АВТОНОМНЫЙ ДЕТЕКТОРНЫЙ МОДУЛЬ КАК СТРОИТЕЛЬНЫЙ БЛОК ДЛЯ МАСШТАБИРУЕМЫХ СИСТЕМ PET И SPECT

1. Система (10) детектора ядерного сканирования, включающая в себя:
ядерный сканер (12), содержащий множество неподвижно закрепленных деталей (13) ядерного детектора;
один или больше автономных детекторных модулей (ADM) (14), съемно закрепленных на каждой из неподвижно закрепленных деталей (13) детектора, каждый ADM (14) включает в себя:
массив (66) сцинтилляционных кристаллов, содержащий один или более сцинтилляционных кристаллов;
один или более светоприемников (64) для детектирования событий сцинтилляции в соответствующих секторах массива (66) сцинтилляционных кристаллов и
модуль (60) обработки, который устанавливает временную метку для каждого детектируемого события сцинтилляции, выполняет протокол стробирования энергии для идентификации событий комптоновского рассеяния и выводит информацию о событии сцинтилляции с временной меткой и после стробирования энергии.
2. Система по п.1, дополнительно содержащая:
компонент (28) детектирования совпадения, который принимает информацию о событии сцинтилляции с временной меткой и после стробирования энергии из множества ADM (14) и идентифицирует пары детектированных событий сцинтилляции, которые соответствуют одиночному событию аннигиляции в субъекте.
3. Система по п.2, дополнительно содержащая:
процессор (32) реконструкции, который реконструирует объем изображения субъекта из идентифицированных пар событий сцинтилляции;
запоминающее устройство (34) изображения, которое хранит реконструированный объем изображения; и
дисплей (42), на котором отображается объем изображения для зрителя.
4. Система по п.1, в которой каждый ADM (14) включает в себя:
разъем (20) питания, через который ADM (14) принимает питание;
разъем (22) синхронизатора, через который ADM (14) принимает информацию о синхронизации из главных часов для установки временной метки в детектированных событиях сцинтилляции;
разъем (24) конфигурации, через который ADM (14) конфигурируется во время установки; и
выходной разъем (26), через который ADM (14) передает информацию о событии сцинтилляции с временной меткой и после стробирования энергии;
причем разъемы (20, 22, 24, 26) и соответствующие разъемы на гентри имеют взаимосвязь вилка-розетка.
2
2
5. Система по п.1, в которой массив (66) сцинтилляционных кристаллов имеет размер в диапазоне от приблизительно 3×3 см до приблизительно 16×16 см.
6. Система по п.5, в которой кристаллы сцинтилляции сформированы из одного из:
2
2
германата висмута (BGO) с массивом (66) сцинтилляционных кристаллов, имеющим размеры в диапазоне от приблизительно 3x3 см до приблизительно 6x6 см; или
2
2
по меньшей мере, одного из лютеций-иттриевого ортосиликата (LYSO) или лютециевого ортосиликата (LSO) с массивом (66) сцинтилляционных кристаллов, имеющим размеры в диапазоне от приблизительно 3×3 см до приблизительно 8×8 см; или
2
2
бромида лантана (LaBr) с массивом (66) сцинтилляционных кристаллов, имеющим размеры в диапазоне от приблизительно 6×6 см до приблизительно 12×12 см.
7. Система по п.1, в которой каждый из светоприемников (64) включает в себя множество светочувствительных элементов, расположенных в виде мозаики, причем каждый элемент мозаики имеет светочувствительные элементы, соответствующие множеству пикселей детектора, светочувствительные элементы, по существу, закрывают всю мозаику в пределах областей c минимальной кромкой так, что обеспечить установку элементов мозаики с примыканием друг к другу и поддержание ими соответствующей периодичности пикселя детектора.
8. Система по п.7, в которой элементы мозаики являются прямоугольными, и каждый модуль включает в себя, по меньшей мере, четыре элемента мозаики в плотно упакованной взаимосвязи.
9. Система по п.1, в которой модуль (60) обработки включает в себя флэш-память, которая хранит справочную таблицу, включающую в себя информацию о коррекции, используемую модулем обработки, для компенсации рассеяния комптоновского типа.
10. Система по п.1, в которой модуль (60) обработки включает в себя, по меньшей мере, одну из программируемых пользователем вентильных матриц (FPGA) и специализированных интегральных схем (ASIC) для установки временной метки и стробирования энергии для детектированных событий сцинтилляции.
11. Система по п.1, в которой модуль (60) обработки включает в себя, по меньшей мере, одну программируемую пользователем вентильную матрицу (FPGA), которая принимает информацию о временной метке из модуля установки временной метки, интегрированного в светоприемник (64).
12. Способ уменьшения потребности в последующей обработке данных в системе формирования ядерного изображения, включающий в себя этапы, на которых:
детектируют события сцинтилляции в одном или более автономных детекторных модулях (ADM) (14);
устанавливают временную метку для событий сцинтилляции на уровне модуля в каждом ADM (14);
выполняют технологию стробирования энергии для событий сцинтилляции на уровне модуля;
выводят информацию о событии сцинтилляции с временной меткой и после стробирования энергии и
обрабатывают, и реконструируют информацию о событии в объеме 3D изображения.
13. Способ по п.12, дополнительно включающий в себя этап, на котором:
выполняют алгоритм детектирования совпадения для выводимой информации о событии сцинтилляции для идентификации соответствующих пар событий сцинтилляции.
14. Способ по п.12, дополнительно включающий в себя этапы, на которых:
определяют, что один или больше ADM (14) является неисправным;
передают сигнал неисправности, который предупреждает техника об одном или больше неисправных ADM (14); и
заменяют один или больше неисправных ADM (14) новым предварительно откалиброванным ADM.
15. Машиночитаемый носитель (34) информации, который содержит сохраненные на нем исполняемые компьютером инструкции для выполнения способа по п.12.
16. Автономный детекторный модуль (ADM) (14), включающий в себя:
массив (66) сцинтилляционных кристаллов;
по меньшей мере, один светоприемник (64), детектирующий событие сцинтилляции во всем или на участке массива (66) сцинтилляционных кристаллов; и
модуль (60) обработки, устанавливающий временные метки для детектированных событий сцинтилляции или принимающий временную метку и информацию энергии из схемы, интегрированной в светоприемник, выполняющий технологию стробирования энергии для детектированных событий сцинтилляции и выводящий информацию о событии сцинтилляции с временной меткой и после стробирования энергии.
17. Автономный детекторный модуль (ADM) (14) по п.16:
в котором, по меньшей мере, один светоприемник (64) соединен со всем или с частью массива (66) сцинтилляционных кристаллов на первой стороне и с разъемом (68) на второй стороне; и
в котором разъем (68) съемно соединен, по меньшей мере, с одним из светоприемников (64) с печатной платой (PCB) (62), которая соединена с модулем (60) обработки.
18. Автономный детекторный модуль (ADM) (14) по п.16:
в котором, по меньшей мере, один светоприемник (64) соединен со всем или участком массива (66) сцинтилляционных кристаллов на первой стороне, и с печатной платой (PCB) (62) на второй стороне, причем печатная плата дополнительно соединена с модулем (60) обработки.
19. Автономный детекторный модуль (ADM) (14) по п.16, дополнительно включающий в себя:
разъем (20) питания, через который ADM (14) принимает питание;
разъем (22) синхронизатора, через который ADM (14) принимает информацию о синхронизации из главных часов для установки временной метки для детектированных событий сцинтилляции;
разъем (24) конфигурации, через который ADM (14) конфигурируется во время, по меньшей мере, одной из установок или во время сканирования; и
выходной разъем (26), через который ADM (14) передает информацию о событии сцинтилляции с временной меткой и после стробирования энергии.
20. Система формирования изображений на основе позитронно-эмиссионной томографии (PET), включающая в себя множество ADM (14) по п.16.
21. Автономный детекторный модуль (ADM), содержащий:
множество элементов мозаики, расположенных в виде плотно упакованного массива, причем каждый элемент мозаики включает в себя:
множество светочувствительных элементов, соответствующих множеству пикселей детектора со светочувствительными элементами, по существу, покрывающими элементы мозаики в областях с минимальной кромкой, и
по меньшей мере, один сцинтиллятор, оптически соединенный со светочувствительными элементами;
в котором элементы мозаики установлены с примыканием друг к другу так, чтобы светочувствительные элементы одного элемента мозаики находились, по существу, рядом со светочувствительными элементами соседнего элемента мозаики так, чтобы поддерживать соответствующую периодичность пикселя детектора во множестве элементов мозаики.