(57)【要約】対象イベントがγ線検出システム内で検出される。信号内のイベントの多重度、信号内のイベントの密度およびその他の局面を含む望ましくない信号の特性が決定される。信号は、その予想される特性に基づいてフィルタリングされる。期待される特性を有さない信号は排除され、それらの排除された信号を除外したイメージが形成される。
2006518035.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁検出器による検出を示す信号を取得するステップと、
前記信号を少なくとも１つの判定基準と比較するステップとを含む方法であって、前記少なくとも１つの判定基準は信号の特性を表し、
前記特性は、信号が所望の電磁波の検出に起因したものであるか否かを示すものであり、前記比較が前記信号は前記所望の電磁波に起因しなかったものであることを示すとき、その信号は排除される信号であることを示す方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、
前記比較するステップは、
前記信号内のイベントの多重度を決定するステップと、
イベントの数が特定のしきい値外にある場合に前記信号を排除するステップと、
を含む方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法において、
前記信号は、γ線検出器によるγ線検出を示す方法。
【請求項４】
請求項３に記載の方法において、
前記判定基準は、特定の手順を行っている間のγ線検出の予想量に基づくしきい値を含む方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法において、
前記比較するステップは、生多重度フィルタを用い、信号が特定の時間内に特定数以上のイベントを有さない場合にその信号を排除するステップを備えている方法。
【請求項６】
請求項４に記載の方法において、
前記比較するステップは、全体的密度フィルタを用い、信号が特定の期間内に特定数以上イベントを有さない場合にそれらの信号を排除するステップを備えている方法。
【請求項７】
請求項４に記載の方法において、
前記比較するステップは、局所的密度フィルタを用い、特定の時間内に特定数以上のイベントを有する信号中のストリングを排除するステップを備えている方法。
【請求項８】
請求項４に記載の方法において、
前記比較するステップは、生多重度フィルタを用い、信号が特定の量より大きいサイズを有する場合にそれらの信号を排除するステップを備えている方法。
【請求項９】
請求項４に記載の方法において、
前記比較するステップは、特定の平均エネルギーしきい値との比較に基づいて信号を排除する平均エネルギーフィルタを用いるステップを備えている方法。
【請求項１０】
請求項３に記載の方法において、
前記比較するステップは、信号を、振動エネルギーを表す判定基準と比較するステップを含んでいる方法。
【請求項１１】
請求項３に記載の方法において、
前記比較するステップは、信号を、宇宙線を表す判定基準と比較するステップを含んでいる方法。
【請求項１２】
請求項３に記載の方法において、
前記比較するステップは、信号を、振動エネルギーおよび宇宙線の両方を表す複数の判定基準と比較するステップを含んでいる方法。
【請求項１３】
請求項２に記載の方法において、
前記信号を取得するステップは、信号を、その信号が完全であるかどうかを表す関連信号と共にバッファ中に格納するステップを含んでいる方法。
【請求項１４】
請求項１に記載の方法であって、更に、
イメージを形成するステップと、
前記イメージから排除される信号を除外するステップと、
を備えている方法。
【請求項１５】
請求項１に記載の方法であって、更に、
最初に、有効な信号であることを表す第２の信号を前記信号と関連付けるステップと、
前記比較ステップを用い、前記信号が前記所望の電磁波の検出に起因するものではなかったことを前記比較するステップが示す場合に、前記第２の信号を無効な信号であることを表す値に変更するステップと、
を備えている方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の方法において、
前記第２の信号はデジタルビットである方法。
【請求項１７】
電磁検出器による検出を示す第１の信号を同電磁検出器から取得するステップと、
前記第１の信号が有効であることを示す第１の値を有する第２の信号を同第１の信号に関連付けるステップと、
前記第１の信号の値を処理して、同第１の信号が監視されている所望のイベントを表すかどうかを決定するステップと、
前記処理するステップが、前記電磁検出器信号は所望の観察イベント以外のイベントを表すことを示す場合に、前記第２の信号を第２の値に変更するステップと、
を備える方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の方法において、
前記電磁検出器信号はγ線検出器からの信号であり、前記所望の観察イベントは臨床γ線イメージング用途である方法。
【請求項１９】
請求項１７に記載の方法において、
前記処理するステップの処理は、前記信号をフィルタリングしてノイズを表す信号内のイベントを除去する処理である方法。
【請求項２０】
請求項１８に記載の方法であって、更に、
前記第１の値の前記第２の信号を有する第１の信号のみを用いて医用イメージを形成するステップを備えている方法。
【請求項２１】
請求項１９に記載の方法において、
前記フィルタリングは、前記第１の信号内で発生しているイベントの数が特定のしきい値外であるかどうかを決定するステップを含む方法。
【請求項２２】
請求項１９に記載の方法において、
前記フィルタリングは、検出量が特定のしきい値外であるかどうかを決定するステップを含む方法。
【請求項２３】
請求項１９に記載の方法において、
前記フィルタリングは、前記第１の信号内のイベントの密度が特定のしきい値外であるかどうかを決定するステップを含む方法。
【請求項２４】
請求項１８に記載の方法において、
前記処理するステップは、
前記信号を、振動エネルギーを表す判定基準と比較するステップと、
その比較が前記信号は振動エネルギーを表すことを示す場合に、前記第２の信号の値を無効信号を表す値に変更するステップと、
を含む方法。
【請求項２５】
請求項１８に記載の方法において、
前記処理ステップは、
前記信号を、宇宙線を表す判定基準と比較するステップと、
その比較が前記信号は宇宙線を表すことを検出した場合に、前記第２の信号の値を無効の第１の信号を表すように変更するステップと、
を含む方法。
【請求項２６】
電磁波を検出するように適合された表面を有し、検出を示す出力信号を生成する電磁検出器と、
電子フィルタを内部に含む信号プロセッサであって、前記出力信号が所望の電磁現象の検出に起因したものであるかどうかを示すフィルタ特性を用いて同出力信号を処理し、同出力信号が前記所望の電磁現象の検出に起因したものでなかった場合に同信号を排除されるものとして示す信号プロセッサと、
を備えるシステム。
【請求項２７】
請求項２６に記載のシステムにおいて、
前記電磁検出器は、医用γ線検出器であるシステム。
【請求項２８】
請求項２７に記載のシステムであって、更に、
前記所望の電磁現象の検出に起因した信号のみを含む前記出力信号に基づいたイメージを表示するイメージディスプレイを備えるシステム。
【請求項２９】
請求項２６に記載のシステムにおいて、
前記フィルタ特性は、信号内のイベントの多重度を表すシステム。
【請求項３０】
請求項２６に記載のシステムにおいて、
前記フィルタ特性は、前記信号内のイベントの密度を表すシステム。
【請求項３１】
請求項２７に記載のシステムにおいて、
前記フィルタ特性は、到来する宇宙線の特性を表すシステム。
【請求項３２】
請求項２７に記載のシステムにおいて、
前記フィルタ特性は、電磁干渉の特性を表すシステム。
【請求項３３】
請求項２７に記載のシステムにおいて、
前記フィルタ特性は、機械的振動の特性を表すシステム。
【請求項３４】
請求項２６に記載のシステムにおいて、
前記信号プロセッサはバッファをその中に含み、同バッファは、前記出力信号の電子的表現を格納し、同出力信号が排除されるかどうかを示す状態信号を格納するシステム。
【請求項３５】
医用γ線検出器からの信号を受け取る入力部と、
電子フィルタをその中に含む信号プロセッサ部であって、前記医用カメラ放射線検出器からの前記信号を処理して所望の電磁現象の検出に起因したものでない信号の一部を排除し、同信号プロセッサ部により排除されない前記イメージ部分からの少なくとも１つの信号に基づいてイメージを表すイメージ出力信号を生成する信号プロセッサ部と、
を備えた信号プロセッサ。
【請求項３６】
請求項３５に記載の信号プロセッサにおいて、
前記電子フィルタは、前記信号内のイベントの数に基づいて信号を排除する信号プロセッサ。
【請求項３７】
請求項３５に記載の信号プロセッサにおいて、
前記電子フィルタは、前記信号内のイベントの密度に基づいて信号を排除する信号プロセッサ。
【請求項３８】
請求項３５に記載の信号プロセッサにおいて、
前記電子フィルタは、到来する宇宙線を表す特性を有する信号を除去する信号プロセッサ。
【請求項３９】
請求項３５に記載の信号プロセッサにおいて、
前記電子フィルタは、電磁干渉を表す特性を有する信号を除去する信号プロセッサ。
【請求項４０】
請求項３５に記載の信号プロセッサにおいて、
前記電子フィルタは、機械的振動を表す特性を有する信号を除外する信号プロセッサ。
【請求項４１】
医用γ線システムにおいて、患者に適用されるγ線信号の線量および数を決定するステップと、
前記医用カメラ放射線システムにより適用された患者からのγ線を受け取るステップと、
前記決定ステップにおいて決定された前記γ線信号の線量および数を用いて、同決定されたγ線信号の線量および数に基づく範囲の外にある受信γ線の一部を除外するフィルタを形成するステップと、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願への相互参照】
【０００１】
本出願は、２００３年２月１８日提出の「信号増強モジュール」と表題が付けられた米国仮出願第６０／４４８，２００号の優先権の利益を主張する。
【技術分野】
【０００２】
開示されたシステムは、電磁放射線イメージング（画像化）システムに関し、より具体的には、検出された信号が、イメージングされる物体から発生またはそれを通過するものではないことを意味するフィルタリング基準に基づいた、電磁放射線イメージングシステムから生成された信号のフィルタリングに関する。
【背景技術】
【０００３】
γ線検出器のような検出器システムは、単一の画素からの信号に基づいたのでは区別できない非物理的イベントに敏感なことがある。これらのイベントはシステムにおいてノイズを引き起こす。
【０００４】
個別のγ線により発生された信号は非常に小さく−数百〜数千電子程度である。したがって、比較的小さな外来信号が、γ線として検出され誤って記録されることがある。
【０００５】
固体（solid-state)γカメラの振動は、１つまたは複数の対象イベントとして検出される電磁ノイズ信号の発生を引き起こし得る現象の１例である。同様に、５ボルト以下の電位差による放電を含む放電は、非物理的イベントを発生することがある。宇宙線のような外来の高エネルギー粒子の衝突も、エラーを引き起こすことがある。複数の検出素子中へのコンプトン散乱の結果として、ＳＰＥＲＩＳの放射線感知面に当たる高エネルギーγ線は、複数のチャンネルにおいて信号を直接的に生成し得る。そのγ線も、電気的寄生振動によるカップリングを介して、近隣チャンネルにおいてノイズ信号を生成する。
【発明の開示】
【０００６】
＜発明の概要＞
電磁検出器からのイベントのフィルタリング技法が記載される。１つの特徴によれば、検出器に衝突する電磁放射線の予測量に基づいてしきい値が設定される。検出器からの出力信号は、そのしきい値に基づいてフィルタリングされ、望ましくない刺激に基づく信号が排除される。
【０００７】
１つの特徴において、様々なノイズ源は、各ノイズ源により引き起こされた信号に応じて検出器システムにより発生されるであろうデータ量に従って特徴付けられる。
【０００８】
１つの実施形態において、検出器は、フィルタが決定するために用いられる医用イメージング用途において用いられるセグメント化検出器γカメラである。本開示は、セグメント化検出器パルス計数電磁放射線イメージングシステム（segmented  detector，  pulse  counting  electromagnetic  radiation  imaging  system）すなわちＳＰＥＲＩＳにより検出されたイベントから、時間的に同時発生する複数の個別のイベントを引き起こすイベントをフィルタリングすることを記載する。この手法は、一次粒子エネルギー、厳密な時間的一致またはそのイベントにより引き起こされた個別のイベント間の幾何学的関係に基づいたのでは区別することができないイベントに対して特に有用であり得る。
【０００９】
フィルタ、即ち信号増強モジュールは、これらのイベントを、時間上の同時発生の点、並びに、イベントにより引き起こされた個々のイベントの量、全体的密度、局所的密度およびエネルギーのうちの１つまたは複数の点に関し、定義可能なしきい値を越える信号を排除することにより区別する。
【００１０】
本発明のこれらおよびその他の特徴および利点は、以下の詳細な説明を読み添付の図面を参照するとより明白になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本明細書中で開示される手法の範囲は具体的には、Ｘ線およびγ線のような光子の検出によりイメージを生成する、電磁放射線イメージングシステム（electromagnetic  radiation  imaging  system）、「ＥＲＩＳ」、において使用するためのものである。さらに、これらの手法は、セグメント化検出器を備えるとともにパルス計数モードで作動するＥＲＩＳと共に使用するためのものである。これらのシステムの例には、核医学におけるγ線イメージング用であってディジラッド・コーポレーションにより製造される市販のγ線イメージングシステム、および、いくつかの市販のＸ線イメージングシステムが含まれる。
【００１２】
セグメント化検出器パルス計数電磁放射線イメージングシステム（segmented  detector，  pulse  counting  electromagnetic  radiation  imaging  system）、すなわちＳＰＥＲＩＳ６００が図６に示してある。この装置は典型的には、以下の４つの基本的サブシステムを含んでいる：（１）生信号６１０を捕捉する１つまたは複数の検出器モジュール６０６。個々の検出器モジュールの全体は検出器６０５で示されている。（２）検出器６０５から情報を受け取り、その検出器モジュールからの情報をコンピュータにおけるさらなる処理に適した形式６２０に変換する信号処理サブシステム６１５。（３）信号処理サブシステム６１５からデータ６２０を受け取り、次に１つまたは複数の最終イメージを生成および増強することができ、さらにイメージングされたオブジェクトの属性値も計数し得るコンピュータ６３０。（４）最終イメージおよびその他のデータを所望の形式で提示するコンピュータモニタおよびプリンタのような１つまたは複数の出力装置６４０。
【００１３】
パルス計数セグメント化検出器イメージングシステムについての最低要件は、システムが、（１）１つまたは複数の放射線感知領域上でイメージングされるタイプの放射線の粒子の衝突を検出でき、（２）前記１つまたは複数の放射線感知面上での１つまたは複数の粒子の衝突位置を決定できることである。多くの場合、前記１つまたは複数の粒子が前記１つまたは複数の面上に衝突する時間を、選択された精度で決定できることも望ましい。
【００１４】
これらの装置は、特定の種類の放射線、例えば、開示された実施形態においてはγ線、を検出することを意図している。典型的には、電磁放射線イメージングシステムの検出器モジュール６０５は、しかしながら、エネルギー、例えば、そのイメージが形成されている粒子の特性以外の特性を有する放出線の粒子も受け取る。この望ましくない放出線により発生された信号は、イメージ中にノイズとして現れることがある。
【００１５】
イメージングシステムに信号を発生させるどのような現象の検出も、イベントと呼ばれる。イメージングされる種類および特性を備えた粒子であって、イメージングされるオブジェクトから生じるか又はイメージングされるオブジェクトを通過する１つまたは複数の粒子により実際に引き起こされるイベントは、対象イベント「ＥＯＩ」（event  of  interest）と呼ばれる。ＥＯＩ以外のどのようなイベントも、非物理的イベントすなわちＮＰＥ（non-physical  event）であると考えられる。
【００１６】
典型的には、ＳＰＥＲＩＳは、エネルギーに基づいて個々の粒子を区別する。この機能は、パルス整形、ピーク検出およびしきい値エネルギー基準とピークとの比較のような操作により、検出器モジュール内で実行されることが多い。いくつかは時間一致に基づいて複数の粒子を区別し、いくつかは１対の粒子間の幾何学関係に基づいてそれらの粒子を区別する。特定のＥＲＩＳは、これら３つの区別基準のどのような組み合わせも用い得る。例えば、核医学において用いられるアンガー型γ線イメージングシステムにおいて、連続単結晶シートシンチレータにおいて発生された光は、複数の光電子増倍管により集光される。アンガーカメラは単一シートシンチレータを用いるので、アンガーカメラはＳＰＥＲＩＳではない。シンチレータシートに衝突するγ線は、結晶全体に広がる多数の光子を発生させ、すべての光電管に１つの信号を同時に検出させる。すべての光電子増倍管による光の同時検出を引き起こさない信号は、非物理的イベントとして取り扱われる。同様に、陽電子放出断層撮影法すなわちＰＥＴにおいて、ＥＯＩは、同一であり、明確なエネルギーを有し、且つ、正反対方向に移動する２つの粒子の、患者体内での同時放出である。これらの基準を満たさない現象は、ＮＰＥとして排除される。
【００１７】
ＳＰＥＲＩＳのための検出モジュールは、しばしば画素またはチャンネルと呼ばれる複数の個別の検出器素子を含んでいる。各個別のチャンネルは、１つまたは複数の粒子の衝突に応じて信号を生成する。例えば、核医学において用いられる固体セグメント化検出器γ線イメージングシステムの検出器モジュールは、固体検出器素子のアレイを含むことができ、いくつかの信号処理機能を実行し得る。このアレイは典型的には、多数の画素を備え、複数のより小さいアレイを備えることができる。個別の検出器素子は、材料内での粒子の吸収に応じて電気信号を生成するテルル化カドミウム亜鉛のような直接変換検出器、またはシンチレータおよびフォトダイオードのような間接変換検出器を備えている。以下で論じられるアンガーカメラは、複数の光電子増倍管を備えているが、ただ１つのシンチレータ結晶を含み、したがってセグメント化検出器システムではないことに留意されたい。
【００１８】
開示される実施形態は、図６に示されるような、医用イメージング用途において用いられる固体パルス計数セグメント化検出器γ線イメージングシステムを想定している。検出器モジュール６０５は、２０ｃｍ×２０ｃｍの面積を覆う６４素子×６４素子の矩形配列で分布された４，０９６素子（チャンネル）セグメント化検出器アレイを有する。しかしながら、他のイメージングシステムを代わりに用いることができるであろう。
【００１９】
検出器アレイ６０５は、各々が１２８個の近接したチャンネルを組み込んだ３２個のモジュール６０６に物理的に更に分割されている。代わりに、モジュールは物理的にではなく電子的に規定され得る。
【００２０】
論じられる実施形態において、６０６のような各モジュールには、０から３１までの一意の番号が割り当てられる。各モジュールにおけるチャンネル番号は、１２８個の連続する整数として連続的に割り当てられる。チャンネル０〜１２７はモジュール０に割り当てられ、チャンネル１２８〜２５５はモジュール１に割り当てられ、以下モジュール３１まで同様に割り当てられ、このモジュール３１には、チャンネル３，９６８〜４，０９５が割り当てられる。どのような所与の実施形態においても、モジュールおよびチャンネル番号の付与の仕方は自由である。
【００２１】
信号プロセッサ６１５は、各チャンネルからの信号のエネルギー分析を実行し、特定の最小エネルギーよりも大きいエネルギーに対応するパルスのみをイベントとして認識する。この方法によるエネルギーフィルタリングは、宇宙γ線により引き起こされるＤＥの識別において有用であることが以下で理解されるであろう。
【００２２】
本明細書中で開示される手法は、他の基準に従ってエネルギーにおいて区別されたイベントにも適用可能である。これらの実施形態において、有効データと分布イベントに関連したデータとを識別するための論理フローは、以下で論じるものとは異なり得る。
【００２３】
γカメラは、チャンネルが昇順で読まれるシリアル読み出し方式を用いることができ、データは、前の読み出しサイクルが終了してからイベントを検出したチャンネルからのみ出力される。γ線を検出したチャンネルの読み取りは２．６７μｓを必要とし、イベントを検出しなかったチャンネルの読み取りは４０ｎｓを必要とする。したがって、すべてのチャンネルがγ線を検出すれば、全アレイの読み出しには１０．９ｍｓを必要とする。他の実施形態は、個別のチャンネルからのデータのパレレル読み出しを用い得る。
【００２４】
現行の医療用γ線イメージング用途においては、患者から発せされ検出器アレイに当たるγ線束（flux）は、２００γ線／１平方センチ／１秒を超えない。この束では、チャンネル当たりの平均的計数率は、読み出しサイクル当たり０．２未満のイベントおよび読み出しサイクル当たり８００未満の総計数に対応する。振動、放電、コンプトン散乱宇宙γ線および個々のガンマ線カップリングのような電気的寄生振動を介して近隣チャンネルへ分布したイベントは、一般的には、物理的に互いに近くに位置している複数のチャンネル（ただし、必ずしもチャンネル番号は連続していない）にて一つの読み出しサイクル内で検出される偽のイベントを生成するか、或いは、イメージの中で認識できるが１つまたは複数の幾何学的関係により記述できないようなパターンで検出される偽のイベントを生成する。複数のチャンネルにおけるこれらの偽のイベントは、２００イベント／（ｃｍ２・秒）未満の予想計数密度を有意に上回る局所的面積計数密度を１組の物理的に隣接しているチャンネル上にもたらすことがある。さらに、振動ＤＥは、１以上の連続的な読み出しサイクルにわたって、そのような高い局所的面積計数密度を生成することがある。
【００２５】
ノイズ現象の１つの発生は典型的には、個別のチャンネル信号すべてを読み出すために必要な時間内での複数のチャンネルにおけるイベントの検出という結果になる。したがって、これらの現象により生成されたイベントは、分布イベント（distributed  event）すなわちＤＥと表記される。分布イベントは典型的には、単純に一次粒子エネルギーに基づいて区別できない。宇宙線の散乱は、宇宙線の本来のエネルギーを複数の画素の複数の相互作用にわたって分布させる。振動または放電により引き起こされた分布イベントの場合、一次粒子は全くない。ひとつの分布イベントにより引き起こされた複数のイベントの個々を検出する個々のチャンネルの位置の間に特定の幾何学的関係は全くない。
【００２６】
したがって、ＳＰＥＲＩＳにおいては、ＤＥにより引き起こされ、一次粒子エネルギー、時間一致、複数イベント間の特定の幾何学的関係により、またはこれらのクライテリア（判定基準）のいずれかの組み合わせにより単純に識別することができない複数のイベントを区別することが望ましい。
【００２７】
分布イベントは、１つの読み出しサイクルの間に検出される複数の無効イベントを引き起こすという意味において、イベントの時間一致により特徴付けられる。個別のイベントは、ナノ秒からマイクロ秒オーダーの短い時間フレーム内においては、必ずしも同時的であるわけではない。以下で説明される実施形態においては、時間一致に基づく区別は暗黙的である。なぜならば、フィルタは、１つの読み出しサイクルの間に取得されたデータを処理するからである。他の実施形態は、時間一致に基づく明示的な区別を含み得る。
【００２８】
多くの場合、分布イベントに起因するイベントは、個々のチャンネルにおいて検出されたイベントのエネルギーに基づいては区別することができない。宇宙γ線は、明確なエネルギーを有しているが、宇宙線の散乱が、この宇宙線に、任意の単一のチャンネルにおいてその初期エネルギーの一部のみを放出させる。さらに、宇宙線は、そのエネルギーのすべてを検出器チャンネル内で放出しないことがあり、その結果、その宇宙線と関連するすべてのイベントのエネルギーを合計しても、一般的には宇宙線の初期エネルギーがもたらされない。しかしながら、宇宙γ線と関連するイベントは、一般的には、対象イベントすなわちＥＯＩのエネルギーより有意に大きい平均エネルギーを有する。
【００２９】
全体的計数密度、局所的計数密度、検出されたイベントの平均エネルギー、および偽のイベント検出時間に基づいて、分布イベントに起因する偽のイベントを検出するための手法が開示される。この手法は、信号処理サブシステム６１５内或いはあるいはイメージングシステムのどこか他の場所内のハードウェア、ソフトウェアまたはファームウェアにより実施させることができる。簡潔化するために、ここではブリンクフィルタとして記述される。
【００３０】
プロセスは、図１から始まるフローチャートに従う。図１のフローチャートは、信号プロセッサ６１５において実行され得る。γ線を表しているかもしれないエネルギーを検出した単一のチャンネルから読み出されたデータは、データワードに組み入れられる。このデータワードは、チャンネル番号およびイベントのエネルギーを特定し、さらに、「無視」フィールド、例えば、無効データワードを特定するように設定され得るビットを含む。データワードは、例えば、あるデータワードがなぜ無効として取り扱われたかを示すように設定できる１つ以上の付加フィールドも含み得る。まず初めに、ブリンクフィルタにより処理される前に、各無視ビットは、イベントを有効として特定するために０に設定される。他の実施形態においては、データワードの正確な形式、ワードに組み入れられるデータおよび１つまたは複数の有効／無効識別ビットは、この実施形態と異なり得る。
【００３１】
個々のチャンネルからのデータワードは、時間ワードも含むデータストリームに組み入れられる。この実施形態においては、時間ワードは０．５ｍｓごとにデータストリーム中に挿入される。ブリンクフィルタの他の実施形態においては、データワードの１つ以上の正確な形式、そのワード中に組み入れられるデータ、有効／無効識別コードおよびそのデータワードの他の特性値は、開示された本実施形態のデータワードの構造と異なっているかもしれない。
【００３２】
１つの検出器モジュールから読み出されたデータストリーム（モジュールの読み出し期間において挿入され得る任意の時間ワードを含む）は、１つのストリングにまとめられる（アセンブルされる）。この実施形態のシリアル読み出しにおいては、モジュールからのストリングは、モジュール番号の増加順にしたがって読み出され且つ出力データストリング内に挿入される。１つの読み出しサイクルすなわちフレームからの変わり目は、この実施形態においては、後の読み出しサイクルの最初のデータワードのチャンネル番号が先の読み出しサイクルの最後のデータワード（のチャンネル番号）よりも低いことを検出することにより識別可能である。
【００３３】
１００において、最初に、生データストリームが、Ｗミリ秒の時間ウィンドウの間に検出器モジュールから出力されたすべてデータを保持する生データバッファにロードされる。この実施形態の時間ウィンドウは２０ｍｓである。本明細書中のすべての図において、例としての実施形態におけるパラメータのデフォルト値は括弧内に示される。したがって、生データバッファは、複数のフレームからのデータを含み、およびその結果として、複数のストリングを含む。
【００３４】
次に、１０２にて生データバッファ中のデータがコピーされ、コピーバッファ１０５内に置かれる。すべてのさらなるフィルタリング操作は、１０５にて作り出されたコピーバッファ内のデータを使用する。
【００３５】
コピーバッファ１０５内のデータは最初に１１０において生多重度フィルタ（raw  multiplicity  filter）により分析される。これは、１つの読み出しにおける１つのモジュールからのデータ（ストリングと呼ばれる）を、そのストリング中のイベントの数、即ち生多重度に基づいて分析する。すべてのストリングがしきい値ＴＲＭ（デフォルト値＝２）以下の生多重度を有するフレームは有効であると見なされ、生データバッファ１００中の対応するデータが全く変更されないことを表す１１４へフローが進む。これらのフレーム中のすべてのイベントは、０の無視ビットを有し、１つ以上のイベントの無視ビットが引き続くステップにおいて１に変更されない限り、イメージ中に含まれる。
【００３６】
ＴＲＭより大きい生多重度を有する１つ以上のストリングを含むフレームは、分布イベント、即ちブリンク、としての分析の候補であり、全体的密度フィルタ１２０によりさらに分析される。
【００３７】
全体的密度フィルタ１２０は、候補ストリングを含むフレームにおける平均計数率が高計数率しきい値ＴＡＲ（デフォルト値＝８０，０００）カウント／秒より大きいかどうかを決定する。ＴＡＲより大きい平均計数率を有するフレームは、生多重度がＴＲＭを超える複数のストリングを有することが予想され得る。したがって、これらのフレームは有効として取り扱われ、これらのフレームについてのデータが生データバッファ１００において不変のままに維持される１１４へフローが進む。ＴＡＲ未満の平均計数率を有するフレームであって、且つ、ＴＲＭより大きい生多重度を有するストリングを含むフレームは、ブリンク候補であり、１つのフレームからのデータを保持する候補バッファ１３０にコピーされる。
【００３８】
図２は、２００として示される局所的密度フィルタを用いる候補バッファ１３０からのデータのさらなる分析を示す。局所的密度フィルタ２００は、カメラが持続モードにあるかどうかを決定し、そのモードでは、ＴＰＭ（デフォルト値＝２５０）の期間にわたって読み取られ、したがって複数フレーム／ミリ秒を含むフレームからのデータは、最終イメージにおいてチャンネルごとに平均化される。カメラが持続モードにあれば、１つのフレームからの無効データのイメージは、平均化されて期間ＴＰＭの全期間に対するイメージデータとされる。したがって、生データバッファ１００に保存されたすべてのフレームからのデータを削除することにより、最終イメージの質が向上される。カメラが持続モードにある場合、局所的密度フィルタ２００は、振動分布イベントを区別する。
【００３９】
典型的には、振動イベントは、高密度の偽のイベントを生成し、１つまたは複数のモジュールにおける高い局所的計数率と関連付けられる。したがって、振動イベントは、候補バッファ１３０におけるデータのサイズ（データワード数）を増大させる。
【００４０】
カメラが持続モードにある場合、局所的密度フィルタは、候補バッファ１３０中のデータのサイズが生データバッファ１００のサイズのＴＣＢ（デフォルト値＝９０）パーセントであるしきい値より大きいかどうかを決定するとともに、個々のモジュールにおける計数率（インパルス計数率と呼ばれる）が、しきい値ＴＩＲ（デフォルト値＝８０，０００）カウント／秒よりも大きいかどうかを決定する。カメラが持続モードにありこれらのクライテリア（判定基準）の両方が真であれば、生データバッファ全体のデータは、２０２において、生データバッファ中のすべてのイベントに無視ビット設定することにより、無効としてマーク付けされる。生データバッファ１００中のデータは、２０４において、正規（通常）バッファ処理システムに転送され、これによりこれらのデータは最終イメージ中へ包含されることから除外される。次に生データバッファ１００は２０６において再びロードされ、適宜、１０２においてコピーバッファ１０５にコピーされる。次にフィルタは、上述したように、新たにロードされたデータの分析を行う。フレーム中のデータがこれらのクライテリア（判定基準）のすべてを満たさなければ、そのデータは、モード／バッファサイズ、すなわちＭＢＳ、フィルタ３００により分析される。この実施形態においては、すべての場合に対し、持続モードでの振動イベントの排除が実行される。他のすべてのタイプの無効イベントについて、フィルタは、所望によりオンまたはオフにされ得る。
【００４１】
ＭＢＳフィルタ３００によるデータの分析が図３に示されている。振動ＤＥが生じたのであれば、フレーム中には多数のイベントが存在し、したがって、候補バッファ１３０のサイズは大きいと予想される。ＭＢＳフィルタ３００は、候補バッファサイズがしきい値である「生データバッファ１００のサイズのＴＮＰ（デフォルト値＝９０）パーセント」より大きいかどうかを決定する調査を行い、（もしそうなら）データは、振動により影響されているとして取り扱われる。この場合、個々のモジュールからのストリングは、生多重度しきい値ＴＲＭよりも多くの無効イベントを含んでいそうである。
【００４２】
ストリング中のデータは次に、ＤＥが宇宙線により引き起こされたのか、またはＤＥが振動或いは放電のような別の現象の結果であったのかを示唆する特性を決定するために分析される。そのような総ての他の現象により引き起こされた分布イベントは、ブリンクと称呼される。振動により影響を受けたフレーム中のデータは複数の無効イベントを含んでいる可能性が高いので、３０２において、宇宙線と関連付けられたストリング中のイベントの数についてのしきい値ＴＣＲは低い値ＴＣＭＶ（デフォルト値＝４）に設定され、これにより、ストリングの高い割合が更なる分析に供される。
【００４３】
フレーム中のデータが振動の影響を受けていなければ、モジュールに当たる宇宙線が、そのモジュールからのストリング中にかなりの数のイベントを引き起こすと予想され得る。したがって、宇宙多重度しきい値ＴＣＲは、３０４においてより高い値ＴＣＭ（デフォルト値＝１０）に設定される。
【００４４】
データのさらなる分析の総ては、フレーム全体ではなくてストリングの内容に基づく。
【００４５】
図４は、ブリンク多重度フィルタ４００を用いて処理されるストリングからのデータの処理を示す。しきい値ＴＢＭ（デフォルト値＝６０）より大きいサイズを有するストリングは、宇宙線と関連するＤＥについての候補であり、図５のフローチャートに示される平均エネルギーフィルタ５００における処理のために割り当てられる。より短い長さのストリングも、宇宙線により引き起こされたＤＥと関連しており、処理するために宇宙多重度フィルタ４１０に割り当てられる。
【００４６】
候補ストリングが、以前に設定された宇宙多重度しきい値ＴＣＲ（図３参照）よりも多くのイベントを含むのであれば、そのストリングは、宇宙線により引き起こされたとして取り扱われる。そのストリングは、４１２において宇宙線として報告され、次にフィルタモードフィルタ４２０により処理される。無効データがフィルタリングされるようにカメラが設定されたのであれば、生データバッファ中の対応するストリングにおける総てのイベントについて無視ビットを１に設定することにより、ストリングは４２２における排除のためにマーク付けされる。フィルタリングがオフにされれば、そのストリングは有効として取り扱われ、４２４において生データバッファには何らの変更もなされない。
【００４７】
候補ストリングが０〜ＴＣＲイベントを含んでいれば、そのストリングは有効として取り扱われ、４１２において生データバッファには何らの変更もなされない。
【００４８】
図４に示されるように、ブリンク多重度フィルタ４００により以前に分析されており且つブリンク多重度しきい値ＴＢＭよりも大きいストリングサイズを有する候補ストリングは、図５にその作用が描かれる平均エネルギーフィルタ５００に送られている。そのようなストリング中のイベントは、振動以外の原因を有しているとして以前に取り扱われている。信号増強モジュールの残りのタスクは、分布イベントが宇宙線または電磁放出のような何か他の原因により引き起こされたかどうかを決定することである。そのような他の原因から生じる分布イベントは、ブリンクと呼ばれる。
【００４９】
宇宙γ線により引き起こされた分布イベントは、検出されるエネルギーが宇宙線の初期エネルギーよりも小さい複数の個々のイベントを生成する。そのような個々のイベントのかなりの部分は、イメージングされる粒子のエネルギーよりも著しく大きい検出されるエネルギーを有している。
【００５０】
平均エネルギーフィルタ５００は、分析されるストリング中のイベントの平均検出エネルギー（検出されるエネルギーの平均値）が、ＴＣＥ（デフォルト値＝３００）ｋｅＶの宇宙エネルギーしきい値以下の範囲に属するかどうかを決定する。ストリング中の検出されたイベントの平均エネルギーがＴＣＥ以下であれば、そのストリング中のイベントの原因は、宇宙γ線以外であるとして取り扱われ、５０２においてブリンクとして報告される。そうでなければ（平均エネルギーがＴＣＥより大きければ）、ストリング中のイベントの原因は宇宙線であるとして報告される。どちらの場合も、そのストリング中のイベントは無効である。
【００５１】
平均エネルギーフィルタ５００による各ストリング中のイベントの原因の割り当てに続いて、そのストリングは、フィルタ状態フィルタ４２０により処理される。フィルタリングがオンにされていれば、生データバッファ１００における対応するストリング中のすべてのビットの無視ビットを１に設定することにより、そのストリングは４２２における排除のためにマーク付けされる。そうでなければ、４２４において、生データバッファ１００における変更は全く要求されない。
【００５２】
信号増強モジュールによる生データバッファ１００中の総てのデータの処理が完了した時、生データバッファ１００の内容は、正規（通常）データ処理サブシステムへ転送され、そこで、無効であるとして報告されたストリングは、最終イメージに組み入れられるデータから除外される。
【００５３】
信号増強モジュールにより処理されるべきデータが更にあるなら、生データバッファ１００は再び満たされ、信号増強モジュールによる処理は１０２にて継続する。
【００５４】
いくつかの実施形態が説明されてきた。それにもかかわらず、本発明の精神および範囲を逸脱することなく様々な変更がなされ得ることが理解される。したがって、他の実施形態は、以下の請求項の範囲内にある。
【００５５】
例えば、上記は、コンピュータ６３０中のソフトウェア中で実行されるフィルタリングを説明してきたが、これは、ハードウェア中、ファームウェア中または他の処理システム中で行うこともできるであろう。更に、上記は、γ線についてこの技術を用いることを説明しきたが、どのような他の種類のエネルギー検出においても用い得るであろう。
【００５６】
また、上記は、多数の様々なフィルタを説明してきたが、この開示はこれらのフィルタの様々な組み合わせを考えていることが理解されるべきであり、それには、開示された総てのフィルタより少ないフィルタ、または、検出パラメータを設定するために使用されるフィルタのうちのただ１つさえも含まれ得る。
【００５７】
この実施形態は、フィルタの各々について１つまたは複数のクライテリア（判定基準）を特定した。他の実施形態は、前記特定された基準をまったく用いないかそのサブセットを用いることができ、所望の機能を実行するために、１つまたは複数の他のクライテリアを用いることができる。更に、複数のクライテリアを有する１つ以上のフィルタを、複数の他のフィルタに分離することができる。また、１つまたは複数の機能を集合的に実行する複数のフィルタを組み合わせて、望ましい機能と同じワンセットの機能を実行する１つまたは複数の他のフィルタを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】候補バッファへのデータ割り当てを含む、生多重度フィルタおよび全体的密度フィルタによる、生データバッファおよびコピーバッファにおけるデータ処理のための決定ツリーを示した図である。
【図２】局所的密度フィルタにより実行されるデータ処理例を示した図である。
【図３】モード／バッファサイズ（ＭＢＳ）フィルタによるデータ処理のための決定ツリーを示した図である。
【図４】ブリンク多重度フィルタ、宇宙多重度フィルタおよびフィルタ状態フィルタの決定ツリーを示した図である。
【図５】平均エネルギーフィルタの決定ツリーを示した図である。
【図６】代表的な電磁放射線イメージングシステムを示した図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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