(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出器信号を読み取るためのチャネル多重化方法であって、
ステップS1:L個の検出器信号をM個のグループに分割するステップであって、各グループにおける検出器の数は、2以上かつN以下であり、a番目のグループにおける前記検出器信号の数は、P(a)であり、
【数１】
0006452827.tif 000005
であり、前記a番目のグループにおけるb番目の検出器信号は、信号(a, b)として識別され、M≧2、N≧2、1≦a≦M、1≦b≦Nである、ステップS1と、
ステップS2:ステップS1における前記検出器各々の出力信号を、行ソース信号および列ソース信号に分割し、前記a番目のグループにおける前記検出器の行ソース信号をともに加算して行信号を形成し、最終的に、前記M個のグループについてのM個の行信号を形成し、前記M個のグループの各々におけるb番目の検出器の前記列ソース信号をともに加算して列信号を形成し、最終的に、N個の列信号を形成するステップS2と、
ステップS3:信号ノードAおよび信号ノードBである2つの信号ノードを含む行信号伝送路を提供し、ステップS2における前記M個の行信号を、前記行信号伝送路における前記信号ノードAと前記信号ノードBとの間の異なる位置へ接続し、前記行信号伝送路における、前記ノードAに対するa番目の行信号からの距離と前記ノードBに対する前記a番目の行信号からの距離との差をD_rowx(a)として識別し、任意の行信号に対応するD_rowxの値を異なるものにするようにD_rowxの値を制御するステップS3と、
ステップS4:信号ノードCおよび信号ノードDである2つの信号ノードを含む列信号伝送路を提供し、ステップS2における前記N個の列信号を、前記列信号伝送路における前記信号ノードCと前記信号ノードDとの間の異なる位置へ接続し、前記列信号伝送路における、前記ノードCに対するb番目の列信号からの距離と前記ノードDに対する前記b番目の列信号からの距離との差をD_rowy(b)として識別し、任意の列信号に対応するD_rowyの値を異なるものにするようにD_rowyの値を制御するステップS4と、
ステップS5:前記出力信号を生成するソース検出器を識別し、前記ノードA、前記ノードB、前記ノードC、および前記ノードDである4つのノードのパルスに基づいて、最終的なパルス情報を獲得するステップS5と、
を含む検出器信号を読み取るためのチャネル多重化方法。
【請求項２】
前記ステップS1において、前記M個のグループの各々における前記検出器の数はNであり、M×N=L、M≧2、N≧2である、請求項1に記載の検出器信号を読み取るためのチャネル多重化方法。
【請求項３】
前記ステップS2において、各行における前記検出器の前記行ソース信号の出力ノードが、前記行についての前記行信号の出力ノードを形成するために直接接続され、各列における前記検出器の前記列ソース信号の出力ノードが、前記列についての前記列信号の出力ノードを形成するために直接接続される、請求項1に記載の検出器信号を読み取るためのチャネル多重化方法。
【請求項４】
前記ステップS2において、前記行信号および前記列信号が加算回路によって獲得される、請求項1に記載の検出器信号を読み取るためのチャネル多重化方法。
【請求項５】
前記ステップS5において、前記ノードA、前記ノードB、前記ノードC、および前記ノードDである前記4つのノードのうちの任意の1つのノードの出力信号が、後続する回路による分析および処理において使用するための、検出器の出力パルスの役割を果たす、請求項1に記載の検出器信号を読み取るためのチャネル多重化方法。
【請求項６】
前記ステップS5において、前記ノードA、前記ノードB、前記ノードC、および前記ノードDである前記4つのノードのうちの少なくとも2つのノードの出力信号がともに加算されて加算信号が形成され、前記加算信号は、後続する回路による分析および処理において使用するための、検出器の出力パルスの役割を果たす、請求項1に記載の検出器信号を読み取るためのチャネル多重化方法。
【請求項７】
前記ステップS5において、4つのグループのパルス情報を各々獲得するために、前記ノードA、前記ノードB、前記ノードC、および前記ノードDである前記4つのノードの出力信号が、後続する回路による分析および処理において使用され、前記4つのグループのパルス情報に基づいて前記最終的なパルス情報が獲得される、請求項1に記載の検出器信号を読み取るためのチャネル多重化方法。
【請求項８】
獲得された前記4つのグループのパルス情報の平均が、前記最終的なパルス情報として採用される、請求項7に記載の検出器信号を読み取るためのチャネル多重化方法。
【請求項９】
前記最終的なパルス情報は、尤度推定方法を使用することによって、前記4つのグループのパルス情報に基づいて獲得される、請求項7に記載の検出器信号を読み取るためのチャネル多重化方法。
【請求項１０】
前記ステップS5において、前記ノードA、前記ノードB、前記ノードC、および前記ノードDである前記4つのノードの各々に信号が到達する時間が測定され、前記信号が前記ノードAに到達する時間と前記信号が前記ノードBに到達する時間との間の時間差が計算され、前記信号が前記ノードCに到達する時間と前記信号が前記ノードDに到達する時間との間の時間差が計算され、前記時間差に基づいて、前記信号のソース行番号とソース列番号とが判定され、前記2つの時間差に基づいて、前記信号を生成する前記ソース検出器が識別される、請求項1に記載の検出器信号を読み取るためのチャネル多重化方法。
【請求項１１】
前記ステップS5において、前記ノードAのパルスと前記ノードBのパルスとの間の差分パルスと、前記ノードCのパルスと前記ノードDのパルスとの間の差分パルスとが、減算回路を使用することによって獲得され、前記ノードAの前記パルスと前記ノードBの前記パルスとの間の前記差分パルスのパルス幅は、前記信号が前記ノードAに到達する前記時間と前記信号が前記ノードBに到達する前記時間との間の前記時間差を表し、前記ノードCの前記パルスと前記ノードDの前記パルスとの間の前記差分パルスのパルス幅は、前記信号が前記ノードCに到達する前記時間と前記信号が前記ノードDに到達する前記時間との間の前記時間差を表す、請求項10に記載の検出器信号を読み取るためのチャネル多重化方法。
【請求項１２】
前記ステップS5において、前記ノードAのパルスと前記ノードBのパルスとの間の差分パルスと、前記ノードCのパルスと前記ノードDのパルスとの間の差分パルスとが、減算回路を使用することによって獲得され、前記ノードAの前記パルスと前記ノードBの前記パルスとの間の前記差分パルスの振幅は、前記信号が前記ノードAに到達する前記時間と前記信号が前記ノードBに到達する前記時間との間の前記時間差を表し、前記ノードCの前記パルスと前記ノードDの前記パルスとの間の前記差分パルスの振幅は、前記信号が前記ノードCに到達する前記時間と前記信号が前記ノードDに到達する前記時間との間の前記時間差を表す、請求項10に記載の検出器信号を読み取るためのチャネル多重化方法。
【請求項１３】
前記ステップS5において、前記信号が前記ノードAに到達する前記時間と前記信号が前記ノードBに到達する前記時間との間の前記時間差がxとして識別され、前記信号が前記ノードCに到達する前記時間と前記信号が前記ノードDに到達する前記時間との間の前記時間差がyとして識別され、確率分布関数g(x, y)が計算され、g(x, y)におけるL個の検出器の位置が、回路構造に基づいて計算され、g(x, y)における異なる検出器の分布領域を区別するために、g(x, y)における隣接した検出器間の境界線が、前記回路構造に基づいて計算される、請求項10に記載の検出器信号を読み取るためのチャネル多重化方法。
【請求項１４】
前記ステップS5において、前記信号が前記ノードAに到達する前記時間と前記信号が前記ノードBに到達する前記時間との間の前記時間差がxとして識別され、前記信号が前記ノードCに到達する前記時間と前記信号が前記ノードDに到達する前記時間との間の前記時間差がyとして識別され、確率分布関数g(x, y)が計算され、g(x, y)におけるL個の検出器の位置が、前記確率分布関数g(x, y)に基づいて計算され、g(x, y)における異なる検出器の分布領域を区別するために、g(x, y)における隣接した検出器間の境界線が、前記確率分布関数g(x, y)に基づいて計算される、請求項10に記載の検出器信号を読み取るためのチャネル多重化方法。
【請求項１５】
前記ステップS5において、前記信号が前記ノードAに到達する前記時間と前記信号が前記ノードBに到達する前記時間との間の前記時間差がxとして識別され、前記信号が前記ノードCに到達する前記時間と前記信号が前記ノードDに到達する前記時間との間の前記時間差がyとして識別され、確率分布関数g(x, y)が計算され、g(x, y)におけるL個の検出器の各々の位置が、回路構造に基づいて計算され、前記検出器の前記位置の周囲のある領域が、g(x, y)における前記検出器の分布領域の役割を果たす、請求項10に記載の検出器信号を読み取るためのチャネル多重化方法。
【請求項１６】
前記ステップS5において、前記信号が前記ノードAに到達する前記時間と前記信号が前記ノードBに到達する前記時間との間の前記時間差がxとして識別され、前記信号が前記ノードCに到達する前記時間と前記信号が前記ノードDに到達する前記時間との間の前記時間差がyとして識別され、確率分布関数g(x, y)が計算され、g(x, y)におけるL個の検出器の各々の位置が、前記確率分布関数g(x, y)に基づいて計算され、前記検出器の前記位置の周囲のある領域が、g(x, y)における前記検出器の分布領域の役割を果たす、請求項10に記載の検出器信号を読み取るためのチャネル多重化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、2015年1月7日に中国特許庁に出願された「CHANNEL MULTIPLEXING METHOD FOR READING DETECTOR SIGNAL」と題された中国特許出願第201510007564.2号に対する優先権を主張するものであり、上記中国特許出願の全体が参照によって本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本開示は、核検出技術および核医学画像化技術の分野に関し、特に、検出器信号を読み取るためのチャネル多重化方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
臨床陽電子放射断層撮影(以下、PETと称される)デバイスには、3万個もの検出器がある。すべての検出器によって生成された電気信号を直接読み取るには、3万個の電子処理チャネルが必要とされる。また、電子チャネルが多数あることは、PET電子システム全体を高価にし、実現を困難にする。
【０００４】
この事例のために、研究者は、検出器信号を読み取るための、チャネル多重化技術の研究開発に注目する。現在、主流のチャネル多重化読取方法は、検出器信号を行および列に配置し、出力信号をレジスタネットワークによって重み付けられた後に読み取ることによって、検出器信号を読み取っている。
【０００５】
レジスタネットワークを使用することによる多重化は、検出器の読取チャネルを効果的に減少させ、過多チャネルの問題を解決し得る。しかしながら、レジスタネットワークを適用する場合、異なる検出器のためのレジスタネットワークの等価抵抗は、信号アクセスポイントの相違により異なるので、最終的には、異なる検出器の出力信号振幅における大きな差分となり、後続する読取回路の、より高いダイナミックレンジが必要となる。また、既存の通常の処理回路は、有限のダイナミックレンジを有し、小さな信号を入力した場合に信号対雑音比が劣る一方、過大な信号を入力した場合に飽和の問題も発生する。したがって、上記の技術的問題を考慮して、前述した欠点を克服し、検出器のチャネルの多重化後、出力信号の過大なダイナミックレンジの問題を効果的に解決するために、検出器信号を読み取るための向上されたチャネル多重化方法を提供することが必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
これを考慮して、本開示の目的は、電子チャネルの使用を減少させ、検出器のチャネルの多重化後、出力信号の過大なダイナミックレンジの問題を効果的に解決し得る、検出器信号を読み取るためのチャネル多重化方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述した目的を達成するために、本開示で提供される技術的解決策は、以下の通りである。
【０００８】
検出器信号を読み取るためのチャネル多重化方法は、
ステップS1:L個の検出器信号をM個のグループに分割するステップであって、各グループにおける検出器の数は、2以上かつN以下であり、a番目のグループにおける検出器信号の数は、P(a)であり、
【数１】
0006452827.tif 000002
であり、a番目のグループにおけるb番目の検出器信号は、信号(a, b)として識別され、M≧2、N≧2、1≦a≦M、1≦b≦Nである、ステップS1と、
ステップS2:ステップS1における検出器各々の出力信号を、行ソース信号および列ソース信号に分割し、a番目のグループにおける検出器の行ソース信号をともに加算して行信号を形成し、最終的に、M個のグループについてのM個の行信号を形成し、M個のグループの各々におけるb番目の検出器の列ソース信号をともに加算して列信号を形成し、最終的に、N個の列信号を形成するステップS2と、
ステップS3:信号ノードAおよび信号ノードBである2つの信号ノードを含む行信号伝送路を提供し、ステップS2におけるM個の行信号を、行信号伝送路における信号ノードAと信号ノードBとの間の異なる位置へ接続し、行信号伝送路における、ノードAに対するa番目の行信号からの距離とノードBに対するa番目の行信号からの距離との差をD_rowx(a)として識別し、任意の行信号に対応するD_rowxの値を異なるものにするようにD_rowxの値を制御するステップS3と、
ステップS4:信号ノードCおよび信号ノードDである2つの信号ノードを含む列信号伝送路を提供し、ステップS2におけるN個の列信号を、列信号伝送路における信号ノードCと信号ノードDとの間の異なる位置へ接続し、列信号伝送路における、ノードCに対するb番目の列信号からの距離とノードDに対するb番目の列信号からの距離との差をD_rowy(b)として識別し、任意の列信号に対応するD_rowyの値を異なるものにするようにD_rowyの値を制御するステップS4と、
ステップS5:信号を生成するソース検出器を識別し、ノードA、ノードB、ノードC、およびノードDである4つのノードのパルスに基づいて、最終的なパルス情報を獲得するステップS5と、を含む。
【０００９】
検出器信号を読み取るための上記のチャネル多重化方法では、好適には、ステップS1において、M個のグループの各々における検出器の数はNであり、M×N=L、M≧2、および、N≧2である。
【００１０】
検出器信号を読み取るための上記のチャネル多重化方法では、好適には、ステップS2において、各行における検出器の行ソース信号の出力ノードが、行についての行信号の出力ノードを形成するために直接接続され、各列における検出器の列ソース信号の出力ノードが、列についての列信号の出力ノードを形成するために直接接続される。
【００１１】
検出器信号を読み取るための上記のチャネル多重化方法では、好適には、ステップS2において、行信号および列信号が、加算回路によって獲得される。
【００１２】
検出器信号を読み取るための上記のチャネル多重化方法では、好適には、ステップS5において、ノードA、ノードB、ノードC、およびノードDである4つのノードのうちの任意の1つのノードの出力信号が、後続する回路による分析および処理において使用するための、検出器の出力パルスの役割を果たす。
【００１３】
検出器信号を読み取るための上記のチャネル多重化方法では、好適には、ステップS5において、ノードA、ノードB、ノードC、およびノードDである4つのノードのうちの少なくとも2つのノードの出力信号がともに加算されて加算信号が形成され、加算信号は、後続する回路による分析および処理において使用するための、検出器の出力パルスの役割を果たす。
【００１４】
検出器信号を読み取るための上記のチャネル多重化方法では、好適には、ステップS5において、ノードA、ノードB、ノードC、およびノードDである4つのノードの出力信号が、4つのグループのパルス情報を各々獲得するため、後続する回路による分析および処理において使用され、4つのグループのパルス情報に基づいて、最終的なパルス情報が獲得される。
【００１５】
検出器信号を読み取るための上記のチャネル多重化方法では、好適には、獲得された4つのグループのパルス情報の平均が、最終的なパルス情報として採用される。
【００１６】
検出器信号を読み取るための上記のチャネル多重化方法では、好適には、最終的なパルス情報は、尤度推定方法を使用することによって、4つのグループのパルス情報に基づいて獲得される。
【００１７】
検出器信号を読み取るための上記のチャネル多重化方法では、好適には、ステップS5において、ノードA、ノードB、ノードC、およびノードDである4つのノードの各々に信号が到達する時間が測定され、信号がノードAに到達する時間と信号がノードBに到達する時間との間の時間差が計算され、信号がノードCに到達する時間と信号がノードDに到達する時間との間の時間差が計算され、これら時間差に基づいて、信号のソース行番号とソース列番号とが判定され、これら2つの時間差に基づいて、信号を生成するソース検出器が識別される。
【００１８】
検出器信号を読み取るための上記のチャネル多重化方法では、好適には、ステップS5において、ノードAのパルスとノードBのパルスとの間の差分パルスと、ノードCのパルスとノードDのパルスとの間の差分パルスとが、減算回路を使用することによって獲得され、ノードAのパルスとノードBのパルスとの間の差分パルスのパルス幅は、信号がノードAに到達する時間と信号がノードBに到達する時間との間の時間差を表し、ノードCのパルスとノードDのパルスとの間の差分パルスのパルス幅は、信号がノードCに到達する時間と信号がノードDに到達する時間との間の時間差を表す。
【００１９】
検出器信号を読み取るための上記のチャネル多重化方法では、好適には、ステップS5において、ノードAのパルスとノードBのパルスとの間の差分パルスと、ノードCのパルスとノードDのパルスとの間の差分パルスとが、減算回路を使用することによって獲得され、ノードAのパルスとノードBのパルスとの間の差分パルスの振幅は、信号がノードAに到達する時間と信号がノードBに到達する時間との間の時間差を表し、ノードCのパルスとノードDのパルスとの間の差分パルスの振幅は、信号がノードCに到達する時間と信号がノードDに到達する時間との間の時間差を表す。
【００２０】
検出器信号を読み取るための上記のチャネル多重化方法では、好適には、ステップS5において、信号がノードAに到達する時間と信号がノードBに到達する時間との間の時間差がxとして識別され、信号がノードCに到達する時間と信号がノードDに到達する時間との間の時間差がyとして識別され、確率分布関数g(x, y)が計算され、g(x, y)におけるL個の検出器の位置が、回路構造に基づいて計算され、g(x, y)における異なる検出器の分布領域を区別するために、g(x, y)における隣接した検出器間の境界線が、回路構造に基づいて計算される。
【００２１】
検出器信号を読み取るための上記のチャネル多重化方法では、好適には、ステップS5において、信号がノードAに到達する時間と信号がノードBに到達する時間との間の時間差がxとして識別され、信号がノードCに到達する時間と信号がノードDに到達する時間との間の時間差がyとして識別され、確率分布関数g(x, y)が計算され、g(x, y)におけるL個の検出器の位置が、確率分布関数g(x, y)に基づいて計算され、g(x, y)における異なる検出器の分布領域を区別するために、g(x, y)における隣接した検出器間の境界線が、確率分布関数g(x, y)に基づいて計算される。
【００２２】
検出器信号を読み取るための上記のチャネル多重化方法では、好適には、ステップS5において、信号がノードAに到達する時間と信号がノードBに到達する時間との間の時間差がxとして識別され、信号がノードCに到達する時間と信号がノードDに到達する時間との間の時間差がyとして識別され、確率分布関数g(x, y)が計算され、g(x, y)におけるL個の検出器の各々の位置が、回路構造に基づいて計算され、検出器の位置の周囲のある領域が、g(x, y)における検出器の分布領域の役割を果たす。
【００２３】
検出器信号を読み取るための上記のチャネル多重化方法では、好適には、ステップS5において、信号がノードAに到達する時間と信号がノードBに到達する時間との間の時間差がxとして識別され、信号がノードCに到達する時間と信号がノードDに到達する時間との間の時間差がyとして識別され、確率分布関数g(x, y)が計算され、g(x, y)におけるL個の検出器の各々の位置が、確率分布関数g(x, y)に基づいて計算され、検出器の位置の周囲のある領域が、g(x, y)における検出器の分布領域の役割を果たす。
【００２４】
従来技術と比較して、上記の技術的解決策は、以下の利点を有する。
【００２５】
1.検出器信号を読み取るためのチャネル多重化方法は、以下を含む。ステップS1:L個の検出器信号をM個のグループに分割するステップ。ここで、各グループにおける検出器の数は、2以上かつN以下であり、a番目のグループにおける検出器信号の数は、P(a)であり、
【数２】
0006452827.tif 000003
であり、a番目のグループにおけるb番目の検出器信号は、信号(a, b)として識別され、M≧2、N≧2、1≦a≦M、1≦b≦Nである。ステップS2:ステップS1における検出器各々の出力信号を、行ソース信号および列ソース信号に分割し、a番目のグループにおける検出器の行ソース信号をともに加算して行信号を形成し、最終的に、M個のグループについてのM個の行信号を形成し、M個のグループの各々におけるb番目の検出器の列ソース信号をともに加算して列信号を形成し、最終的に、N個の列信号を形成するステップ。ステップS3:信号ノードAおよび信号ノードBである2つの信号ノードを含む行信号伝送路を提供し、ステップS2におけるM個の行信号を、行信号伝送路における信号ノードAと信号ノードBとの間の異なる位置へ接続し、行信号伝送路における、ノードAに対するa番目の行信号からの距離と、ノードBに対するa番目の行信号からの距離との差をD_rowx(a)として識別し、任意の行信号に対応するD_rowxの値を異なるものにするようにD_rowxの値を制御するステップ。ステップS4:信号ノードCおよび信号ノードDである2つの信号ノードを含む列信号伝送路を提供し、ステップS2におけるN個の列信号を、列信号伝送路における信号ノードCと信号ノードDとの間の異なる位置へ接続し、列信号伝送路における、ノードCに対するb番目の列信号からの距離と、ノードDに対するb番目の列信号からの距離との差をD_rowy(b)として識別し、任意の列信号に対応するD_rowyの値を異なるものにするようにD_rowyの値を制御するステップ。ステップS5:信号を生成するソース検出器を識別し、ノードA、ノードB、ノードC、およびノードDである4つのノードのパルスに基づいて、最終的なパルス情報を獲得するステップ。本開示では、多数の電子チャネルの使用が回避され、したがって、PET電子システムの全体のコスト、および、実施の技術的困難性を低減する。それに加えて、チャネル多重化処理において、重み付けされたレジスタネットワークの使用が回避され、これによって、多重化された信号の振幅が、異なる信号接続点のために大幅に変化せず、後続する読取回路のダイナミックレンジの要件が低減されるようになる。
【００２６】
2.ステップS1において、M個のグループの各々における検出器の数はNであり、M×N=L、M≧2、N≧2である。この技術的解決策では、各行における検出器の数は、同じであっても、または異なってもよく、これはこの方法の実施に影響を有さず、具体的な実施は実際の用途によって決定される。
【００２７】
3.ステップS2において、各行における検出器の行ソース信号の出力ノードが、行についての行信号の出力ノードを形成するために直接接続され、各列における検出器の列ソース信号の出力ノードが、列についての列信号の出力ノードを形成するために直接接続される。この技術的解決策では、SiPMのようなある検出器が適用される事例では、行信号および列信号は、簡潔な直接の接続によって獲得され得、これによって、検出器アレイの集積レベルを向上し、検出器をよりコンパクトにする。
【００２８】
4.ステップS2において、行信号および列信号が、加算回路によって獲得される。この技術的解決策では、直接接続することが好都合でないいくつかの検出器デバイスが適用されるのであれば、加算回路は、行信号および列信号を獲得するために使用され得、この方法は、検出器のタイプおよび分布パラメータによってさほど影響されない。
【００２９】
5.ステップS5において、ノードA、ノードB、ノードC、およびノードDである4つのノードのうちの任意の1つのノードの出力信号が、後続する回路による分析および処理において使用するための、検出器の出力パルスの役割を果たす。この技術的解決策では、検出器アレイにおける任意の1つの検出器が信号を検出する事例では、4つすべてのノードが、検出器情報を反映している対応する出力を有し、検出器を表すためにこれらチャネルのうちの1つのみの情報を使用することによって、後続する読取回路の複雑さが低減される。
【００３０】
6.ステップS5において、ノードA、ノードB、ノードC、およびノードDである4つのノードのうちの少なくとも2つのノードの出力信号がともに加算されて加算信号が形成され、加算信号は、後続する回路による分析および処理において使用するための、検出器の出力パルスの役割を果たす。この技術的解決策では、検出器アレイにおける任意の1つの検出器が信号を検出する事例では、4つのすべてのノードが、検出器情報を含む対応する出力を有し、多数のチャネルの信号をともに加算することによって、検出器の読取パフォーマンスが高められる。
【００３１】
7.ステップS5において、4つのグループのパルス情報を各々獲得するために、ノードA、ノードB、ノードC、およびノードDである4つのノードの出力信号が、後続する回路による分析および処理において使用され、4つのグループのパルス情報に基づいて、最終的なパルス情報が獲得される。この技術的解決策では、検出器アレイにおける任意の1つの検出器が信号を検出する事例では、4つのノードはすべて、検出器情報を含む対応する出力を有する。後続する読取回路が、条件を満たすのであれば、4つのノードの信号がすべて処理され得、元の検出器は、取得された4つのグループのパルス情報に基づいて獲得され、したがって、4つのグループのパルス情報はすべて、獲得された検出器パルス情報に反映され、検出器のパフォーマンスが向上される。
【００３２】
8.獲得された4つのグループのパルス情報の平均は、最終的なパルス情報として採用される。この技術的解決策では、4つのグループのパルス情報の平均を採用するパフォーマンスは、4つのグループのパルス情報のうちの1つを使用するパフォーマンスよりも優れている。
【００３３】
9.最終的なパルス情報は、尤度推定方法を使用することによって、4つのグループのパルス情報に基づいて獲得される。この技術的解決策では、4つのグループのパルス情報を使用することによって、検出器パルス情報を計算した場合、獲得されたパルス情報が最良のパフォーマンスを有するように、パルスの各グループの最適な割合が存在する。既存のデータに基づいて、最適な割合は、現在のシステムパフォーマンス評価基準に従って獲得され得、最適な割合は、その後、パルスを収集している場合に、より良好なパフォーマンスを実現するために使用され得る。
【００３４】
10.ステップS5において、ノードA、ノードB、ノードC、およびノードDである4つのノードの各々に信号が到達する時間が測定され、信号がノードAに到達する時間と、信号がノードBに到達する時間との間の時間差が計算され、信号がノードCに到達する時間と、信号がノードDに到達する時間との間の時間差が計算され、これら時間差に基づいて、信号のソース行番号とソース列番号とが判定され、これら2つの時間差に基づいて、信号を生成するソース検出器が識別される。この技術的解決策では、時間差を計算する多くの手法が存在する。4つのグループのパルス情報が最初にデジタル化される事例では、時間差は、信号が4つのノードの各々に到達する時間に基づいて計算され得、後続するアナログ回路による干渉は、可能な限り早くパルスデジタル化を実行することによって低減され得る。
【００３５】
11.ステップS5において、ノードAのパルスとノードBのパルスとの間の差分パルスと、ノードCのパルスとノードDのパルスとの間の差分パルスとが、減算回路を使用することによって獲得され、ノードAのパルスと、ノードBのパルスとの間の差分パルスのパルス幅は、信号がノードAに到達する時間と、信号がノードBに到達する時間との間の時間差を表し、ノードCのパルスと、ノードDのパルスとの間の差分パルスのパルス幅は、信号がノードCに到達する時間と、信号がノードDに到達する時間との間の時間差を表す。この技術的解決策では、差分パルスのパルス幅は、時間差を表し得る。同じパルスが、ある位相差を有する事例では、差分パルスの幅は、位相差を表し得、後続する読取回路のチャネルの数は、この方法によって減少され得る。
【００３６】
12.ステップS5において、ノードAのパルスとノードBのパルスとの間の差分パルスと、ノードCのパルスとノードDのパルスとの間の差分パルスとが、減算回路を使用することによって獲得され、ノードAのパルスと、ノードBのパルスとの間の差分パルスの振幅は、信号がノードAに到達する時間と、信号がノードBに到達する時間との間の時間差を表し、ノードCのパルスと、ノードDのパルスとの間の差分パルスの振幅は、信号がノードCに到達する時間と、信号がノードDに到達する時間との間の時間差を表す。この技術的解決策では、立ち上がりエッジのパルス位相および時間が適切である事例では、差分パルスの振幅は、時間差を表し得、時間測定は、回路の複雑さを低減するために、ピーク検出に置き換えられ得る。
【００３７】
13.ステップS5において、信号がノードAに到達する時間と、信号がノードBに到達する時間との間の時間差がxとして識別され、信号がノードCに到達する時間と、信号がノードDに到達する時間との間の時間差がyとして識別され、確率分布関数g(x, y)が計算され、g(x, y)におけるL個の検出器の位置が、回路構造に基づいて計算され、g(x, y)における異なる検出器の分布領域を区別するために、g(x, y)における隣接した検出器間の境界線が、回路構造に基づいて計算される。この技術的解決策では、確率密度関数における検出器の位置は、回路構造のパラメータを使用することによって計算され、したがって、デバッグの困難性を低減し、大量生産における生産性を向上する。
【００３８】
14.ステップS5において、信号がノードAに到達する時間と、信号がノードBに到達する時間との間の時間差がxとして識別され、信号がノードCに到達する時間と、信号がノードDに到達する時間との間の時間差がyとして識別され、確率分布関数g(x, y)が計算され、g(x, y)におけるL個の検出器の位置が、確率分布関数g(x, y)に基づいて計算され、g(x, y)における異なる検出器の分布領域を区別するために、g(x, y)における隣接した検出器間の境界線が、確率分布関数g(x, y)に基づいて計算される。この技術的解決策では、異なる検出器の位置同士の間の境界線は、確率密度関数における検出器の分布領域を区別するために使用され、したがって、システムの検出効率が向上され、各事象のために位置が割り当てられる。
【００３９】
15.ステップS5において、信号がノードAに到達する時間と、信号がノードBに到達する時間との間の時間差がxとして識別され、信号がノードCに到達する時間と、信号がノードDに到達する時間との間の時間差がyとして識別され、確率分布関数g(x, y)が計算され、g(x, y)におけるL個の検出器の各々の位置が、回路構造に基づいて計算され、検出器の位置の周囲のある領域が、g(x, y)における検出器の分布領域の役割を果たす。この技術的解決策では、検出器の位置の周囲のある領域が、確率密度関数における検出器の分布領域の役割を果たし、したがって、誤って区別されがちな事象が取り除かれ、信号対雑音比が向上される。
【００４０】
16.ステップS5において、信号がノードAに到達する時間と、信号がノードBに到達する時間との間の時間差がxとして識別され、信号がノードCに到達する時間と、信号がノードDに到達する時間との間の時間差がyとして識別され、確率分布関数g(x, y)が計算され、g(x, y)におけるL個の検出器の各々の位置が、確率分布関数g(x, y)に基づいて計算され、検出器の位置の周囲のある領域が、g(x, y)における検出器の分布領域の役割を果たす。この技術的解決策では、確率密度関数が、既存のデータに基づいて獲得され、したがって、検出器アレイにおける様々な分布パラメータが反映され得、獲得された位置は、アレイのために、より正確で、より適切である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本開示に従って検出器信号を読み取るためのチャネル多重化方法におけるシリコン多重発光の読取回路を例示する図である。
【図２】本開示に従って検出器信号を読み取るためのチャネル多重化方法において、6×6方式で配置された36個のSiPMを含むエリアアレイ検出器を例示する図である。
【図３】本開示に従って検出器信号を読み取るためのチャネル多重化方法において、伝送路上に配置された多数の信号アクセスポイントを例示する図である。
【図４】本開示に従って検出器信号を読み取るためのチャネル多重化方法の実施を例示する図である。
【図５】本開示に従って検出器信号を読み取るためのチャネル多重化方法において、検出器信号が読み取られた後の分割された分布領域を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
本開示に開示されるのは、検出器のためのチャネルを多重化した後に、出力信号の過大なダイナミックレンジの問題を効果的に解決し得る、検出器信号を読み取るためのチャネル多重化方法である。
【００４３】
図4〜図5に図示されるように、本開示に従って検出器信号を読み取るためのチャネル多重化方法は、以下のステップS1〜S5を含む。
【００４４】
ステップS1において、L個の検出器信号が、M個のグループに分割される。ここで、各グループにおける検出器の数は、2以上かつN以下であり、a番目のグループにおける検出器信号の数は、P(a)であり、
【数３】
0006452827.tif 000004
であり、a番目のグループにおけるb番目の検出器信号は、信号(a, b)として識別され、M≧2、N≧2、1≦a≦M、1≦b≦Nである。
【００４５】
ステップS2において、ステップS1における検出器各々の出力信号が、行ソース信号および列ソース信号に分割され、a番目のグループにおける検出器の行ソース信号がともに加算されて行信号を形成し、最終的に、M個のグループについてのM個の行信号を形成し、M個のグループの各々におけるb番目の検出器の列ソース信号がともに加算されて列信号を形成し、最終的に、N個の列信号を形成する。
【００４６】
ステップS3において、信号ノードAおよび信号ノードBである2つの信号ノードを含む行信号伝送路が提供され、ステップS2におけるM個の行信号が、行信号伝送路における信号ノードAと信号ノードBとの間の異なる位置へ接続され、行信号伝送路における、ノードAに対するa番目の行信号からの距離と、ノードBに対するa番目の行信号からの距離との差が、D_rowx(a)として識別され、任意の行信号に対応するD_rowxの値を異なるものにするようにD_rowxの値が制御される。
【００４７】
ステップS4において、信号ノードCおよび信号ノードDである2つの信号ノードを含む列信号伝送路が提供され、ステップS2におけるN個の列信号が、列信号伝送路における信号ノードCと信号ノードDとの間の異なる位置へ接続され、列信号伝送路における、ノードCに対するb番目の列信号からの距離と、ノードDに対するb番目の列信号からの距離との差が、D_rowy(b)として識別され、任意の列信号に対応するD_rowyの値を異なるものにするようにD_rowyの値が制御される。
【００４８】
ステップS5において、信号を生成するソース検出器が識別され、ノードA、ノードB、ノードC、およびノードDである4つのノードのパルスに基づいて、最終的なパルス情報が獲得される。
【００４９】
本開示では、多数の電子チャネルの使用が回避され、したがって、PET電子システムの全体のコスト、および実施の技術的困難性を低減する。それに加えて、チャネル多重化処理において、重み付けされたレジスタネットワークの使用が回避され、これによって、多重化された信号の振幅が、異なる信号接続点のために大幅に変化せず、後続する読取回路のダイナミックレンジの要件が低減されるようになる。
【００５０】
ステップS1において、M個のグループの各々における検出器の数は、等しくないことがあり得、また、等しいことも確かにあり得る。M個のグループの各々における検出器の数が等しい、たとえばこの数がNであり、M×N=L、M≧2、N≧2であれば、各行における検出器の数は、等しいことも、等しくないこともあり得るが、これはこの方法の実現に影響を与えず、具体的な実施は実際の用途によって決定される。
【００５１】
ステップS2において、行信号と列信号とをともに加算するには多数の方法が存在する。たとえば、各行における検出器の行ソース信号の出力ノードは、行についての行信号の出力ノードを形成するために直接接続され得、各列における検出器の列ソース信号の出力ノードは、その列のための列信号の出力ノードを形成するために直接接続され得る。あるいは、行信号および列信号は、加算回路によって獲得され得る。SiPMのようなある検出器が適用される事例では、行信号および列信号は、簡潔な直接の接続によって獲得され得、したがって、検出器アレイの集積レベルを向上し、検出器をよりコンパクトにする。直接接続することが好都合でないいくつかの検出器デバイスが適用されるのであれば、行信号および列信号を獲得するために加算回路が使用され得、この方法は、検出器のタイプおよび分布パラメータによってさほど影響されない。
【００５２】
具体的には、シリコン多重発光(以降、SiPMと称される)である検出器を例として採用すると、信号は、各々アノードおよびカソードである、SiPMの2つのチャネルから同時に読み取られ得る。SiPMが行および列に配置された場合、後に行加算および列加算を使用するための2つの信号を構成するために、SiPMのカソードおよびアノード各々から信号が読み取られ得る。各行におけるすべての検出器のカソード(または、アノード)は、行加算信号を形成するために直接接続され得、それに対応して、各列におけるすべての検出器のアノード(または、カソード)は、列加算信号を形成するために直接接続され得る。または、行加算信号を形成するために、すべての検出器のカソード(または、アノード)を処理するために加算回路が使用され、それに対応して、列加算信号を形成するために、すべての検出器のアノード(または、カソード)を処理するために加算回路が使用される。
【００５３】
ノードA、ノードB、ノードC、およびノードDである4つのノードのうちの任意の1つのノードの出力信号は、後続する回路による分析および処理における使用のために、検出器の出力パルスの役割を果たし得る。検出器アレイにおける任意の1つの検出器が信号を検出する事例では、4つすべてのノードが、検出器情報を反映している対応する出力を有し、検出器を表すためにこれらチャネルのうちの1つのみの情報を使用することによって、後続する読取回路の複雑さが低減される。
【００５４】
確かに、ノードA、ノードB、ノードC、およびノードDである4つのノードのうちの少なくとも2つのノードの出力信号は、加算信号を形成するためにともに加算され得、加算信号は、後続する回路による分析および処理において使用するための、検出器の出力パルスの役割を果たす。たとえば、2つのノードまたは3つのノードが選択される。検出器アレイにおける任意の1つの検出器が信号を検出する事例では、4つすべてのノードが、検出器情報を含む対応する出力を有し、多数のチャネルの信号をともに加算することによって、検出器の読取パフォーマンスが高められる。
【００５５】
確かに、ノードA、ノードB、ノードC、およびノードDである4つのノードの出力信号は、4つのグループのパルス情報を各々獲得するために、後続する回路による分析および処理において使用され得、4つのグループのパルス情報に基づいて、最終的なパルス情報が獲得され得る。現在の方法では、獲得された4つのグループのパルス情報の平均が、最終的なパルス情報として採用される。4つのグループのパルス情報の平均を採用するパフォーマンスは、4つのグループのパルス情報のうちの1つを使用するパフォーマンスよりも優れている。4つのグループのパルス情報が各々A、B、C、およびDであれば、最終的なパルス情報は、I=(A+B+C+D)/4である。あるいは、最終的なパルス情報は、尤度推定方法を使用することによって獲得される。4つのグループのパルス情報を使用することによって検出器パルス情報を計算する場合、獲得されたパルス情報が最良のパフォーマンスを有するようにする、パルスの各グループの最適な割合が存在する。既存のデータに基づいて、最適な割合は、現在のシステムパフォーマンス評価基準に従って獲得され得、最適な割合は、その後パルスを収集するときに、より良好なパフォーマンスを実現するために使用され得る。第1に、最終的なパルス情報と各パルス情報との間の関係がI=a・A+b・B+c・C+d・D、または他の形式であると仮定され、多数の実験のグループを収集することにより、a、b、c、およびdの最適値で、最終的なパルス情報Iが最良のパフォーマンスを有することが発見され、a、b、c、およびdの最適値のこのグループが、その後の収集処理において使用されることになる。検出器アレイにおける任意の1つの検出器が信号を検出する事例では、4つのノードすべてが、検出器情報を含む対応する出力を有する。後続する読取回路が条件を満たすのであれば、4つのノードの信号がすべて処理され得、取得された4つのグループのパルス情報に基づいて、元の検出器が獲得される。したがって、4つのグループのパルス情報はすべて、獲得された検出器パルス情報に反映され、検出器のパフォーマンスが向上される。
【００５６】
ステップS5の実施方法は以下の通りである。信号が、ノードA、ノードB、ノードC、およびノードDである4つのノードの各々に到達する時間が測定され、信号がノードAに到達する時間と、信号がノードBに到達する時間との間の時間差が計算され、信号がノードCに到達する時間と、信号がノードDに到達する時間との間の時間差が計算され、これら時間差に基づいて、信号のソース行番号とソース列番号とが判定され、これら2つの時間差に基づいて、信号を生成するソース検出器が識別される。時間差を計算する多くの手法が存在する。4つのグループのパルス情報が最初にデジタル化される事例では、時間差は、信号が4つのノードの各々に到達する時間に基づいて計算され得、後続するアナログ回路による干渉は、可能な限り早くパルスデジタル化を実行することによって低減され得る。
【００５７】
時間差を獲得するための方法は、限定されないが、以下の2つの方法を含む。
【００５８】
第1の方法では、ノードAのパルスとノードBのパルスとの間の差分パルスと、ノードCのパルスとノードDのパルスとの間の差分パルスとが、減算回路を使用することによって獲得され、ノードAのパルスと、ノードBのパルスとの間の差分パルスのパルス幅は、信号がノードAに到達する時間と、信号がノードBに到達する時間との間の時間差を表し、ノードCのパルスと、ノードDのパルスとの間の差分パルスのパルス幅は、信号がノードCに到達する時間と、信号がノードDに到達する時間との間の時間差を表す。差分パルスのパルス幅が、時間差を表し得る。同じパルスが、ある位相差を有する事例では、差分パルスの幅は、位相差を表し得、後続する読取回路のチャネルの数は、この方法によって減少され得る。
【００５９】
第2の方法では、ステップS5において、ノードAのパルスとノードBのパルスとの間の差分パルスと、ノードCのパルスとノードDのパルスとの間の差分パルスとが、減算回路を使用することによって獲得され、ノードAのパルスと、ノードBのパルスとの間の差分パルスの振幅は、信号がノードAに到達する時間と、信号がノードBに到達する時間との間の時間差を表し、ノードCのパルスと、ノードDのパルスとの間の差分パルスの振幅は、信号がノードCに到達する時間と、信号がノードDに到達する時間との間の時間差を表す。立ち上がりエッジのパルス位相および時間が適切である事例では、差分パルスの振幅は、時間差を表し得、時間測定は、回路の複雑さを低減させるために、ピーク検出に置き換えられ得る。
【００６０】
時間差に基づいて、信号のソース行番号およびソース列番号を判定するステップと、2つの時間差に基づいて、信号を生成するソース検出器を識別するステップとからなる上記ステップは、以下の4つの方法を含む。
【００６１】
第1の方法では、ステップS5において、信号がノードAに到達する時間と、信号がノードBに到達する時間との間の時間差がxとして識別され、信号がノードCに到達する時間と、信号がノードDに到達する時間との間の時間差がyとして識別され、確率分布関数g(x, y)が計算され、g(x, y)におけるL個の検出器の位置が、確率分布関数g(x, y)に基づいて計算され、g(x, y)における異なる検出器の分布領域を区別するために、g(x, y)における隣接した検出器間の境界線が、確率分布関数g(x, y)に基づいて計算される。確率密度関数は、後に検出器の位置を特定するための基準として考慮される。検出器の位置は、確率密度関数から計算され得、これは、ある計算方法における確率密度関数から「特定」される(たとえば、ロケーションスペクトルにおけるホワイトパッチと、ホワイトパッチに割り当てられたホワイトパッチの周囲の部分、すなわちボックス内の部分が、対応する検出器の位置であると考えられる)。その後パルスが検出されると、取得された(x, y)の値を取得された確率密度図と比較することによって、パルスがどの検出器から来たのかが表され得るか、または区別され得る。異なる検出器の位置同士の間の境界線は、確率密度関数における検出器の分布領域を区別するために使用され、したがって、システムの検出効率が向上され、各事象のための位置が割り当てられ得る。
【００６２】
第2の方法では、信号がノードAに到達する時間と、信号がノードBに到達する時間との間の時間差がxとして識別され、信号がノードCに到達する時間と、信号がノードDに到達する時間との間の時間差がyとして識別され、確率分布関数g(x, y)が計算され、g(x, y)におけるL個の検出器の位置が、回路構造に基づいて計算され、g(x, y)における異なる検出器の分布領域を区別するために、g(x, y)における隣接した検出器間の境界線が、回路構造に基づいて計算される。検出器アレイにおける任意の1つの検出器から来たパルス信号が存在するのであれば、パルス信号は、4つのノードにおいて検出され得、2つの時間差xおよびyが計算され得る。確率密度関数を使用して検出器の位置を特定し得、それに対応して、アレイにおけるいくつかの検出器に対応する(x, y)の値も、回路構造に従って取得され得る。パルスが伝送路上を伝搬している場合、伝搬速度が計算または測定され得、安定した状態を維持し得る。したがって、時間差値(x, y)は、検出器から伝送路上の2つのノードへの距離によって計算され得る。この値はまた、その後、データを収集する場合に、パルスに対応する検出器位置を獲得することに基づいて使用され得る。検出器の位置情報較正が、回路構造によって計算され得る。確率密度関数における検出器の位置は、回路構造のパラメータを使用することによって計算され、したがって、デバッグの困難性を低減し、大量生産における生産性を向上する。
【００６３】
第3の方法では、ステップS5において、信号がノードAに到達する時間と、信号がノードBに到達する時間との間の時間差がxとして識別され、信号がノードCに到達する時間と、信号がノードDに到達する時間との間の時間差がyとして識別され、確率分布関数g(x, y)が計算され、g(x, y)におけるL個の検出器の各々の位置が、回路構造に基づいて計算され、検出器の位置の周囲のある領域が、g(x, y)における検出器の分布領域の役割を果たす。検出器の位置の周囲のある領域は、確率密度関数における検出器の分布領域の役割を果たし、したがって、誤って区別されがちな事象が取り除かれ、信号対雑音比が向上される。
【００６４】
第4の方法では、ステップS5において、信号がノードAに到達する時間と、信号がノードBに到達する時間との間の時間差がxとして識別され、信号がノードCに到達する時間と、信号がノードDに到達する時間との間の時間差がyとして識別され、確率分布関数g(x, y)が計算され、g(x, y)におけるL個の検出器の各々の位置が、確率分布関数g(x, y)に基づいて計算され、検出器の位置の周囲のある領域が、g(x, y)における検出器の分布領域の役割を果たす。確率密度関数は、既存のデータに基づいて獲得され、したがって、検出器アレイにおける様々な分布パラメータが反映され得、獲得された位置は、より正確であり、そのアレイに対してより適切である。
【００６５】
第3の方法および第4の方法における「ある領域」は、以下の2つの方式によって定義される。
【００６６】
第1の方式では、確率密度関数において、判定された検出器位置を中心とみなし、半径Rを有する円を、「ある領域」として選択する。2つの隣接する検出器に対応する領域は重なり合わない。Rの決定のために、検出器に対応するパッチの2次元ガウス面フィッティングにより、関数値が最大値の半分である場合、対応する半径がRとみなされる。Rの値を決定するための他の手法も存在し、具体的な値は、実際の用途に従って適切に定義される。
【００６７】
第2の方式では、確率密度関数において、検出器位置に対応するパッチがある値(たとえば、最大値の1/3)よりも大きい領域を、「ある領域」として選択する。また、具体的な値は、実際の用途によって適切に定義される。
【００６８】
上記の第1および第2の方法が使用される、すなわち、異なる検出器に対応する位置が境界線によって区別されるのであれば、その後収集されるすべての情報は、自身、すなわち、自身の位置に属する検出器へ割り当てられることになる。これら2つの方法では、検出器の感度ははるかに高い。すなわち、検出されたすべてのパルスが破棄される訳ではない。
【００６９】
多重化方法では、検出された新たなパルスの時間差が、較正された位置情報(x, y)における多数のポイントとの高い一致度を有しており、どのポイントが最も良く一致しているのかを判定することが困難であれば、たとえば、境界線の近くのパルス情報が検出器に対して区別されるのであれば、パルス情報について誤る可能性は、ボックスの中心のパルス情報よりも高い。そして、第3および第4の方法では、すなわち、「検出器の位置の周囲のある領域が、g(x, y)における検出器の分布領域の役割を果たす」ステップにおいて、誤った位置と極めて容易に区別されたこのパルスの部分が直ちに破棄され、したがって、位置情報の誤りを低減させる。
【００７０】
確率分布関数g(x, y)は、直接取得されるのではなく、統計計算の処理によって取得される。第1に、幾つかの数のデータが収集される必要がある。10,000個のパルスが検出されると、10,000個の(x, y)が取得されることになり、正確な程度の要求まで10,000個の(x, y)の確率、またはその数がカウントされる必要がある。たとえば、ある(x, y)における差分の数が100であり、別の(x, y)における差分の数が50であれば、統計的な3次元的図は、確率密度関数になる。すなわち、多くのデータを収集することによって、確率密度関数が取得され、したがって、検出器の位置情報較正が獲得される。
【００７１】
検出器は、SiPMまたはフォトダイオード、または、出力するための1つのチャネルしか備えていない他の検出器であり得る。たとえば、光電子増倍管(PMT)のように、出力するための1つのチャネルしか備えていない検出器の場合、1つの出力信号が、アナログ回路によって2つの信号に分割され得、それらは、本開示では行信号および列信号とみなされる。
【００７２】
既存の2つの多重化方法と比較して、本方法は、明確な長所を有する。
【００７３】
ここで、本開示で提供された方法を深く説明するために、SiPMが例として採用される。
【００７４】
図1に図示されるように、例としてSiPMを採用すると、図1におけるチャネルCH-およびチャネルCH+から読み取られる信号は独立しており、これら信号の振幅は反対であり、伝送される情報は同一である。
【００７５】
2つの独立した信号チャネルを利用することによって、SiPMを含むエリアアレイ検出器は、同じ行における信号と、同じ列における信号とを直接接続する。図2を参照して図示するように、6×6方式の配置での36個のSiPMを含むエリアアレイ検出器が、図2に図示される。SiPMエリアアレイは、同じ行における2つのチャネルから読み取られた信号と、同じ列における信号とを接続する。すると、エリアアレイ検出器の読取チャネルの数は、元の36個から現在の12個、すなわち、6個の行読取チャネルおよび6個の列読取チャネルに減少する。行および列のコーディングによって、SiPMパルスの信号が読み取られ得るのみならず、このパルスを生成するSiPMの特定もされ得る。
【００７６】
信号がワイヤ内を伝搬するときにはある程度の時間を要するので、異なる長さを有する2つのワイヤが、それぞれ信号読取終端へ信号を導くために使用されるのであれば、信号が信号読取終端へ到達する時間は異なる。この理論に従って、多数の信号が、伝送路上の異なる位置へ接続され得、信号の入力チャネルは、信号が伝送路の2つの終端へ到達する時間の間の時間差を使用することによって決定され得る。この理論を利用することによって、信号は時分割多重方式で読み取られ得る。
【００７７】
図3を参照して図示するように、Ch2は、伝送路の中心位置へ接続され、Ch1は、伝送路の左側へ接続される一方、Ch3は、伝送路の右側に接続される。信号が伝送路の2つの終端、すなわち、読取終端1および読取終端2によって読み取られる時間同士の間の時間差が0である場合、それは、信号がチャネルCh2からのものであることを示し、時間差が0より大きい場合、それは、信号がチャネルCh3からのものであることを示し、時間差が0未満である場合、それは、信号がチャネルCh1からのものであることを示す。伝送路へ接続している3つよりも多くのチャネルが存在するのであれば、信号のソースチャネルは、時間差の区別によって区別され得る。
【００７８】
図2および図3との関連で、配置された検出器の読取チャネルは、本開示における行および列のコーディングを利用することによって読取行および読取列に変換されることが分かる。行および列から読み取られた信号は、伝送路上の異なる位置へ接続され、信号のソース行番号およびソース列番号は、信号が、伝送路の2つの終端によって読み取られる時間同士の間の時間差を使用することによって判定され得る。
【００７９】
本開示において適用される検出器信号を読み取るためのチャネル多重化方法は、過多検出器読取チャネルの問題を効果的に解決する。それに加えて、チャネル多重化処理において、重み付けされたレジスタネットワークの使用が回避され、これによって、多重化された信号の振幅が、異なる信号接続点のために大幅に変化せず、後続する読取回路のダイナミックレンジの要件が低減されるようになる。
【図１】
0006452827.tif 000006
【図２】
0006452827.tif 000007
【図３】
0006452827.tif 000008
【図４】
0006452827.tif 000009
【図５】
0006452827.tif 000010