СПОСОБ УЛУЧШЕНИЯ ВРЕМЕННОГО РАЗРЕШЕНИЯ ЦИФРОВЫХ КРЕМНИЕВЫХ ФОТОУМНОЖИТЕЛЕЙ

1. Схема синхронизации (22), содержащая:
первый аналого-цифровой преобразователь (30) времени (TDC), сконфигурированный для вывода первой временной метки в ответ на обнаруженное событие на основе первого опорного тактового сигнала (40, 53);
по меньшей мере, второй TDC (31), сконфигурированный для вывода второй временной метки в ответ на упомянутое обнаруженное событие на основе второго опорного тактового сигнала (42, 54), причем, по меньшей мере, первый и второй опорные тактовые сигналы смещены во времени; и
схему (60, 62), функционально подключенную к каждому TDC, сконфигурированную для вывода скорректированной временной метки на основе, по меньшей мере, первой и второй временных меток.
2. Схема синхронизации по п.1, в которой
первый опорный тактовый сигнал (40, 53) и второй опорный тактовый сигнал (42, 54) осциллируют на одинаковой частоте; и
передний фронт (46, 48, 56, 57) первого опорного тактового сигнала не совпадает с передним фронтом (50, 52, 58) второго опорного тактового сигнала, но передний фронт первого опорного тактового сигнала (46, 48, 56, 57) совпадает с задним фронтом второго опорного тактового сигнала (50, 52, 58).
3. Схема синхронизации по любому из пп.1 и 2, причем каждый TDC дополнительно включает в себя:
грубый счетчик (32, 33), предпочтительно включающий в себя запоминающий элемент (36, 37), сконфигурированный для подсчета количества передних фронтов у соответствующего опорного тактового сигнала; и
точный счетчик (34, 35), работающий с более высоким разрешением, чем соответствующий опорный тактовый импульс, и сконфигурированный для измерения разницы во времени между обнаруженным событием и следующим передним фронтом соответствующего опорного тактового импульса.
4. Схема синхронизации по п.3, в которой измерение разницы во времени, выполненное точным счетчиком (34, 35), основывается на измерении времени с пересчетом в расстояние в соответствии с одним из линии с отводами или верньера, или другими способами, подобно сжатию импульсов или разряду конденсатора постоянного тока.
5. Схема синхронизации по п.3, в которой каждый грубый счетчик (32, 33) дополнительно включает в себя:
запоминающий элемент (36, 37), сконфигурированный для фиксации обнаруженного события и переднего фронта опорного тактового импульса.
6. Схема синхронизации по любому из пп.1 и 2, в которой:
когда событие не обнаруживается первым TDC и обнаруживается вторым TDC, то скорректированная временная метка эквивалентна второй временной метке;
когда событие обнаруживается первым TDC и не обнаруживается вторым TDC, то временная метка эквивалентна первой временной метке; и
когда событие обнаруживается и первым, и вторым TDC, то скорректированная временная метка основывается на первой и второй временной метке.
7. Схема синхронизации по п.3, дополнительно включающая в себя компаратор (38), сконфигурированный для обнаружения отличий между первым счетчиком в первом и втором TDC.
8. Модуль (10) детектора излучения, содержащий:
сцинтиллятор, который формирует оптические фотоны в ответ на принятое излучение;
множество фотоэлектрических детекторов, таких как кремниевые фотоумножители, оптически соединенных со сцинтиллятором, сконфигурированных для формирования триггер-сигнала в ответ на обнаруженные фотоны; и
схему синхронизации (22) по любому из пп.1-7.
9. Модуль детектора излучения по п.8, в котором:
сцинтиллятор является мозаичным сцинтиллятором, созданным из множества оптически изолированных сцинтиллирующих кристаллов; и
каждый фотоэлектрический детектор оптически соединен с одним из сцинтиллирующих кристаллов.
10. Ядерный медицинский сканер изображений, содержащий:
множество модулей обнаружения излучения по любому из пп.8 и 9, геометрически размещенных вокруг поля сканирования (12);
детектор (70) совпадений, который обнаруживает пары обнаруженных событий излучения, и определяет линии ответа, соответствующие совпадающим парам; и
преобразующий процессор (72), который преобразует линии ответа в представление изображения.
11. Способ назначения временной метки обнаруженному событию, включающий в себя этапы, на которых:
формируют первый опорный тактовый сигнал (40, 53);
формируют, по меньшей мере, второй опорный тактовый сигнал (42, 54), причем, по меньшей мере, первый опорный тактовый сигнал и второй опорный тактовый сигнал являются несинхронными;
принимают триггер-сигнал в ответ на обнаруженное событие;
определяют первую временную метку на основе временного отношения между триггер-сигналом и первым опорным тактовым импульсом;
определяют, по меньшей мере, вторую временную метку на основе временного отношения между триггер-сигналом и, по меньшей мере, вторым опорным тактовым импульсом; и
выводят скорректированную временную метку на основе, по меньшей мере, первой временной метки и второй временной метки.
12. Способ по п.11, в котором
первый опорный сигнал и второй опорный сигнал осциллируют на одинаковой частоте; и
передний фронт первого опорного тактового сигнала не совпадает с передним фронтом второго опорного тактового сигнала, причем передний фронт первого опорного тактового сигнала предпочтительно совпадает с задним фронтом второго опорного тактового сигнала.
13. Способ по любому из пп.11 и 12, дополнительно включающий в себя этапы, на которых:
определяют первую временную метку;
подсчитывают количество передних фронтов первого опорного тактового сигнала;
измеряют разницу во времени между обнаруженным событием и следующим передним фронтом соответствующего опорного тактового импульса с более высоким разрешением, чем у первого опорного тактового сигнала; и
определяют вторую временную метку;
подсчитывают количество передних фронтов второго опорного тактового сигнала;
измеряют разницу во времени между обнаруженным событием и следующим передним фронтом второго опорного тактового импульса с более высоким разрешением, чем у второго опорного тактового сигнала.
14. Способ формирования изображений, включающий в себя этапы, на которых:
обнаруживают события излучения;
назначают каждому событию излучения временную метку в соответствии со способом по любому из пп.11-13;
выравнивают пары совпадающих событий излучения исходя из временных меток;
определяют LOR для каждой пары совпадающих событий излучения;
преобразуют LOR в представление изображения.
15. Способ ассоциирования указателя времени с обнаруженным событием, включающий в себя этапы, на которых:
используют первый TDC для ассоциирования указателей времени с обнаруженными событиями;
если обнаруженное событие происходит во время метастабильной фазы первого TDC, используют, по меньшей мере, второй TDC для ассоциирования указателя времени с обнаруженным событием; и
предоставляют указатели времени в схему детектора.