专利名称：放射线检测装置、放射线检测系统以及放射线检测方法
技术领域：
本发明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。
背景技术：
在正电子断层摄影(PositronEmission Tomography :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511 k eV下生成两条Y(gamma)射线。这两条、射线大致分开180度而前进。并且，这两条Y射线在PET检测器的闪烁(scintillation)晶体上诱发闪烁事件(scintillation event),由此，PET检测器检测Y射线。通过检测这两条Y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 :L0R)，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-0f-FI ight T0F),在识别出的线上，可以追加与发生湮灭事件(annihilation event)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Y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IOOcrn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I亿的计数(count)或者事件。图9是表不以往的PET系统的功能框(block)图，

图10是表不用于图9所不的以往的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(photomultiplier tube :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-Digital Converter :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
权利要求
1.一种放射线检测装置，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。
2.根据权利要求I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I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， 上述滤波器是数字滤波器，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。
10.根据权利要求9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滤波器，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，该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，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，根据作为由上述频率计数器推定出的计数率的推定计数率，来生成用于使上述模拟数字转换器调节上述模拟数字转换器的可调节的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。
12.根据权利要求11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模拟数字转换器，该模拟数字转换器将上述模拟信号转换成上述数字信号，并输出上述数字信号。
13.根据权利要求12所述的放射线检测装置，其特征在于， 上述控制器生成用于根据与上述推定计数率从预先规定的值降低的量具有直接关系的量使上述模拟数字转换器的上述采样频率从初始值降低的上述采样控制信号。
14.根据权利要求13所述的放射线检测装置，其特征在于， 上述初始值是上述模拟数字转换器的最快的采样频率。
15.一种放射线检测系统，其特征在于，具备 放射线检测器，生成模拟信号； 模拟滤波器，将上述模拟信号进行滤波，并包含用于调节应用于上述模拟信号的滤波处理的模拟可调节部分； 模拟数字转换器，将上述滤波处理后的模拟信号转换成数字信号； 数字信号处理单元，(I)根据上述数字信号，推定由上述放射线检测器检测到的事件的计数率，(2)根据作为推定出的计数率的推定计数率来生成模拟滤波控制信号，(3)将上述模拟滤波控制信号输出至上述模拟滤波器的上述模拟可调节部分，从而调节应用于上述模拟信号的上述滤波处理，使得优化能量分辨率。
16.根据权利要求15所述的放射线检测系统，其特征在于， 上述模拟数字转换器包含用于调节对上述模拟信号进行采样时的可调节的采样频率的采样可调节部分， 上述数字信号处理单元还根据上述推定计数率，生成采样控制信号，并且为了调节对上述模拟信号进行采样的上述采样频率而将上述采样控制信号输出至上述模拟数字转换器。
17.根据权利要求15所述的放射线检测系统，其特征在于， 上述放射线检测器是光电倍增管、碲化镉类的放射线检测器、以及硅光电倍增管中的任一种。
18.—种放射线检测方法，其特征在于，包括 频率计数器根据通过具有可调节的参数的滤波器进行滤波后的信号，来推定由放射线检测器检测到的事件的计数率， 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，来生成用于调节上述滤波器的上述参数的滤波控制信号， 为了优化能量分辨率，将上述滤波控制信号传送至上述滤波器。
19.根据权利要求18所述的放射线检测方法，其特征在于， 上述参数是RC时间常数， 生成上述滤波控制信号的步骤包括生成上述滤波控制信号，使得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使上述RC时间常数从初始值缩短。
20.根据权利要求19所述的放射线检测方法，其特征在于，还包含 具有对模拟信号进行采样时的采样频率的模拟数字转换器将由上述滤波器滤波后的信号从模拟信号转换成数字信号， 根据上述推定计数率，生成用于调节上述模拟数字转换器的上述采样频率的采样控制信号， 将上述采样控制信号传送至上述模拟数字转换器。
21.一种放射线检测方法，其特征在于，包含 频率计数器根据通过具有可调节的采样频率的模拟数字转换器而被从模拟信号转换成数字信号的信号，推定由放射线检测器检测到的事件的计数率， 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，生成用于调节上述模拟数字转换器的上述采样频率的采样控制信号， 将上述采样控制信号传送至上述模拟数字转换器。
22.根据权利要求21所述的放射线检测方法，其特征在于， 生成上述采样控制信号的步骤包括生成用于根据与上述推定计数率从预先规定的值降低的量具有直接关系的量使上述模拟数字转换器的上述采样频率从初始值降低的上述采样控制信号。
23.根据权利要求22所述的放射线检测方法，其特征在于， 上述初始值是上述模拟数字转换器的最快的采样频率。
全文摘要
本发明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。
文档编号G01T1/161GK102809755SQ201210179278
公开日2012年12月5日 申请日期2012年6月1日 优先权日2011年6月3日
发明者王晋中 申请人:株式会社东芝, 东芝医疗系统株式会社