[发明专利]X射线探测器模块及其运行方法、以及医学成像设备

说明书

本公开的各实施例涉及X射线探测器模块及其运行方法、以及医学成像设备。X射线探测器模块包括：至少多个评估单元，其中多个评估单元与至少一个转换器单元耦连，并且多个评估单元的每个评估单元具有大量像素电子元件，以用于逐像素地处理转换器单元的电信号，其中基于多个评估单元中的每个评估单元的大量像素电子元件的经处理的电信号能够提供测量数据集；以及一定数目的转发单元，其中一定数目的转发单元中的一个转发单元具有至少一个第一数据输入端和至少一个第二数据输入端，并且一定数目的转发单元中的每个转发单元被设计用于将通过第一数据输入端和第二数据输入端接收的测量数据集通过公共数据输出端转发到所耦连的接收单元。

技术领域

本发明涉及包括多个评估单元和一定数目的转发单元的X射线探测器模块、用于在这种X射线探测器模块中使用的评估单元、包括X射线探测器模块的医学成像设备、以及用于运行X射线探测器模块的方法。

背景技术

在X射线成像中，例如在计算机断层扫描、血管造影或射线照相中，可以使用计数型直接转换X射线探测器或积分型间接转换X射线探测器。

X射线或光子可以在直接转换X射线探测器中通过合适的转换器材料转换为电脉冲。例如，CdTe、CZT、CdZnTeSe、CdTeSe、CdMnTe、InP、TlBr2、HgI2、GaAs等可以用作转换器材料。电脉冲由评估单元、例如集成电路(专用集成电路，ASIC)评估。在计数型X射线探测器中，通过对由在转换器材料中吸收X射线光子而触发的电脉冲进行计数来测量入射X射线。电脉冲的高度通常与所吸收的X射线光子的能量成正比。由此，可以通过将电脉冲的高度与阈值进行比较来提取光谱信息。

X射线或光子可以在间接转换X射线探测器中通过合适的转换器材料被转换为光，并且借助于光电二极管被转换为电脉冲。作为转换器材料通常使用闪烁体，例如GOS(Gd2O2S)、CsJ、YGO或LuTAG。闪烁体特别是用于能量范围高达1MeV的医学X射线成像。通常使用如下的所谓的间接转换X射线探测器、所谓的闪烁体探测器，其中X射线或伽马射线向电信号的转换分两个阶段进行。在第一阶段，X射线量子或伽马量子在闪烁体元件中被吸收并且被转换为光学可见光，这种效应称为发光(Lumineszenz)。然后，通过发光所激发的光在第二阶段通过与闪烁体元件光学耦合的第一光电二极管转换为电信号，并且通过评估单元被进一步处理和读取。

在用于计算机断层扫描系统的探测器装置中，数据通常由大量评估单元读取和处理。在此，多个评估单元、特别是ASIC也可以组合成结构单元，这些评估单元例如被布置在共同的载体材料上或者与包括转换器材料的共同的转换器单元耦连。

配置和数据读取需要连接到评估单元中的每个评估单元的数据线路。对于大量的评估单元，这会导致巨大的布线工作量以及相应的成本和空间消耗。这还包括需要为电子器件上的足够多的接触部或插头连接件提供空间。这又会导致需要更大尺寸的器件、插头或壳体，从而同样导致更高的成本和空间消耗。此外，如果可以用于散热的面积减少，则在电子器件和载体材料上的、无法以其他方式使用的大量空间消耗还会阻碍元件的有效冷却。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种X射线探测器模块、一种用于在这种X射线探测器模块中使用的评估单元、一种医学成像设备、以及一种用于运行X射线探测器模块的方法，其使得能够减少布线工作量。

该目的通过独立权利要求的特征实现。在从属权利要求和以下说明中阐述了本发明的有利的和部分本身具有创造性的其他实施方式和改进方案。

本发明涉及一种包括至少多个评估单元和一定数目的转发单元的X射线探测器模块。多个评估单元与至少一个转换器单元耦连，该至少一个转换器单元被设计用于将入射的X射线转换为电信号。多个评估单元中的每个评估单元都具有大量像素电子元件，以用于逐像素地处理转换器单元的电信号，其中基于多个评估单元中的每个评估单元的大量像素电子元件的经处理的电信号能够提供测量数据集。