ВРЕМЯПРОЛЕТНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ В ПОЗИТРОННОЙ ЭМИССИОННОЙ ТОМОГРАФИИ

1. Устройство регистрации излучения, содержащее:
сцинтиллятор (140), который порождает сцинтилляционные фотоны в ответ на полученные фотоны излучения;
фотоприемник (142), оптически связанный со сцинтиллятором, и который формирует сигнал фотоприемника в ответ на сцинтилляционные фотоны;
1
первый детектор (202) сигнала, который формирует первый выходной сигнал (SP), если сигнал фотоприемника удовлетворяет первому критерию сигнала;
2
второй детектор (202) сигнала, который формирует второй выходной сигнал (EN), если сигнал фотоприемника удовлетворяет второму критерию сигнала;
детектор (204) сигнала излучения, который оценивает первый и второй выходные сигналы для распознавания сигналов фотоприемников, показывающих излучение, полученное сцинтиллятором.
2. Устройство по п.1, в котором первый критерий сигнала распознает сигнал фотоприемника, показывающий первоначальные во времени сцинтилляционные фотоны, порожденные сцинтиллятором в ответ на полученный фотон излучения.
3. Устройство по п.2, в котором второй критерий сигнала распознает сигнал фотоприемника, показывающий последующие во времени сцинтилляционные фотоны, порожденные сцинтиллятором в ответ на полученный фотон излучения.
4. Устройство по п.1, в котором первый критерий сигнала содержит порог первого уровня, и второй критерий сигнала содержит порог второго уровня, и при этом абсолютное значение второго порога больше, чем абсолютное значение первого порога.
5. Устройство по п.1, в котором фотоприемник создает темновые счетные импульсы, и при этом детектор сигнала излучения отбрасывает сигналы фотоприемника, происходящие от темновых счетных импульсов, созданных фотоприемником.
6. Устройство по п.1, в котором детектор сигнала излучения определяет, формируется ли второй выходной сигнал в пределах временного окна (312) приема после формирования первого выходного сигнала.
7. Устройство по п.1, дополнительно содержащее систему (208) измерения времени, соединенную с возможностью функционирования с детектором сигнала излучения, при этом система измерения времени формирует временные метки, указывающие распознанные сигналы фотоприемника.
8. Устройство по п.7, в котором временная метка является моментом времени, в который выходной сигнал фотоприемника удовлетворяет первому критерию сигнала.
9. Устройство по п.7, в котором система измерения времени содержит средство сокращения ширины импульса для укорачивания ширины измеряемого импульса (602).
10. Устройство по п.9, дополнительно содержащее преобразователь (704) время - цифровой код с укорачиванием импульсов, который измеряет ширину укороченного импульса.
11. Устройство по п.1, дополнительно содержащее систему (206) измерения энергии, соединенную с возможностью функционирования с детектором сигнала излучения, при этом система измерения энергии измеряет избирательно распознанные выходные сигналы фотоприемников для формирования сигнала, указывающего полученные фотоны излучения.
12. Устройство по п.1, дополнительно содержащее TOF PET-систему (систему времяпролетной позитронной эмиссионной томографии).
13. Способ, содержащий следующие этапы:
оценивают сигналы из детектора гамма-излучения для распознавания возможных сигналов детектора, при этом возможные сигналы детектора содержат сигналы зарегистрированного гамма-излучения и ложные сигналы;
оценивают возможные сигналы детектора для распознавания сигналов зарегистрированного гамма-излучения и отбрасывания ложных сигналов;
формируют выходной сигнал, указывающий, по меньшей мере, что-то одно из измеренной энергии гамма-излучения и измеренного времени регистрации распознанных сигналов детектора.
14. Способ по п.13, в котором детектор излучения содержит лавинный фотодиод, работающий в режиме Гейгера, и при этом ложные сигналы содержат темновые счетные импульсы, создаваемые лавинным фотодиодом.
15. Способ по п.13, в котором зарегистрированное гамма-излучение содержит гамма-фотоны, указывающие на события позитронной аннигиляции.
16. Способ по п.13, в котором этап оценки сигналов, полученных из детектора гамма-излучения, заключается в том, что сравнивают полученные сигналы детектора с первым порогом, и этап оценки возможных сигналов детектора заключается в том, что сравнивают полученные сигналы детектора со вторым порогом.
17. Способ по п.16, содержащий следующие этапы:
измеряют характеристику возможного сигнала;
используют измеренную характеристику для настройки второго порога.
18. Способ по п.16, в котором первый порог имеет значение, которое соответствует выходному сигналу детектора непосредственно после регистрации фотона гамма-излучения, при этом первое пороговое значение соответствует также шумовому выходному сигналу детектора.
19. Способ по п.18, в котором первый порог соответствует выходному сигналу детектора в ответ на, по меньшей мере, какой-то один из первого и второго по времени сцинтилляционных фотонов, порожденных сцинтиллятором в ответ на зарегистрированный фотон гамма-излучения.
20. Способ по п.13, 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.
21. Способ по п.20, в котором временное окно приема составляет приблизительно 5 нс.
22. Устройство для позитронной эмиссионной томографии, содержащее:
множество детекторных каналов, при этом, по меньшей мере, секция детекторных каналов содержит:
детектор, чувствительный к излучению;
средство для оценки выходного сигнала детектора, чтобы распознавать возможные сигналы детектора, при этом возможные сигналы детектора содержат сигналы зарегистрированного гамма-излучения и ложные сигналы;
средство для квалификации возможных сигналов детектора, чтобы распознавать сигналы гамма-излучения;
детектор совпадений, соединенный с возможностью функционирования с детекторными каналами, при этом детектор совпадений распознает квалификационные сигналы детектора, показывающие события позитронной аннигиляции.
23. Устройство, содержащее:
детектор (106), чувствительный к гамма-излучению;
первое средство (120), 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;
средство (708) преобразования время - цифровой код с укорачиванием импульсов, соединенное с возможностью функционирования с первым средством, для формирования данных временной метки, которые маркируют время регистрации квалифицированных сигналов детектора.
24. Способ преобразования время - цифровой код, содержащий следующие этапы:
получают сигнал, подлежащий измерению (602);
max
w
делят период (T) времени измерения на множество (N) субпериодов (n), при этом каждый субпериод содержит ширину (T);
p
укорачивают ширину (T) сигнала на величину, которая соответствует ширине, по меньшей мере, одного из субпериодов;
m
измеряют ширину (T) укороченного сигнала и
используют величину и измеренную ширину для определения ширины сигнала.
25. Способ по п.24, в котором этап измерения ширины заключается в том, что используют преобразователь время - цифровой код с укорачиванием импульсов для измерения ширины укороченного сигнала.
x
26. Способ по п.24, в котором этап деления заключается в том, что делят период времени измерения на 2 субпериодов, где x является целым числом, большим или равным 1.
27. Способ по п.24, в котором каждый субпериод имеет одинаковую ширину.
28. Способ по п.24, в котором период времени измерения делят в соответствии с бинарным иерархическим разложением уровня H, где H является целым числом, большим или равным единице.
29. Способ по п.24, содержащий применение линии задержки для укорачивания ширины сигнала.
30. Устройство для измерения ширины сигнала, при этом устройство содержит:
max
средство для деления периода (T) времени измерения на множество (N) субпериодов (n), при этом каждый субпериод содержит ширину;
p
средство для укорачивания ширины (T) сигнала на величину, которая соответствует ширине, по меньшей мере, одного из субпериодов;
m
средство для измерения ширины (T) укороченного сигнала и
средство для использования величины и измеренной ширины для вычисления ширины сигнала.
31. Устройство по п.30, в котором средство для измерения содержит преобразователь время - цифровой код с укорачиванием импульсов, и при этом преобразователь время - цифровой код с укорачиванием импульсов содержит асимметричный инвертирующий элемент.