[其他]符合分辨时间(CRT)读出电路

说明书

描述了一种符合分辨时间读出电路。提供了一种用于检测光子并且产生SIPM输出信号的模拟SiPM传感器。ADC被配置为提供多个阈值，以用于将模拟SiPM输出信号转换为数字值。时间数字转换器被配置为从ADC接收多个数字值并且为数字值加时间戳。

技术领域

本发明涉及一种符合分辨时间(CRT)读出电路。具体地但非排他性地，本公开涉及用于实现CRT应用的多阈值读出方法的CRT读出电路。

背景技术

硅光电倍增器(SPM)是对核医学和辐射检测系统越来越重要的紧凑高性能固态检测器。本文提出的公开内容使用SPM检测器并且与使用闪烁辐射检测方法的医学成像扫描仪特别相关，该医学成像扫描仪诸如包括飞行时间(TOF)的正电子发射断层扫描(PET)、伽马相机和正电子发射乳腺摄影(PEM)。

这些系统中临床图像的质量取决于许多参数，这些参数包括符合分辨时间(CRT)。由于接收信号的单元级下的数字化，数字SiPM表现出良好的光子分辨率。然而，这需要CMOS集成并且由于包含单元内逻辑而影响单元填充因子。模拟SiPM不需要内部逻辑，这是因为输出是每个单元的电流的模拟和。在放大阶段之后，数字化是外部的。将SiPM输出数字化的传统方法在于使用可配置的单阈值比较器，该比较器将SiPM输出转换为数字脉冲。然而，这种方法具有使用单个阈值的主要限制。当将阈值设置为低值时，在高光子速率下的信号的较高峰值与强度(即光子数)的信息的丢失一起记录。例如，在具有单光子阈值的系统中，任何两个或三个光子事件将被计数为单光子事件。

因此，需要提供一种解决现有技术的缺点中的至少一些的CRT读出电路。

发明内容

在一个方面，提供了一种符合分辨时间读出电路，其包括：

模拟SiPM传感器，其用于检测光子并产生SIPM输出信号；

ADC，其被配置为提供多个阈值，以用于将模拟SiPM输出信号转换为数字值；以及

时间数字转换器，其被配置为从ADC接收数字值并对该数字值加时间戳。

在另一方面，提供了一种放大器，以用于在ADC接收SiPM信号之前放大SiPM输出信号。

在一个方面，ADC是闪速ADC。

在进一步的方面，ADC被配置为具有电压范围。

在另一方面，基于多个参数确定电压范围。

在进一步的方面，参数中的至少一个与CRT应用的参数相关联。

在一个方面，参数中的至少一个与闪烁体的特性相关联。

在进一步的方面，参数中的至少一个与激光脉冲形状的特性相关联。

在一个方面，参数中的至少一个与放大器的带宽相关联。

在另一方面，参数中的至少一个与SiPM的动态范围相关联。

在一个方面，参数中的至少一个与系统抖动相关联。

在进一步的方面，除了预定的CRT算法要求之外，ADC的电压范围还用于设置ADC分辨率。

在一个方面，来自TDC的时间戳的数量足以达到理想的Cramer限制。

在另一方面，来自TDC的所有时间戳馈送被证明为达到最小CRT值的专用算法。

在一个方面，SiPM传感器是单光子传感器。

在进一步的方面，SiPM传感器由单光子雪崩光电二极管(SPAD)传感器的总和阵列形成。

在另一方面，SiPM传感器包括微单元的矩阵。