X射线装置和用于x射线装置的x射线检测器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种X射线装置。此外，本发明还涉及一种用于X射线装置的X射线检测器。
【背景技术】
[0002]常规的X射线装置通常具有X射线源以及X射线检测器。为了 X射线图像拍摄，将测量对象定位在X射线源和X射线检测器之间。在用于医疗应用的X射线装置中，测量对象通常是患者。然后，从X射线源向测量对象投射X射线。X射线穿过测量对象且在此(根据测量对象的密度)被不同地削弱。通过X射线检测器检测(通过对象透射且因此被削弱的)χ射线的强度。
[0003]间接转换X射线检测器和直接转换X射线检测器不同。为检测发射的X射线，间接转换X射线检测器具有对于X射线辐射敏感的闪烁器层形式的传感器层，该传感器层将到达的X射线辐射转换为可见光。然后可见光通过光电二极管转变为电信号。在直接转换X射线检测器的情况中，传感器层由半导体材料(例如，碲化镉)形成，其中入射的X射线辐射直接转换为电信号。
[0004]在简单且廉价地制造大面积的X射线检测器的背景下，全部检测器面经常由更小的单独制造的单元组成，该单元在下文中称为检测器元件。每个检测器元件在此通常包括多个检测器像素。即每个检测器元件可位置选择地且平行地检测多个信号，随后由所有信号(所有检测器元件的信号)组成的栅格图像则分别代表了此栅格图像的图像点。检测器元件自身又通常成行或成列布置。在检测器元件上此外设有另外的电子部件，该电子部件直接对应配设给检测器层且设置为用于读取从检测器层所发出的信号一一例如光电二极管、电容器、选择的模拟数字转换器等。由检测器元件所检测到的信号或每个信号通常通过布置在后方的电子控制单元读取，进一步处理(尤其是数字处理)且提供用于传递给布置在后方的图像计算单元。
[0005]检测器元件通常以比较低的电压(经常小于5V)控制。此电压通常由对于所有检测器元件共同的(中央)供电单元产生且分配到检测器元件。当然由于检测器面经常比较大的尺寸和因此所决定的长的电传输行程，典型地沿电导线出现比较高的功率损失。对于X射线装置是计算机断层成像装置(管的结构形式，也成为机架结构形式)的情况，单独的检测器元件例如在大致I米的长度上分布地布置。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是实现用于X射线检测器的能量有效的电压分布。
[0007]此技术问题通过一种X射线装置解决，该X射线装置包括X射线检测器(简称为检测器)，该检测器具有多个检测器元件。此外，X射线装置包括用于提供基本电压的供电单元。供电单元在此优选地设置为用于以基本电压对检测器进行中央供电。因此对于检测器内的所有耗电器提供唯一的中央供电单元。根据本发明，由中央供电单元提供的基本电压具有比检测器元件所需的检测器工作电压更大的值。此外，检测器元件分为至少两个分别在空间上关联的检测器元件的子组。检测器现在具有两个电压变换器(尤其是电压转换器)，其中每个电压变换器分别与两个子组(功能上以及空间上)关联。电压变换器在此设置且提供为将基本电压变换为(更低的)检测器工作电压。优选地，电压变换器此外设置为稳定检测器工作电压，即保持尽可能恒定的电压值。
[0008]在此且在下文中将前述检测器的单元称为检测器元件。检测器元件因此具有对于X射线辐射敏感的传感器层以将X射线辐射直接地变换为电信号(在直接变换检测器的情况中)或将X射线辐射变换为可见光(在间接变换检测器的情况中)。在后者情况中，用于将可见光变换为电信号的传感器层后置有光电二极管。在两个情况中，检测器元件进一步优选地也具有电容以用于中间存储电信号。适宜地，检测器元件具有多个检测器像素(且因此尤其是也具有多个光电二极管和/或电容器)。
[0009]电压变换器与所属的检测器元件的子组的“空间关系”在此理解为电压变换器以距各自的子组的检测器元件的比中央供电单元(尤其是明显的)更小的距离布置。优选地，电压变换器以距各自的子组的检测器元件最小的距离布置。在供电单元和电压变换器之间的电导线(在下文中称为供电导线)的长度在此优选地明显地大于电压变换器和检测器元件之间的电导线(在下文中称为接入导线)的长度。
[0010]通过电压变换器与各自的子组的空间关系，适宜地缩短了低检测器工作电压的(相对高损失)的传输行程。而通过供电单元和电压变换器之间的比较长的供电导线，以(与检测器工作电压相比)高的基本电压相对低损失地传输电功率。
[0011]在优选的构造中，中央供电单元提供例如12V的基本电压。而检测器工作电压尤其具有小于或等于5V的值，例如0.9至3.5V的值。
[0012]在优选的构造中，检测器对于每个检测器元件的子组分别具有称为检测器控制单元的电组件。每个检测器控制单元在此特定地对应配设给各自的子组的检测器元件。检测器控制单元尤其设置为控制此检测器元件且读取检测器元件的各自的信号。检测器控制单元在此还适宜地在空间上比供电单元更靠近其各自的子组的检测器元件布置。在每个此检测器控制单元上尤其分别设有电压变换器(尤其是电压转换器)。优选地，检测器控制单元在短信号和电压传输行程的意义上布置为具有距检测器元件尽可能小的距离。此距离取决于对应配设的检测器元件的数量例如在20cm至30cm之间。检测器控制单元此外尤其设置和提供为处理由各自的检测器元件输出的信号(优选地对其进行数字处理)，且将所述信号提供到图像处理单元以用于进一步分析。
[0013]在适宜的构造中，检测器具有四个检测器控制单元(带有各自的电压变换器)。相应地，检测器元件分为四个子组且汇合在各自的检测器控制单元上。
[0014]检测器的所有的单独部分尤其是检测器控制单元可适宜地被单独地更换。
[0015]在适宜的构造中，电压变换器构造为开关调节器或包括至少一个开关调节器。
[0016]为了以相对低的花费保证低噪声的检测器工作电压，在适宜的构造中，每个电压变换器具有前置调节器以将基本电压变换到中间电压(例如从4至10V)，且具有至少一个后置调节器以将中间电压变换为(尤其是低于中间电压的)检测器工作电压。后置调节器或每个后置调节器优选地构造为直线调节器，该直线调节器设置为从中间电压生成尽可能稳定的尤其是低噪声的电压值。在本发明的范围内在此可构思，前置调节器形成为开关调节器。
[0017]适宜地，电压变换器设置为除检测器工作电压外输出用于各自的检测器控制单元的工作电压(在下文中称为第二工作电压)。在适宜的构造中，电压变换器在此情况中具有级联结构，该级联结构带有一个前置调节器和一个或多个后置调节器。第二工作电压在此在前置调节器和(必要时第一)后置调节器之间或在必要时多个后置调节器的两个之间量取。
[0018]通过由基本电压对于不同的耗电器(尤其对于检测器元件和检测器控制单元)生成不同的(工作)电压，简化了在检测器内的电压分布。常规的方式中对于每个耗电器(或至少每组同类型的耗电器)将其各自的工作电压单独地由中央供电单元提供，而在本情况中，仅从中央供电单元提供唯一的基本电压用于检测器的所有耗电器，且将此基本电压进行分散的且靠近耗电器的变换。各工作电压尤其是检测器工作电压和第二工作电压即由直接在各耗电器上的或与各耗电器间隔很小的空间距离的电压变换器生成。因此，功率消耗(用于不同的电压的各电导线的数量和长度)可降低。
[0019]在替代的构造中，每个检测器控制单元具有各一个附加的(与用于检测器元件的电压变换器分开的)称为工作电压变换器的电压变换器。此工作电压变换器设置为将基本电压变换为各自的检测器控制单元所需的第二工作电压。
[0020]优选地，检测器具有中央通信单元，该中央通信单元设置为控制检测器控制单元，调取由检测器控制单元(预)处理的信号，且将所述信号汇集地传输到图像计算单元。在优选的构造中，在此基本电压也通过中央通信单元导引且从中央通信单元分配到各电压变换器。中央通信单元在此适宜地在空间上布置在供电单元和电压变换器(或必要时检测器控制单元)之间。
[0021]在适宜的构造中，中央通信单元包括工作电压变换器，该工作电压变换器设置且提供为将基本电压变换为中央通信单元的工作电压。
[0022]根据本发明的检测器包括前述检测器元件，该检测器元件分为至少两个优选地四个子组。此外，检测器包括两个(优选地四个)前述类型的电压变换器，其中每个分别对应配设给检测器元件的子组。在本发明的范围内在此构思，供电单元构造为与检测器分开(