Photonenzählender Detektor
Synonym: Photon-Counting-Detektor
Englisch: photon-counting detector
Definition
Ein photonenzählender Detektor ist ein Röntgendetektor, der einzelne Röntgenphotonen registriert und deren Energie bestimmt. Er wird vor allem in modernen Computertomographen eingesetzt und bildet die technische Grundlage des Photon-Counting-CT.
Hintergrund
Konventionelle CT-Detektoren arbeiten meist mit Szintillatoren und Photodioden und integrieren die Energie vieler Photonen über ein Zeitintervall. Photonenzählende Detektoren registrieren dagegen einzelne Photonen und können deren Energie unterscheiden. Photonenzählende Detektoren ermöglichen eine energieaufgelöste Röntgendetektion und bilden die technische Grundlage moderner spektraler CT-Verfahren, insbesondere des Photon-Counting-CT.
Funktionsprinzip
Photonenzählende Detektoren arbeiten mit direkter Halbleiterdetektion. Trifft ein Röntgenphoton auf das Detektormaterial, entstehen durch Ionisation Elektron-Loch-Paare. Diese Ladungsträger werden in einem elektrischen Feld getrennt und als elektrisches Signal registriert.
Jedes eintreffende Photon erzeugt dabei ein einzelnes Ereignis, das von der Elektronik gezählt wird. Die Signalhöhe ist proportional zur Energie des Photons, sodass zusätzlich eine energieaufgelöste Detektion möglich ist.
Detektormaterialien
Als Detektormaterialien werden hochabsorbierende Halbleiter mit hoher Ordnungszahl verwendet, beispielsweise:
- Cadmiumtellurid (CdTe)
- Cadmiumzinktellurid (CZT)
Diese Materialien ermöglichen eine direkte Umwandlung der Röntgenstrahlung in elektrische Signale.