Способ улучшения временного разрешения цифровых кремниевых фотоумножителей

Авторы патента:

G01T1/29 - измерение направленного излучения, например для определения положения или сечения луча; измерение пространственного распределения радиации (сцинтиграфия G01T 1/164; масс-спектрометры H01J 49/00)

Владельцы патента RU 2550581:

КОНИНКЛЕЙКЕ ФИЛИПС ЭЛЕКТРОНИКС Н.В. (NL)

Изобретение относится к области детекторов. Модуль (10) детектора излучения для использования во времяпролетном позитронно-эмиссионном (TOF-PET) томографическом сканере (8) формирует триггер-сигнал, указывающий обнаруженное событие излучения. Схема синхронизации (22), включающая в себя первый аналого-цифровой преобразователь (30) времени (TDC) и второй TDC (31), конфигурируется для вывода скорректированной временной метки для обнаруженного события излучения на основе первой временной метки, определенной первым TDC (30), и второй временной метки, определенной вторым TDC (31). Первый TDC синхронизируется по первому опорному тактовому сигналу (40, 53), а второй TDC синхронизируется по второму опорному тактовому сигналу (42, 54), причем первый и второй опорные тактовые сигналы являются асинхронными. Технический результат - улучшение временного разрешения схем синхронизации. 5 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

Нижеследующее относится к области детекторов. Оно находит конкретное применение в сочетании с детекторами излучений для времяпролетной позитронно-эмиссионной томографии (TOF-PET), но также может найти применение в других ядерных медицинских устройствах для формирования изображений, применяющих пропускание излучения, или радиофармацевтических препаратах, например, в устройствах для однофотонной эмиссионной компьютерной томографии (SPECT) и устройствах для позитронно-эмиссионной томографии (PET), а также планарных рентгеновских устройствах для формирования изображений, в радиоастрономии, детекторах для частиц с высокой энергией (например, излучение Черенкова, синхротронное излучение, колориметрические детекторы и т.д.) и т.п., и будет описываться с конкретной ссылкой на них. Нужно будет принять во внимание, что изобретение также может применяться к другим типам детекторов излучения и к системам и способам, применяющим детекторы излучений.

В позитронно-эмиссионной томографии (PET) радиофармацевтический препарат вводится в объект, изображение которого формируется, в котором события радиоактивного распада радиофармацевтического препарата создают позитроны. Каждый позитрон взаимодействует с электроном для порождения события аннигиляции позитронно-электронной пары, которое излучает два противоположно направленных гамма-луча (γ). Используя схему обнаружения совпадения, кольцевая антенная решетка детекторов излучения, окружающих изображаемый объект, обнаруживает события совпадающих противоположно направленных гамма-лучей, соответствующие позитронно-электронной аннигиляции(ям). Линия ответа (LOR), соединяющая два совпадающих обнаружения, пересекает положение события аннигиляции позитронно-электронной пары. Такие линии ответа аналогичны проекционным данным и могут восстанавливаться для создания двух- или трехмерного изображения. Во времяпролетной PET (TOF-PET) небольшая разница во времени между обнаружением событий двух совпадающих γ-лучей используется для локализации события аннигиляции вдоль LOR.

На производительность систем PET влияет чувствительность, временное разрешение и характеристика, а также шум. Модули детекторов излучения PET традиционно включают в себя массив фотоумножительных трубок (PMT), оптически соединенный со сцинтиллирующим кристаллом, используя промежуточный световодный слой. Также были предложены твердотельные фотоэлектрические детекторы, такие как цифровые кремниевые фотоумножители (SiPM), оптически соединенные с пикселизированным (мозаичным) сцинтиллятором. SiPM основываются на лавинных фотодиодах (APD), работающих в режиме Гейгера. Они характеризуются повышенной чувствительностью к γ-лучам и менее чувствительны к эффектам рассеяния; однако они склонны к подсчетам темновых отсчетов, которые не создают фотонного поглощения.

Аналого-цифровой преобразователь времени (TDC) выводит временную метку, ассоциированную с каждым обнаруженным событием излучения. Временная метка используется схемой обнаружения совпадений для определения совпадающих пар и соответствующих LOR и схемой измерения времени пролета. Традиционно TDC состоят из грубого счетчика и точного счетчика. Грубый счетчик является цифровым счетчиком, сконфигурированным для подсчета передних фронтов опорного тактового импульса. Когда обнаруживается событие, переключатель на входе грубого счетчика фиксируется в регистре, в качестве части временной метки. Точный счетчик измеряет разницу во времени между обнаруженным событием и последующим передним фронтом опорного тактового импульса в качестве оставшейся части временной метки. Результатом является временная метка с временным разрешением обычно меньше 100 пикосекунд.

Однако событие может обнаруживаться или не обнаруживаться из-за явления, известного как метастабильность. Метастабильность является неустойчивым состоянием, которое сохраняется в течение неопределенного периода времени, обычно возникающим в синхронных схемах с одним или несколькими асинхронными входами. Переключатель является одним из устройств, которое восприимчиво к метастабильности при определенных условиях. Переключатель имеет два логических состояния, причем изменение во входном сигнале побуждает переключатель чередовать состояния. Однако, если входной сигнал изменяется в моменты времени настройки или занятости, он может войти в метастабильное состояние между двумя логическими состояниями. Метастабильное состояние в конечном счете спадает до одного из двух логических состояний, но время спада может быть значительным, делая сложными точные измерения времени.

В примере TDC входной сигнал подключается к переключателю, который фиксируется в ответ на сигнал обнаружения, сформированный фотоэлектрическим детектором. Если сигнал обнаружения возникает во время переднего фронта опорного тактового импульса и в результате переключатель входит в метастабильное состояние, то событие не обнаруживается до следующего переднего фронта опорного тактового импульса. Метастабильность на входе TDC может серьезно влиять на точность временной метки, соответственно уменьшая точность обнаружения совпадений, что может внести значительный шум в изображения.

Твердотельная природа SiPM позволяет интеграцию цифровых TDC рядом с APD, соответственно улучшая временное разрешение системы PET. Предложены переключатели с более короткими периодами времени установки и удержания; однако традиционные реализации TDC по-прежнему страдают от метастабильности из-за конструкции схемы.

Данная заявка предоставляет новую и улучшенную схему синхронизации, подходящую для детекторов PET или другой электроники, которая решает вышеуказанные проблемы и другие.

В соответствии с одним аспектом представлена схема синхронизации с первым и вторым TDC. Первый TDC конфигурируется для вывода первой временной метки на основе первого опорного тактового сигнала, а второй TDC конфигурируется для вывода второй временной метки на основе второго опорного тактового сигнала. Схема выводит скорректированную временную метку на основе первой и второй временной метки.

В соответствии с другим аспектом представлен способ назначения временной метки. Формируются первый и второй опорные тактовые сигналы, причем опорные тактовые сигналы являются несинхронными. Триггер-сигнал принимается в ответ на обнаруженное событие. Первая временная метка определяется на основе временного отношения между триггер-сигналом и первым тактовым опорным сигналом, и вторая временная метка определяется на основе временного отношения между триггер-сигналом и вторым тактовым опорным сигналом. Скорректированная временная метка выводится на основе первой и второй временных меток.

Одно из преимуществ состоит в том, что улучшается временное разрешение схем синхронизации.

Другое преимущество состоит в избыточности.

Другие преимущества настоящего изобретения будут оценены обычными специалистами в данной области техники после прочтения и понимания нижеследующего подробного описания.

Изобретение может принимать форму различных компонентов и схем компонентов и различных этапов и схем этапов. Чертежи предназначаются только для целей иллюстрации предпочтительных вариантов осуществления и не должны быть истолкованы как ограничивающие изобретение.

Фиг.1 схематично показывает медицинскую систему формирования изображений, применяющую модули детектора излучения с мозаичным сцинтиллятором;

фиг.2 схематично показывает схему синхронизации из фиг.1;

фиг.3 - временная диаграмма одного варианта осуществления схемы синхронизации;

фиг.4 - временная диаграмма другого варианта осуществления схемы синхронизации.

Со ссылкой на фиг.1 в качестве пояснительного примера описывается радиационный томографический сканер 8. Как правило, раскрытая в этом документе схема синхронизации может применяться на практике почти в любом приложении обработки сигналов, которое формирует цифровое представление указателей времени для множества стохастических импульсов сигнала. Например, схема синхронизации может использоваться совместно с масс-спектрометрией, физикой частиц с высокой энергией, радиоастрономией, формированием медицинских изображений или т.п., где импульсы сигнала представляют обнаруженное событие.

Радиационный томографический сканер 8 включает в себя множество модулей 10 детектора излучения, ориентированных на прием излучения из поля 12 сканирования. Модули 10 детектора излучения размещаются в нескольких соседних кольцах в осевом направлении; однако могут использоваться другие размещения модулей детектора излучения. Как правило, модули 10 детектора излучения помещаются в корпус 14 томографического сканера 8 и таким образом невидимы снаружи. Каждое кольцо состоит из сотен или тысяч модулей 10 детектора излучения. В некоторых сканерах предоставляется только одно кольцо модулей 10 детектора излучения, в других предоставляется вплоть до пяти колец модулей 10 детектора излучения или больше. Следует принять во внимание, что вместо кольцевой структуры детектора, показанной на фиг.1, могут использоваться детекторные головки. Томографический сканер 8 включает в себя опору 16 объекта для размещения объекта или пациента в поле 12 сканирования. При желании опора 16 линейно перемещается в осевом направлении, обычно поперечном кольцам модулей 10 детектора излучения, чтобы облегчить получение данных трехмерного изображения на увеличенном осевом расстоянии.

Каждый модуль 10 детектора излучения обычно включает в себя сцинтиллирующий кристалл, расположенный рядом с областью исследования. Сцинтиллирующий кристалл поглощает γ-луч (например, 511 килоэлектронвольт в сканерах PET), чтобы создать сцинтилляцию оптических фотонов. Фотоны обнаруживаются на противоположном конце сцинтиллирующего кристалла посредством решетки фотоэлектрических детекторов, например фотоэлектронных умножителей, фотодиодов, SiPM или т.п. В другом варианте осуществления сцинтиллирующий кристалл является мозаичным сцинтиллятором, созданным из множества оптически изолированных сцинтиллирующих кристаллов, причем каждый соединен с одним фотоэлектрический детектором. При обнаружении фотонов фотоэлектрический детектор выводит сигнал или множество сигналов, если несколько фотоэлектрических детекторов наблюдают событие сцинтилляции, которое указывает на обнаруженное событие излучения. Каждый фотоэлектрический детектор функционально подключен к блоку 20 триггера, который отслеживает сигнал на выходе фотоэлектрическиого детектора. Если обнаруживается сигнал, то блок триггера формирует триггер-сигнал для схемы 22 синхронизации, чтобы присвоить временную метку обнаруженному событию излучения.

Со ссылкой на фиг.2, схема 22 синхронизации включает в себя, по меньшей мере, два аналого-цифровых преобразователя времени (TDC) 30, 31, каждый из которых принимает один и тот же входной сигнал от блока 20 триггера. Каждый TDC состоит из грубого счетчика 32, 33 и точного счетчика 34, 35. Грубый счетчик является цифровым счетчиком, сконфигурированным для подсчета передних фронтов опорного тактового импульса, а точный счетчик измеряет разницу во времени между обнаруженным событием и последующим передним фронтом опорного тактового импульса, в качестве оставшейся части временной метки. Измерение разницы во времени, выполненное точным счетчиком, основывается на измерении времени с пересчетом в расстояние в соответствии с одним из: линии с отводами, верньера, сжатия импульсов и разряда конденсатора постоянного тока или т.п.

На входе каждого TDC запоминающий элемент 36, 37, например, переключатель, фиксатор или т.п. фиксируются, когда присутствует триггер-сигнал. Если вход устойчивый, переключатель зафиксируется на последующем переднем фронте опорного тактового импульса. Однако если триггер-сигнал принимается на входе во время метастабильной области, то есть в периоды настройки или занятости, то переключатель может стать метастабильным и триггер-сигнал не зафиксируется до следующего переднего фронта опорного тактового импульса, приводя к значительному увеличению ошибки временной метки.

Чтобы уменьшить ошибки синхронизации, происходящие из-за метастабильности на входе, каждый TDC синхронизируется по уникальному опорному тактовому импульсу. Первый TDC 30 синхронизируется по первому опорному сигналу, а второй TDC 32 синхронизируется по второму опорному сигналу. В одном варианте осуществления (фиг.3) передний фронт первого опорного сигнала соответствует заднему фронту второго опорного сигнала, и наоборот, чтобы опорные сигналы являлись взаимно обратными версиями друг друга. В другом варианте осуществления (фиг.4) наряду с поддержанием одинаковой частоты колебания два опорных сигнала смещаются относительно друг друга. Таким образом, обнаруженное событие излучения измеряется каждым TDC отдельно, таким образом, предоставляя две независимые временные метки, имеющие отношение к взаимодополняющим тактовым импульсам. Так как оба счетчика работают на одинаковой (взаимно обратной или сдвинутой) тактовой частоте, их значения должны соответствовать друг другу перед передним фронтом первого опорного тактового сигнала. Компаратор 38 может использоваться для обнаружения любых отличий, например, из-за электромагнитных помех, события излучения или т.п. и инициирования синхронизации или сброса системы.

Фиг.3 изображает временную диаграмму, которая соотносит первый опорный сигнал 40 с взаимно обратным вторым опорным сигналом 42. Если обнаруженное событие излучения возникает во время метастабильной области 44 первого TDC 30 в момент 46 времени, то пройдет весь цикл TDC1, пока можно будет зарегистрировать временную метку на следующем переднем фронте в момент 48 времени, который может составлять порядка нескольких наносекунд. Поскольку вход будет устойчивым до последующего переднего фронта второго опорного сигнала 42, второй TDC 32 зарегистрирует обнаруженное событие излучения в момент 50, таким образом, уменьшая ошибку временной метки. И наоборот, если обнаруженное событие излучения возникает во время метастабильной области 51 второго TDC, то первый TDC зарегистрирует временную метку в момент 48 времени вместо момента 52 времени позже всего цикла TDC2. Так как оба счетчика запускаются одинаковым (положительным или взаимно обратным) тактовым импульсом, их значения должны быть идентичны перед передним фронтом положительного тактового импульса. Компаратор может использоваться для обнаружения любых отличий, например, из-за электромагнитных помех, события излучения или т.п. и инициирования синхронизации или сброса системы.

Фиг.4 изображает временную диаграмму, которая соотносит первый опорный сигнал 53 со сдвинутым вторым опорным сигналом 54. Если обнаруженное событие излучения возникает во время метастабильной области 55 первого TDC 30 в момент 56 времени, то пройдет весь цикл TDC1, пока можно будет зарегистрировать временную метку на следующем переднем фронте в момент 57 времени, который может составлять порядка нескольких наносекунд. Поскольку вход будет устойчивым до последующего переднего фронта второго опорного сигнала, второй TDC 32 зарегистрирует обнаруженное событие излучения в момент 58 времени, соответственно уменьшая ошибку временной метки. Наоборот, если обнаруженное событие излучения возникает во время метастабильной области 59 в момент 58 времени второго TDC, то первый TDC зарегистрирует временную метку в момент 57 времени, вместо ожидания всего цикла TDC2.

Снова со ссылкой на фиг.2, в случае когда действительны обе временные метки для одного обнаруженного события излучения, схема, такая как справочная таблица 60, 62 вместе с блоком 64 обработки данных, определяет, какой TDC следует использовать для заданной временной метки. В качестве альтернативы временные метки могут подлежать корреляции с использованием статистического среднего или другого математического/статистического отношения. При желании блок обработки может блокировать ненадежные события/элементы выборки для улучшения производительности и учета последовательной деградации сигнала со временем. Вопросы касательно деградации сигнала преобладают в радиоастрономии, в которой обнаруживается значительная доза излучения.

Снова со ссылкой на фиг.1 в пациента на опоре 16 вводится радиофармацевтический препарат. События излучения обнаруживаются модулями 10 детектора излучения. Скорректированная временная метка ассоциируется схемой 22 синхронизации с каждым измеренным событием сцинтилляции. Детектор 70 совпадений определяет совпадающие пары из временных меток, нанесенных схемой 22 синхронизации, и LOR, заданной каждой совпадающей парой. Преобразующий процессор 72 преобразует LOR в представление изображения, которое сохранятся в памяти 76 изображений. В системе TOF-PET преобразующий процессор также локализует каждое событие путем получения информации времени пролета из временных меток для каждой LOR. Чем точнее временная метка, тем точнее можно локализовать каждое событие на его LOR. Графический интерфейс пользователя или устройство 58 отображения включает в себя пользовательское устройство ввода, которое клинический врач может использовать для выбора последовательностей и протоколов сканирования, отображения данных изображения и т.п. Также следует принять во внимание, что дополнительные TDC, кроме двух описанных, могут быть реализованы в схеме 22 синхронизации, чтобы повысить избыточность и улучшить временное разрешение.

Изобретение описано со ссылкой на предпочтительные варианты осуществления. На основе изучения предшествующего подробного описания могут быть созданы модификации и изменения. Подразумевается, что изобретение должно рассматриваться как включающее в себя все такие модификации и изменения в той мере, в какой они входят в объем прилагаемой формулы изобретения либо ее эквивалентов.

1. Схема синхронизации (22), содержащая:
первый аналого-цифровой преобразователь (30) времени (TDC), сконфигурированный для вывода первой временной метки в ответ на обнаруженное событие на основе первого опорного тактового сигнала (40, 53);
по меньшей мере, второй TDC (31), сконфигурированный для вывода второй временной метки в ответ на упомянутое обнаруженное событие на основе второго опорного тактового сигнала (42, 54), причем, по меньшей мере, первый и второй опорные тактовые сигналы смещены во времени; и
схему (60, 62), функционально подключенную к каждому TDC, сконфигурированную для вывода скорректированной временной метки на основе, по меньшей мере, первой и второй временных меток.

2. Схема синхронизации по п. 1, в которой
первый опорный тактовый сигнал (40, 53) и второй опорный тактовый сигнал (42, 54) осциллируют на одинаковой частоте; и
передний фронт (46, 48, 56, 57) первого опорного тактового сигнала не совпадает с передним фронтом (50, 52, 58) или задним фронтом второго опорного тактового сигнала.

3. Схема синхронизации по п. 1, в которой
первый опорный тактовый сигнал (40, 53) и второй опорный тактовый сигнал (42, 54) осциллируют на одинаковой частоте; и
передний фронт (46, 48, 56, 57) первого опорного тактового сигнала совпадает с задним фронтом второго опорного тактового сигнала (50, 52, 58).

4. Схема синхронизации по любому из пп. 1-3, причем каждый TDC дополнительно включает в себя:
грубый счетчик (32, 33), сконфигурированный для подсчета количества передних фронтов у соответствующего опорного тактового сигнала; и
точный счетчик (34, 35), работающий с более высоким разрешением, чем соответствующий опорный тактовый сигнал, и сконфигурированный для измерения разницы во времени между обнаруженным событием и следующим передним фронтом соответствующего опорного тактового импульса.

5. Схема синхронизации по п. 4, в которой измерение разницы во времени, выполненное точным счетчиком (34, 35), основывается на измерении времени с пересчетом в расстояние в соответствии с одним из линии с отводами или верньера, или другими способами, подобно сжатию импульсов или разряду конденсатора постоянного тока.

6. Схема синхронизации по п. 4, в которой каждый грубый счетчик (32, 33) дополнительно включает в себя:
запоминающий элемент (36, 37), сконфигурированный для фиксации обнаруженного события и переднего фронта опорного тактового импульса.

7. Схема синхронизации по любому из пп. 1-3, в которой
когда событие не обнаруживается первым TDC и обнаруживается вторым TDC, то скорректированная временная метка эквивалентна второй временной метке;
когда событие обнаруживается первым TDC и не обнаруживается вторым TDC, то временная метка эквивалентна первой временной метке; и
когда событие обнаруживается и первым, и вторым TDC, то скорректированная временная метка основывается на первой и второй временной метке.

8. Схема синхронизации по п. 4, дополнительно включающая в себя компаратор (38), сконфигурированный для обнаружения отличий между первым счетчиком в первом и втором TDC.

9. Модуль (10) детектора излучения, содержащий:
сцинтиллятор, который формирует оптические фотоны в ответ на принятое излучение;
множество фотоэлектрических детекторов, таких как кремниевые фотоумножители, оптически соединенных со сцинтиллятором, сконфигурированных для формирования триггер-сигнала в ответ на обнаруженные фотоны; и
схему синхронизации (22) по любому из пп. 1-8.

10. Ядерный медицинский сканер изображений, содержащий:
множество модулей обнаружения излучения по п. 9, геометрически размещенных вокруг поля (12) сканирования;
детектор (70) совпадений, который обнаруживает пары обнаруженных событий излучения и определяет линии ответа, соответствующие совпадающим парам; и
преобразующий процессор (72), который преобразует линии ответа в представление изображения.

11. Способ назначения временной метки обнаруженному событию, включающий в себя этапы, на которых:
формируют первый опорный тактовый сигнал (40, 53);
формируют, по меньшей мере, второй опорный тактовый сигнал (42, 54), причем, по меньшей мере, первый опорный тактовый сигнал и второй опорный тактовый сигнал являются несинхронными;
принимают триггер-сигнал в ответ на обнаруженное событие;
определяют первую временную метку на основе временного отношения между триггер-сигналом и первым опорным тактовым импульсом;
определяют, по меньшей мере, вторую временную метку на основе временного отношения между триггер-сигналом и, по меньшей мере, вторым опорным тактовым импульсом; и
выводят скорректированную временную метку на основе, по меньшей мере, первой временной метки и второй временной метки.

12. Способ по п. 11, в котором
первый опорный сигнал и второй опорный сигнал осциллируют на одинаковой частоте; и
передний фронт первого опорного тактового сигнала не совпадает с передним фронтом или задним фронтом второго опорного тактового сигнала.

13. Способ по п. 11, в котором
первый опорный сигнал и второй опорный сигнал осциллируют на одинаковой частоте; и
передний фронт первого опорного тактового сигнала совпадает с задним фронтом второго опорного тактового сигнала.

14. Способ по любому из пп. 12 и 13, дополнительно включающий в себя этапы, на которых:
определяют первую временную метку;
подсчитывают количество передних фронтов первого опорного тактового сигнала;
измеряют разницу во времени между обнаруженным событием и следующим передним фронтом соответствующего опорного тактового импульса с более высоким разрешением, чем у первого опорного тактового сигнала; и
определяют вторую временную метку;
подсчитывают количество передних фронтов второго опорного тактового сигнала;
измеряют разницу во времени между обнаруженным событием и следующим передним фронтом второго опорного тактового импульса с более высоким разрешением, чем у второго опорного тактового сигнала.

15. Способ формирования изображений, включающий в себя этапы, на которых:
обнаруживают события излучения;
назначают каждому событию излучения временную метку в соответствии со способом по любому из пп.11-13;
выравнивают пары совпадающих событий излучения исходя из временных меток;
определяют LOR для каждой пары совпадающих событий излучения;
преобразуют LOR в представление изображения.

Изобретение относится к области формирования ядерных изображений, а также находит применение при изучении поглощения совместно с формированием изображений посредством позитронно-эмиссионной томографии (PET).

Способ непрерывного моделирования времяпролетного рассеяния // 2524053

Изобретение относится к области визуализации и, в частности, к корректировке рассеяния фотонов во времяпролетных позитронно-эмиссионных томографах (PET). Сущность изобретения заключается в том, что способ корректировки данных времяпролетной визуализации PET, приобретенных детекторами фотонов в томографе (200) PET, чтобы учитывать рассеяние фотонов, где поле зрения (230) томографа (200) PET делится на базисные функции (232) и выявляется одна или несколько точек (S) рассеяния, чтобы применить имитационную модель рассеяния, причем способ содержит этапы, на которых задают, для каждой точки (S) рассеяния фотона, траекторию (ASB) рассеяния, соединяющую точку (S) рассеяния фотона по меньшей мере с одной парой детекторов (А, В) фотонов, и вычисляют вклад рассеяния в данные визуализации PET, записанные по меньшей мере одной парой детекторов (А, В) фотонов, от каждой базисной функции (232) в наборе (PS) базисных функций (р), расположенных вдоль траектории (ASB) рассеяния, и где вклад рассеяния от любой базисной функции (р) вычислен независимо от вклада рассеяния от других базисных функций (р).

Устройство для мониторинга параметров пучка ионов // 2520940

Изобретение относится к способам и устройствам определения положения и интенсивности пучка заряженных частиц. Устройство для мониторинга параметров пучка ионов содержит сцинтиллятор, установленный перпендикулярно направлению пучка ионов, фотоприемники, расположенные равномерно по периметру сцинтиллятора, схему регистрации и обработки сигналов с фотоприемников, при этом сцинтиллятор выполнен в виде дискообразной светонепроницаемой камеры, а фотоприемники установлены в отверстиях, выполненных в ее боковой стенке, и снабжены светофильтрами, прозрачными для инфракрасного излучения, при этом сцинтиллятор вместе с фотоприемниками заключен в герметичную оболочку с отверстиями для впуска и выпуска сцинтиллирующего газа.

Способ определения энергетической зависимости чувствительности измерителя мощности дозы (дозы) гамма-излучения // 2511210

Изобретение относится к области проведения испытаний дозиметрических приборов по определению энергетической зависимости чувствительности при измерениях мощности дозы (дозы) гамма-излучения.

Устройство формирования рентгеновского изображения и способ формирования рентгеновского изображения // 2510048

Использование: для формирования рентгеновского изображения. Сущность заключается в том, что устройство формирования рентгеновского изображения содержит разделяющий элемент, выполненный с возможностью пространственного разделения рентгеновского излучения, излучаемого из источника рентгеновского излучения, сцинтиллятор, выполненный с возможностью излучения света, когда разделенный пучок рентгеновского излучения, разделенный на разделяющем элементе, падает на сцинтиллятор, блок ограничения светопропускания, выполненный с возможностью ограничения степени пропускания света, излучаемого сцинтиллятором, и множество световых детекторов, каждый из которых выполнен с возможностью детектирования количества света, прошедшего через блок ограничения светопропускания, причем блок ограничения светопропускания выполнен так, что интенсивность света, детектируемая на каждом из световых детекторов, изменяется в соответствии с изменением позиции падения пучка рентгеновского излучения.

Комбинация asg, катода и держателя для детектора фотонов // 2506609

Изобретение относится к комбинации отсеивающего растра, катода и держателя для детектора фотонов, используемого при получении изображений в спектральной компьютерной томографии.

Способ обнаружения объектов ядерных технологий радиозондированием // 2502087

Использование: в способе обнаружения объектов ядерных технологий радиозондированием. Сущность: в способе обнаружения объектов ядерных технологий радиозондированием, включающем регистрацию излучения, измерение превышения регистрируемого излучения над фоном и выдачу сигнала о наличии объекта, производят радиочастотное сканирование окрестности наблюдаемого объекта, фиксируют техническими средствами наличие отраженного сигнала на частоте сканирования, измеряют его величину, определяют максимальное значение от частоты и при его превышении над фоном принимают решение о принадлежности наблюдаемого объекта к объектам ядерных технологий.

Средства диагностики нейродегенеративных заболеваний // 2494669

Изобретение относится к средствам диагностики нейродегенеративных заболеваний. Установка содержит модуль получения изображений, получающий визуальные данные о состоянии головного мозга пациента, и анализатор изображений, выполненный с возможностью определения на основании визуальных данных с использованием вероятностной маски для определения исследуемых областей на изображении, заданном визуальными данными, количественного показателя, указывающего на степень развития нейродегенеративной болезни мозга пациента.

Детектор излучений и способ изготовления детектора излучений // 2493573

Изобретение относится к детектору излучений и способу изготовления детектора излучений. Детектор излучений (10), содержащий массив пикселей (1), в котором каждый пиксель (1) содержит конверсионный слой из полупроводникового материала (4) для преобразования падающего излучения в электрические сигналы и в котором каждый пиксель (1) окружен канавкой (3), которая, по меньшей мере, частично заполнена барьерным материалом, который поглощает, по меньшей мере, часть фотонов, генерируемых падающим излучением, причем коэффициент заполнения канавки (3) барьерным материалом программируемо изменяется поперек детектора (10).

Уменьшение эффектов захвата в сцинтилляторе за счет применения вторичного излучения // 2472180

Изобретение относится к области техники детекторов излучения и, в частности, к детектору излучения, который содержит сцинтиллятор. .

Способ поиска, обнаружения и локализации источников ионизирующих излучений // 2562142

Изобретение относится к области радиационного контроля (РК) и предназначено для поиска, обнаружения и локализации источников ионизирующих излучений (ИИИ) наземными или морскими мобильными комплексами РК и стационарными устройствами РК. Сущность изобретения заключается в том, что способ поиска, обнаружения и локализации (определения местоположения) ИИИ путем определения точки пересечения обнаруженных линий-направлений на ИИИ из двух различных мест с использованием устройств детектирования, снабженных экранами-поглотителями излучения, и поворотной платформы, кинематически связанной с двигателем, при этом измеряют каждым из не менее двух установленных на платформе одинаковых устройств детектирования с направленными в противоположные стороны входными окнами, образующими острый двугранный угол, средние скорости счета аддитивной суммы сигнала и фона, вычисляют разность полученных значений скоростей счета, ненулевое значение которой означает факт обнаружения ИИИ, и достигают поворотом платформы минимума этой разности, а по углу поворота платформы определяют направление на обнаруженный ИИИ. Технический результат - создание оперативного способа поиска, обнаружения и определения местоположения (локализации) ИИИ с повышенной точностью в условиях нестационарного радиационного фона. 5 ил.

Блок детектирования гамма-излучения в составе беспилотных летательных аппаратов легкого класса // 2565335

Изобретение относится к средствам поиска и обнаружения источников гамма-излучения и предназначается для оснащения беспилотных летательных аппаратов. Блок детектирования гамма-излучения в составе двух счетчиков сцинтилляционных, контроллера с установленным модулем GPS, аккумуляторной батареи, при этом для связи между блоком детектирования и пультом дистанционного управления используется GSM-канал, образованный размещенным в блоке детектирования модулем GSM и установленным в пульте управления GSM-модемом, а сцинтилляторы выполнены в виде круглых прямых цилиндров с высотой больше диаметра основания, причем сцинтилляторы ориентированы основанием перпендикулярно направлению полета беспилотного летательного аппарата. Технический результат - расширение области поиска локальных источников гамма-излучения в режиме реального времени. 2 ил.

Способ и устройство для патрульной инспекции и локализации радиоактивного вещества // 2575582

Использование: для патрульной инспекции и локализации радиоактивного вещества. Сущность изобретения заключается в том, что способ патрульной инспекции и локализации радиоактивного вещества содержит этапы: обеспечение значения фоновой радиоактивной интенсивности среды; сбор значений радиоактивной интенсивности с инспектируемой области посредством детектора во множестве точек пробоотбора на маршруте патрульной инспекции; вычисление распределения радиоактивной интенсивности в инспектируемой области на основе собранных значений радиоактивной интенсивности и значения фоновой радиоактивной интенсивности; и определение позиции радиоактивного вещества на основе распределения радиоактивной интенсивности; разделение инспектируемой области на множество подобластей. Технический результат: обеспечение возможности повышения эффективности обнаружения радиоактивных источников излучения. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 5 ил.

Времяпролетные измерения в позитронной эмиссионной томографии // 2581724

Изобретение относится к позитронной эмиссионной томографии (PET) и, в частности, к обнаружению совпадающих событий в процессе времяпролетной (TOF) PET. Сущность изобретения заключается в том, что детектор первого сигнала генерирует первый выходной сигнал, если сигнал фотоприемника удовлетворяет первому критерию сигнала; причем критерий первого сигнала распознает сигнал фотоприемника как показывающий первоначальные во времени сцинтилляционные фотоны, генерируемые сцинтиллятором в ответ на полученные фотоны излучения; детектор второго сигнала генерирует второй выходной сигнал, если сигнал фотоприемника альтернативно удовлетворяет критерию второго сигнала, причем критерий второго сигнала распознает сигнал фотоприемника как показывающий последующие во времени сцинтилляционные фотоны, генерируемые сцинтиллятором в ответ на полученные фотоны излучения; и детектор сигнала излучения оценивает первый и второй выходные сигналы для определения того, получен ли второй выходной сигнал в пределах временного окна приема, причем полученный первый выходной сигнал определяет начальную точку временного окна приема, и если второй выходной сигнал получен в пределах временного окна приема, детектор сигнала излучения распознает сигналы фотоприемника, показывающие излучение, полученное сцинтиллятором; и если второй выходной сигнал не получен в пределах временного окна приема, детектор сигнала излучения не распознает сигналы фотоприемника, показывающие излучение, полученное сцинтилятором. Технический результат - повышение качества реконструированного изображения. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 7 ил.

Калибровка рет с изменяющимися интервалами совпадений // 2582887

Изобретение относится к системам позитронной эмиссионной томографии (PET), в частности с использованием калибровки сканера PET. При калибровке сканера позитронной эмиссионной томографии (PET) радиоактивный калибровочный фантом сканируют в течение периода нескольких времен полураспада, чтобы получить множество кадров данных сканирования. Перемеженные интервалы применяют, чтобы способствовать получению данных совпадений для множества интервалов хронирования совпадений и энергетических интервалов во время одного действия калибровочного сканирования. Совпадающие события загружают в накопитель в соответствии с каждым из множества выбранных интервалов совпадений и калибруют сканер PET для каждого из множества интервалов хронирования совпадений с использованием данных, полученных из одного калибровочного сканирования. Технический результат - уменьшение времени калибровки сканера. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил.

Матрица детекторов с аналого-цифровым преобразованием времени, имеющая повышенную временную точность // 2589468

Изобретение относится к области регистрации излучения. Способ детектирования излучения содержит этапы, на которых регистрируют событие; генерируют инициирующий сигнал, ассоциированный с регистрацией события; генерируют первую метку (TS1) времени для инициирующего сигнала с использованием первого аналого-цифрового преобразователя времени (TDC); генерируют вторую метку (TS2) времени для инициирующего сигнала с использованием второго TDC, имеющего фиксированное смещение по времени относительно первого TDC; и связывают метку времени с событием на основе первой метки времени, второй метки времени и сравнения разницы по времени между второй меткой времени и первой меткой времени и фиксированного смещения по времени. Технический результат - повышение качества ПЭТ-изображения. 4 н. и 19 з.п. ф-лы, 9 ил.

Формирование спектральных изображений // 2597073

Изобретение относится к формированию спектральных изображений. Сущность изобретения заключается в том, что система формирования изображений содержит источник излучения, который испускает излучение, которое проходит область обследования и часть субъекта в ней; детекторную матрицу, которая обнаруживает излучение, которое проходит через область обследования и часть субъекта в ней, и генерирует сигнал, указывающий на это; дающее рекомендации по параметрам объемного сканирования устройство, которое рекомендует, по меньшей мере, одно значение параметра спектрального сканирования для объемного сканирования части субъекта на основе спектрального разложения первой и второй 2D проекций, полученных с помощью источника излучения и детекторной матрицы, причем первая и вторая 2D проекции имеют разные спектральные характеристики; и консоль, которая использует рекомендованное, по меньшей мере, одно значение параметра спектрального сканирования для выполнения объемного сканирования части субъекта. Технический результат - повышение качества объемного изображения, получаемого при выполнении компьютерной томографии. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 6 ил.

Усовершенствование пространственной выборки для сбора данных пэт в виде списка, использующее спланированное перемещение стола/гентри // 2597074

Использование: для позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ). Сущность изобретения заключается в том, что устройство ПЭТ включает в себя детекторную матрицу, включающую в себя отдельные детекторы, которые принимают события излучения из области визуализации. Контроллер перемещения управляет, по меньшей мере, одним из относительного продольного перемещения между опорой для субъекта и детекторной матрицей или кругового перемещения между детекторной матрицей и субъектом. Процессор временной метки времени присваивает временную метку каждому принятому событию излучения. Буферная память для хранения событий в режиме списка сохраняет события с временной меткой. Процессор верификации событий отбирает одновременно принятые события излучения, местоположения которых для каждой пары соответствующих одновременно принятых событий определяют линию отклика. Процессор реконструкции реконструирует достоверные события в виде изображения области визуализации. Технический результат: улучшение пространственной выборки данных ПЭТ, а также улучшение разрешения изображения и обеспечение большего эффективного поля обзора. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 2 ил.

Риометрический способ определения жёсткости геомагнитного обрезания // 2599333

Изобретение относится к способам определения «жесткости геомагнитного обрезания» (ЖГО) - одного из геофизических параметров, который используется для мониторинга радиационной обстановки и распространения коротких радиоволн в магнитосфере и ионосфере высоких авроральных широт после мощных солнечных вспышек в период повышенного аномального поглощения радиоволн в полярных районах (в период так называемого «Поглощения типа Полярной Шапки» - ППШ). Риометрический способ определения жесткости геомагнитного обрезания содержит этапы, на которых измеряют поглощение с помощью риометра на выбранной станции авроральной зоны с одновременным измерением интенсивности потоков солнечных протонов с помощью детекторов, установленных на геостационарном спутнике, рассчитывают известным методом поглощение радиоволн, сравнивают это значение с измеренным и в случае их несовпадения увеличивают значение нижней границы энергетического спектра потоков солнечных протонов, производят новый расчет поглощения, повторяя процедуру до совпадения расчетного поглощения с измеренным, и в этом случае значение нижней границы энергетического спектра потока солнечных протонов пересчитывают известным способом в единицы жесткости. Технический результат - получение более точных и оперативных значений ЖГО для исследования ППШ. 2 ил.

Устройство для диагностики импульсных пучков ионизирующих частиц // 2603231

Изобретение относится к области ядерной физики и может быть использовано в ускорительной технике для измерения распределения ионизирующих частиц в поперечном сечении импульсных пучков. Устройство для диагностики профиля пучка ионизирующих частиц содержит систему регистрации распределения ионизирующих частиц в поперечном сечении пучка, включающую ускоряющий электрод, микроканальные пластины, печатную плату с линией задержки, соединенную с блоком обработки сигналов, при этом вдоль направления пучка ионизирующих частиц ортогонально системе регистрации распределения ионизирующих частиц расположена такая же система регистрации, печатная плата которой соединена с блоком обработки сигналов, линии задержки на печатных платах имеют форму меандра, а блок обработки сигналов имеет по два входа для каждой из ортогональных систем регистрации. Технический результат - повышение объема получаемой информации о распределении ионизирующих частиц вдоль двух ортогональных координат. 3 ил.