插入延遲的裝置、核醫學成像裝置、插入延遲的方法以及校正方法
【技術領域】
[0001]本發明的實施方式涉及插入延遲的裝置、核醫學成像裝置、插入延遲的方法以及校正方法。
【背景技術】
[0002]時間數字轉換器(Time-to-Digital Converter:TDC)大多數情況下用于由γ射線檢測器(檢測器)測量時間。TDC將事件的實現準確地轉換成能夠與事件發生的時間建立關聯的數字。為了實現該任務，存在各種方法。其中，為了實現該任務，使用在大的時鐘周期之間對多個超高速邏輯過渡進行計數的步驟。根據情況，有時希望示出知道連續發生的一系列的事件的發生。例如，上升信號到達事先設定的閾值所花費的時間可能成為非常有效的信息。
[0003]時間數字轉換器以具有由串聯地連接的同一延遲元件構成的單一的列的傳統延遲列、或者微調延遲列等各種構造來安裝。
[0004]飛行時間型的正電子放射斷層攝影(Positron Emiss1n Tomography:PET)系統的重要的構成要素是用于測量由檢測器檢測到的光子的到達時間的時間數字轉換器。被測量的時間能夠用于在響應線上制作邊界。該邊界能夠用于推定發生正電子放射事件的位置。隨著TDC的精度的上升，邊界變得更緊密，提供更準確的位置信息。
[0005]基于延遲列的TDC的精度依存于延遲列的采樣步驟的時間的長度。在延遲列TDC中，采樣步驟可能根據依存于電路的物理限制的相當量而變動。根據情況，有時觀察到最高10次的變動。
[0006]為了提高涵蓋基于單一邊緣延遲列的TDC的時間精度，能夠將大的偏移編入TDC來利用，但芯片上的電路的速度存在由于顯著的制造導致的變動。這變動對從TDC電路總體中提取最大限度的精度而應該使用的邊緣間的最優延遲產生影響。因此，為了提高安裝于所有的芯片的TDC的時間精度，需要校正制造變動。
[0007]現有技術文獻
[0008]專利文獻
[0009]專利文獻I
【發明內容】
[0010]本發明要解決的問題在于，提供一種能夠提高TDC的時間精度的插入延遲的裝置、核醫學成像裝置、插入延遲的方法以及校正方法。
[0011]實施方式的插入延遲的裝置是對時間數字電路(TDC)的開始信號插入延遲的裝置，包含:信號生成電路、多個搬送元件、以及延遲列電路。信號生成電路構成為生成開始信號。多個搬送元件列狀地連接，搬送元件分別具備接收停止信號的輸入。延遲列電路包含從多個搬送元件中選擇出的I個或者多個延遲模塊、連接于延遲模塊中的至少一個與信號生成電路之間的至少一根反饋線以及多個啟動輸入，其中，多個啟動輸入分別設置于延遲模塊分別對應的一個。延遲列電路構成為由啟動輸入來接收且根據選擇延遲量的延遲選擇信號而生成延遲量，以及構成為向還構成為對開始信號編入延遲的信號生成電路提供所選擇的量的延遲。
【附圖說明】
[0012]圖1是對根據一實施方式的基于列的亞穩定性環形振蕩器的時間數字電路(TDC)導入傳播延遲的裝置的概略圖。
[0013]圖2是對根據一實施方式的基于列的亞穩定性環形振蕩器的時間數字電路(TDC)導入傳播延遲的裝置的動作的概略圖。
[0014]圖3是對根據一實施方式的基于列的亞穩定性環形振蕩器的時間數字電路(TDC)導入傳播延遲的裝置的另一概略圖。
[0015]圖4是實施方式所涉及的核醫學成像裝置的一個例子的說明圖。
[0016]圖5是表示實施方式所涉及的控制臺裝置的結構的一個例子的框圖。
[0017]圖6A是表示對基于亞穩定性環形振蕩器列的時間數字電路(TDC)的開始信號插入延遲的步驟的流程圖。
[0018]圖6B是表示在編入了所決定的延遲之后，執行時間數字轉換的步驟的流程圖。
[0019]圖7是表示決定基于一實施方式的最優延遲的步驟的流程圖。
[0020]圖8是表示基于一實施方式的計算機設備的圖。
【具體實施方式】
[0021]結合附圖考察時，通過參照以下的詳細的說明，能夠進一步理解，因此，能夠容易地得到在本說明書中記載的實施方式的更完全的認識和其附屬的優點。在本說明書中記載的實施方式整體上與用于亞穩定性環形振蕩器的時間數字轉換器(TDC)設備的延遲電路、和提高測量精度以及分辨率的關聯技術相關。另外，本發明與美國專利第8，222，607號說明書相關聯，通過參照這些內容來在本說明書中引用。
[0022]在一實施方式中，記載了對基于亞穩定性環形振蕩器列的時間數字電路(TDC)的開始信號插入延遲的裝置。插入延遲的裝置包含:信號生成電路，其生成開始信號；多個搬送元件，它們列狀地連接，其中，搬送元件分別具備接收停止信號的輸入；延遲列電路，其包含從多個搬送元件中選擇的一個或者多個延遲模塊；至少一根反饋線，其連接于延遲模塊中的至少一個以及信號生成電路之間；多個啟動輸入，各輸入設置于延遲模塊分別對應的一個。延遲列電路根據通過啟動輸入接收來選擇延遲量的延遲選擇信號生成延遲量。延遲列電路還將所選擇的量的延遲向信號生成電路供給。信號生成電路將延遲編入開始信號。
[0023]另外，在一實施方式中，記載了以下裝置，具備:信號生成電路，其構成為生成時間數字電路(TDC)的開始信號；多個搬送元件，它們列狀地連接，分別具備接收停止信號的輸入；延遲列電路，上述延遲列電路包含:從上述多個搬送元件中選擇的I個或者多個延遲模塊；至少一根反饋線，其連接于上述延遲模塊中的至少一個和上述信號生成電路之間；多個啟動輸入，它們設置于上述延遲模塊分別對應的一個，上述延遲列電路構成為根據由上述啟動輸入接收且選擇延遲量的延遲選擇信號而生成延遲量，以及構成為向還構成為對上述開始信號編入上述延遲的上述信號生成電路提供上述選擇的量的延遲。
[0024]根據插入延遲的裝置的另一實施方式，信號生成電路對信號的邊緣間的開始信號編入延遲。
[0025]根據插入延遲的裝置的另一實施方式，裝置還包含時間決定電路，上述時間決定電路根據從延遲元件各自轉送的狀態信息來決定事件發生的時間。
[0026]根據插入延遲的裝置的另一實施方式，延遲選擇信號對各延遲模塊表示各延遲模塊是否成為生成延遲的狀態。
[0027]根據插入延遲的裝置的另一實施方式，信號生成電路包含至少一個觸發器。
[0028]根據插入延遲的裝置的另一實施方式，各延遲模塊包含至少一個基于硬件的查找表(Look Up Table:LUT)。
[0029]根據插入延遲的裝置的另一實施方式，各延遲模塊包含至少一個觸發器。
[0030]根據插入延遲的裝置的另一實施方式，延遲選擇信號通過用戶輸入決定。
[0031]根據插入延遲的裝置的另一實施方式，延遲選擇信號為了 TDC通過決定最優的傳播延遲的算法決定。
[0032]在一實施方式中，記載了對基于亞穩定性環形振蕩器列的時間數字電路(TDC)的開始信號插入延遲的方法。插入延遲的方法包含:接收表示應該編入開始信號的延遲量的決定的延遲選擇信號的步驟；根據延遲選擇信號對一個或者多個延遲模塊進行活性化的步驟，其中，一個或者多個延遲模塊是從列狀地連接的多個搬送元件中選擇的模塊；通過向一個或者多個延遲模塊中的被活性化的一個發送延遲信號來生成延遲的步驟；向構成為生成開始信號并編入延遲信號的信號生成電路轉送延遲信號的步驟。
[0033]根據插入延遲的方法的另一實施方式，插入延遲的方法還包含:在信號生成電路中接收延遲信號的步驟；生成在開始信號中包含延遲信號的開始信號的步驟；將通過生成步驟生成的開始信號向列狀地連接的多個搬送元件轉送的步驟；在多個搬送元件的各個中接收停止信號的步驟；將針對每一個搬送元件的狀態信息向根據狀態信息決定事件發生的時間的時間決定電路轉送的步驟。
[0034]根據插入延遲的方法的另一實施方式，生成步驟包含使延遲信號通過一個或者多個延遲模塊中的被活性化的之一，直到延遲信號到達被指定為最終延遲模塊的延遲模塊為止，各延遲模塊通過接著一個或者多個延遲模塊中的被活性化的一個來生成延遲的步驟。
[0035]根據插入延遲的方法的另一實施方式，反饋線連接于最終的延遲模塊。
[0036]根據插入延遲的方法的另一實施方式，反饋線連接于信號生成電路。
[0037]根據插入延遲的方法的另一實施方式，延遲生成步驟還包含通過使開始信號通過一個或者多個延遲模塊中被活性化的一個邏輯陣列塊查找表(LUT)來生成延遲的步驟。
[0038]在一實施方式中，記載了校正基于亞穩定性環形振蕩器列的時間數字電路(TDC)的方法。方法包含:接收表示編入開始信號的延遲量的決定的延遲選擇信號的步驟；根據延遲選擇信號對一個或者多個延遲模塊進行活性化的步驟，在此，一個或者多個延遲模塊是從列狀地連接的多個搬送元件中選擇的模塊；通過使延遲信號通過一個或者多個延遲模塊中的被活性化的一個生成延遲的步驟；對構成為生成開始信號并編入延遲信號的TDC的信號生成電路轉送延遲信號的步驟；為了得到針對延遲選擇信號的評估值，而使用延遲選擇信號測量TDC的性能的步驟；為了得到針對所考慮的各延遲選擇信號的對應的評估值，重復針對所考慮的各延遲選擇信號的接收步驟、活性化步驟、生成步驟、轉送步驟以及測量步驟的步驟；決定所考慮的延遲選擇信號中的哪一信號帶來最高評估值的步驟。
[0039]一般而言，基于本實施方式的時間數字轉換器(TDC)設備包含分別生成與開始信號以及停止信號對應的時間周期所對應的值的至少一個延遲列電路。
[0040]在本實施方式中，為被安裝為設置于可編程的邏輯設備，例如，設置于現場可編程門陣列(Field Programmable Gate Arrays:FPGA)的亞穩定性環形振蕩器延遲列的TDC提供校正電路。
[0041]亞穩定性環形振蕩器用于在信號上生成多重過渡。多重過渡的各個與環形振蕩器輸入具有一定的時間關系。基于延遲列的TDC的精度依存于延遲列的采樣步驟的時間的長度。在延遲列TDC的基于FPGA的實施中，這些采樣步驟可能變動到相當大的量。通過利用亞穩定性環形振蕩器，多個邊緣經由多重碰撞TDC的列來傳播。隨著以大的容積(bin)測量一個邊緣，其接著的邊緣或者多個邊緣以更小的容積測量。
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