ВИРТУАЛЬНЫЙ ДЕТЕКТОР РЕТ И СХЕМА КВАЗИПИКСЕЛИРОВАННОГО СЧИТЫВАНИЯ ДЛЯ РЕТ

1. Матрица виртуальных пикселей для системы диагностического формирования изображений, включающая в себя:
виртуальный пиксель, содержащий, по меньшей мере, сцинтилляционный кристалл (10);
множество фотодетекторов (12), оптически связанных с сцинтилляционным кристаллом (10), которые генерируют выходные сигналы в ответ на сцинтилляции в кристалле; и
виртуализатор (14), который обрабатывает выходные сигналы, ассоциированные с попаданием гамма луча на сцинтилляционный кристалл, что обнаруживается посредством множества фотодетекторов, и вычисляет отметку времени для попадания гамма луча.
2. Система по п.1, в которой виртуальный пиксель является базирующимся на программном обеспечении виртуальным пикселем, и виртуализатор (14) применяет алгоритм, который вычисляет отметку времени.
3. Система по п.2, в которой виртуализатор (14) вычисляет отметку времени как взвешенную по энергии сумму частичной отметки времени фотодетектора из выходных сигналов каждого из множества фотодетекторов (12).
4. Система по п.2, в которой виртуализатор (14) вычисляет отметку времени как функцию выходного сигнала фотодетектора (12), регистрирующего наибольший уровень наивысшей энергии относительно других фотодетекторов (12) в виртуальном пикселе.
5. Система по п.2, в которой виртуализатор (14) вычисляет отметку времени как функцию самой ранней отметки времени фотодетектора, зарегистрированной фотодетектором (12) в виртуальном пикселе.
6. Система по п.1, в которой виртуальный пиксель является базирующимся на аппаратном обеспечении виртуальным пикселем и включает в себя сеть, которая соединяет триггерную линию (22) от каждого из множества фотодетекторов (12) с преобразователем (26) время-код.
7. Система по п.6, дополнительно включающая в себя селектор/мультиплексор (28), который выбирает данные отметки времени из всех отметок времени фотодетектора, принятых по сети, для передачи в, по меньшей мере, один выходной буфер.
8. Система по п.1, в которой матрица виртуальных пикселей размещается в устройстве диагностического формирования изображений и виртуализатор (14) включает в себя:
процедуру или средство (64, 84) для оценки энергий и отметок времени, ассоциированных с множеством фотодетекторов в виртуальном пикселе в ответ на попадание гамма луча;
процедуру или средство (66, 86) для вычисления полной энергии, ассоциированной с попаданием гамма луча; и
процедуру или средство (68,88) для вычисления отметки времени для попадания гамма луча.
9. Система по п.1, в которой множество фотодетекторов (12) включает в себя 16 фотодетекторов, расположенных в виде 4×4 матрицы.
10. Система по п.1, в которой множество фотодетекторов (12) включает в себя 4 фотодетектора, расположенные в 2×2 матрице.
11. Система по п.10, дополнительно включающая в себя:
множество сцинтилляционных кристаллов, расположенных в прямоугольной решетке;
множество 2×2 матриц фотодетекторов, оптически связанных с сцинтилляционными кристаллами со смещением, так что в каждой 2×2 матрице один из фотодетекторов является оптически связанным с только одним сцинтилляционным кристаллом, при этом один из фотодетекторов является оптически связанным с двумя из сцинтилляционных кристаллов, и два из фотодетекторов являются оптически связанными с четырьмя из сцинтилляционных кристаллов.
12. Способ для вычисления отметки времени для виртуального пикселя по п.1, который применяется в устройстве диагностического формирования изображений, при этом способ включает в себя:
оценку энергий и отметок времени, ассоциированных с множеством фотодетекторов (12) в виртуальном пикселе при регистрации попадания гамма луча;
вычисление полной энергии, ассоциированной с попаданием гамма луча; и
вычисление отметки времени для попадания гамма луча.
13. Способ конструирования ядерного устройства формирования изображений с использованием матриц виртуальных пикселей по п.1, содержащий:
для конструирования устройства с высоким пространственным разрешением выполняют оптическое связывание сцинтилляционных кристаллов с фотодетекторами с отношением, по меньшей мере, 1:1; и
для конструирования устройства с высоким временным разрешением выполняют оптическое связывание сцинтилляционных кристаллов с фотодетекторами с отношением сцинтилляционных кристаллов к фотодетекторам 1:4 или менее.
14. Способ вычисления отметки времени для виртуального пикселя, включающий в себя:
прием попадания гамма луча на сцинтилляционный кристалл (10) виртуального пикселя;
оценку выходных сигналов от каждого из множества фотодетекторов (12), оптически связанных с сцинтилляционным кристаллом, чтобы определять энергию и отметку времени фотодетектора для каждого фотодетектора, ассоциированного с попаданием гамма луча;
вычисление полной энергии попадания гамма луча посредством комбинирования энергий, обнаруженных множеством фотодетекторов (12), ассоциированных с попаданием гамма луча; и
вычисление отметки времени для попадания гамма луча как функции отметки времени фотодетектора, зарегистрированной, по меньшей мере, одним фотодетектором (12) в множестве фотодетекторов.
15. Способ по п.14, дополнительно включающий в себя вычисление отметки времени для попадания гамма луча как взвешенной по энергии суммы частичной отметки времени фотодетектора от каждого из множества фотодетекторов (12), ассоциированных с попаданием гамма луча.
16. Способ по п.14, дополнительно включающий в себя вычисление отметки времени как функции отметки времени фотодетектора для фотодетектора (12), регистрирующего наивысший уровень энергии относительно других фотодетекторов в виртуальном пикселе.
17. Способ по п.14, дополнительно включающий в себя вычисление отметки времени как функции самой ранней отметки времени фотодетектора, зарегистрированной посредством фотодетектора (12) в виртуальном пикселе.
18. Способ по п.14, дополнительно включающий в себя вычисление отметки времени как функции частичных отметок времени, принятых в преобразователе (26) время-код через сетевое соединение триггерной линии от каждого из множества фотодетекторов.
19. Способ по п.14, дополнительно включающий в себя:
расположение множества сцинтилляционных кристаллов в прямоугольной решетке;
оптическое связывание множества 2×2 матриц фотодетекторов с сцинтилляционными кристаллами со смещением, так что в каждой 2×2 матрице один из фотодетекторов является оптически связанным с только одним сцинтилляционным кристаллом, при этом один из фотодетекторов является оптически связанным с двумя из сцинтилляционных кристаллов, и два из фотодетекторов являются оптически связанными с четырьмя из сцинтилляционных кристаллов.
20. Процессор или машинно-читаемый носитель, запрограммированный, чтобы выполнять способ по п.14.
21. Детекторная матрица (50) для устройства диагностического формирования изображений, включающая в себя:
множество фотодетекторов (52), расположенных в виде матрицы;
множество сцинтилляционных кристаллов (54), расположенных в виде матрицы и оптически связанных с множеством фотодетекторов, при этом фотодетекторная матрица и сцинтилляционная матрица являются смещенными друг от друга, так что некоторые из сцинтилляционных кристаллов (54) являются связанными количеством фотодетекторов (52), отличающегося от такового для других сцинтилляционных кристаллов (54); и
процессор, который идентифицирует сцинтилляционный кристалл (54), на который попал гамма луч, на основе выходного сигнала, сгенерированного одним или более из множества фотодетекторов (52), оптически связанных с сцинтилляционным кристаллом (54), на который попал гамма луч.
22. Детекторная матрица по п.21, в которой длина каждой стороны каждого сцинтилляционного кристалла (54) составляет приблизительно 1/2 длины каждой стороны каждого фотодетектора (52), так что каждый фотодетектор (52) является ассоциированным с девятью сцинтилляционными кристаллами (54).
23. Детекторная матрица по п.21, дополнительно включающая в себя:
множество сцинтилляционных кристаллов, расположенных в прямоугольной решетке;
множество 2×2 матриц фотодетекторов, оптически связанных с сцинтилляционными кристаллами со смещением, так что в каждой 2×2 матрице один из фотодетекторов является оптически связанным с только одним сцинтилляционным кристаллом, при этом один из фотодетекторов является оптически связанным с двумя из сцинтилляционных кристаллов, и два из фотодетекторов являются оптически связанными с четырьмя из сцинтилляционных кристаллов.
24. Детекторная матрица по п.21, в которой процессор (56) включает в себя:
процедуру или средство (102) для обнаружения регистрации света на первом фотодетекторе (52);
процедуру или средство (104) для определения, зарегистрировал ли, по меньшей мере, второй фотодетектор (52), смежный с первым фотодетектором (52), величину света, равную величине света, зарегистрированной на первом фотодетекторе (52);
процедуру или средство (106) для выполнения поиска таблицы фотодетекторов (52), регистрирующих, по существу, равные величины света; и
процедуру или средство (108) для идентификации сцинтилляционного кристалла (54), перекрывающего все фотодетекторы (52), регистрирующие, по существу, равную величину света, как сцинтилляционный кристалл (54), в котором было принято попадание гамма луча.
25. Способ идентификации сцинтилляционного кристалла (54) в детекторной матрице (50) по п.21, включающий в себя:
обнаружение регистрации света от гамма луча в первом фотодетекторе (52);
определение, зарегистрировал ли, по меньшей мере, второй фотодетектор (52), смежный с первым фотодетектором (52), величину света, равную величине света, зарегистрированной в первом фотодетекторе (52);
выполнение табличного поиска фотодетекторов (52), регистрирующих, по существу, равные величины света; и
идентификацию сцинтилляционного кристалла (54), перекрывающего все фотодетекторы (52), регистрирующие, по существу, равную величину света, как сцинтилляционный кристалл (54), в который было попадание гамма лучом.
26. Способ идентификации местоположения попадания гамма луча на детекторной матрице (50) по п.21, включающий в себя:
расположение множества сцинтилляционных кристаллов в прямоугольной решетке;
оптическое связывание множества 2×2 матриц фотодетекторов с сцинтилляционными кристаллами со смещением, так что в каждой 2×2 матрице один из фотодетекторов является оптически связанным с только одним сцинтилляционным кристаллом, при этом один из фотодетекторов является оптически связанным с двумя из сцинтилляционных кристаллов, и два из фотодетекторов являются оптически связанными с четырьмя из сцинтилляционных кристаллов.
27. Пиксельная матрица с перестраиваемой конфигурацией, включающая в себя:
матрицу фотодетекторов (12);
матрицу сцинтилляционных кристаллов (10), в которой кристаллы имеют любые размеры, выбираемые из заданного и множества размеров; и
средство (14) обработки, которое обрабатывает выходные сигналы, ассоциированные с попаданием гамма луча на один из сцинтилляционных кристаллов (10), что обнаруживается посредством соответствующей части матрицы фотодетекторов (12), чтобы вычислять отметку времени для попадания гамма луча.
28. Пиксельная матрица по п.27, в которой каждый пиксель сконфигурирован, чтобы иметь размер фотодетекторной матрицы, по меньшей мере, один из 1×1, 2×2 или 4×4.
29. Пиксельная матрица по п.28, в которой размер матрицы является выбираемым.
30. Пиксельная матрица по п.27, применяемая в, по меньшей мере, одном из следующего: сканер всего тела, сканер животного или сканер мозга с дополнительным детектором.
31. Пиксельная матрица по п.28, в которой отношение сцинтилляционных кристаллов (10) к фотодетекторам (12) выбирается как одно из 4:1, 1:1 и 1:4.
32. Способ создания пиксельной матрицы по п.27, включающий в себя
построение первого сканера с детектором в первой конфигурации пиксельной матрицы; и
построение второго сканера с детектором во второй конфигурации пиксельной матрицы;
при этом первая и вторая конфигурации пиксельной матрицы применяют разные отношения фотодетекторов (12) к сцинтилляционным кристаллам (10).