МАТРИЦА ДЕТЕКТОРОВ С АНАЛОГО-ЦИФРОВЫМ ПРЕОБРАЗОВАНИЕМ ВРЕМЕНИ, ИМЕЮЩАЯ ПОВЫШЕННУЮ ВРЕМЕННУЮ ТОЧНОСТЬ

1. Способ, содержащий этапы, на которых: регистрируют событие;
генерируют инициирующий сигнал, ассоциированный с регистрацией события;
генерируют первую метку (TS1) времени для инициирующего сигнала с использованием первого аналого-цифрового преобразователя (70) времени (TDC);
генерируют вторую метку (TS2) времени для инициирующего сигнала с использованием второго TDC (72) имеющего фиксированное смещение по времени относительно первого TDC; и
ассоциируют метку времени с событием на основании первой метки времени, второй метки времени и сравнения (1) разницы по времени между второй меткой времени и первой меткой времени и (2) фиксированного смещения по времени.
2. Способ по п. 1, в котором этап ассоциирования содержит подэтап, на котором:
регулируют временную калибровку первого TDC и временную калибровку второго TDC в соответствии с разницей по времени между второй меткой времени и первой меткой времени, которая отличается от фиксированного смещения по времени.
3. Способ по п. 1, дополнительно содержащий этапы, на которых:
(i) синхронизируют первый TDC (70) с общим тактовым сигналом (62); и
(ii) синхронизируют второй TDC (72) с общим тактовым
сигналом (62);
причем операции синхронизации (i) и (ii) определяют фиксированное смещение по времени второго TDC относительно первого TDC как период общего тактового сигнала или как фиксированную долю или кратное периода общего тактового сигнала.
4. Способ по п. 1, в котором:
этап генерирования первой метки (TS1) времени с использованием первого TDC (70) содержит подэтапы, на которых измеряют первый интервал (100) времени и преобразуют первый интервал времени в первую метку времени с использованием первой операции преобразования;
этап генерирования второй метки (TS2) времени с использованием второго TDC (72) содержит подэтапы, на которых измеряют второй интервал (102) времени и преобразуют второй интервал времени во вторую метку времени с использованием второй операции преобразования; и
этап ассоциирования содержит подэтап, на котором регулируют первую и вторую операции преобразования в соответствии с разницей по времени между второй меткой времени и первой меткой времени, которая отличается от фиксированного смещения по времени.
5. Способ по п. 4, в котором:
первая операция преобразования включает в себя умножение на коэффициент (М) умножения;
вторая операция преобразования включает в себя умножение на коэффициент (М) умножения; и
этап ассоциирования содержит подэтапы, на которых
увеличивают коэффициент (М) умножения, если разница по времени между второй меткой времени и первой меткой времени меньше фиксированного смещения по времени, и уменьшают коэффициент (М) умножения, если разница по времени между второй меткой времени и первой меткой времени больше фиксированного смещения по времени.
6. Способ по п. 1, в котором:
этап генерирования первой метки (TS1) времени с использованием первого TDC (70) содержит подэтапы, на которых измеряют первый интервал (100) времени и преобразуют первый интервал времени в первую метку времени с использованием первой операции преобразования, включающей в себя умножение на коэффициент (М) умножения;
этап генерирования второй метки (TS2) времени с использованием второго TDC (72) содержит подэтапы, на которых измеряют второй интервал (102) времени и преобразуют второй интервал времени во вторую метку времени с использованием второй операции преобразования, включающей в себя умножение на коэффициент (М) умножения; и
этап ассоциирования содержит подэтап, на котором увеличивают или уменьшают коэффициент (М) умножения для уменьшения любой разности между (1) разницей по времени между второй меткой времени и первой меткой времени и (2) фиксированным смещением по времени.
7. Способ по п. 4, в котором первая операция преобразования включает в себя применение первой поисковой таблицы (LUT1), и вторая операция преобразования включает в себя применение второй поисковой таблицы (LUT2).
8. Способ по любому из п. п. 1-7, в котором регистрация осуществляется с использованием матрицы детекторов (22), причем инициирующий сигнал генерируется инициирующим детектором матрицы детекторов, и способ дополнительно содержит этап, на котором:
задерживают инициирующий сигнал на время задержки, выбранное на основании инициирующего детектора.
9. Способ по п. 8, в котором этап задерживания содержит подэтапы, на которых:
обеспечивают регулируемые элементы (160, 162) задержки в сети (28) инициирующего сигнала, ассоциированной с матрицей детекторов (22); и
устанавливают времена задержки для регулируемых элементов задержки для компенсации перекоса матрицы в матрице детекторов.
10. Способ по любому из п. п. 1-7, в котором регистрация осуществляется с использованием матрицы детекторов (22), инициирующий сигнал генерируется инициирующим детектором матрицы детекторов, и способ дополнительно содержит этапы, на которых:
регулируют первую метку (TS1) времени и вторую метку (TS2) времени на основании инициирующего детектора.
11. Способ по любому из п.п. 1-7, в котором этап ассоциирования содержит подэтап, на котором:
ассоциируют событие с одной из (i) первой метки (TS1) времени, (ii) второй метки (TS2) времени и (iii) объединения первой метки времени и второй метки времени;
причем на этапе ассоциирования делают выбор между (i), (ii) и (iii) на основании оценки достоверности первой метки времени и второй метки времени.
12. Способ по любому из п.п. 1-7, в котором этап регистрации содержит подэтап, на котором регистрируют частицу излучения с использованием матрицы детекторов (10) для позитрон-эмиссионной томографии (ПЭТ), и способ дополнительно содержит этапы, на которых:
повторно осуществляют регистрацию, генерирование инициирующего сигнала, генерирование первой и второй меток времени (TS1, TS2), и ассоциирование для получения массива данных событий регистрации излучения, снабженных метками времени;
генерируют времяпролетный (TOF) массив данных ПЭТ из массива данных событий регистрации излучения, снабженных метками времени; и
реконструируют массив данных TOF ПЭТ для генерирования изображения ПЭТ.
13. Устройство, содержащее:
детектор (22), сконфигурированный с возможностью регистрации события;
первый аналого-цифровой преобразователь (70) времени (TDC), сконфигурированный с возможностью генерирования первой метки (TS1) времени для регистрации события;
второй TDC (72), сконфигурированный с возможностью генерирования второй метки (TS2) времени для регистрации события, причем между вторым TDC и первым TDC существует фиксированное смещение по времени; и
схему (120) автокалибровки, сконфигурированную с возможностью регулировки первого TDC и второго TDC для
поддержания разницы по времени между второй меткой времени и первой меткой времени равной фиксированному смещению по времени между вторым TDC и первым TDC.
14. Устройство по п. 13, в котором первый TDC (70) и второй TDC (72) оба синхронизированы с общим тактовым сигналом (62), который задает фиксированное смещение по времени между вторым TDC и первым TDC.
15. Устройство по п. 13, в котором:
первый TDC (70) измеряет первый интервал (100) времени и преобразует первый интервал времени в первую метку (TS1) времени с использованием первой операции преобразования;
второй TDC (72) измеряет второй интервал (102) времени и преобразует второй интервал времени во вторую метку (TS2) времени с использованием второй операции преобразования; и
схема (120) автокалибровки регулирует первую и вторую операции преобразования для поддержания разницы по времени между второй меткой времени и первой меткой времени равной фиксированному смещению по времени между вторым TDC и первым TDC.
16. Устройство по п. 15, в котором:
первая операция преобразования включает в себя умножение на коэффициент (М) умножения;
вторая операция преобразования включает в себя умножение на коэффициент (М) умножения; и
схема (120) автокалибровки сконфигурирована с возможностью регулировки коэффициента (М) умножения для поддержания разницы по времени между второй меткой (TS2) времени и первой меткой
(TS1) времени равной фиксированному смещению по времени между вторым TDC и первым TDC.
17. Устройство по п. 16, в котором блок (120) автокалибровки сконфигурирован с возможностью увеличения коэффициента (М) умножения, если разница по времени между второй меткой (TS2) времени и первой меткой (TS1) времени меньше фиксированного смещения по времени, и с возможностью уменьшения коэффициента умножения, если разница по времени между второй меткой времени и первой меткой времени больше фиксированного смещения по времени.
18. Устройство по любому из п.п. 15-17, в котором первая операция преобразования включает в себя применение первой поисковой таблицы (LUT1), и вторая операция преобразования включает в себя применение второй поисковой таблицы (LUT2).
19. Устройство по любому из п.п. 13-17, в котором детектор содержит матрицу детекторов (22), и устройство дополнительно содержит:
схему (28) инициирования, сконфигурированную с возможностью распространения инициирующего сигнала, ассоциированного с регистрацией события, от инициирующего детектора матрицы детекторов на первый и второй TDC (70, 72), причем схема инициирования включает в себя элементы (160, 162) задержки, сконфигурированные с возможностью задержки распространения инициирующего сигнала на основании того, какой детектор является инициирующим детектором.
20. Устройство по любому из п.п. 13-17, в котором детектор содержит матрицу детекторов (22), и устройство дополнительно содержит:
схему (28) инициирования, сконфигурированную с возможностью распространения инициирующего сигнала, ассоциированного с регистрацией события, от инициирующего детектора матрицы детекторов на первый и второй TDC (70, 72); и
схему (132, 134, 136, 142, 160, 162) коррекции перекоса, сконфигурированную с возможностью регулировки метки (TS) времени, генерируемой из первой метки (TS1) времени и второй метки (TS2) времени, на основании того, какой детектор является инициирующим детектором.
21. Устройство по любому из п. п. 13-17, в котором детектор (22) содержит матрицу ячеек (130) лавинного детектора (SPAD) одиночных фотонов на основе кремния.
22. Система позитрон-эмиссионной томографии (ПЭТ) включающая в себя:
детекторы (10) излучения, содержащие устройство по любому из п.п. 13-21; и
устройство (40) обработки, сконфигурированное с возможностью генерирования времяпролетных (TOF) данных ПЭТ из выходного сигнала детекторов излучения и для реконструкции TOF данных ПЭТ для генерирования изображения.
23. Устройство, содержащее:
матрицу детекторов (22), сконфигурированных с возможностью регистрации события;
схему (28) инициирования, сконфигурированную с возможностью распространения инициирующего сигнала, ассоциированного с регистрацией события, от инициирующего детектора матрицы детекторов на схему (30) установки меток времени,
сконфигурированную с возможностью генерирования метки (TS) времени для регистрации события; и
схему (132, 134, 136, 142, 160, 162) коррекции перекоса, сконфигурированную с возможностью регулировки метки времени на основании того, какой детектор является инициирующим детектором.
24. Устройство по п. 23, в котором схема коррекции перекоса содержит элементы (160, 162) задержки, включенные в состав схемы (28) инициирования, для внесения задержки в распространение инициирующего сигнала на схему (30) установки меток времени на основании того, какой детектор является инициирующим детектором.
25. Устройство по п. 23, в котором схема (132, 134, 136, 142) коррекции перекоса сконфигурирована с возможностью регулировки сгенерированной метки (TS) времени на основании поисковой таблицы (132) коррекции перекоса, где указана коррекция перекоса для каждого детектора матрицы детекторов (22).
26. Устройство по любому из п.п. 23-25, в котором схема (30) установки меток времени содержит:
первый аналого-цифровой преобразователь (70) времени (TDC), сконфигурированный с возможностью генерирования первой метки (TS1) времени для регистрации события на основании инициирующего сигнала;
второй TDC (72), сконфигурированный с возможностью генерирования второй метки (TS2) времени для регистрации события на основании инициирующего сигнала; и
схему (120) автокалибровки, сконфигурированную с возможностью регулировки первого TDC и второго TDC для
поддержания разницы по времени между второй меткой времени и первой меткой времени равной заранее определенному фиксированному смещению по времени между вторым TDC и первым TDC.