放射线检测装置、放射线检测系统以及放射线检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及放射线检测装置、放射线检测系统以及放射线检测方法,使高计数时堆积所导致的计数损失最小。实施方式的放射线检测装置具备频率计数器和控制器。频率计数器根据通过进行滤波处理的可调节的滤波器进行滤波后的信号，来推定通过放射线检测器检测到的事件的计数率。控制器根据作为通过频率计数器推定出的计数率的推定计数率，生成用于为了优化能量分辨率而调节滤波器的滤波处理的滤波控制信号，并将滤波控制信号输出至滤波器。

【技术实现步骤摘要】
放射线检测装置、放射线检测系统以及放射线检测方法本申请主张2011年6月3日申请的美国专利申请号13/153,026以及2012年5月10日申请的日本专利申请号2012-108492的优先权,并在本申请中引用上述专利申请的全部内容。
本专利技术的实施方式涉及放射线检测装置、放射线检测系统以及放射线检测方法。
技术介绍
在正电子断层摄影（PositronEmissionTomography：PET）成像（imaging）中，放射性医药品通过注射、吸入、和/或摄取而被投放给患者。在投放后，由于药剂的物理特性以及生物体分子特性，药剂集中在人体内的特定部位。实际的空间分布、蓄积点的强度、和/或蓄积区域的强度、和从投放、捕捉到最终排出的过程（process）的动态都具有重要的临床意义。在该过程中，附着在放射性医药品上的一个正电子放射体按照半衰期、分支比等同位体的物理性质，放射正电子。各正电子与被检体的电子相互作用并发生湮灭，在511ｋeV下生成两条γ（gamma）射线。这两条γ射线大致分开180度而前进。并且，这两条γ射线在PET检测器的闪烁（scintillation）晶体上诱发闪烁事件（scintillationevent），由此，PET检测器检测γ射线。通过检测这两条γ射线，并引出连结检测位置彼此的线，即引出同时计数线（Line-Of-Response：LOR），来判定概略高的实际的湮灭位置。该过程只识别一根可能发生相互作用的线，但是通过聚集很多这样的线，并使用重建断层的过程，则可以以实用的精度来推定实际的分布。除了两个闪烁事件的位置之外，如果能够利用数百皮秒（pico）秒以内的准确的定时（timing），则通过计算飞行时间（Time-Of-Flight：TOF），在识别出的线上，可以追加与发生湮灭事件（annihilationevent）的可能性高的位置相关的信息。同位体的特定的特性（例如，正电子的能量（energy））（经由正电子的飞行路程以及两条γ射线的共直线性）是决定对于特定的放射性医药品的空间分辨率的重要因素。上述的过程对于大量的湮灭事件重复进行。为了判定成为用于进行所希望的成像作业的支持，需要多少闪烁事件，虽然必须解析所有的事例，但在典型的长度为100cm的扫描（scan）中的FDG（Fluoro-Deoxyglucose：氟代脱氧葡萄糖）的研究中，目前积蓄有大约1亿的计数（count）或者事件。图9是表示以往的PET系统的功能框（block）图，图10是表示用于图9所示的以往的PET系统的以往的滤波器（filter）的图。如图9所示，以往，事件900的检测通过作为放射线检测器的光电倍增管（photomultipliertube：PMT）902来实施。PMT902具有模拟（analog）的输出信号。该信号通过滤波器904来进行滤波，并通过模拟数字转换器（Analog-to-DigitalConverter：ADC）906从模拟信号转换成数字（digital）信号。接着，该滤波并转换后的信号被输出至数字信号处理单元（unit）908。该单元一边执行用于得到事件的能量、定时以及位置的算法（algorithm），一边执行事件的计数和时间的采样（sampling）。以往，滤波器904被设计成以各种计数率（countrate）有效地动作，以往，包含有图10所示的那样的RC滤波器（Resistor-CapacitorFilter）。现有技术文献非专利文献非专利文献1：L.Fabrisetal.“SimultaneousBallisticDeficitImmunityandResiliencetoParallelNoiseSources:ANewPulseShapingTechnique”IEEETransactiononNuclearScience,Vol.48,issue3,pp.450-454专利技术的内容本专利技术要解决的问题在于，提供一种能够使高计数时堆积（pileup）所导致的计数损失最小的放射线检测装置、放射线检测系统以及放射线检测方法。实施方式的放射线检测装置具备频率计数器（ratecounter）和控制器（controller）。频率计数器根据通过进行滤波（filtering）处理的可调节的滤波器进行滤波后的信号，来推定通过放射线检测器检测到的事件的计数率。控制器根据作为通过上述频率计数器推定出的计数率的推定计数率，生成用于为了优化能量分辨率而调节上述滤波器的滤波处理的滤波控制信号，并将上述滤波控制信号输出至上述滤波器。根据上述装置，能够使高计数时堆积所导致的计数损失最小。附图说明图1是表示本专利技术的一方式所涉及的自适应滤波以及自适应采样的功能框图。图2A是表示内置于图1所示的自适应的滤波器单元（filterunit）的自适应滤波器的例子的图（1）。图2B是表示内置于图1所示的自适应的滤波器单元的自适应滤波器的例子的图（2）。图2C是表示内置于图1所示的自适应的滤波器单元的自适应滤波器的例子的图（3）。图2D是表示内置于图1所示的自适应的滤波器单元的自适应滤波器的例子的图（4）。图3是表示通过本专利技术的一方式所涉及的数字信号处理单元实施的自适应滤波以及自适应采样的功能框图。图4是表示图1以及图3所涉及的数字信号处理单元的功能硬件（hardware）构成的图。图5A是表示用于得到本专利技术的一方式所涉及的自适应滤波以及自适应采样的算法的流程图（flowchart）（1）。图5B是表示用于得到本专利技术的一方式所涉及的自适应滤波以及自适应采样的算法的流程图（2）。图5C是表示用于得到本专利技术的一方式所涉及的自适应滤波以及自适应采样的算法的流程图（3）。图6是表示本专利技术的一方式涉及的、根据推定计数率传送控制信号的过程的算法的流程图。图7是表示对图1所示的功能框图增加了改变的方式的图。图8是表示对图3所示的功能框图增加了改变的方式的图。图9是表示以往的PET系统的功能框图。图10是表示用于图9所示的以往的PET系统的以往的滤波器的图。符号说明100检测器200滤波器单元300模拟数字转换器（Analog-to-DigitalConverter：ADC）302数字模拟转换器（Digital-to-AnalogConverter：DAC）400数字信号处理单元（DigitalSignalProcessingUnit：DSP）具体实施方式本专利技术以用于进行放射线检测的、具体而言，以用于通过利用具有自适应滤波器以及自适应采样频率的模拟数字转换器，优化在各种计数率下能够测定的能量的SN比（signal-to-noiseratio）的装置、系统、算法以及过程为对象。如之前指出的那样，在PET系统等放射线检测系统中，为了得到能量信息，以往使用有滤波器，以往，为了得到适合大范围的动作条件的能量分辨率的特性而将它们进行优化。以往，这些滤波器与低的计数率相匹配地进行了优化。但是，该滤波器一般没有事前进行优化使得与不同的计数率匹配，以往的优化由于高计数率时的堆积（pile-up）效应而开始恶化。本专利技术的方式以校正优化的恶化，同时有效地管理得到的计数（count）信息为对象，具体而言，以反馈系统（feedbacksystem）为对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种放射线检测装置，其特征在于，具备：频率计数器，根据由进行滤波处理的可调节的滤波器进行滤波后得到的信号，来推定由放射线检测器检测到的事件的计数率；和控制器，根据作为由上述频率计数器推定出的计数率的推定计数率，生成用于调节上述滤波器的滤波处理以优化能量分辨率的滤波控制信号，并将上述滤波控制信号输出至上述滤波器。

【技术特征摘要】
2012.05.10 JP 2012-108492;2011.06.03 US 13/153,021.一种放射线检测装置，是用于PET系统的放射线检测装置，其特征在于，具备：频率计数器，根据由进行滤波处理的可调节的滤波器进行滤波后得到的信号，来推定由放射线检测器检测到的事件的计数率；和控制器，根据作为由上述频率计数器推定出的计数率的推定计数率，生成用于调节上述滤波器的滤波处理以优化能量分辨率的滤波控制信号，并将上述滤波控制信号输出至上述滤波器。2.根据权利要求1所述的放射线检测装置，其特征在于，上述放射线检测装置还具备上述滤波器，该滤波器对从上述放射线检测器输出的信号进行上述滤波处理，并包含用于调节上述滤波处理的模拟可调节部分，上述滤波器是模拟滤波器，上述模拟可调节部分具有根据上述滤波控制信号而被调节的RC时间常数。3.根据权利要求2所述的放射线检测装置，其特征在于，上述RC时间常数根据与上述推定计数率超过阈值而上升的量具有直接关系的量来从初始值缩短。4.根据权利要求2所述的放射线检测装置，其特征在于，上述滤波器包含根据上述滤波控制信号来切换动作以及不动作以调节上述RC时间常数的电阻或者电容器。5.根据权利要求2所述的放射线检测装置，其特征在于，上述滤波器具备包含电压控制电容器、电压控制二极管电容器以及电压控制电阻中的至少一个的电压控制组件，上述滤波控制信号是偏置电压，该偏置电压调节上述电压控制组件，使得调节上述滤波器的上述RC时间常数。6.根据权利要求2所述的放射线检测装置，其特征在于，上述滤波器是带宽可调节的滤波器。7.根据权利要求2所述的放射线检测装置，其特征在于，上述放射线检测装置还具备模拟数字转换器，该模拟数字转换器将从上述滤波器输出的上述信号从模拟信号转换成数字信号，将上述数字信号输出至上述频率计数器，并具有对上述模拟信号进行采样时的可调节的采样频率，上述控制器还根据上述推定计数率，生成用于使上述模拟数字转换器根据上述推定计数率调节上述采样频率的采样控制信号，并将上述采样控制信号输出至上述模拟数字转换器。8.根据权利要求1所述的放射线检测装置，其特征在于，上述放射线检测装置还具备进行上述滤波处理的上述滤波器，上述滤波器包含数字滤波器，上述数字滤波器包含用于调节上述滤波处理的数字可调节部分，上述数字可调节部分根据上述滤波控制信号而被调节。9.根据权利要求8所述的放射线检测装置，其特征在于，上述滤波器还包含模拟滤波器，上述放射线检测装置还具备模拟数字转换器，该模拟数字转换器将从上述模拟滤波器输出的上述信号从模拟信号转换成数字信号，将上述数字信号输出至上述频率计数器，并具有对上述模拟信号进行采样时的可调节的采样频率，上述控制器还根据上述推定计数率，生成用于使上述模拟数字转换器根据上述推定计数率调节上述采样频率的采样控制信号，并将上述采样控制信号输出至上述模拟数字转换器。10.根据权利要求9所述的放射线检测装置，其特征在于，在由上述模拟数字转换器进行从上述模拟信号向上述数字信号的转换前，上述模拟滤波器对从上述放射线检测器输出的信号进行滤波，该模拟滤波器包含用于调节应用于上述模拟信号的模拟滤波处理的模拟可调节部分，上述控制器还根据上述推定计数率，生成用于调节上述模拟滤波器的滤波处理使得上述能量分辨率最优的模拟滤波控制信号，并将上述模拟滤波控制信号输出至上述模拟滤波器。11.一种放射线检测装置，是用于PET系统的放射线检测装置，其特征在于，具备：频率计数器，根据利用模拟数字转换器而被从模拟信号转换成数字信号的信号，来推定由放射线检测器检测到的事件的计数率；和控制器，根据作...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晋中，
申请(专利权)人：株式会社东芝，东芝医疗系统株式会社，
类型：发明
国别省市：