RU2581724C2 - Времяпролетные измерения в позитронной эмиссионной томографии - Google Patents

Времяпролетные измерения в позитронной эмиссионной томографии Download PDF

Info

Publication number
RU2581724C2
RU2581724C2 RU2011140529/28A RU2011140529A RU2581724C2 RU 2581724 C2 RU2581724 C2 RU 2581724C2 RU 2011140529/28 A RU2011140529/28 A RU 2011140529/28A RU 2011140529 A RU2011140529 A RU 2011140529A RU 2581724 C2 RU2581724 C2 RU 2581724C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
signal
received
radiation
photodetector
detector
Prior art date
Application number
RU2011140529/28A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2011140529A (ru
Inventor
Томас ФРАХ
Торстен ЗОЛЬФ
Андреас ТОН
Original Assignee
Конинклейке Филипс Электроникс, Н.В.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Конинклейке Филипс Электроникс, Н.В. filed Critical Конинклейке Филипс Электроникс, Н.В.
Publication of RU2011140529A publication Critical patent/RU2011140529A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2581724C2 publication Critical patent/RU2581724C2/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/29—Measurement performed on radiation beams, e.g. position or section of the beam; Measurement of spatial distribution of radiation
    • G01T1/2914—Measurement of spatial distribution of radiation
    • G01T1/2985—In depth localisation, e.g. using positron emitters; Tomographic imaging (longitudinal and transverse section imaging; apparatus for radiation diagnosis sequentially in different planes, steroscopic radiation diagnosis)
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/161—Applications in the field of nuclear medicine, e.g. in vivo counting
    • G01T1/1611—Applications in the field of nuclear medicine, e.g. in vivo counting using both transmission and emission sources sequentially
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48—NMR imaging systems
    • G01R33/4808—Multimodal MR, e.g. MR combined with positron emission tomography [PET], MR combined with ultrasound or MR combined with computed tomography [CT]
    • G01R33/481—MR combined with positron emission tomography [PET] or single photon emission computed tomography [SPECT]

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nuclear Medicine (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)

Abstract

Изобретение относится к позитронной эмиссионной томографии (PET) и, в частности, к обнаружению совпадающих событий в процессе времяпролетной (TOF) PET. Сущность изобретения заключается в том, что детектор первого сигнала генерирует первый выходной сигнал, если сигнал фотоприемника удовлетворяет первому критерию сигнала; причем критерий первого сигнала распознает сигнал фотоприемника как показывающий первоначальные во времени сцинтилляционные фотоны, генерируемые сцинтиллятором в ответ на полученные фотоны излучения; детектор второго сигнала генерирует второй выходной сигнал, если сигнал фотоприемника альтернативно удовлетворяет критерию второго сигнала, причем критерий второго сигнала распознает сигнал фотоприемника как показывающий последующие во времени сцинтилляционные фотоны, генерируемые сцинтиллятором в ответ на полученные фотоны излучения; и детектор сигнала излучения оценивает первый и второй выходные сигналы для определения того, получен ли второй выходной сигнал в пределах временного окна приема, причем полученный первый выходной сигнал определяет начальную точку временного окна приема, и если второй выходной сигнал получен в пределах временного окна приема, детектор сигнала излучения распознает сигналы фотоприемника, показывающие излучение, полученное сцинтиллятором; и если второй выходной сигнал не получен в пределах временного окна приема, детектор сигнала излучения не распознает сигналы фотоприемника, показывающие излучение, полученное сцинтилятором. Технический результат - повышение качества реконструированного изображения. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 7 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к позитронной эмиссионной томографии (PET) и, в частности, к обнаружению совпадающих событий в процессе времяпролетной (TOF) PET. Изобретение находит применение также в PET без времяпролетных измерений (non-TOF PET), однофотонной эмиссионной компьютерной томографии (SPECT) и других медицинских и немедицинских областях, когда необходимо регистрировать излучение в присутствии шумов.
В позитронной эмиссионной томографии в тело пациента или в другой исследуемый объект вводят излучающий позитроны изотоп. Позитрон взаимодействует с электроном, что определяет событие, известное как позитронная аннигиляция, с образованием пары совпадающих 511-кЭв гамма-фотонов, которые распространяются, по существу, в противоположных направлениях по линии срабатывания (LOR). Пара гамма-фотонов, регистрируемая в течение временного интервала совпадения, обычно записывается PET-сканером. Во время типичного сканирования регистрируется много миллионов таких аннигиляций, и результат регистрации используют для формирования изображений и другой информации, отражающей распределение изотопа.
Одной важной областью применения PET является медицина, в которой информация, представляемая PET-сканерами, широко применяется врачами-радиологами и другими медицинскими специалистами в связи с диагностикой и лечением заболеваний. При этом желательно обеспечивать изображения, обладающие относительно высоким качеством изображения, при сведении к минимуму дозы, применяемой для пациента, и продолжительности процедуры визуализации.
В процессе TOF PET измеряют разность между фактическими временами регистрации двух совпадающих гамма-фотонов, и результат измерения используют для оценки положения события на LOR. Информацию о положении, в свою очередь, можно использовать в процессе реконструкции для повышения качества реконструированного изображения. При данных уровне активности и времени визуализации дополнительную информацию о положении можно использовать для формирования изображений, обладающих повышенным качеством изображения, по сравнению с изображениями, полученными методом non-TOF PET. С другой стороны, изображения сравнимого качества можно получать с использованием относительно меньшей дозы и/или при относительно меньшем времени сканирования.
Эффективность практической PET-системы зависит от чувствительности, энергии и временного разрешения данной системы, временной характеристики и других характеристик детекторной системы и от шумов. В предлагаемых на рынке PET-системах позади сцинтилляционного материала расположена матрица фотоприемников, например, фотоэлектронных умножителей (ФЭУ). В TOF-системах применяется сцинтилляционный материал с относительно коротким временем высвечивания, например LYSO (ортосиликат лютеция-иттрия), LSO (ортосиликат лютеция) или LaBr (бромид лантана), для обеспечения необходимого временного разрешения. Предлагалось также применение твердотельных фотоприемников, например матриц лавинных фотодиодов (APD), работающих в режиме Гейгера (GM-APDs). Хотя GM-APD характеризуются также относительно высоким временным разрешением, но они предрасположены также к выдаче темновых счетных импульсов, которые возникают не из-за фотонных поглощений. Хотя темновая скорость счета зависит от таких факторов, как геометрия устройства и параметры процесса, температура и подаваемое напряжение смещения, темновые счетные импульсы могут оказывать вредное влияние на качество получаемых изображений.
Следовательно, остается возможность для усовершенствований. Например, желательно подавлять влияние ложных событий, являющихся следствием темновых счетных импульсов и других источников шумов, и одновременно повышать точность измерений временных интервалов. В дополнение к снижению качества изображения, срабатывание в ответ на упомянутые ложные события и их обработка могут ограничивать максимальную скорость счета детектора, что приводит к пропуску потенциально достоверных счетных импульсов. Хотя упомянутые эффекты можно сгладить снижением напряжения смещения на фотоприемнике или повышением порога срабатывания по событию, данные меры имеют тенденцию снижать общую чувствительность и/или точность измерений временных интервалов. Разумеется, данные вопросы следует также рассматривать в контексте сложности, надежности и стоимости системы.
Еще одним фактором, который влияет на эффективность практической TOF PET-системы, является преобразователь время - цифровой код (TDC), применяемый для выполнения необходимых измерений времени.
Аналоговые TDC обычно работают на основе постоянной времени конденсатора, который заряжается и/или разряжается с использованием источника постоянного тока. Хотя аналоговые TDC могут обеспечивать измерения с относительно высоким временным разрешением, необходимые аналоговые схемы, интегрирующие конденсаторы и схемы преобразования напряжения во время ограничивают их преимущества. Кроме того, аналоговые TDC обеспечивают нелинейную характеристику. Хотя нелинейность можно скомпенсировать, компенсация может увеличить время преобразования. Когда время преобразования превышает продолжительность сцинтилляционного импульса, увеличивается мертвое время пиксела.
Цифровые TDC можно создавать по передовой КМОП-технологии, по которой TDC объединяют с GM-APD или другими источниками цифровых сигналов. Цифровые TDC содержали также кольцевой генератор и регистр-защелку, которая сохраняет состояние кольцевого генератора в момент события. Однако данные схемные решения обычно не выключаются между событиями и поэтому характеризуются относительно высоким потреблением энергии в статическом состоянии. Следовательно, преобразование время - цифровой код на базе кольцевого генератора не совсем подходит для применения в датчике большого размера, в частности, когда TDC обеспечивают для каждого пиксела детектора. Другой альтернативой является применение многоотводных линий задержки и TDC с подстраиваемыми линиями. Однако упомянутые реализации имеют также тенденцию занимать большую площадь, и временное разрешение может испытывать влияние изменений параметров процесса, а также рабочих условий, например температуры окружающего воздуха и рабочего напряжения.
Еще одним методом TDC является способ так называемого укорачивания импульсов. Смотри, например, патент США № 6.288,587, выданный Чену с соавторами (Chen et al.), по названием CMOS Pulse Shrinking Delay Element with Deep Subnanosecond Resolution. Подобные системы обычно содержат, по меньшей мере, один элемент задержки с укорачиванием импульсов, который уменьшает ширину измеренного импульса на время dT. В одной реализации применяется асинхронный счетчик для определения числа циклов, необходимых для пропадания импульса.
Хотя сжатие импульсов может обеспечить относительно подходящую линейность и низкое потребление энергии, время преобразования Tc для наихудшего случая является функцией максимальной ширины Tmax импульса, подлежащего преобразованию, и временного разрешения dT:
Уравнение 1
T c = T max 2 d T
Figure 00000001
 .
Например, если Tmax составляет 10 наносекунд (нс), и dT=10 пикосекунд (пс), то время преобразования для наихудшего случая будет составлять около 10 микросекунд (мкс). Столь продолжительные времена преобразования не допустимы в TOF PET-системах и других высокоскоростных системах.
Следовательно, остается потребность в создании усовершенствованного TDC для применения в аппаратуре для TOF PET и других областях применения, в частности, когда требуются относительно высокое временное разрешение и короткие времена преобразования.
Аспекты настоящего изобретения касаются данных и других вопросов. В соответствии с одним аспектом, устройство для регистрации излучения содержит сцинтиллятор, который порождает сцинтилляционные фотоны в ответ на полученные фотоны излучения, и фотоприемник, оптически связанный со сцинтиллятором. Фотоприемник
формирует сигнал фотоприемника в ответ на сцинтилляционные фотоны. Устройство содержит также детектор первого сигнала, который генерирует (формирует) первый выходной сигнал, если сигнал фотоприемника удовлетворяет критерию первого сигнала, детектор второго сигнала, который формирует второй выходной сигнал, если сигнал фотоприемника удовлетворяет критерию второго сигнала, и детектор сигнала излучения, который оценивает первый и второй выходные сигналы для распознавания сигналов фотоприемников, показывающих излучение, полученное сцинтиллятором.
В соответствии с другим аспектом, способ содержит этапы получения сигналов из детектора гамма-излучения и оценки полученных сигналов для распознавания возможных сигналов детектора. Возможные сигналы детектора содержат сигналы зарегистрированного гамма-излучения и ложные сигналы. Способ содержит также этапы оценки возможных сигналов детектора для распознавания сигналов зарегистрированного гамма-излучения и отбрасывания ложных сигналов, и формирования выходного сигнала, указывающего, по меньшей мере, что-то одно из измеренной энергии гамма-излучения и измеренного времени регистрации распознанных сигналов детектора.
В соответствии с другим аспектом изобретения, устройство для позитронной эмиссионной томографии содержит множество детекторных каналов. Детекторные каналы содержат детектор, чувствительный к излучению, и средство для оценки выходного сигнала детектора, чтобы распознавать возможные сигналы детектора, при этом возможные сигналы детектора содержат сигналы зарегистрированного гамма-излучения и ложные сигналы. Детекторные каналы содержат также средство для квалификации возможных сигналов детектора, чтобы распознавать сигналы гамма-излучения. Устройство содержит также детектор совпадений, соединенный с возможностью функционирования с детекторными каналами, при этом детектор совпадений распознает квалификационные сигналы детектора, показывающие события позитронной аннигиляции.
В соответствии с другим аспектом изобретения, устройство содержит детектор, чувствительный к гамма-излучению, первое средство, соединенное с возможностью функционирования с детектором, чувствительным к излучению, для селективного распознавания и квалификации возможных сигналов детектора, показывающих гамма-излучение, полученное детектором, чувствительным к гамма-излучению, и средство преобразования время - цифровой код с укорачиванием импульсов, соединенное с возможностью функционирования с первым средством, для формирования данных временной метки, которые помечают время регистрации квалифицированных сигналов детектора.
В соответствии с еще одним аспектом, способ преобразования время - цифровой код содержит этапы получения сигнала, подлежащего измерению, и деления периода времени измерения на множество субпериодов, при этом каждый субпериод содержит ширину. Способ содержит также этап укорачивания ширины сигнала на величину, которая соответствует ширине, по меньшей мере, одного из субпериодов, этап измерения ширины укороченного сигнала и этап использования величины и измеренной ширины для определения ширины сигнала.
В соответствии с другим аспектом, устройство для измерения ширины сигнала содержит средство для деления периода времени измерения на множество субпериодов, при этом каждый субпериод содержит ширину. Устройство содержит также средство для укорачивания ширины сигнала на величину, которая соответствует ширине, по меньшей мере, одного из субпериодов, средство для измерения ширины укороченного сигнала и средство для использования величины и измеренной ширины для вычисления ширины сигнала.
Кроме того, дополнительные аспекты настоящего изобретения будут очевидны специалистам со средним уровнем компетентности в данной области техники после прочтения и изучения нижеследующего подробного описания.
Изобретение может быть выполнено в виде различных компонентов и схем расположения компонентов и различных этапов и схем расположения этапов. Чертежи приведены только с целью пояснения предпочтительных вариантов осуществления и не подлежат интерпретации как ограничивающие изобретение.
Фиг. 1 - изображение системы визуализации.
Фиг. 2 - компоненты системы сбора РЕТ-данных.
Фиг. 3А и 3В - порядок работы селективно-фотонной срабатывающей системы.
Фиг. 4 - последовательность операций способа визуализации.
Фиг. 5 - последовательность операций способа временных измерений.
Фиг. 6 - способ временных измерений.
Фиг. 7 - функциональная блок-схема преобразователя время - цифровой код.
Как показано на Фиг. 1, комбинированная РЕТ/СТ-система 100 (система позитронного эмиссионного томографа/компьютерного томографа) содержит секцию 102 РЕТ-гентри и секцию 104 СТ-гентри. Секция 102 РЕТ-гентри содержит, по меньшей мере, одно осевое кольцо детекторов 106, чувствительных к излучению, которые окружают область 108 исследования. Детекторы 106 содержат сцинтилляционный материал 140, который порождает фотоны в ответ на гамма-фотоны, принятые на поверхности упомянутого материала, чувствительной к излучению. Фотоприемники 142, оптически связанные со сцинтиллятором 140, формируют электрические сигналы в ответ на порожденные фотоны. Следовательно, детектор 106 формирует выходные сигналы, показывающие зарегистрированное гамма-излучение. Хотя число и конфигурация детекторов 106 является функцией конструкции системы в целом и других требований, связанных с конкретным применением, следует понимать, что типичная РЕТ-система может содержать около 104 детекторных каналов.
Секция 104 СТ-гентри содержит источник 110 излучения, например рентгеновскую трубку, который поворачивается вокруг области 112 исследования методом СТ (СТ-исследования). Детекторы 114, чувствительные к излучению, регистрируют излучение, которое, после излучения рентгеновским источником, прошло через область 112 исследование.
Секция 102 РЕТ-гентри и секция 104 СТ-гентри предпочтительно находятся вблизи соответствующих им областей 108, 112 исследования, расположенных вдоль общей продольной оси или оси z. Опора 116 для объекта поддерживает подлежащий визуализации объект 118, например пациента. Опора 116 для объекта предпочтительно допускает продольное перемещение согласовано с работой РЕТ/СТ-системы 100, чтобы объект 118 можно было сканировать во множестве положений вдоль продольной оси обеими секциями 102, 104 PET- и СТ-гентри в соответствии с запланированной траекторией сканирования.
Система 122 сбора СТ-данных обрабатывает сигналы из СТ-детекторов 114 для формирования данных, показывающих ослабление излучения вдоль множества линий или лучей через область 112 исследования. Блок 126 СТ-реконструкции выполняет по данным реконструкцию с использованием подходящих алгоритмов реконструкции для формирования данных объемного изображения, показывающих ослабление излучения объектом 118.
Как подробнее поясняется в дальнейшем, система сбора РЕТ-данных содержит множество селективно-фотонных срабатывающих систем 1201, 1202, 1203, 120n. Срабатывающие системы 120, которые соединены с возможностью функционирования с соответствующими детекторными каналами, служат для избирательного распознавания достоверных сигналов детекторов, получаемых от зарегистрированного излучения, и в то же время игнорируют сигналы, которые, вероятнее всего, получены от таких факторов, как шум. В показанном варианте осуществления срабатывающие системы 120 формируют также сигналы, указывающие время, энергию и положение зарегистрированного события. Логическая схема 121 анализа совпадений распознает пары гамма-фотонов, которые регистрируются с совпадением и, следовательно, отражают события аннигиляции.
Блок 129 РЕТ-реконструкции обрабатывает данные событий аннигиляции для формирования объемных данных, показывающих распределение радионуклида в объекте 118, например, с использованием подходящего алгоритма итерационной или аналитической реконструкции. В случае показанной гибридной РЕТ/СТ-системы 100, блок 129 РЕТ-реконструкции использует информацию из СТ-системы для введения поправок на ослабление и других искомых поправок в РЕТ-данные.
Рабочая станция обслуживает операторскую консоль 128. Консоль 128 содержит удобочитаемые устройства вывода, например монитор или дисплей, и устройства ввода, например клавиатуру и мышь. Резидентное программное обеспечение консоли 128 позволяет оператору просматривать и иначе манипулировать данными объемных изображений, формируемыми блоками 129, 126 PET- и СТ-реконструкции. Резидентное программное обеспечение консоли 128 позволяет также оператору управлять работой системы 100 посредством установки требуемых протоколов сканирования, запуска и прекращения операций сканирования и другого взаимодействия со сканером 100.
Предусмотрены также варианты системы 100. Так, например, СТ-секцию сканера можно исключить, расположить на расстоянии от секции 102 РЕТ-гентри, или заменить другим средством, например магнитно-резонансным (MR) сканером. Информацию об ослаблении или анатомии можно также формировать с применением источника, работающего на пропускание и связанного с секцией 102 РЕТ-гентри, или получать из другого источника.
На Фиг. 2 изображена примерная селективно-фотонная срабатывающая система 120. Как показано, срабатывающая система 120 реализует многоуровневую срабатывающую систему, содержащую первый 2021 и второй 2022 детекторы или дискриминаторы сигнала, входы которых соединены с возможностью функционирования с, по меньшей мере, одним детекторным каналом. Детекторы 202 сигнала формируют соответствующие выходные сигналы срабатывания, когда соответствующие им условия на входе были удовлетворены. Как показано, детектор 2021 первого сигнала реализован в виде детектора уровня, имеющего первое относительно низкое пороговое значение. Детектор 2022 второго сигнала аналогично реализован в виде детектора уровня, имеющего второе относительно высокое пороговое значение. Хотя показана двухуровневая срабатывающая система, однако, следует понимать, что можно обеспечить дополнительные детекторы 202 сигналов и, следовательно, уровни срабатывания. Предполагается также наличие других условий срабатывания (например, скорость изменения или интеграл детекторного сигнала), кроме уровня, либо одного, либо в комбинации с определением уровня.
В показанной реализации, которая является, в частности, подходящей для применения в связи с TOF РЕТ-системами, в которых особенно важно точное измерение времени регистрации, пороговое значение детектора 2021 первого сигнала устанавливают на уровень, который соответствует на ожидаемый сигнал, сформированный k-м дискретным сцинтилляционным фотоном. В одной реализации первый порог устанавливают равным значению, которое соответствует первому фотону, хотя порог можно установить, чтобы регистрировать второй или другой последующие во времени фотоны. Кроме того, формирование сигнала срабатывания может выполняться не детектором уровня, а может осуществляться по сцинтилляционным фотонам другим способом, например посредством получения сигнала срабатывания по первому фотону с использованием GM-APD (или многопикселного GM-APD). Как принято ожидать, срабатывание по сигналам, возбужденным исходными сцинтилляционными фотонами после регистрации фотона излучения, обычно должно повышать точность измерения времени, в частности, когда изменения или дрожание времени между регистрацией фотона излучения и формированием выходного сигнала детектора 106 относительно невелики. С другой стороны, упомянутый подход обнаруживает тенденцию повышать чувствительность детектора 2021 первого сигнала к шуму или другим ложным событиям. Поэтому пороговое значение детектора 2022 второго сигнала устанавливают на уровень, который можно использовать для подтверждения или квалификации возможных событий, распознаваемых детектором 2021 первого сигнала, в качестве событий, вероятнее всего, вызванных достоверным сигналом фотона. В этом смысле тогда первый сигнал срабатывания можно рассматривать как возможный или единственный сигнал срабатывания на фотон, и второй сигнал срабатывания можно рассматривать как квалифицирующий или отпирающий сигнал срабатывания на фотон.
Логическая схема 204 импульса облучения или срабатывания оценивает выходные сигналы срабатывания из детекторов 202 сигналов в соответствии с, по меньшей мере, одним критерием приема для распознавания сигналов детектора, которые предположительно следуют из достоверных сигналов детектора и при этом игнорируют сигналы, которые предположительно вызваны шумами или другими факторами. Один подходящий критерий приема состоит в определении, следует ли квалифицирующий сигнал срабатывания на фотон за возможным сигналом срабатывания на фотон в пределах временного окна приема. При соблюдении данного условия, сигнал детектора принимается как достоверный сигнал детектора. При несоблюдении сигнал детектора игнорируется, например, пометкой его как недостоверного сигнала.
Выход логической схемы 204 срабатывания, в свою очередь, соединен с системой 206 измерения энергии и системой 208 измерения времени. Система 208 измерения времени формирует выходной сигнал, показывающий энергию зарегистрированного гамма-фотона. Как показано на Фиг. 2, система 206 измерения энергии содержит интегратор 209, таймер 210 и аналого-цифровой преобразователь 212. При получении достоверного сигнала детектора из логической схемы 204 срабатывания таймер 210 предписывает интегратору 209 интегрировать сигнал детектора в течение искомого периода времени интегрирования. Как должно быть очевидно специалистам со средним уровнем компетентности в данной области техники, выходной сигнал интегратора 209 характеризует энергию зарегистрированного гамма-фотона. Выходной сигнал интегратора 209, в свою очередь, оцифровывается аналого-цифровым преобразователем (ADC) 212.
Система 208 измерения времени, например преобразователь время - цифровой код (TDC), формирует данные временной метки, указывающие момент времени, когда зарегистрирован гамма-фотон. Как показано на Фиг. 2, система 208 измерения времени содержит высокоскоростной датчик 214 времени DLL (канала передачи данных), регистр-защелку 216 и декодер 218. После получения достоверного сигнала детектора из логической схемы 204 срабатывания, регистр-защелка 216 фиксирует текущее значение датчика 214 времени. Значение датчика времени декодируется декодером для формирования временной метки фотона.
Идентификатор 224 канала служит для распознавания конкретного канала. Как очевидно, информацию, передаваемую в канале, можно использовать для распознавания физического положения соответствующего детекторного канала и, следовательно, для установления координат соответствующих LORs.
Входная/выходная шина 224 обеспечивает интерфейс связи между срабатывающей системой 120 и остальной частью системы сбора РЕТ-данных. В частности, шина 224 служит для передачи информации, например временных меток, уровней энергии, идентификаторов каналов и т.п., связанной с данным сигналом детектора. Шину 224 можно также использовать для обеспечения управляющей информации, необходимой для управления работой срабатывающей системы 120 и обеспечивающей искомые параметры 120 установки или что-то подобное.
Вход 220 сигнала запрета или блокировки служит для выключения сбора данных при необходимости. В одной реализации сбор данных выключается согласовано с работой гибридного сканера. В случае гибридной PET/MR-системы, например, переменные во времени градиентные магнитные поля и другие сигналы, сформированные в связи с магнитно-резонансным возбуждением и процессом регистрации, могут лишать детекторные сигналы достоверности. Следовательно, может потребоваться, чтобы сбор РЕТ-данных выключался согласовано с упомянутыми сигналами. Вход 220 сигнала запрета (или другой вход) можно использовать также, чтобы задавать преобразование выбранных каналов для ввода в действие соседних логических схем посредством реализации зональной общей схемы срабатывания. Например, может потребоваться, чтобы считывалось некоторое число каналов, соседних с каналом, в котором случилось срабатывание, хотя сами упомянутые соседние каналы, возможно, не формировали сигнал срабатывания.
Калибровочный вход 222 служит для калибровки срабатывающей системы 120, например, посредством калибровки систем измерения энергии 206 и временных интервалов 208, порогов детекторов 202 и т.п. Фактическую калибровку порогов срабатывания можно получать изменением порогов в течение калибровки. Калибровка системы 206 измерения энергии возможна также путем изменения продолжительности и/или амплитуды калибровочного импульса. Хотя входы сигналов запрета 220 и калибровки 222 показаны как отдельные входы, следует понимать, что подходящие управляющие сигналы можно также обеспечить через входную/выходную шину 226.
Контроллер 228 управляет работой срабатывающей системы 120. Контролер можно использовать, чтобы подавать в детекторы 202 пороги срабатывания или другие соответствующие рабочие параметры, токи подмагничивания для управления высокоскоростным датчиком времени и т.п. Контроллер 228 можно также использовать для выполнения таких функций, как инициализация при включении питания, самопроверки и диагностика, обмен данными по шине 226 и т.п.
Срабатывающие системы 120 можно реализовать на основе дискретных или интегральных электронных компонентов или их сочетания. Однако из-за сравнительно большого числа каналов, срабатывающие системы 120 предпочтительно реализовать с использованием, по меньшей мере, одной специализированной интегральной схемы (ASIC). Электронные схемы системы 120, связанные с многочисленными каналами, можно реализовать в виде общей ASIC.
Ниже, со ссылкой на Фиг. 3, приведено дополнительное описание работы детекторов 202 уровня и логической схемы 204 срабатывания в зависимости от примерного сигнала детектора. На Фиг. 3А показан сигнал 302, сформированный детекторным каналом, который содержит фотоприемник 142 в форме GM-APD, оптически связанный со сцинтиллятором 140 из LYSO. Абсцисса отражает время в наносекундах (нс), и ордината указывает амплитуду детекторного сигнала. Пороговое значение детектора 2021 первого сигнала обозначено позицией 304. Пороговое значение детектора 2022 второго сигнала обозначено позицией 306.
Сигнал 302 содержит шумовые сигналы 308, являющиеся следствием темновых счетных импульсов или других шумов. Сигнал 302 содержит также сигнал 310, порожденный 511-кЭв сцинтилляционным событием. Как можно видеть, сигнал 310 характеризуется относительно быстрым временем нарастания и последующим, в общем, экспоненциальным затуханием. Шумовые сигналы 308, которые превышают порог 304 первого уровня, воспринимаются детектором 2021 первого сигнала, который формирует соответствующий однофотонный (SP) или возможный сигнал срабатывания на фотон. Такие сигналы, как достоверный сцинтилляционный сигнал 310, которые превышают второй порог 306, регистрируются детектором 2022 второго сигнала, который формирует квалификационный или отпирающий (EN) сигнал срабатывания.
Как дополнительно показано на Фиг. 3В, после получения возможного сигнала срабатывания на фотон из детектора 2021 первого сигнала, логическая схема 204 срабатывания открывает временное окно 312 приема. Как показано, временное окно приема приблизительно равно 5 нс, однако, возможно использование других окон, в зависимости от характеристик конкретной детекторной системы или других требований, связанных с конкретным применением. Если отпирающий сигнал срабатывания не принимается в пределах временного окна 312 приема, то предполагается, что сигнал детектора вызван шумовым сигналом 308. Если, с другой стороны, квалифицирующий сигнал 314 поступает в течение временного окна 312 приема, то сигнал 310 считается достоверным сигналом от фотона. Шумовые сигналы 308, полученные во время затухания сцинтиллятора, могут быть следствием флуктуаций сцинтилляционного сигнала, темновых импульсов счета или других шумов. Данные сигналы также игнорируются, так как они не пересекают низкий пороговый уровень, или, если пересекают, то никакой отпирающий сигнал срабатывания не принимается в пределах соответствующего временного окна приема.
Следует отметить, что различные пороги и временные окна могут быть динамически регулируемыми. Например, ширина временного окна приема может изменяться в зависимости от времени нарастания сигнала 302 (например, при измерении разности по времени между сигналом детектора и отпирающими сигналами).
В случае достоверного фотона, окончание или предел окна 312 приема используется системой 206 измерения энергии и системой 208 измерения времени для инициирования процесса сбора данных, как показано, в общем, позицией 316. В одной реализации логическая схема 204 срабатывания вынуждает регистр-защелку 216 фиксировать текущее значение датчика времени, которое служит временной меткой для зарегистрированного гамма-фотона. Аналогично, логическая схема 204 срабатывания инициирует интегрирование сигнала детектора, чтобы измерить энергию зарегистрированного гамма-фотона. Конкретное преимущество использования окончания временного окна 312 приема для инициирования процесса сбора данных состоит в простоте реализации, особенно когда временное окно 312 приема имеет постоянное значение. Сбор данных может инициироваться другими способами, например сигналом, выведенным из возможного сигнала срабатывания на фотон, и особенно вторичным сигналом, который находится в известной временной связи с сигналом срабатывания.
В другой реализации регистр-защелка 216 фиксирует или помечает временную метку при получении возможного сигнала срабатывания на фотон. Если отпирающий сигнал срабатывания на фотон принимается в пределах временного окна 312 приема, то логическая схема 204 срабатывания предписывает помечать событие как достоверное и сохранять временную метку. В ином случае временная метка отбрасывается, например, присвоением временной метке или соответствующему событию пометки недостоверных. Аналогично, возможный сигнал срабатывания на фотон также можно использовать для инициирования процесс измерения энергии, и, в данном случае, измерение энергии сохраняют только, если отпирающий сигнал срабатывания на фотон принимается в пределах временного окна приема. Подобная реализация особенно полезна в ситуациях, в которых временное окно 312 приема имеет переменную ширину, например, в случае динамически изменяющегося временного окна приема, описанного выше.
Описание способа визуализации приведено далее со ссылкой на Фиг. 4.
На этапе 400 инициируют PET или другое требуемое исследование.
На этапе 402 контролируют сигнал 302 из детекторного канала.
На этапе 404 распознают возможный сигнал, который может быть следствием достоверного фотона, например, посредством распознавания сигнала, который превышает первый порог 304.
На этапе 406 возможный сигнал квалифицируют, например, посредством определения, превышает ли сигнал 302 второй порог 306 в пределах временного окна 312 приема. Если не превышает, то процесс возвращается на этап 402.
В случае превышения, на этапе 408 получают временную метку, энергию, местоположение канала и/или другие требуемые данные о событии. Как отмечено выше, некоторые или все данные события могут быть измерены прежде, чем сигнал квалифицируют как показывающий зарегистрированный фотон.
На этапе 410 детекторный канал контролируют, пока исследование не завершено.
На этапе 412 выполняют реконструкцию по данным события, чтобы сформировать объемные данные или данные об объемном пространстве, отражающие зарегистрированные события. Хотя этапы 402-408 способа описаны применительно к контролю одного детекторного канала для более понятного объяснения, специалистам со средним уровнем компетентности в данной области техники должно быть очевидно, что обычно будет контролироваться множество детекторных каналов, с использованием данных из различных каналов в процессе реконструкции.
На этапе 414 формируют, по меньшей мере, одно изображение, воспринимаемое человеком и отражающее данные об объемном пространстве.
Предполагается возможность различных альтернативных вариантов. Например, вышеописанные методы применимы также к non-TOF PET (PET без времяпролетных измерений), однофотонной эмиссионной компьютерной томографии (SPECT) и другим медицинским и немедицинским задачам, которые требуют точной регистрации сигнала в присутствии шумов. Методы применимы также, в общем, к детекторам импульсов или сигналов, которые получают данные с временной меткой. Примеры включают в себя регистрацию ионизирующего или неионизирующего излучения, например, в экспериментах по физике высоких энергий, в ходе которых измеряется время пролета между опорным сигналом срабатывания и зарегистрированными сцинтилляционными импульсами (ливнями), и при определении дистанций по лазерному дальномеру. В зависимости от требований, связанных с конкретным применением, возможно отсутствие одного или обоих из измерений энергии и временной метки. Предусмотрена возможность выполнения других измерений.
Хотя точность измерений временных интервалов обычно оказывается выше с детекторами, обладающими относительно быстрым временем срабатывания и относительно низким временным дрожанием, предполагается возможность применения других детекторов и конфигураций детекторов, в зависимости от требований к скорости, чувствительности, энергии и других требований, связанных с конкретным применением. APD, например, можно применять в рабочем режиме, отличающемся от режима Гейгера. Фотоприемники 142 также можно выполнять с использованием фотоэлектронных умножителей (ФЭУ), многоанодных ФЭУ или других светочувствительных устройств. Возможно применение других сцинтилляционных материалов 140, включая, но без ограничения LSO, LaBr, GSO (силикат гадолиния) и BGO (оксид висмута и германия). В качестве еще одной альтернативы возможно использование полупроводниковых детекторов и других детекторов прямого преобразования.
Кроме того, системы измерения энергии 206 и времени 208 могут быть выполнены с применением других подходящих методов. Другая альтернативная реализация системы 208 использует иерархический метод уменьшения ширины импульсов для укорачивания ширины импульса или сигнала, подлежащего измерению. Уменьшение ширины импульсов очень хорошо подходит для укорачивания импульсов или другим методам измерения времени, в которых время преобразования является функцией максимальной ширины импульса.
Данный способ описан ниже в связи с Фиг. и 5 и 6. На этапе 502, период Tmax времени измерения, который соответствует максимальной ожидаемой ширине сигнала, подлежащего измерению, делят на N субпериодов, где N является целым числом больше единицы. Хотя число и длительность субпериодов могут быть произвольными, число N субпериодов целесообразно устанавливать из соотношения:
Уравнение 2
N=2x,
где х означает целое число, большее или равное единице. Аналогично, ширину Tw субпериодов можно установить из соотношения:
Уравнение 3
T w = T max N .
Figure 00000002
С другой стороны, деление периода времени измерения можно выразить как многоуровневое иерархическое разложение периода Tmax времени измерения на Н уровней, где Н является целым числом, большим или равным 1.
Неограничивающий пример подобной схемы представлен на Фиг. 6, на которой период Tmax времени измерения имеет ширину 100 условных единиц (УЕ) времени. Как показано, период времени разбит на четыре (4) субпериода n, каждый с шириной 25 УЕ. С другой стороны, разбиение на субпериоды можно рассматривать как двухуровневое (2-уровневую) бинарное иерархическое разложение (т.е. при Н=2) периода времени измерения.
Подлежащий измерению сигнал 602, имеющий произвольную ширину Тр по времени, получают на этапе 504. В примере на Фиг. 6 измеряемый сигнал имеет ширину Тр, равную 70 УЕ.
На этапе 506 выполняют общее измерение времени для определения субпериода n, который соответствует ширине Тр измеренного сигнала. Согласно другой формулировке, ширину измеренного сигнала уменьшают на величину, которая соответствует ширине, по меньшей мере, одного субпериода. В показанном примере ширина Тр измеренного сигнала находится в пределах третьего субпериода (т.е. n=2).
На этапе 508 измеряют участок Tm измеренного сигнала 602, находящийся в пределах найденного субпериода. В одной реализации ширину измеряют с использованием метода укорачивания импульсов. Как показано на Фиг. 6, измеренный участок Tm составляет 20 УЕ от начала третьего субпериода. С другой стороны, измеренный участок Tm составляет 5 УЕ от конца третьего субпериода.
На этапе 510, найденный субпериод n и найденный участок Tm используют для вычисления ширины Тр измеренного сигнала. Когда субпериоды имеют одинаковую ширину, ширину Тр измеренного сигнала можно определить из соотношения:
Уравнение 4
Тр=((n-1)×Tw)+Tm,
где Tm выражено при отсчете от начала субпериода. В примере на Фиг. 6, в таком случае, ширина Тр измеренного сигнала равна ((2-1)×25)+20=70 УЕ. Уравнение 5 выражает ширину Тр измеренного сигнала в зависимости от периода Tmax времени измерения:
Уравнение 5
Тр=Tmax-((N-n)×Tw)+Tm,
где Tm также выражено при отсчете от начала субпериода. Уравнения 4 и 5 можно легко обобщить на случай субпериодов, имеющих неравные значения ширины, или на случай Tm с отсчетом от конца субпериода.
Как должно быть очевидно, описанный метод сокращает время преобразования в 4H раз по сравнению с обычным укорачивающим импульсы преобразователем.
На Фиг. 7 показана примерная система 700 TDC, в которой N=2, Tw=0,5×Tmax, и Н=1. Как показано, система 700 TDC содержит линию 702 задержки с отводом, первый 7041 и второй 7042 преобразователи время - цифровой код, и первую логическую функцию 7061 И.
Линия 702 задержки имеет ширину Tmax и содержит отвод в точке 708, которая соответствует времени Tmax/2 или половине максимальной ширины импульса. Первая логическая функция 7061 И подсоединена ко входу 710 линии задержки и средней точкой 708.
Преобразователи 704 время - цифровой код являются укорачивающими импульсы TDC, предназначенными для импульсов, имеющих максимальную длительность Tmax/2. Первый преобразователь 7041 время - цифровой код подсоединен к выходу первой логической функции 706 И. Второй преобразователь время - цифровой код подсоединен к выходу линии 702 задержки.
В одной реализации укорачивающие импульсы преобразователи 704 содержат линию задержки обратной связи, содержащую асимметричный инвертирующий элемент. Асимметричный инвертирующий элемент обладает немного различающимися временами нарастания и спада, что уменьшает ширину входного импульса на время dT. Асинхронный счетчик считает число циклов, которые необходимы для пропадания импульса. Следует отметить, что возможно также использование других подходящих реализаций преобразователей время - цифровой код, с укорачиваем импульсов или иных.
Во время работы измеряемый сигнал 602, имеющий неизвестную ширину Тр, принимается на входе 710 линии 702 задержки. Если сигнал 602 имеет ширину больше чем Tmax/2 (т.е. n=1), то укороченный импульс с шириной Тр-Tmax/2 будет передан в первый преобразователь 7041 время - цифровой код, и его выходной сигнал будет служить для определения Tm. Если импульс короче чем Tmax/2 (т.е. n=0), то первый преобразователь 7041 время - цифровой код, второй преобразователь 7042 время - цифровой код получат укороченный импульс, и выходной сигнал второго будет служить для определения Tm. Следует отметить, что для удобства пояснения не упоминаются арифметические функции и различные функции управления, используемые для выполнения необходимых вычислений. Хотя показано использование двух субпериодов, возможна также реализация с, по меньшей мере, тремя субпериодами.
Поскольку подобласти не перекрываются, то показанная система 700 будет обладать кусочно-линейной характеристикой для подобластей Тр<0,5Tmax и Тр>0,5Tmax. Однако различия между преобразователями 704, а также влияние линии 702 задержки и функции 706 и могут сказаться на согласовании подобластей, например привести к рассогласованию в точке перехода между подобластями и различию коэффициентов усиления или наклонов в разных подобластях. В схеме коррекции после измерения необходимые поправки на смещение и коэффициент усиления для различных подобластей хранятся в калибровочной таблице или ином виде в подходящей памяти. В схеме коррекции с выравниванием задержки, коэффициент(ы) усиления можно калибровать посредством подстройки временного разрешения dT различных преобразователей 704. Смещение(ия) между подобластями можно скорректировать вставкой настраиваемых элементов задержки в линию задержки. Элементы задержки настраивают для обеспечения общей точки перехода между требуемыми подобластями.
Как показано на Фиг. 7, один преобразователь 704 применяется на каждом уровне Н иерархического разложения. Число преобразователей 704 можно уменьшить мультиплексированием преобразователей из различных подобластей, например, путем применения по одному преобразователю 704 на каждом иерархическом уровне и соответственным мультиплексированием преобразователей. Кроме того, на одной и той же линии задержки можно реализовать иерархию с различными уровнями и тем самым сократить ее потребность в площади.
Выше изобретение описано на примере предпочтительных вариантов осуществления. Специалисты смогут создать модификации и внести изменения после прочтения и изучения вышеприведенного подробного описания. Предполагается, что изобретение следует интерпретировать как охватывающее все упомянутые модификации и изменения, насколько они находятся в пределах притязаний прилагаемой формулы изобретения или ее эквивалентов.

Claims (18)

1. Устройство регистрации излучения, содержащее:
сцинтиллятор, который генерирует сцинтилляционные фотоны в ответ на полученные фотоны излучения;
фотоприемник, оптически связанный с сцинтиллятором, и который генерирует сигналы фотоприемника в ответ на сцинтилляционные фотоны;
детектор первого сигнала, который генерирует первый выходной сигнал, если сигнал фотоприемника удовлетворяет первому критерию сигнала;
причем критерий первого сигнала распознает сигнал фотоприемника как показывающий первоначальные во времени сцинтилляционные фотоны, генерируемые сцинтиллятором в ответ на полученные фотоны излучения;
детектор второго сигнала, который генерирует второй выходной сигнал, если сигнал фотоприемника альтернативно удовлетворяет критерию второго сигнала, причем критерий второго сигнала распознает сигнал фотоприемника как показывающий последующие во времени сцинтилляционные фотоны, генерируемые сцинтиллятором в ответ на полученные фотоны излучения; и
детектор сигнала излучения, который оценивает первый и второй выходные сигналы для определения того, получен ли второй выходной сигнал в пределах временного окна приема, причем полученный первый выходной сигнал определяет начальную точку временного окна приема, и если второй выходной сигнал получен в пределах временного окна приема, детектор сигнала излучения распознает сигналы фотоприемника, показывающие излучение, полученное сцинтиллятором; и если второй выходной сигнал не получен в пределах временного окна приема, детектор сигнала излучения не распознает сигналы фотоприемника, показывающие излучение, полученное сцинтилятором.
2. Устройство по п. 1, в котором критерий первого сигнала включает в себя порог первого уровня, и критерий второго сигнала включает в себя порог второго уровня, и при этом абсолютное значение второго порога больше, чем абсолютное значение первого порога.
3. Устройство по п. 1, в котором фотоприемник генерирует темновые счетные импульсы, и при этом детектор сигнала излучения отбрасывает сигналы фотоприемника, происходящие от темновых счетных импульсов, генерируемых фотоприемником.
4. Устройство по п. 1, в котором детектор сигнала излучения определяет, генерируется ли второй выходной сигнал в пределах временного окна приема после формирования первого выходного сигнала.
5. Устройство по п. 1, дополнительно включающее в себя систему измерения времени, функционально соединенную с детектором сигнала излучения, при этом система измерения времени генерирует временные метки, указывающие распознанные сигналы фотоприемника.
6. Устройство по п. 5, в котором временная метка является моментом времени, в который выходной сигнал фотоприемника удовлетворяет критерию первого сигнала.
7. Устройство по п. 5, в котором система измерения времени включет в себя средство сокращения ширины импульса для укорачивания ширины измеряемого импульса.
8. Устройство по п. 7, дополнительно включающее в себя преобразователь время - цифровой код с укорачиванием импульсов, который измеряет ширину укороченного импульса.
9. Устройство по п. 1, дополнительно включающее в себя систему измерения энергии, функционально соединенную с детектором сигнала излучения, при этом система измерения энергии измеряет избирательно распознанные выходные сигналы фотоприемника для формирования сигнала, указывающего полученные фотоны излучения.
10. Устройство по п. 1, дополнительно содержащее TOF РЕТ-систему (систему времяпролетной позитронной эмиссионной томографии).
11. Способ регистрации излучения, содержащий этапы, на которых:
генерируют сцинтилляционные фотоны в ответ на полученные фотоны излучения;
генерируют сигналы фотоприемника в ответ на сцинтилляционные фотоны;
генерируют первый выходной сигнал, если сигнал фотоприемника удовлетворяет критерию первого сигнала, причем критерий первого сигнала распознает сигнал фотоприемника, показывающий первоначальные во времени сцинтилляционные фотоны, генерируемые сцинтиллятором в ответ на полученные фотоны излучения;
генерируют второй иной выходной сигнал, если сигнал фотоприемника удовлетворяет критерию второго иного сигнала, причем критерий второго сигнала распознает сигнал фотоприемника, показывающий последующие во времени сцинтилляционные фотоны, генерируемые сцинтиллятором в ответ на те же полученные фотоны излучения; и
оценивают первый и второй выходные сигналы для определения того, получен ли второй выходной сигнал в пределах временного окна приема, причем полученный первый выходной сигнал определяет начальную точку временного окна приема, и если второй выходной сигнал получен в пределах временного окна приема, распознают сигналы фотоприемника, показывающие излучение, полученное сцинтиллятором; при этом если второй выходной сигнал не получен в пределах временного окна приема, не распознают сигналы фотоприемника, показывающие излучение, полученное сцинтиллятором.
12. Способ по п. 11, в котором детектор излучения включает в себя лавинный фотодиод, работающий в режиме Гейгера, и при этом ложные сигналы содержат темновые счетные импульсы, создаваемые лавинным фотодиодом.
13. Способ по п. 11, в котором зарегистрированное гамма-излучение включает в себя гамма-фотоны, указывающие на события позитронной аннигиляции.
14. Способ по п. 11, содержащий этапы, на которых:
измеряют характеристику возможного сигнала;
используют измеренную характеристику для настройки второго порога.
15. Способ по п. 11, в котором значение первого порога также соответствует шумовому выходному сигналу детектора.
16. Способ по п. 11, в котором этап оценки возможных сигналов детектора заключается в том, что
устанавливают временное окно приема после распознавания возможного сигнала;
оценивают характеристику сигнала детектора в течение временного окна приема.
17. Способ по п. 16, в котором временное окно приема составляет приблизительно 5 нс.
18. Устройство для позитронной эмиссионной томографии, содержащее:
средство для генерации сцинтилляционных фотонов в ответ на полученные фотоны излучения;
средство для генерации сигналов фотоприемника в ответ на сцинтилляционные фотоны;
средство для генерации первого выходного сигнала, если сигнал фотоприемника удовлетворяет критерию первого сигнала, причем критерий первого сигнала распознает сигнал фотоприемника, показывающий первоначальные во времени сцинтилляционные фотоны, генерируемые сцинтиллятором в ответ на полученные фотоны излучения;
средство для генерации второго выходного сигнала, если сигнал фотоприемника удовлетворяет критерию второго сигнала, причем критерий второго сигнала распознает сигнал фотоприемника, показывающий последующие во времени сцинтилляционные фотоны, генерируемые сцинтиллятором в ответ на полученные фотоны излучения; и
средство оценки первого и второго выходных сигналов для определения того, получен ли второй выходной сигнал в пределах временного окна приема, причем полученный первый выходной сигнал определяет начальную точку временного окна приема, и если второй выходной сигнал получен в пределах временного окна приема, распознают сигналы фотоприемника, показывающие излучение, полученное сцинтиллятором; при этом, если второй выходной сигнал не получен в пределах временного окна приема, не распознают сигналы фотоприемника, показывающие излучение, полученное сцинтиллятором.
RU2011140529/28A 2006-07-28 2011-10-05 Времяпролетные измерения в позитронной эмиссионной томографии RU2581724C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US82061506P 2006-07-28 2006-07-28
US60/820,615 2006-07-28

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009107103/28A Division RU2442189C2 (ru) 2006-07-28 2007-07-18 Времяпролетные измерения в позитронной эмиссионной томографии

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011140529A RU2011140529A (ru) 2013-04-10
RU2581724C2 true RU2581724C2 (ru) 2016-04-20

Family

ID=39563134

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009107103/28A RU2442189C2 (ru) 2006-07-28 2007-07-18 Времяпролетные измерения в позитронной эмиссионной томографии
RU2011140529/28A RU2581724C2 (ru) 2006-07-28 2011-10-05 Времяпролетные измерения в позитронной эмиссионной томографии

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009107103/28A RU2442189C2 (ru) 2006-07-28 2007-07-18 Времяпролетные измерения в позитронной эмиссионной томографии

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8164063B2 (ru)
EP (1) EP2049917B1 (ru)
JP (1) JP5421102B2 (ru)
CN (2) CN101600972B (ru)
RU (2) RU2442189C2 (ru)
WO (1) WO2008079445A2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU215816U1 (ru) * 2022-10-13 2022-12-28 Общество с ограниченной ответственностью "Высокотехнологичные алмазные устройства" Устройство для регистрации заряженных частиц

Families Citing this family (65)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8565860B2 (en) 2000-08-21 2013-10-22 Biosensors International Group, Ltd. Radioactive emission detector equipped with a position tracking system
US8909325B2 (en) 2000-08-21 2014-12-09 Biosensors International Group, Ltd. Radioactive emission detector equipped with a position tracking system and utilization thereof with medical systems and in medical procedures
US8489176B1 (en) 2000-08-21 2013-07-16 Spectrum Dynamics Llc Radioactive emission detector equipped with a position tracking system and utilization thereof with medical systems and in medical procedures
US8586932B2 (en) 2004-11-09 2013-11-19 Spectrum Dynamics Llc System and method for radioactive emission measurement
WO2005067383A2 (en) 2004-01-13 2005-07-28 Spectrum Dynamics Llc Multi-dimensional image reconstruction
US9040016B2 (en) 2004-01-13 2015-05-26 Biosensors International Group, Ltd. Diagnostic kit and methods for radioimaging myocardial perfusion
US7968851B2 (en) 2004-01-13 2011-06-28 Spectrum Dynamics Llc Dynamic spect camera
US8571881B2 (en) 2004-11-09 2013-10-29 Spectrum Dynamics, Llc Radiopharmaceutical dispensing, administration, and imaging
US9470801B2 (en) 2004-01-13 2016-10-18 Spectrum Dynamics Llc Gating with anatomically varying durations
EP1778957A4 (en) 2004-06-01 2015-12-23 Biosensors Int Group Ltd OPTIMIZING THE MEASUREMENT OF RADIOACTIVE EMISSIONS IN SPECIFIC BODY STRUCTURES
EP1827505A4 (en) 2004-11-09 2017-07-12 Biosensors International Group, Ltd. Radioimaging
US8000773B2 (en) 2004-11-09 2011-08-16 Spectrum Dynamics Llc Radioimaging
US8615405B2 (en) 2004-11-09 2013-12-24 Biosensors International Group, Ltd. Imaging system customization using data from radiopharmaceutical-associated data carrier
US9943274B2 (en) 2004-11-09 2018-04-17 Spectrum Dynamics Medical Limited Radioimaging using low dose isotope
US9316743B2 (en) 2004-11-09 2016-04-19 Biosensors International Group, Ltd. System and method for radioactive emission measurement
WO2008059489A2 (en) 2006-11-13 2008-05-22 Spectrum Dynamics Llc Radioimaging applications of and novel formulations of teboroxime
US8837793B2 (en) 2005-07-19 2014-09-16 Biosensors International Group, Ltd. Reconstruction stabilizer and active vision
US8644910B2 (en) 2005-07-19 2014-02-04 Biosensors International Group, Ltd. Imaging protocols
US8894974B2 (en) 2006-05-11 2014-11-25 Spectrum Dynamics Llc Radiopharmaceuticals for diagnosis and therapy
US8039559B2 (en) * 2006-07-06 2011-10-18 Dsm Ip Assets B.V. Unsaturated polyester resin or vinyl ester resin compositions
WO2008075362A2 (en) 2006-12-20 2008-06-26 Spectrum Dynamics Llc A method, a system, and an apparatus for using and processing multidimensional data
US8521253B2 (en) 2007-10-29 2013-08-27 Spectrum Dynamics Llc Prostate imaging
WO2009112962A2 (en) 2008-03-13 2009-09-17 Koninklijke Philips Electronics N.V. Low-power tdc-adc and anger logic in radiation detection applications
US8017915B2 (en) 2008-03-14 2011-09-13 Reflexion Medical, Inc. Method and apparatus for emission guided radiation therapy
US8065102B2 (en) * 2008-08-28 2011-11-22 Advantest Corporation Pulse width measurement circuit
JP2010169674A (ja) * 2008-12-26 2010-08-05 Tohoku Univ 放射線検出器
US8338788B2 (en) 2009-07-29 2012-12-25 Spectrum Dynamics Llc Method and system of optimized volumetric imaging
WO2011117990A1 (ja) * 2010-03-25 2011-09-29 独立行政法人放射線医学総合研究所 Ｐｅｔ装置における同時計数判定方法及び装置
KR101169708B1 (ko) * 2010-04-26 2012-07-30 서강대학교산학협력단 큰 면적을 가진 마이크로셀로 구성된 ｇａｐｄ를 이용한 ｐｅｔ 검출기 모듈
JP5751944B2 (ja) * 2010-06-16 2015-07-22 株式会社東芝 Ｔｏｆ―ｐｅｔ装置、検出器リング、及び検出器
US9025019B2 (en) 2010-10-18 2015-05-05 Rockwell Automation Technologies, Inc. Time of flight (TOF) sensors as replacement for standard photoelectric sensors
US8222607B2 (en) * 2010-10-29 2012-07-17 Kabushiki Kaisha Toshiba Apparatus for time to digital conversion
CN102670232B (zh) * 2011-03-11 2015-01-28 株式会社东芝 正电子发射计算机断层摄影装置、以及通过它执行的方法
CN103460072B (zh) 2011-04-05 2016-05-18 皇家飞利浦有限公司 具有改进的时间精度的利用时间数字转换的探测器阵列
CN102262238B (zh) * 2011-04-19 2014-07-23 苏州瑞派宁科技有限公司 一种提取闪烁脉冲信息的方法及装置
US8446308B2 (en) * 2011-04-21 2013-05-21 Kabushiki Kaisha Toshiba Apparatus for detection of a leading edge of a photo sensor output signal
US9176241B2 (en) * 2011-08-03 2015-11-03 Koninklijke Philips N.V. Position-sensitive readout modes for digital silicon photomultiplier arrays
CN103917898B (zh) * 2011-10-12 2016-09-14 皇家飞利浦有限公司 ToF-DOI探测器阵列的建模
FR2983590B1 (fr) * 2011-12-06 2014-06-27 Imacisio Procede de calcul de temps d'interaction d'un photon gamma avec un cristal scintillateur, dispositif et systeme de tep mettant en œuvre le procede
US9322940B2 (en) * 2012-02-28 2016-04-26 Koninklijke Philips N.V. Method and system for synchronizing positron emission tomography (PET) detector modules
US9513386B2 (en) * 2012-11-19 2016-12-06 Petsys—Medical Pet Imaging Systems, S.A. Reading device and method for measuring energy and flight time using silicon photomultipliers
WO2014135465A1 (en) * 2013-03-08 2014-09-12 Koninklijke Philips N.V. Timestamping detected radiation quanta
PL229380B1 (pl) 2013-08-30 2018-07-31 Univ Jagiellonski System akwizycji pomiarowych danych tomograficznych
EP2871496B1 (en) * 2013-11-12 2020-01-01 Samsung Electronics Co., Ltd Radiation detector and computed tomography apparatus using the same
CN104639123B (zh) * 2013-11-14 2017-08-25 苏州瑞派宁科技有限公司 闪烁脉冲越过阈值的时间点获取方法及装置
JP5978266B2 (ja) * 2014-09-03 2016-08-24 浜松ホトニクス株式会社 時間計測装置、時間計測方法、発光寿命計測装置、及び発光寿命計測方法
US9606245B1 (en) 2015-03-24 2017-03-28 The Research Foundation For The State University Of New York Autonomous gamma, X-ray, and particle detector
CN105629289B (zh) * 2015-12-29 2019-04-02 深圳大学 用于飞行时间测量***的重合信号产生方法和***
WO2018093933A1 (en) 2016-11-15 2018-05-24 Reflexion Medical, Inc. System for emission-guided high-energy photon delivery
US10768224B2 (en) * 2016-12-23 2020-09-08 Fei Company High frequency lock-in thermography using single photon detectors
WO2018183748A1 (en) 2017-03-30 2018-10-04 Reflexion Medical, Inc. Radiation therapy systems and methods with tumor tracking
JP7057630B2 (ja) * 2017-06-23 2022-04-20 浜松ホトニクス株式会社 放射線検出装置
EP3478179A4 (en) * 2017-06-30 2019-06-26 Shanghai United Imaging Healthcare Co., Ltd. SYSTEM AND METHOD FOR PET IMAGING
US10282871B2 (en) 2017-07-10 2019-05-07 Shanghai United Imaging Healthcare Co., Ltd. Systems and methods for pet image reconstruction
EP3651851B1 (en) 2017-07-11 2023-11-08 RefleXion Medical, Inc. Methods for pet detector afterglow management
WO2019019197A1 (en) * 2017-07-28 2019-01-31 Shenzhen United Imaging Healthcare Co., Ltd. DETECTION DEVICE FOR POSITRON EMISSION TOMOGRAPHY
EP3664712A4 (en) 2017-08-09 2021-05-05 RefleXion Medical, Inc. SYSTEMS AND METHODS FOR ERROR DETECTION IN EMISSION-GUIDED RADIATION THERAPY
WO2019099551A1 (en) 2017-11-14 2019-05-23 Reflexion Medical, Inc. Systems and methods for patient monitoring for radiotherapy
CN110215619B (zh) * 2018-03-03 2022-03-08 彭浩 质子智能在线监测***
CN110432922B (zh) * 2019-08-07 2022-11-18 广东明峰医疗科技有限公司 一种提高pet***时间校准精度的方法
CN111080737B (zh) * 2019-12-20 2023-05-26 沈阳智核医疗科技有限公司 图像重建方法、装置及pet扫描***
WO2021180927A1 (en) 2020-03-12 2021-09-16 Analog Devices International Unlimited Company Delay locked loops with calibration for external delay
CN111487666B (zh) * 2020-05-09 2022-08-19 中国科学院高能物理研究所 正电子湮没角关联测量方法
CN113456094B (zh) * 2021-07-02 2023-11-21 戴建荣 一种时间同步方式采集端口图像方法
US11733405B1 (en) * 2022-05-12 2023-08-22 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. System for timing pickoff of qualified signals

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5880469A (en) * 1995-01-31 1999-03-09 Miller; Thomas Gill Method and apparatus for a directional neutron detector which discriminates neutrons from gamma rays
US5943388A (en) * 1996-07-30 1999-08-24 Nova R & D, Inc. Radiation detector and non-destructive inspection
RU2164081C2 (ru) * 1999-04-27 2001-03-20 Кванта Вижн, Инк. Устройство для малоугловой рентгеновской томографии
US6737627B2 (en) * 1999-03-31 2004-05-18 The Regents Of The University Of California Multi-channel detector readout method and integrated circuit
US20040188623A1 (en) * 2003-03-25 2004-09-30 Cti Pet Systems, Inc. Baseline correction in PET utilizing continuous sampling ADCs to compensate for DC and count rate errors
US6946660B2 (en) * 2001-10-03 2005-09-20 Orbotech Medical Solutions Ltd. Two-dimensional radiation detector

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5920881A (ja) * 1982-07-28 1984-02-02 Shimadzu Corp シンチレーションカメラ
JP3532942B2 (ja) * 1993-08-04 2004-05-31 浜松ホトニクス株式会社 放射線位置検出装置
US5591967A (en) * 1994-10-11 1997-01-07 Halliburton Company Method and apparatus for determining neutron detector operability using gamma ray sources
BR9510290A (pt) * 1994-12-23 1997-11-11 Digirad Câmera de raios gama semicondutores e sistema médico de formação de imagens
TW350168B (en) * 1997-05-30 1999-01-11 Nat Science Council Signal processor
US6858847B1 (en) * 1998-10-08 2005-02-22 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Circuit and method for energy discrimination of coincident events in coincidence detecting gamma camera system
US6288587B1 (en) * 1999-04-07 2001-09-11 National Science Council Of Republic Of China CMOS pulse shrinking delay element with deep subnanosecond resolution
JP4659962B2 (ja) * 2000-10-04 2011-03-30 株式会社東芝 核医学診断装置
US6803579B2 (en) * 2001-09-28 2004-10-12 General Electric Company Technique for removal of picket fence effect in PET imaging systems
US7012248B2 (en) * 2002-04-10 2006-03-14 The Johns Hopkins University Time of flight system on a chip
ATE355538T1 (de) * 2003-06-16 2006-03-15 Koninkl Philips Electronics Nv Detektor für zeitklassifizierung von ereignissen
US7880780B2 (en) 2004-08-03 2011-02-01 Ralf Widenhorn Sensor apparatus and method for noise reduction
JP2006266996A (ja) * 2005-03-25 2006-10-05 Hitachi Ltd γ線の同時計数方法、画像作成方法及び核医学診断装置
JP3818317B1 (ja) * 2005-09-30 2006-09-06 株式会社日立製作所 核医学診断装置及び核医学診断装置における放射線検出器の識別方法
US20070131866A1 (en) * 2005-12-14 2007-06-14 General Electric Company Activated alkali metal rare earth halides and articles using same

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5880469A (en) * 1995-01-31 1999-03-09 Miller; Thomas Gill Method and apparatus for a directional neutron detector which discriminates neutrons from gamma rays
US5943388A (en) * 1996-07-30 1999-08-24 Nova R & D, Inc. Radiation detector and non-destructive inspection
US6737627B2 (en) * 1999-03-31 2004-05-18 The Regents Of The University Of California Multi-channel detector readout method and integrated circuit
RU2164081C2 (ru) * 1999-04-27 2001-03-20 Кванта Вижн, Инк. Устройство для малоугловой рентгеновской томографии
US6946660B2 (en) * 2001-10-03 2005-09-20 Orbotech Medical Solutions Ltd. Two-dimensional radiation detector
US20040188623A1 (en) * 2003-03-25 2004-09-30 Cti Pet Systems, Inc. Baseline correction in PET utilizing continuous sampling ADCs to compensate for DC and count rate errors

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU215816U1 (ru) * 2022-10-13 2022-12-28 Общество с ограниченной ответственностью "Высокотехнологичные алмазные устройства" Устройство для регистрации заряженных частиц

Also Published As

Publication number Publication date
WO2008079445A2 (en) 2008-07-03
EP2049917B1 (en) 2015-04-22
RU2009107103A (ru) 2010-09-10
RU2011140529A (ru) 2013-04-10
JP2009544973A (ja) 2009-12-17
CN102608648A (zh) 2012-07-25
EP2049917A2 (en) 2009-04-22
JP5421102B2 (ja) 2014-02-19
CN101600972A (zh) 2009-12-09
RU2442189C2 (ru) 2012-02-10
WO2008079445A3 (en) 2009-05-07
CN102608648B (zh) 2015-06-03
US20090236532A1 (en) 2009-09-24
US8164063B2 (en) 2012-04-24
CN101600972B (zh) 2012-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2581724C2 (ru) Времяпролетные измерения в позитронной эмиссионной томографии
KR101690318B1 (ko) 디지털 실리콘 광전자증배기들의 시간 분해능을 개선하기 위한 방법
US8598536B2 (en) Apparatus and method for medical imaging
US8884213B2 (en) Energy correction for one-to-one coupled radiation detectors having non-linear sensors
US9541656B2 (en) System and method for compensating temperature gain variation in radiation detectors
US9945965B2 (en) Universal readout for silicon photomultiplier based detectors
RU2489733C2 (ru) Интегрирующий детектор с регистрацией счета
JP5616368B2 (ja) 放射線検出器モジュール、当該モジュールを有するイメージング装置、放射線検出器アレイのドリフト補償方法、当該方法を実行するためのコンピュータ可読媒体
Gola et al. The DLED algorithm for timing measurements on large area SiPMs coupled to scintillators
US9271694B2 (en) System and method of simplifying a direct control scheme for a detector
WO2014173644A1 (en) Detection of radiation quanta using an optical detector pixel array and pixel cell trigger state sensing circuits
US20020145115A1 (en) Readout circuit for a charge detector
JP2020091274A (ja) 放射線検出器
Kim et al. Analog and digital signal processing method using multi‐time‐over‐threshold and FPGA for PET
Son et al. Development and performance evaluation of a time-of-flight positron emission tomography detector based on a high-quantum-efficiency multi-anode photomultiplier tube
US20240210575A1 (en) Time-walk correction using multiple energy measurements
Yi et al. A time-based single transmission-line readout with position multiplexing
Shao et al. Energy and timing measurement of a PET detector with time-based readout electronics
Chu et al. Single-line multi-voltage threshold method for scintillation detectors
JP2024091556A (ja) 装置、およびタイムウォーク補正方法
JP2022184295A (ja) データ処理装置、データ処理方法およびデータ処理プログラム
Barber et al. Photon counting systems for breast imaging

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200719