[发明专利]直接转换X射线辐射检测器、计算机断层成像系统和方法

说明书

本发明涉及一种用于检测X射线辐射的直接转换的X射线辐射检测器(C3，C5)，至少具有用于检测X射线辐射的半导体(1)，该半导体具有相对于X射线辐射被遮蔽的区域和未被遮蔽的区域；安置在半导体上的像素化的电极和与像素化的电极相对地安置在半导体上的连续电极(4)；和至少一个光源，该光源利用附加的光辐射辐照连续电极来生成附加的载流子，其中光源被构造为，利用附加的光辐射的、与未被遮蔽的区域不同的强度辐照被遮蔽的区域。本发明涉及一种CT系统(C1)，具有直接转换的X射线辐射检测器，以及一种借助直接转换的X射线辐射检测器检测入射的X射线辐射的方法，其中利用附加的光辐射的、与未被遮蔽的区域不同的强度辐照被遮蔽的区域。

技术领域

本发明涉及一种用于检测X射线辐射的直接转换的X射线辐射检测器，其至少具有用于检测X射线辐射的半导体，所述半导体具有相对于X射线辐射被遮蔽的区域和未被遮蔽的区域；安置在半导体上的像素化的电极和与所述像素化的电极相对地安置在半导体上的连续电极；和至少一个光源，所述光源以附加的光辐射辐照连续电极，以用于生成附加的载流子。

本发明此外还涉及一种CT系统以及一种借助直接转换的X射线辐射检测器来检测入射的X射线辐射的方法。

背景技术

除了别的之外，基于半导体的材料，诸如CdTe、CdZnTe、CdZnTeSe、CdTeSe、CdMnTe、InP、TIBr2、HgI2的直接转换的检测器特别是被应用在CT系统、双能CT系统、SPECT系统和PET系统中用来检测伽马射线辐射和X射线辐射。但是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的情况下会出现极化效应。

极化是指在高的质子流或辐射通量的情况下被检测的计数率的下降。所述极化是通过载流子的，特别是电子空穴或孔的特别低的迁移率和通过半导体内的本征杂质的浓度造成。也就是说，极化是通过基于与杂质结合的、位置固定的电荷，即所谓的半导体的空间电荷，的电场的减弱产生，所述空间电荷作为俘获中心和重组中心作用于通过X射线辐射产生的载流子。载流子的使用寿命和迁移率由此被降低，这又导致在高的辐射通量密度的情况下被检测的计数率的下降。

基于不均匀地入射到半导体上的X射线辐射，半导体中的空间电荷可以被不均衡地分布在材料中并且在辐照过程中发生变化。所述变化导致在像素化的电极中被检测的计数事件的侧向移动。就是说，相邻的像素的计数率是不同的，由此计数事件的空间分配变得有缺陷。最终导致伪影。

传统上半导体的辐照的不均匀性通过待检查的对象造成。特别是基于在检查对象中不同的散射，X射线辐射具有各个射线在半导体上的不同的入射方向。因此不能准确地预测，X射线辐射是从哪个方向击中半导体。但是典型地使用散射栅，所述散射栅吸收通过检查对象散射的X射线辐射并且由此将入射到半导体上的X射线辐射均匀化。在此，散射栅的位置相对于半导体已经固定，从而X射线辐射的并且由此空间电荷的通过散射栅造成的空间上的不均匀性是已知的，这是因为在直接地位于散射栅之下的区域中没有射线落在半导体上。

空间电荷的其它的不均匀性可以通过安置在半导体上的金属化的、像素化的电极造成。在半导体的非金属化的区域中，即半导体的没有被像素遮蔽的区域，电场是较弱的并且通过X射线辐照形成较高的空间电荷。

空间电荷的其它的不均匀性通过材料中的杂质造成，但是所述杂质是不均衡地分布的。因为对于这些存在于半导体中的杂质在空间布置或频率上不能进行控制，因此为了考虑到这种不均匀性，在每个单个的检测器中单独地测量由此造成的效果是必要的。

至今还没有得到能够均衡半导体中空间电荷的总的不均匀性的解决方案。

发明内容

因此本发明的要解决的技术问题在于，实现一种直接转换的X射线辐射检测器，在所述直接转换的X射线辐射检测器中阻止或均衡在半导体中空间电荷的不均匀的形成。此外本发明的要解决的技术问题还在于，实现一种具有直接转换的X射线辐射检测器的CT系统以及一种为此的方法。