數(shù)字光電倍增器檢測(cè)器元件相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)要求2012年3月26日向韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的第10-2012-0030654號(hào)韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)的權(quán)益,其公開(kāi)通過(guò)引用整體結(jié)合于此。技術(shù)領(lǐng)域本公開(kāi)涉及光電倍增器檢測(cè)器元件(photomultiplierdetectorcell),更具體地,涉及使用數(shù)字信號(hào)的光電倍增器檢測(cè)器元件。
背景技術(shù):對(duì)人體的內(nèi)部成像的方法包括正電子發(fā)射斷層掃描(positronemissiontomography,PET)、磁共振成像(magneticresonanceimaging,MRI)、X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層掃描(X-raycomputedtomography,CT)等。PET是核醫(yī)學(xué)診斷方法之一,通過(guò)核醫(yī)學(xué)診斷方法,通過(guò)使用放射性示蹤物質(zhì)檢測(cè)發(fā)射的正電子來(lái)獲得人體的生理和病理圖像。利用PET的診斷方法是這樣進(jìn)行的,放射性的同位素,例如F-18-FDG(葡萄糖的類(lèi)似物),被引入到人體內(nèi)部,并在一定時(shí)間段(例如,幾十分鐘)之后檢測(cè)作為身體內(nèi)部的癌細(xì)胞吸收該放射性同位素的結(jié)果而被發(fā)射的輻射,從而獲得癌的位置信息。用于檢測(cè)作為身體內(nèi)部的癌細(xì)胞吸收放射性同位素的結(jié)果而被發(fā)射的輻射的檢測(cè)器被稱(chēng)為硅光電倍增器檢測(cè)器或伽馬射線(xiàn)檢測(cè)器。此外,用于檢測(cè)輻射或伽馬射線(xiàn)的裝置可以在用于單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描(singlephotonemissioncomputedtomography,SPECT)或計(jì)算機(jī)斷層掃描的輻射檢測(cè)器中使用,并且可以在各種應(yīng)用如天文學(xué)和空間科學(xué)中使用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:本發(fā)明提供光電倍增器檢測(cè)器元件,其在恒定表面區(qū)域中以相對(duì)高的密度收集圖像材料。其他方面將在隨后的描述中部分地闡明,而且所述其他方面部分地將從描述而顯而易見(jiàn),或者所述其他方面可以通過(guò)實(shí)踐所提供的實(shí)施例來(lái)學(xué)習(xí)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面,一種用于斷層掃描的光電倍增器檢測(cè)器元件包括:檢測(cè)器單元,接收具有一定范圍的波長(zhǎng)的光以生成數(shù)字化的檢測(cè)信號(hào);讀出單元,被配置為生成與由檢測(cè)器單元生成的檢測(cè)信號(hào)相對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào),并且將該輸出信號(hào)發(fā)送到外部電路,其中,在接收到檢測(cè)信號(hào)之后,讀出單元馬上將輸出信號(hào)發(fā)送到外部電路。讀出單元可以不將檢測(cè)信號(hào)存儲(chǔ)在光電倍增器檢測(cè)器元件中。光電倍增器檢測(cè)器元件中所包括的光電倍增器可以包括硅器件。檢測(cè)器單元還可以包括:光電二極管,其響應(yīng)于所述具有一定范圍的波長(zhǎng)的光而生成要流動(dòng)的電流;以及主動(dòng)復(fù)位單元,其連接到光電二極管的陰極,其中,主動(dòng)復(fù)位單元增加光電二極管的端子之間的電壓差。檢測(cè)器單元還可以包括被動(dòng)抑制單元,被動(dòng)抑制單元連接到光電二極管的陰極并且當(dāng)電流在光電二極管中流動(dòng)時(shí)降低光電二極管的端子之間的電壓差。被動(dòng)抑制單元可以包括電容器,其中施加到電容器的電壓被控制。檢測(cè)信號(hào)可以響應(yīng)于接收所述具有一定范圍的波長(zhǎng)的光而經(jīng)歷從第一電壓電平到第二電壓電平的轉(zhuǎn)換,而且當(dāng)停止接收所述具有一定范圍的波長(zhǎng)的光時(shí)經(jīng)歷從第二電壓電平到第一電壓電平的轉(zhuǎn)換。光電倍增器檢測(cè)器元件可以被連接到閃爍體,該閃爍體接收輻射以生成所述具有一定范圍的波長(zhǎng)的光。檢測(cè)器單元可以接收由閃爍體生成的所述具有一定范圍的波長(zhǎng)的光,其中,所述具有一定范圍的波長(zhǎng)的光是具有約400nm至約450nm的波長(zhǎng)的可見(jiàn)光。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面,一種用于斷層掃描的輻射檢測(cè)系統(tǒng)包括光電倍增器檢測(cè)器元件和累加器,其中,光電倍增器檢測(cè)器元件包括:檢測(cè)器單元,接收具有一定范圍的波長(zhǎng)的光以生成數(shù)字化的檢測(cè)信號(hào);讀出單元,被配置為生成與由檢測(cè)器單元生成的檢測(cè)信號(hào)相對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào),并且將該輸出信號(hào)發(fā)送到累加器,其中,在檢測(cè)單元生成該檢測(cè)信號(hào)之后,讀出單元馬上將輸出信號(hào)發(fā)送到累加器,其中,累加器被放置在光電倍增器檢測(cè)器元件外部,并且基于由讀出單元接收到的輸出信號(hào)來(lái)測(cè)量輻射量。讀出單元可以不將輸出信號(hào)存儲(chǔ)在光電倍增器檢測(cè)器元件中。光電倍增器檢測(cè)器元件中所包括的光電倍增器可以包括硅器件。累加器可以包括電流鏡電路。累加器可以包括多個(gè)電流鏡,基于該輸出信號(hào)來(lái)導(dǎo)通或截止多個(gè)電流鏡中的每一個(gè)的晶體管以生成多個(gè)數(shù)字信號(hào),并且將該多個(gè)數(shù)字信號(hào)發(fā)送到計(jì)數(shù)單元,其中,該計(jì)數(shù)單元基于該多個(gè)數(shù)字信號(hào)來(lái)測(cè)量輻射量。電流鏡的輸出端子處的晶體管可以被連接到電阻器,并且基于該電阻器兩端之間所施加的電壓的強(qiáng)度來(lái)測(cè)量輻射量。檢測(cè)器單元可以包括:光電二極管,其響應(yīng)于所述具有一定范圍的波長(zhǎng)的光而生成要流動(dòng)的電流;以及主動(dòng)復(fù)位單元,其連接到光電二極管的陰極,其中,主動(dòng)復(fù)位單元增加光電二極管的端子之間的電壓差。檢測(cè)器單元還可以包括被動(dòng)抑制單元,被動(dòng)抑制單元連接到光電二極管的陰極并且當(dāng)電流在光電二極管中流動(dòng)時(shí)降低光電二極管的端子之間的電壓差。被動(dòng)抑制單元可以包括電容器,其中電容器的電壓受光電倍增器檢測(cè)器元件的環(huán)境變化的控制。光電倍增器檢測(cè)器元件可以被連接到閃爍體,該閃爍體接收輻射以生成所述具有一定范圍的波長(zhǎng)的光。檢測(cè)器單元可以接收由閃爍體生成的所述具有一定范圍的波長(zhǎng)的光,其中,所述具有一定范圍的波長(zhǎng)的光是具有約400nm至約450nm的波長(zhǎng)的可見(jiàn)光。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面,提供了一種用于斷層掃描的光電倍增器檢測(cè)器元件中包括的檢測(cè)器件,該檢測(cè)器件包括:光電二極管,其響應(yīng)于具有一定范圍的波長(zhǎng)的光而生成要流動(dòng)的電流;以及主動(dòng)復(fù)位單元,其連接到光電二極管的陰極,其中,主動(dòng)復(fù)位單元增加光電二極管的端子之間的電壓差。檢測(cè)器件還可以包括被動(dòng)抑制單元,其連接到光電二極管的陰極,并且當(dāng)電流在光電二極管中流動(dòng)時(shí)降低光電二極管的端子之間的電壓差。被動(dòng)抑制單元可以包括電容器,其中電容器的電壓受光電倍增器檢測(cè)器元件的環(huán)境變化的控制。檢測(cè)器件可以響應(yīng)于所述具有一定范圍的波長(zhǎng)的光而生成數(shù)字化的檢測(cè)信號(hào),而且可以不將檢測(cè)信號(hào)存儲(chǔ)在光電倍增器檢測(cè)器元件中。檢測(cè)信號(hào)可以響應(yīng)于接收所述具有一定范圍的波長(zhǎng)的光而經(jīng)歷從第一電壓電平到第二電壓電平的轉(zhuǎn)換,而且當(dāng)停止接收所述具有一定范圍的波長(zhǎng)的光時(shí)經(jīng)歷從第二電壓電平到第一電壓電平的轉(zhuǎn)換。所述具有一定范圍的波長(zhǎng)的光可以是具有約400nm至約450nm的波長(zhǎng)的可見(jiàn)光。附圖說(shuō)明從結(jié)合附圖的實(shí)施例的以下描述,這些和/或其他方面將變得明顯并且更容易理解,在附圖中:圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的輻射測(cè)量設(shè)備的示意圖;圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的輻射檢測(cè)模塊的示意性剖面圖;圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于斷層掃描的光電倍增器中所包括的檢測(cè)器元件(detectorcell)的示圖;圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的檢測(cè)器單元(detectorunit)的元件的示圖;圖5A是示出根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的檢測(cè)器單元的元件的示圖;圖5B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光電二極管的特征曲線(xiàn),其被示出以解釋控制圖5A的檢測(cè)器單元的被動(dòng)抑制單元的方法;圖6A是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的檢測(cè)器單元的元件的示圖;圖6B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的檢測(cè)器單元的電路圖;圖6C是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、根據(jù)時(shí)間示出圖6B的檢測(cè)器單元的光電二極管的兩個(gè)端子之間的電壓的時(shí)序圖;圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的輻射檢測(cè)系統(tǒng)的示圖,該輻射檢測(cè)系統(tǒng)包括累加器(accumulator)和具有用于斷層掃描的光電倍增器檢測(cè)器元件的元件陣列;圖8是示出根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的輻射檢測(cè)系統(tǒng)示圖,該輻射檢測(cè)系統(tǒng)包括累加器和具有用于斷層掃描的光電倍增器檢測(cè)器元件的元件陣列;圖9是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、計(jì)數(shù)單元中所包括的子計(jì)數(shù)器的示圖;圖10A至圖10C是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、分別根據(jù)在數(shù)據(jù)線(xiàn)中流動(dòng)的電流示出數(shù)據(jù)和信號(hào)的時(shí)序圖;圖11是示出根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的輻射檢測(cè)系統(tǒng)的示圖,該輻射檢測(cè)系統(tǒng)包括累加器和具有用于斷層掃描的光電倍增器檢測(cè)器元件的元件陣列;以及圖12A至圖12C是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、分別根據(jù)在數(shù)據(jù)線(xiàn)中流動(dòng)的電流示出輸出信號(hào)和計(jì)數(shù)電壓的時(shí)序圖。具體實(shí)施方式現(xiàn)在將詳細(xì)介紹實(shí)施例,這些實(shí)施例的示例在附圖中示出,貫穿附圖,相同的參考標(biāo)記指代相同的元素。在這點(diǎn)上,這些實(shí)施例可以具有不同的形式,并且不應(yīng)被解釋為受限于這里所闡明的描述。因此,下面通過(guò)參照附圖描述的實(shí)施例僅僅用于解釋本說(shuō)明書(shū)的一些方面。下文中,將參照附圖描述本發(fā)明的示范性實(shí)施例。提供這些實(shí)施例以向本領(lǐng)域普通技術(shù)人員更加完整地解釋本公開(kāi)。本發(fā)明可以以很多不同形式實(shí)施,并且不應(yīng)解釋為受限于這里所闡明的實(shí)施例。更確切地說(shuō),提供這些示例實(shí)施例是為了使得本公開(kāi)將全面且完整,并且將本發(fā)明的范圍完全傳達(dá)給本領(lǐng)域普通技術(shù)人員。這里使用的術(shù)語(yǔ)僅僅是為了描述特定實(shí)施例,并非意圖限制示范性實(shí)施例。如這里所使用的,單數(shù)形式意圖也包括復(fù)數(shù)形式,除非上下文明確給出相反指示。還要理解,當(dāng)在本說(shuō)明書(shū)中使用詞語(yǔ)“包括(comprises)”和/或“包括(comprising)”時(shí),表明存在所描述的特征、整體、步驟、操作、組件、元件和/或它們的組合,但不排除存在或附加一個(gè)或多個(gè)其他特征、整體、步驟、操作、組件、元件和/或它們的組合。如這里所使用的,術(shù)語(yǔ)“和/或”包括相關(guān)列出項(xiàng)的一個(gè)或多個(gè)的任意和所有組合。將會(huì)理解,盡管這里可能使用術(shù)語(yǔ)“第一、第二等”來(lái)描述各種元件、組件、區(qū)域、層和/或部分,但是,這些元件、組件、區(qū)域、層和/或部分不應(yīng)該被這些術(shù)語(yǔ)限制。這些術(shù)語(yǔ)只用于區(qū)分一個(gè)元件、組件、區(qū)域、層或部分與另一個(gè)元件、組件、區(qū)域、層或部分。因此,在不脫離示范性實(shí)施例的教導(dǎo)的情況下,以下討論的第一元件、組件、區(qū)域或部分也可以被稱(chēng)為第二元件、組件、區(qū)域或部分。下文中,將參照示意性附圖描述本發(fā)明的示范性實(shí)施例。在附圖中,可能會(huì)出現(xiàn)由于例如制造技術(shù)和/或容差而造成的這些圖示的形狀的變化。因此,本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例不應(yīng)當(dāng)被解釋為限于這里所示的區(qū)域的特定形狀,而是包括例如由于制造而導(dǎo)致的形狀上的偏差。圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的輻射測(cè)量設(shè)備1的示意圖。如圖1所示,輻射測(cè)量設(shè)備1可以包括多個(gè)輻射測(cè)量模塊2、成像處理單元3和成像區(qū)4。成像區(qū)4(用于容納目標(biāo)的區(qū)域)是被提供用于測(cè)量目標(biāo)的圖像的區(qū)域。為了支撐目標(biāo),成像區(qū)4可以包括支撐物(support)5。輻射測(cè)量模塊2可以接收來(lái)自目標(biāo)的輻射并將該輻射轉(zhuǎn)換成檢測(cè)信號(hào)。每個(gè)輻射測(cè)量模塊2都可以包括多個(gè)輻射檢測(cè)模塊20(參照?qǐng)D2)。這個(gè)特征將在下面更詳細(xì)地描述。成像處理單元3可以基于由輻射測(cè)量模塊2所生成的檢測(cè)信號(hào)來(lái)產(chǎn)生目標(biāo)的圖像。圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的輻射檢測(cè)模塊20的示意性剖面圖。如圖2所示,輻射檢測(cè)模塊20可以包括閃爍體(scintillator)21、光導(dǎo)管22、像素單元10、11、12、13、14、15和16、以及半導(dǎo)體芯片24。閃爍體21可以接收輻射(例如,伽馬射線(xiàn))以生成光子。光導(dǎo)管22可以被設(shè)置在閃爍體21和半導(dǎo)體芯片24之間,并將由閃爍體21產(chǎn)生的光子輸送給半導(dǎo)體芯片24。在這方面,輸送到半導(dǎo)體芯片24的光子的入射方向并非旨在限制本發(fā)明的范圍。例如,光子可以從閃爍體21的上部入射,或者通過(guò)半導(dǎo)體芯片24的下部入射。在這種情況下,半導(dǎo)體芯片24可以由使光子能夠從其中穿過(guò)的材料制成。半導(dǎo)體芯片24可以包括以陣列形式排列的多個(gè)像素單元(pixelelement)10、11、12、13、14、15和16,以便半導(dǎo)體芯片24接收通過(guò)光導(dǎo)管22輸送的光子并產(chǎn)生與該光子相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)。像素單元10、11、12、13、14、15和16中的每一個(gè)都可以包括多個(gè)圖3中所示的檢測(cè)器元件(detectorcell)100。例如,當(dāng)每個(gè)像素單元包括16個(gè)檢測(cè)器元件100而且像素單元以7×7的陣列配置布置在半導(dǎo)體芯片24中時(shí),半導(dǎo)體芯片24可以包括784(7×7×16)個(gè)檢測(cè)器元件100。檢測(cè)器元件100一般可以表示為微元件(microcell)。如果每個(gè)微元件(例如,檢測(cè)器元件100)包括兩個(gè)光電二極管,則半導(dǎo)體芯片24可以包括1568(7×7×16×2)個(gè)光電二極管。圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于斷層掃描的光電倍增器中所包括的檢測(cè)器元件100的示圖。如圖3所示,用于斷層掃描的光電倍增器的檢測(cè)器元件100可以包括閃爍體110、檢測(cè)器單元130和讀出單元150。光電倍增器由包括至少500個(gè)微元件的像素單元組成,每一個(gè)微元件都具有約20微米的大小。每個(gè)微元件獨(dú)立地檢測(cè)和放大光子。當(dāng)光子進(jìn)入每個(gè)微元件以生成電子-空穴對(duì)時(shí),由于SiPM內(nèi)部的電場(chǎng)而在微元件中發(fā)生放大,從而生成并輸出具有一定大小的信號(hào)。在這種情況下,SiPM的輸出信號(hào)可以是通過(guò)對(duì)所有微元件的信號(hào)求和所獲得的信號(hào)。閃爍體110接收輻射以生成光子。也就是說(shuō),引入患者或?qū)ο笾械姆派湫酝凰兀ɡ?,F(xiàn)-18-FDG)經(jīng)歷放射性衰變事件。放射性衰變事件涉及正電子的生成。通過(guò)放射性衰變事件生成的正電子與周?chē)碾娮酉嗷プ饔?,從而?dǎo)致電子-正電子湮滅事件。電子-正電子湮滅事件產(chǎn)生能量為511千電子伏(keV)的兩個(gè)方向相反的輻射束。輻射束以光速傳播。當(dāng)這些輻射束與閃爍體110碰撞時(shí),光(或光子)被發(fā)射。在這種情況下,從閃爍體110發(fā)射的光可以是可見(jiàn)光。具體來(lái)說(shuō),從閃爍體110發(fā)射的光可以是具有約400nm至約450nm的波長(zhǎng)的可見(jiàn)光。在這方面,閃爍體110可以由硅酸镥(lutetiumoxyorthosilicate,LSO)、硅酸釔镥(lutetiumyttriumoxyorthosilicate,LYSO)、混合镥硅酸鹽(mixedlutetiumsilicate,MLS)、硅酸釓镥(lutetiumgadoliniumoxyorthosilicate,LGSO)、溴化鑭(lanthanumbromide,LABR)或它們的組合物制成。然而,閃爍體110的材料不限于此,而且也可以使用其他閃爍體材料。檢測(cè)器單元130接收從閃爍體110發(fā)射的光子,以生成檢測(cè)信號(hào)。檢測(cè)信號(hào)可以是數(shù)字化電信號(hào)。例如,當(dāng)檢測(cè)器單元130沒(méi)有接收光時(shí),檢測(cè)信號(hào)可以具有第一數(shù)字值,并且當(dāng)檢測(cè)器單元130接收光時(shí),檢測(cè)信號(hào)可以具有第二數(shù)字值時(shí)。檢測(cè)器單元130可以包括光電二極管。光電二極管接收光以生成電信號(hào)。電信號(hào)是模擬信號(hào),該模擬信號(hào)在經(jīng)歷被動(dòng)抑制(passivequenching)和主動(dòng)抑制(activequenching)和主動(dòng)復(fù)位過(guò)程之后可以被轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的檢測(cè)器單元130的元件的示圖。參照?qǐng)D4,檢測(cè)器單元130包括光電二極管133、被動(dòng)抑制單元131和主動(dòng)抑制單元135。光電二極管133可以基于從閃爍體110發(fā)射的光子來(lái)生成電流。檢測(cè)器單元130可以包括多個(gè)光電二極管133,并且每個(gè)光電二極管133可以被包括在多個(gè)檢測(cè)器元件中的每一個(gè)中。例如,光電二極管133可以是雪崩(avalanche)光電二極管。被施加的電源電壓VDD可以稍低于光電二極管133的工作電壓(例如,當(dāng)雪崩光電二極管被用作光電二極管133時(shí)的擊穿電壓)。在這種情況下,當(dāng)光電二極管133接收光子時(shí),其工作電壓變?yōu)榈扔诨虻陀陔娫措妷篤DD。因此,電流在光電二極管133中流動(dòng)。在電流在光電二極管133中流動(dòng)的狀態(tài)下,被動(dòng)抑制單元131在它的兩個(gè)端子之間生成電壓差。例如,被動(dòng)抑制單元131可以包括電阻器或等效電路。由被動(dòng)抑制單元131所生成的電壓降減小了施加到光電二極管133的電壓。例如,當(dāng)被動(dòng)抑制單元131是電阻器的等效電路時(shí),在光電二極管133中流動(dòng)的電流的強(qiáng)度越高,在被動(dòng)抑制單元131中發(fā)生的電壓降越高。因此,隨著在光電二極管133中流過(guò)的電流的強(qiáng)度的增加,施加到光電二極管133的電壓的強(qiáng)度減小。這歸因于恒定的電源電壓VDD。結(jié)果,在光電二極管133中流動(dòng)的電流的強(qiáng)度增加,而且在某個(gè)時(shí)刻低于光電二極管133的工作電壓的電壓被施加到光電二極管133。因此,在光電二極管133接收光子時(shí)生成的電流的流動(dòng)被被動(dòng)抑制單元131阻止。主動(dòng)抑制單元135縮短由被動(dòng)抑制單元131執(zhí)行的、再次阻止電流流動(dòng)所花費(fèi)的時(shí)間。也就是說(shuō),如果被動(dòng)抑制單元131將光電二極管133的兩個(gè)端子之間的電壓保持為光電二極管133的工作電壓,則主動(dòng)抑制單元135縮短光電二極管133的兩個(gè)端子之間的電壓從電源電壓VDD改變?yōu)楣怆姸O管133的工作電壓所花費(fèi)的時(shí)間縮短。結(jié)果,可以縮短光電二極管133的恢復(fù)時(shí)間,并且可以增加檢測(cè)器單元130的分辨率(resolution)。檢測(cè)器單元130按如下方式操作。光電二極管133基于由閃爍體110產(chǎn)生的光子來(lái)產(chǎn)生電流。在這方面,被動(dòng)抑制單元131將光電二極管133的兩個(gè)端子之間的電壓設(shè)置為光電二極管133的操作電壓電平,而且主動(dòng)抑制單元135縮短改變光電二極管133的電壓所花費(fèi)的時(shí)間。再次參照?qǐng)D3,讀出單元150接收檢測(cè)信號(hào)以生成輸出信號(hào)OUT。根據(jù)實(shí)施例,輸出信號(hào)OUT不存儲(chǔ)在緩沖器中或單獨(dú)的存儲(chǔ)器中,而是與檢測(cè)信號(hào)相對(duì)應(yīng)地被生成。輸出信號(hào)OUT被發(fā)送到光電倍增器的檢測(cè)器元件100的外部電路。該外部電路可以包括圖8中所示的累加器(accumulator)。在下文中,將描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光電倍增器中所包括的檢測(cè)器元件100的操作。已經(jīng)被引入到患者或?qū)ο笾械姆派湫酝凰赝ㄟ^(guò)放射性衰變事件生成伽馬射線(xiàn)。閃爍體110接收該伽馬射線(xiàn)并發(fā)射光子。檢測(cè)器單元130接收從閃爍體110發(fā)射的光子以生成檢測(cè)信號(hào)。讀出單元150接收由檢測(cè)器單元130生成的檢測(cè)信號(hào),從而以外部電路能夠接收的信號(hào)格式的形式生成輸出信號(hào)OUT,而不單獨(dú)存儲(chǔ)或計(jì)數(shù)該檢測(cè)信號(hào)。輸出信號(hào)OUT被發(fā)送到外部電路。因此,根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光電倍增器不在檢測(cè)器元件100(或微元件)中存儲(chǔ)檢測(cè)信號(hào),而是在接收檢測(cè)信號(hào)之后馬上生成輸出信號(hào)OUT,該輸出信號(hào)OUT然后被發(fā)送到外部電路。因此,不需要用于內(nèi)部存儲(chǔ)器或緩沖器的空間,芯片的尺寸可以被減小,并且可以實(shí)現(xiàn)集成。光電倍增器可以增加填充因子(fillfactor)。填充因子表示檢測(cè)部分與檢測(cè)器元件的面積比率。例如,填充因子可以增加至65%或更大。此外,檢測(cè)器元件100的能量分辨率不依賴(lài)于內(nèi)部存儲(chǔ)器或緩沖器的容量,而是依賴(lài)于外部電路的存儲(chǔ)器的容量,并因此可以獲得具有高能量分辨率的檢測(cè)器元件。具體來(lái)說(shuō),該光電倍增器可以具有表示10%或更小的能量分辨率的半峰值全寬(fullwidthathalfmaximum,FWHM)。此外,能量動(dòng)態(tài)范圍可以通過(guò)將檢測(cè)器元件100(或微元件)的數(shù)目乘以用于存儲(chǔ)由檢測(cè)器元件100生成的檢測(cè)信號(hào)的存儲(chǔ)器的容量來(lái)獲得。檢測(cè)器元件100的能量分辨率不依賴(lài)于內(nèi)部存儲(chǔ)器的容量,而是依賴(lài)于外部存儲(chǔ)器的容量。內(nèi)部存儲(chǔ)器的容量受檢測(cè)器元件100的尺寸的限制,而外部存儲(chǔ)器的容量可以相對(duì)較大。因此,能量動(dòng)態(tài)范圍與外部存儲(chǔ)器的容量成比例地增加。圖5A是示出根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的檢測(cè)器單元130a的元件的示圖。參照?qǐng)D5A,檢測(cè)器單元130a包括光電二極管133a、被動(dòng)抑制單元131a和主動(dòng)抑制單元135a,其中被動(dòng)抑制單元131a包括電容器CAP(電容器或等效電路)。被動(dòng)抑制單元131a的電容器CAP(電容器或等效電路)中存儲(chǔ)的電壓可以根據(jù)溫度、過(guò)程以及其他因素(例如,環(huán)境變化)進(jìn)行控制。因此,雖然光電二極管133a的工作電壓根據(jù)溫度、過(guò)程以及其他因素(環(huán)境變化)而變化,但是抑制操作可以被執(zhí)行。圖5B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光電二極管的特征曲線(xiàn),其被示出以解釋控制圖5A的檢測(cè)器單元130的被動(dòng)抑制單元131a的方法。參照?qǐng)D5B,光電二極管133的兩個(gè)端子之間所施加的電壓可以根據(jù)溫度、過(guò)程以及其他因素(環(huán)境變化)而變化。例如,如果光電二極管133的工作電壓被表示為Vb,則光電二極管133的兩個(gè)端子之間所施加的電壓可以根據(jù)溫度、過(guò)程以及其他因素(環(huán)境變化)而增加到Vb+a。在這種情況下,少量電流在光電二極管133中流動(dòng),因此,檢測(cè)器單元130a的電路可能無(wú)法操作。因此,施加到電容器CAP的電壓增加,以使得光電二極管133的兩個(gè)端子之間所施加的電壓被設(shè)置為Vb,從而檢測(cè)器單元130a的電路可以正常操作。此外,光電二極管133的兩個(gè)端子之間所施加的電壓可以根據(jù)溫度、過(guò)程以及其他因素(環(huán)境變化)而降低到Vb-a。在這種情況下,過(guò)大的電流在光電二極管133中流過(guò),因此,檢測(cè)器單元130a的電路可以由于過(guò)電流而發(fā)生故障。因此,施加到電容元件CAP的電壓被降低,以使得光電二極管133的兩個(gè)端子之間所施加的電壓被控制為等于Vb,從而檢測(cè)器單元130a的電路可以正常操作。圖6A是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的檢測(cè)器單元130b的元件的示圖。參照?qǐng)D6A,檢測(cè)器單元130b包括光電二極管133b、被動(dòng)抑制單元131b、主動(dòng)抑制單元135b和主動(dòng)復(fù)位單元137。如果光電二極管133b停止接收光子,則光電二極管133b的兩個(gè)端子之間的電壓被恢復(fù)到電源電壓VDD。在這方面,主動(dòng)復(fù)位單元137縮短將光電二極管133b的兩個(gè)端子之間的電壓恢復(fù)到電源電壓VDD所花費(fèi)的時(shí)間。因此,當(dāng)隨后的光子被接收時(shí),這使得能夠進(jìn)行光子檢測(cè)。也就是說(shuō),如果恢復(fù)時(shí)間延長(zhǎng),則首先接收到的光子難以與隨后接收到的光子區(qū)分開(kāi),因此,這可以被視為光子的一次接收,從而導(dǎo)致低能量分辨率。因此,檢測(cè)器單元130b包括主動(dòng)復(fù)位單元137,從而縮短恢復(fù)時(shí)間并提高能量分辨率。圖6B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的檢測(cè)器單元130b的電路圖。參照?qǐng)D6B,主動(dòng)抑制單元135b可以包括開(kāi)關(guān)晶體管SW2。主動(dòng)復(fù)位單元137可以包括開(kāi)關(guān)晶體管SW1。被動(dòng)抑制單元133b可以包括電容器CAP_1。圖6C是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、根據(jù)時(shí)間示出圖6B的檢測(cè)器單元130b的光電二極管的兩個(gè)端子之間的電壓的時(shí)序圖。參照?qǐng)D6B和圖6C,當(dāng)光電二極管在時(shí)間t1接收光子時(shí),電流在節(jié)點(diǎn)A中流動(dòng),而且光電二極管的兩個(gè)端子之間的電壓降低。也就是說(shuō),節(jié)點(diǎn)A的電壓降低,從而邏輯低(LOW)被施加到節(jié)點(diǎn)A。換句話(huà)說(shuō),被動(dòng)抑制發(fā)生。因此,開(kāi)關(guān)SW3被導(dǎo)通從而將電源電壓VDD施加到節(jié)點(diǎn)B,以使得節(jié)點(diǎn)B進(jìn)入邏輯高狀態(tài),而且開(kāi)關(guān)晶體管SW2和開(kāi)關(guān)SW4處于導(dǎo)通(ON)狀態(tài)。因此,在從t2到t3的時(shí)間段,節(jié)點(diǎn)A的電壓迅速降低。也就是說(shuō),主動(dòng)抑制發(fā)生。開(kāi)關(guān)SW4被導(dǎo)通從而節(jié)點(diǎn)C的電壓降低,并且因此,節(jié)點(diǎn)C進(jìn)入低狀態(tài)。因此,開(kāi)關(guān)晶體管SW1被導(dǎo)通。因此,在從t3到t4的時(shí)間段節(jié)點(diǎn)A的電壓保持穩(wěn)定。由于節(jié)點(diǎn)C進(jìn)入低狀態(tài),因此節(jié)點(diǎn)D的電壓進(jìn)入高狀態(tài)。在這方面,由于節(jié)點(diǎn)C進(jìn)入低狀態(tài),因此節(jié)點(diǎn)D進(jìn)入高狀態(tài)所花費(fèi)的時(shí)間的可以通過(guò)開(kāi)關(guān)SW6和電容器CAP_2來(lái)控制。因此,節(jié)點(diǎn)C進(jìn)入低狀態(tài),并且在一定時(shí)間段之后,開(kāi)關(guān)SW5被導(dǎo)通,從而節(jié)點(diǎn)B的電壓進(jìn)入低狀態(tài)。結(jié)果,開(kāi)關(guān)晶體管SW2被截止,而且在從t4到t5的時(shí)間段節(jié)點(diǎn)A的電壓恢復(fù)到電壓VDD。也就是說(shuō),主動(dòng)復(fù)位發(fā)生。圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的輻射檢測(cè)系統(tǒng)400的示圖,輻射檢測(cè)系統(tǒng)400包括累加器300和元件陣列(cellarray)200,元件陣列200包括用于斷層掃描的光電倍增器檢測(cè)器元件101、102、103、104、105和106。在這方面,元件陣列200可以被包括在輻射檢測(cè)模塊或像素單元中,也可以指示多個(gè)檢測(cè)器元件。參照?qǐng)D7,輻射檢測(cè)系統(tǒng)400包括元件陣列200和累加器300。元件陣列200包括用于斷層掃描的光電倍增器檢測(cè)器元件101、102、103、104、105和106。光電倍增器檢測(cè)器元件101、102、103、104、105和106中的每一個(gè)都具有與圖3中所示的光電倍增器檢測(cè)器元件100類(lèi)似的結(jié)構(gòu)。因此,光電倍增器檢測(cè)器元件101、102、103、104、105和106中的每一個(gè)都可以包括閃爍體、檢測(cè)器單元以及讀出單元。在圖7中,為了方便說(shuō)明,只示出了元件陣列200中包括的6個(gè)檢測(cè)器元件,但是檢測(cè)器元件的數(shù)目不限于此,并且并非意圖限制本發(fā)明的范圍。此外,為了方便說(shuō)明,在圖7中示出3個(gè)檢測(cè)器元件被連接到單一的數(shù)據(jù)線(xiàn),但是連接到單一的數(shù)據(jù)線(xiàn)的檢測(cè)器元件的數(shù)目不限于此,并且并非意圖限制本發(fā)明的范圍。另外,為了方便說(shuō)明,在圖7中示出2條數(shù)據(jù)線(xiàn),但是僅出于說(shuō)明目的提供該數(shù)目的數(shù)據(jù)線(xiàn),并且并非意圖限制本發(fā)明的范圍。光電倍增器檢測(cè)器元件101、102、103、104、105和106中的每一個(gè)都接收檢測(cè)信號(hào),以分別生成采用累加器300能夠接收的信號(hào)格式的形式的輸出信號(hào)OUT1、OUT2、OUT3、OUT4、OUT5和OUT6,而不單獨(dú)存儲(chǔ)或計(jì)數(shù)該檢測(cè)信號(hào)。輸出信號(hào)OUT1、OUT2、OUT3、OUT4、OUT5和OUT6分別接通或斷開(kāi)開(kāi)關(guān)電路TR1、TR2、TR3、TR4、TR5和TR6。當(dāng)開(kāi)關(guān)電路TR1、TR2、TR3、TR4、TR5和TR6被分別接通或斷開(kāi)時(shí),在第一數(shù)據(jù)線(xiàn)DATAline1和第二數(shù)據(jù)線(xiàn)DATAline2中流動(dòng)的電流量發(fā)生變化。在數(shù)據(jù)線(xiàn)中流動(dòng)的電流被傳遞到累加器300。累加器300接收在數(shù)據(jù)線(xiàn)中流動(dòng)的電流以計(jì)數(shù)或存儲(chǔ)檢測(cè)到的輻射(例如,伽馬射線(xiàn))的量。因此,在元件陣列200中不需要用于內(nèi)部存儲(chǔ)器或緩沖器的空間,芯片的尺寸可以減小,并且可以獲得集成。此外,光電倍增器檢測(cè)器元件101、102、103、104、105和106中的每一個(gè)的能量分辨率不依賴(lài)于內(nèi)部存儲(chǔ)器或緩沖器的容量,而是依賴(lài)于可以具有相對(duì)較高容量的累加器300的存儲(chǔ)器的容量,因此,可以執(zhí)行高分辨率檢測(cè)。圖8是示出根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的輻射檢測(cè)系統(tǒng)400a,輻射檢測(cè)系統(tǒng)400a包括累加器300a和元件陣列200a,元件陣列200a包括用于斷層掃描的光電倍增器檢測(cè)器元件101a、102a、103a、104a、105a和106a。參照?qǐng)D8,輻射檢測(cè)系統(tǒng)400a包括元件陣列200a和累加器300a。元件陣列200a包括用于斷層掃描的光電倍增器檢測(cè)器元件101a、102a、103a、104a、105a和106a。元件陣列200a具有與圖7的元件陣列200類(lèi)似的結(jié)構(gòu)。與上述相對(duì)于圖7的元件陣列200的描述類(lèi)似,在這個(gè)實(shí)施例中,元件陣列200a的檢測(cè)器元件的數(shù)目、被連接到單一數(shù)據(jù)線(xiàn)的檢測(cè)器元件的數(shù)目和數(shù)據(jù)線(xiàn)的數(shù)目?jī)H出于說(shuō)明目的而提供,并且不旨在限制本發(fā)明的范圍。累加器300a包括計(jì)數(shù)單元310a。計(jì)數(shù)單元310a對(duì)接收到輻射的檢測(cè)器元件的數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)單元310a生成計(jì)數(shù)信號(hào),該計(jì)數(shù)信號(hào)指示已計(jì)數(shù)的檢測(cè)器元件的數(shù)目。計(jì)數(shù)單元310a可以包括多個(gè)子計(jì)數(shù)器(參見(jiàn)圖9)。每個(gè)子計(jì)數(shù)器可以對(duì)接收到輻射并連接到單一數(shù)據(jù)線(xiàn)的檢測(cè)器元件的數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)單元310a可以組合由多個(gè)子計(jì)數(shù)器生成的子計(jì)數(shù)器信號(hào),以生成計(jì)數(shù)信號(hào)。參照?qǐng)D8,累加器300a通過(guò)第一數(shù)據(jù)線(xiàn)DATAline1和第二數(shù)據(jù)線(xiàn)DATAline2從元件陣列200a接收電流。開(kāi)關(guān)TR1、TR2和TR3被從光電倍增器檢測(cè)器元件101a、102a和103a輸出的輸出信號(hào)OUT1、OUT2和OUT3接通或斷開(kāi)。當(dāng)開(kāi)關(guān)TR1、TR2和TR3被接通時(shí),電流根據(jù)檢測(cè)到輻射(例如,伽馬射線(xiàn))的檢測(cè)器元件的數(shù)目在第一數(shù)據(jù)線(xiàn)DATAline1中流動(dòng)。例如,如果僅在光電倍增器檢測(cè)器元件101a中檢測(cè)到輻射,而在光電倍增器檢測(cè)器元件102a和103a中未檢測(cè)到輻射,則只有開(kāi)關(guān)TR1被接通,從而電流I在第一數(shù)據(jù)線(xiàn)DATAline1中流動(dòng)。如果電流I在第一數(shù)據(jù)線(xiàn)DATAline1中流動(dòng),則電流I也可以通過(guò)電流鏡流入累加器300a的開(kāi)關(guān)TR_x、TR_y和TR_z。在這種情況下,第一數(shù)據(jù)D1可以進(jìn)入高狀態(tài),而第二數(shù)據(jù)D2和第三數(shù)據(jù)D3可以進(jìn)入低狀態(tài)??商鎿Q地,如果在光電倍增器檢測(cè)器元件101a和102a中檢測(cè)到輻射,而在光電倍增器檢測(cè)器元件103a中未檢測(cè)到輻射,則開(kāi)關(guān)TR1和TR2被接通,從而電流2I(即,電流I的兩倍的電流)在第一數(shù)據(jù)線(xiàn)DATAline1中流動(dòng)。如果電流2I在第一數(shù)據(jù)線(xiàn)DATAline1中流動(dòng),則電流4I(即,電流I的四倍的電流)可以通過(guò)電流鏡流入累加器300a的開(kāi)關(guān)TR_x、TR_y和TR_z。在這種情況下,第一數(shù)據(jù)D1和第二數(shù)據(jù)D2可以進(jìn)入高狀態(tài),而第三數(shù)據(jù)D3可以進(jìn)入低狀態(tài)。可替換地,如果在三個(gè)光電倍增器檢測(cè)器元件101a、102a和103a中都檢測(cè)到輻射,則電流3I(即,電流I的3倍的電流)在第一數(shù)據(jù)線(xiàn)DATAline1中流動(dòng)。在這種情況下,第一數(shù)據(jù)D1、第二數(shù)據(jù)D2和第三數(shù)據(jù)D3可以進(jìn)入高狀態(tài)。圖9是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、圖8的計(jì)數(shù)單元310a中所包括的子計(jì)數(shù)器311a的示圖。子計(jì)數(shù)器311a接收第一數(shù)據(jù)D1、第二數(shù)據(jù)D2和第三數(shù)據(jù)D3,以便將它們作為子計(jì)數(shù)信號(hào)輸出。具體地,子計(jì)數(shù)器311a接收第一數(shù)據(jù)D1和第二數(shù)據(jù)D2并對(duì)它們執(zhí)行XOR(異或)運(yùn)算。對(duì)作為該XOR運(yùn)算的結(jié)果而獲得的值和第三數(shù)據(jù)D3執(zhí)行XOR運(yùn)算,以便生成信號(hào)XOR-OUT。信號(hào)XOR-OUT被輸入到計(jì)數(shù)電路。該計(jì)數(shù)電路接收XOR-OUT信號(hào),以將其作為子計(jì)數(shù)信號(hào)輸出。通過(guò)對(duì)不同于子計(jì)數(shù)信號(hào)1的子計(jì)數(shù)信號(hào)執(zhí)行邏輯運(yùn)算,可以生成計(jì)數(shù)信號(hào)。圖10A至圖10C是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、根據(jù)在第一數(shù)據(jù)線(xiàn)DATAline1中流動(dòng)的電流分別示出第一數(shù)據(jù)D1、第二數(shù)據(jù)D2和第三數(shù)據(jù)D3以及信號(hào)XOR-OUT的時(shí)序圖。具體地,圖10A示出當(dāng)?shù)谝粩?shù)據(jù)D1在高狀態(tài)而且第二數(shù)據(jù)D2和第三數(shù)據(jù)D3在低狀態(tài)時(shí)第一數(shù)據(jù)D1、第二數(shù)據(jù)D2和第三數(shù)據(jù)D3以及信號(hào)XOR-OUT的時(shí)序圖。圖10B示出當(dāng)?shù)谝粩?shù)據(jù)D1和第二數(shù)據(jù)D2在高狀態(tài)而且第三數(shù)據(jù)D3在低狀態(tài)時(shí)第一數(shù)據(jù)D1、第二數(shù)據(jù)D2和第三數(shù)據(jù)D3以及信號(hào)XOR-OUT的時(shí)序圖。圖10C示出當(dāng)?shù)谝粩?shù)據(jù)D1、第二數(shù)據(jù)D2和第三數(shù)據(jù)D3在高狀態(tài)時(shí)第一數(shù)據(jù)D1、第二數(shù)據(jù)D2和第三數(shù)據(jù)D3以及信號(hào)XOR-OUT的時(shí)序圖。參照?qǐng)D8、圖7和圖10A,如果電流I在第一數(shù)據(jù)線(xiàn)DATAline1中流動(dòng),則第一數(shù)據(jù)D1可以進(jìn)入高狀態(tài)而第二數(shù)據(jù)D2和第三數(shù)據(jù)D3可以進(jìn)入低狀態(tài)。因此,信號(hào)XOR-OUT與圖10A所示的信號(hào)XOR-OUT相同。計(jì)數(shù)電路可以對(duì)信號(hào)XOR-OUT的上升沿或下降沿進(jìn)行計(jì)數(shù)。因此,子計(jì)數(shù)信號(hào)1可以是表示1的信號(hào)。參照?qǐng)D8、圖7和圖10B,如果電流2I在第一數(shù)據(jù)線(xiàn)DATAline1中流動(dòng),則第一數(shù)據(jù)D1和第二數(shù)據(jù)D2可以進(jìn)入高狀態(tài)而第三數(shù)據(jù)D3可以進(jìn)入低狀態(tài)。因此,信號(hào)XOR-OUT與圖10B所示的信號(hào)XOR-OUT相同。計(jì)數(shù)電路可以對(duì)信號(hào)XOR-OUT的上升沿或下降沿進(jìn)行計(jì)數(shù)。因此,子計(jì)數(shù)信號(hào)1可以是表示2的信號(hào)。參照?qǐng)D8、圖7和圖10C,如果電流3I在第一數(shù)據(jù)線(xiàn)DATAline1中流動(dòng),則第一數(shù)據(jù)D1、第二數(shù)據(jù)D2第三數(shù)據(jù)D3可以進(jìn)入高狀態(tài)。因此,信號(hào)XOR-OUT與圖10C所示的信號(hào)XOR-OUT相同。計(jì)數(shù)電路可以對(duì)信號(hào)XOR-OUT的上升沿或下降沿進(jìn)行計(jì)數(shù)。因此,子計(jì)數(shù)信號(hào)1可以是表示3的信號(hào)。在下文中,將描述圖8的輻射檢測(cè)系統(tǒng)400a的操作。在元件陣列200a中所包括的光電倍增器檢測(cè)器元件101a、102a、103a、104a、105a和106a中存在檢測(cè)到輻射的檢測(cè)器單元和沒(méi)有檢測(cè)到輻射的檢測(cè)器單元。檢測(cè)到輻射的檢測(cè)器單元的數(shù)目可以與輻射密度成比例地增加。檢測(cè)輻射的檢測(cè)器單元通過(guò)輸出信號(hào)OUT1、OUT2、OUT3、OUT4、OUT5和OUT6來(lái)輸出是否檢測(cè)到輻射。輸出信號(hào)OUT1、OUT2、OUT3、OUT4、OUT5和OUT6接通或斷開(kāi)開(kāi)關(guān)電路TR1、TR2、TR3、TR4、TR5和TR6。處于接通(ON)狀態(tài)的開(kāi)關(guān)使得電流能夠通過(guò)第一數(shù)據(jù)線(xiàn)DATAline1和第二數(shù)據(jù)線(xiàn)DATAline2流動(dòng)。此時(shí),第一數(shù)據(jù)D1、第二數(shù)據(jù)D2和第三數(shù)據(jù)D3可以被接通或斷開(kāi),以便被輸入到計(jì)數(shù)單元310a。第二數(shù)據(jù)線(xiàn)DATAline2的情況與第一數(shù)據(jù)線(xiàn)DATAline1的情況類(lèi)似。計(jì)數(shù)單元310a基于第一數(shù)據(jù)D1至第六數(shù)據(jù)D6來(lái)執(zhí)行計(jì)算以便獲得計(jì)數(shù)信號(hào),其指示已計(jì)數(shù)的檢測(cè)器元件的數(shù)目,然后計(jì)數(shù)單元310a輸出該計(jì)數(shù)信號(hào)。因此,連續(xù)入射或幾乎同時(shí)入射的光子可以通過(guò)這些過(guò)程進(jìn)行檢測(cè)。圖11是示出根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的輻射檢測(cè)系統(tǒng)400b的示圖,輻射檢測(cè)系統(tǒng)400b包括累加器300b和元件陣列200b,元件陣列200b包括用于斷層掃描的光電倍增器檢測(cè)器元件101b、102b、103b、104b、105b和106b。參照?qǐng)D11,輻射檢測(cè)系統(tǒng)400b包括元件陣列200b和累加器300b。元件陣列200b包括用于斷層掃描的光電倍增器檢測(cè)器元件101b、102b、103b、104b、105b和106b。元件陣列200b具有與圖7的元件陣列200類(lèi)似的結(jié)構(gòu)。與上述相對(duì)于圖7的元件陣列200的描述類(lèi)似,在這個(gè)實(shí)施例中,元件陣列200b的檢測(cè)器元件的數(shù)目、被連接到單一數(shù)據(jù)線(xiàn)的檢測(cè)器元件的數(shù)目和數(shù)據(jù)線(xiàn)的數(shù)目?jī)H出于說(shuō)明目的而提供,并且不旨在限制本發(fā)明的范圍。累加器300b包括計(jì)數(shù)單元310b。計(jì)數(shù)單元310b對(duì)接收到輻射的檢測(cè)器單元的數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)單元310b生成計(jì)數(shù)信號(hào),該計(jì)數(shù)信號(hào)指示已計(jì)數(shù)的檢測(cè)器元件的數(shù)目。計(jì)數(shù)單元310b可以包括多個(gè)子計(jì)數(shù)器。每個(gè)子計(jì)數(shù)器可以對(duì)被連接到單一數(shù)據(jù)線(xiàn)且接收到輻射的檢測(cè)器單元的數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)單元310b可以通過(guò)組合由多個(gè)子計(jì)數(shù)器生成的子計(jì)數(shù)器信號(hào)來(lái)生成計(jì)數(shù)信號(hào)。累加器300b通過(guò)第一數(shù)據(jù)線(xiàn)DATAline1和第二數(shù)據(jù)線(xiàn)DATAline2從元件陣列200b接收電流。開(kāi)關(guān)TR1、TR2和TR3分別被分別從光電倍增器檢測(cè)器元件101a、102a和103a輸出的輸出信號(hào)OUT1、OUT2和OUT3接通或斷開(kāi)。當(dāng)開(kāi)關(guān)TR1、TR2和TR3被接通時(shí),與數(shù)據(jù)線(xiàn)相對(duì)應(yīng)的電流根據(jù)檢測(cè)到輻射(例如,伽馬射線(xiàn))的檢測(cè)器元件的數(shù)目流動(dòng)。例如,如果僅在光電倍增器檢測(cè)器元件101b中檢測(cè)到輻射,而在光電倍增器檢測(cè)器元件102b和103b中未檢測(cè)到輻射,則只有開(kāi)關(guān)TR1被接通,從而電流I在第一數(shù)據(jù)線(xiàn)DATAline1中流動(dòng)。例如,如果在光電倍增器檢測(cè)器元件101b和102b中檢測(cè)到輻射,而在光電倍增器檢測(cè)器元件103b中未檢測(cè)到輻射,則開(kāi)關(guān)TR1和TR2被接通,從而電流2I在第一數(shù)據(jù)線(xiàn)DATAline1中流動(dòng)。類(lèi)似地,如果在光電倍增器檢測(cè)器元件101b、102b和103b中檢測(cè)到輻射,則電流3I(即,電流I的3倍的電流)在第一數(shù)據(jù)線(xiàn)DATAline1中流動(dòng)。累加器300b包括計(jì)數(shù)單元310b。如果電流I在第一數(shù)據(jù)線(xiàn)DATAline1中流動(dòng),則電流I也在與電流鏡相對(duì)的開(kāi)關(guān)Tr_i中流動(dòng)。因此,V_count1表示通過(guò)將電阻R乘以電流I獲得的值。也就是說(shuō),V_count1=R×I。類(lèi)似地,如果電流2I在第一數(shù)據(jù)線(xiàn)DATAline1中流動(dòng),則電流4I在與電流鏡相對(duì)的開(kāi)關(guān)Tr_i中流動(dòng)。因此,V_count1表示通過(guò)將電阻R乘以電流2I獲得的值。也就是說(shuō),V_count1=R×2I。類(lèi)似地,如果電流3I在第一數(shù)據(jù)線(xiàn)DATAline1中流動(dòng),則電流5I在開(kāi)關(guān)Tr_i中流動(dòng)。因此,V_count1表示通過(guò)將電阻R乘以電流3I獲得的值。也就是說(shuō),V_count1=R×3I。換句話(huà)說(shuō),如果檢測(cè)到輻射的檢測(cè)器元件的數(shù)目是1,則V_count1=R×I,如果檢測(cè)到輻射的檢測(cè)器元件的數(shù)目是2,則V_count1=R×2I,而且如果檢測(cè)到輻射的檢測(cè)器元件的數(shù)目是3,則V_count1=R×3I。因此,計(jì)數(shù)單元310b可以根據(jù)電壓的強(qiáng)度來(lái)檢測(cè)輻射的密度。因此,計(jì)數(shù)單元310b生成計(jì)數(shù)信號(hào)。圖12A至圖12C是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、根據(jù)在第一數(shù)據(jù)線(xiàn)DATAline1中流動(dòng)的電流分別示出輸出信號(hào)OUT1、OUT2和OUT3以及計(jì)數(shù)電壓V_count的時(shí)序圖。具體地,圖12A示出當(dāng)開(kāi)關(guān)TR1接通而開(kāi)關(guān)TR2和開(kāi)關(guān)TR3斷開(kāi)時(shí)輸出信號(hào)OUT1、OUT2和OUT3以計(jì)數(shù)電壓V_count的時(shí)序圖。圖12B示出當(dāng)開(kāi)關(guān)TR1和開(kāi)關(guān)TR2接通而開(kāi)關(guān)TR3斷開(kāi)時(shí)輸出信號(hào)OUT1、OUT2和OUT3以及計(jì)數(shù)電壓V_count的時(shí)序圖。圖12C示出當(dāng)開(kāi)關(guān)TR1、開(kāi)關(guān)TR2和開(kāi)關(guān)TR3接通時(shí)輸出信號(hào)OUT1、OUT2和OUT3以及計(jì)數(shù)電壓V_count的時(shí)序圖。參照?qǐng)D11和圖12A,圖12A的時(shí)序圖示出在光電倍增器檢測(cè)器元件101b中檢測(cè)到輻射而在光電倍增器檢測(cè)器元件102b和103b中未檢測(cè)到輻射的情況。開(kāi)關(guān)TR1被輸出信號(hào)OUT1接通,開(kāi)關(guān)TR2被輸出信號(hào)OUT2接通,而開(kāi)關(guān)TR3被輸出信號(hào)OUT3接通。從而,電流I在第一數(shù)據(jù)線(xiàn)DATAline1中流動(dòng),而且電流I也在開(kāi)關(guān)TR_i中流動(dòng)。因此,計(jì)數(shù)電壓V_count1可以被表示為R×I。因此,計(jì)數(shù)單元310b可以通過(guò)使用上升沿的數(shù)目或者最大電壓的強(qiáng)度來(lái)測(cè)量輻射的密度。參照?qǐng)D11和圖12B,圖12B的時(shí)序圖示出在光電倍增器檢測(cè)器元件101b和102b中檢測(cè)到輻射而在光電倍增器檢測(cè)器元件103b中未檢測(cè)到輻射的情況。開(kāi)關(guān)TR1被輸出信號(hào)OUT1接通,開(kāi)關(guān)TR2被輸出信號(hào)OUT2接通,而開(kāi)關(guān)TR3被輸出信號(hào)OUT3斷開(kāi)。因此,電流2I在第一數(shù)據(jù)線(xiàn)DATAline1中流動(dòng),而且電流2I也在開(kāi)關(guān)TR_i中流動(dòng)。因此,計(jì)數(shù)電壓V_count1可以被表示為R×2I。在這方面,由于輻射并未在光電倍增器檢測(cè)器元件101b和102b中被同時(shí)檢測(cè)到,因此它們之間可能存在時(shí)間差。由于這樣的時(shí)間差,計(jì)數(shù)電壓V_count1可以步進(jìn)式(stepwise)增加。因此,計(jì)數(shù)單元310b可以對(duì)上升沿的數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)并且通過(guò)使用最大電壓的強(qiáng)度來(lái)測(cè)量輻射的密度。參照?qǐng)D11和圖12C,圖12C的時(shí)序圖示出在光電倍增器檢測(cè)器元件101b、102b和103b中檢測(cè)到輻射的情況。開(kāi)關(guān)TR1被輸出信號(hào)OUT1接通,開(kāi)關(guān)TR2被輸出信號(hào)OUT2接通,而且開(kāi)關(guān)TR3被輸出信號(hào)OUT3被接通。因此,電流3I在第一數(shù)據(jù)線(xiàn)DATAline1中流動(dòng),而且電流3I也在開(kāi)關(guān)TR_i中流動(dòng)。因此,計(jì)數(shù)電壓V_count1可以被表示為R×3I。在這方面,如在圖12B的情況下,由于輻射并未在光電倍增器檢測(cè)器元件101b和102b中被同時(shí)檢測(cè)到,因此它們之間可能存在時(shí)間差。由于這樣的時(shí)間差,計(jì)數(shù)電壓V_count1可以步進(jìn)式增加。因此,計(jì)數(shù)單元310b可以對(duì)上升沿的數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)并且通過(guò)使用最大電壓的強(qiáng)度來(lái)測(cè)量輻射的密度。在下文中,將描述圖11的輻射檢測(cè)系統(tǒng)400b的操作。該操作與圖8的輻射檢測(cè)系統(tǒng)400a的操作類(lèi)似。第一數(shù)據(jù)線(xiàn)DATAline1根據(jù)檢測(cè)到輻射的檢測(cè)器元件的數(shù)目來(lái)改變計(jì)數(shù)電壓V_count1。具體來(lái)說(shuō),如果檢測(cè)到輻射的檢測(cè)器元件的數(shù)目是1,則V_count1=R×I,如果檢測(cè)到輻射的檢測(cè)器元件的數(shù)目是2,則V_count1=R×2I,而且如果檢測(cè)到輻射的檢測(cè)器元件的數(shù)目是3,則V_count1=R×3I。計(jì)數(shù)單元310b基于指示被計(jì)數(shù)的檢測(cè)器元件的數(shù)目的計(jì)數(shù)電壓V_count1的強(qiáng)度來(lái)執(zhí)行計(jì)算以便獲得計(jì)數(shù)信號(hào)并輸出該計(jì)數(shù)信號(hào)。因此,連續(xù)入射或幾乎同時(shí)入射的光子可以通過(guò)這些過(guò)程進(jìn)行檢測(cè)。應(yīng)當(dāng)理解,附圖中的元件的形狀僅用于說(shuō)明目的,以便清楚地解釋本發(fā)明構(gòu)思。即,除了附圖中的形狀以外的許多不同的形狀也是可能的。貫穿附圖,相同的參考標(biāo)號(hào)表示相同的構(gòu)成元件。應(yīng)當(dāng)理解,這里描述的示范性實(shí)施例應(yīng)該被視為僅僅為了描述,而不是限制。對(duì)每個(gè)實(shí)施例內(nèi)的特征或方面的描述通常應(yīng)該被視為可用于其它實(shí)施例中的其他類(lèi)似的特征或方面。