專利名稱：輻射檢測應用中的低功率TDC-ADC和Anger邏輯的制作方法
輻射檢測應用中的低功率TDC-ADC和Anger邏輯本申請涉及診斷成像領域。其在減小與檢測輻射相關的電子設備的功耗方面具有 特別應用，并將參照其特別參考對其進行描述。然而，應當理解，其在減小光電檢測器陣列 的功耗方面也具有應用，且不必限定于前述應用。硅光電倍增器或多陽極光電倍增管(PMT)的使用使得能夠實現高性能飛行時間 正電子發射層析成像(ToF-PET)檢測器。這些檢測器具有高的時間、空間、和能量分辨率， 并最小化歸因于檢測器的相對小的尺寸(數mm)的堆積效應。適應該高密度檢測器陣列的 讀出通道的數量相對于經典PMT檢測器具有顯著增大。集成低功率電子設備常規地適應該 需要，特別是對于ToF-PET。并且，鄰域邏輯的使用增加了電子設備的復雜性。如果基于所 使用的部件，必需增加觸發電路，則這是尤其真實的。此增加的電路通常缺乏增益和延遲匹 配，結果使得加時間戳記操作受到影響。當前時間-數字(TDC)和模擬-數字(ADC)專用集成電路(ASIC)設計進行的很 好。雖然每一個消耗相對小的功率，但是它們的高密度陣列消耗相對大的功率量，導致必需 耗散約lW/cm2的熱。因為從檢測器至數字化器的模擬路徑應當盡可能短，所以在沒有正確 地冷卻與檢測器相關的電子設備時，檢測器變熱。在SiPM讀出的情況下，檢測器的性能能 隨溫度顯著變化，所以需要充分的冷卻和熱設計，增加了系統的成本和復雜性。傳統多通道TDC/ADC典型地由多個相同通道構成，每個通道具有定時分支和能量 分支。如果信號超過定時分支中的觸發器閾值，則典型地產生輻射事件記錄或“撞擊”，這 于是開始能量分支中的模擬積分和轉換。于是，通道信息和時間戳記以及能量信息一起 被發送至子系統，用于進一步的處理和后面的重合搜索以形成為PET圖像的基礎的響應線 (LOR)。提供加時間戳記的處理器通常使用時間_幅度轉換(TAC)，其需要長的轉換時間、參 考開始或停止信號、以及長的重設時間。自觸發數字化器(TDC/ADC ASIC)呈現極優的性能，但是不提供固定組信息用于使 用單個查找表格(LUT)的基于Anger邏輯的像素設別。這歸因于如下事實如果低能事件 不超過單個觸發閾值，則它們不產生觸發。本申請提供克服了上述問題和其它問題的新的和改進的輻射檢測器陣列。根據本發明的一方面，提供了一種診斷成像設備。信號處理電路處理來自檢測器 陣列的信號，檢測器陣列檢測來自成像區的輻射。撞擊信號表示對應的檢測器受到輻射光 子的撞擊。信號處理電路包括多個輸入通道，每個通道接收來自對應的檢測器元件的撞擊 信號，使得每個輸入通道對應于接收撞擊信號的位置。多個積分器對來自輸入通道的信號 進行積分，以確定與每個輻射撞擊相關的能量值。多個模擬_數字轉換器將積分的能量值 轉換成數字能量值。多個時間-數字轉換器接收撞擊信號并生成數字時間戳記。OR邏輯將 來自所述多個輸入通道的子集的信號撞擊轉送至所述ADC之一和所述時間-數字轉換器之 一，所述子集包括一個以上的輸入通道，使得一個以上的輸入通道與每個ADC和/或每個時 間-數字轉換器連接。記錄和讀出器讀出撞擊信號的所述位置、所述數字能量值、以及所述 數字時間戳記。根據另一方面，提供了一種診斷成像方法。處理來自檢測器陣列的信號，所述檢測器陣列檢測來自成像區的輻射，所述信號表示對應的檢測器受到輻射光子的撞擊。接收 來自多個輸入通道的撞擊信號，每個輸入通道具有對應的檢測器元件，使得每個輸入通道 對應于接收每個撞擊信號的位置。對來自所述輸入通道的信號進行積分，以確定與每個輻 射撞擊相關的能量值。將所積分的能量值轉換為數字能量值。接收所述撞擊信號并生成 數字時間戳記。將來自所述多個輸入通道的子集的信號撞擊轉送至所述ADC之一和所述時 間-數字轉換器之一，所述子集包括一個以上的輸入通道，使得一個以上的輸入通道與每 個ADC和/或每個時間-數字轉換器連接。讀出撞擊信號的所述位置、所述數字能量值、以 及所述數字時間戳記。根據另一方面，提供了一種用于減小信號處理電路的功耗的方法，所述信號處理 電路處理來自檢測器陣列的撞擊信號，所述檢測器陣列檢測來自成像區的輻射，所述撞擊 信號表示對應的檢測器受到輻射光子的撞擊。利用多個輸入通道接收來自對應的檢測器元 件的撞擊信號，使得每個輸入通道對應于接收每個撞擊信號的位置。對來自所述輸入通道 的信號進行積分，以確定與每個輻射撞擊相關的能量值。將所積分的能量值轉換為數字能 量值。接收所述撞擊信號并生成數字時間戳記。通過使用OR邏輯組合輸入通道來減小提 取的功率，使得一個以上的輸入通道與每個ADC和/或每個時間-數字轉換器連接。讀出 撞擊信號的所述位置、所述數字能量值、以及所述數字時間戳記。一個優點是減小了定時跳動。另一優點在于減小了檢測器元件的死時間。另一優點在于減小了熱生成。另一優點是較低的功耗。另一優點在于簡化了電路布局。另一優點在于增加了對熱敏感部件的冷卻的容易性。另一優點在于增加了給低電壓設備提供功率的容易性。本領域技術人員在閱讀并理解以下詳細描述后將理解本發明的進一步的優點。本發明可以采取各種部件的形式和部件的布置，并且可以采取各種步驟中和步驟 的布置的形式。附圖僅是為示例優選實施例的目的，而不應視為限制本發明。
圖1是根據本申請的核成像設備的示意圖；圖2是觸發處理的流程圖，其中，數個輸入通道被一起編碼用于加時間戳記目的；圖3描繪觸發處理的另一實施例，其中，針對數個輸入通道對求和、積分、以及模 擬_數字轉換進行編碼；圖4描繪可能的通道編碼方案；圖5是描繪基于一起編碼的檢測器元件之間的距離的事件的非相關可能性的圖 示；圖6描繪用于圖4的編碼方案的可能的電路板布線布局；圖7將鄰域邏輯的使用引入通道編碼方案；圖8描繪用于實施圖7的鄰域邏輯的可能的交疊觸發區；圖9向求和信號上的時間戳記引入單個觸發器區時間戳記的組合作為替代或補 充；圖10向圖4的編碼方案引入分離觸發區；
圖11將ADC和TDC編碼與鄰域邏輯組合。參照圖1，診斷成像設備10包括外殼12和受試者支架14。外殼12內封裝有檢測 器陣列16。檢測器陣列16包括多個獨立的檢測器元件18。雖然參照正電子發射層析成像 (PET)掃描儀描述了一個特定實施例，但是應當理解，本申請在天體物理學中也是有用的， 諸如在伽瑪射線望遠鏡、射線照片、安保、工業、以及其它醫學應用中，其它醫學應用諸如是 單光子發射計算機層析成像(SPECT)和χ射線。通常，本申請在成像χ射線、伽瑪射線、或 其它具有高能量和空間分辨率的帶電粒子中有應用。陣列16布置成使得檢測器元件18鄰 近成像區20設置。檢測器陣列16能夠是檢測器18的環，多重環、一個或多個分立的平的 或弧形的面板等。在正電子發射層析成像(PET)中，由成像區中的正電子湮滅事件產生伽 瑪射線對，并且該射線對在相反方向上傳播。這些伽瑪射線檢測為對，如果一個伽瑪射線比 另一個傳播得更遠以到達檢測器，則在檢測之間具有微小時間差(納秒級)。因此，在PET 掃描器中，檢測器陣列典型地環繞成像區。在PET掃描開始之前，向受試者注入放射性藥物。在一個普通檢查中，放射性藥物 含有耦合至標簽分子的放射性元素。標簽分子與待成像的區域相關，并且往往是通過正常 身體處理在那里收集。例如，迅速繁殖的癌細胞往往消耗異常高量的能量來復制它們自己。 這樣，放射性藥物能夠連聯接至分子，在那些區域中收集并出現為圖像中的“熱點”，分子諸 如是細胞典型地新陳代謝以產生能量的葡萄糖。其它技術監控循環系統中流動的加標簽的 分子。當伽瑪射線撞擊檢測器陣列16時，生成時間信號。觸發處理器22監控每個檢測 器18的能量尖峰，例如脈沖下的積分面積，放射性藥物生成的伽瑪射線的能量特性。觸發 處理器22檢查時鐘23并以前沿接收戳記的時間對每個檢測的伽瑪射線加戳記。時間戳記、 能量估計以及位置估計首先由事件驗證處理器24使用以確定撞擊數據是否能夠用于隨后 的重合檢查。接受的對限定響應線(LOR)。因為伽瑪射線以光速傳播，如果檢測的伽瑪射線 的到達時間相隔大于數納秒，則它們可能不是由相同的湮滅事件生成并被丟棄。定時在飛 行時間PET(TOF-PET)中是特別有用的，因為基本上同時發生的事件中的微小差異能夠用 于進一步定位沿LOR的湮滅事件。隨著事件的時間分辨率變得更精確，能夠以更高的精度 沿事件的LOR定位事件。在事件被加時間戳記并驗證后，它們傳遞至記錄(register)和讀 出控制器25。LOR存儲在事件存儲緩沖器26中，重構處理器28使用濾波反投影算法或其它合適 的重構算法將LOR重構為受試者的圖像描繪。重構于是能夠向用戶顯示在顯示設備30上、 被打印、被保存以備以后之用等。在一個實施例中，使用閃光(flash) TDC。TDC包括線性反饋移位寄存器(LFSR)用 于粗的時間糾纏(time binning)，并包括級聯延遲錨定(logged)環(DLL)用于細的時間 糾纏。DLL錨定至控制系統的所有TDC的外部參考頻率。這以低的死時間(dead time)提 供快速的時間-數字轉換。能夠實現大于IO8計數/秒的時間戳記值。用于PET成像的輸 入信號通常工作于約IO3計數/秒，(例如，對于F18研究)，且對于高計數率研究，通常不超 過IO4計數/秒，使用4X4mm2的檢測器元件。當潛在的時間戳記過剩可獲得時，TDC能夠 執行多任務以監控數個檢測器元件而不犧牲數據。通過使用公共數字OR信號，空間散布的數個檢測器元件由單個TDC處理。參照圖2，示出了觸發電路的一部分。來自獨立的檢測器元件的數個輸入通道32p322、323、324饋 入相應的前沿檢測器SUUtdl。當檢測到前沿時，組合撞擊邏輯和ADC控制器36。 362、363、364確定所檢測的前沿是否是有效的事件撞擊。如果確定前沿為有效撞擊，則撞擊 邏輯/ADC控制器36ρ362、363、364發送信號至記錄和讀出控制器25，記錄和讀出控制器25 識別通道32Ρ32Ρ32Ρ324。撞擊邏輯βθρβθρβθ^βθΑ也時間上閂鎖以防止對另外的撞擊 的處理，直到處理并讀出了當前撞擊。同時，其發送信號至編碼單元38，在此，對撞擊信號 進行數字OR運算。輸出閂鎖TDC 40以對事件加時間戳記。仍然同時地，撞擊邏輯/ADC控 制器βθρβθρβθρβθΑ發送信號至積分器42i、422、423、424。一旦接收到該信號，積分器42^ 422、423、424確定檢測的事件的模擬能量值。ADC 44p442、443、444于是將能量值轉換為數字 能量值并將其向前發送至記錄和讀出控制器25。記錄和讀出控制器25于是輸出每個檢測 的事件的數字幅度、位置(輻射接收檢測器)、以及數字時間戳記。在ADC完成轉換且數據 被讀出時，撞擊邏輯36ρ362、363、364去閂鎖并打開輸入通道32ρ322、323、324以檢測另外的 事件。在上述實施例中，消耗的功率減小了幾乎4倍。繼續參照圖2，示出了四個輸入通道32P3U2P324。應當理解，更多或更少的通 道321、322、323、324能夠連接至單個100 40。描繪的實施例有效利用資源，因為TDC 40是 造成約90%的功耗的原因。該標記的功耗的原因是因為需要具有小跳動(<50ps)的非常 小的時間糾纏。通過針對數個檢測器元件和數字OR觸發器組合時間-數字轉換操作，減小 了所需的TDC 40的實際數量(圖2的實施例中減小了 4倍)。隨著其余TDC通道變得更小 和更快，大于丙酸鹽的能量減小是可能的。例如，如果TDC減小4-8倍，則約5-10倍的能量 減小是可能的，同時提高了時間戳記的性能。這容許高端像素化讀出，并消耗相對低的功率 量(約0. lW/cm2)。利用此布置，能夠以幾百瓦驅動整個整體(entire whole body)PET檢 測器。能夠簡化冷卻系統，能夠更容易地調節溫度敏感部件。還有，給低電壓設備的電源努 力能夠顯著減小。在另一實施例中，如圖3中所示，組合附加部件以進一步簡化并減小檢測器的功 耗。如先前實施例中，來自獨立的檢測器元件的數個輸入通道32p322、323、324饋入相應的 前沿檢測器SlJtJ^Sl。輸入通道32i、322、323、324由加法處理器48 —起求和并由單 個積分器42處理。再次，輸入32p322、323、324來自非相鄰檢測器，因為典型地，僅一個輸入 響應于撞擊，而其它的基本為零，積分和表示一個檢測的撞擊的能量。邏輯處理器36確定 撞擊是否有效，且確定哪個通道在使用(fired)。如果撞擊有效，則由ADC 44處理積分信 號。如先前實施例中，在檢測到撞擊時，對應的撞擊邏輯36ρ362、363、364時間上閂鎖。這容 許減小功率和電路布局所需的芯片面積。信號由TDC 40加時間戳記。撞擊檢測器的位置、 撞擊的數字幅度或能量以及撞擊的時間戳記傳送至記錄和讀出控制器25。對于圖3的實施例，由通道死時間由四倍的模擬_數字轉換時間確定。對于10位 的逐位近似轉換，此死時間約為1 μ s，對于IO4計數/秒，其等于約的死時間。此實施例 還提供通常可接受的信噪比，雖然對數個檢測器通道求和。對于此實施例和先前的實施例， 功率節省大于所使用的編碼比率通常是真實的。這是因為TDC能夠實施于基本較小的幾何 結構上。這減小了電容性負載。還有，也能夠將緩沖器和鎖存器設計為較小、較快，并且能 夠以較低功率驅動它們。對于兩個前述實施例，更有效地使用能量消耗部件。為了使這些部件對多通道執
8行多任務，物理上對組合通道進行構圖(map)，以避免串擾。因為輸入伽瑪事件引起的閃爍 事件能夠在數個像素上散射，所以不期望將鄰近通道一起構圖到單個OR觸發器中。在一個 實施例中，通道物理上彼此間隔開。參照圖4，示出了 8 X 8個獨立的檢測器50的一部分。雖 然示出了方形檢測器，但是能夠使用任何形狀的檢測器，諸如六邊形的、圓形的、矩形的，或 其它形狀的。如前述，對于編碼，能夠使用任何數量，圖2和3中示例了 4 1，并使用2X2 子塊實現。其它方便的比率為9 1，使用3X3子塊實現。非方形布置也是可能的，諸如 8 1，使用2X4子塊。在六邊形檢測器的3 1編碼中，使用布置在環中的7或19個檢 測器的子組是可能的。在圖4的實施例中，陣列分成4個1 4子塊52。標注1、5、33和37的像素連線 到一起以形成圖2或3的電路的輸入32^32^32^324。類似地，標注2、6、34和38的像素 相連，等等。像素分組選擇為最小化兩個或更多檢測器檢測相同事件的可能性。參照圖5， 在使用4X4mm檢測器元件的像素化檢測器中，基于檢測器之間的距離對兩個PET閃爍器54 和56構圖檢測器的非相關性可能性。利用16mm的間隔，兩個閃爍器的事件的約99%將不 相關。雖然理論上連接的通道的分布能夠是隨意的，但是，在至少四像素分開的限制下， 方便地將連接的像素布置成使得容許容易布線。現在參照圖6，描繪了針對具有4 1的 編碼比率的8X8網格的檢測器的可能布線方案。在兩個平行平面上對電路板進行布線，諸 如在典型的印刷電路板的兩側上。在第一平面中，一組布線58沿一個方向延伸(圖6中從 西南向東北)，而第二組布線60在第二平面中在第二方向上延伸(從西北至東南)。每個 布線接觸兩個像素并在嵌塊(quad)連接點處連接至對應物(counterpart)布線，嵌塊連接 點橋接平行布線平面之間的間隙。所以在圖6中，像素5和33由來自第一組布線58的導 線連接，而像素1和37由來自第二組布線60的導線連接。兩根導線在嵌塊連接點62相連 接。圖6提供了一種將64像素陣列精簡布線成16嵌塊通道的方便的方法。當然，其它布 線方案是可能的。如果像素間距和檢測器間距不相同，則能夠使用鄰域邏輯，并且也用于上述實施 例的功率節省。鄰域邏輯能夠與鄰接的檢測器交疊或不交疊。參照圖7，類似的參考數字 表示與圖2和3類似的部件。可變鄰域邏輯矩陣64選擇將通道32p322、323、324的哪一個 用于由加法器48求和以用作定時通道。一個實施例基于開關矩陣。如果撞擊邏輯和ADC 控制器36確定超過了信號求和的鑒別器閾值，則由TDC 40生成時間戳記，且由相應的積分 器42和ADC 44執行對使用的信號的積分和數字化。使用求和信號的時間戳記，所以知道 輸入信號的增益和延遲匹配是重要的。在一個實施例中，鄰域邏輯矩陣64包括晶體管，能 夠由控制輸入阻抗的本地DAC 661,662,663>664實施對和的可變增益調整，而無需增加可變 延遲。能夠通過使用具有恒定且幾乎相等的信號路徑長度的布局外部地實現延遲匹配。在 包括MA-PMT的實施例中，倍增極信號能夠饋入和中，消除了對進一步延遲匹配的需要。對 于SiPM陣列讀出，由于設備的較慢脈沖響應，能夠通過增益來調整小的時間差。例如，對于 30ns的上升時間，可實現3(^8/增益％的時間延遲移動。能夠調整閾值信號的值以如希望 的那樣拒絕更多或更少的事件。圖8示出了具有交疊觸發器(trigger)區域68的檢測器的部分。標記有5、13、 21、30、33、34、35、36和37的檢測器包含在多個觸發器區域中。利用圖7的鄰域邏輯實施的圖8的檢測器設置使用四個TDC 40和六十四個ADC 44。因為TDC 40消耗TDC/ADC的大多 數功率，所以功率節省與觸發器區域尺寸成比例。因此，觸發器區域尺寸越大，功率節省越 大，但是堆積和死時間效應也與觸發器區域尺寸成比例。對于較大觸發器區域，使用容許片 上能量閾值的ADC 44來消除基線撞擊以減小待傳送的數據量是可能的。在一個實施例中， DAC 66能夠以較低的能量閾值作為開始值斜坡上升。在上述實施例中，功率減小了幾乎16 倍。在另一實施例中，如圖9中所示，給每個輸入信號增加附加TDC值。在描繪的實施 例中，使用OR觸發器的編碼單元38將獨立的信號傳送至獨立的信號TDC 70。此實施例給 來自超過較低觸發器閾值的區域的每個信號提供獨立的時間戳記。無需精確的增益和延遲 匹配，因為求和信號(來自TDC)上的TDC值是可選的，且能夠通過對區域的獨立的時間戳 記進行加權來實現加時間戳記。求和信號上的觸發器閾值能夠相對地高，以消除散射事件。 如先前討論的那樣以充分相異的物理相關性限定編碼區域。圖10描繪與圖4類似的編碼 方案，并增加比圖8中小的觸發區域68。64個檢測器的該實施例將使用16個TDC 70用于 16個觸發區域68 (和上的TDC 40是可選的)和64個ADC 44。再次參照圖9和10，如果區域68的求和的觸發器超過閾值(例如標記有1、2、9和 10的檢測器)，則對應的積分器42i、422、423、424和ADC 441,442,443>444啟動且對應的TDC 值被閂鎖。這里，像素1、5、33和37反饋一個被OR的TDC，像素2、6、34和38反饋另一 TDC 40，等等。對應的TDC值傳送至讀出控制器25和在使用的通道的通道ID。可選地，也能夠 存儲求和的信號的時間戳記值。在上述實施例中，功率減小了幾乎8倍。此實施例使用稍 微大的功率，但是無需精確的增益和延遲匹配。通過提供至少四個鄰接檢測器值基于像素 識別在觸發器區域內提供獨立的TDC和ADC值用于ToF時間戳記并容許Anger邏輯。現在參照圖11，示出了另一實施例。如果ADC編碼選擇為與TDC編碼類似，則能夠 節省另外的芯片區和功率，同時保持觸發器區域讀出。基于像素構圖，執行任務所需的TDC 40和ADC 44的數量與編碼比率成比例。在此實施例中，示出了 4 1編碼，其使用16個 TDC 40和16個ADC 44用于64個輸入通道32 (檢測器像素)，同時保證用于每個觸發器區 域(圖10中68)的能量和時間戳記值。此實施例使用數個檢測器輸入的模擬和用于能量 通道。ADC編碼導致需要較低數量的ADC。參照優選實施例描述了本發明。在閱讀并理解前述詳細描述后，其它人可以對其 進行修改和更改。意在將本發明視為包括所有修改和更改，只要它們在所附權利要求和其 等同物的范圍內。
權利要求
一種診斷成像設備，包括信號處理電路(22)，其處理來自檢測器陣列(16)的撞擊信號，所述檢測器陣列(16)檢測來自成像區(20)的輻射，所述撞擊信號表示對應的檢測器(18)受到輻射光子的撞擊，所述信號處理電路(22)包括多個輸入通道(321、322、323、324)，每個輸入通道接收來自對應的檢測器元件(18)的撞擊信號，使得每個輸入通道(321、322、323、324)對應于接收每個撞擊信號的位置；多個積分器(42)，用于對來自所述輸入通道(32)的信號進行積分，以確定與每個輻射撞擊相關的能量值；多個模擬 數字轉換器(441、442、443、444)，用于將所積分的能量值轉換為數字能量值；多個時間 數字轉換器(40)，其接收所述撞擊信號并生成數字時間戳記；OR邏輯(36、38)，其將來自所述多個輸入通道(32)的子集的信號撞擊轉送至所述ADC(44)之一和所述時間 數字轉換器(40)之一，所述子集包括一個以上的輸入通道，使得一個以上的輸入通道與每個ADC(44)和/或每個時間 數字轉換器(40)連接；記錄和讀出器(25)，其讀出撞擊信號的所述位置、所述數字能量值、以及所述數字時間戳記。
2.如權利要求1所述的診斷成像設備，還包括事件驗證處理器(24)，其給檢測器通道(32)撞擊施加驗證標準；事件存儲緩沖器(26)，用于存儲有效的加時間戳記事件；以及重構處理器(28)，用于將有效事件重構為所述成像區(20)中受試者的圖像表示。
3.如權利要求1所述的診斷成像設備，其中，存在用于每個輸入通道(32)的一個 ADC(44)和用于多個輸入通道(32)的單個TDC(40)。
4.如權利要求1所述的診斷成像設備，其中，所述信號處理電路還包括對多個輸入通 道(32)進行求和的加法器(48)，并存在用于所述多個輸入通道(32)的一個ADC (44)，且所 述ADC (44)和TDC (40)的比率為1 1。
5.如權利要求3所述的診斷成像設備，其中，所述信號處理電路還包括輸入加法處理器(48)，其在所述多個積分器(42)對所述能量值進行積分之前根據編 碼比率對預選擇數量的檢測器通道輸入(32)進行求和。
6.如權利要求1所述的診斷成像設備，其中，所述多個輸入通道的所述子集包括連接 至物理上彼此分開的檢測器(18)的獨立的輸入通道(32)。
7.如權利要求6所述的診斷成像設備，其中，所述獨立的輸入通道(32)彼此間隔開至 少兩個像素。
8.如權利要求1所述的診斷成像設備，其中，所述信號處理電路(22)還包括電路板，所 述電路板至少在第一平面中和與所述第一平面平行的第二平面中包括布線。
9.如權利要求1所述的診斷成像設備，其中，所述檢測器陣列還包括鄰域邏輯矩陣(64)，其接收來自所述輸入通道(32)的撞擊信號，并選擇待組合(48)的 通道以產生待傳送至所述時間-數字轉換器(40)之一以生成所述時間戳記的定時信號。
10.如權利要求9所述的診斷成像設備，其中，所述檢測器陣列還包括多個可變增益和時間匹配電路(Se1Ae2Ae3Ae4)，其在所述撞擊信號由所述鄰域邏輯矩陣(64)分析之前調整所述多個輸入(32)上的所述撞擊信號。
11.如權利要求9所述的診斷成像設備，其中，所述檢測器陣列(16)還包括多個觸發器區域(68)，每個觸發器區域(68)包含多個輸入通道(32)，任一所述輸入通 道能夠在接收到事件撞擊時開始對整個觸發器區域(68)的加法運算。
12.如權利要求11所述的診斷成像設備，其中，所述多個輸入通道(32)的至少一個包 括在一個以上的觸發器區域(68)中。
13.如權利要求9所述的診斷成像設備，其中，存在用于每個輸入通道(32)的一個 ADC(44)和用于多個輸入通道(32)的單個TDC(40)。
14.如權利要求9所述的診斷成像設備，其中，所述檢測器陣列還包括除給求和信號加時間戳記的所述時間-數字轉換器(40)之外的，多個時間-數字轉換 器(70)，其給來自編碼塊(38)的獨立的信號加時間戳記。
15.如權利要求9所述的診斷成像設備，其中，所述信號處理電路還包括對多個輸入通 道(32)進行求和的加法器(48)，并存在用于所述多個輸入通道(32)的一個ADC (44)，且所 述ADC (44)、所述積分器(42)和TDC (40)的比率為1:1。
16.一種用于診斷成像的方法，包括處理來自檢測器陣列(16)的信號，所述檢測器陣列檢測來自成像區的輻射，所述信號 表示對應的檢測器受到輻射光子的撞擊；接收來自多個輸入通道(32i、322、323、324)的撞擊信號，每個輸入通道具有對應的檢測 器元件(18)，使得每個輸入通道(32i、322、323、324)對應于接收每個撞擊信號的位置；對來自所述輸入通道(32)的信號進行積分，以確定與每個輻射撞擊相關的能量值；將所積分的能量值轉換為數字能量值；接收所述撞擊信號并生成數字時間戳記；將來自所述多個輸入通道(32)的子集的信號撞擊轉送至所述ADC(44)之一和所述時 間-數字轉換器(40)之一，所述子集包括一個以上的輸入通道，使得一個以上的輸入通道 與每個ADC (44)和/或每個時間-數字轉換器(40)連接；讀出撞擊信號的所述位置、所述數字能量值、以及所述數字時間戳記。
17.如權利要求16所述的方法，其中，存在用于每個輸入通道(32)的一個ADC(44)和 用于多個輸入通道(32)的單個TDC(40)。
18.如權利要求16所述的方法，還包括對多個輸入通道(32)進行求和，以轉送至一個ADC(44)，其中，所述ADC(44)和 TDC (40)的比率為1:1。
19.如權利要求16所述的方法，還包括將來自所述輸入通道(32)的信號與鄰域邏輯矩陣(64)進行比較，并確定將要傳遞所 述信號的哪些用于加法運算。
20.如權利要求19所述的方法，其中，存在用于每個輸入通道(32)的一個ADC(44)和 用于多個輸入通道(32)的單個TDC(40)。
21.如權利要求19所述的方法，其中，除給求和信號加時間戳記外，多個時間_數字轉 換器(70)給來自編碼塊(38)的獨立的信號加時間戳記。
22.如權利要求19所述的方法，對多個輸入通道(32)進行求和，其中，存在用于所述多個輸入通道(32)的一個ADC (44)，且所述ADC (44)、所述積分器(42)、和TDC (40)的比率為 1 I0
23. 一種用于減小信號處理電路(22)的功耗的方法，所述信號處理電路(22)處理來自 檢測器陣列(16)的撞擊信號，所述檢測器陣列(16)檢測來自成像區(20)的輻射，所述撞 擊信號表示對應的檢測器(18)受到輻射光子的撞擊，所述方法包括利用多個輸入通道(32i、322、323、324)接收來自對應的檢測器元件(18)的撞擊信號，使 得每個輸入通道(32i、322、323、324)對應于接收每個撞擊信號的位置；對來自所述輸入通道(32)的信號進行積分，以確定與每個輻射撞擊相關的能量值； 將所積分的能量值轉換為數字能量值； 接收所述撞擊信號并生成數字時間戳記；通過使用OR邏輯(36、38)組合輸入通道來減小提取的功率，使得一個以上的輸入通道 與每個ADC (44)和/或每個時間-數字轉換器(40)連接；讀出撞擊信號的所述位置、所述數字能量值、以及所述數字時間戳記。
全文摘要
一種診斷成像設備，包括信號處理電路(22)，信號處理電路處理來自檢測器陣列(16)的信號，所述檢測器陣列(16)檢測來自成像區(20)的輻射。所述撞擊信號表示對應的檢測器(18)受到輻射光子的撞擊。所述信號處理電路(22)包括多個輸入通道(321、322、323、324)，每個輸入通道接收來自對應的檢測器元件(18)的撞擊信號，使得每個輸入通道(321、322、323、324)對應于接收每個撞擊信號的位置。多個積分器(42)對來自所述輸入通道(32)的信號進行積分，以確定與每個輻射撞擊相關的能量值。多個模擬-數字轉換器(441、442、443、444)將所積分的能量值轉換為數字能量值。多個時間-數字轉換器(40)接收所述撞擊信號并生成數字時間戳記。OR邏輯(36、38)將來自所述多個輸入通道(32)的子集的信號撞擊轉送至所述ADC(44)之一和所述時間-數字轉換器(40)之一，所述子集包括一個以上的輸入通道，使得一個以上的輸入通道與每個ADC(44)和/或每個時間-數字轉換器(40)連接。記錄和讀出器(25)讀出撞擊信號的所述位置、所述數字能量值、以及所述數字時間戳記。
文檔編號G01T1/24GK101971054SQ200980108639
公開日2011年2月9日 申請日期2009年2月25日 優先權日2008年3月13日
發明者T·佐爾夫 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司