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Die Erfindung betrifft ein Konverterelement, einen Röntgendetektor, ein Detektormodul und ein medizinisches Gerät.
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In der Röntgenbildgebung, beispielsweise in der Computertomographie, der Angiographie oder der Radiographie, können zählende direkt-konvertierende Röntgendetektoren verwendet werden. Die Röntgenstrahlung oder die Photonen können durch einen geeigneten Sensor in elektrische Signalpulse umgewandelt werden. Zählende Röntgendetektoren ermöglichen neben dem Zählen von Ereignissen, auch eine Information über die Energie des detektierten Röntgenquants zu erhalten. Damit werden für die Analyse und Auswertung der Signalpulse neue Möglichkeiten in der medizinischen Bildgebung eröffnet.
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Als Konvertermaterial für das Konverterelement oder den Sensor können beispielsweise CdTe, CZT, CdZnTeSe, CdTeSe, CdMnTe, InP, TlBr2, HgI2, GaAs oder andere verwendet werden. Die Energie der einfallenden ionisierenden Strahlung wird direkt in elektrische Ladungen, sogenannte Elektronen-Loch-Paare, umgewandelt. An das Konverterelement wird eine Spannung, beispielsweise für CdTe, CZT, CdZnTeSe, CdTeSe oder CdMnTe im Bereich von –500 bis –2000V, zwischen einer Elektrode als Kathode und einer weiteren Elektrode als Anode angelegt, um die Ladungen der im Konverterelement ausgelösten Elektronen-Loch-Paare zu trennen. Die Kathode kann als durchgängige Elektrode ausgebildet sein. Die Anode kann als pixelierte Elektrode ausgebildet sein. Die Hochspannung wird über eine externe Hochspannungsquelle mittels eines elektrisch leitenden Kontakts an die Elektrode angelegt. Röntgenquanten können im Konverterelement Elektronen-Loch-Paare durch Energiedeposition auslösen. Die Elektronen-Loch-Paare werden durch die angelegte Hochspannung getrennt und die mittels der Polung der Hochspannung ausgewählten Ladungsträger können zur Anode gesaugt oder gedriftet werden. Dadurch kann ein elektrischer Signalpuls in der Auslese- und/oder der Auswerteeinheit ausgelöst werden. Das Konverterelement ist in der Regel flächig in einer Stapelanordnung mit einer Auslese- und/oder einer Auswerteeinheit, beispielsweise einem integrierten Schaltkreis (Application Specific Integrated Circuit, ASIC), mittels Lotverbindungen, elektrisch leitendem Kleber oder anderen Verfahren verbunden. Die elektrischen Signalpulse werden von einer Auswerteeinheit, beispielsweise einem ASIC bewertet. Die Stapelanordnung aufweisend das Konverterelement und die Auslese- und/oder Auswerteeinheit ist mit einem weiteren Substrat verbunden, beispielsweise eine Platine, einem keramischen Substrat wie beispielsweise HTCC oder LTCC oder anderen. Die elektrischen Verbindungen zur Auslese der Auslese- und/oder der Auswerteeinheit können mittels Durchkontaktierungen (through silicon via, TSV) oder Drahtverbindung (wire bond) ausgebildet sein.
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Für die Anwendung von zählenden Röntgendetektoren, insbesondere für CdTe als Konvertermaterial, in einem Computertomographen werden einzelne Detektormodule mit möglichst geringem Spalt aneinander gekachelt. Deshalb soll der Randbereich des Konverterelements zwischen äußerster Reihe von Detektorelementen und der Sägekante möglichst gering gehalten werden. Die Erfinder haben erkannt, dass sich die Detektorelemente am Rand eines solchen Detektormoduls oder Konverterelements typsicherweise anders verhalten als Detektorelemente aus dem Innenbereich des Detektormoduls oder Konverterelements. Eine Ursache kann die lokale Nähe der Sägekante sein, die die Feldlinien des elektrischen Feldes im Konvertermaterial störend beeinflussen oder verschieben kann. Insbesondere bei zählenden Röntgendetektoren, die ein inhomogenes elektrisches Feld im Volumen des Konvertermaterials erzeugen, kann sich der Spannungsabfall von Kathode zu Anode in einem inneren Bereich des Konverterelements im Vergleich zum Spannungsabfall über die Kante oder am Rand des Konverterelements unterscheiden. Dies kann zu einer Verschiebung der elektrischen Feldlinien am Rand des Konverterelements führen. Die Verschiebung der elektrischen Feldlinien kann zu nicht akzeptablen Bildartefakten führen. Bisher können die Messwerte oder Zählraten der Anzahl von Ereignissen der Detektorelemente am Rand des Konverterelements oder des Detektormoduls in die Rekonstruktion unberücksichtigt bleiben um Bildartefakte zu reduzieren. Dies hat aber zur Folge, dass Zählraten, welche von etwa 10 Prozent der Dosis verursacht werden, für die Rekonstruktion unberücksichtigt bleiben. Dies führt zu einer für die Rekonstruktion nicht optimal genutzte Dosis für den Patienten.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Konverterelement, einen Röntgendetektor, ein Detektormodul und ein medizinisches Gerät anzugeben, welche eine gezielte Beeinflussung des elektrischen Feldes am Rand des Konverterelements ermöglichen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch Konverterelement nach Anspruch 1, einen Röntgendetektor nach Anspruch 11, ein Detektormodul nach Anspruch 12 und ein medizinisches Gerät nach Anspruch 13.
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Die Erfindung betrifft ein Konverterelement zur Umwandlung von Röntgenstrahlung in elektrische Ladungen, wobei das Konverterelement eine erste Höhe und eine Seitenfläche mit einer ersten Länge und einer ersten Höhe aufweist, ein Leitelement zumindest einen Teilbereich der Seitenfläche bedeckt und das Leitelement mit einer Spannungsquelle verbunden ist.
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Das Konverterelement kann insbesondere ein direkt-konvertierendes Konvertermaterial, beispielsweise CdTe oder CdZnTe, aufweisen. Das Konverterelement kann eine der Röntgenstrahlung zugewandte Strahleneintrittsfläche aufweisen. Das Konverterelement kann insbesondere im Wesentlichen als Quader ausgebildet sein, wobei die Kanten bzw. Seitenflächen des Quaders Unebenheiten aufweisen können. Das Konverterelement weist eine erste Höhe auf, wobei die erste Höhe entlang der Flächennormalen der Strahleneintrittsfläche verlaufen kann. Das Konverterelement kann mindestens eine Seitenfläche aufweisen. Die Seitenfläche weist eine erste Höhe auf. Die Seitenfläche weist eine Länge auf, welche einer Kantenlänge des Konverterelements parallel zur Strahleneintrittsfläche entsprechen kann. Ein Teilbereich der Seitenfläche kann insbesondere ein Bereich sein, welcher rechteckig ausgebildet ist. Eine maximale Erstreckung des Teilbereichs entlang der ersten Höhe der Seitenfläche kann der ersten Höhe entsprechen. Eine maximale Erstreckung des Teilbereichs entlang der Länge der Seitenfläche kann der Länge entsprechen. Der Teilbereich kann eine Erstreckung entlang der Länge der Seitenfläche von mindestens 75 Prozent, bevorzugt 95 Prozent und besonders bevorzugt von 100 Prozent der Länge der Seitenfläche aufweisen. Das Leitelement kann als durchgehende oder ununterbrochene Schicht ausgebildet sein. Das Leitelement kann als Leitschicht ausgebildet sein. Das Leitelement ist zumindest teilweise elektrisch leitend ausgebildet. Das Leitelement kann als leitfähige Platte ausgebildet sein. Das Leitelement kann in direkter mechanischer Verbindung mit dem Konverterelement verbunden sein. Das Leitelement kann parallel zur Seitenfläche ausgebildet sein. Das Leitelement ist elektrisch leitend mit einer Spannungsquelle verbunden. Die Spannungsquelle kann ein- und ausschaltbar sein. Die Spannung kann derart an der Leitschicht angelegt sein, dass ein elektrisches Feld im Konverterelement beeinflussbar ist. Das Leitelement kann zu einem konstanten oder definierten oder festgelegten Spannungsabfall entlang der ersten Höhe führen. An den Kanten zwischen benachbarten Seitenflächen kann das Leitelement durchgehend oder unterbrochen sein.
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Das Leitelement kann mittels eines Leitklebers oder einer leitfähigen Paste mit dem Konverterelement verbunden werden. Der Leitkleber oder die leitfähige Paste kann Unebenheiten an den Seitenflächen des Konverterelements ausgleichen. Das Leitelement kann an einem der Strahleneintrittsseite zugewandten Ende des Leitelements einen Kontakt aufweisen, welcher mit einer Spannungsquelle verbunden wird. Das Leitelement kann an einem der Strahleneintrittsseite abgewandten Ende des Leitelements einen Kontakt aufweisen, welcher mit Masse verbunden werden kann. Die Spannungsquelle kann die Top-Elektrode oder deren Spannungsquelle oder eine externe bzw. weitere Spannungsquelle sein. Das Leitelement kann den Verlauf des elektrischen Feldes im Konverterelement, insbesondere am Rand bzw. entlang der Seitenflächen, beeinflussen.
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Vorteilhaft kann der Verlauf des elektrischen Feldes im Konverterelement, insbesondere am Rand des Konverterelements bzw. entlang der Seitenflächen, stabilisiert oder vergleichmäßigt werden. Der lokale Spannungsabfall an der Kante bzw. entlang der Seitenfläche kann identisch zum Spanungsabfall im Konverterelement eingestellt oder festgelegt werden. Vorteilhaft kann das elektrische Feld der Detektorelemente am Rand des Konverterelements dem elektrischen Feld der Detektorelemente im Inneren des Konverterelements angepasst oder angeglichen werden. Dadurch kann das Ladungssammlungsverhalten von Detektorelemente am Rand des Konverterelements vorteilhaft ähnlicher dem Ladungssammlungsverhalten von Detektorelemente im Inneren des Konverterelements sein. Vorteilhaft kann das elektrische Feld im Konverterelement homogener ausgeprägt sein. Vorteilhaft können durch das Leitelement Leckströme an der Seitenfläche reduziert werden. Vorteilhaft kann ein Großteil des Leckstroms über das Leitelement fließen. Dabei kann ein oberflächennaher Leckstrompfad an der Seitenfläche erhalten bleiben. Vorteilhaft kann das elektrische Feld stabilisiert werden.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung entspricht die Höhe des Leitelements der ersten Höhe. Das Leitelement kann den gesamten Bereich der Seitenfläche bedecken. Das Leitelement kann die Seitenfläche entlang der gesamten ersten Höhe bedecken. Vorteilhaft kann ein konstanter Spannungsabfall entlang der ersten Höhe erreicht werden.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist das Konverterelement mehrere Seitenflächen auf und der Teilbereich erstreckt sich zumindest teilweise über mehrere Seitenflächen. Das Leitelement kann umlaufend oder außenumfänglich ausgebildet sein, sodass alle Seitenflächen entlang der Länge vom Leitelement zumindest teilweise in Bezug auf die erste Höhe bedeckt sein können. Vorteilhaft kann das elektrische Feld im gesamten Konverterelement homogen ausgeprägt sein. Das Leitelement kann mehrere Seitenflächen zumindest teilweise entlang der ersten Höhe bedecken. Das Leitelement kann entlang des Umfangs benachbarte und nicht-benachbarte, beispielsweise gegenüberliegende, Seitenflächen bedecken. Beispielsweise können sich an den Seitenflächen senkrecht zur Rotationsrichtung Leitelemente erstrecken während sich an den Seitenflächen parallel zur Rotationsrichtung keine oder anders ausgeprägte Leitelemente erstrecken können. Derartige Unterschiede in der Ausprägung von Leitelementen kann das Vorhandensein oder Nicht-Vorhandensein von benachbarten Konverterelementen und deren Einfluss auf das elektrische Feld vorteilhaft berücksichtigen.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung bedeckt ein weiteres Leitelement zumindest einen weiteren Teilbereich der Seitenfläche, und das Leitelemente und das weitere Leitelement weisen eine Erstreckung entlang der ersten Länge auf. Es können mehrere Leitelemente an der Seitenfläche ausgebildet sein. Vorteilhaft kann der Spannungsabfall entlang der ersten Höhe von einem konstanten Spannungsabfall verschieden festgelegt werden. Vorteilhaft kann das elektrische Feld am Rand des Konverterelements bzw. entlang der Seitenfläche gezielt beeinflusst werden.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die Höhe des Leitelements und des weiteren Leitelements gleich. Die Höhe des Leitelements kann eine Höhe entlang der ersten Höhe bezeichnen. Die Höhe des Leitelements bezeichnet in diesem Zusammenhang nicht die Schichtdicke des Leitelements, sondern die Ausdehnung des Leitelements in Richtung der ersten Höhe der Seitenfläche des Konverterelements. Die Höhe des Leitelements kann insbesondere unterschiedliche zur Schichtdicke des Leitelements gewählt werden. Es können entlang der Länge mehrere parallele Leitelemente, beispielsweise das Leitelement und mindestens ein weiteres Leitelement, an der Seitenfläche ausgebildet sein. An den mehreren Leitelementen können unterschiedliche Potentiale anliegen, sodass vorteilhaft inhomogene elektrische Felder erzeugt werden können.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die Höhe des Leitelements und des weiteren Leitelements unterschiedlich. Vorteilhaft kann ein inhomogener Spannungsabfall durch die unterschiedliche Höhe der mehreren Leitelemente erzeugt werden. Die Variation der Höhe der mehreren Leitelemente kann einen funktionalen Zusammenhang aufweisen.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist zwischen benachbarten Leitelementen eine Potentialdifferenz mit gleichem Vorzeichen anlegbar. Die benachbarten Leitelemente können das Leitelement und das weitere Leitelement oder zwei weitere Leitelemente sein. Vorteilhaft kann ein monotoner Spannungsabfall entlang der ersten Höhe der Seitenfläche erzeugt werden. Die Potentialdifferenz kann entlang der Strahleneinfallsrichtung abnehmend oder bevorzugt zunehmend sein. Beispielsweise kann die Spannung entlang der ersten Höhe von –900V an der Strahleneintrittsseite zu 0V an der der Röntgenstrahlung abgewandten Seite abfallen bzw. ansteigen. Die Potentialdifferenz kann durch separate, externe Spannungszuleitung zum Leitelement und zum weiteren Leitelement angelegt werden. Die Potentialdifferenz kann durch Verbindung des Leitelements und des weiteren Leitelements mittels eines Widerstands angelegt werden.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist zwischen benachbarten Leitelementen die Potentialdifferenz mit einem Funktionsverlauf anlegbar. Vorteilhaft kann der Spannungsabfall entlang der ersten Höhe systematisch festgelegt werden. Vorteilhaft kann der Spannungsabfall entlang der ersten Höhe verschieden zu einem konstanten Spannungsabfall festgelegt werden.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung sind benachbarte Leitelemente mittels eines Widerstands miteinander verbunden. Die Widerstände können bevorzugt festgelegt sein. Es kann zwischen benachbarten Leitelementen jeweils ein Widerstand ausgebildet sein. Die Widerstände können eine Widerstandskette bilden. Durch geeignete Wahl einer Widerstandkette können vorteilhaft inhomogene Felder erzeugt werden. Vorteilhaft kann der Spannungsabfall entlang der ersten Höhe an den Spannungsabfall im Inneren des Konverterelements angepasst werden.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist das Leitelement eine Folie mit einer Leiterbahn auf. Das Leitelement kann außerdem als mechanischer Kantenschutz oder Schutz der Seitenflächen dienen. Vorteilhaft kann das Leitelement mit einer Schutzeinheit für einen Röntgendetektor kombiniert werden, wobei die Schutzeinheit derart am Röntgendetektor oder Detektormodul ausgebildet ist, dass bei mechanischer Zerstörung des Konverterelements kein Konvertermaterial austreten kann. Die Schutzeinheit kann außenumfänglich um das Konverterelement ausgebildet sein. Das Leitelement kann mittels Folientechnik hergestellt werden. Das Leitelement kann eine Trägerfolie aufweisen. Die Leiterbahn kann durch leitfähige Metallstrukturen ausgebildet sein. Das Leitelement kann der Ausdehnung der Leiterbahn entsprechen. Die Trägerfolie kann eine größere Ausdehnung als die Leiterbahn oder das Leitelement aufweisen. Der Widerstand kann auf der Trägerfolie zwischen benachbarten Leiterbahnen ausgebildet sein, beispielsweise durch eine definierte Bedruckung oder Druckdicke. Vorteilhaft können mehrere Leitelemente, das Leitelement und mindestens ein weiteres Leitelement, auf einer gemeinsamen Trägerfolie ausgebildet sein. Die Trägerfolie kann die Widerstände aufweisen. Vorteilhaft kann eine platzsparende, dünne Ausführung des Leitelements realisiert werden, sodass benachbarte Konverterelemente mit nur geringen Spaltabständen angeordnet werden können.
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Das Leitelement oder/und der Widerstand können in Kombination mit einer Spannungszuleitung zur Top-Elektrode, einer Stabilisierungsvorrichtung der Spannungszuleitung zur Top-Elektrode und/oder einer Schutzeinheit ausgebildet sein. Die räumliche Anordnung des Widerstands und/oder des Leitelements, beispielsweise die Ausbildung am Konverterelement, an der Spannungszuleitung zur Top-Elektrode, an der Stabilisierungsvorrichtung der Spannungszuleitung zur Top-Elektrode und/oder an einer Schutzeinheit, kann, beispielsweise in Abhängigkeit der Position des Konverterelements innerhalb eines Detektormoduls, gewählt werden. Insbesondere an einer Seitenfläche am Rand eines Detektormoduls kann das Leitelement oder der Widerstand mit der Spannungszuleitung zur Top-Elektrode, der Stabilisierungsvorrichtung der Spannungszuleitung zur Top-Elektrode und/oder einer Schutzeinheit kombiniert sein.
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Die Erfindung betrifft ferner einen zählenden Röntgendetektor aufweisend ein erfindungsgemäßes Konverterelement, wobei der Röntgendetektor ferner eine Auswerteeinheit zur Bestimmung einer Anzahl oder einer Energie von Ereignissen aus den elektrischen Ladungen aufweist. Es kann eine verbesserte Ladungssammlung im Konverterelement erreicht werden, welche zu einer vorteilhaft genaueren oder verbesserten Bestimmung einer Anzahl oder Energie von Ereignissen führen kann. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Konverterelements können vorteilhaft auf den erfindungsgemäßen Röntgendetektor übertragen werden.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Detektormodul aufweisend eine Mehrzahl von erfindungsgemäßen Röntgendetektoren. Der Widerstand kann derart gewählt werden, dass der Spannungsabfall entlang der ersten Höhe an der Seitenfläche für mehrere oder alle Detektormodule gleich ausgeprägt ist. Der Widerstand kann derart gewählt werden, dass der Spannungsabfall entlang der ersten Höhe an der Seitenfläche in Abhängigkeit der Position des Konverterelements im Detektormodul gewählt oder festgelegt ist. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Konverterelements und des erfindungsgemäßen Röntgendetektors können vorteilhaft auf das erfindungsgemäße Detektormodul übertragen werden.
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Die Erfindung betrifft ferner ein medizinisches Gerät aufweisend einen erfindungsgemäßen Röntgendetektor oder ein erfindungsgemäßes Detektormodul. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Röntgendetektors und des erfindungsgemäßen Detektormoduls können vorteilhaft auf das medizinische Gerät übertragen werden. Vorteilhaft können Artefakte im rekonstruierten Bild reduziert werden. Vorteilhaft können für die gesamte Dosis Zählraten bestimmt und zur Rekonstruktion verwendet werden. Vorteilhaft wird die Dosis optimal ausgenutzt.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist das medizinische Gerät ein Computertomograph. Vorteilhaft können zählende Röntgendetektoren eine größere zur Rekonstruktion nutzbare Detektionsfläche aufweisen.
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigt:
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1 schematisch ein erfindungsgemäßes Konverterelement in einer ersten Ausführungsform;
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2 schematisch ein erfindungsgemäßes Konverterelement in einer zweiten Ausführungsform;
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3 schematisch ein erfindungsgemäßes Konverterelement in einer dritten Ausführungsform;
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4 schematisch ein Detektormodul mit einer Anordnung von erfindungsgemäßen Röntgendetektoren; und
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5 schematisch eine Darstellung eines erfindungsgemäßen Computertomographen.
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Die 1 zeigt eine beispielhafte Ausführung des erfindungsgemäßen Konverterelements 3 gemäß einer ersten Ausführungsform. Das Konverterelement 3 ist aus einem direkt-konvertierenden Konvertermaterial, beispielsweise CdTe oder CdZnTe, aufgebaut. Das Konverterelement 3 weist eine der Röntgenstrahlung zugewandte Strahleneintrittsfläche auf. Das Konverterelement 3 weist eine erste Höhe 5 auf. Das Konverterelement 3 weist mindestens eine Seitenfläche 9 auf. Die Seitenfläche weist eine erste Länge 7 und eine erste Höhe 5 auf. An der Strahleneintrittsfläche des Konverterelements 3 ist eine Top-Elektrode 55 als Kathode ausgebildet. An der der Strahleneintrittsfläche abgewandten Fläche des Konverterelements 3 ist eine pixelierte Anode mit Kontakten 56 ausgebildet. Das Leitelement 11 bedeckt einen Teilbereich der Seitenfläche 9 der der Ausdehnung der Seitenfläche 9 entspricht. Das Leitelement 11 bedeckt die Seitenfläche 9 in dieser beispielshaften Ausführung daher vollständig. An das Leitelement 11 ist eine Spannung angelegt. Das Leitelement 11 ist mit einer Spannungsquelle 17 und der Masse verbunden. Im Betriebszustand des Konverterelements 3 kann über die Spannungsquelle 17 eine vorgegebene Spannung an das Leitelement 11 angelegt werden. Der Spannungsabfall ist konstant entlang der ersten Höhe 5. Das Konverterelement 3 ist als Quader ausgebildet, wobei die Kanten Unebenheiten und Strukturdefekte im Konvertermaterial aufweisen können. Das Konverterelement 3 weist eine erste Höhe 5 auf, wobei die erste Höhe 5 entlang der Flächennormalen der Strahleneintrittsfläche verlaufen kann. Das Leitelement 11 ist als durchgehende oder ununterbrochene Schicht ausgebildet. Das Leitelement 11 ist elektrisch leitend ausgebildet. Das Leitelement 11 weist eine leitfähige Schicht oder Leiterbahn auf, über die die Spannung in definierter Weise abfällt. Das Leitelement 11 weist einen Widerstandswert auf, der in der Größenordnung des Oberflächenwiderstands, insbesondere etwas geringer als der Oberflächenwiderstand, der Sensorkante oder Seitenfläche 9 des Konverterelements 3 ist. Das Leitelement 11 ist in direkter mechanischer Verbindung mit dem Konverterelement 3 verbunden. Das Leitelement 11 kann mittels eines Leitklebers mit dem Konverterelement 3 verbunden sein, wobei der Leitkleber weder hochleitend noch isolierend ist. Das Leitelement 11 ist parallel zur Seitenfläche 9 ausgebildet. Das Leitelement 11 ist elektrisch leitend mit einer Spannungsquelle 17 verbunden. Die Spannungsquelle 17 ist ein- und ausschaltbar. Die Spannung wird derart an der Leitschicht 11 angelegt, dass ein elektrisches Feld im Konverterelement 3 beeinflusst wird. Das Leitelement 11 ist mittels eines Leitklebers oder einer leitfähigen Paste mit dem Konverterelement 3 verbunden. Der Leitkleber oder die leitfähige Paste kann Unebenheiten an den Seitenflächen 9 des Konverterelements 3 ausgleichen. Das Leitelement 11 kann an einem der Strahleneintrittsseite zugewandten Ende des Leitelements 11 einen Kontakt zur Ankontaktierung an die Spannungsquelle 17 aufweisen, welcher mit einer Spannungsquelle 17 verbunden ist. Das Leitelement 11 kann an einem der Strahleneintrittsseite abgewandten Ende des Leitelements 11 einen Kontakt aufweisen, welcher mit Masse verbunden ist. Die Spannungsquelle 17 kann die Top-Elektrode 55 oder deren Spannungsquelle sein. Das Leitelement 11 beeinflusst den Verlauf des elektrischen Feldes im Konverterelement 3, insbesondere am Rand bzw. entlang der Seitenflächen 9.
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Die 2 zeigt eine beispielhafte Ausführung des erfindungsgemäßen Konverterelements 3 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Der Teilbereich der Seitenfläche 9 kann insbesondere ein Bereich sein, welcher rechteckig ausgebildet ist. Das Leitelement 11 ist zumindest teilweise elektrisch leitend ausgebildet. Auf der Seitenfläche 9 sind mehrere Leitelemente, das Leitelement 11 und die weiteren Leitelemente 13, ausgebildet. Die Leitelemente weisen einen konstanten Abstand zwischen benachbarten weiteren Leitelementen 13 und zwischen dem Leitelement 11 und einem benachbarten weiteren Leitelement 13 auf. Das Leitelement 11 und die weiteren Leitelemente 13 weisen die gleiche Höhe 15 auf. Zwischen den benachbarten weiteren Leitelementen 13 und zwischen dem Leitelement 11 und einem benachbarten weiteren Leitelement 13 sind Widerstände 19 als Widerstandskette angeordnet. Die Widerstände 19 können gleiche oder unterschiedliche Widerstandswerte aufweisen.
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Die 3 zeigt eine beispielhafte Ausführung des erfindungsgemäßen Konverterelements 3 gemäß einer dritten Ausführungsform. Die Leitelemente weisen einen unterschiedlichen Abstand zwischen benachbarten weiteren Leitelementen 13 und zwischen dem Leitelement 11 und einem benachbarten weiteren Leitelement 13 auf. Das Leitelement 11 und die weiteren Leitelemente 13 weisen unterschiedliche Höhen 15 auf.
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Die 4 zeigt eine beispielhafte Ausführung des erfindungsgemäßen Detektormoduls 51 mit einer Anordnung von erfindungsgemäßen Röntgendetektoren 1. In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Röntgendetektor 1 eine zweidimensionale Matrix oder Anordnung einer Mehrzahl von Pixeln oder Subpixeln auf, wobei mehrere Subpixel einen Makropixel bilden können. Die Anzahl der Subpixel kann beispielsweise im Bereich von 100 bis mehrere Tausend liegen. Der Röntgendetektor 1 weist ein Konverterelement 3 auf. Das Konverterelement 3 kann als flächenhafter Direktkonverter, beispielsweise aufweisend CdTe, CZT, CdZnTeSe, CdTeSe, CdMnTe, InP, TlBr2, HgI2, GaAs oder andere, ausgebildet sein. Die Oberseite des Konverterelements 3 weist eine Top-Elektrode 55 auf. Die Unterseite des Konverterelements 3 weist eine zweidimensionale Anordnung von Kontakten 56 auf. Die Kontakte 56 sind über Lotverbindungen 69 mit den Auslesekontakten 57 und den Pixelelektroniken 67 in der Auswerteeinheit 59 verbunden. Die Lotverbindungen 69 können beispielsweise als Lötbälle (bump bonds) oder Lotmaterial in Verbindung mit Kupfersäulen (copper pillars) ausgebildet sein. Die Anzahl der Kontakte 56, die Anzahl der Lotverbindungen 69, die Anzahl der Auslesekontakte 57 und die Anzahl der Pixelelektroniken 67 in der Auswerteeinheit 59 sind gleich. Der durch das elektrische Feld verarmte Bereich zwischen der Top-Elektrode 55 und einem Kontakt 56 bestimmt ein sensitives Detektionsvolumen. Die Einheit aus einem Detektionsvolumen, einem Kontakt 56, einer Lotverbindung 69, einem Auslesekontakt 57 und einer mit dem Auslesekontakt 57 verbundenen Pixelelektronik 67 bildet einen Pixel oder Subpixel. Die Auswerteeinheit 59 ist an der Unterseite mit einer Trägerplatte 61 verbunden. Die Auswerteeinheit 59 ist über TSV-Verbindungen 63 durch die Trägerplatte 61 hindurch mit einer peripheren Elektronik 65 verbunden. Das Konverterelement 3 weist Leitelemente 11 an den Seitenflächen 9 auf.
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Die 5 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Computertomographen 31 mit einer Detektorvorrichtung 29. Die Detektorvorrichtung 29 weist den erfindungsgemäßen Röntgendetektor auf. Die Detektorvorrichtung 29 kann mehrere Detektormodule aufweisen die mindestens einen Röntgendetektor aufweisen. Bevorzugt weisen die Detektormodule eine Mehrzahl an Röntgendetektoren in einer zweidimensionale Matrix oder Anordnung auf. Der Computertomograph 31 beinhaltet eine Gantry 33 mit einem Rotor 35. Der Rotor 35 umfasst eine Röntgenquelle 37 und die erfindungsgemäße Detektorvorrichtung 29. Der Patient 39 ist auf der Patientenliege 41 gelagert und ist entlang der Rotationsachse z 43 durch die Gantry 33 bewegbar. Zur Steuerung und Berechnung der Schnittbilder wird eine Recheneinheit 45 verwendet. Eine Eingabeeinrichtung 47 und eine Ausgabevorrichtung 49 sind mit der Recheneinheit 45 verbunden.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.