用于pet的模块化信号处理主链的制作方法

专利名称：用于pet的模块化信号处理主链的制作方法
用于PET的模块化信号处理主链下文涉及处理数据。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Y射线。这两个反向传播 的Y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 U0R)。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Y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(例如増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说明具有脉沖放大和调节(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。图ll说明具有组合器的处理元件，该组合器将已经按时间分类的 数据包流按时间分类并加以组合。图12说明利用多重性检验器的处理元件。图13说明可选择的轴向拓朴处理架构。图14说明可选择的径向拓朴处理架构。图15说明可选择的星形拓朴处理架构。图16说明可选择的分布式拓朴处理架构。图1说明采用可缩放的处理架构的医学成像系统2(例如正电子发 射层析成像术(PET)扫描器)。系统2包括许多辐射检测器组件4， 每个辐射检测器组件4都与一个或多个处理元件6相关联并且都设置 在成像区域8的周围。安放这些组件4以形成辐射检测器的一个或多 个环，其检测在成像区域8中出现的辐射事件(例如Y射线)。每个 处理元件6都包括电路系统，该电路系统处理检测到的辐射事件(或 单项数据)，将其打包，并将有代表性的数据包按时间顺序插入到数 据流或总线10中，用以进行下游处理(例如，检测重合的单项数据) 并重建成一个或多个图像。由于处理和打包单项数据以及插入相应的 数据包发生在处理元件这一级，因此通过所采用的组件4的数量和/或 与每个组件4相关联的处理元件6的数量很容易按比例调整系统2。系 统2还包括病床或支承才几构12,用以在成〗象(例如二维和三维)之前、过程中和/或之后将研究对象(例如，人)放置在成像区域8中。在准备用系统2成像中，给研究对象服用放射性药物。将研究对 象适当地放置在成像区域8中。该放射性药物经历放射性衰变，致使 发射正电子。正电子与一个或多个附近的电子相互作用并发生湮没， 产生两个反向传播的Y射线，每个Y射线都具有大约511千电子伏 (keV)的能量。这两个反向传播的Y射线基本上在同一时刻同时撞击 相对的检测器组件4。由于不等距地来自一对检测器的位置行进不同的 距离，虽然大约是以光速，但是在重合事件之间也通常存在微小的时 间偏差。通常的检测器组件4包括一个或多个闪烁晶体(未示出)。每个 闪烁晶体在辐射事件撞击时会产生光的闪烁，所述辐射事件如正电子湮没所产生的Y射线。每个晶体产生的光被与相对应的处理元件6相 关联的一个或多个光电检测器(未示出)接收。处理元件6的每个光 电检测器都将所述光转变为单项数据，或有代表性的电信号。当然， 响应于接收辐射而直接生成电信号的固态检测器和其他类型的检测系 统也在考虑之列。将由 一个或多个光电检测器得到的单项数据同时传送并由并行通 道上的一个或多个处理部件14进行处理。适合的预处理包括信号放大、 过滤和/或调节。然后将预处理的单项数据数字化。将得到的数字单项 数据作进一步处理，例如以便对每个单项数据进行能量校正和/或时间 校正(例如时间游动(time walk),偏差校正)，和/或对每个单项 数据进行能量选通，从而过滤出与预定能量窗之外的能量相关联的单 项数据(例如，被认为是噪声、散射……的单项数据)。可以利用緩 沖器和/或其他存储介质以便于单项数据的预处理、数字化和/或进一 步处理。对于每个处理元件6来说，分析器16聚集已处理的单项数据，该 分析器确定每个单项数据的各种特性。例如，分析器16确定接收每个 事件的时间(例如时间标记)、接收每个事件的晶体的标识、每个事 件的能量、表示接收每个事件时所在位置的一个或多个坐标等。分析 器16也便于生成每个单项数据的数据包，其中每个数据包都包括至少 一个时间标记并且任选地包括晶体标识、事件能量值、碰撞的坐标和/ 或其他信息中的一个或多个。对于每个处理元件6来说，基于数据包时间标记，这些数据包和 任选的其他数据包(例如，从其他处理元件6转送的数据包、包括时 间标记和系统信息的数据包、包括时间标记和空信息的数据包......)由对应的分类器18按时间分类。与每个处理元件相关联的已按时间分 类的数据包由对应的插入器20插入到数据包的数据流10中。在一个 优选实施例中，数据流10逐个组件地一次或多次横向穿过每个组件4 和每个组件4中的每个处理元件6。当数据流10横向穿过特定的处理元件6时，其对应的插入器20 确定是否应当插入数据包和在什么地方插入数据包，并且如果仍没有 通过按时间顺序排列的位置，那么至少部分地基于每个数据包的时间 标记而将每个数据包按时间顺序插入到数据流10中。插入器20可能 必须等待按时间顺序排列的位置和/或等待数据流10随后通过，以便 正确地将数据包插入到数据流10中。插入器20也可以将数据包传送 到另一个处理元件6以插入到数据流10中。例如，在已经通过该数据 包在数据流10中的正确的按时间顺序排列的位置，插入器20可以将 该数据包转送到下游的处理元件6，该下游处理元件能够将该数据包插 入到数据流10中其按时间顺序排列的位置。在另一个例子中，插入器 20不等待按时间顺序排列的位置，其能够将该数据包传送到上游的处 理元件6以插入到数据流10中。将该数据包传送到另一个处理元件6 便于平衡负载分配并提高效率，而且补偿造成单项数据的异步組的任 何延迟。插入器20通常通过将已经在数据流10中的数据包的时间标记与 将要插入到数据流1G中的数据包的时间标记进行比较来确定每个数据 包的按时间顺序排列的位置。采用该算法，当下一个数据包相关联的 时间标记比正被插入的数据包的时间标记晚并且前一个数据包相关联 的时间标记比正一皮插入的数据包的时间标记早时，将该数据包插入到 该数据流中。当数据流IO中横向穿过该处理元件的当前数据包相关联 的时间标记比待插入的数据包的时间标记晚时，插入器20等待(例如 如果需要包括緩冲这些数据包)将该数据包插入到数据流10中或者将 该数据包传送到下游。插入器20继续监控时间标记，直到已经到达按时间顺序排列的位 置。在一种情况下，以逐个数据包为基础来实现这种监控。在另一种情况下，当前横向穿过处理元件6的数据包的时间标记和正^皮插入的 数据包的时间标记之间的时间差确定数据包检验的频率。由于差值集插人数据包。对于相对:大的时间标记差值，减小采样频率，、I便释 放处理周期，这能够提高整体性能。当数据流io中的下一个和前一个 数据包相关联的时间标记比4寺插入的数据包的时间标记晚时，插入器20或者等待下一次通过或者转送数据包。将已分类的数据包的数据流io传送到重合检测器22,该重合检测 器处理相邻的单项数据以便识别多对基本上同时发生的重合y射线检 测，这些重合y射线4佥测对应于电子-正电子湮没事件对。这一处理能 够包括例如能量过滤(例如将置于大约511千电子伏的选定能量过滤 窗之外的辐射检测事件丢弃)和/或重合过滤(例如丟弃时间上彼此分 开超过选定时间过滤间隔或多于公共窗中的两个事件的辐射检测事件 对，利用延迟的开窗口技术的随机的重合识别等)。应该理解，重合 检测器22可以存在于处理元件6、重建系统和/或其他元件部分中。例 如，在一种情况下，在每个处理元件6处进行分布式的重合检验。流 10的最后一个处理元件6丢弃没有重合配对的单项数据。已过滤的流 1 0被提供到重建系统。在流1 0末端的重合检验可以经由重建系统内部 的板上的fpga和/或在链路的最后一个处理元件6中完成。当重合检测器22识别重合对(例如在重合窗中的相邻单项数据) 时，生成将重合的单项数据连接的响应线(l0r)。电子-正电子湮没 事件已知发生在l0r上的某处。将空间的lor和/或多对重合单项数据 传送到重建系统24，该重建系统利用任何适合的重建算法根据该数据 重建一个或多个图像。适合的算法的例子包括(但不限于)具有或不 具有校正的已过滤反向投射和/或迭代反向投射。最后得到的重建图像 可以显示在监视器上、存储、打印在胶片上，存档、传送给临床医生 (例如放射学家)等。图2说明用于根据相关联的时间标记将(作为数据包而打包的) 单项数据按时间顺序插入到数据流10中的示范性的可缩放的数据处理 架构。在该例子中，系统2包括n个组件4，每一个都包括l个处理元 件6，其中n和l是等于或大于1的整数。系统2的数据处理架构通过 适当选择n和l而按比例调整。当通过(撞击)组件4之一来接收辐射事件(例如来自正电子湮 没的y射线)时，与处理元件6相关联的换能元件部分(例如一个或 多个闪烁器、光电检测器、固态检测器，……)生成一个或多个有代 表性的电信号或单项数据。另外，每个处理元件6确定对应的单项数 据的各种特性，并将每个单项数据打包成数据包，该数据包包括表示 接收事件的时间的至少 一个时间标记，并且4壬选地包括以下一个或多 个内容，即接收该事件的检测器标识、事件的能量、表示事件位置的 一个或多个坐标和/或其他信息。每个处理元件6将对应的数据包按时间分类，并将其按时间顺序 插入到数据流10中。在一个优选实施例中，通过将已经在数据流10 中的数据包的时间标记与正插入到数据流10中的数据包的时间标记相 比较来确定按时间顺序排列的位置。正被插入到数据流10中的任何给 定数据包的按时间顺序排列的位置位于具有的时间标记比该正^L插入 的数据包的时间标记更早的数据包和具有的时间标记比该正被插入的 数据包的时间标记更晚的数据包之间。在所说明的实施例中，每个处理元件6都经由数据流IO在工作时 与存在于不同辐射組件4中的至少一个邻近的处理元件6耦合。在这 种构型中，基本上所有的处理元件6都与两个邻近的处理元件6相连， 上游的处理元件6存在于前一个辐射检测器组件4中，下游的处理元 件6存在于下游的辐射检测器组件4中。举例来说，存在于辐射检测器组件"MODULE,"中的处理元件"PE!" 与存在于下一个辐射检测器組件"MODULE,中的处理元件"PE,和存 在于前一个辐射检测器组件"MODULE,"中的处理元件"PE/'通信。在 另一个例子中，存在于辐射检测器组件"MODULE,"中的处理元件"PE2" 与存在于下一个辐射检测器组件"M0DULE2，，中的处理元件"PE2"和存 在于前一个辐射检测器组件"MODULE/中的处理元件"PE,"通信。例 外的情况至少包括存在于辐射检测器组件"MODULE,中的处理元件"PE,，和存在于辐射检测器组件"MODULE/'中的处理元件"PEL"。 这两个处理元件6代表开头的处理元件和末尾的处理元件，这两个元 件通常仅与存在于不同辐射组件4中的一个邻近的处理元件6相关联。图2中将数据流IO描绘成逐个组件地连续横向穿过所有处理元件 6的单通路。但是可以理解，各种其他数据通路是可以预料的。例如，可以将处理元件6和/或辐射检测器组件4划分成多个组，其中每个分 组都可以包括其自己的通路和/或共用一个或多个处理元件6 (例如开 始的处理元件6、结尾的处理元件6……)。在另一个例子中，可以从 数据流10中排除一个或多个处理元件6。例如，可以跳过非功能的或 不正常工作的处理元件6。实质上，处理元件6以任何适合的方式进行 的各种连接可以形成1壬1'可数量的数据通路。通过将每个辐射检测器组件4中的处理元件6耦合可以在每个辐 射检测器组件4中形成任选的数据通路30。通路30用作旁路以便使数 据包在处理元件6之间移动，例如将数据包移动到能够更有效地将数 据包插入到流10中^安时间顺序排列的位置中的处理元件30。例如，如 上所述，每个处理元件6可以经由流10向下一个处理元件6发送数据。 这将会扰乱数据包在流10中的顺序，但是处理元件6因此能够利用一 个或多个数据通路30将晚到达的数据的至少一部分转送到适合的处理 元件6以抵偿这种扰乱。在另一个例子中，根据其中扫描器2利用光电倍增管(PMT)的实 施例，由于改变了与将检测到的事件向晶体映射有关联的映射速率， 因此可能会使单项数据延迟。这种延迟可能导致这样一种情况，在所 述情况中，通过将相对应的数据包传送到还没有看到数据流10中按时 间顺序排列的位置经过的下游处理元件6和/或通过在多通道架构中等 待数据流10的下一次经过，能够仅仅将相对应的数据包插入到其在数 据流10中按时间顺序排列的位置中。在前者的情况下，将该数据包在 一个或多个通路30上转送到适合的处理元件6，该处理元件能够将该 数据包插入到其在数据流10中按时间顺序排列的位置中。在后者的情 况下，緩冲该数据包直到能够将其插入到其在数据流10中按时间顺序 排列的位置中。在其中扫描器2利用数字光电二极管的一个实施例中，由于确定 每个事件在每个相关联的晶体上的每个位置消耗基本上相似的时间， 因此通常不需要与事件向晶体映射相关联的这种补偿。结果，将事件 向位置的映射通常不会引入在单项数据之间的可变延迟。在这些情况 中，通路30可以用于引入延迟。例如，在环的末端的数据包在插入到 数据流IO之前等待较长的一段时间。因此，可能需要緩冲器来緩沖这 些数据包直到流10横向穿过相关联的辐射检测器组件4。可以推动这些数据包通过通路30以便于将这些数据包分配在上游以按照更均匀的 方式插入到数据流10中。利用通路30同样能够减轻緩沖器溢出并平 衡负载。除了插入具有与单项数据有关的信息的数据包之外，具有其他信 息的数据包也被插入到数据流10中。例如，将一个或多个伪数据包插 入到流10中，每个数据包都具有至少一个时间标记。如在32绘出的， 将这些数据包至少插入到流10中作为一个或多个前导数据包。这些数 据包便于在流10中定位按时间顺序排列的位置。例如，当采用一种算 法时，所述算法通过将已经在流10中的相邻数据包的时间标记与正被 插入到流10中的数据包的时间标记进行比较来确定在流10中的按时 间顺序排列的位置，给前导伪数据包配备至少一个时间标记就为这种 比较提供一个数据包，否则该数据包将不会在那个位置。尽管图2说明了在32处的伪数据包插入，但是应该理解，这些数 据包可以在任何时刻插入到数据流10中和/或插入到数据流10中的任 何位置。通常，这些数据包的时间标记不是任意的，以便减轻对数据 流10的按时间顺序排列的次序的扰乱。在32也周期性地插入同步数 据包以防止阻塞总线。对将伪数据包插入到数据流10中的能力进行平 衡(leverage)以确保横向穿过每个处理元件6的数据包的连续流， 并减轻其中不能执行比较的情况。在其他情况下，在一个或多个"伪" 数据包中能够包括诸如系统信息的附加信息。例如，在特定时间从传 感器获得的病人支承位置、出错记录、维护调度、温度等能够连同时 间标记合并到数据包中。将最后得到的单项数据的已作时间分类的数据流传送到重合检测 电路系统22,其处理相邻的已作时间分类的单项数据并识别多对基本 上同时发生的Y射线事件。重合检测电路系统可以存在于组件4的外 部(例如在重建系统中)和/或在一个或多个处理元件6 (例如，在数 据流10中的最后一个处理元件6)中。在处理元件6中实现重合检测 电路系统能够从流10中过滤不重合的单项数据。结杲，可以在将单项 数据传送到重建系统之前将不重合的单项数据丟弃。前面所述的内容 减轻了传递途径的负载并减轻了必须在重建系统中的重合检验。图3说明了示范性的处理元件架构。如所描绘的，每个处理元件6 都与一个或多个^r测器34相关联。；险测器34生成与每个检测到的辐射事件相对应的对应单项数据。这些单项数据经处理部件14任选地并 行处理为适合的格式以通过处理单元38插入到流10中。这种处理包 括放大、过滤、调节、数字化、各种校正和/或能量选通中的一种或多 种。另外，处理部件M确定与单项数据相关的各种特性，如接收该事 件的检测器的标识符(identity)、事件的能量、在辐射检测器组件4 上碰撞的坐标，以及表示能够确定碰撞时间的时间标记，该时间标记 与例如在数据包中的每个单项数据相关联。基于时间标记，处理部件14使数据包异步地流到处理单元38，该 处理单元将数据包作时间分类并将其插入到数据流10中。处理单元38 也经由通路30从其他处理元件6接收数据包。将这些数据包连同来自 处理部件14的数据包进行分类。可以理解，每个处理单元38都能够 包括专用的和/或多功能的逻辑，所述逻辑包括一个或多个可编程序门 阵列(PGA), —个或多个专用集成电路(ASIC)等。一接收到数据包，处理单元38就将每个数据包按时间顺序插入到 数据流10中和/或将这些数据包经由通路30传送到其他处理单元6以 便插入。如先前讨论的，通过将已经在流10中的数据包的时间标记与 正被插入到流10中的数据包的时间标记进行比较来确定按时间顺序排 列的位置。当流IO中的相邻数据包的时间标记都比正^L插入的数据包 的时间标记更早时，处理单元6保留(例如，緩冲、存储……)该数 据包，直到按时间顺序排列的位置经过。当流10中的一个数据包的时 间标记比正被插入的数据包的时间标记更早并且流10中的下一个数据 包的时间标记比正被插入的数据包的时间标记更晚时，处理单元38将 该数据包插入到流10中的那两个数据包之间。当流10中的相邻数据 包的时间标记都比正被插入的数据包的时间标记更晚时，处理单元38 将该数据包转送给在下游的处理元件6中的处理单元38和/或在流10 的第二次经过期间插入该数据包。图4-7说明了依照各个实施例由处理部件14执行的适合的处理逻 辑。如图4中所示，在一个实施例中，每个处理部件l4都包括数字转 换器38,该数字转换器将从对应的检测器传送的电信号数字化。图5 另外示出了任选的脉沖放大和调节(PAC)电路系统40,该电路系统放 大(例如增大分辨率或动态范围)和/或调节来自光电检测器或其他检 测器34的信号。图6说明了另一个实施例，其包括为明显的能量变化而按比例对每个单项数据进行能量校正的元件42，以及对每个单项数 据进行时间较正(例如，时间游动、偏差较正)从而调整检测器之间 的相对处理时间和传输时间差的元件44。图7示出了一个具有用于对 能级设阈限的选通电路(gate ) 46的实施例。选通电路46将测得的事 件能量与预定的能量窗进行比较，并仅仅使能级在该窗中的事件通过。 能级在该窗之外的事件被认为是噪声、散射等，并且被丢弃。图8说明了其中分类器18对来自处理部件14和/或其他处理元件 6的数据包作时间分类并将其传送到处理单元38以便插入到流10中的 一个实施例。分类器18可以采用各种分类技术。例如，分类器18能 够包括便于根据时间标记将数据包按时间顺序排序而进行分类的 一个 或多个部件(例如多路复用器，緩沖器……)。在一种情况下，分类 器18包括单个的多对一组合器48,其接收所有数据包并将其分类以插 入到数据流10中。这在图9中示出。图IO说明了一种树型分类传递途径。根据该传递途径，经由多个 多路复用器50( "MUX 50")将多对数据包并行地分类。将来自两个 或多个多路复用器50的已分类的多个对供给将接收到的数据包进行分 类的另一个多路复用器50。接收多组数据包、将其分类并将已分类的 组传送到另一个多路复用器50的这些步骤继续，直到将所有数据包进 行分类并预备将其插入到流10中。为了简洁，图10示出了三个分类 级别；但是，应该理解，任何数量的分类级别都是可以预料的。另外，适合的多路复用器不限于二对一的组合操作。图11说明了一个可选择的实施例，其中利用分类器18对来自处 理部件14的数据包进行分类和组合，组合器48将最后得到的已分类 数据包进行分类并将其与经由通路30接收的数据包进行组合，组合器 48存在于该分类器的外面。尽管将組合器48描绘为不同的部件，但是 应该理解，组合器48可选择地存在于处理单元38中。图12说明了一 个具有任选的多重性检验器52的实施例。多重性检验器52通常与基 于PMT的系统一起^f吏用，在基于PMT的系统中，处理元件从检测器的 重叠部分接收数据。例如，在基于PMT的系统中，来自一个PMT的信 号供给几个相邻的通道(即Anger逻辑的重叠的7个环)。这造成多 于一个通道可能检测同一个事件。多重性检验器52便于利用由多个通 道的这种测来查找和解决与处理有关的问题。应该理解，前面提供的例子是为了说明的目的而非限制的目的。 用于将单项数据和/或数据包分类和组合的各种其他构型也是可以预料的。图13-16说明了与扫描器2 —起使用的各种其他的处理架构。图 13描绘了一种轴向读出拓朴结构。该拓朴结构包括许多辐射检测器组 件4,每个辐射检测器组件4都包括一个或多个处理元件6。存在于每 个组件4中的处理元件6连接在一起以形成到达/〉共部件54的许多单 独的串行数据通路，公共部件54将数据包和/或重合检测进行分类和 组合。例如，如果扫描器2配置为具有X个辐射检测器组件4 (其中X 是等于或大于l的整数)，那么将存在X个数据通路，即从每个组件4 到公共部件54有一个通道，将单项数据供给公共部件54。图14描绘了一种径向读出拓朴结构。该拓朴结构也包括许多辐射 检测器组件4,每个都具有一个或多个处理元件12。在该例子中，存 在于不同(例如相邻的)辐射检测器组件4中的处理元件6连接到一 起以形成到达公共部件54的许多单独的串行数据通路。在该实施例中， 每个组件4中的处理元件6的数量决定到达公共部件M的数据通路的 数量。例如，如果每个辐射检测器组件4包括Y个处理元件6 (其中Y 是等于或大于1的整数)，那么将存在Y个向公共部件54提供单项数 据和/或数据包的数据通路。图15说明了一种星形拓朴架构，其中每个处理元件6单独地将单 项数据和/或数据包传送到公共部件54,其在单个部件或部件阵列中而 不是利用分布式元件执行上面讨论的处理操作。图16说明了一种分布式拓朴方法，其中经由许多分布的分类、组 合和/或重合检验部件54对来自两个或多个处理元件6的单项数据和/ 或数据包进行分类、组合和重合检验，这些部件54汇聚到单个根部件 56。已经参考优选实施例描述了本发明。其他人在阅读和理解了前面 的详细说明后可以想到一些修改和改变。只要这种修改和改变属于随 附的权利要求及其等效方案的范围内时，本发明意在解释为包括所有 这些纟，改和改变。
权利要求
1、一种具有可缩放的事件处理架构的成像系统(2)，其包括许多检测器组件(4)，这些检测器组件设置在相关联的成像区域(8)周围以检测从置于该成像区域(8)中的研究对象所发射的辐射事件；许多组处理元件(6)，每一组都包括所述许多辐射检测器组件(4)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(6)对相关联的检测到的辐射事件作时间标记；和将已作时间标记的事件插入到事件的数据流(10)中按时间顺序排列的位置中；以及重合检测电路系统(22，54，56)，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而使用的多对重合的事件。
2、 如权利要求1所述的成像系统(2)，其中数据流(10)连续 地横向穿过每个处理元件(6)，其将按时间顺序排序的事件传输到重 合4全测电3各系统(22, 54, 56)。
3、 如权利要求2所述的成像系统(2),其中每个组件(4)都具 有许多处理元件(6)，数据流(10)将按时间顺序排序的事件多次传 输通过每个组件(4),并且其中每个检测器组件(4)包括许多数据 通路(30)，所述数据通路将其中的处理元件(6)相连以选择性地将 一个或多个事件传送到多个处理元件(6 )中的上游或下游的处理元件。
4、 如权利要求1所述的成像系统(2)，进一步包括一个或多个 旁路数据通路(30)，其将已作时间标记的事件从一个第一处理元件(6)移动到位于第一处理元件下游的第二处理元件(6)以插入到下 游的数据流(10)从而补偿延迟。
5、 如权利要求1所述的成像系统(2),其中每个处理元件(6) 包括下面的一个或多个脉冲放大和调节(PAC) (40)，其放大和调节检测到的事件； 数字转换器(38)，其将检测到的事件数字化； 能量校正元件(42),其对检测到的事件进行能量校正； 时间校正元件(44),其对检测到的事件进行时间4史正；以及选通电路(46),其将检测到的事件与能量窗进行比较以确定是 否将检测到的事件作为噪声而丢弃。
6、 如权利要求1所述的成像系统(2),其中数据流(10)将多 个平行通路中的处理元件(4)相连，并且进一步包括分类器(18), 该分类器从多个平行通路接收已作时间标记的事件并基于对应的时间 标记将这些事件聚集。
7、 如权利要求1所述的成像系统(2),其中使数据流(10)形 成分支，并进一步包括一个或多个多路复用器(50),该多路复用器 从数据流(IO)的多个分支接收已作时间标记的事件，并将这些已作 时间标记的事件按时间顺序分类。
8、 如权利要求1所述的成像系统(2),其中处理元件(6)配置 为轴向读出、径向读出、星形和分布式拓朴之一。
9、 如权利要求1所述的成像系统(2),其中该重合检测电路系 统(22, 54)存在于一个或多个处理元件(6)中。
10、 如权利要求1所述的成像系统(2),进一步包括部件(32), 其将已作时间标记的伪事件插入到数据流(10)中，从而确保事件的 连续流通过每个处理元件(6)，传送无效事件信息；并且便于在事件 流中确定按时间顺序排列的位置。
11、 一种用于在重合检测之前对辐射事件进行分类的方法，该方 法包括-险测辐射事件；生成代表每个事件的已作时间标记的数据包； 将每个数据包以对应的按时间顺序排列的顺序插入到数据包的流 中；以及为重合的多对检查数据包的流。
12、 如权利要求11所述的方法，进一步包括当该流中的数据包的时间标记比待插入的数据包的时间标记晚 时，使该数据包绕到下游的位置以插入到该流中。
13、 如权利要求11所述的方法，进一步包括使流(10)逐个组件地连续通过存在于许多组件(4)中的许多处 理元件(6)，其中每个处理元件(6)将一个或多个数据包按时间顺 序插入到流(10)中。
14、 如权利要求11所述的方法，其中在许多辐射检测组件(4) 中的每一个辐射检测组件处检测这些辐射事件，流(10)连续地横向 穿过这些检测器组件(4)，并且进一步包括使该流多次通过每个组件(4)。
15、 如权利要求11所述的方法，进一步包括将已作时间标记的伪数据包插入到该流中，以{更于至少 一 个按时 间顺序排序的数据包在流(10)中；确保数据包的连续流；并且传送 无效事件信息通过该流(10)。
16、 如权利要求11所述的方法，其中使数据流(10)形成分支， 并进一步包括该流(10)的合并分支的按时间顺序排序的数据包。
17、 如权利要求14所述的方法，进一步包括 将第一处理元件(6)处的时间标记太晚而不能插入到流(10)中的已作时间标记的数据包从第一处理元件(6)沿着旁路(30)传送到 能够将该数据包以按时间顺序排列的顺序插入到流(10)中的另一个 处理元件(6)。
18、 一种用于执行权利要求11的方法的成像系统。
19、 一种成像系统(2),其包括 用于检测辐射事件的装置(4);用于生成代表每个事件的已作时间标记的数据包的装置(14);流(10)中的装置(20);以及用于为代表重合的已检测事件的数据包检查数据流的装置(22)。
20、 一种用于将医学成像设备中的重合事件进行分类的处理器， 其包括一个或多个不同组的处理元件(6),其耦合以形成用于运送已分 类数据包的流的数据通路(28);至少一个插入器(20),其与一个或多个不同组的处理元件(6) 中的每一个相关联，每个插入器(20)为正^L插入的数据包确定在流 中的按时间顺序排列的位置，并将该数据包插入到在流中的按时间顺 序排列的位置中。
21、 如权利要求20所述的处理器，其中每个插入器(20)逐个数 据包地监控在流中的数据包，直到检测到正被插入的数据包的按时间顺序排列的位置。
22、 如权利要求20所述的处理器，其中每个插入器(20)计算在 当前横向穿过插入器(20)的数据包的时间标记与正被插入的数据包 的时间标记之间的时间差，并且基于该时间差来周期性地监控在流中 的数据包从而确定正被插入的数据包的按时间顺序排列的位置。
23、 如权利要求22所迷的处理器，其中监控流中的数据包的频率 随时间差的减小而增大。
全文摘要
一种具有可缩放的事件处理架构的成像系统(2)，其包括许多检测器组件(4)，这些检测器组件设置在相关联的成像区域(8)周围以检测从置于该成像区域(8)中的研究对象所发射的辐射事件；许多组处理元件(6)，每一组都包括所述许多辐射检测器组件(4)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(6)对相关联的检测到的辐射事件作时间标记；并将已作时间标记的事件插入到事件的数据流(10)中按时间顺序排列的位置中；重合检测电路系统(22，54)，其接收按时间顺序排序的事件流，并检测供重建物体的一个或多个相关联的图像而使用的多对重合的事件。
文档编号G01T1/29GK101238392SQ200680029070
公开日2008年8月6日 申请日期2006年7月27日 优先权日2005年8月4日
发明者T·弗拉克 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司