專利名稱：放射線檢測裝置、放射線檢測系統(tǒng)以及放射線檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施方式涉及放射線檢測裝置、放射線檢測系統(tǒng)以及放射線檢測方法。
背景技術(shù)：
在正電子斷層攝影(PositronEmission Tomography :PET)成像(imaging)中，放射性醫(yī)藥品通過注射、吸入、和/或攝取而被投放給患者。在投放后，由于藥劑的物理特性以及生物體分子特性，藥劑集中在人體內(nèi)的特定部位。實(shí)際的空間分布、蓄積點(diǎn)的強(qiáng)度、和/或蓄積區(qū)域的強(qiáng)度、和從投放、捕捉到最終排出的過程(process)的動態(tài)都具有重要的臨 床意義。在該過程中，附著在放射性醫(yī)藥品上的一個正電子放射體按照半衰期、分支比等同位體的物理性質(zhì),放射正電子。各正電子與被檢體的電子相互作用并發(fā)生湮滅，在511 k eV下生成兩條Y(gamma)射線。這兩條、射線大致分開180度而前進(jìn)。并且，這兩條Y射線在PET檢測器的閃爍(scintillation)晶體上誘發(fā)閃爍事件(scintillation event),由此，PET檢測器檢測Y射線。通過檢測這兩條Y射線，并引出連結(jié)檢測位置彼此的線，即引出同時計(jì)數(shù)線(Line-Of-Response :L0R)，來判定概略高的實(shí)際的湮滅位置。該過程只識別一根可能發(fā)生相互作用的線，但是通過聚集很多這樣的線，并使用重建斷層的過程，則可以以實(shí)用的精度來推定實(shí)際的分布。除了兩個閃爍事件的位置之外，如果能夠利用數(shù)百皮秒(Pico)秒以內(nèi)的準(zhǔn)確的定時(timing),則通過計(jì)算飛行時間(Time-0f-FI ight T0F),在識別出的線上，可以追加與發(fā)生湮滅事件(annihilation event)的可能性高的位置相關(guān)的信息。同位體的特定的特性(例如，正電子的能量(energy))(經(jīng)由正電子的飛行路程以及兩條Y射線的共直線性)是決定對于特定的放射性醫(yī)藥品的空間分辨率的重要因素。上述的過程對于大量的湮滅事件重復(fù)進(jìn)行。為了判定成為用于進(jìn)行所希望的成像作業(yè)的支持，需要多少閃爍事件，雖然必須解析所有的事例，但在典型的長度為IOOcrn的掃描(scan)中的FDG (Fluoro-Deoxyglucose :氟代脫氧葡萄糖)的研究中，目前積蓄有大約I億的計(jì)數(shù)(count)或者事件。圖9是表不以往的PET系統(tǒng)的功能框(block)圖，

圖10是表不用于圖9所不的以往的PET系統(tǒng)的以往的濾波器(filter)的圖。如圖9所示，以往，事件900的檢測通過作為放射線檢測器的光電倍增管(photomultiplier tube :PMT) 902來實(shí)施。PMT902具有模擬(analog)的輸出信號。該信號通過濾波器904來進(jìn)行濾波，并通過模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(Analog-to-Digital Converter :ADC) 906 從模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字(digital)信號。接著，該濾波并轉(zhuǎn)換后的信號被輸出至數(shù)字信號處理單元(unit) 908。該單元一邊執(zhí)行用于得到事件的能量、定時以及位置的算法(algorithm)，一邊執(zhí)行事件的計(jì)數(shù)和時間的采樣
權(quán)利要求
1.一種放射線檢測裝置，其特征在于，具備 頻率計(jì)數(shù)器，根據(jù)由進(jìn)行濾波處理的可調(diào)節(jié)的濾波器進(jìn)行濾波后得到的信號，來推定由放射線檢測器檢測到的事件的計(jì)數(shù)率；和 控制器，根據(jù)作為由上述頻率計(jì)數(shù)器推定出的計(jì)數(shù)率的推定計(jì)數(shù)率，生成用于調(diào)節(jié)上述濾波器的濾波處理以優(yōu)化能量分辨率的濾波控制信號，并將上述濾波控制信號輸出至上述濾波器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的放射線檢測裝置，其特征在于， 上述放射線檢測裝置還具備上述濾波器，該濾波器對從上述放射線檢測器輸出的信號進(jìn)行上述濾波處理，并包含用于調(diào)節(jié)上述濾波處理的模擬可調(diào)節(jié)部分， 上述濾波器是模擬濾波器， 上述模擬可調(diào)節(jié)部分具有根據(jù)上述濾波控制信號而被調(diào)節(jié)的RC時間常數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的放射線檢測裝置，其特征在于， 上述RC時間常數(shù)根據(jù)與上述推定計(jì)數(shù)率超過閾值而上升的量具有直接關(guān)系的量來從初始值縮短。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的放射線檢測裝置，其特征在于， 上述濾波器包含根據(jù)上述濾波控制信號來切換動作以及不動作以調(diào)節(jié)上述RC時間常數(shù)的電阻或者電容器。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的放射線檢測裝置，其特征在于， 上述濾波器具備包含電壓控制電容器、電壓控制二極管電容器以及電壓控制電阻中的至少一個的電壓控制組件， 上述濾波控制信號是偏置電壓，該偏置電壓調(diào)節(jié)上述電壓控制組件，使得調(diào)節(jié)上述濾波器的上述RC時間常數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的放射線檢測裝置，其特征在于， 上述濾波器是帶寬可調(diào)節(jié)的濾波器。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的放射線檢測裝置，其特征在于， 上述放射線檢測裝置還具備模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，該模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器將從上述濾波器輸出的上述信號從模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，將上述數(shù)字信號輸出至上述頻率計(jì)數(shù)器，并具有對上述模擬信號進(jìn)行采樣時的可調(diào)節(jié)的采樣頻率， 上述控制器還根據(jù)上述推定計(jì)數(shù)率，生成用于使上述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器根據(jù)上述推定計(jì)數(shù)率調(diào)節(jié)上述采樣頻率的采樣控制信號，并將上述采樣控制信號輸出至上述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的放射線檢測裝置，其特征在于， 上述放射線檢測裝置還具備進(jìn)行上述濾波處理的上述濾波器， 上述濾波器是數(shù)字濾波器，包含用于調(diào)節(jié)上述濾波處理的數(shù)字可調(diào)節(jié)部分， 上述數(shù)字可調(diào)節(jié)部分根據(jù)上述濾波控制信號而被調(diào)節(jié)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的放射線檢測裝置，其特征在于， 上述放射線檢測裝置還具備模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，該模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器將從上述濾波器輸出的上述信號從模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，將上述數(shù)字信號輸出至上述頻率計(jì)數(shù)器，并具有對上述模擬信號進(jìn)行采樣時的可調(diào)節(jié)的采樣頻率，上述控制器還根據(jù)上述推定計(jì)數(shù)率，生成用于使上述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器根據(jù)上述推定計(jì)數(shù)率調(diào)節(jié)上述采樣頻率的采樣控制信號，并將上述采樣控制信號輸出至上述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的放射線檢測裝置，其特征在于， 上述放射線檢測裝置還具備模擬濾波器，在由上述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器進(jìn)行從上述模擬信號向上述數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換前，該模擬濾波器對從上述放射線檢測器輸出的信號進(jìn)行濾波，該模擬濾波器包含用于調(diào)節(jié)應(yīng)用于上述模擬信號的模擬濾波處理的模擬可調(diào)節(jié)部分， 上述控制器還根據(jù)上述推定計(jì)數(shù)率，生成用于調(diào)節(jié)上述模擬濾波器的濾波處理使得上述能量分辨率最優(yōu)的模擬濾波控制信號，并將上述模擬濾波控制信號輸出至上述模擬濾波器。
11.一種放射線檢測裝置，其特征在于，具備 頻率計(jì)數(shù)器，根據(jù)利用模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器而被從模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的信號，來推定由放射線檢測器檢測到的事件的計(jì)數(shù)率；和 控制器，根據(jù)作為由上述頻率計(jì)數(shù)器推定出的計(jì)數(shù)率的推定計(jì)數(shù)率，來生成用于使上述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器調(diào)節(jié)上述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的可調(diào)節(jié)的采樣頻率的采樣控制信號，并將上述采樣控制信號輸出至上述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的放射線檢測裝置，其特征在于， 上述放射線檢測裝置還具備上述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，該模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器將上述模擬信號轉(zhuǎn)換成上述數(shù)字信號，并輸出上述數(shù)字信號。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的放射線檢測裝置，其特征在于， 上述控制器生成用于根據(jù)與上述推定計(jì)數(shù)率從預(yù)先規(guī)定的值降低的量具有直接關(guān)系的量使上述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的上述采樣頻率從初始值降低的上述采樣控制信號。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的放射線檢測裝置，其特征在于， 上述初始值是上述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的最快的采樣頻率。
15.一種放射線檢測系統(tǒng)，其特征在于，具備 放射線檢測器，生成模擬信號； 模擬濾波器，將上述模擬信號進(jìn)行濾波，并包含用于調(diào)節(jié)應(yīng)用于上述模擬信號的濾波處理的模擬可調(diào)節(jié)部分； 模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，將上述濾波處理后的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號； 數(shù)字信號處理單元，(I)根據(jù)上述數(shù)字信號，推定由上述放射線檢測器檢測到的事件的計(jì)數(shù)率，(2)根據(jù)作為推定出的計(jì)數(shù)率的推定計(jì)數(shù)率來生成模擬濾波控制信號，(3)將上述模擬濾波控制信號輸出至上述模擬濾波器的上述模擬可調(diào)節(jié)部分，從而調(diào)節(jié)應(yīng)用于上述模擬信號的上述濾波處理，使得優(yōu)化能量分辨率。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的放射線檢測系統(tǒng)，其特征在于， 上述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器包含用于調(diào)節(jié)對上述模擬信號進(jìn)行采樣時的可調(diào)節(jié)的采樣頻率的采樣可調(diào)節(jié)部分， 上述數(shù)字信號處理單元還根據(jù)上述推定計(jì)數(shù)率，生成采樣控制信號，并且為了調(diào)節(jié)對上述模擬信號進(jìn)行采樣的上述采樣頻率而將上述采樣控制信號輸出至上述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的放射線檢測系統(tǒng)，其特征在于， 上述放射線檢測器是光電倍增管、碲化鎘類的放射線檢測器、以及硅光電倍增管中的任一種。
18.—種放射線檢測方法，其特征在于，包括 頻率計(jì)數(shù)器根據(jù)通過具有可調(diào)節(jié)的參數(shù)的濾波器進(jìn)行濾波后的信號，來推定由放射線檢測器檢測到的事件的計(jì)數(shù)率， 根據(jù)作為由上述頻率計(jì)數(shù)器推定出的計(jì)數(shù)率的推定計(jì)數(shù)率，來生成用于調(diào)節(jié)上述濾波器的上述參數(shù)的濾波控制信號， 為了優(yōu)化能量分辨率，將上述濾波控制信號傳送至上述濾波器。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的放射線檢測方法，其特征在于， 上述參數(shù)是RC時間常數(shù)， 生成上述濾波控制信號的步驟包括生成上述濾波控制信號，使得根據(jù)與上述推定計(jì)數(shù)率超過閾值而上升的量具有直接關(guān)系的量使上述RC時間常數(shù)從初始值縮短。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的放射線檢測方法，其特征在于，還包含 具有對模擬信號進(jìn)行采樣時的采樣頻率的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器將由上述濾波器濾波后的信號從模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號， 根據(jù)上述推定計(jì)數(shù)率，生成用于調(diào)節(jié)上述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的上述采樣頻率的采樣控制信號， 將上述采樣控制信號傳送至上述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器。
21.一種放射線檢測方法，其特征在于，包含 頻率計(jì)數(shù)器根據(jù)通過具有可調(diào)節(jié)的采樣頻率的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器而被從模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的信號，推定由放射線檢測器檢測到的事件的計(jì)數(shù)率， 根據(jù)作為由上述頻率計(jì)數(shù)器推定出的計(jì)數(shù)率的推定計(jì)數(shù)率，生成用于調(diào)節(jié)上述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的上述采樣頻率的采樣控制信號， 將上述采樣控制信號傳送至上述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的放射線檢測方法，其特征在于， 生成上述采樣控制信號的步驟包括生成用于根據(jù)與上述推定計(jì)數(shù)率從預(yù)先規(guī)定的值降低的量具有直接關(guān)系的量使上述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的上述采樣頻率從初始值降低的上述采樣控制信號。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的放射線檢測方法，其特征在于， 上述初始值是上述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的最快的采樣頻率。
全文摘要
本發(fā)明涉及放射線檢測裝置、放射線檢測系統(tǒng)以及放射線檢測方法,使高計(jì)數(shù)時堆積所導(dǎo)致的計(jì)數(shù)損失最小。實(shí)施方式的放射線檢測裝置具備頻率計(jì)數(shù)器和控制器。頻率計(jì)數(shù)器根據(jù)通過進(jìn)行濾波處理的可調(diào)節(jié)的濾波器進(jìn)行濾波后的信號，來推定通過放射線檢測器檢測到的事件的計(jì)數(shù)率?？刂破鞲鶕?jù)作為通過頻率計(jì)數(shù)器推定出的計(jì)數(shù)率的推定計(jì)數(shù)率，生成用于為了優(yōu)化能量分辨率而調(diào)節(jié)濾波器的濾波處理的濾波控制信號，并將濾波控制信號輸出至濾波器。
文檔編號G01T1/161GK102809755SQ201210179278
公開日2012年12月5日 申請日期2012年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月3日
發(fā)明者王晉中 申請人:株式會社東芝, 東芝醫(yī)療系統(tǒng)株式會社