电子设备以及输出方法 |
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| 申请号 | CN201280000743.8 | 申请日 | 2012-04-20 | 公开(公告)号 | CN102859391A | 公开(公告)日 | 2013-01-02 |
| 申请人 | 株式会社东芝; 东芝医疗系统株式会社; | 发明人 | 格里戈里·J·曼; 王晋中; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及 电子 设备以及输出方法。实施方式的电子设备（1）具备 阈值 确定部（12）、多个比较器 电路 （2a～2h）、时间数字转换电路（3a～3h）、低通 滤波器 部（11）、模拟数字转换电路（10）以及 能量 计算部（9）。阈值确定部（12）动态地确定多个阈值。各比较器电路（2a～2h）将对应的阈值和模拟输入 信号 进行比较。当模拟 输入信号 与多个阈值中的阈值一致时，或者当模拟输入信号超过了该阈值时，时间数字转换电路（3a～3h）通过输出时间值来输出多个时间值。 低通滤波器 部（11）是可调节的，对模拟输入信号进行滤波。模拟数字转换电路（10）根据被滤波后的模拟输入信号生成 数字信号 。能量计算部（9）响应触发信号的接收计算数字信号的能量。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种电子设备，具备： |
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| 说明书全文 | 电子设备以及输出方法技术领域[0001] 本发明的实施方式涉及电子设备以及输出方法。 背景技术[0002] 在PET（Positron Emission Tomography）成像，即，正电子断层法中，放射性医药品通过注射、吸入、摄取而被投放给患者。在投放后，由于该药品的物理性质以及生物体分子性质，该药品集中在人体内的特定部位。药品的实际的空间分布、蓄积点或者蓄积区域的强度、以及从投放到捕获、并且到最终排出的过程的动态都具有重要的临床意义。在该过程中，附着于放射性医药品的1个正电子放射体根据半衰期、分支比等同位体的物理性质，放射多个正电子（positron、阳电子）。各正电子与被检体的电子相互作用并发生湮灭，在511keV下，生成大致分开180度而前进的两条γ射线。并且，这两条γ射线在PET检测器的闪烁晶体（scintillation crystal）上诱发闪烁事件（scintillation event），由此，PET检测器检测γ射线。通过检测这两条γ射线，并引出连结检测这两条γ射线的位置的线，即，引出“同时计数线（Line Of Response：LOR）”，来判定作为发生湮灭的本来的位置可能性高的位置。该过程只识别一根可能发生相互作用的某根线，但是通过蓄积很多这样的线，并使用重建断层的过程，来以实用的精度推定发生湮灭的本来的位置的分布。如果能够利用数百皮秒以内的准确的定时，则除了两个闪烁事件的位置检测之外，为了关于沿着上述的线（同时计数线）而存在的可能性高的湮灭事件（annihilation event）的位置增加更多的信息，进行飞行时间（Time Of Flight：TOF）的计算。根据扫描仪内在的定时分辨率的界限，来决定沿着该线的位置判定的精度。根据判定闪烁事件原来的位置时的界限，来决定扫描仪的最终的空间分辨率。同位体的特定的特性（例如，正电子的能量）（经由正电子的飞行路程以及两条γ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。 [0003] 上述的过程对于大量的湮灭事件反复进行。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湮灭事件，虽然必须解析所有的事例，但在作为全身检查的“典型的长度为100cm的FDG（氟代脱氧葡萄糖：fluoro-deoxyglucose）的研究”中，目前需要积蓄大约1亿的计数或者事件（event）。蓄积这么多的计数所需的时间根据药品的注入量以及扫描仪的灵敏度以及计数能力来决定。 [0004] PET成像依存于通过高速且高亮度的闪烁晶体将γ射线转换成光，并发生上述的闪烁事件。TOF-PET还需要亚纳秒的定时分辨率，也假定数百皮秒的分辨率。同步调节由发生闪烁的晶体、光电倍增管（Photomultiplier Tube：PMT）、以及电子装置构成的2个通道（channel）相当复杂，如果使晶体的阵列以及传感器的阵列大规模化，则该复杂性着实增大。 [0005] 近年来的PET系统与500～600ps的定时分辨率相对应。在该级别下，连组件的小的定时的变动都很重要，在该计算式下，运送时间（transit time）是最重要的变量。运送时间是从光子（pho t on）接触PMT的光电阴极的瞬间，到在PMT的阳极测定对应的电流脉冲的瞬间的时间的平均时间。由于该量根据PMT的不同而不同，因此，各信号在不同的时间到达解析电路机构。 [0006] 大多数情况下，检测系统的准确的运送时间的必要性被向传感器的对于最短光路以及最长光路的晶体位置相互间的、内因性或者固有的轨道差抵消（offset）。这逻辑地评价是复杂的，但在暗示测定方面，25～40ps是与光路相关的本来的定时变动。从而，为了使检测器的整个通道的运送时间均衡，25～40ps的精度是适度的目标。另外，虽然提高精度有用，但在系统性能中，尽管不能够忽视，但影响较小。 [0007] 由于对个别的元件存在制约，因此，一直以来难以高精度地判定PMT输出信号的到达时间。另外，在现在的ADC（analog-to-digitalconverter）采样频率（sample rate）技术中，只有少数的采样存在于PMT输出信号的上升（leading edge）中。PMT输出信号的到达时间与γ射线的检测时间（检测时刻）对应。从而，γ射线的检测时刻等时间标记的确定精度会变低。 [0008] 现有技术文献 [0010] 专利文献1：日本特开2009-42029号公报 发明内容[0011] 本发明要解决的问题在于，提供一种能够获得高精度的时间标记的电子设备以及输出方法。 [0012] 实施方式的电子设备具备：阈值确定部、多个比较器电路、至少1个时间数字转换电路、低通滤波器部、模拟数字转换电路、能量计算部。阈值确定部动态地确定多个阈值。多个比较器电路的各比较器电路将上述多个阈值中对应的阈值和模拟输入信号进行比较。至少1个时间数字转换电路与上述多个比较器电路分别连接，通过当上述模拟输入信号与上述多个阈值中的1个阈值一致时，或者上述模拟输入信号超过了该阈值时输出时间值来输出多个时间值。低通滤波器部是可调节的，将上述模拟输入信号进行滤波。模拟数字转换电路与上述低通滤波器部连接，对由上述低通滤波器部进行了滤波的模拟输入信号进行模拟数字转换，生成数字信号。能量计算部响应触发信号的接收，计算上述数字信号的能量。附图说明 [0013] 图1是表示本实施方式所涉及的系统的一个例子的图。 [0014] 图2是表示与本实施方式不同的实施方式所涉及的系统的一个例子的图。 [0015] 图3是表示使焦点对准本实施方式的比较器的部分的图。 [0016] 图4是表示均匀间隔的信号上的阈值的图。 [0017] 图5是表示不均匀间隔的信号上的阈值的图。 [0018] 图6是表示使焦点对准本实施方式的时间数字转换的部分的图。 [0019] 图7是使焦点对准本实施方式的模拟数字转换的部分的图。 [0020] 图8是使焦点对准本实施方式的触发检测部的部分的图。 [0021] 图9是示例本实施方式所涉及的输出方法的诸步骤的流程图。 [0022] 图10是表示本实施方式所涉及的计算机系统的图。 具体实施方式[0023] 在实施方式的一方式中，针对半导体设备等电子设备进行说明。该半导体设备具备阈值确定部，动态地确定多个阈值；多个比较器电路，各比较器电路将在上述多个阈值中对应的阈值和模拟输入信号进行比较；至少1个时间数字转换电路，与上述多个比较器电路分别连接，通过当上述模拟输入信号与上述多个阈值中的1个阈值一致时，或者上述模拟输入信号超过了该阈值时输出时间值来输出多个时间值。另外，该半导体设备是可调节的，具备：可调节的低通滤波器部，对上述模拟输入信号进行滤波；模拟数字转换电路，对由上述低通滤波器部进行了滤波的模拟输入信号进行模拟数字转换，生成数字信号；能量计算部，响应触发信号的接收，计算上述数字信号的能量。 [0024] 在实施方式的另一方式中，针对接收上述多个时间值，并进行对于该接收到的多个时间值的输出用处理的精密的时间标记部进行说明。上述的处理包含通过加权处理组合上述多个时间值的处理、以及以使得各时间值能够独立地重建的方式对上述多个时间值进行分组化的处理的任一个。 [0025] 在实施方式的另一方式中，针对通过将由上述至少1个时间数字转换电路输出的上述多个时间值进行解析，来对事件进行检测的触发检测部进行说明。 [0026] 在实施方式的另一方式中，说明当检测到上述事件时，上述触发检测部进一步对外部装置输出触发信号的情况。 [0027] 在实施方式的另一方式中，说明当由外部装置检测到上述事件时，上述触发检测部接收从该外部装置发送的触发信号的情况。 [0028] 在实施方式的另一方式中，说明上述阈值确定部还动态地确定上述多个阈值的情况。 [0029] 在实施方式的另一方式中，说明上述阈值确定部还将上述多个阈值动态地确定为均匀间隔的情况。 [0030] 在实施方式的另一方式中，说明上述阈值确定部还将上述多个阈值动态地确定为不均匀间隔的情况。 [0031] 在实施方式的另一方式中，说明上述阈值确定部还将上述多个阈值动态地确定为在脉冲上升附近相互接近的情况。 [0032] 另外，在实施方式的另一方式中，针对用于输出模拟输入信号的时间值以及能量的输出方法进行说明。该输出方法包含：动态地确定多个阈值的步骤；使用多个比较器电路，对上述多个阈值中对应的阈值和模拟输入信号进行比较的步骤；使用与上述多个比较器电路分别连接的至少1个时间数字转换电路，通过当上述模拟输入信号与上述多个阈值中的1个阈值一致时，或者上述模拟输入信号超过了该阈值时输出时间值来输出多个时间值的步骤。另外，该输出方法还包含：对上述模拟输入信号进行滤波的步骤；使用模拟数字转换电路，对上述滤波后的模拟输入信号进行模拟数字转换，生成数字信号的步骤；以及响应触发信号的接收，计算上述数字信号的能量的步骤。 [0033] 另外，针对实施方式的另一方式的电子设备进行说明。该电子设备具备阈值确定部，动态地确定多个阈值；多个比较器电路，各比较器电路将在上述多个阈值中对应的阈值和模拟输入信号进行比较；多个时间数字转换电路，与上述多个比较器电路中对应的比较器电路连接，各电路通过当上述模拟输入信号与上述多个阈值中的1个阈值一致时，或者上述模拟输入信号超过了该阈值时输出时间值来输出多个时间值。另外，该电子设备具备可调节的低通滤波器部，对上述模拟输入信号进行滤波；模拟数字转换电路，与上述低通滤波器部连接，对通过上述低通滤波器部滤波后的模拟输入信号进行模拟数字转换，生成数字信号；能量计算部，响应触发信号的接收，计算上述数字信号的能量。 [0034] 以下，参照附图，详细说明电子设备以及输出方法的实施方式。另外，以下，将进行输出方法的电子设备的系统搭载于PET装置的情况作为实施方式进行说明。 [0035] 另外，在附图中，示出了同样的参照编号（符号）相同、或者对应的部分。特别的，在图1中，示例出多个时间数字（Time-to-Digital：TDC）电路在半导体设备1（例如硅设备）上一体化的装置。 [0036] 该硅设备是与放射线检测器（例如，具备PMT以及闪烁体阵列的PET检测器）联动的设备，被设计成提供到达时间（定时）以及相互作用的强度（能量）。这些值通过对从光传感器输出的电脉冲进行处理来导出。从光传感器输出的电脉冲通常具有快速上升边缘（edge）和由于闪烁体光的衰减特性而缓慢下降的尾部（tail）。到达时间（相互作用的时间）的信息主要包含于高速地上升的边缘。照射强度（能量）的信息被包含于脉冲整体中。 [0037] 为了准确地推定到达时间，必须高速地对脉冲的前缘（leading edge）进行采样。即，在本实施方式中，电脉冲的重要的信息（定时以及能量）是被限定的数量，但通过以高的时间精度对脉冲的前缘进行采样来取得，通过对脉冲的其余部分一直到脉冲静止以非常低的采样频率进行采样来取得。通过该方法确保了脉冲的重要信息（定时以及能量），不需要对脉冲整体以同一频率高速地采样。 [0038] 图1是表示本实施方式所涉及的系统的一个例子的图。图1是作为本实施方式所涉及的电子设备的半导体设备1的系统构成例，示出了为了取入作为来自放射线检测器的模拟输入信号的电脉冲PMT-IN而形成的半导体设备1。从放射线检测器（PMT）输出的各电脉冲PMT-I N通过作为多个比较器电路（comparator circuit）的多个比较器2a～2h来接收。各比较器2也与阈值信号（Threshold1～8）连接。各阈值信号（Threshold1～8）以对准由PMT-IN取入的电脉冲的振幅范围中的特定的部分的形式，个别地确定。各比较器2的输出与作为时间数字转换器的TDC电路3a～3h连接。作为时间数字转换器的TDC电路3a～3h生成对作为将系统时钟6作为基准的时间的、电脉冲与符合的阈值交差的时间进行了编码的数字输出。对于飞行时间PET（TOF-PET）系统，TDC典型的情况是生成15～ 25p s的精度的时间标记。从而，TDC电路3a～3h与内置于ADC电路（analog-to-digital conversion circuit）的内部阈值比较器信号（例如，闪烁型ADC的比较器输出部或者分段ADC的初级）连接。通过对于这些比较器信号附属设置多个TDC电路3a～3h，能够得到非常多的信号的前缘的采样。此外，所使用的阈值能够不均匀地间隔，由此，将能够对准信号振幅范围的特定的区域，能够实现高时间分辨率。由于信号的采样频率不需要是高速地固定的，因此，能够使用CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）半导体工艺来实现，其结果，对数字化后的数据进行解析的数字性能大幅度地提高。换而言之，由于本实施方式不需要具有相同的高速采样频率的ADC核，因此，不仅能够使用高成本的半导体设备（BiCMOS：Bipolar Complementary Metal Oxide Semiconductor）来实现，也能够使用低成本的CMOS半导体设备来实现。边缘解码电路（edge decode circuit）4a～4h是起到边缘编码的功能的解码器。在图1，将边缘解码电路4a～4h作为解码器4a～4h来示出，以下，有时将边缘解码电路4a～4h记作解码器4a～4h。特别的，解码器4a～4h将来自TDC的边缘图案凝缩（解码）为更紧凑的形状。另外，解码器4a～4h也判定信号振幅与符合的阈值从低到高交差，还是从高到低交差。 [0039] 比较器的部分（包含比较器2a～2h）、时间数字转换的部分（包含TDC电路3a～3h、边缘解码电路4a～4h、以及精密时间标记部7）、模拟数字转换的部分（包含低通滤波器 11、中间速度ADC10以及能量计算部9）、以及触发检测的部分（包含触发检测部8）的详细说明，之后进行叙述。 [0040] 图2是表示与本实施方式不同的实施方式所涉及的系统的一个例子的图。图2示例出代替图1所示例的TDC电路3a～3h以及边缘解码电路4a～4h，配置了TDC电路5a～5h的半导体设备1的一实施方式。TDC电路5a～5h能够作为多个不同种类的时间数字转换电路中的任一个。TDC电路5a～5h能够作为双斜率/斜坡TDC（Dua l s l ope/rampTDC）、多斜率/斜坡TDC（Multi slope/ramp TDC）、抽头式延迟线TDC（Tapped delay line TDC）、或者概率TDC（Stochastic TDC）、等。但是，TDC电路5a～5h最好是由抽头式延迟线来设计的。此外，TDC电路5a～5h中包含有输出由精密时间标记部7使用的数字信号的记录器或者解码器。 [0041] 图3是使焦点对准本实施方式的比较器的部分的图。图3示例出本实施方式中的比较器的部分。比较器的部分具备比较器2a～2h和对各比较器输出多个阈值（Threshold1～8）的阈值确定部12。多个阈值（Threshold1～8）可调节地构成，或者可设定地构成。多个阈值能够通过阈值确定部12进行调节。此外，多个阈值能够根据向阈值确定部12的来自外部的输入进行调节。该阈值确定部12以能够使焦点对准信号的一定部分的方式，或者以能够根据确定应该如何设定阈值的规定的算法进行调节的方式，对阈值进行编程。例如，能够根据在设备中预先编程的模型以及相互关系，来设定阈值。此外，能够根据信号的计数率、信号的上升时间、或者信号的最大振幅，动态地调节阈值。即，阈值确定部12动态地确定多个阈值。另外，作为多个比较器电路的比较器2a～2h分别对在多个阈值中对应的阈值与模拟输入信号进行比较。例如，比较器2a对Threshold1与模拟输入信号进行比较。另外，例如，比较器2b对Threshold2与模拟输入信号进行比较。 [0042] 在本实施方式中，比较器2a～2h是闪烁型ADC的比较器输出部、或者分段ADC的初级。LVDS（Low Voltage Differential Signaling）接收器、或者更一般的差分信号用接收器等比较器大概也能够作为比较器2a～2h来使用。图4是表示均匀间隔的信号上的阈值的图。另外，图5是表示不均匀间隔的信号上的阈值的图。 [0043] 如图4所示，多个阈值（Threshold1～8）通过阈值确定部12，例如，以均匀间隔的方式动态地确定，并适用于由PMT-I N接收到的信号（模拟输入信号）。或者，如图5所示，多个阈值（Threshold1～8）通过阈值确定部12，例如，以不均匀间隔的方式动态地确定，并适用于由PMT-I N接收到的信号。通过配置多个阈值，将能够以特定的方式根据信号得到信息。例如，当信号上升的正当顶部的信息重要时，如图5所示的多个阈值（Threshold1～8）那样，能够以密集于该顶部的点的附近的形式，设定多个阈值。 [0044] 无论正负，由比较器（比较器2a～2h）完成的判定都由图6所示例的时间数字转换的部分进行检测。图6是使焦点对准本实施方式的时间数字转换的部分的图。另外，在图6中，将图2所示例的TDC电路5a～5h作为与多个比较器分别连接的TDC电路来示出。具体而言，TDC电路5a～5h利用比较器2a～2h输出的信号和系统时钟6输出的时钟信号，对精密时间标记部7输出定时值。例如，TDC电路5a～5h分别检测比较器2a～2h输出的脉冲。如果信号与符合的阈值交差，则与该交差对应的定时值（timing value）被传送至精密时间标记部7。即，当模拟输入信号与多个阈值中的1个阈值一致时，或者当模拟输入信号超过了该阈值时，多个TDC电路（5a～5h）分别将定时值输出至精密时间标记部7。 由此，精密时间标记部7接收多个定时值。接着，精密时间标记部7通过对从TDC（TDC电路5a～5h）接收到的多个实测定时值进行加权处理，来组合多个实测定时值，计算精密时间标记（参照图1、图2以及图6所示的“hti［K］”）。上述的加权处理例如是FIR（Finite Impulse Response）型的数字处理。或者，精密时间标记部7设置于向下一级的送出，能够进行综合来自TDC的这些定时值的处理，即，能够以各定时值能够独立地重建的方式对多个定时值进行分组化的处理。 [0045] 另外，在上述中，针对设置与比较器的电路数相同数量的TDC电路的情况进行了说明。但是，本实施方式也可以设置比比较器的电路数量少的数量的TDC电路。例如，本实施方式代替TDC电路5a～5h，能够配置可以结合比较器2a～2h的单一的多次击中型TDC。另外，不管使用多个TDC电路5a～5h，还是使用单一的多次击中型TDC，TDC的精度都能够适应各种检测器速度（例如，使用不同的闪烁体的检测器信号的上升时间不同）地进行调节。例如，通过改变双斜率TDC的容量值，或者通过在抽头式延迟线TDC中组合延迟部，能够调节TDC的精度。 [0046] 另外，本实施方式能够将TDC电路5a～5h的输出传送至触发检测部8，由触发检测部8来检测是否满足了有效触发条件。另外，如果满足有效触发条件，则触发检测部8也能够传送信号（触发信号），由精密时间标记部7来输出精密时间标记。此外，触发检测部8的结果（触发信号）被传送至能量计算部9。通过传送触发信号来启动能量计算部9。即，触发检测部8对由上述的1个或者多个TDC电路输出的多个定时值进行解析，当满足有效触发条件时，检测发生了事件（例如，作为由湮灭事件产生的γ射线检测事件的闪烁事件）的情况。并且，当检测到事件时，触发检测部8对外部装置（精密时间标记部7或能量计算部9）输出触发信号。另外，根据触发信号启动的处理的细节后述。能量计算部9被包含于模拟数字转换的部分。 [0047] 图7是使焦点对准本实施方式的模拟数字转换的部分的图。图7示例出模拟数字转换的部分，进行本实施方式所涉及的模拟数字转换的部分具备有低通滤波器11、中间速度ADC10、以及能量计算部9。 [0048] 响应来自触发检测部8的消息（触发信号）实施能量计算，但该消息也可以通过由触发检测部8的局部的触发检测来开始。或者，也可以根据来自附近的芯片或者设备的要求，使该触发开始。此时，当由外部装置检测到事件时，触发检测部8接收从该外部装置发送的触发信号，并输出触发信号。 [0049] 通过组合多个比较器和多个TDC，能够有效地实现对于前缘的高速采样频率。在本实施方式中，被提供给比较器2a～2h的阈值分别在前缘中，以捕捉包含有最重要的定时信息的部分的方式被编程。从而，在本实施方式中，使用足够数量的与比较器连接的TDC电路，例如进一步通过使提供给各比较器的各阈值的间隔不均等，来高精度地检测前缘。其结果，在本实施方式中，能够得到高精度的时间标记。另外，为了取得相互作用的能量，能够使用中间速度ADC10等中程度的采样频率的ADC来捕获波形整体。或者，代替该ADC，能够使用高速ADC。但是，本实施方式的系统的1个优点在于能够代替高速ADC使用中间的范畴的ADC。当使用低速的检测器时，为了节约能量能够调节ADC核的速度。例如，BGO闪烁体类检测器等低速检测器也能够以远低于LYSO闪烁体类检测器的速度进行采样。从而，能量信息通过数字式地对采样进行处理来计算。 [0050] 在模拟数字转换的部分中，输入信号（模拟输入信号）通过图7所示的低通滤波器11取入。该低通滤波器11为了适应输出信号的放射线/光检测器的性质，且为了优化不同的计数率（湮灭事件数）中的性能，具有可调节的角频率。即，低通滤波器11可调节地对模拟输入信号进行滤波。接着，滤波后的信号通过针对信号整体实施模拟数字转换的中间速度ADC10来接收。与低通滤波器11连接的中间速度ADC10对由低通滤波器11进行了滤波的模拟输入信号进行模拟数字转换，生成数字信号。中间速度ADC10的数字输出由能量计算部9来接收。能量计算部9响应触发信号的接收，计算数字信号的能量。能量计算部 9利用能够设定功能的数字处理部，计算从光检测器（PMT）输出的、上述的数字信号所包含的电脉冲的能量（参照图1、图2以及图7所示的“hE［K］”）。能量计算部9具有推定能量所使用的计数率依存性核心（count-rate-dependent kernel）。例如，计数率依存性核心能够根据计数率，来确定能量计算所使用的特定的函数或参数。从而，计算能量所使用的加权函数或参数（例如，FIR类滤波器等）是计数率依存性的。 [0051] 图8是使焦点对准本实施方式的触发检测部的部分的图。图8示例出半导体设备1的触发检测的部分。本实施方式所涉及的进行触发检测的部分包含有触发检测部8。触发检测部8取入来自外部触发检测设备的触发输入。或者，能够将由触发检测部8计算出的触发信息输出至外部触发检测设备。触发检测部8根据从TDC电路5a～5h取入的信息，局部地检测触发。例如，在由比较器2a～2h实施的比较中如果发生与1个或者多个阈值的一致，则触发检测部8根据信号电平，判断发生了事件。接着，该信息作为触发信号，被输出至能量计算部9以及触发输出部（参照图1、图2以及图8所示的“htr［K］”）。当满足了触发条件时，触发检测部8进一步将局部计算出的触发信号发送至附近的设备以及芯片。 [0052] 此外，触发检测部8与精密时间标记部7交流，验证从TDC电路5a～5h取入的信号在触发检测部8实际上正在使触发开启。为了对噪音以及其他的要素进行处理，触发检测部8能够使用精密时间标记部7的加权值，验证实际上发生有触发的情况。 [0053] 在另一实施方式中，触发检测部响应对触发进行了检测的情况，能够使处于省电模式的精密时间标记部7以及能量计算部9恢复。 [0054] 图9是示例本实施方式所涉及的输出方法的诸步骤的流程图。在图9所示的步骤S1中，从PMT经由PMT-IN取入输入信号（模拟输入信号）。 [0055] 在步骤S2中，输入信号产生分支，对于多个阈值进行比较。即，在步骤S2中，使用多个比较器，将输入信号与多个阈值进行比较。这些阈值可以是同一值，也可以是同一值与不同值的组合，更典型的，也可以是完全不同的值。响应输入信号与比较器的阈值交差的情况，该比较器输出脉冲，对应的TDC接收该脉冲。 [0056] 在步骤S 3中，响应与阈值发生了一致的情况，TDC求出时间信息。该时间信息在步骤S4中，被输出至触发检测部8。该触发检测部8在步骤S4，使用该时间信息判定是否满足了触发条件。或者，触发检测部8从附近的设备取入使触发开始的信息。 [0057] 该时间信息同时进行地输出至精密时间标记部7。该精密时间标记部7在步骤S5中，通过将加权算法应用于这些值取入复合值，或者以这些值独立维持的方式将所有的值一起综合，来将时间信息格式化。接着，在步骤S5中，输出该格式化后的时间信息（精密时间标记）。 [0058] 在步骤S6中，响应满足了触发条件的情况，输出触发信息（触发信号）。当接收了触发信号时，精密时间标记部7输出作为γ射线的检测时间（时刻）的精密时间标记。 [0059] 在步骤S7中，响应满足了触发条件的情况，使用从ADC得到的信息，计算信号（模拟输入信号）的能量。ADC过程在图9的步骤S1A～S3A中示例出。在步骤S1A中，从PMT取入输入信号。接着，在步骤S2A中，对输入信号进行滤波。滤波后的信号被取入ADC，在步骤S3A中，对该滤波后的信号进行模拟数字转换。接着，该ADC数据（数字信号）被用于计算信号的能量。此外，触发检测部8为了中止能量计算，能够对能量计算部9发出消息。从而，能量计算部9根据从触发检测部8接受到的信息，能够计算作为目标的事件（γ射线检测事件）的能量。 [0060] 从而，在TOF-PET中，对γ射线检测添加检测时刻（时间标记）的方法知道有以下的两个。第1以往的方法是将检测器所输出的脉冲输入鉴别器，并将鉴别器的输出输入TDC的方法。但是，在第1以往的方法中，例如，由于鉴别器或TDC的电路数是1，因此，不能高精度地确定急速上升所包含的检测时刻的信息（时间标记）。另外，第2以往的方法是使用高速的ADC，对脉冲波形进行数字化，并进行解析的方法。但是，在第2以往的方法中，为了获得高采样频率，例如，需要高成本的BiCMOS。 [0061] 对此，在本实施方式所涉及的输出方法中，使用分别与TDC电路连接的多个比较器，来检测超过了动态地确定的多个阈值的定时。由此，在本实施方式中，能够取得针对γ射线检测的准确的时间标记。即，在该方法中，不需要等间隔地设定多个阈值，能够设定为了提高时间标记的精度的最优的设定。另外，在该方法中，与使用高速的ADC等间隔地采样的以往的方法不同，能够自动地实现在急速上升中为高采样频率，对于尾部的部分为低采样频率。即，执行本实施方式所涉及的输出方法的电子设备能够通过通常的CMOS技术来实现。另外，在上述中，将使用分别与8个阈值对应的8个比较器来进行前缘部分的采样的情况作为一个例子进行了说明。但是，本实施方式所确定的阈值的数量或比较器的电路数例如是100等，能够根据所要求的时间标记的精度任意地变更。 [0062] 使用通过本实施方式所涉及的输出方法输出的精密时间标记和能量，例如，TOF-PET装置能够求出同时计数线，同时求出飞行时间差，重建高精度的PET图像数据。另外，例如，即使在非TOF-PET装置中，也能够使用通过本实施方式所涉及的输出方法输出的精密时间标记和能量，重建高精度的PET图像数据。另外，执行本实施方式所涉及的输出方法的电子设备并不限定于将来自放射线检测器的输出信号作为对象的情况。执行本实施方式所涉及的输出方法的电子设备也可以应用于输出测定一般的模拟的脉冲时的时间标记（以及脉冲的能量）的装置。 [0063] 在此，至少低通滤波器、触发检测部、能量计算部、以及精密时间标记部能够使用任何方式的数字逻辑电路来构筑。如本领域的技术人员注意的那样，数字逻辑电路能够由个别逻辑门、面向特殊用途的集成电路（Application Specific Integrated Circuit：ASIC）、现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array：FPGA）、或者其他的复杂可编程逻辑器件（Complex Programmable Logic Device：CPLD）来构筑。FPGA或者CPLD的实施方式能够由VHDL（VHSIC Hardware Description Language）、Verilog、或者其他的任意的硬件记述语言来编码化。并且，该编码能够存储于直接搭载于该FPGA或者CPLD内部的电子存储器或者作为独立的电子存储器的电子存储器。另外，该电子存储器能够是ROM、EPROM（electrically programmable read only memory）、EEPROM（electrically erasable programmable read only memory）、或者闪存（flash memory）等非易失性的。电子存储器也能够是静态RAM或者动态RAM等易失性的，不仅为了FPGA或者CPLD与电子存储器之间的对话，还为了管理电子存储器，能够设置微控制器或者微处理器等处理器。 [0064] 或者，数字逻辑电路也可以使用能够执行存储于上述的非暂时性的电子存储器和/或硬盘驱动器、CD、DVD、闪存驱动器、或者其他的任意的公知的存储介质中的任一个中的、包含实施本实施方式所述的功能的一组计算机可读的命令的计算机程序的数字电路机构以及计算机/数字信号处理器的组合来实现。另外，该计算机可读的命令作为与基于美国因特尔公司的Xeon处理器（注册商标）、或者基于美国AMD公司的Opteron处理器（注册商标）等处理器、和MicrosoftVISTA（注册商标）、UNIX（注册商标）、Solaris（注册商标）、LINUX（注册商标）、Apple MAC-OSX（注册商标）、以及本领域的技术人员公知的其他的操作系统等操作系统一起动作的、通用应用程序、背景程式、或者操作系统的构成要素来提供，也可以作为它们的组合来提供。 [0065] 另外，实施方式的一定的特征能够使用将图10所示例的计算机1000作为核心的系统来实施。图10是表示本实施方式所涉及的计算机系统的图。图10所示例的计算机1000具备有总线B、或者交流信息的其他的通信机构、作为与该总线B结合的信息处理用的处理器的CPU1004。另外，计算机1000具备有随机存取存储器（Random Access Memory： RAM）或者其他的动态存储装置（例如，动态RAM（dynamic RAM：DRAM）、静态RAM（Static RAM：SRAM）、以及同步DRAM（Synchronous DRAM：SDRAM））等为了存储信息以及CPU1004执行的命令而作为与总线B结合的主存储装置的存储器部1003。另外，当CPU1004执行命令时，能够使用存储器部1003存储暂时的变量或者其他的中间信息。另外，为了存储静态的信息以及CPU1004用命令，计算机1000也能够具备与总线B结合的只读存储器（Read Only Memory：ROM）或者其他的静态存储装置（例如，可编程ROM（Programmable ROM：PROM）、可擦PRO（M Erasable PROM：EPROM）、以及电可擦PROM（Electrically erasable PROM：EEPROM））。 [0066] 计算机1000还能够具备与总线B结合，控制大容量存储装置1002等用于存储信息以及命令的1个或者多个存储装置的磁盘控制部、以及驱动装置1006（例如，软盘驱动器、只读压缩盘驱动器、读出/写入压缩盘驱动器、压缩盘点唱机、磁带驱动器、以及可拆卸磁光盘驱动器）。这些存储装置能够使用适当的设备接口（小型计算机系统接口（Small Computer System Interface：SCSI）、集成设备电路（Integrated Device Electronics：IDE）、增强型IDE（Enhanced-IDE：E-IDE）、直接存储器存取（Direct Memory Access：DMA）、或者高速DMA）附加于计算机1000。 [0067] 计算机1000也能够具备专用逻辑设备（例如，面向特殊用途的集成电路（Application Specific Integrated Circuits：ASIC）或者可构成的逻辑器件（例如，简单可编程逻辑器件（Simple Programmable Logic Device：SPLD）、复杂可编程逻辑器件（Complex Programmable Logic Device：CPLD）、以及现场可编程逻辑门阵列（Field Programmable Gate Array：FPGA））。 [0068] 计算机1000也能够具备与总线B结合，控制阴极射线管（Cathode Ray Tube：CRT）等用于对计算机使用者显示信息的显示器的显示器控制器。计算机系统具备有键盘以及定位设备等、用于与计算机使用者进行对话同时对处理器提供信息的输入设备。该定位设备能够是将对处理器传达指示信息以及命令选择、以及控制显示器上的光标的移动作为目的的、例如，鼠标、轨迹球、或者定位杆。另外，打印机能够提供由计算机系统存储，和/或生成的数据一览的印刷物。 [0069] 计算机1000响应CPU1004执行由收容于存储器部1003等存储器的1个或者多个命令构成的1个或者多个序列的情况，实施本实施方式所涉及的输出方法的诸处理步骤中的至少一部分。该命令能够由大容量存储装置1002或者可移动的存储介质1001等其他的计算机可读的介质读入存储器部1003。为了执行收容于存储器部1003的命令的序列，也能够活用1个或者多个多重处理构成的处理器。在另一实施方式中，代替基于软件的命令，或者以与基于软件的命令的组合，也能够使用硬连接电路。从而，实施方式并不限定于硬件电路机构以及软件的任何特定的组合。 [0070] 如上述那样，计算机1000具备有计算机可读的存储介质1001、或者“将保持按照本实施方式的说明进行编程的命令、以及收容数据构造、表、记录、或者本实施方式所述的其他的数据作为目的的存储器”的至少1个。在计算机可读的介质的例子中，存在压缩盘、硬盘、软盘、磁带、磁光盘、PROM（EPROM、EEPROM、以及闪速EPROM）、DRAM、SRAM、SDRAM、或者计算机可读的其他的任意的磁性介质、压缩盘（例如CD-ROM）、或者其他的任意的介质。 [0071] 作为存储于计算机可读的介质的任一个或者其组合的软件，本发明包含将控制CPU1004、为了实施本发明驱动1个或者多个设备、以及CPU1004能够与用户进行对话作为目的的软件。该软件可以列举出设备驱动器、操作系统、开发工具、以及应用软件为例子，但并不限定于此。该计算机可读的介质还可以包含有用于执行实施本发明时所执行的处理的全部或者一部分（当将处理分散时）的、本发明的计算机程序产品。 [0072] 本实施方式的介质上的计算机用编码元件能够是任意的可解释的或者可执行的编码构造。作为例子可以列举出脚本、可解释的程序、动态链接库（Dynamic Link Library：DLL）、Java（注册商标）类、以及完全能够执行的程序，但并不限定于此。另外，也能够分散本实施方式的处理的一部分，优化性能、可靠性、和/或成本。 [0073] 在本实施方式中，“计算机可读的介质”的用语是指与对CPU1004提供命令并执行的情况相关的任意的介质。计算机可读的介质能够形成许多方式。作为例子列举出非易失性介质以及易失性介质，但并不限定于此。作为非易失性介质的例子，例如，可以列举出作为大容量存储装置1002、或者可移动的存储介质1001等的光盘、磁盘、以及磁光盘。作为易失性介质的例子，可以例举出存储器部1003等动态存储器。 [0074] 为了实施由CPU1004执行的1个或者多个命令构成的1个或者多个序列，大概需要各种方式的计算机可读的介质。例如，命令最初能够保持在远程计算机的磁盘上。与总线B结合的输入部能够经由总线B，输入输出数据。总线B将数据运送到存储器部1003。CPU1004从其取出命令并执行。由存储器部1003取入的命令根据需要，在由CPU1004执行前或者执行后，能够存储在大容量存储装置1002上。 [0075] 计算机1000还具备有与总线B结合的通信接口1005。通信接口1005是能够双方向通信的接口，例如，和与局域网（Local AreaNetwork：LAN）或者因特网等其他的通信网络连接的网络结合。例如，通信接口1005能够作为能够安装于任意的分组交换式LAN的网络接口卡。作为另一例子，通信接口1005能够作为非对称数字用户线（Asymmetrical Digital Subscriber line：ADSL）卡、综合业务数字网（Integrated Services Digital Network：ISDN）卡、或者向对应的样式的通信线提供数据通信连接的调制解调器。也能够构筑无线连接。在该任一实施方式中，通信接口1005发送接收传送相当于各种信息的数字数据流的电信号、电磁信号、或者光信号。 [0076] 网络典型的情况是能够向经由1个或者多个网络的其他的数据设备进行数据通信。例如，网络经由局部的网络（例如LAN），或者经由通过通信网络提供通信服务的服务提供者所运用的设备，来提供向其他的计算机的连接。本地的网络以及通信网络例如使用传送数字数据流的电信号、电磁信号、或者光信号以及关联的物理层（例如，CAT5电缆、同轴电缆、光纤等）。另外，网络能够提供向移动信息终端（Personal Digital Assistant：PDA）、笔记本电脑、或者手机等移动设备的连接。 [0077] 以上，如所说明的那样，根据本实施方式，能够得到高精度的时间标记。 |
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