CN1444733A - 具有高计数率的伽马照相机系统 - Google Patents

Abstract

一种伽马照相机系统，其通过计算空间分离的堆积事件来提高计数率。

Description

具有高计数率的伽马照相机系统

技术领域

本发明涉及一种采用“伽马照相机”的放射线成像设备，其具有坐标计算电路和能量累加电路，用于计算系统中“事件”的位置和能量，尤其涉及一种具有高计数率的伽马照相机系统。这些计算出的信息用于生成基于事件的位置和能量的图像。

背景技术

自从安格(Anger)发明了伽马照相机之后，科学家一直尝试提高单光电子发射(SPE)成像系统中照相机的计数率以及其在高计数率下的分辨率。目前，安格(Anger)型伽马照相机系统也用于具有高计数率的正电子发射层析成像(PET)系统中，PET系统采用多头伽马照相机以及符合电路。

照相机的计数率为照相机在每单位时间记录的撞击次数，它随照相机的空载时间变化，在照相机的空载时间内，系统只能处理单一事件而不能处理随后事件。在此使用的术语“事件”意味着通过放射线的刺激产生的对闪烁器的撞击超越了给定的阈值，从而导致闪光并使光传感器输出结果电信号，如光电倍增管(PMT)的光传感器与闪烁器连接。“脉冲堆积”的概念和空载时间有关，但其定义却与之独立。脉冲堆积是第二次闪光，它发生在第一次闪光的集光时间内。在发生脉冲堆积的情况下，计算系统将两次脉冲当作一次对待；并因此同时计算两次闪光的能量和位置，这导致了错误的能量和位置。可以理解错误的计算降低了图像质量，因此抑制脉冲堆积事件可以有效的改进图像质量。然而，现有技术下的系统不加限制的抑制脉冲堆积事件却降低了计数率。

许多年来，安格(Anger)型伽马照相机一直用于单光子发射计算机化层析成像系统(SPECT)和平面系统。最近，安格(Anger)照相机被用于正电子发射层析成像(PET)系统。在这两种情况下，相对高速的检测电子学以及用于图像获取和处理的计算机系统的问世，使提高安格(Anger)型照相机计数率的需求变得更加急切。在正电子发射层析成像(PET)系统中，依靠对不同照相机头中两道相符的伽马射线的检测实现成像信息的计算。例如，可参看G.muehllehner等人的题为《正电子成像照相机的性能参数》一文，其发表于《电子及电气工程师协会(IEEE)原子核物理学会刊》第NS-23卷，第1期，528-537页(1976年2月)。还可参看A.M.J.Paans等人的题为《纵向层析正电子成像系统的性能参数》一文，其发表于《核仪器与方法》第192卷，491-500页(1982年2月)。

通过减少空载时间可以获得具有更高计数率的有效输出信号。抑制脉冲堆积事件改进了图像质量但却降低了计数率。在过去使用的系统中，一直采用减少照相机空载时间的方法来提高计数率。在这些方法中，更特别有一种是通过截断由闪光照相机的光电倍增管(PMT)产生的脉冲来实现的。例如，可参看美国第4,455,616号专利案，此案以引用的方式并入本文。

在以前还尤其可以通过确定晶体中光事件发生的区域以及将紧邻光事件的光电检测器和坐标计算电路连接来改进伽马照相机的图像质量。因此，在过去已懂得将紧邻光事件的光电倍增管(PMT)与坐标计算电路连接的技术。例如，可参看美国第4,100,413号专利案，此案以引用的方式并入本文。

据说可以提高计数率的另一种现有技术下的方法是在每个闪烁检测器电路中采用多个积分器，使得在正电子发射层析成像(PET)或单光子发射计算机化层析成像(SPECT)模式下的系统中的每个检测器一次可以收集多个事件(参看美国第5,586,637号专利案)。此专利系统的问题之一在于没有抑制脉冲堆积。其声称不需要抑制脉冲堆积。但是多个积分器并未解决在选定群集中发生的脉冲堆积问题。未被抑制的脉冲堆积事件是有害的，它们的效用对图像质量产生了不利的影响。于是现有技术下的系统决定抛弃脉冲堆积事件，而不考虑导致脉冲堆积的事件间的空间距离。对脉冲堆积事件的抛弃显著的降低了照相机的计数率。

发明内容

根据本发明一些实施例的一个方面，考虑了事件间的空间和时间间距，这些事件目前被当作是脉冲堆积事件。这使得可以较好利用先前抛弃的事件。

在本发明的一些实施例中，认为在事件检测器的空载时间(τ1)ns内发生多个事件是有害的并将其抑制。在一些实施例中，采用受不同光电倍增管(PMT)群集监控并发生在τ1ns之后的事件。也可以使用受相同群集监控并至少被检测器中积分时间(τ2ns)隔开的事件。

根据本发明的另一实施例，可以使用空间上相分离的事件，既使这些事件几乎同时发生。

根据本发明的一些实施例，采用一个动态群集选择系统。更特别的是，执行快速安格(Anger)计算以迅速获得粗略的X-Y坐标。X-Y坐标基于同样迅速获得的能量被规范化并用于选择与事件相邻的光电倍增管(PMT)群集以处理由事件引发的信号。在一些实施例中，使用检查表(LUT)完成对群集的选择，其中地址为粗略的X-Y坐标所定义的位置而其输出选择群集中的光电倍增管(PMT)。在一些实施例中，与光事件位置紧邻的光电倍增管(PMT)直接由开关电路选择。群集将包含最接近的事件的光电倍增管(PMT)并且其输出使用于安格(Anger)计算中。为了完成此目的，将激活一个或多个模拟开关阵列，使得仅有选定群集中的光感应器(例如光电倍增管(PMT))与常规的坐标计算电路连接。动态群集选择的优点之一是图像同质性的提高。与常规坐标计算电路的连接也可包括一个与受群集监控的区域相关联的堆积抑制器。

在一些实施例中，抑制了发生在间隔小于τ1ns的时间范围内的所有多次事件。多次事件中一个事件发生在选定区域内而一个事件发生在光电倍增管(PMT)的选定群集范围之外，这样的多次事件不被认为是堆积的多个事件；即使该多个事件发生间隔小于τ2ns，也可使用这两个事件。选定区域外的事件并不妨碍选定区域内当前事件的安格(Anger)计算。这种方法显著减少了系统的空载时间(deadtime)并有效的提高了计数率；这是由于使用了多个不同的群集，来处理给定时间范围内的事件并且利用了先前被抑制的计数。在选定区域内，通过事件检测器和堆积抑制器来实现堆积事件的检测和抑制。在一些实施例中，将位于峰值信号上的光电倍增管(PMT)作为群集中心使用，或使用其他替代手段来确定群集的位置和形状。

根据本发明一些实施例具有的特点，提供了一种改进了计数率的伽马照相机系统。示范系统包括：伽马照相机检测器，其具有可对放射线撞击产生闪光反应的闪烁晶体。多个光感应器或闪烁检测器，如光电倍增管(PMT)，可将上述闪光转化为电信号。一个粗略的坐标确定电路对电信号做出反应来快速确定事件大致的坐标。响应于确定的事件坐标，一个闪烁检测器群集选择器用于选择光电倍增管(PMT)群集以监控被检测的事件；并使用堆积抑制器抑制堆积事件，堆积事件在空间上接近确定的坐标并且发生时间与先前事件间隔小于τ1(大约50毫微秒)。

具有可以处理事件的电路，在现有技术下的系统中，事件通常是堆积事件并不被处理，这是由于后继事件发生的合理时间与先前事件接近。然而根据本发明，由于后继事件在空间上从上述确定的先前事件坐标去除并因此处于选定的光感应器群集监控的范围之外，所以先前事件和后继事件均可以使用。即使仅使用了现有技术下的系统所抛弃的事件中的一些，也显著增加了使用事件的数量。对于先前抛弃的“堆积”事件(或未被抛弃而降低了图像质量)的使用提供了具有更高计数率的成像数据，其与其他因素一起特别增强了照相机的分辨率，从而改善了图像质量。

根据本发明的其他实施例，提供了一种改进了计数率的伽马照相机系统。在本发明的范围内，伽马照相机系统可能包括连接或分离的单光子发射计算机化层析成像(SPECT)系统和正电子发射层析成像(PET)系统。

在正电子发射层析成像(PET)系统中使用的高计数率核照相机的实施例，包括一对伽马照相机头，用于检测撞击闪烁器的射线。每个头都具有快速坐标确定电路，以确定射线在射线检测器上撞击点的坐标。每个头中的光电倍增管(PMT)群集选择器将对上述确定的坐标做出反应，以选择与具有确定坐标的事件位置相邻的特定光电倍增管(PMT)。符合电路用于确定发生在每个头中给定时间范围内的事件是否符合。还具有用于抑制与确定坐标最接近的“堆积”事件的电路。现在可以在它们各自的集群中处理空间上分离的多次事件，这些事件先前被现有技术下的堆积事件抑制器抑制。

根据本发明伽马照相机系统的实施例，其包括：伽马射线检测器，其包含用于响应于入射到检测器上的伽马射线来检测事件位置的光感应器；光感应器选择器，用于在集光时间中，选择与事件位置相邻的光感应器以形成光感应器的选定群集，从而监控被检测的事件；以及当后继事件处于选定群集监控区域之外时，上述系统使用先前和后继事件。根据本发明的实施例，伽马照相机系统包括将上述系统完全或部分数字化的模拟数字变换电路。另外，在伽马照相机系统中，响应于上述事件，光感应器提供信号，该信号为模拟或数字信号。根据本发明的一个方面，感应器为光电倍增管(PMT)。

还提供了一种伽马照相机系统，其包括：堆积抑制器电路(PUR)，用于抑制堆积事件，就是发生于正在对先前事件进行处理期间的后继事件，并且此时上述后继事件处于选定群集监控区域之内。此外，伽马照相机系统使用了先前和后继事件，此时后继事件在不同选定群集的范围内并与先前事件间隔充分的合理时间，使事件不会互相妨碍。根据本发明的实施例，合理时间间隔大约为50ns。伽马照相机系统还包括定位电路，用于处理上述信号以确定被检测事件的粗略坐标。根据本发明的实施例，定位电路包括至少一个快速事件检测器以及至少一个大致确定被检测事件坐标的快速定位计算机。定位电路还包括确定事件位置的坐标计算电路，以达到成像目的。根据本发明实施例的特点，光感应器选择器包括：开关阵列复用器，响应于所述快速事件检测器，对多个开关阵列进行选择，从而选择光感应器组成所述选定群集。所述的伽马照相机系统包括延迟电路，用于延迟上述光感应器发出的信号以提供延迟的信号。在本发明的一些实施例中，光感应器选择器还包括计算被检测事件大致坐标的快速定位计算机以及开关控制逻辑电路，此电路选择开关阵列以连接最接近被检测事件的光感应器，从而提供负责监控事件的选定群集。另外，根据本发明的一些实施例，其中包括累加电路，累加电路通过上述开关阵列与选定的光感应器相连，用于累加信号以提供总的能量信号；以及坐标计算电路，其对上述延迟的信号做出反应以提供被检测事件的坐标。在伽马照相机系统的一个实施例中，包括整形电路，用于在将延迟的信号传送给坐标计算电路前整形延迟信号；以及用于启动图像坐标计算电路的逻辑电路。逻辑电路可以包括阈启动电路，用于在被检测信号大于固定阈值时启动坐标计算电路。在本发明的一些实施例中，整形电路包括积分电路。积分电路可以包括用于每个光电倍增管(PMT)的多个积分器。根据本发明的一种伽马照相机系统的实施例，至少包括一对伽马照相机头以及用于确定在上述每个头中何时发生符合事件的符合电路。在一些实施例中，至少具有一个模数转换器，以将被检测的模拟信号转变为数字信号。

一种用于伽马照相机系统的高计数率方法，此系统具有伽马射线检测器，检测器包括一个闪烁晶体以及将闪光转变成信号的多个光检测器；此方法包括响应于撞击上述检测器的伽马射线检测事件；处理上述被检测事件来近似求出其能量和坐标；从邻近事件的位置监控被检测事件；以及接受先前和后继事件，此时后继事件发生在由先前事件导致的空载时间内，但处于从邻近事件的位置所监控的区域之外。如权利要求24中所述的高计数率方法还包括提供响应于上述事件提供信号。信号可以是模拟信号或数字信号或者模拟信号可转变为数字信号。此方法包括在后继事件处于与事件相邻的区域不同的区域中时，接受先前和后继事件。在本发明的一些实施例中，当在先前和后继事件间存在合理时间间隔，使得先前和后继事件互不妨碍时，事件被接受。在本发明的一些实施例中，合理时间间隔大约为50ns。高计数率方法还可以包括近似估计上述被检测事件的坐标。高计数率方法还可以包括以更高精确度确定事件位置。在本发明之高计数率方法的实施例中包括延迟上述信号以及根据延迟的信号计算被检测事件的精确坐标。在计算被检测事件的精确坐标之前整形延迟信号；以及用总的能量信号来规范精确坐标。根据本发明的一个实施例，当事件的能量大于给定的阈值时，启动坐标的精确计算。高计数率方法可以包括对上述被检测信号的整形。整形可以包括积分。本发明的一个实施例包括将被检测的模拟信号转变为数字信号的过程。此方法可以包括使坐标计算电路的数量等于开关阵列的数量。利用相似的方式，高计数率方法可以包括使用若干坐标计算电路，其数量近似于光检测器的数量；使用若干脉冲整形器，其数量近似于光检测器的数量；限制脉冲整形器的数量，使其不超过开关阵列的数量。

在本发明的实施例中，用于伽马照相机的高计数率方法包括：确定先前和后继事件的位置；使用具有以下特征的先前和后继事件，事件发生的时间间隔对应于照相机的集光时间并且事件在空间上分离。高计数率方法还可以包括对伽马照相机的部分或完全数字化。

附图说明

本发明具有的特征将在附属权利要求中详细阐述。下面结合附图对本发明之广义实施例进行说明。在不同图中出现的相同结构、元件或部分，均用同样的数字表示。在图中，所选组件与零件的尺寸只为方便和清楚地说明实施例，不必按照正确比例。附图说明如下。

图1A为本发明之实施例的结构图，表示了伽马照相机系统的一个方面；

图1B为本发明之另一实施例的结构图，来自对图1A中结构图的改进；

图1C为伽马照相机系统中某一部分的实施例的具体结构图；以及

图2为将两个伽马照相机系统并入一个正电子发射层析成像(PET)系统的结构图。

具体实施方式

通过图1A、1B和1C，对伽马照相机系统示范例的操作进行了描述和解释，根据本发明之实施例，两者均涉及使用单头或多头实现平面成像或单光子发射计算机化层析成像(SPECT)的系统。图2表示了具有符合电路的系统如何适用于正电子发射层析成像(PET)。

图1A表示了一个伽马照相机系统示范例31。其包括一个照相机头32。照相机头32通常具有准直器26，闪烁晶体27，其响应于入射的伽马射线产生闪烁(闪光)。众所周知，照相机头32还包括多个光变换器，例如光电倍增管阵列28，其与闪烁晶体相连。某些系统不具有准直器。某些系统采用光电倍增管以外的其他变换器，如固态探测器。光变换器将闪光转变为电信号。电信号被接入前置放大单元29，它与照相机头一体化形成。对于数字系统，单元29包括数字转换器和前置放大器。头的输出将经过每个光电倍增管(PMT)的电路或导线。如图所示，数字59代表了在照相机头示范例中安置了59个光电倍增管(PMT)。但是，如所属技术领域的技术人员所知，可以使用多于或少于59个光电倍增管(PMT)将闪光转变为电信号。

如所示实施例，将放大的电信号送至延迟电路33、快速事件检测器34和快速定位计算机36中。延迟电路33用于延迟该信号来启动快速事件检测器34和快速定位计算机36，使其计算出事件的X-Y坐标位置，并伴随快速能量(Z)计算。计算出的X-Y的位置和能量在快速定位计算机的输出48由符号x-y-z表示。尽管在每个电路中只显示了一个快速事件检测器34和快速定位计算机36，但实际上每个电路(即每个光电倍增管(PMT)或在晶体象限或其他区域中的PMT组)具有不止一个的快速事件检测器和快速定位检测器。每个电路中大量此类的检测器用于确定区域中重叠或不重叠的小间距事件的存在。此外，每个检测器都对事件进行检测或输出被累加以生成单个事件输出信号。

当快速事件检测器电路34检测到一个事件时，通过导线38和40启动了开关阵列控制复用器37。由数字3表示的复用器37的输出说明了复用器37控制3个开关阵列。实际上，也可以控制更少或更多的开关阵列。复用器37通过导线47控制一个或多个开关阵列的操作，如阵列53A、53B和53C，使它们与最接近被检测事件的PMT选定群集相连。如果快速事件检测器34检测第一事件及然后在由第一(先前)事件引发的现有技术的空载时间中，相继对后继事件进行检测；那么对于每个在此空载时间中被检测的后继事件，由导线38和40将其送至开关阵列控制复用器37。在获得此信息后，一个开关阵列连接到每个被检测的事件。于是组成了每个事件的光电倍增管(PMT)集群。现有技术中已知，其他的装置可被用来有选择性的与PMT连接。

在本发明的一些实施例中，快速定位计算机36执行一个粗略的计算并确定X和Y位置坐标以及在此位置的能量Z。在一具体实施例中，X和Y坐标以及能量Z通过快速模数转换器(ADC)49和导线51被传输到映射发生器与开关控制逻辑电路52。电路52最好包含用于将X和Y坐标值与能量值规范化的规范器以及随之生成的检查表。规范后的X和Y坐标成为检查表中的地址，其决定和哪个光电倍增管(PMT)相连接。映射发生器52中的检查表提供了开关阵列和集群信息，即应该连接哪些光电倍增管(PMT)以形成集群，来为坐标计算机42提供信号，从而确定用于成像目的的光事件的位置。检查表的输出通过导线50传递到开关阵列。在本发明的一些实施例中，无论事件发生的地点，都围绕事件动态地建立集群。

映射发生器与开关逻辑电路52可以具有一个阈值，用于控制通常用于安格(Anger)型伽马照相机中的门电路以减少康普顿散射效应。因此，电路52的输出也通过导线45启动坐标计算电路42并通过导线50启动开关阵列53A、53B和53C以及可能包括积分器的脉冲整形器58。如图1A所示，在此实施例中的每个光电倍增管(PMT)都具有一个脉冲整形器。

当快速事件检测器34在系统空载时间内遇到不止一个的事件，并且当事件在空间上间隔以便获得不同的且不重叠的PMT集群的监控时，开关阵列53A、53B和53C中不少于两个阵列被启动并且与多个不同的PMT集群连接。应该知道，可以在本发明的范围之内使用少于或多于图1A所示的3个开关阵列。

作为事件位置的函数，开关阵列分别与PMT集群连接，连接由粗略的X-Y坐标确定。例如具有检查表的电路52指示适当的开关阵列53A、53B或53C与集群中相应的PMT连接。于是电路52引发例如开关阵列53A进行适当的开关，使得来自延迟电路33的延迟能量信号与启动的开关阵列电路相连接。在此例中，不必此时对其他的开关阵列53B和53C进行操作。接着，在被激活的开关阵列53A、53B或53C的控制下，将从照相机头获得的延迟能量信号送至电路54A、54B或54C。再接着，累加后的能量信号通过并操作堆积抑制器电路(PUR)56A、56B或56C。因此，快速定位计算机36确定了用于抑制堆积的坐标位置，其不必与由坐标计算电路42确定的用于构成图像的坐标位置相同。

只有当堆积发生在时间段τ1内或位于受选定群集监控的区域内(即在选定群集的范围内)时，堆积抑制器才对信号起抑制作用。但是，当在现有技术下系统的空载时间内接收到多个在空间上间隔(即发生的位置受不同的PMT集群监控)的信号时，因为不同的PMT选定群集以及相关电路对这些信号起作用，所以不抑制并且使用先前被抑制的信号。

当没有堆积发生(即没有来自PUR电路的确认和累加能量信号)时，堆积抑制器电路的输出通过逻辑电路57和导线60被送至坐标计算电路42以启动电路42。将电路42的图像数据送至存储器61和监视器62用于成像。更加特别的是，逻辑电路将来自堆积抑制电路(56A、56B、56C)的确认信号编码，并将编码后的确认信号送至坐标计算电路42。

每个电路的积分器或脉冲整形器(例如单元58)接收来自延迟电路33的延迟信息(即延迟的放大信号)。脉冲整形器58还通过导线50接收来自映射发生器52的启动信号。如果脉冲整形器58采用积分器的形式，则它将包括可以有效减少系统空载时间的截断电路。或者说，整形电路减少了空载时间。截断将取决于下一事件的时间。

放大的整形信号被送至坐标计算电路42，后者用于计算和规范化每个事件的坐标。更加具体的是，脉冲整形器的输出提供了电路42所需的确定事件坐标的数据。也就是说，执行安格(Anger)运算。脉冲整形器的输出还提供能量，其用于规范化以及计算出的坐标位置的强度。坐标计算电路42的输出43为成像信息；也就是说，事件的位置和能量。存储器61用于在监视器62上提供图像。

应注意到快速定位计算机36的信号输出也将通过导线48、快速模数转换器(ADC)49、导线51、电路52和导线45被传送至坐标计算电路42。这使得粗略位置也在监视器62上成像。

尽管图1A显示了3个开关阵列、3个累加电路和3个堆积抑制电路，但这只是为了举例说明的需要。在本发明的范围之内，这些电路的数量也可以大于或小于3个。

图1B表示了对图1A中实施例的改动，其中每个PMT电路都具有脉冲整形器58，每个开关阵列的每条X、Y和Z电路都配有这些系统元件。这样节省了元件。

在图1B中，照相机头32的输出通过开关阵列53连接到脉冲整形器电路58A、58B和58C。因此，来自照相机头和延迟电路33的延迟信号通过由复用器37激活的开关阵列53与3个整形器电路58A、58B和58C连接。在本发明的一些实施例中，用于每个X、Y和Z坐标位置的整形器电路的数量与开关阵列的数量相等。整形器电路的输出被连接到坐标计算电路，该坐标计算电路的数量也可以比开关阵列的数量少。所示的开关阵列直接与累加电路54A、54B和54C相连。此外，所示的整形器电路通过开关阵列53接收来自电路52的信号。

图1C表示了图1A的另一实施例，其中快速定位电路中的每条电路具有多个脉冲整形器。在图1A所示实施例中，没有限定快速定位电路中每条电路具有的脉冲整形器数量。更为具体的是，在图1C中，照相机头32输出的信号通过开关装置86直接被送至快速定位计算机36。在快速定位计算机中，显示了两个在计算机输入端的脉冲积分器或整形器电路81和82。第一接收信号直接由开关装置86送入整形器电路81，后者与快速计算机83连接。如果在快速定位计算机83未输出信号之前接收到第二个信号，则新接收的信号通过开关装置86被送至整形器电路82和计算机84。这种在快速定位计算机的输入端使用的双脉冲整形器进一步解决了堆积问题。

图2表示了用于正电子发射层析成像(PET)系统的多个伽马照相机系统31A和31B。根据本发明之PET应用的具体实施例，其具有两个伽马照相机头和相关电路。相关电路包括开关装置，用于检测PET系统或SPE系统(包括SPECT系统)中的事件。PET应用需要两个相对安装的伽马照相机头中的事件相符合。于是，每个伽马照相机系统31A和31B中快速事件检测器(诸如快速事件检测器34)的输出由导线38A和38B送至符合电路39，以备PET使用。所示的开关70用于激活用于SPECT操作的线路71或激活用于PET操作的线路72。

在所述实施例中，当两个快速事件检测器几乎同时对各自头中发生的事件做出响应时，符合电路39即显示一个符合事件。接着，电路39通过导线41A和41B向伽马照相机系统31A和31B中的坐标计算电路42分别发送符合信号。在符合模式下，导线41A和41B上的信号将启动坐标计算电路。在符合模式下，如果没有符合发生，则在两个伽马照相机系统中均不发生操作，例如此时不计算X-Y坐标并且输出导线43(图1A)中也没有输出。导线43的输出用于提供图像。每个照相机头输出的信号均应用于伽马照相机系统31A和31B中的快速事件检测器。快速事件检测器34的输出通过导线38A和38B连接到符合电路39。

通常，当系统处于符合模式下时，需要符合电路39发出的符合判定来启动坐标计算电路42。所述的系统其他方面的操作涉及到提高计数率以及减少堆积的问题。在符合模式下的每个检测器头包括系统电路31，系统将使用先前所定义的堆积事件，条件是事件处于由不同PMT群集监控的检测区并且在相同检测器中后继事件与先前事件的时间间隔不小于τ1ns。

以上介绍的本发明之特定实施例，旨在更好的描述和说明本发明，而非将本发明限定在所公开的精确模式之内。显然，在所述的精神范围内可以实施许多改进和变化。因此，本发明的一些实施例并不包括所需的全部元件。此外，在此所述的用于实现特定功能的一些结构可由其他能实现相同或相似功能的结构代替。所选实施例旨在说明本发明的原理及其实际应用，以使其他技术领域的人员充分的利用本发明及具有各种改进的实施例，从而满足所期望的特定用途。随附的权利要求限定了本发明的范围。

在此所用的术语“包括”、“包含”或“具有”以及它们的词性变化均表示“包括但不局限于”。

Claims (44)

1、一种伽马照相机系统，包括：

一个伽马射线检测器，其包含用于响应于入射到光感应器上的伽马射线来检测事件位置的光感应器；以及

一个光感应器选择器，用于在集光时间中，选择与事件位置相邻的光感应器以形成光感应器的选定群集，从而监控被检测的事件，

其中，当后继事件处于受选定群集监控的区域之外时，上述系统使先前和后继事件生效。

2、如权利要求1所述的伽马照相机系统，其包括模数变换电路以将上述系统部分地数字化。

3、如权利要求1所述的伽马照相机系统，其包括模数变换电路以将上述系统数字化。

4、如上述任一权利要求所述的伽马照相机系统，其中所述光感应器响应于所述事件生成信号。

5、如权利要求4所述的伽马照相机系统，其中所述信号为模拟信号。

6、如权利要求4所述的伽马照相机系统，其中所述信号为数字信号。

7、如权利要求4至6中任一所述的伽马照相机系统，其包括：

定位电路，用于处理所述信号，以确定被检测事件的粗略坐标。

8、如权利要求7所述的伽马照相机系统，其中所述定位电路包括至少一个快速事件检测器以及至少一个确定被检测事件大致坐标的快速定位计算机。

9、如权利要求8所述的伽马照相机系统，其中所述定位电路还包括确定事件位置的坐标计算电路，以达到成像目的。

10.如上述任一权利要求所述的伽马照相机系统，其中所述感应器为光电倍增管(PMT)。

11.如上述任一权利要求所述的伽马照相机系统，其包括：

堆积抑制器电路(PUR)，用于抑制作为堆积事件的后继事件，即发生于正在对先前事件进行处理期间，并且此时上述后继事件处于选定群集监控区域之内。

12.如上述任一权利要求所述的伽马照相机系统，其中系统使用了先前和后继事件，此时后继事件在不同选定群集的范围内并与先前事件间隔充分的合理时间，使事件不会互相妨碍。

13.如权利要求12所述的伽马照相机系统，其中合理时间间隔大约为50ns。

14.如上述任一权利要求所述的系统，其中光感应器选择器包括：

一个开关阵列复用器，响应于所述快速事件检测器，对多个开关阵列进行选择，从而选择光感应器组成所述选定群集。

15.如权利要求14所述的伽马照相机系统，其包括：

一个延迟电路，用于延迟所述光感应器发出的信号以提供延迟信号。

16.如权利要求15所述的伽马照相机系统，其中所述光感应器选择器还包括计算被检测事件大致坐标的快速定位计算机以及开关控制逻辑电路，后者选择开关阵列以连接最接近被检测事件的光感应器，从而提供负责监控事件的所述选定群集。

17.如权利要求16所述的伽马照相机系统，其包括：

累加电路，其通过上述开关阵列与上述选定的光感应器相连，用于累加上述选定的光感应器所产生的信号以提供总的能量信号；以及

坐标计算电路，其对上述延迟信号做出反应以提供被检测事件的坐标。

18.如权利要求16或17所述的伽马照相机系统，其包括：

整形电路，其用于在将延迟信号传送给坐标计算电路前整形延迟信号；以及

逻辑电路，其负责将确认信号连接到图像坐标计算电路，以启动所述图像坐标计算电路。

19.如权利要求17所述的伽马照相机系统，其中所述逻辑电路包括：

阈启动电路，其用于在被检测信号大于固定阈值时启动坐标计算电路。

20.如权利要求18所述的电路，其中所述整形电路包括积分电路。

21.如权利要求20所述的系统，其中积分电路包括用于每个光电倍增管(PMT)的多个积分器。

22.如上述任一权利要求所述的伽马照相机系统，其中所述伽马照相机系统包括：

至少一对伽马照相机头以及用于确定在上述每个头中何时发生符合事件的符合电路。

23.如权利要求22所述的伽马照相机系统，其包括：

至少一个模数转换器，以将被检测的模拟信号转变为数字信号。

24.一种用于伽马照相机系统的高计数率方法，此系统具有伽马射线检测器，检测器包括一个闪烁晶体以及将闪光转变成信号的多个光检测器；此方法包括：

检测响应于撞击上述检测器的伽马射线的事件；

处理上述被检测的事件来近似计算其能量和坐标；

从邻近事件的位置监控被检测事件；以及

接受先前和后继事件，此时后继事件发生在由先前事件导致的空载时间内，但处于从邻近事件的位置所监控的区域之外。

25.如权利要求24所述的高计数率方法，其包括提供响应于上述事件的信号。

26.如权利要求25所述的高计数率方法，其中所述信号为模拟信号。

27.如权利要求26所述的高计数率方法，其中将所述模拟信号转变为数字信号。

28.如权利要求25至27中任一权利要求所述的高计数率方法，其包括在后继事件处于与事件相邻的区域不同的区域时，接受先前和后继事件。

29.如权利要求28所述的高计数率方法，其中合理时间间隔大约为50ns。

30.如权利要求25至29中任一权利要求所述的高计数率方法，其包括近似估计上述被检测事件的坐标。

31.如权利要求30所述的高计数率方法，其包括以更高精度确定事件位置。

32.如权利要求30或31所述的高计数率方法，其包括：

延迟上述信号。

33.如权利要求30至32中任一权利要求所述的高计数率方法，其包括根据延迟信号计算被检测事件的精确坐标。

34.如权利要求33所述的高计数率方法，其包括：

在计算被检测事件的精确坐标之前整形延迟信号；以及

连接总的能量信号来规范化精确坐标。

35.如权利要求34所述的高计数率方法，其包括：

当事件的能量大于给定的阈值时，对坐标进行精确计算。

36.如权利要求34或35所述的高计数率方法，其包括对上述被检测信号的整形。

37.如权利要求36所述的高计数率方法，其中所述整形包括积分。

38.如权利要求24至37中任一要求所述的高计数率方法，其包括：

提供其数量等于开关阵列的数量的坐标计算电路。

39.如权利要求24至38中任一权利要求所述的高计数率方法，其包括：

使用若干坐标计算电路，其数量近似于光检测器的数量。

40.如权利要求24至39中任一权利要求所述的高计数率方法，其包括使用若干脉冲整形器，其数量近似于光检测器的数量。

41.如权利要求24至40中任一权利要求所述的高计数率方法，其包括限制脉冲整形器的数量，使其不超过开关阵列的数量。

42.一种用于伽马照相机的高计数率方法，包括：

确定先前和后继事件的位置；以及

使用具有以下特征的先前和后继事件以形成图像，事件发生的时间间隔对应于照相机的集光时间并且事件在空间上分离。

43.如权利要求42所述的高计数率方法，其包括对伽马照相机的部分数字化。

44.如权利要求43所述的高计数率方法，其包括对伽马照相机的数字化。

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