일 수도 있다.
도 3은, 방사선원의 개회로 제어 또는 폐회로 제어가 어떻게 이루어질 수 있는지를 더 정확하게 보여준다. 도시된 실시예에서는, 컨디셔닝 방사선을 위한 방사선원으로서 이용되는 다양한 광원(210a', 210b', 210c', 210d')이 제어 유닛(300)에 연결되어 있다. 일 광원(210a')은, 가시 광선 범위에서 광을 방출하는 LED뿐만 아니라 UV 범위 또는 IR-범위에서 광을 방출하는 LED도 포함하는 LED 클러스터에 의해서 형성된다. 그렇기 때문에 LED의 사용은 특히 유용한데, 그 이유는 LED가 구성에 따라 특히 고장에 안전하고, LED의 치수로 인해 예를 들어 검출기 시스템 내부에 집적될 수 있기 때문이다. 더 나아가, 특히 LED는, 컨디셔닝 방사선을 공급하기 위하여 필요에 따라 작동될 수 있는 예비 방사선원으로서 이용될 수 있는 가능성도 제공해준다. 특히 이와 같은 이유 때문에, 광원이 복수인 경우에 개회로 제어 및 또한 폐회로 제어는, 컨디셔닝 방사선을 공급하기 위해서 사용되는 복수의 광원을 선택하는 것도 포함한다.
더 나아가, 추가의 일 광원(210b')은 본 경우에 할로겐 램프에 의해서 형성되는 제어 유닛(300)에 연결되어 있다. 반도체 검출기 요소까지 이르는 컨디셔닝 방사선의 광학 경로 내에서 상기 할로겐 램프 뒤에는 분광 필터 유닛(220)이 접속되어 있으며, 이 분광 필터 유닛의 분광 대역 폭은 제어 가능하다.
더 나아가, 반도체 검출기 요소까지 이르는 컨디셔닝 방사선의 광학 경로 내에서는 또한 감쇠기 장치(230)가 필터 장치(220) 뒤에 그리고 이로써 또한 광원(210b') 뒤에 배치되어 있다. 제어 가능한 감쇠기 장치(230)에 의해서는, 방사선원(210b')의 광이 반도체 검출기 요소에 공급되는 추가 방사선의 강도에 대하여 개회로 제어 또는/및 폐회로 제어될 수도 있다. 이로써, 필터 유닛(220), 감쇠기 유닛(230) 및 광원(210b')으로 이루어진 조합에 의해서 형성되는 방사선원은, 마찬가지로 도 3에서 지시된 바와 같이, 컨디셔닝 방사선의 분광 분포 및 컨디셔닝 방사선의 강도에 대하여 개회로 제어되거나 폐회로 제어될 수 있다. 컨디셔닝 방사선의 강도값(Ⅰ)의 분광 분포[즉, 파장(λ)에 걸친 분광 분포]를 기술하는 우측에 도시된 2개의 다이어그램에서는, 예를 들어 컨디셔닝 방사선이 방출되는 파장 범위 및 방출된 컨디셔닝 방사선의 강도가 어떻게 변경될 수 있는지를 확인할 수 있다.
추가의 광원(210c')은 마찬가지로 제어 유닛(300)에 연결된 형광 램프에 의해서 형성된다. 이 형광 램프는 가시 파장 범위 안에 있는 컨디셔닝 방사선뿐만 아니라 UV-파장 범위 안에 있는 컨디셔닝 방사선까지도 방출한다. 이로써, 형광 램프는, 컨디셔닝을 위해 특히 넓은 방사선 스펙트럼을 갖는 방사선원을 위한 한 가지 간단한 가능성을 형성하게 된다. 따라서, 예를 들어 앞에서 이미 언급된 필터 유닛(또는 마찬가지로 감쇠기 유닛)과의 조합에 의해, 특히 넓은 스펙트럼 범위 안에서 제어될 수 있는 방사선원이 구성될 수 있다.
또한, 레이저에 의해서 형성되는 광원(210d')도 제어 유닛(300)에 연결되어 있다. 레이저가 실질적으로 단색의 컨디셔닝 방사선을 방출함으로써, 결과적으로 특히 컨디셔닝은 레이저에 의해서 신뢰할만하게 설정될 수 있다.
이 경우에는, 복수의 레이저가 방사선원으로서 사용된다는 것이 배제되지 않았으며, 특히 또한 언급된 광원(210a', 210b', 210c', 210d')이 컨디셔닝 방사선을 공급하기 위해 다중으로 존재한다는 것도 배제되지 않았다.
도 4에는 또한, 컨디셔닝 방사선 공급의 개회로 제어 및/또는 폐회로 제어가 시간적인 관점에서 어떻게 이루어질 수 있는지도 지시되어 있다. 본 실시예에는, 컨디셔닝 방사선(K)의 강도(I) 및 이미징을 위해 이용되는 X-선 방사선(R)이 시간(t)에 걸쳐서 각각 도시되어 있다.
앞에서 이미 언급된 바와 같이, 본 발명에 의해서는 다른 무엇보다도 X-선 검출기 시스템이 특히 X-선 이미징의 상이한 요구 조건에 매칭될 수 있다.
이하에서 더 상세하게 기술될 조사 요구 조건에 따라, 컨디셔닝 방사선 공급을 시간에 따라 개회로 제어 또는 폐회로 제어하기 위하여, 시간에 따른 개회로 제어 또는 폐회로 제어의 복수의 변형 예 사이에서 전환 또는 선택이 이루어질 수 있다. 또한, 도 4에 도시된 시간에 따른 개회로 제어 또는 마찬가지로 폐회로 제어의 변형예들의 임의의 조합도 사용될 수 있다.
예를 들어, X-선원은 시간에 따른 개회로 제어 또는 마찬가지로 폐회로 제어의 일 변형 예 A에서, 시점(t1)으로부터 시점(t2)까지 지속되는 제1 시간 간격 안에 X-선 방사선(R)을 방출한다. 이 시간 간격 동안에는 컨디셔닝 방사선(K)도 마찬가지로 반도체 검출기 요소에 공급된다. 이와 같은 상황은 또한 시점(t3) 과 시점(t4) 사이에 놓인 시간 간격 안에도 해당된다. 하지만, 시점(t2) 과 시점(t3) 사이의 시간 간격 안에서는 방사선원이 X-선 방사선을 방출하지 않는다. 이로써, 검출기는 단지 X-선 방사선이 검출기에도 입사되는 경우에만 컨디셔닝 됨으로써, 결과적으로 X-선 측정 동안에는 반도체 검출기 요소의 공지된 컨디셔닝이 이루어진다. 이것은 특히 X-선 방사선을 방출하지 않는 방사선원의 시간에 따른 제어에 의해서 성취될 수 있다.
대안적으로는, 예를 들어 변형 예 B에서와 같이, 복수의 측정 시퀀스에 걸친 연속적인 조사가 컨디셔닝 방사선에 의해서 실행될 수 있다. 언급된 바와 같이 X-선 방사선이 스위칭 오프될 때에 컨디셔닝 방사선의 공급이 중지되는 변형 예 A와 달리, 변형 예 B에서 컨디셔닝 방사선의 공급은, 일시 중지 시간도 포함할 수 있는 복수의 실행될 X-선 측정 또는 측정 시퀀스 동안에 중단되지 않은 컨디셔닝 방사선이 공급되도록 시간에 따라 개회로 제어 또는 폐회로 제어될 수 있다. 이와 같은 상황은 본 실시예에서 예를 들어 시점(t1')에서 시점(t4')까지의 전체 시간 세그먼트에 해당된다. 이 경우에는 단지 시점(t1')과 시점(t2') 사이의 그리고 시점(t3')에서 시점(t4')까지의 시간 세그먼트 안에서만 각각 X-선 검출 측정이 실행된다. 따라서, 마지막에 언급된 시간 세그먼트는 컴퓨터 단층 촬영 사진을 생성하기 위한 복수의 측정 시퀀스이다.
더 나아가, 변형 예 B에서의 컨디셔닝 방사선의 공급은 또한 제1 측정 시퀀스 이전의 선행 시간(lead time)에, 예컨대 장치가 처음으로 가동되기 전 아침에 이루어질 수도 있다. 그렇기 때문에, 시점(v1')에서 시점(t1')까지 지속하는 시간 세그먼트 안에서는 이미 컨디셔닝 방사선이 반도체 검출기 요소에 공급되는 한편, 일 측정 시퀀스 내에서는 아직까지 X-선 측정이 실행되지 않는다. 제1 측정 시퀀스가 시간상으로 직접 선행 시간에 연결되며, 이 선행 시간은 규정된 컨디셔닝에 도달하기 위하여 예를 들어 10초일 수 있다.
선행 시간의 결정 혹은 개회로 제어 또는 폐회로 제어는, 선행 시간 또는 마찬가지로 측정 시퀀스 동안에 사용된 컨디셔닝 방사선의 스펙트럼 또는 강도의 개회로 제어 또는 폐회로 제어와 마찬가지로, 설정값 또는 마찬가지로 모니터링 측정값을 토대로 하여 이루어질 수 있다. 연속 조사는 특히 바람직하게 X-선 방사선을 방출하지 않는 전술된 방사선원에 의해서 실행된다.
또한, 변형 예 B는 컨디셔닝 방사선이 24시간, 다시 말해 거의 하루종일 공급되는, 도면에 도시되지 않은 경우도 포함한다. 이와 같은 연속 조사도 설정값을 토대로 함으로써, 결과적으로 반도체 검출기 요소의 규정된 컨디셔닝에 도달할 수 있게 된다.
또한, 추가의 일 변형 예 C에 따른 시간에 걸친 제어는, 컨디셔닝 방사선이 도 4에 도시된 바와 같이 X-선 방사선의 출발 순간에는 비활성화되도록 이루어질 수 있다. 시점(t1")과 시점(t2") 사이에 있는 시간 세그먼트에서는 컨디셔닝 방사선(K)이 공급되는 한편, 검출될 X-방사선(R)은 반도체 검출기 요소로 입사되지 않는다. 이와 같은 상황은 또한 시점(t3")과 시점(t4") 사이의 시간 세그먼트에도 해당된다. 하지만, 시점(t2" 또는 t4")에서는 X-방사선의 출발과 더불어 곧바로 컨디셔닝 방사선의 공급이 중지됨으로써, 결과적으로 시점(t2")과 시점(t3") 사이의 또는 시점(t4")과 시점(t5") 사이의 시간 세그먼트에서는 단지 X-선 방사선(R)만 검출되는 한편, 컨디셔닝 방사선(K)의 공급은 중지되거나 중단된다. 이와 같은 접근 방식에 의해서는, 반도체 검출기 요소가 항상 한 종류의 조사 및 바람직하게는 조사 또는 조명에 의해 시간에 걸쳐서 평균적으로 항상 동일한 효과를 경험하도록 보장될 수 있다.
여러 번 반복해서 언급된 바와 같이, X-선 검출기 시스템은 본 발명에 의해서 예를 들어 컴퓨터 단층 촬영의 X-선 검출의 상이한 요구 조건에 매칭될 수 있다.
도 5는, 다양한 이미징 요구 조건 또는 검출 조건에 대한 검출기 시스템의 매칭을 실현할 수 있는 제어 유닛(300)의 일 실시예를 보여준다.
앞에서 이미 기술된 바와 같이, 본 실시예에서는 입력 인터페이스(310)에 의해서 제어 유닛(300)에 전송되는 상대적으로 복잡한 상관 관계 함수가 생성될 수 있다.
본 발명에 따라, 컨디셔닝 방사선 공급의 개회로 제어 또는 폐회로 제어는, 예를 들어 동시에 고려될 수 있는 하나 또는 복수의 설정값(Ta, Tb)을 토대로 하여 이루어진다. 이(들) 설정값은 예컨대 언급된 설정값 저장 유닛(400)에 의해서 입력 인터페이스(310)로 전송될 수 있다.
또한, 모니터링 유닛(160)을 이용해서 측정되는 모니터링 값(Ma)은 개회로 제어 또는 폐회로 제어를 위해서 그리고 특히 상관 관계 함수를 형성하기 위해서 이용될 수 있다. 이 경우에는 모니터링 유닛(160)도 마찬가지로, 도 2를 참조해서 이미 기술된 바와 같이, 예를 들어 전술된 교정을 결정하기 위한 일 설정값(Tb)을 지정 또는 측정하기 위해서 사용될 수 있다.
그러나 더 나아가서는, 추가의 입력 파라미터(CP)도 (예컨대 온도 센서 등과 같은) 다른 측정 시스템(2)에 의해서 입력 인터페이스(310)로 전송될 수 있다. 예를 들어 이들 추가의 입력 파라미터는, 예컨대 반도체 검출기 요소의 전력 소비 또는 계수율과 같은 검출기 시스템 내부에서 이용할 수 있는 파라미터 값을 토대로 할 수 있다. 특히, 입력 파라미터(CP)는, 주변 환경 조건에서 또는 컴퓨터 단층 촬영 시스템 내부에서도 이용할 수 있는 측정 변수 또는 데이터를 토대로 하는 측정값 또는 도출된 변수들에 의해서 형성될 수 있다. 예를 들어, 온도계에 의해서는 주변 온도가 결정될 수 있고, 방사선량계에 의해서는 방출된 방사선, 특히 X-선 방사선이 결정될 수 있다. 그러나 검출기 시스템 또는 컴퓨터 단층 촬영 시스템 혹은 또한 방사선원의 총 작동 시간과 같은 추가의 작동 파라미터도, 컨디셔닝 방사선 공급의 복잡한 개회로 제어 및/또는 폐회로 제어에서 고려되는 입력 파라미터(CP)를 형성할 수 있다.
예를 들어 모니터링 유닛과 같은 측정 시스템 또는 검출 시스템과 관련되지 않은 다른 측정 시스템도 예를 들어 반도체 검출기 요소의 조사 강도의 능동적인 폐회로 제어를 지원할 수 있다. 이들 측정 시스템의 데이터는 설정값(Ta)을 사전에 결정할 수 있고, 입력 파라미터(CP)를 형성할 수 있지만, 또한 폐회로 제어 변수로서 모니터링 측정값(Ma)과 등가인 측정값을 제어 유닛으로 전송할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 폐회로 제어 또는 개회로 제어를 컴퓨터 단층 촬영 시스템을 이용한 계획된 측정에 매칭시키는 것도 가능하다. 예를 들어 선택된 X-선 강도, 이용된 X-선 스펙트럼 및 예상되는 감쇠 혹은 신호 강도를 토대로 하여 컨디셔닝 방사선의 공급이 개회로 제어되거나 폐회로 제어될 수도 있다. 특히, 설정값은 이들 변수를 토대로 하여 결정, 측정 또는 지정될 수 있으며, 특히 세기 또는 분광 변동의 개회로 제어 또는 폐회로 제어가 이들 변수를 토대로 하여 성취되었다.
또한, 과거에 이루어진 측정들의 히스토리를 폐회로 제어 또는 개회로 제어에 함께 포함시키는 것 그리고 이로써 특히 반도체 검출기 요소의 노화 효과 또는 히스테리시스 혹은 기억 효과 또는 추후에 기술될 기존의 표류 효과를 보상하는 것도 가능하다.
앞에서 이미 기술된 바와 같이, 컨디셔닝 방사선의 강도를 시간, X-선 방사선의 투입량, 측정된 검출 전류 또는 예컨대 전력 소비, 실행 시간, 온도 혹은 또한 습도와 같은 다른 변수의 함수로서 개회로 제어하거나 폐회로 제어할 수 있는 가능성이 존재한다.
예상되는 감쇠 또는 신호 강도는 예를 들어 특히 신속하게 실행되는 개관적인 이미지 획득, 소위 단층 사진으로부터 도출될 수 있다. 이와 같은 상황은 특히 도 6에 더 정확하게 도시되어 있다.
도 6은 X-선 방사선원(10)을 구비하는 CT-시스템(1)을 보여주며, 이 X-선 방사선원 맞은 편에는 컨디셔닝 방사선을 공급하기 위한 제어 유닛 및 방사선원을 구비하는 본 발명에 따른 검출기 시스템(200)이 배치되어 있다. X-선 방사선원(10)과 검출기 시스템(200) 사이에서 측정 공간(M) 내에는 피검체, 환자 또는 실험 대상자(O)가 있으며, 정상적인 CT-측정을 위해 X-선 방사선원(10)이 검출기 시스템(200)과 함께 상기 측정 공간 주변을 회전한다. 종종 회전각에 대해서 고정된 X-선원 및 검출기에 의해 실행되는 신속한 개관 스캔에서는, 가장 먼저 소위 단층 사진 데이터(P)가 생성되며, 이 단층 사진 데이터를 토대로 하여, 계획된 CT-검사를 위한 측정 프로그램이 바람직하게 선택될 수 있다. 이때, 단층 사진 데이터(P)는 도 6의 우측에 있는 다이어그램에 개략적으로만 나타나 있으며, 이 다이어그램은 실험 대상자(O)에 의해서 변환된 X-선 방사선(R)의 강도[I(z)]를 공간 방향(z)으로 보여준다.
본 실시예에서는 특히 X-선 방사선의 예상되는 감쇠값이 추정될 수 있다. 이 감쇠값을 토대로 하여, 계획된 CT-검사를 위해서 필요한 검출기 민감도가 추정 또는 계획될 수 있는데, 다시 말하자면 설정값으로서 사전에 결정될 수 있다. 감쇠 값이 더 낮은 약간 더 마른 체형의 환자 또는 실험 대상자(O)의 경우에는, 예를 들어 상대적으로 더 뚱뚱한 환자 또는 실험 대상자의 경우보다 더 높은 계수율이 요구됨으로써, 결과적으로 검출기 시스템 내에서의 제어는, 반도체 검출기 요소의 컨디셔닝이 요구되는 검출기 민감도와 등가인 최대 계수율에 대해서 이루어지도록 실행될 수 있다. 다시 말하자면, 계수율(및 이와 더불어 검출기 민감도)이 개회로 제어 및/또는 폐회로 제어의 설정값을 결정함으로써, 결과적으로 예를 들어 처음에는 도 2에 따른 교정 단계에서 방사선원의 mA-값과 최대 계수율 간의 상관 관계가 결정될 수 있다. 이 경우에 바람직하게 상대적으로 더 마른 체형의 사람(O)을 위해서는 높은 컨디셔닝 방사선 강도를 갖는 컨디셔닝 방사선의 공급이 의도되는데, 그 이유는 이러한 높은 컨디셔닝 방사선 강도가 통상적으로는 높은 검출기 민감도 또는 높은 최대 계수율과 연관되어 있기 때문이다.
따라서, 본 발명에 의해서는, 반도체 검출기 요소를 컨디셔닝 할 때에 단지 장기간에 걸친 효과를 방지하거나 보상하는 것만 가능하지 않다. 또한, 검출기 시스템에 대해서 제기되는 매우 상이한 요구 조건들에 대한 상대적으로 단기간의 매칭도 실현될 수 있다.
지시된 바와 같이, 단층 사진-측정은 측정 프로토콜의 선택을 위해서도 이용될 수 있다. 이때, 요구되는 검출기 민감도에 대한 정보는 또한 선택된 측정 프로토콜에서 고려될 수 있거나, 이 선택된 측정 프로토콜을 토대로 하여 또는 이미 측정 프로토콜의 선택을 토대로 하여 도출될 수도 있다. 따라서, 측정 프로그램을 토대로 하여서는 또한 최대 계수율을 설정값으로서 지정하는 것도 가능하며, 그 결과 컨디셔닝 방사선은 요구되는 계수율에 상응하게 개회로 제어되거나 폐회로 제어될 수도 있다. 이 경우에 개회로 제어 및/또는 폐회로 제어는 예를 들어 컨디셔닝 방사선의 강도 또는 마찬가지로 분광 분포에 대해서 이루어질 수 있다.
특히, 계수율 드리프트가 최소가 되도록 검출기를 컨디셔닝 하는 경우가 바람직하다.
도 7은 계수율 드리프트를 위한 일 예를 보여준다. X-선 투입량(R1)이 일정한 경우에는, 제1 시점(t1)에서 계수율[N(t1)]이 결정된다. 추후의 일 시점(t2)에서는, 입사된 X-선 투입량(R1)이 동일한 경우, 실제로 입사된 X-선 투입량(R1)보다 낮은 X-선 투입량(R2)에 상응하는 계수율[N(t2)]이 결정된다. 제3 시점(t3)에서는, 재차 X-선 투입량(R2)보다 낮은 그리고 실제로 입사된 X-선 투입량(R1)보다 낮은 제3의 X-선 투입량(R3)에 상응하는 제3 계수율[N(t3)]이 결정된다. 다시 말해, 본 계수율 드리프트의 실시예에서는, X-선 투입량(R1)이 동일한 경우에 계수율이 감소한다. 그와 반대로, 추후의 시점에 계수율이 더 큰 값으로 변경되는 것도 가능하다.
컨디셔닝 방사선의 공급에 의해서 계수율 드리프트가 최소로 되거나 계수율 드리프트가 보상되는 상황이 의도될 수 있다. 이 목적을 위해서는, 예컨대 특정 X-선 투입량을 위해 특정의 계수율을 지정하는 설정값이 사전에 결정될 수 있다. 이 사전에 결정된 설정값은 예를 들어 히스토리로부터, 다시 말해 지금까지 실시된 검출 측정으로부터, 검출기의 작동 시간으로부터 또는 검출기 작동 특성 곡선으로부터 예상되는 컨디셔닝을 토대로 하여 결정되거나 직접 측정될 수 있다.
계수율 드리프트를 보상하기 위하여, 예를 들어 컨디셔닝 방사선의 방사선 강도가 증가 되거나 필요에 따라 낮아짐으로써, 사전에 결정된 계수율을 토대로 하여 추후에 예를 들어 컨디셔닝 방사선 공급의 개회로 제어 및/또는 폐회로 제어가 이루어질 수 있다. 이 목적을 위하여, 예를 들어 방사선량계에 의해서 측정된 X-선 투입량은, 추후에 모니터링 측정값과 등가로 계수율 드리프트를 추정 및 검사할 수 있는, 제어 장치를 위한 입력 파라미터로서 이용될 수 있다.
도 8은 X-선 방사선의 에너지 선택 또는 에너지 특성 곡선을 토대로 하는 컨디셔닝 방사선 공급의 매칭 또는 개회로 제어 및/또는 폐회로 제어를 보여준다. 본 실시예에는, 입사된 X-선 방사선의 에너지(ε)가 시간(t)에 걸쳐서 도시되어 있다. 실시될 특정 CT-이미지 획득의 경우에는, 예를 들어 X-선 방사선 에너지의 시간에 따른 특성 곡선이 사전에 결정될 수 있다. 도시된 실시예에서, 처음에 제1 에너지(ε1)만큼 변동되는 평균값을 갖는 특정 스펙트럼 폭의 X-선 방사선은, 그러나 더 높은 평균값(ε2)만큼 변동되는 동일한 스펙트럼 폭의 X-선 에너지로 변동된다. 이와 같은 상황이 재차 X-선 검출기의 요구되는 민감도에서 그리고 특히 필수적인 계수율에서 고려될 수 있음으로써, 결과적으로 컨디셔닝 방사선 공급의 개회로 제어 및/또는 폐회로 제어는 X-선 방사선원의 에너지 특성 곡선을 토대로 하여 이루어질 수 있다. 예를 들어 상기 에너지 특성 곡선은 측정 프로토콜에 의해서 암시적으로(implicitly) 지정될 수 있고, 설정값은 추후에 최대로 요구되는 계수율에 의해서 주어질 수 있다.
다시 말해, 특히 도 6 내지 도 8에 의해서 기술된 가능성들과 관련해서는, 컨디셔닝 방사선 공급의 제어가, 선택된 X-선 강도, 이용된 X-선 스펙트럼(즉, X-선 방사선의 스펙트럼 대역폭) 및 예상되는 감쇠 또는 신호 강도로부터 산출될 수 있다. 또한, 특히 컴퓨터 단층 촬영 장치의 특정의 측정 프로토콜 또는 측정 시퀀스를 위한 복수의 목표값을 갖는 사전에 결정된 개회로 제어 시퀀스 또는 폐회로 제어 시퀀스가 예를 들어 설정값 저장 장치 내부에 저장되고, 상기 측정 프로토콜 또는 측정 시퀀스에 할당되는 것도 가능하다. 바람직하게, 이와 같은 과정은 관련 장치 내에서 가능한 각각의 X-선 검출 측정을 위해서 이루어진다.
이 부분에서 강조할 것은, 측정 프로토콜을 토대로 하여 반도체 검출기 요소의 현재의 조사 상태가 추정될 수 있고, 이 정보가 폐회로 제어에 함께 포함될 수 있다는 것이다. 다시 말해서, 예를 들어 개관적인 이미지 획득(단층 사진-측정)을 토대로 하여 설정된 측정 파라미터(즉, 측정 프로토콜) 및 경우에 따라서는 피검체에 대한 예비 지식이 추정 요인으로서 포함되면, 반도체 검출기 요소의 X-선 방사선 또는 작동 필요 요건에 의한 노출 수준(exposure level)이 사전에 추정될 수 있다. 이로써, 예를 들어 급격한 부하 변동(즉, 예컨대 검출기에 대하여 상대적으로 이루어진 피검체의 갑작스러운 위치 변경에 의해서 발생하는 변동)이 대폭 제거될 수 있고, X-선 방사선을 검출하기 위한 검출기 시스템의 특성에 미치는 상응하는 효과들이 상응하게 최소화될 수 있다. 이와 같은 상황은 시간에 따라 일정하고, X-선 투입량과 무관한 검출기 응답(또는 그와 연관된 검출 신호)을 야기할 수 있으며, 그 결과 예를 들어 컴퓨터 단층 촬영 측정의 화질이 개선될 수 있다.
앞에서 이미 설명된 바와 같이, 폐회로 제어 및 개회로 제어는 가변적인 설정값을 토대로 하여 이루어질 수 있는데, 다시 말해 일 특정 변수의 설정값들은 상이한 값을 갖는 시간적인 연속 안에서 (즉, 목표값 시퀀스로서) 사전에 결정될 수 있다.
도 9는 상응하는 일 실시예를 보여준다. 본 실시예에는, 컨디셔닝 방사선의 강도(I)가 시간(t)에 걸쳐서 도시되어 있다. 시점(t1)과 시점(t2) 사이의 측정 시간 간격 안에서는 제1 컨디셔닝 방사선 강도(K1)의 공급을 제어하는 제1 설정값이 지정되며, 그리고 시점(t2)과 시점(t3) 사이의 측정 시간 간격 안에서는 제2 컨디셔닝 방사선 강도(K2)의 공급을 제어하는 목표값이 지정된다. 이 부분에서 강조할 것은, 예를 들어 관련 측정 시간 간격 또는 관련 측정 시퀀스 내부에서는 다양한 설정값들 사이에서 변화가 이루어질 수 있다는 것이다.
마지막으로 더 언급할 것은, 앞에서 상세하게 기술된 X-선 검출기, X-선 검출기 시스템 및 컴퓨터 단층 촬영 시스템은 다만 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 당업자에 의해서 매우 다양한 방식으로 변경될 수 있는 실시예들에 불과하다는 것이다. 특별히 언급해야 할 것은, 전체 실시예들 또는 도면에 개시된 전체 개선예들의 특징이 임의의 조합으로 사용될 수 있다는 것이다. 또한, 부정 관사 "하나의" 또는 "일"의 사용은, 관련 특징들이 다중으로 존재할 수 있다는 가능성을 배제하지 않는다. 그와 마찬가지로, "유닛"이라는 용어도, 관련 부품들이 경우에 따라 또한 공간적으로도 분포될 수 있는 복수의 상호 작용하는 부분 부품들로 이루어질 수 있다는 가능성을 배제하지 않는다.

Claims (19)

  1. 직접 변환 반도체 검출기 요소(150a, 150b)를 구비하는 X-선 검출기(100)를 사용하여 X-선 방사선(R)을 검출하기 위한 방법으로서,
    전하 운반체를 긴 기간에 걸쳐서 결함 장소에 결합하기 위해, 방사선원(10, 210, 210a, 210b)을 이용해서 상기 반도체 검출기 요소(150a, 150b)에 추가의 방사선(K)을 공급하며,
    사전에 결정된 설정값(Ta, Tb, Tc)을 토대로 하여 상기 추가 방사선(K)의 공급을 개회로 제어 또는 폐회로 제어하며, 아직 X-선 측정이 이루어지지 않는 동안 추가의 방사선(K)을 적어도 하나의 시간 세그먼트 안에서 제1 측정 시퀀스 이전의 선행 시간에 공급하는, X-선 방사선을 검출하기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서, 방사선원(210, 210a, 210b)은 UV-광원, IR-광원, 가시광을 위한 광원을 포함하는, X-선 방사선을 검출하기 위한 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 방사선원(10)은 X-선 방사선원(10)을 포함하는, X-선 방사선을 검출하기 위한 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 추가 방사선(K)의 공급은 시간, 방사선 밀도 및 에너지 중 하나 이상에 관해서 개회로 제어 또는 폐회로 제어하는, X-선 방사선을 검출하기 위한 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 설정값(Ta, Tb, Tc)에 대응하는 모니터링 측정값(Ma, Mb, Mc)이 검출되는, X-선 방사선을 검출하기 위한 방법.
  6. 제5항에 있어서, 모니터링 측정값(Ma, Mb, Mc)을 검출하기 위한 모니터링 유닛(160, 160a, 160b, 160c)이
    - 광센서,
    - X-선 센서,
    - X-선 검출기의 반도체 검출기 요소(150a, 150b),
    - X-선 검출기의 평가 전자 장치,
    - 방사선량계,
    - 온도계,
    - 럭스계의 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 부품을 포함하는, X-선 방사선을 검출하기 위한 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 검출될 X-선 방사선(R)에 의해서 조사되는 피검체(O)의 특성을 토대로 하여 추가 방사선(K)의 공급은 개회로 제어 또는 폐회로 제어되는, X-선 방사선을 검출하기 위한 방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, X-선 방사선원(10)에 의한 X-선 방사선(R)의 송출 특성 곡선 및 피검체(O)에 의한 X-선 방사선원(10)의 X-선 방사선(R)의 감쇠 중 하나 이상을 토대로 하여 추가 방사선(K)의 공급은 개회로 제어 또는 폐회로 제어되는, X-선 방사선을 검출하기 위한 방법.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 계수율 드리프트를 토대로 하여 추가 방사선(K)의 공급은 개회로 제어 또는 폐회로 제어되는, X-선 방사선을 검출하기 위한 방법.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 추가 방사선(K)의 공급은
    - 조사 시간,
    - 투입량,
    - 검출 신호의 값 또는 특성 곡선,
    - 검출기의 총 작동 시간,
    - 온도,
    - 습도,
    - 일 반도체 검출기 요소(150a, 150b)의 전력 소비,
    - 일 그룹의 반도체 검출기 요소(150a, 150b)의 전력 소비와 같은 변수들 중에서 하나 이상의 변수를 토대로 하는, X-선 방사선을 검출하기 위한 방법.
  11. 제1항에 있어서, X-선 방사선원이 X-선 방사선(R)을 방출하지 않는 시간 프레임 내에서 추가의 방사선(K)은 공급되는, X-선 방사선을 검출하기 위한 방법.
  12. 제1항에 있어서, X-선 검출기(100)의 총 작동 시간 동안에 추가의 방사선(K)은 공급되는, X-선 방사선을 검출하기 위한 방법.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서, 강도와, 분광 분포와, 반도체 검출기 요소(150a, 150b) 또는 일 그룹의 반도체 검출기 요소(150a, 150b)의 전력 소비 중 하나 이상이 실질적으로 일정하도록, 추가 방사선(K)의 공급은 개회로 제어 또는 폐회로 제어되는, X-선 방사선을 검출하기 위한 방법.
  14. X-선 검출기 시스템(200)으로서,
    - 직접 변환 반도체 검출기 요소(150a, 150b)를 구비하는, X-선원(10)의 방사선을 검출하기 위한 X-선 검출기(100)이며, 이때 추가의 방사선(K)을 통해 발생된 전하 운반체는 긴 기간에 걸쳐서 결함 장소에 결합되는, X-선 검출기(100)와,
    - 방사선원(10)을 구동시키기 위하여, 반도체 검출기 요소(150a, 150b) 및 제어 인터페이스 중 하나 이상에 추가의 방사선(K)을 공급하기 위한 방사선원(210, 210a, 210b)과,
    - 사전에 결정된 설정값(Ta, Tb, Tc)을 토대로 하여 추가 방사선의 공급을 개회로 제어 또는 폐회로 제어하는 제어 유닛(300)을 구비하는, X-선 검출기 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 설정값(Ta, Tb, Tc)에 대응하는 모니터링 측정값(Ma, Mb, Mc)을 검출하기 위한 모니터링 유닛(160, 160a, 160b, 160c)을 구비하는, X-선 검출기 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 모니터링 유닛(160, 160a, 160b, 160c)은 X-선원(10)의 1차 빔 경로 밖에서 반도체 검출기 요소(150a, 150b) 쪽에 배치된, X-선 검출기 시스템.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서, 모니터링 유닛(160, 160a, 160b, 160c)은 X-선원(10)의 방사선에 대한 차폐 수단을 구비하는, X-선 검출기 시스템.
  18. 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 X-선 검출기 시스템을 위한 X-선 검출기(100)로서, 모니터링 유닛(160a, 160b)은 X-선 검출기(100) 내부에 집적된, X-선 검출기.
  19. 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 X-선 검출기 시스템(200)을 구비하는 컴퓨터 단층 촬영 시스템(1).
KR1020157005307A 2012-07-31 2013-07-09 Ｘ-선 방사선의 검출 및 ｘ-선 검출기 시스템 KR101731195B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012213494.8 2012-07-31
DE102012213494.8A DE102012213494A1 (de) 2012-07-31 2012-07-31 Detektion von Röntgenstrahlung und Röntgendetektorsystem
PCT/EP2013/064495 WO2014019818A1 (de) 2012-07-31 2013-07-09 Detektion von röntgenstrahlung und röntgendetektorsystem

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150032754A KR20150032754A (ko) 2015-03-27
KR101731195B1 true KR101731195B1 (ko) 2017-05-11

Family

ID=48803522

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020157005307A KR101731195B1 (ko) 2012-07-31 2013-07-09 Ｘ-선 방사선의 검출 및 ｘ-선 검출기 시스템

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9829586B2 (ko)
EP (1) EP2864814B1 (ko)
KR (1) KR101731195B1 (ko)
CN (1) CN104641256B (ko)
DE (1) DE102012213494A1 (ko)
WO (1) WO2014019818A1 (ko)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014204042A1 (de) * 2014-03-05 2015-09-10 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Ansteuerung eines Röntgendetektors und zugehörige Steuereinheit
DE102014217904B4 (de) * 2014-09-08 2016-03-31 Siemens Aktiengesellschaft Röntgenstrahlungsdetektor
US10117628B2 (en) * 2014-10-01 2018-11-06 Toshiba Medical Systems Corporation Photon counting apparatus
DE102015202999B4 (de) * 2015-02-19 2019-12-05 Siemens Healthcare Gmbh Automatisierte Justierung von Signalanalyseparametern für Röntgendetektoren
SG11201707508PA (en) 2015-04-07 2017-10-30 Shenzhen Xpectvision Tech Co Ltd Semiconductor x-ray detector
CN105117719B (zh) * 2015-09-25 2021-02-19 联想(北京)有限公司 一种信息处理方法以及电子设备
CN105204056B (zh) * 2015-09-29 2017-11-21 广州瑞多思医疗科技有限公司 放射治疗中在线剂量监测和验证的方法
DE102016203665B4 (de) * 2016-03-07 2020-07-09 Siemens Healthcare Gmbh Bestimmung eines elektrischen Gleichstromanteils im Konverterelement
CN107192723B (zh) * 2016-03-14 2019-12-06 三菱电机株式会社 使用x射线的被检查对象物的判定装置以及判定方法
US10379233B2 (en) * 2017-04-11 2019-08-13 Prismatic Sensors Ab Thermal management of photon-counting detectors
DE102016217993B4 (de) * 2016-09-20 2023-06-01 Siemens Healthcare Gmbh Vorrichtung zur ortsaufgelösten Messung von Photonen, Röntgendetektor und Computertomograph
CN110352038B (zh) * 2017-02-28 2023-05-09 富士胶片株式会社 放射线检测系统、放射线输出装置以及放射线检测装置
US10857387B2 (en) * 2017-03-01 2020-12-08 Accuray Incorporated Beam profile measurement system
JP6836522B2 (ja) * 2018-01-26 2021-03-03 株式会社日立ハイテク 自動分析装置、及び自動分析装置の制御方法
CN110333230A (zh) * 2019-05-06 2019-10-15 丹东市阳光仪器有限公司 无损探测爬行器管道内曝光时长调时方法
CN110353714B (zh) * 2019-07-19 2023-02-03 上海联影医疗科技股份有限公司 Ct设备异常检测方法、装置、设备及存储介质
CN111551981B (zh) * 2020-04-29 2022-09-23 上海联影医疗科技股份有限公司 Pet系统灵敏度测量装置、方法、计算机设备和存储介质
RU201111U1 (ru) * 2020-08-10 2020-11-27 Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение "Национальный Медицинский Исследовательский Центр Эндокринологии" Министерства Здравоохранения Российской Федерации (Фгбу "Нмиц Эндокринологии" Минздрава России) Медицинский индивидуальный дозиметр
CN111913209B (zh) * 2020-08-13 2023-03-07 中国原子能科学研究院 射线束能量测量系统及测量射线束能量的方法
DE102021206501B3 (de) * 2021-06-23 2022-12-01 Siemens Healthcare Gmbh Verfahren zum Betrieb eines direkt wandelnden Röntgendetektors, Röntgendetektor und bildgebende Röntgeneinrichtung
CN114724735B (zh) * 2022-06-09 2022-08-16 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 一种icf中x射线图像信息准在线读取系统和读取方法
DE102022206622B4 (de) * 2022-06-29 2023-08-31 Siemens Healthcare Gmbh Vorrichtung zur Aufnahme einer Strahlengangskomponente für eine Röntgenstrahlung und Verfahren zum Bereitstellen einer Positionsinformation

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008523872A (ja) 2004-12-17 2008-07-10 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 連続的な検出器補正に対するパルスｘ線
KR101042046B1 (ko) 2010-05-31 2011-06-16 주식회사 디알텍 디지털 엑스선 검출장치 및 초기화 방법

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69731061T2 (de) * 1996-07-08 2005-10-06 Koninklijke Philips Electronics N.V. Röntgenstrahluntersuchungsvorrichtung mit halbleiterröntgendetektor
JP3684010B2 (ja) * 1996-12-26 2005-08-17 キヤノン株式会社 放射線検出装置
JP4211435B2 (ja) * 2002-08-30 2009-01-21 株式会社島津製作所 放射線検出器
DE10247985A1 (de) * 2002-10-15 2004-04-29 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Verfahren zur Selbstüberwachung eines Röntgendetektors
US7426259B2 (en) * 2004-08-31 2008-09-16 Xerox Corporation Imaging system and method that removes an electrical charge from a sensor
DE102005037898B3 (de) * 2005-08-10 2007-04-12 Siemens Ag Festkörperdetektor bzw. Verfahren zur Rücksetzung von Restladungen durch Beleuchtung bei einem Festkörperdetektor
DE102005037902A1 (de) 2005-08-10 2007-02-15 Siemens Ag Detektormodul, Detektor und Computertomographiegerät
US7787590B2 (en) * 2005-11-14 2010-08-31 Shimadzu Corporation Radiographic apparatus and radiation detection signal processing method
JP4862767B2 (ja) * 2007-07-04 2012-01-25 株式会社島津製作所 Ｘ線診断装置
DE102010015422B4 (de) 2010-04-19 2013-04-18 Siemens Aktiengesellschaft Röntgendetektor mit einer direkt konvertierenden Halbleiterschicht und Kalibrierverfahren für einen solchen Röntgendetektor

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008523872A (ja) 2004-12-17 2008-07-10 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 連続的な検出器補正に対するパルスｘ線
KR101042046B1 (ko) 2010-05-31 2011-06-16 주식회사 디알텍 디지털 엑스선 검출장치 및 초기화 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150032754A (ko) 2015-03-27
EP2864814A1 (de) 2015-04-29
EP2864814B1 (de) 2021-04-21
CN104641256A (zh) 2015-05-20
US9829586B2 (en) 2017-11-28
US20150212215A1 (en) 2015-07-30
WO2014019818A1 (de) 2014-02-06
CN104641256B (zh) 2017-12-15
DE102012213494A1 (de) 2014-02-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101731195B1 (ko) Ｘ-선 방사선의 검출 및 ｘ-선 검출기 시스템
JP6277331B1 (ja) Ｘ線検出器、イメージング装置及び較正方法
EP1828810B1 (en) Pulsed x-ray for continuous detector correction
US9753156B2 (en) Detector
US7312458B2 (en) Method and apparatus for reducing polarization within an imaging device
CN108139494B (zh) 用于直接转换x射线检测器的极化校正
CN107809953B (zh) 具有降低的积聚的x射线设备
US10064585B2 (en) Photon detecting element, photon detecting device, and radiation analyzing device
US10257497B2 (en) Depth sensor, three-dimensional camera, and method of controlling noise of macro pixel
US9678222B2 (en) Reducing trap effects in a scintillator by application of secondary radiation
EP3077851B1 (en) Imaging detector self-diagnostic circuitry
CN107167648B (zh) 确定转换器元件中的直流电流分量
US9646731B2 (en) X-ray radiation detector, CT system and related method
CN104345330A (zh) 直接转换的x 射线探测器
JP6750956B2 (ja) Ｘ線コンピュータ断層撮影装置およびｘ線コンピュータ断層撮影方法
CN109716164B (zh) 适用于脉冲辐射源的具有闪烁体的辐射检测器
LT4670B (en) The converter of x-ray radiation to optical signal

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant