[发明专利]用于PET的模块化信号处理主链

说明书

下文涉及处理数据。特别是获得对医学成像中按时间分类的、已作时间标记的(time-stamped)数据的应用。更具体地说，其将医学成像系统检测到的事件按时间分类，以便于检测重合的单项数据(single)，所述医学成像系统如正电子发射层析成像术(PET)扫描器。

常规的PET扫描器具有许多辐射检测器组件或辐射检测头。这些组件设置成便于将研究对象定位，从而使这些组件围绕该研究对象。给该研究对象服用放射性药物和/或该研究对象咽下放射性药物。该放射性药物在研究对象中产生发射正电子的辐射衰变事件。这些正电子在电子-正电子湮没事件中与电子相互作用之前行进相对较短的距离，所述电子-正电子湮没事件产生两个反向传播的γ射线。这两个反向传播的γ射线由两个不同的辐射检测器组件来检测，作为两个基本上同时发生的辐射检测事件，这两个辐射检测事件规定了在其之间的响应线(LOR)。

每个辐射检测器组件都包括电路系统，所述电路系统确定接收事件的空间位置和每个事件的能量。每个辐射检测器组件通常包括一个或多个闪烁器，所述闪烁器响应每个γ射线检测而产生光猝发或光闪烁。在一些PET扫描器中，与这些闪烁器光耦合的光电倍增管(PMT)阵列将光猝发转变成对应的电信号。在其他PET扫描器中，使用光电二极管阵列来产生与光猝发的强度成比例的模拟电流。

除了空间位置和能量信号之外，每个接收到的事件都使检测器组件发出触发信号。所有检测器组件发出的触发信号被传送到公共的重合检测器，并由该公共的重合检测器接收。该公共的重合检测器确定这些辐射事件是否在彼此的时间重合窗中。如果两个且仅仅两个辐射事件在重合窗中，那么认为这两个辐射事件是由同一个电子-正电子湮没事件产生的重合事件。将代表重合事件的信号保留，并将其用于重建图像。将那些不代表重合事件的辐射事件丢弃。

通常的大的PET扫描器可以具有设置为围绕研究对象的大约20-30个辐射检测器组件。市场的趋势是减小每个检测器单元(cell)的尺寸并增大辐射检测器组件的数量。由于增大了辐射检测器组件的数量，因此增大了在任何给定时刻传送到重合检测器的信号的数量。结果，增大了重合检测器逻辑的复杂性(例如增大了输入以及相关联的线的数量)，使常规的方法没有吸引力甚至是不切实际的。考虑到上述不足，需要一种容易克服这些不足的改进的技术。

在一个方面，提供了一种具有可缩放的事件处理架构的成像系统，其包括：许多检测器组件，这些检测器组件设置在相关联的成像区域周围以检测从置于该成像区域中的研究对象所发射的辐射事件；许多组处理元件，每一组都包括所述许多辐射检测器组件中至少一个辐射检测器组件的多个处理元件，每个处理元件对相关联的检测到的辐射事件作时间标记；并且将已作时间标记的事件插入到事件的数据流中按时间顺序排列的位置中；重合检测电路系统，其接收按时间顺序排序的事件流，并检测其中供重建物体的一个或多个相关联的图像中使用的多对重合的事件。

一个优点包括处理由具有大量检测器组件的成像扫描器检测到的辐射事件。

另一个优点在于改进的数据流(data flow)和处理效率。

再一个优点在于简化的数据传输。

本领域普通技术人员在阅读和理解了优选实施例的详细说明之后将会明了其他优点。

附图仅用于说明实施例而不应理解为限制了权利要求。其中，附图示出了：

图1说明采用可缩放的处理架构的医学成像系统。

图2说明用于基于时间标记而将多个单项数据按时间顺序插入到数据流中的可缩放的数据处理架构。

图3说明用于处理和基于时间标记而将多个单项数据按时间顺序插入到数据流中的处理元件架构。

图4说明具有数字转换器的处理元件，该数字转换器将从一个或多个相关联的检测器接收到的电信号数字化。

图5说明具有脉冲放大和调节(PAC)电路系统的处理元件，该电路系统将从一个或多个相关联的检测器接收到的信号放大和/或调节。

图6说明具有对多个单项数据进行能量校正和/或时间校正的元件部分的处理元件。

图7说明具有对多个单项数据进行能量选通(energy-gate)的元件部分的处理元件。

图8说明具有对数据包按时间分类的分类器的处理元件。

图9说明具有多对一组合器的分类器，该分类器接收所有数据包并对其按时间分类以将其插入到数据流中。

图10说明具有树型传递途径(pipeline)的分类器，该分类器经由许多多路复用器并行地对多对数据包按时间分类。