[发明专利]直接转换的X 射线探测器

说明书

技术领域

本发明涉及一种直接转换的X射线探测器。

背景技术

为了探测伽马辐射和X射线辐射，例如在CT、双能量CT、SPECT和PET系统中，主要使用了基于半导体直接转换材料(例如CdTe、CdZnTe、CdZnTeSe、CdTeSe、CdMnTe、InP、TIBr₂、HgI₂)的直接转换的X射线探测器。然而，在这些材料中，特别是在对于CT设备所需的高的辐射通量密度下会出现极化的效果。

极化表示在高光子通量或辐射通量下探测到的计数率的下降。通过电荷载体(主要是电子空穴或空穴)的非常低的移动性和通过在半导体中的固有杂质的浓度造成了极化。也就是通过由于与杂质相连的、位置固定的电荷引起的电场降低产生了极化，所述电荷作为对于通过X射线辐射产生的电荷载体的捕获中心和复合中心起作用。由此导致电荷载体寿命和电荷载体运动性的降低，这又导致在高的辐射通量密度下探测到的计数率的下降。

半导体直接转换器材料的极化在测量过程期间发生变化。电场的变化又导致测量到的脉冲高度的变化，由此也作用于探测器的计数率，也称为漂移。因此，通过极化限制了直接转换器的最大可探测的辐射通量。特别是在对于CT设备需要的高的辐射通量密度的情况下，极化的效果越强。

一种解决方案在于，半导体直接转换器材料的极化通过以附加的X射线辐射照射探测器来大部分地预先去除，方法是直接在测量过程前执行该附加的照射。然而，该方法不适合患者运行，因为患者将要遭受附加的剂量。通过在测量过程前的附加的X射线辐射设定了探测器的预先加载的状态，即有意识地使半导体直接转换器材料极化，从而既可以执行校准测量又可以执行实际的测量过程。

在另一种解决方案中，例如利用可见光辐射、红外线辐射或紫外线辐射直接或间接照射半导体直接转换器材料。该照射与利用X射线的照射所导致的探测器的调整(Konditionierung)相似，其中，红外线辐射易于操作并且对患者无伤害。

例如可以通过平面的阴极直接照射直接转换器。因为通过散射光栅限制了到直接转换器上的直接辐射路径，并且对于均匀的照射，在散射光栅下侧与半导体上侧之间仅存在细长的间隙，所以也可以设置间接的照射，如在后来公开的具有申请号为DE 10 2012 213 409.3的专利申请中描述的那样。为此，例如在散射光栅/准直器处布置了反射层，其均匀地将附加的辐射反射到直接转换器上，并且被例如在直接转换器侧面布置的辐射源照射。通过为照明所需的相对高的电流，辐射源会强烈升温，这由于直接邻近于直接转换器或X射线探测器的其它电子部件而导致它们的升温，并且由此导致它们敏感度的不希望的变化。此外，辐射源的升温还导致发射的光功率改变。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种直接转换的X射线探测器，其中，可以均匀照射为探测而使用的直接转换器以便降低关于较长时间段的极化和漂移。

根据本发明，为探测X射线辐射设置了直接转换的X射线探测器或X射线探测器模块，具有：为探测X射线辐射而使用的直接转换器；至少一个至少部分地在X射线辐射的辐射方向上在直接转换器前布置的准直器；和至少一个辐射源，其布置在直接转换器的侧面并且以附加的辐射间接照射直接转换器，其中，所述至少一个准直器在面向直接转换器的侧面具有至少一个反射层，在该反射层处将附加的辐射反射到直接转换器上，并且具有冷却装置，通过它能够冷却所述至少一个辐射源。通过冷却所述至少一个辐射源，能够以简单的方式使该辐射源对于更长时间并在变化的照射条件下维持在恒定的温度。由此也使至少一个辐射源的光功率保持恒定，这又避免使X射线探测器经历变化的热输入，通过所述变化的热输入可能影响敏感度并引起图像伪影的产生。因此，冷却确保了恒定地降低了X射线探测器的极化效应和计数率漂移，并且得到借助X射线探测器记录的X射线图像的更高的图像质量。

特别是在直接转换器与至少一个准直器之间存在用于附加的辐射的间隙。通过间接照射和在反射层处对辐射的反射，可以均匀地并大面积地照射直接转换器。侧面地布置有辐射源应当理解为，它布置在间隙外部并且在X射线辐射通常的辐射路径外部，主要在直接转换器附近或者在间隙附近。

适合作为反射材料的例如是具有高反射率并对于X射线照射不灵敏的反射漆。另外，适合的材料如：以金属薄膜或镀金属的平面形式的金属，特别是轻金属；塑料，特别是涂层的塑料；化合物，如金属合金；或者半导体。

为了确保特别均匀的照射，在直接转换器的两个侧面布置了两个辐射源。