本發(fā)明涉及輻射粒子探測器領(lǐng)域。其尤其應用于核成像系統(tǒng)，例如用于臨床或探索研究的正電子發(fā)射斷層攝影(PET)掃描器以及單光子發(fā)射計算機斷層攝影(SPECT)掃描器。

背景技術(shù)：

在PET掃描器中，像素化閃爍體通常被用于將入射輻射粒子轉(zhuǎn)換為具有UV或可見光譜中的波長的光子的爆發(fā)(burst)。閃爍體通常包括具有大約1x1mm²到4x4mm²的基礎(chǔ)面積的閃爍體元件的矩陣。由被耦合到閃爍體元件的光傳感器探測閃爍事件。技術(shù)發(fā)展水平的PET掃描器使用固態(tài)光傳感器，例如硅光電倍增管(SiPM)，其通常包括被配置為響應于光子的撞擊而擊穿的單光子雪崩二極管(SPAD)的陣列。

備選地，可以使用包括一大塊閃爍體材料的單片閃爍體。單片閃爍體通常被耦合到光傳感器的陣列，所述光傳感器被配置為定位單片閃爍體內(nèi)的不同閃爍體元件位置處的閃爍事件。

能夠被識別的閃爍體元件位置的尺寸是確定得到的圖像的空間分辨率的主要因素。由此，小的閃爍體元件位置被期望，以增加分辨率。在對于更高分辨率的固態(tài)核成像系統(tǒng)的尋求中，Anger邏輯已經(jīng)被用于獲得優(yōu)于單個光傳感器的尺寸的分辨率。通過將閃爍體和光傳感器與使發(fā)射的閃爍光散布到若干光傳感器中的光導耦合并且識別具有Anger邏輯的閃爍體元件位置，能夠改進分辨率。由于Anger邏輯依賴于來自近鄰光傳感器的信息以識別閃爍體元件位置，因此當光傳感器中的一些的信息丟失(例如，在光傳感器陣列的間隙和邊緣處)時，Anger邏輯變得不準確。

專利申請US2014/175294A1公開了包括具有單光子雪崩二極管(SPAD)探測器的探測器陣列的光探測器，所述SPAD探測器被配置為響應于光子的撞擊而擊穿。觸發(fā)電路被配置為響應于SPAD探測器陣列的SPAD探測器的擊穿而生成觸發(fā)信號。時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器電路可以生成對于觸發(fā)信號的數(shù)字時間戳。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

改進比被用于探測閃爍體事件的光傳感器更小的閃爍體元件位置的識別將是有利的。為了更好地解決該問題，在本發(fā)明的第一方面中，提出了一種用于輻射粒子探測器中的閃爍體事件定位的方法，包括以下步驟：

-提供多個閃爍體元件位置，其被配置為響應于輻射粒子在所述閃爍體元件位置處被吸收而發(fā)射光子的爆發(fā)，

-利用光傳感器探測由閃爍體元件位置發(fā)射的光子的爆發(fā)，其中，所述光傳感器包括被配置為響應于光子的撞擊而擊穿的單光子雪崩二極管的陣列；

-采集指示所述單光子雪崩二極管中的哪些在擊穿中的擊穿數(shù)據(jù)，

-提供將單光子雪崩二極管分配到組的預定光傳感器敏感性數(shù)據(jù)，其中，每個組被精確地分配到一個閃爍體元件位置，并且

-個體地確定針對每個組的在擊穿中的單光子雪崩二極管的數(shù)量以識別發(fā)射所述光子的爆發(fā)的所述閃爍體元件位置。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出了用于執(zhí)行上述方法的計算機程序產(chǎn)品，包括被配置為執(zhí)行以下步驟的指令：

-采集指示所述單光子雪崩二極管中的哪些在擊穿中的擊穿數(shù)據(jù)，

-提供將單光子雪崩二極管分配到組的預定光傳感器敏感性數(shù)據(jù)，其中，每個組被精確地分配到一個閃爍體元件位置，并且

-個體地確定針對每個組的在擊穿中的單光子雪崩二極管的數(shù)量以識別發(fā)射所述光子的爆發(fā)的所述閃爍體元件位置。

根據(jù)本發(fā)明的又另一方面，提出了一種輻射粒子探測器，包括：

-多個閃爍體元件位置，其被配置為響應于輻射粒子在所述閃爍體元件位置處被吸收而發(fā)射光子的爆發(fā)，

-光傳感器，其包括單光子雪崩二極管的陣列，所述單光子雪崩二極管被配置為響應于光子的撞擊而擊穿，其中，所述光傳感器被配置為采集指示所述單光子雪崩二極管中的哪些在擊穿中的擊穿數(shù)據(jù)，以及

-定位單元，其被配置為接收將單光子雪崩二極管分配到組的預定光傳感器敏感性數(shù)據(jù)，其中，每個組被精確地分配到一個閃爍體元件位置，并且被配置為個體地確定針對每個組的在擊穿中的單光子雪崩二極管的數(shù)量以識別發(fā)射所述光子的爆發(fā)的所述閃爍體元件位置。

本發(fā)明的又另一方面涉及一種核成像系統(tǒng)，包括：

-如以上描述的至少一個輻射粒子探測器，

-重建單元，其用于將輻射粒子探測器的輸出重建成圖像表示，以及

-顯示器，其用于顯示重建的圖像表示的至少部分。

根據(jù)本發(fā)明，采集指示光傳感器的單光子雪崩二極管的哪些在擊穿中的擊穿數(shù)據(jù)。由此，能夠從具有僅僅由個體單光子雪崩二極管的尺寸限制的分辨率的擊穿數(shù)據(jù)導出閃爍光的分布。本發(fā)明還依賴于提供將特定單光子雪崩二極管分配給特定組的預定光傳感器敏感性數(shù)據(jù)。每個組被精確地分配給一個閃爍體元件位置。組定義主要對由所述閃爍體元件位置發(fā)射的光敏感的光傳感器的區(qū)。能夠通過確定針對每個組的在擊穿中的單光子雪崩二極管的數(shù)量來識別發(fā)射光子的爆發(fā)的閃爍體元件位置。例如，能夠選擇具有在擊穿中的最大數(shù)量的單光子雪崩二極管的組，或能夠選擇具有在擊穿中的二極管的數(shù)量與在組中的二極管的總數(shù)量的最大比率的組。由此，閃爍體元件位置的識別不需要來自相鄰光傳感器的信息。甚至在其中相鄰光傳感器信息不可用的輻射粒子探測器的那些區(qū)域中，閃爍體元件位置識別是可能的。由于擊穿數(shù)據(jù)的高分辨率，能夠識別比光傳感器更小的閃爍體元件位置。

根據(jù)本發(fā)明，閃爍體元件位置可以是在單片閃爍體中的位置。備選地，閃爍體元件位置可以是在包括閃爍體元件陣列的像素化閃爍體中的閃爍體元件。像素化閃爍體的閃爍體元件可以從像素化閃爍體的相鄰閃爍體元件中光學地隔離。

本發(fā)明允許在不需要光導的情況下識別閃爍體元件位置。然而，本發(fā)明也能夠被應用到使用光導的輻射粒子探測器。

優(yōu)選地，光傳感器是數(shù)字硅光電倍增管。數(shù)字硅光電倍增管將單光子雪崩二極管(也被稱為模式雪崩光二極管(GM-APD))的陣列與讀出電路一起集成在一個芯片上。有利地，數(shù)字硅光電倍增管被配置為輸出針對每個體單光子雪崩二極管的擊穿數(shù)據(jù)。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，預定光傳感器敏感性數(shù)據(jù)將單光子雪崩二極管中的至少一個分配到多于一組。將相同的單光子雪崩二極管分配到多于一組允許定義在光傳感器上的對不同閃爍體元件位置敏感的區(qū)，其中，這些區(qū)彼此交疊。交疊敏感區(qū)允許分離以交錯的方式定位在輻射粒子探測器的兩個或更多水平上的閃爍體元件位置，尤其像素化閃爍體的閃爍體元件，以便允許相互作用深度(DOI)的探測。

根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實施例，通過利用輻射粒子精確地照射閃爍體元件位置中的一個，尤其是像素化閃爍體的閃爍體元件中的一個并且確定單光子雪崩二極管中的哪些在擊穿中來生成光傳感器敏感性數(shù)據(jù)。光傳感器敏感性數(shù)據(jù)的生成優(yōu)選地被執(zhí)行為在輻射粒子探測器的制造或核成像系統(tǒng)的裝配期間的校準流程的部分。備選地，能夠在核成像系統(tǒng)的使用期間生成光傳感器數(shù)據(jù)，例如作為每日或每周校準流程的部分，從而允許不時地改變和/或改編光傳感器敏感性。

有利地，光傳感器敏感性數(shù)據(jù)包括針對每個組的一個光傳感器敏感性模式，其中，光傳感器敏感性模式將至少一個單光子雪崩二極管分配到所述組。因為能夠由同一處理單元相繼地或通過相同的處理單元并行地處理光傳感器敏感性模式，使用針對每個組的光傳感器敏感性模式允許簡化的數(shù)據(jù)處理。光傳感器敏感性模式可以被結(jié)構(gòu)化為掩膜，其精確地保持針對光傳感器的單光子雪崩二極管中的每個的一個掩膜元件，其中，掩膜元件指示特定單光子雪崩二極管是否是所述組的部分。提供光傳感器敏感性模式作為掩膜具有這樣的益處，能夠通過具有敏感模式的相應單光子雪崩二極管的擊穿數(shù)據(jù)的邏輯AND-操作來執(zhí)行確定在擊穿中的給定組的所有單光子雪崩二極管的步驟。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，光傳感器敏感性數(shù)據(jù)還包括針對虛擬組的虛擬光傳感器敏感性模式，其中，虛擬組包括未被分配到其他組的列表中的一個特定組的光傳感器的所有單光子雪崩二極管。具體而言，虛擬組可以包括不是第一組的部分的光傳感器的所有單雪崩二極管，從而定義是第一組的反轉(zhuǎn)的虛擬組。為了計算針對光傳感器的在擊穿中的單光子雪崩二極管的總數(shù)量，可以添加第一組和虛擬組的擊穿中的單光子雪崩二極管的數(shù)量。擊穿中的單光子雪崩二極管的總數(shù)量可以被用于計算閃爍事件的總能量。備選地，可以定義包括光傳感器的所有單光子雪崩二極管的虛擬組。根據(jù)又一備選，光傳感器可以提供在其輸出的一個上的擊穿中的單光子雪崩二極管的總數(shù)。

優(yōu)選地，響應于由單雪崩二極管的擊穿生成的觸發(fā)信號而采集擊穿數(shù)據(jù)。觸發(fā)信號能夠被生成在光探測器內(nèi)部，并且開始流程以采集擊穿數(shù)據(jù)。有利地，通過積分時間延遲擊穿數(shù)據(jù)的采集以便確保在開始采集之前爆發(fā)的光子的大部分已經(jīng)撞擊在光傳感器上。

根據(jù)另一優(yōu)選實施例，在陣列的部分中采集擊穿數(shù)據(jù)。在部分中采集擊穿數(shù)據(jù)允許擊穿數(shù)據(jù)的并行處理。例如，能夠在陣列的行或列中采集擊穿數(shù)據(jù)。這意味著針對陣列的全部列或行的擊穿數(shù)據(jù)可以立刻被輸出，并且轉(zhuǎn)移到定位單元。在定位單元內(nèi)部，能夠并行處理針對完全列或行的擊穿數(shù)據(jù)。

還優(yōu)選地，擊穿數(shù)據(jù)被提供為串行位模式。由此，簡化了擊穿數(shù)據(jù)的數(shù)字處理。位模式的個體位可以承載給定單光子雪崩二極管是否在擊穿中的信息。

根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實施例，輻射粒子探測器包括多個光傳感器，尤其光傳感器的陣列。光傳感器能夠被配置為探測由閃爍體元件位置中的一個發(fā)射的光子的爆發(fā)，并且分別地采集針對每個光傳感器個體地具有單光子雪崩二極管分辨率的擊穿數(shù)據(jù)。針對每個光傳感器，可以有利地提供個體預定光傳感器敏感性數(shù)據(jù)。

還優(yōu)選地，定位單元包括用于存儲光傳感器敏感性數(shù)據(jù)的光傳感器敏感性存儲器。光傳感器敏感性存儲器可以有利地存儲多于一個光傳感器的光敏感性數(shù)據(jù)。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，定位單元被連接到多個光傳感器。定位單元可以被提供有多個光傳感器的擊穿數(shù)據(jù)和多個光傳感器的預定光傳感器敏感性數(shù)據(jù)。這允許定位單元通過使用來自相鄰光傳感器的數(shù)據(jù)識別閃爍體元件位置以識別散布到多于一個光傳感器的閃爍體元件位置。

根據(jù)本發(fā)明的備選優(yōu)選實施例，定位單元是光傳感器的部分。例如在具有單光子雪崩二極管的相同襯底上實施定位單元作為光傳感器的部分，提供減少由光傳感器輸出的數(shù)據(jù)量的優(yōu)點。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，核成像系統(tǒng)包括被設(shè)置在圍繞成像區(qū)域的環(huán)中的多個輻射粒子探測器，其中，重建單元被配置為執(zhí)行正電子發(fā)射斷層攝影重建技術(shù)。

參考下文描述的實施例，本發(fā)明的這些和其他方面將顯而易見并得到闡述。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的輻射粒子探測器的側(cè)視圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的輻射粒子探測器的側(cè)視圖。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施例的核成像系統(tǒng)的圖解性圖示。

圖4是若干光傳感器敏感性模式的圖解性圖示。

圖5a-c是闡述根據(jù)發(fā)明性方法的實施例的用于識別閃爍體元件位置的操作的圖解性圖示。

具體實施方式

圖1圖示了用在核成像系統(tǒng)(例如高分辨率PET掃描器)中的輻射粒子探測器1的第一實施例。輻射粒子探測器1包括具有多個閃爍體元件位置的像素化閃爍體，其中，所述閃爍體元件位置是閃爍體元件2。閃爍體元件2的材料被選擇以提供具有閃爍爆發(fā)的快速時間延遲的511keV伽瑪射線的高停止功率。一些適當?shù)拈W爍體材料是硅酸镥(LSO)、硅酸镥釔(LYSO)和溴化鑭(LaBr)。應當認識到，能夠代替地使用由其他材料制成的閃爍體元件2。閃爍體材料的結(jié)構(gòu)例如可以是晶體狀、多晶或陶瓷。閃爍體晶體2被布置在閃爍體層3中。為了避免在閃爍體晶體2之間的光共享，反射材料4(例如反射箔)被設(shè)置在相鄰閃爍體元件2之間。備選地，閃爍體晶體2能夠被包裹在反射涂層中。

閃爍體元件2例如由光學透明膠直接耦合到傳感器層6。傳感器層6包括固態(tài)光傳感器5的陣列。額外地，任選平面光導能夠被插入在閃爍體層3和光傳感器層6之間以允許閃爍光散布到若干光傳感器5上。光傳感器5是硅光電倍增管(SiPM)，每個包括單片地設(shè)置在硅襯底上的單光子雪崩二極管的陣列。根據(jù)該實施例的光傳感器5是所謂的數(shù)字硅光電倍增管，其在相同的硅襯底上集成讀出電路連同單光子雪崩二極管。單光子雪崩二極管被配置為響應于光子的撞擊而擊穿。在數(shù)字硅光電倍增管內(nèi)部，陣列的單光子雪崩二極管中的每個的狀態(tài)的表示是可用的。技術(shù)發(fā)展水平的數(shù)字SiPM使用所有二極管的擊穿狀態(tài)的數(shù)字表示來計算擊穿中的所有單光子雪崩二極管的總和并且輸出計算的值以及數(shù)字時間戳。根據(jù)本發(fā)明的描述實施例的輻射粒子探測器包括光傳感器5，所述光傳感器能夠在其輸出上提供在每個二極管基礎(chǔ)上的擊穿數(shù)據(jù)。由此，能夠從光傳感器5中采集指示光傳感器5的單光子雪崩二極管中的哪些處于擊穿中的擊穿數(shù)據(jù)。

輻射粒子探測器1還包括定位單元7。定位單元7被配置為在每晶體基礎(chǔ)上識別閃爍事件的位置。響應于由光傳感器5中的至少一個對光子的爆發(fā)的探測，定位單元7確定發(fā)射光子的爆發(fā)的閃爍體元件2。根據(jù)第一實施例的定位單元7被實施為被連接到多個光傳感器5的單獨單元。備選地，定位單元7能夠與單光子雪崩二極管和讀出電子設(shè)備一起被實施在相同的襯底上，例如作為一個光傳感器5的部分或作為包括多個光傳感器5和定位單元7的模塊。

定位單元7被配置為接收將給定光傳感器5的單光子雪崩二極管分配到不同組的預定光傳感器敏感性數(shù)據(jù)。單光子雪崩二極管的每個組對應于由特定閃爍體元件2發(fā)射的閃爍光的實驗性確定的分布。每個組被精確分配給一個閃爍體元件2。定位單元7還用于確定針對每個組的擊穿中的二極管的數(shù)量，并且因此允許識別發(fā)射光子的爆發(fā)的閃爍體元件2，如下面將解釋的。識別能夠依賴于確定具有擊穿中的最大數(shù)量的單光子雪崩二極管的組。備選地，識別能夠依賴于確定示出擊穿中的二極管的數(shù)量與組中的二極管的總數(shù)量的最大比率的組。

圖1描繪了與閃爍體元件2.1相互作用的伽瑪射線10。結(jié)果，通過閃爍體元件2.1發(fā)射具有在光譜的UV或可見部分中的波長的光子的爆發(fā)。光子通過反射器4反射，并且在被耦合到光傳感器5.1的晶體2.1的側(cè)面上逃離閃爍體元件2.1。主要在直接位于閃爍體元件2.1的下面的區(qū)域8.1中由光傳感器5.1接收光子。由此，區(qū)域8.1定義其中來源于閃爍體元件2.1的光子被預期由光傳感器5.1的單光子雪崩二極管探測的光傳感器5.1的區(qū)域。由此，閃爍體元件2.1的光分布被限制到區(qū)域8.1。

在校準流程中能夠探測閃爍體元件2的光分布，其中，由伽瑪射線分別輻照閃爍體元件2中的每個。在校準流程期間，確定單光子雪崩二極管中的哪些在擊穿中。根據(jù)在校準流程中確定的擊穿數(shù)據(jù)，生成將給定光分布模式映射到特定閃爍體元件2的光傳感器敏感性數(shù)據(jù)。光傳感器敏感性數(shù)據(jù)包括針對每個組的一個光傳感器敏感性模式，其中，光傳感器敏感性模式將至少一個單光子雪崩二極管分配到所述組。光傳感器敏感性模式存儲由給定閃爍體元件2以對應于單光子雪崩二極管的尺寸的分辨率產(chǎn)生的光分布。單光子雪崩二極管的每個組被精確地分配給一個閃爍體元件2。

光傳感器敏感性數(shù)據(jù)以光傳感器敏感性模式的形式被存儲在定位單元7的敏感性存儲器中。在輻射粒子探測器1的使用期間，光傳感器敏感性數(shù)據(jù)被讀取并且被用于識別閃爍體元件2。利用可用于給定光傳感器5的擊穿數(shù)據(jù)，定位單元7確定所述光傳感器5的單光子雪崩二極管中的哪些在擊穿中。定位單元7還確定單光子雪崩二極管屬于組中的哪個。對于組中的每個，定位單元7對擊穿中的單光子雪崩二極管的數(shù)量進行計數(shù)，并且確定具有擊穿中的最大數(shù)量的二極管的組。該組最可能是被分配到為光子的爆發(fā)的起源的閃爍體元件2的組。

由光傳感器敏感性數(shù)據(jù)定義的組能夠包括不同數(shù)量的單光子雪崩二極管。然而，優(yōu)選地，組中的單光子雪崩二極管的數(shù)量是相同的尺寸。此外，應當認識到，該單光子雪崩二極管能夠是多于僅僅一個組的部分。這是由于相鄰閃爍體元件2的光分布的可能交疊。

圖2描繪了根據(jù)本發(fā)明的輻射粒子探測器1的第二實施例。在圖2中描繪的輻射粒子探測器1包括被耦合到光傳感器層6的第一閃爍體層3和被設(shè)置在第一閃爍體層3的頂部上的第二閃爍體層3’。第二閃爍體層3’的閃爍體元件2’從第一層3的閃爍體元件2偏移半個像素間距。根據(jù)第二實施例的輻射粒子探測器1被用在能夠確定伽瑪射線與像素化閃爍體的相互作用深度的高空間分辨率PET-掃描器中。

圖2圖示了伽瑪射線10’與第二閃爍體層3’的閃爍體元件2.1’的相互作用。伽瑪射線10’在晶體2.1’中停止，并且得到的光子的爆發(fā)散布在其中相互作用發(fā)生的晶體2.1’下面的第一閃爍體層3中的兩個相鄰晶體2.2、2.3上。由主要在區(qū)域8.2中的光傳感器5.1接收光子，所述區(qū)域8.2主要對應于在閃爍體元件2.2和2.3下面的區(qū)域。由此，在與發(fā)生在第一閃爍層3的相互作用比較的更大區(qū)上由光傳感器5探測光，將區(qū)域8.3看做參考。結(jié)果，敏感區(qū)的交疊是可能的，并且允許分離第二層3’的閃爍體元件2’和第一層3的閃爍體元件2。以交錯的方式被定位在輻射粒子探測器1的兩個或更多水平上的閃爍體元件2、2’能夠被識別，而不需要光導。然而，光導能夠任選地被設(shè)置在第一閃爍體層3和光傳感器層6之間。

圖3是被配置為包括多個輻射粒子探測器1的PET掃描器的核成像系統(tǒng)的圖解性圖示。輻射粒子探測器1被布置在沿著軸向方向的一個或多個環(huán)中；然而可以使用輻射粒子探測器1的其他布置。輻射粒子探測器1圍繞檢查區(qū)域。定位在檢查區(qū)域中的對象已經(jīng)接收了發(fā)射由輻射粒子探測器1探測的伽瑪射線或特征能量的其他輻射粒子的放射性藥物。

核成像系統(tǒng)還包括被配置為執(zhí)行正電子發(fā)射斷層攝影重建技術(shù)的重建單元11。重建單元被連接到多個輻射粒子探測器1并且接收晶體識別數(shù)據(jù)。重建單元11將輻射粒子探測器1的晶體識別數(shù)據(jù)重建成存儲在存儲器12中的圖像表示。顯示器13被連接到存儲器12以用于顯示重建的圖像表示的至少部分。

圖4圖示了針對具有16個單光子雪崩二極管的4x4陣列的光傳感器的采取五個敏感模式21、22、23、24、25組的形式的示范性光傳感器敏感性數(shù)據(jù)20。16個二極管的數(shù)量被選擇用于提供更好的概覽，而光傳感器陣列通常包括大約3000到6000的單光子雪崩二極管的數(shù)量。光傳感器5被耦合到包括以交錯方式定位的閃爍體元件的兩個閃爍體層以允許相互作用深度定位。敏感模式的結(jié)構(gòu)類似于單光子雪崩二極管陣列的結(jié)構(gòu)。“1”指示單光子雪崩是組的部分，而“0”指示二極管不是所述組的部分。換言之，光傳感器敏感性模式21、22、23、24、25被結(jié)構(gòu)化為精確地保持針對光傳感器的單光子雪崩二極管中的每個的一個掩膜元件的掩膜，其中，掩膜元件指示特定單光子雪崩二極管是否是所述組的部分。

第一敏感性模式21定義單光子雪崩二極管的第一組。二極管的第一組位于光傳感器5的陣列的左上角。由此，第一組識別位于光傳感器5的左上角的頂部的閃爍體晶體2。第二敏感模式22定義二極管的第二組，其接收來自位于光傳感器5的右上角的頂部上的閃爍體元件2的光。第三敏感模式23和第四敏感模式24定義二極管的第三和第四組，其分別位于光傳感器5的下角，并且接收來自位于光傳感器的下角的頂部上的閃爍體元件的光。由第五敏感模式25定義第五組。第五組包括位于光傳感器5的中間的單光子雪崩二極管。如在圖4中描繪的，第五組與其他組共享二極管。換言之，第五組的單光子雪崩二極管也被分配到其他組。由此，存在在例如第一和第五組的光分布區(qū)中的交疊。這是由于以下的事實：第五組被分配到位于在第一、第二、第三和第四閃爍體元件以上的第二層中的閃爍體元件。由第二層的所述閃爍體元件發(fā)射的光子散布到在其以下的層中的所有相鄰晶體，導致在光傳感器5的表面上的更寬光分布。

任選地，其能夠定義針對光傳感器5的多于五個敏感模式。

使用圖5，下面將詳細描述根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于識別閃爍體元件的操作。

圖5a圖示了由光傳感器5采集的指示所述單光子雪崩二極管中的哪些在擊穿中的擊穿數(shù)據(jù)30。擊穿數(shù)據(jù)30被提供作為單個位的模式，其中，“1”指示單光子雪崩二極管在擊穿中，而“0”指示二極管不在擊穿中。采集擊穿數(shù)據(jù)30響應于由光傳感器5響應于光子的撞擊生成的觸發(fā)信號，并且延遲大約數(shù)百納秒的積分時間。在陣列的行30.1、30.2、30.3、30.4中采集擊穿數(shù)據(jù)30。這意味著擊穿數(shù)據(jù)30的采集以提供在對應于陣列的第一行30.1的二極管的光傳感器5的輸出上的串行位模式開始，并且以第二行30.2的串行位模式繼續(xù)等。

圖5b描繪了被結(jié)構(gòu)化為類似于在圖4中示出的敏感模式21、22、23、24、25的掩膜的給定光傳感器敏感性模式的第一行40.1。光傳感器敏感性模式定義對應于第一閃爍體元件的第一組。在定位單元7中，執(zhí)行邏輯AND-操作，其中，在AND-操作中將光傳感器敏感性模式的第一行40.1的元件與擊穿數(shù)據(jù)30的第一行30.1的對應元件組合。在寄存器50.1中存儲邏輯AND-操作的結(jié)果。最后，通過加法器60.1計算寄存器50.1的所有元件的和。通過執(zhí)行邏輯AND-操作并且連續(xù)計算結(jié)果的數(shù)字和，將擊穿數(shù)據(jù)30與敏感性模式進行比較，并且找到與預定敏感模式匹配的數(shù)量。寄存器50.1的數(shù)字和對應于在第一組的擊穿中的單光子雪崩二極管的數(shù)量。換言之，提供包括被分配到給定閃爍體元件的擊穿數(shù)據(jù)的條件和。

圖5c圖示了能夠并行于第一比較執(zhí)行的第二比較操作。此處，將擊穿數(shù)據(jù)30的第一行30.1與被分配到第二閃爍體元件的第二敏感性模式的第一行41.1進行比較。第二敏感性模式定義單光子雪崩二極管的第二組。模式30.1、41.1的元件的邏輯AND被存儲在寄存器50.2中，并且使用加法器60.2計算寄存器50.2的數(shù)字和。寄存器50.2的數(shù)字和對應于在第二組的擊穿中的單光子雪崩二極管的數(shù)量。

最后，比較所有組的擊穿中的單光子雪崩二極管的數(shù)量以確定具有擊穿中的最大數(shù)量的單光子雪崩二極管的組。該組被分配到發(fā)射光子的爆發(fā)的閃爍體元件2。備選地，能夠比較擊穿中的二極管的數(shù)量與所述組的二極管的總數(shù)量的比率，以便識別光子爆發(fā)所來源于的晶體。

盡管已經(jīng)在附圖和前述描述中詳細圖示并描述了本發(fā)明，這樣的圖示和描述被認為是圖示性或范例性的而非限制性的；本發(fā)明不限于所公開的實施例。例如，能夠在實施例中操作本發(fā)明，其中，核成像系統(tǒng)是SPECT掃描器。根據(jù)本發(fā)明的備選實施例，可以代替像素化閃爍體而使用單片閃爍體，其中，代替于像素化閃爍體的閃爍體元件，位于單片閃爍體中的閃爍體元件位置被識別。根據(jù)本發(fā)明的另一備選實施例，定位單元7被提供為被配置為執(zhí)行計算機程序產(chǎn)品的處理器，其中，所述計算機程序產(chǎn)品包括被配置為執(zhí)行以下步驟的指令：采集指示單光子雪崩二極管中的哪些在擊穿中的擊穿數(shù)據(jù)30；提供將單光子雪崩二極管分配到組的預定光傳感器敏感性數(shù)據(jù)20、40，其中，每個組被精確地分配到一個閃爍體元件位置2、2’；并且個體地確定針對每個組的擊穿中的單光子雪崩二極管的數(shù)量以識別發(fā)射光子的爆發(fā)的所述閃爍體元件位置2、2’。計算機程序產(chǎn)品可以被存儲和/或分布在適當?shù)慕橘|(zhì)上，諸如與其他硬件一起提供或作為其他硬件的一部分的光學存儲介質(zhì)或固態(tài)介質(zhì)，但也可以以其他形式分布，諸如經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)或其他有線或無線電信系統(tǒng)。

通過研究附圖、說明書和權(quán)利要求書，本領(lǐng)域技術(shù)人員在實踐所主張的本發(fā)明時，能夠理解并實現(xiàn)對所公開實施例的其他變型。在權(quán)利要求中，“包括”一詞不排除其他要素或步驟，并且不定冠詞“一”或“一個”不排除多個。在互不相同的從屬權(quán)利要求中記載的特定措施并不表示不能有利地使用這些措施的組合。而且，在說明書中的術(shù)語第一、第二、第三等被用于區(qū)分類似的元件而不必用于描述相繼或時間順序。在權(quán)利要求中的任何附圖標記不應被解釋為對范圍的限制。