检测事件的时间分辨记录的检测器及相关方法和成像设备技术

本发明专利技术涉及一种用于检测事件的时间分辨记录的检测器，包括：一个在操作状态下当一个检测事件发生时提供一个电信号的转换器设备（３４，３５，３６）以及评估电子装置（１），所述评估电子装置具有：至少一个触发器（３），该触发器被耦合到该转换器设备（３４，３５，３６）并被设计成提供一个触发器信号（５），该触发器信号在时间上被指定给该电信号；至少一个时间信号源（１０），该时间信号源提供第一模拟时间信号（Ｚ１）；以及至少一个第一采样器（６），该采样器被耦合到该触发器（３）并被设计成提供该第一模拟时间信号（Ｚ１）的第一瞬时值（Ｅ１），所述第一瞬时值在时间上被指定给该触发器信号（５）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于检测事件的时间分辨记录(temporallyresolved recording)的检测器。本专利技术进一步涉及一种包括这样一种检测器的成像设备。本专利技术也涉及一种用于检测事件的时间分辨记录的方法。当时间信息对于检测器数据的评估很重要时，或者当要找到在时间方面属于彼此的检测事件时，用于检测事件的时间分辨记录的检测器被使用。这是例如在正电子发射断层摄影(PET)中的情况。这种PET设备被用于测量在正电子发射情况下出现的湮灭量子对。正电子发射体(例如包含原子序数18的氟同位素的氟混合物)例如被注入到一个患者体中，并以一种特定方式分布在患者的体内，这依赖于包含正电子发射体的化学混合物的类型。在正电子发射的情况下，正电子通常将在1毫米(mm)的十分之几后与一个电子湮灭，同时两个各具有511千电子伏特(keV)能量的伽马量子以基本上相反的方向被辐射。所述量子通过配置在患者周围的一个检测器被记录，所述检测器组成了PET设备的一部分。如果两个检测器事件位于具有几纳秒(ns)长度的一致时间窗内，则这两个检测器事件被指定给单个湮灭过程。被注入的正电子发射体在患者体内的分布能通过被测量的一致事件而被重建出来。如果湮灭的点能够被确定(近似地)，那么测量的质量、相关的正电子发射体分布的重建以及能够随后从测得的分布得出的诊断的意义能够被提高。为了这个目的，需要达到0.1ns或者甚至更短时间的时间分辨率。这样一种方法的一个例子是“渡越时间(Time of Flight)”PET(TOF PET)。美国专利申请US 2001/0017352公开了一种用于提高在正电子发射断层摄影中的图像质量的一种设备。这种设备包括被分别连接到一个放大器的多个光电倍增器，该放大器后面跟随着一个模拟/数字转换器(ADC)。通过一个以2ns周期操作的中心数字时钟，在所述ADC之后将一个所谓的时间标记添加到一个检测事件的数字信号中以用于进一步评估的目的。为了确保高时间分辨率(其允许将检测事件空间指定到一个湮灭点)，在千兆赫(GHz)范围内(大约1-10GHz)的高频时间信息或触发器信号必须通过整个检测器被传送到各个检测器通道，或者从各个通道被传送到一个中心时间获取单元。为了确保这种频率在检测器配置中的高度准确、精确且无损失的传送，存在对高技术和资金费用的需求。作为例子，需要有快速数字存储器。此外，来自其它部件(例如放大器)的高频率信号可能导致干扰。因此本专利技术的一个目标是提供一种检测器，其允许高时间分辨的检测同时避免上述问题。这个目标通过一种用于检测事件的时间分辨记录的检测器来实现，其包括一个在操作状态下当一个检测事件发生时提供一个电信号的转换器设备以及评估电子装置，所述评估电子装置具有至少一个触发器，该触发器被耦合到该转换器设备并被设计成提供一个触发器信号，该触发器信号在时间上被指定给该电信号；至少一个时间信号源，该时间信号源提供第一模拟时间信号；以及至少一个第一采样器，该采样器被耦合到该触发器并被设计成提供该第一模拟时间信号的第一瞬时值，所述第一瞬时值在时间上被指定给该触发器信号。这样一种检测器提供这样的优势没有非常高频率的时间信号(例如非常快速计数的数字时钟)必须被传送。在根据本专利技术的检测器中使用一个模拟时间信号，其频率分布能被控制。代替一个数字时钟信号，在这种情况下传送一个模拟信号，例如一个斜坡信号或一个正弦信号。然后能从所采样的模拟瞬时值中计算得到一个时间值。高频率仅仅局部地发生在多个样本的快速触发期间(采样保持级)。这种检测器配置从而避免了能影响其它部分的非常高频率分量的发生。有利地，所述时间信号是周期性的，例如Z1＝A sin(ω1t)的正弦或余弦时间信号特别适合，因为它们不包含任何具有高于f1＝ω1/2π的频率的信号分量。其它模拟信号类型也是可行的，例如锯齿信号或三角信号，因为虽然这些信号确实包含高频率部分，但后者能通过一个长周期而被抑制。在本专利技术的另外一个实施例中有一个时钟，其以第一模拟信号的唯一性间隔(uniqueness interval)为单位来测量时间。这个唯一性间隔是在其中所采样的瞬时值是唯一的时间间隔，换句话说，在其中这个瞬时值仅出现一次。所能够获得的时间分辨率由采样的准确性确定。通过以一个低频率计数的该时钟，其中可以对检测事件进行时间上的指定的时间跨度能通过可能的时钟值的数量而被增加。根据本专利技术的检测器的另一个实施例具有多个检测器通道，并且每个检测器通道具有一个相关的触发器和一个相关的采样器。通过使用多个检测器通道，多个检测事件能被同时记录在不同的位置。借助于精确的时间指定，对应时间值的比较成为可能。这例如在TOF PET中是有优势的，因为两个检测事件必须被指定到一个时间窗，并且在任何情况下各个事件必须以高精度被记录(例如以0.1ns的精度)。当存在第二时间信号源时给出本专利技术的另一个有利实施例，从该时间信号能够采样得到第二瞬时值。如果存在不同的时间信号曲线，则一个瞬时值元组(tuple)被提供(瞬时值元组在这种情况下是指两个所测量的瞬时值的组合)，其能用于进一步计算一个时间值。在两个相同频率的相移正弦信号的情况下，其结果是所述瞬时值元组的一个唯一性间隔，其对应于所述正弦时间信号的周期。如果所述相移导致正交信号(也就是说如果一个信号处于过零点而另外一个信号处于最大值或最小值)，则时间确定仍然是可能的，因为一个信号仍然处于具有与零显著不同的斜率的状态，而另外一个信号则处于具有与零稍微不同的斜率的状态或者处于具有零斜率的状态。因此这是有优势的，这是由于时间确定的准确性不被其中一个时间信号的低斜率区域内的信号采样的准确性所限制。在具有两个时间信号的实施例中，第二时间信号源也可以被耦合到第一时间信号源。于是这允许一个这样的设计其具有一个例如提供给不同检测器通道的中间时间信号源并且具有另一个局部配置的时间源，该局部配置的时间源产生作为所述第一时间信号的函数的第二时间信号。当提供一个从时间信号的采样瞬时值中计算一个时间值的时间计算单元时，给出另一个有利实施例。随后可以将各个检测事件的时间值直接相互比较，并且/或者可以将其用于另外的计算步骤。当要在一个与时间分辨率相比非常大的时间间隔上对各时间值进行比较时，这尤其具有优势，因为例如能将模拟时间信号的瞬时值与一个数字时钟的时钟值相组合以便计算一个时间值。在一个仅具有一个中心时间计算单元或具有几个时间计算单元的实施例中，在采样器和时间计算单元之间安排一个多路复用器是很有利的。该多路复用器例如可以以一种有序的方式将来自于其它检测器通道的采样器的瞬时值前送到时间计算单元。然而，该多路复用器也可以以串行方式将来自于单个检测器通道的不同采样器的瞬时值前送到时间计算单元。相应的计算单元则不需要被并行安排在所述时间计算单元中。本专利技术也涉及一种成像设备，其中利用了上述类型的检测器。该设备可以是一个PET或者TOF PET扫描仪或者另一种核医疗设备。此外，通过X射线辐射操作的医疗成像设备也可以有利地装配这样一个检测器。这种设备也可以被用于检查动物、植物或无生命事物。本专利技术进一步涉及一种用于检测事件的时间分辨记录的方法。下面将参考附图中所示的实施例实例来进一步描述本专利技术，然而本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检测事件的时间分辨记录的检测器，包括：　　　　－一个在操作状态下当一个检测事件发生时提供一个电信号的转换器设备（３４，３５，３６）以及　　　　－评估电子装置（１），所述评估电子装置具有：　　　　－至少一个触发器（３），该触发器被耦合到该转换器设备（３４，３５，３６）并被设计成提供一个触发器信号（５），该触发器信号在时间上被指定给该电信号；　　　　－至少一个时间信号源（１０），该时间信号源提供第一模拟时间信号（Ｚ１）；以及　　　　－至少一个第一采样器（６），该采样器被耦合到该触发器（３）并被设计成提供该第一模拟时间信号（Ｚ１）的第一瞬时值（Ｅ１），所述第一瞬时值在时间上被指定给该触发器信号（５）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：W吕滕，M奥弗迪克，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]