FR3084933A1

FR3084933A1 - Systèmes et procédés de détermination de profondeur d'interaction

Info

Publication number: FR3084933A1
Application number: FR1909135A
Authority: FR
Inventors: Arie Shahar; Yaron Glazer; Moshe Cohen-Erner; Avishai Ofan
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: GE Precision Healthcare LLC
Priority date: 2018-08-13
Filing date: 2019-08-12
Publication date: 2020-02-14
Anticipated expiration: 2039-08-12
Also published as: FR3084933B1; CN110824530B; DE102019121702A1; US10481285B1; DE102019121702B4; CN110824530A

Abstract

Un ensemble détecteur (100) est proposé, lequel inclut un détecteur à semi-conducteur (110), plusieurs anodes pixelisées (114), et au moins une unité de traitement (120). Les différentes anodes pixelisées (114) sont disposées sur une surface (112) du détecteur à semi-conducteur (110). Chaque anode pixelisée est configurée pour générer un signal primaire (32) en réponse à la réception d'un photon (116) et pour générer au moins un signal secondaire (34 ; 35 ; 36 ; 37) en réponse à une charge induite provoquée par la réception d'un photon (116) par au moins une anode (14) environnante. L'au moins une unité de traitement est couplée fonctionnellement aux anodes pixelisées (114) et est configurée pour acquérir un signal primaire (32) à partir de l'une (114a) des anodes (114) en réponse à la réception d'un photon (116) ; acquérir au moins un signal secondaire (34 ; 35 ; 36 ; 37) à partir d'au moins un pixel voisin ; et déterminer une profondeur d'interaction (Z0 ; Z1 ; Z2 ; Z3 ; Z4) dans le détecteur à semi-conducteur (110) pour la réception du photon (116) par cette anode (114a) des anodes (114) en utilisant l'au moins un signal secondaire (34 ; 35 ; 36 ; 37). Figure pour l’abrégé : Fig 10

Description

Titre de l'invention : Systèmes et procédés de détermination de profondeur d'interaction

Arrière-plan de l'invention [0001] L'objet décrit ici concerne généralement un appareil et des procédés pour l'imagerie médicale diagnostique, telle que l'imagerie médicale nucléaire (NM).

[0002] En imagerie NM, par exemple, des systèmes à multiples détecteurs ou têtes de détection peuvent être utilisés pour obtenir une image d'un sujet, par exemple pour balayer une région d'intérêt. Par exemple, les détecteurs peuvent être positionnés adjacents au sujet pour acquérir des données NM, qui sont utilisées pour générer une image tridimensionnelle (3D) du sujet.

[0003] Les détecteurs d'imagerie peuvent être utilisés pour détecter la réception de photons à partir d'un objet (par exemple, un patient humain auquel a été administré un traceur radioactif) par le détecteur d'imagerie. La profondeur d'interaction (DOI) ou l'emplacement le long de l'épaisseur d'un détecteur au niveau duquel les photons sont détectés peut affecter l'intensité des signaux générés par le détecteur en réponse aux photons et être utilisé pour déterminer le nombre et l'emplacement des événements détectés. En conséquence, la DOI peut être utilisée pour corriger les signaux de détecteur pour améliorer la résolution et la sensibilité de l'énergie du détecteur. Toutefois, les approches classiques pour déterminer la DOI utilisent des signaux à partir d'une cathode, nécessitant du matériel supplémentaire et une complexité d'assemblage pour utiliser le matériel pour collecter et traiter les signaux de cathode. De plus, les cathodes tendent à être relativement grandes et à produire des signaux relativement bruyants, réduisant la précision et l'efficacité de l'utilisation de signaux à partir de cathodes.

Brève description de l'invention [0004] Dans un mode de réalisation, un ensemble détecteur de rayonnement est proposé, lequel inclut un détecteur à semi-conducteur, plusieurs anodes pixelisées, et au moins un processeur. Le détecteur à semi-conducteur a une surface. Les différentes anodes pixelisées sont disposées sur la surface. Chaque anode pixelisée est configurée pour générer un signal primaire en réponse à la réception d'un photon par l'anode pixelisée et pour générer au moins un signal secondaire en réponse à une charge induite provoquée par la réception d'un photon par au moins une anode environnante. L'au moins un processeur est couplé fonctionnellement aux anodes pixelisées et est configuré pour acquérir un signal primaire à partir de l'une des anodes en réponse à la réception d'un photon par cette anode des anodes ; acquérir au moins un signal se condaire à partir d'au moins un pixel voisin de cette anode des anodes en réponse à une charge induite provoquée par la réception du photon par cette anode des anodes ; et déterminer une profondeur d'interaction dans le détecteur à semi-conducteur pour la réception du photon par cette anode des anodes en utilisant l'au moins un signal secondaire.

[0005] Dans un autre mode de réalisation, un procédé d'imagerie utilisant un détecteur à semi-conducteur est proposé. Le détecteur à semi-conducteur a une surface avec plusieurs anodes pixelisées disposées sur celle-ci. Chaque anode pixelisée est configurée pour générer un signal primaire en réponse à la réception d'un photon par l'anode pixelisée et pour générer au moins un signal secondaire en réponse à une charge induite provoquée par la réception d'un photon par au moins une anode environnante. Le procédé inclut l'acquisition d'un signal primaire à partir de l'une des anodes en réponse à la réception d'un photon par cette anode des anodes, et l'acquisition d'au moins un signal secondaire à partir d'au moins un pixel voisin de cette anode des anodes en réponse à une charge induite provoquée par la réception du photon par cette anode des anodes. Le procédé inclut également la détermination d'une profondeur d'interaction dans le détecteur à semi-conducteur pour la réception du photon par cette anode des anodes en utilisant l'au moins un signal secondaire.

[0006] Dans un autre mode de réalisation, un procédé inclut la fourniture d'un détecteur à semi-conducteur ayant une surface avec plusieurs anodes pixelisées disposées sur celle-ci. Chaque anode pixelisée est configurée pour générer un signal primaire en réponse à la réception d'un photon par l'anode pixelisée et pour générer au moins un signal secondaire en réponse à une charge induite provoquée par la réception d'un photon par au moins une anode adjacente. Le procédé inclut également le couplage fonctionnel des anodes pixelisées à au moins un processeur. En outre, le procédé inclut la fourniture d'une alimentation en rayonnement étalonnée à différentes profondeurs le long d'une paroi latérale du détecteur à semi-conducteur, dans lequel les anodes pixelisées génèrent des signaux primaires et des signaux secondaires en réponse à l'alimentation en rayonnement étalonnée. Egalement, le procédé inclut l'acquisition, avec ledit au moins un processeur, des signaux primaires et des signaux secondaires à partir des anodes pixelisées. Le procédé inclut en outre la détermination de valeurs négatives correspondantes de charges induites totales pour chacune des différentes profondeurs, et la détermination d'informations d'étalonnage en fonction des valeurs négatives des charges induites totales pour chacune des différentes profondeurs.

Brève description des dessins [0007] [fig-1] représente une représentation de potentiels de pondération d'un détecteur ayant un pixel polarisé par un potentiel de tension.

[0008] [fig-2] représente quatre événements au sein du détecteur de la Figure 1.

[0009] [fig.3] représente des charges induites correspondantes pour les quatre événements de la Figure 2.

[0010] [fig.4] représente cinq groupes d'événements sous un pixel primaire ou de collecte situé à cinq DOI différentes.

[0011] [fig.5] représente les signaux non collectés ou secondaires résultants pour les événements situés à Z0 de la Figure 4.

[0012] [fig.6] représente les signaux non collectés ou secondaires résultants pour les événements situés à ZI de la Figure 4.

[0013] [fig.7] représente les signaux non collectés ou secondaires résultants pour les événements situés à Z2 de la Figure 4.

[0014] [fig-8] représente les signaux non collectés ou secondaires résultants pour les événements situés à Z3 de la Figure 4.

[0015] [fig.9] représente les signaux non collectés ou secondaires résultants pour les événements situés à Z4 de la Figure 4.

[0016] [fig.10] représente un système d'étalonnage conformément à divers modes de réalisation.

[0017] [fig.l 1] fournit une vue schématique d'un ensemble détecteur de rayonnement conformément à divers modes de réalisation.

[0018] [fig.12] fournit un organigramme d'un procédé conformément à divers modes de réalisation.

[0019] [fig. 13] fournit un organigramme d'un procédé conformément à divers modes de réalisation.

[0020] [fig. 14] fournit une vue schématique d'un système d'imagerie conformément à divers modes de réalisation.

[0021] [fig. 15] fournit une vue schématique d'un système d'imagerie conformément à divers modes de réalisation.

Description détaillée de l’invention [0022] La description détaillée suivante de certains modes de réalisation sera mieux comprise lorsqu'elle sera lue conjointement avec les dessins annexés. Dans la mesure où les figures illustrent des schémas des blocs fonctionnels de divers modes de réalisation, les blocs fonctionnels ne sont pas nécessairement indicatifs de la division entre les circuits matériels. Par exemple, un ou plusieurs des blocs fonctionnels (par exemple, des processeurs ou des mémoires) peuvent être mis en œuvre dans un seul élément matériel (par exemple, un processeur de signal universel ou un bloc de mémoire vive, disque dur, ou similaires) ou de multiples éléments matériels. De manière similaire, les programmes peuvent être des programmes autonomes, peuvent être incorporés comme sous-routines dans un système d'exploitation, peuvent être des fonctions dans un progiciel installé, et similaires. Il faut comprendre que les divers modes de réalisation ne sont pas limités aux agencements et aux moyens utilisés représentés sur les dessins.

[0023] Tels qu'ils sont utilisés ici, les termes « système », « unité » ou « module » peuvent inclure un système matériel et/ou logiciel qui fonctionne pour effectuer une ou plusieurs fonctions. Par exemple, un module, une unité ou un système peut inclure un processeur informatique, un dispositif de commande ou un autre dispositif à base de logique qui effectue des opérations en fonction d'instructions stockées sur un support de stockage lisible par ordinateur tangible et non transitoire, tel qu'une mémoire d'ordinateur. Alternativement, un module, une unité ou un système peut inclure un dispositif câblé qui effectue des opérations en fonction d'une logique câblée du dispositif. Divers modules ou unités représentés sur les figures annexées peuvent représenter le matériel qui fonctionne en fonction d'instructions logicielles ou câblées, le logiciel qui dirige le matériel pour effectuer les opérations, ou une combinaison de ceux-ci.

[0024] « Systèmes », « unités » ou « modules » peuvent inclure ou représenter du matériel et des instructions associées (par exemple, un logiciel stocké sur un support de stockage lisible par ordinateur tangible et non transitoire, tel qu'un disque dur d'ordinateur, une ROM, une RAM, ou similaires) qui effectuent une ou plusieurs opérations décrites ici. Le matériel peut inclure des circuits électroniques qui incluent et/ou sont reliés à un ou plusieurs dispositifs à base de logique, tels que des microprocesseurs, des processeurs, des dispositifs de commande, ou similaires. Ces dispositifs peuvent être des dispositifs prêts à l'emploi qui sont programmés de manière appropriée ou qui sont chargés de manière appropriée d'effectuer des opérations décrites ici à partir des instructions décrites ci-dessus. En outre ou alternativement, un ou plusieurs de ces dispositifs peuvent être câblés avec des circuits logiques pour effectuer ces opérations.

[0025] Tel qu'il est utilisé ici, un élément ou une étape énoncé au singulier et précédé du mot « un/une » doit être compris comme n'excluant pas le pluriel desdits éléments ou desdites étapes, sauf si une telle exclusion est indiquée explicitement. De plus, les références à « un mode de réalisation » ne doivent pas être interprétées comme excluant l'existence de modes de réalisation supplémentaires qui incorporent également les caractéristiques citées. De plus, sauf indication contraire explicite, des modes de réalisation « comprenant » ou « ayant » un élément ou une pluralité d'éléments ayant une propriété particulière peuvent inclure des éléments supplémentaires n'ayant pas cette propriété.

[0026] Divers modes de réalisation fournissent des systèmes et procédés pour améliorer la sensibilité et/ou la résolution d'énergie d'acquisition d'images, par exemple dans des applications d'imagerie médicale nucléaire (NM). Dans divers modes de réalisation, des mesures de signaux transitoires adjacents non collectés (ou induits) sont utilisées pour déterminer une profondeur d'interaction (DOI) d'événements correspondants dans un détecteur. On notera que les mêmes mesures des signaux transitoires adjacents non collectés peuvent également être utilisées pour déterminer des emplacements de souspixels correspondants pour les événements.

[0027] Généralement, divers modes de réalisation fournissent des procédés et/ou systèmes de mesure de la valeur négative de signaux induits et de déduction ou de détermination de la DOI correspondante en fonction de la valeur négative. Pour certaines valeurs de DOI (par exemple, des DOI non situées près d'une anode), tous les événements ayant la même DOI produisent environ la même valeur négative pour des signaux induits non collectés, quelle que soit leur position latérale (la position latérale étant définie comme les coordonnées x, y lorsque la DOI est mesurée selon un axe z). Par conséquent, divers modes de réalisation utilisent une valeur mesurée de signaux induits (par exemple, une valeur négative mesurée de signaux induits non collectés, qui peut également être utilisée pour la détermination d'emplacement de sous-pixels) pour déduire ou déterminer la DOI ainsi que pour fournir un positionnement 3D des événements provoquant les signaux induits non collectés.

[0028] Un effet technique apporté par divers modes de réalisation inclut une sensibilité et/ou une résolution d'énergie augmentées d'un système de détection, tel qu'un système de détection d'imagerie NM. Un effet technique de divers modes de réalisation inclut une qualité d'image améliorée. Un effet technique de divers modes de réalisation inclut une complexité matérielle et/ou de traitement réduite associée à la détermination de DOI par l'intermédiaire de l'élimination de l'utilisation de signaux à partir d'une cathode.

[0029] Avant d'aborder les aspects spécifiques de modes de réalisation particuliers, certains aspects de fonctionnement de détecteur sont abordés. La Figure 1 représente une représentation 10 de potentiels de pondération pour un détecteur 11 ayant une anode pixelisée 12 polarisée par un potentiel de 1 volt. Les anodes pixelisées voisines 13 ne sont pas polarisées, ou sont à un potentiel de masse de 0 volt. On notera que la représentation d'une anode pixelisée donnée à une tension alors que les anodes pixelisées voisines ne sont pas polarisées en relation avec divers exemples ici est fournie pour des raisons de clarté d'illustration et de facilité de représentation ; cependant, en pratique, chaque anode pixelisée d'un détecteur peut être polarisée par une tension similaire. Dans l'exemple représenté sur la Figure 1, la cathode 14 est mise à la terre à 0 volt. Les courbes pleines 15 montrent les lignes du champ électrique, les courbes en pointillés 16 montrant les lignes d'équipotentiel. Les lignes d'équipotentiel sont perpendiculaires aux lignes de champ électrique aux points où les lignes se croisent.

[0030] Les potentiels de pondération de la Figure 1 sont représentés conformément au théorème de Shockley-Ramo. Selon ce théorème, le courant induit produit par le potentiel de pondération est décrit par i = qE*V = qE*V*cos(a), où i est le courant induit, q est la charge électronique, et E*V est le produit scalaire entre le champ électrique E du potentiel de pondération et la vitesse V de l'électron, et a est l'angle entre les vecteurs E et V.

[0031] Les Figures 2 et 3 représentent la survenue d'événements dans divers emplacements du détecteur 11 et les charges induites résultantes. La Figure 2 représente quatre événements au sein du détecteur 11 de la Figure 1, et la Figure 3 représente les charges induites correspondantes.

[0032] La Figure 2 représente quatre événements - l'événement 21 commençant à une profondeur Z_o, l'événement 22 commençant à une profondeur Z_b l'événement 23 commençant à une profondeur Z₂, et l'événement 24 commençant à une profondeur Z₃. Chacun des événements se déplace le long d'une trajectoire commençant à Xi et se terminant à l'anode du pixel primaire ou de collecte 25 (l'anode qui collecte les événements). La charge induite non collectée sur le pixel adjacent (ou pixel de non collecte, dans ce cas le pixel 12, qui est immédiatement voisin du pixel de collecte 25 dans l'exemple illustré) est l'intégrale dans le temps (ou sur la distance) du courant donné par la relation discutée ci-dessus (i = qE*V = qE*V*cos(a)). E est le champ du potentiel de pondération du pixel voisin de non collecte (le pixel 12 dans cet exemple). Deux plages sont représentées sur la profondeur D du détecteur - une première plage I, et une deuxième plage II.

[0033] Dans la plage I, le vecteur du champ a une composante dirigée vers le bas. En conséquence, la charge induite est positive sur la plage I. Sur la plage II, le vecteur du champ a une composante qui est dirigée vers le haut. En conséquence, la charge induite est négative sur la plage II. L'événement 21 à la profondeur Z_o commence à la cathode 14 et en conséquence la charge associée se déplace sur toute la longueur de la plage I et de la plage II. Les autres événements commencent loin de la cathode et en conséquence les charges liées ne se déplacent pas sur toute la profondeur de la plage I. En outre, l'événement 24 à la profondeur Z₃ commence au sein de la limite de la plage II, plus près des anodes pixelisées que n'est la limite de la plage II. En conséquence, la charge liée à l'événement 24 à la profondeur Z₃ ne se déplace pas sur toute la profondeur de la plage II.

[0034] La Figure 3 représente les signaux résultants correspondant aux événements de la Figure 2. A savoir, le signal 32 représente le signal de collecte ou primaire résultant dans le pixel de collecte 25. Le signal 34 représente le signal de non collecte de l'anode pixelisée 12 résultant de l'événement 21 commençant à Z_o, le signal 35 représente le signal de non collecte de l'anode pixelisée 12 résultant de l'événement 22 commençant à Zi, le signal 36 représente le signal de non collecte de l'anode pixelisée 12 résultant de l'événement 23 commençant à Z₂, et le signal 37 représente le signal de non collecte de l'anode pixelisée 12 résultant de l'événement 24 commençant à Z₃.

[0035] Comme on le voit sur la Figure 3, pour l'événement 21 commençant à Z_o(l'événement se produisant au niveau de la cathode 14 et se déplaçant sur toute la plage des deux plages I et II), la charge induite totale dans les plages I et II est nulle, étant donné que la charge induite positive dans la plage I et la charge négative dans la plage II sont égales et se compensent mutuellement sur toute la profondeur (par exemple, au niveau des anodes où Z = D, où D est l'épaisseur du détecteur 11).

[0036] Pour l'événement 22 commençant à Zi (qui est éloigné de la cathode), la charge induite totale est négative, étant donné que la charge induite positive dans la page I est inférieure à celle de l'événement 21, étant donné que la charge de l'événement 22 ne parcourt pas toute la profondeur de la plage I. De manière similaire, la charge induite totale de l'événement 23 est plus négative que la charge induite totale de l'événement 22, et la charge induite totale de l'événement 24 est plus négative que la charge induite totale de l'événement 23. Ceci peut être représenté par [Qo=O] > [Qi<0] > [Q₂<0] > [Q₃<0], où Qo est la charge induite totale pour l'événement 21 commençant à Zo, où Qi est la charge induite totale pour l'événement 22 commençant à Z_b où Q₂ est la charge induite totale pour l'événement 23 commençant à Z₂, et où Q₃ est la charge induite totale pour l'événement 24 commençant à Z₃, En conséquence, comme on le voit sur la Figure 3, plus un événement est proche des anodes pixelisées (ou éloigné de la cathode), plus le signal d'une anode non collectée aura tendance à être négatif.

[0037] Fa Figure 4 représente cinq groupes d'événements sous un pixel primaire 42 (le pixel de collecte qui génère un signal primaire) situé à cinq DOI différentes : Z_o, Z_b Z₂, Z₃, Z 4. Chaque groupe inclut trois événements situés à des coordonnées X différentes (à savoir X_b X₂ et X₃) pour une profondeur particulière. Ees trajectoires pour chaque événement se déplaçant vers l'anode primaire 42 (par exemple, l'anode 25 de la Figure 2) sont représentées schématiquement sur la Figure 4. Ces événements se déplacent dans le potentiel pondéré et le champ électrique du pixel voisin de non collecte 44 (par exemple, l'anode 12 des Figures 1 et 2) sur lequel la charge non collectée est induite, ce qui conduit à un signal secondaire généré par le pixel de non collecte adjacent 44.

[0038] Ees signaux non collectés ou secondaires induits résultants produits par chaque événement sont représentés sur les Figures 5 à 9. Fa Figure 5 inclut un graphique 50 qui représente les signaux non collectés ou secondaires résultants pour les événements situés à Z_o. Comme on le voit sur la Figure 5, malgré le fait que le groupe d'événements à Z_o ont des emplacements latéraux différents X_b X₂, et X₃, ils produisent tous le même signal de charge induite non collectée totale qui est égal à zéro. On peut noter que tous les événements à Z_o commencent à la cathode. Fa courbe 51 sur la Figure 5 est le signal collecté primaire au niveau de l'anode primaire 42, et est représentée sur la Figure 5 pour aider à illustrer les différences entre le signal primaire et le signal induit secondaire en termes d'amplitude et de forme.

[0039] La Figure 6 inclut un graphique 60 qui représente les signaux non collectés ou secondaires résultants pour les événements situés à Z,. Comme on le voit sur la Figure 6, malgré le fait que le groupe d'événements à Zi ont des emplacements latéraux différents X_b X₂, et X₃, ils produisent tous le même signal (ou quasiment le même) de charge induite non collectée totale qui est négatif. On peut noter que tous les événements à Zi commencent à une faible distance de la cathode et ont en conséquence une charge induite négative d'une grandeur relativement faible.

[0040] La Figure 7 inclut un graphique 70 représente les signaux non collectés ou secondaires résultants pour les événements situés à Z₂. Comme on le voit sur la Figure 7, malgré le fait que le groupe d'événements à Z₂ ont des emplacements latéraux différents X_b X₂, et X₃, ils produisent tous environ le même signal de charge induite non collectée totale qui est négatif (par exemple, dans la plage de 72). On peut noter que tous les événements à Z₂ commencent à une plus grande distance de la cathode que pour l'événement à Zi et ont en conséquence une charge induite relativement plus négative d'une grandeur relativement faible.

[0041] La Figure 8 inclut un graphique 80 qui représente les signaux non collectés ou secondaires résultants pour les événements situés à Z₃. Comme on le voit sur la Figure 8, malgré le fait que le groupe d'événements à Z₃ ont des emplacements latéraux différents X_b X₂, et X₃, ils produisent tous environ le même signal de charge induite non collectée totale qui est négatif (par exemple, dans la plage de 82). On peut noter que tous les événements à Z₃ commencent à une plus grande distance de la cathode que pour l'événement à Z₂ (et ZJ et ont en conséquence une charge induite relativement plus négative d'une grandeur relativement faible. On peut noter que la différence entre la valeur supérieure et la valeur inférieure pour la plage 82 et la plage 72 (voir Figure 7) sont suffisamment faibles pour être ignorées dans divers modes de réalisation, de sorte que la DOI est traitée comme indépendante de l'emplacement latéral.

[0042] La Figure 9 inclut un graphique 90 qui représente les signaux non collectés ou secondaires résultants pour les événements situés à Z₄. Les charges négatives pour les événements se produisant à une profondeur Z₄ sont sensiblement différentes les unes des autres, du fait de la proximité de Z₄ aux anodes. Généralement, dans l'exemple illustré, à mesure que la profondeur de l'événement se rapproche de l'anode, la variabilité de la charge induite négative en fonction de la position latérale augmente, la variabilité ne devenant importante qu'aux profondeurs très proches de l'anode.

[0043] Comme abordé ci-dessus, à l'exception des événements qui commencent très près d'une anode de collecte, les événements produisent une charge induite totale non collectée dans une ou plusieurs anodes adjacentes à l'anode de collecte qui est corrélée à la DOI de l'événement, sensiblement indépendante de la position latérale. Par conséquent, la charge induite totale provoquée par un événement sur l'anode pixelisée (ou les anodes pixelisées) adjacente qui est nulle ou négative peut être utilisée pour déduire ou déterminer la DOI de l'événement particulier. On peut en outre noter que, du fait de l'absorption élevée du détecteur, très peu d'événements commencent à proximité des anodes, et en conséquence de tels événements peuvent avoir un effet négligeable sur l'utilisation d'une charge induite négative pour déterminer la DOI. Divers modes de réalisation et procédés décrits ici déterminent en conséquence une grandeur pour un signal non collecté induit négatif (également appelé ici signal secondaire), et utilisent la valeur de grandeur amplitude de signal négative déterminée pour déterminer ou déduire la DOI.

[0044] Comme abordé ci-dessus, dans divers modes de réalisation, la DOI d'un événement peut être déduite d'une corrélation entre la DOI de l'événement et la charge induite non collectée totale sur le pixel (ou les pixels) adjacent qui est nulle ou négative, la corrélation entre la DOI et la charge induite non collectée totale étant sensiblement indépendante de la position latérale, de sorte que la position latérale peut ne pas être prise en compte pour déduire la DOI. Cependant, on peut noter que, par exemple, des photons différents peuvent avoir des énergies différentes qui peuvent produire une valeur différente pour la charge induite totale non collectée. En conséquence, dans divers modes de réalisation, un système de détection peut être étalonné pour tenir compte d'énergies photoniques différentes, par exemple pour normaliser la valeur de charge induite non collectée en énergie photonique. Un tel procédé d'étalonnage peut être effectué pour fournir des informations d'étalonnage qui sont utilisées pour déterminer la DOI. Les informations d'étalonnage peuvent se présenter sous la forme d'une table de consultation, à titre d'exemple, ou sous la forme d'une formule ou d'une expression mathématique en fonction d'un ajustement de courbe, comme autre exemple.

[0045] La Figure 10 représente un système d'étalonnage 92 conformément à un mode de réalisation. Le système d'étalonnage 92 représenté est utilisé pour étalonner un détecteur 93 ayant une paroi latérale 94 qui s'étend entre une surface d'anode 95 et une surface de cathode 96. Le système d'étalonnage 92 inclut une source de rayonnement 97 et un collimateur à sténopé 98. Le collimateur à sténopé 98 définit une ouverture de balayage qui peut être déplacée le long de la direction Z comme on le voit sur la Figure 10 pour irradier la paroi latérale 94 du détecteur 93 à différentes DOI (différentes coordonnées Z). De cette manière, des événements avec des DOI connues et une énergie photonique connue sont créés avec des positions latérales différentes, les positions latérales dépendant de la statistique d'absorption de l'irradiation par la paroi latérale. En mesurant les charges négatives induites résultantes pour différentes DOI, les valeurs négatives de la charge induite totale pour des signaux adjacents non collectés peuvent être utilisées pour créer une table de consultation ou une autre relation pour déduire la DOI à partir d'une charge non collectée induite.

[0046] On peut également noter que, puisque la valeur négative de la charge induite dépend également de l'énergie du photon absorbé, l'étalonnage peut également tenir compte de l'énergie photonique. Par exemple, la DOI peut être étalonnée en fonction d'un rapport entre une valeur négative du signal non collecté induit et l'amplitude du signal primaire ou collecté. Un tel rapport dans divers modes de réalisation peut être exprimé comme suit · V nn T [valeur négative de la charge induite}

UUI OC y [amplitude du signal primaire] [0047] Puisque la valeur négative du signal induit est indépendante (ou essentiellement ou sensiblement indépendante comme abordé ici) de la position latérale (ou des coordonnées X, Y), tous les pixels adjacents ou voisins produiront des signaux négatifs similaires. En conséquence, le rapport signal-à-bruit peut être amélioré en ajoutant le signal négatif à partir d'un certain nombre de pixels adjacents ou voisins. Un tel rapport dans divers modes de réalisation peut être exprimé par :

f = TV'

L V [valeur négative de la charge induite},

DOI °c ¹ y^L [amplitude du signal primaire] [0048] On peut noter que la charge ou le signal induit négatif d'un pixel adjacent et le signal primaire dans divers modes de réalisation sont mesurés après des conformateurs qui sont configurés pour mettre en forme les signaux reçus ou acquis. Dans divers modes de réalisation, les deux signaux ont une forme généralement en étage et des temps de pic et de mise en forme généralement similaires. En conséquence, le rapport entre les signaux peut être environ le même soit après les conformateurs, soit immédiatement après les amplificateurs à partir desquels les conformateurs reçoivent les signaux.

[0049] La Figure 11 fournit une vue schématique d'un ensemble détecteur de rayonnement 100 conformément à divers modes de réalisation. Comme on le voit sur la Figure 11, l'ensemble détecteur de rayonnement 100 inclut un détecteur à semiconducteur 110 et une unité de traitement 120. Le détecteur à semi-conducteur 110 a une surface 112 sur laquelle sont disposées plusieurs anodes pixelisées 114. Dans le mode de réalisation représenté, une cathode 142 est disposée sur une surface opposée à la surface 112 sur laquelle sont disposées les anodes pixelisées 114. Par exemple, une seule cathode peut être déposée sur une surface avec les anodes pixelisées disposées sur une face opposée. Généralement, lorsqu'un rayonnement (par exemple, un ou plusieurs photons) percute les anodes pixelisées 114, le détecteur à semiconducteur 110 génère des signaux électriques correspondant au rayonnement pénétrant par la surface de la cathode 142 et étant absorbé dans le volume du détecteur 110 sous la surface 112. Dans le mode de réalisation illustré, les anodes pixelisées 114 sont représentées dans un réseau 5x5 pour un total de 25 anodes pixelisées 114 ; cependant, on peut noter que d'autres nombres ou agencements d'anodes pixelisées peuvent être utilisés dans divers modes de réalisation. Chaque anode pixelisée 114, par exemple, peut avoir une surface spécifique de 2,5 millimètres carrés ; cependant, d'autres tailles et/ou formes peuvent être employées dans divers modes de réalisation.

[0050] Le détecteur à semi-conducteur 110 dans divers modes de réalisation peut être construit en utilisant des matériaux différents, tels que des matériaux semiconducteurs, incluant le tellurure de zinc et de cadmium (CdZnTe), souvent appelé CZT, le tellurure de Cadmium (CdTe), et le silicium (Si), entre autres. Le détecteur 110 peut être configuré pour être utilisé, par exemple, avec des systèmes d'imagerie médicale nucléaire (NM), des systèmes d'imagerie à tomographie par émission de positrons (PET), et/ou des systèmes d'imagerie à tomographie par émission monophotonique (SPECT).

[0051] Dans le mode de réalisation illustré, chaque anode pixelisée 114 génère différents signaux en fonction de l'emplacement latéral (par exemple, dans les directions X, Y) selon où un photon est absorbé dans le volume du détecteur 110 sous la surface 112. Par exemple, chaque anode pixelisée 114 génère un signal primaire ou collecté en réponse à l'absorption d'un photon dans le volume du détecteur 110 sous l'anode pixelisée particulière 114 à travers laquelle le photon pénètre dans le volume du détecteur. Les volumes du détecteur 110 sous les anodes pixelisées 114 sont définis comme des voxels (non représentés). Pour chaque anode pixelisée 114, le détecteur 110 a le voxel correspondant. L'absorption d'un photon par un certain voxel correspondant à une anode pixelisée particulière 114a conduit également à une charge induite qui peut être détectée par des pixels 114b adjacents à ou entourant l'anode pixelisée particulière 114a qui reçoit le photon. La charge détectée par un pixel adjacent ou environnant peut être désignée ici comme une charge non collectée, et conduire à un signal non collecté ou secondaire. Un signal primaire peut inclure des informations concernant l'énergie photonique (par exemple, une distribution sur une plage de niveaux d'énergie) ainsi que des informations d'emplacement correspondant à l'anode particulière pixelisée 114 au niveau de laquelle un photon pénètre par la surface de la cathode 142 et est absorbé dans le voxel correspondant.

[0052] Par exemple, sur la Ligure 1, un photon 116 est représenté percutant l'anode pixelisée 114a pour être absorbé dans le voxel correspondant. En conséquence, l'anode pixelisée 114a génère un signal primaire en réponse à la réception du photon 116. Comme on le voit également sur la Ligure 1, les anodes pixelisées 114b sont adjacentes à l'anode pixelisée 114a. L'anode pixelisée 114a a 8 anodes pixelisées ad jacentes 114b. Lorsque l'anode pixelisée 114a est percutée par le photon 116, une charge est induite dans et collectée par l'anode pixelisée 114a pour produire le signal primaire. Une ou plusieurs anodes pixelisées des anodes pixelisées adjacentes 114b génèrent un signal secondaire en réponse à la charge induite générée dans et collectée par l'anode pixelisée 114a, qui produit le signal primaire. Le signal secondaire a une amplitude plus petite que le signal primaire. Pour tout photon donné, le signal primaire correspondant (à partir du pixel percuté) et les signaux secondaires (à partir d'un ou plusieurs pixels adjacents au pixel percuté) peuvent être utilisés pour localiser le point de réception d'un photon à un emplacement particulier au sein du pixel (par exemple, pour identifier un emplacement de sous-pixel particulier au sein du pixel).

[0053] Comme on le voit sur la Figure 11, les parois latérales 140 s'étendent le long d'une profondeur 150 dans la direction Z entre la surface 112 et la cathode 142. L'emplacement le long de la direction Z le long de la profondeur 150 d'absorption où le photon 116 est absorbé est la DOI pour l'événement correspondant. Comme abordé ici, la charge non collectée induite négative sur une ou plusieurs anodes pixelisées adjacentes 114b est utilisée dans le mode de réalisation illustré pour déterminer la DOI pour l'événement correspondant à l'impact du photon 116.

[0054] Chaque anode pixelisée 114 peut avoir associé à celle-ci un ou plusieurs canaux électroniques configurés pour fournir les signaux primaires et secondaires à un ou plusieurs aspects de l'unité de traitement 120 en coopération avec les anodes pixelisées. Dans certains modes de réalisation, tout ou partie de chaque canal électronique peut être disposé sur le détecteur 110. Alternativement ou en complément, tout ou partie de chaque canal électronique peut être logé de manière externe au détecteur 110, par exemple, en tant que partie de l'unité de traitement 120, qui peut être ou inclure un circuit d'intégration spécifique à une application (ASIC). Les canaux électroniques peuvent être configurés pour fournir les signaux primaires et secondaires à un ou plusieurs aspects de l'unité de traitement 120 tout en rejetant d'autres signaux. Par exemple, dans certains modes de réalisation, chaque canal électronique inclut un discriminateur de seuil. Le discriminateur de seuil peut permettre à des signaux dépassant un niveau de seuil d'être transmis tout en empêchant ou inhibant la transmission de signaux qui ne dépassent pas un niveau de seuil. Généralement, le niveau de seuil est réglé suffisamment bas pour capturer de manière fiable les signaux secondaires, tout en étant toujours réglé suffisamment élevé pour exclure les signaux de moindre intensité, par exemple dus au bruit. On pourra noter que, comme les signaux secondaires peuvent être d'intensité relativement faible, l'électronique utilisée est de préférence une électronique à faible bruit pour réduire ou éliminer le bruit qui n'est pas éliminé par le niveau de seuil. Dans certains modes de réalisation, chaque canal électronique inclut une unité de crête et de maintien pour stocker l'énergie de signal électrique, et peut également inclure un mécanisme de lecture. Par exemple, le canal électronique peut inclure un mécanisme d'accusé de réception de requête permettant de lire individuellement l'énergie de crête et de maintien et l'emplacement de pixel pour chaque canal. En outre, dans certains modes de réalisation, l'unité de traitement 120 ou un autre processeur peut commander le niveau de seuil de signal et le mécanisme d'accusé de réception de requête.

[0055] Dans le mode de réalisation illustré, l'unité de traitement 120 est couplée fonctionnellement aux anodes pixelisées 114, et est configurée pour acquérir des signaux primaires (pour les charges collectées) et des signaux secondaires (pour les charges non collectées). Par exemple, l'unité de traitement 120 dans divers modes de réalisation acquiert un signal primaire à partir de l'une des anodes en réponse à la réception d'un photon par l'anode. Par exemple, un signal primaire peut être acquis à partir de l'anode pixelisée 114a en réponse à la réception du photon 116. L'unité de traitement 120 acquiert également au moins un signal secondaire à partir d'au moins un pixel voisin (par exemple, au moins une anode adjacente 114b) en réponse à une charge induite provoquée par la réception du photon. Par exemple, un signal secondaire peut être acquis à partir d'un ou plusieurs des pixels voisins 114b en réponse à la réception du photon 116. On peut noter que le signal (ou les signaux) secondaire et le signal primaire générés en réponse à la réception du photon 116 peuvent être associés entre eux en fonction du moment et de l'emplacement de détection des charges correspondantes.

[0056] L'unité de traitement 120 représentée est également configurée pour déterminer une profondeur d'interaction (DOI) dans le détecteur à semi-conducteur 110 pour la réception du photon en utilisant (par exemple, en fonction de) l'au moins un signal secondaire. Par exemple, une DOI le long de la profondeur 150 où le photon 116 est absorbé peut être déterminée. Dans certains modes de réalisation, une charge non collectée induite négative totale pour l'au moins un signal secondaire peut être déterminée, et utilisée pour déterminer la DOI comme abordé ici. Dans divers modes de réalisation, une table de consultation ou autre corrélation peut être utilisée pour déterminer la DOI à partir d'une charge non collectée induite négative totale déterminée pour l'au moins un signal secondaire. On peut noter que, dans divers modes de réalisation, l'unité de traitement 120 détermine la DOI en utilisant uniquement des signaux générés en fonction d'informations à partir des anodes pixelisées 114, et sans utiliser une quelconque information à partir de la cathode 142. En conséquence, on peut éliminer ou éviter toute connexion matérielle ou électrique dans la construction et/ou l'assemblage de l'ensemble détecteur 100 qui serait sinon nécessaire pour acquérir les signaux à partir de la cathode 142 pour une utilisation dans la détermination de la DOI. En complément, les exigences ou la complexité d'acquisition et/ou de traitement peuvent être encore réduites en utilisant les mêmes informations (signaux primaires et secondaires) comme abordé ici pour déterminer à la fois la DOI et l'emplacement des sous-pixels.

[0057] La DOI déterminée peut être utilisée pour améliorer la qualité de l'image. Par exemple, la DOI déterminée peut être utilisée pour corriger ou ajuster les informations d'imagerie acquises. Dans certains modes de réalisation, l'unité de traitement 120 est configurée pour ajuster un niveau d'énergie pour un événement correspondant à la réception d'un photon par une anode en fonction de la DOI. On peut noter que la perte de charge pour un événement détecté dépend de la distance de l'absorption pour l'événement à partir de l'anode. En conséquence, la DOI pour un certain nombre d'événements peut être utilisée pour ajuster la perte de charge pour rendre les niveaux d'énergie pour les événements plus uniformes et/ou plus proches d'un pic photoélectrique pour une identification précise d'événements et un comptage précis d'événements.

[0058] Alternativement ou en complément, l'unité de traitement 120 peut être configurée pour reconstruire une image à l'aide de la DOI. Par exemple, la DOI d'un certain nombre d'événements peut être utilisée directement par une technique de reconstruction pour utiliser un positionnement 3D d'événements dans le détecteur pour la reconstruction. Comme autre exemple, la DOI peut être utilisée indirectement par une technique de reconstruction par l'utilisation de la DOI pour corriger les niveaux d'énergie, puis utiliser les niveaux d'énergie corrigés pour la reconstruction d'image.

[0059] Comme abordé ici, les informations d'étalonnage sont utilisées dans divers modes de réalisation. L'unité de traitement 120 dans divers modes de réalisation est configurée pour utiliser des informations d'étalonnage (voir, par exemple, la Figure 10 et la discussion associée) pour déterminer la DOI. L'étalonnage peut se présenter sous la forme d'une table de consultation ou une autre relation mémorisée ou autrement associée avec ou accessible par l'unité de traitement 120 (par exemple, mémorisée dans la mémoire 130). Dans certains modes de réalisation, l'unité de traitement 120 est configurée pour déterminer la DOI en utilisant un étalonnage en fonction d'un rapport entre une valeur négative d'un seul signal secondaire et une amplitude du signal primaire. (Voir Figure 10 et discussion associée.) Comme autre exemple, dans certains modes de réalisation, l'unité de traitement 120 est configurée pour déterminer la DOI en utilisant un étalonnage en fonction d'un rapport entre une somme ou une combinaison de valeurs négatives pour plusieurs signaux secondaires (par exemple, des signaux provenant d'un certain nombre de pixels adjacents 114b) et d'une amplitude du signal primaire. (Voir Figure 10 et discussion associée.) [0060] Dans divers modes de réalisation, l'unité de traitement 120 peut également être configurée pour déterminer un emplacement de sous-pixel (par exemple, un em placement latéral) pour des événements en utilisant le signal primaire et au moins un signal secondaire en plus de la détermination de la DOI. L'emplacement de sous-pixel et la DOI peuvent être déterminés en utilisant le même signal primaire et au moins un signal secondaire, fournissant une détermination efficace des deux. Par exemple, l'unité de traitement 120 de l'exemple représenté est configurée pour définir des sous-pixels pour chaque anode pixelisée. On peut noter que les sous-pixels dans le mode de réalisation illustré (représentés comme séparés par des lignes en pointillés) ne sont pas physiquement séparés, mais sont plutôt des entités virtuelles définies par l'unité de traitement 120. Généralement, l'utilisation de nombres croissants de sous-pixels par pixel améliore la résolution tout en augmentant les exigences de calcul ou de traitement. Le nombre particulier de sous-pixels définis ou employés dans une application donnée peut être choisi en fonction d'un équilibre entre une résolution améliorée et des exigences de traitement augmentées. Dans divers modes de réalisation, l'utilisation de sous-pixels virtuels comme abordé ici fournit une résolution améliorée tout en évitant ou réduisant les coûts associés à un nombre toujours plus grand d'anodes pixelisées toujours plus petites.

[0061] Dans le mode de réalisation illustré, l'anode pixelisée 114a est représentée comme étant divisée en quatre sous-pixels, à savoir le sous-pixel 150, le sous-pixel 152, le sous-pixel 154 et le sous-pixel 156. Tandis que les sous-pixels sont représentés sur la Figure 11 pour uniquement l'anode pixelisée 114a pour la clarté et la facilité d'illustration, on peut noter que l'unité de traitement 120 dans le mode de réalisation illustré définit également des sous-pixels correspondants pour chacune des anodes pixelisées 114 restantes. Comme on le voit sur la Figure 11, le photon 116 percute une partie de l'anode pixelisée 114a définie par le sous-pixel virtuel 150.

[0062] Dans le mode de réalisation illustré, l'unité de traitement 120 acquiert le signal primaire pour un événement d'acquisition donné (par exemple, l'impact d'un photon) à partir de l'anode pixelisée 114a, avec des informations de temporisation (par exemple, horodatage) correspondant à un moment de génération des informations de signal primaire et d'emplacement identifiant l'anode pixelisée 114a comme étant l'anode pixelisée correspondant au signal primaire. Par exemple, un événement d'acquisition tel qu'un photon percutant une anode pixelisée 114 peut conduire à un certain nombre de comptages se produisant sur une plage ou un spectre d'énergies, le signal primaire incluant des informations décrivant la répartition des comptages sur la plage ou le spectre d'énergies. L'unité de traitement 120 acquiert également un ou plusieurs signaux secondaires pour l'acquisition d'événement à partir des anodes pixelisées 114b, avec des informations d'horodatage et des informations d'emplacement pour le(s) signal(ux) secondaire(s). L'unité de traitement 120 détermine ensuite l'emplacement pour l'événement d'acquisition donné identifiant l'anode pixelisée 114a comme étant l'anode pixelisée 114a percutée, puis déterminant lesquels des sous-pixels 150, 152, 154, 156 définissent l'emplacement d'impact pour l'événement d'acquisition. En utilisant des méthodes classiques, l'emplacement des sous-pixels 150, 152, 154, 156 peut être déduit en fonction de l'emplacement (par exemple, l'anode pixelisée associée) et de la relation entre les intensités du signal primaire dans l'anode pixelisée associée 114a et le(s) signal(ux) secondaire(s) dans les anodes pixelisées adjacentes 114b pour l'événement d'acquisition. L'unité de traitement 120 peut utiliser des informations d'horodatage ainsi que des informations d'emplacement pour associer le signal primaire et les signaux secondaires générés en réponse à l'événement d'acquisition donné les uns aux autres, et pour distinguer le signal primaire et les signaux secondaires pour l'événement d'acquisition donné des signaux pour d'autres événements d'acquisition se produisant pendant une période de collecte ou d'acquisition en utilisant les informations d'horodatage et d'emplacement. En conséquence, l'utilisation d'informations d'horodatage permet de distinguer le signal primaire et ses signaux secondaires correspondants d'une coïncidence aléatoire pouvant se produire entre des signaux primaires de pixels adjacents, puisque les horodatages du signal primaire et de ses signaux secondaires correspondants sont corrélés pour un événement d'acquisition particulier.

[0063] Une discussion supplémentaire concernant les sous-pixels virtuels et l'utilisation de sous-pixels virtuels, et l'utilisation de signaux de charge collectés et non collectés peuvent être trouvés dans la demande de brevet américain de numéro de série 14/724.022, intitulée « Systems and Method for Charge-Sharing Identification and Correction Using a Single Pixel, » déposée le 28 mai 2015 (« la demande 022 ») ; la demande de brevet américain de numéro de série 15/280.640, intitulée « Systems and Methods for Sub-Pixel Location Determination », déposée le 29 septembre 2016 (« la demande 640 ») ; la demande de brevet américain de numéro de série 14/627.436, intitulée « Systems and Methods for Improving Energy Resolution by Sub-Pixel Energy Calibration », déposée le 20 février 2015 (« la demande 436 »). L'objet de chaque demande parmi la demande 022, la demande 640 et la demande 436 sont incorporés par référence dans son intégralité.

[0064] Dans divers modes de réalisation, l'unité de traitement 120 inclut des circuits de traitement configurés pour effectuer une ou plusieurs tâches, fonctions ou étapes abordées ici. On peut noter que l'expression « unité de traitement » telle qu'elle est utilisée ici n'est pas nécessairement destinée à être limitée à un seul processeur ou ordinateur. Par exemple, l'unité de traitement 120 peut inclure plusieurs processeurs, ASIC, FPGA et/ou ordinateurs, qui peuvent être intégrés dans un boîtier commun ou une unité commune, ou qui peuvent être répartis parmi diverses unités ou divers boîtiers. On peut noter que les opérations effectuées par l'unité de traitement 120 (par exemple, les opérations correspondant à des flux de processus ou procédés abordés ici, ou des aspects de ceux-ci) peuvent être suffisamment complexes pour que les opérations ne puissent pas être effectuées par un être humain en une période de temps raisonnable. Par exemple, la détermination de valeurs de charges collectées et non collectées, et/ou la détermination des DOI et/ou d'emplacements de sous-pixels en fonction des charges collectées et/ou non collectées au sein des contraintes temporelles associées à de tels signaux peuvent se fonder sur ou utiliser des calculs qui ne peuvent pas être effectués par une personne en une période de temps raisonnable.

[0065] L'unité de traitement 120 représentée inclut une mémoire 130. La mémoire 130 peut inclure un ou plusieurs supports de stockage lisibles par ordinateur. La mémoire 130 peut, par exemple, stocker des informations cartographiques décrivant les emplacements de sous-pixels, les informations d'émission acquises, les données d'image correspondant à des images générées, les résultats d'étapes de traitement intermédiaires, les paramètres d'étalonnage ou les informations d'étalonnage (par exemple, une table de consultation mettant en corrélation une valeur de charge induite négative et DOI), ou similaires. En outre, les flux de processus et/ou les organigrammes abordés ici (ou leurs aspects) peuvent représenter un ou plusieurs ensembles d'instructions qui sont stockées dans la mémoire 130 pour le sens des opérations de l'ensemble de détection de rayonnement 100.

[0066] La Figure 12 fournit un organigramme d'un procédé 200 (par exemple, pour la détermination de la DOI), conformément à divers modes de réalisation. Le procédé 200, par exemple, peut employer ou être effectué par des structures ou aspects de divers modes de réalisation (par exemple, des systèmes et/ou procédés et/ou flux de processus) abordés ici. Dans divers modes de réalisation, certaines étapes peuvent être omises ou ajoutées, certaines étapes peuvent être combinées, certaines étapes peuvent être effectuées simultanément, certaines étapes peuvent être divisées en de multiples étapes, certaines étapes peuvent être effectuées dans un ordre différent, ou certaines étapes ou séries d'étapes peuvent être effectuées à nouveau de manière itérative. Dans divers modes de réalisation, des parties, aspects et/ou variantes du procédé 200 peuvent être aptes à être utilisés comme un ou plusieurs algorithmes pour indiquer à du matériel (par exemple, un ou plusieurs aspects de l'unité de traitement 120) d'effectuer une ou plusieurs opérations décrites ici.

[0067] En 202, des signaux primaires et des signaux secondaires sont acquis correspondant à des événements de collecte (par exemple, les événements correspondant à la réception de photons). Les signaux primaires et secondaires sont générés en réponse à la réception de photons par un détecteur à semi-conducteur, et sont reçus à partir d'anodes pixelisées (par exemple, des anodes d'un dispositif à semi-conducteur d'un système d'imagerie tel que l'ensemble 100). Par exemple, un patient auquel a été administré au moins un produit radiopharmaceutique peut être placé au sein d'un champ de vision d'un ou plusieurs détecteurs, et un rayonnement (par exemple, des photons) émis par le patient peut percuter les anodes pixelisées disposées sur des surfaces de réception du ou des détecteurs conduisant à des événements d'acquisition (par exemple, des impacts de photons). Pour un impact de photons donné dans l'exemple de mode réalisation représenté, un signal primaire (en réponse à une charge collectée) est généré par l'anode pixelisée percutée (ou anode de collecte), et un ou plusieurs signaux secondaires (en réponse à une charge non collectée) sont générés par les anodes pixelisées adjacentes à l'anode pixelisée percutée (ou anodes de non collecte).

[0068] En 204, une profondeur d'interaction (DOI) dans le dispositif à semi-conducteur est déterminée pour les événements d'acquisition résultant des signaux primaires et secondaires acquis en 202. Dans divers modes de réalisation, la DOI pour un événement donné est déterminée à l'aide d'au moins un signal secondaire pour cet événement particulier. Par exemple, comme abordé ici, la DOI dans divers modes de réalisation est déterminée en fonction d'une valeur de charge non collectée induite négative totale à partir d'un ou plusieurs pixels adjacents ou de non collecte (par exemple, au moins une anode pixelisée adjacente). On peut noter que la DOI dans divers modes de réalisation est déterminée sans utiliser une quelconque information (par exemple, une charge détectée ou des signaux correspondants) à partir d'une cathode de l'ensemble détecteur.

[0069] Dans divers modes de réalisation, la charge induite de non collecte négative totale peut être ajustée ou corrigée pour tenir compte des variations de la construction du semi-conducteur et/ou des énergies photoniques. Par exemple, dans le mode de réalisation représenté, en 206, des informations d'étalonnage sont utilisées pour déterminer la DOI. Comme abordé ici, dans certains modes de réalisation, la DOI peut être déterminée en utilisant un étalonnage en fonction d'un rapport entre une valeur négative d'un seul signal secondaire et une amplitude du signal primaire, et dans certains modes de réalisation, la DOI peut être déterminée en utilisant un étalonnage en fonction d'un rapport entre une somme ou une combinaison de valeurs négatives pour plusieurs signaux secondaires et une amplitude du signal primaire. (Voir Figure 10 et discussion associée.) [0070] En 208, un emplacement de sous-pixel est déterminé en utilisant le signal primaire et l'au moins un signal secondaire. Pour chaque événement, on peut déterminer un emplacement de sous-pixel correspondant. On peut noter que les mêmes informations (signaux primaires et secondaires) utilisées pour déterminer les DOI pour des événements peuvent également être utilisées pour déterminer des emplacements de sous-pixels pour ces événements.

[0071] En 210, un niveau d'énergie pour un événement est ajusté en fonction de la DOI. Par exemple, comme l'énergie détectée peut varier en fonction de la DOI, la DOI pour chaque événement acquis peut être utilisée pour ajuster les niveaux d'énergie correspondants en fonction des DOI correspondantes pour rendre les niveaux d'énergie pour un groupe d'événements plus cohérents et/ou plus proches d'une cible ou d'un autre niveau d'énergie prédéterminé.

[0072] En 212, une image est reconstruite à l'aide de la DOI. Par exemple, des niveaux d'énergie corrigés provenant de 210 peuvent être utilisés pour la reconstruction d'une image. Comme autre exemple, les DOI pour des événements peuvent être utilisées pour déterminer les informations de positionnement 3D de ces événements au sein d'un détecteur, avec les informations de positionnement utilisées pour reconstruire une image.

[0073] Comme abordé ici, un système détecteur de rayonnement (par exemple, un système configuré pour déterminer la DOI en utilisant des signaux secondaires correspondant à des charges induites non collectées) peut être étalonné. La Figure 13 fournit un organigramme d'un procédé 300 (par exemple, pour fournir et étalonner un ensemble détecteur de rayonnement), conformément à divers modes de réalisation. Le procédé 300, par exemple, peut employer ou être effectué par des structures ou aspects de divers modes de réalisation (par exemple, des systèmes et/ou procédés et/ou flux de processus) abordés ici. Dans divers modes de réalisation, certaines étapes peuvent être omises ou ajoutées, certaines étapes peuvent être combinées, certaines étapes peuvent être effectuées simultanément, certaines étapes peuvent être divisées en de multiples étapes, certaines étapes peuvent être effectuées dans un ordre différent, ou certaines étapes ou séries d'étapes peuvent être effectuées à nouveau de manière itérative. Dans divers modes de réalisation, des parties, aspects et/ou variantes du procédé 300 peuvent être aptes à être utilisés comme un ou plusieurs algorithmes pour indiquer à du matériel (par exemple, un ou plusieurs aspects de l'unité de traitement 120) d'effectuer une ou plusieurs opérations décrites ici.

[0074] En 302, un détecteur à semi-conducteur (par exemple, le détecteur à semiconducteur 110 de l'ensemble d'imagerie de rayonnement 100) est proposé. Le détecteur à semi-conducteur de l'exemple représenté a une surface avec plusieurs anodes pixelisées disposées sur la surface. Chaque anode pixelisée est configurée pour générer un signal primaire en réponse à la réception d'un photon par l'anode pixelisée et pour générer au moins un signal secondaire en réponse à une charge induite provoquée par la réception d'un photon par au moins une anode adjacente. En 304, les anodes pixelisées sont couplées fonctionnellement à au moins un processeur (par exemple, l'unité de traitement 120).

[0075] En 306, une source de rayonnement étalonnée (par exemple, ayant une énergie photonique connue) est prévue à des profondeurs différentes le long d'une paroi latérale du détecteur à semi-conducteur. En réponse à la réception de l'alimentation en rayonnement étalonnée, les anodes pixelisées génèrent des signaux primaires et secondaires. Par exemple, on peut faire passer l'alimentation en rayonnement étalonnée à travers un collimateur à sténopé jusqu'à la paroi latérale du détecteur à semiconducteur. L'emplacement d'un sténopé donné (par exemple, dans une direction Z) à travers lequel on fait passer le rayonnement peut être utilisé pour déterminer la DOI à laquelle on fait passer le rayonnement correspondant à partir du collimateur et qui est reçu par le détecteur à semi-conducteur. En 308, les signaux primaires et secondaires sont acquis à partir des anodes pixelisées par l'au moins un processeur.

[0076] En 310, des valeurs négatives correspondantes de charges induites totales pour chacune des différentes profondeurs auxquelles le rayonnement a été fourni sont déterminées. En 312, des informations d'étalonnage (par exemple, une table de consultation ou une autre relation de corrélation entre les DOI et des valeurs de charge non collectées induites négatives) sont déterminées.

[0077] La Figure 14 est une représentation schématique d'un système d'imagerie NM 1000 ayant une pluralité d'ensembles de têtes de détection d'imagerie montés sur un portique (qui peuvent être montés, par exemple, en rangées, en forme d'iris, ou autres configurations, telles qu'une configuration dans laquelle les supports de détecteur mobiles 1016 sont alignés radialement vers le corps du patient 1010). En particulier, une pluralité de détecteurs d'imagerie 1002 sont montés sur un portique 1004. Dans le mode de réalisation illustré, les détecteurs d'imagerie 1002 sont configurés comme deux réseaux de détection séparés 1006 et 1008 couplés au portique 1004 au-dessus et au-dessous d'un sujet 1010 (par exemple, un patient), comme on le visualise sur la Figure 14. Les réseaux de détection 1006 et 1008 peuvent être couplés directement au portique 1004, ou peuvent être couplés par l'intermédiaire d'éléments de support 1012 au portique 1004 pour permettre le déplacement des réseaux 1006 et/ou 1008 dans leur ensemble par rapport au portique 1004 (par exemple, le déplacement de translation transversale vers la gauche ou la droite comme visualisé par la flèche T sur la Figure 14). De plus, chacun des détecteurs d'imagerie 1002 inclut une unité de détection 1014, dont certaines au moins sont montées sur un porte-détecteur mobile 1016 (par exemple, un bras de support ou actionneur pouvant être entraîné par un moteur pour provoquer le mouvement de celui-ci) qui s'étend à partir du portique 1004. Dans certains modes de réalisation, les porte-détecteurs 1016 permettent le déplacement des unités de détection 1014 en direction et en s'éloignant du sujet 1010, par exemple de manière linéaire. Ainsi, dans le mode de réalisation illustré, les réseaux de détection 1006 et 1008 sont montés en parallèle au-dessus et audessous du sujet 1010 et permettent le déplacement linéaire des unités de détection 1014 dans une direction (indiquée par la flèche L), illustrées comme étant perpendiculaires à l'élément de support 1012 (qui sont couplées généralement horizon talement sur le portique 1004). Cependant, d'autres configurations et orientations sont possibles comme décrit ici. Il convient de noter que le porte-détecteur mobile 1016 peut être tout type de support permettant le déplacement des unités de détection 1014 par rapport à l'élément de support 1012 et/ou au portique 1004, ce qui permet, dans divers modes de réalisation, aux unités de détection 1014 de se déplacer linéairement vers et en éloignement de l'élément de support 1012.

[0078] Chacun des détecteurs d'imagerie 1002 dans divers modes de réalisation est plus petit qu'un détecteur d'imagerie de corps entier ou d'imagerie générale classique. Un détecteur d'imagerie classique peut être suffisamment grand pour obtenir une image de la majeure partie ou de la totalité d'une largeur du corps d'un patient en une fois et peut avoir un diamètre ou une plus grande dimension d'approximativement 50 cm ou plus. En revanche, chacun des détecteurs d'imagerie 1002 peut inclure une ou plusieurs unités de détection 1014 couplées à un porte-détecteur 1016 respectif et ayant des dimensions, par exemple, de 4 cm à 20 cm et peut être formé de tuiles ou de modules de tellurure de zinc et de cadmium (CZT). Par exemple, chacune des unités de détection 1014 peut mesurer 8x8 cm et être composée d'une pluralité de modules de CZT pixelisés (non représentés). Par exemple, chaque module peut mesurer 4x4 cm et avoir 16x 16 = 256 pixels. Dans certains modes de réalisation, chaque unité de détection 1014 inclut une pluralité de modules, tels qu'un réseau de 1 x 7 modules. Cependant, différentes configurations et tailles de réseau sont envisagées, y compris, par exemple, des unités de détection 1014 ayant de multiples rangées de modules.

[0079] Il faut comprendre que les détecteurs d'imagerie 1002 peuvent être de tailles et/ou formes différentes les unes des autres, telles que carrées, rectangulaires, circulaires ou une autre forme. Un champ de vision (FOV) réel de chacun des détecteurs d'imagerie 1002 peut être directement proportionnel à la taille et à la forme du détecteur d'imagerie respectif.

[0080] Le portique 1004 peut être formé avec une ouverture 1018 (par exemple, une ouverture ou un alésage) à travers celui-ci comme illustré. Une table de patient 1020, telle qu'un lit de patient, est configurée avec un mécanisme de support (non représenté) pour supporter et transporter le sujet 1010 dans une ou plusieurs d'une pluralité de positions de visualisation à l'intérieur de l'ouverture 1018 et par rapport aux détecteurs d'imagerie 1002. Alternativement, le portique 1004 peut comprendre une pluralité de segments de portique (non représentés), dont chacun peut déplacer indépendamment un élément de support 1012 ou un ou plusieurs des détecteurs d'imagerie 1002.

[0081] Le portique 1004 peut également être configuré selon d'autres formes, telles qu'un « C », un « H » et un « L », par exemple, et peut être apte à tourner autour du sujet 1010. Par exemple, le portique 1004 peut être réalisé sous la forme d'un anneau ou d'un cercle fermé, ou d'un arc ouvert ou d'une arche qui permet d'accéder facilement au sujet 1010 lors de l'imagerie et facilite le chargement et le déchargement du sujet 1010, et réduit la claustrophobie chez certains sujets 1010.

[0082] Des détecteurs d'imagerie supplémentaires (non représentés) peuvent être positionnés pour former des rangées de réseaux de détecteurs ou un arc ou un anneau autour du sujet 1010. En positionnant plusieurs détecteurs d'imagerie 1002 à plusieurs positions par rapport au sujet 1010, comme le long d'un axe d'imagerie (par exemple, la direction de la tête aux orteils du sujet 1010), des données d'image spécifiques d'un FOV plus important peuvent être acquises plus rapidement.

[0083] Chacun des détecteurs d'imagerie 1002 a une face de détection de rayonnement, qui est dirigée vers le sujet 1010 ou une région d'intérêt à l'intérieur du sujet.

[0084] Dans divers modes de réalisation, des collimateurs multi-alésage peuvent être construits pour être enregistrés avec les pixels des unités de détection 1014, qui, dans un mode de réalisation, sont des détecteurs CZT. Toutefois, d'autres matériaux peuvent être utilisés. La collimation enregistrée peut améliorer la résolution spatiale en forçant les photons à traverser un trou à collecter principalement par un pixel. De plus, la collimation enregistrée peut améliorer la sensibilité et la réponse en énergie des détecteurs pixelisés, car la zone de détecteur près des bords d'un pixel ou entre deux pixels adjacents peut avoir une sensibilité réduite ou une résolution d'énergie réduite ou d'autres dégradations de performances. Le fait d'avoir les septa de collimateurs directement au-dessus des bords de pixels réduit le risque qu'un photon frappe à ces emplacements à performances dégradées, sans diminuer la probabilité globale qu'un photon traverse le collimateur.

[0085] Une unité de commande 1030 peut commander le déplacement et le positionnement de la table de patient 1020, des détecteurs d'imagerie 1002 (qui peuvent être configurés comme un ou plusieurs bras), du portique 1004 et/ou des collimateurs 1022 (qui se déplacent avec les détecteurs d'imagerie 1002 dans divers modes de réalisation, en y étant couplés). Une plage de mouvement avant ou au cours d'une acquisition, ou entre différentes acquisitions d'images, est réglée pour maintenir le FOV réel de chacun des détecteurs d'imagerie 1002 dirigé, par exemple, vers ou « de manière ciblée vers » une zone ou région particulière du sujet 1010 ou le long de l'ensemble du sujet 1010. Le mouvement peut être un mouvement combiné ou complexe dans de multiples directions simultanément, de manière concomitante, ou séquentiellement comme décrit plus en détail ici.

[0086] L'unité de commande 1030 peut avoir un dispositif de commande de moteur de portique 1032, un dispositif de commande de table 1034, un dispositif de commande de détecteur 1036, un dispositif de commande de pivotement 1038 et un dispositif de commande de collimateur 1040. Les dispositifs de commande 1030, 1032, 1034, 1036, 1038, 1040 peuvent être commandés automatiquement par une unité de traitement 1050, commandés manuellement par un opérateur, ou une combinaison de ceux-ci. Le dispositif de commande de moteur de portique 1032 peut déplacer les détecteurs d'imagerie 1002 par rapport au sujet 1010, par exemple, individuellement, en segments ou sous-ensembles, ou simultanément selon une relation fixe les uns par rapport aux autres. Par exemple, dans certains modes de réalisation, le dispositif de commande de portique 1032 peut amener les détecteurs d'imagerie 1002 et/ou les éléments de support 1012 à se déplacer par rapport à ou en rotation autour du sujet 1010, qui peut inclure un mouvement de moins de ou jusqu'à 180 degrés (ou plus).

[0087] Le dispositif de commande de table 1034 peut déplacer la table de patient 1020 pour positionner le sujet 1010 par rapport aux détecteurs d'imagerie 1002. La table de patient 1020 peut être déplacée dans des directions vers le haut et vers le bas, dans des directions vers l'intérieur et vers l'extérieur, et dans des directions vers la gauche et vers la droite, par exemple. Le dispositif de commande de détecteur 1036 peut commander le déplacement de chacun des détecteurs d'imagerie 1002 pour qu'ils se déplacent ensemble comme un groupe ou individuellement comme décrit plus en détail ici. Le dispositif de commande de détecteur 1036 peut également commander le déplacement des détecteurs d'imagerie 1002 dans certains modes de réalisation pour qu'ils se rapprochent et s'éloignent d'une surface du sujet 1010, comme par la commande du déplacement en translation des porte-détecteurs 1016 linéairement en direction ou en s'éloignant du sujet 1010 (par exemple, déplacement de coulissement ou télescopique). Facultativement, le dispositif de commande de détecteur 1036 peut commander le déplacement des porte-détecteurs 1036 pour permettre le déplacement du réseau de détecteurs 1006 ou 1008. Par exemple, le dispositif de commande de détecteur 1036 peut commander le déplacement latéral des porte-détecteurs 1016 illustrés par la flèche T (et représenté à gauche et à droite comme on le visualise sur la Figure 14). Dans divers modes de réalisation, le dispositif de commande de détecteur 1036 peut commander les porte-détecteurs 1016 ou les éléments de support 1012 pour qu'ils se déplacent dans différentes directions latérales. Le dispositif de commande de détecteur 1036 peut commander le mouvement d'oscillation des détecteurs 1002 conjointement avec leurs collimateurs 1022.

[0088] Le dispositif de commande de pivotement 1038 peut commander le déplacement en pivotement ou en rotation des unités de détection 1014 aux extrémités des portedétecteurs 1016 et/ou le déplacement en pivotement ou en rotation du portedétecteur 1016. Par exemple, un ou plusieurs des unités de détection 1014 ou des porte-détecteurs 1016 peuvent être mis en rotation autour d'au moins un axe pour visualiser le sujet 1010 à partir d'une pluralité d'orientations angulaires pour acquérir, par exemple, des données d'image 3D dans un mode de fonctionnement d'imagerie 3D

SPECT ou 3D. Le dispositif de commande de collimateur 1040 peut régler une position d'un collimateur réglable, tel qu'un collimateur à bandes (ou aubes) réglables ou à sténopé(s) réglable(s).

[0089] Il convient de noter que le mouvement d'un ou plusieurs détecteurs d'imagerie 1002 peut se faire dans des directions autres que strictement axialement ou radialement, et des mouvements dans plusieurs directions de mouvement peuvent être utilisés dans divers modes de réalisation. Pour cette raison, l'expression « dispositif de commande de mouvement » peut être utilisée pour indiquer un nom collectif pour tous les dispositifs de commande de mouvement. Il convient de noter que les différents dispositifs de commande peuvent être combinés, par exemple, le dispositif de commande de détecteur 1036 et le dispositif de commande de pivotement 1038 peuvent être combinés pour fournir les différents déplacements décrits ici.

[0090] Préalablement à l'acquisition d'une image du sujet 1010 ou d'une partie du sujet 1010, les détecteurs d'imagerie 1002, le portique 1004, la table de patient 1020 et/ou les collimateurs 1022 peuvent être réglés, par exemple quant à la première position d'imagerie ou la position d'imagerie initiale, ainsi que pour les positions d'imagerie ultérieures. Les détecteurs d'imagerie 1002 peuvent chacun être positionnés pour obtenir une image d'une partie du sujet 1010. Alternativement, par exemple dans le cas d'un sujet de petite taille 1010, un ou plusieurs des détecteurs d'imagerie 1002 peuvent ne pas être utilisés pour acquérir des données, tels que les détecteurs d'imagerie 1002 aux extrémités des réseaux de détecteurs 1006 et 1008, qui, comme illustré sur la Figure 14, sont dans une position rétractée à l'écart du sujet 1010. Le positionnement peut être réalisé manuellement par l'opérateur et/ou automatiquement, ce qui peut inclure Tutilisation, par exemple, d'informations d'image telles que d'autres images acquises avant l'acquisition en cours, par exemple par une autre modalité d'imagerie telle que la tomodensitométrie (CT), l'IRM, les rayons X, le PET ou les ultrasons. Dans certains modes de réalisation, les informations supplémentaires de positionnement, telles que les autres images, peuvent être acquises par le même système, comme dans un système hybride (par exemple, un système SPECT/CT). En outre, les unités de détection 1014 peuvent être configurées pour acquérir des données non NM, telles que des données de tomodensitométrie. Dans certains modes de réalisation, un système d'imagerie multimodale peut être proposé, par exemple, pour permettre une imagerie NM ou SPECT, ainsi qu'une tomodensitométrie, qui peut inclure une conception à double modalité ou à portique comme décrit plus en détail ici.

[0091] Après que les détecteurs d'imagerie 1002, le portique 1004, la table de patient 1020 et/ou les collimateurs 1022 sont positionnés, une ou plusieurs images, telles que des images SPECT en trois dimensions (3D) sont acquises en utilisant un ou plusieurs des détecteurs d'imagerie 1002, qui peuvent inclure l'utilisation d'un mouvement combiné qui réduit ou rend minimal l'espacement entre les unités de détection 1014. Les données d'image acquises par chaque détecteur d'imagerie 1002 peuvent être combinées et reconstruites en une image composite ou des images 3D dans divers modes de réalisation.

[0092] Dans un mode de réalisation, au moins l'un des réseaux de détecteurs 1006 et/ou 1008, le portique 1004, la table de patient 1020 et/ou les collimateurs 1022 sont déplacés après avoir été initialement positionnés, ce qui inclut un déplacement individuel d'une ou plusieurs des unités de détection 1014 (par exemple, un déplacement combiné latéral et de pivotement) conjointement avec le mouvement oscillant des détecteurs 1002. Par exemple, au moins l'un des réseaux de détecteurs 1006 et/ou 1008 peut être déplacé latéralement tout en pivotant. Ainsi, dans divers modes de réalisation, une pluralité de détecteurs de petite taille, tels que les unités de détection 1014, peuvent être utilisés pour l'imagerie 3D, par exemple lors du déplacement ou du balayage des unités de détection 1014 en combinaison avec d'autres déplacements.

[0093] Dans divers modes de réalisation, un système d'acquisition de données (DAS) 1060 reçoit des données de signaux électriques produites par les détecteurs d'imagerie 1002 et convertit ces données en signaux numériques pour un traitement ultérieur.

Cependant, dans divers modes de réalisation, les signaux numériques sont générés par les détecteurs d'imagerie 1002. Un dispositif de reconstruction d'image 1062 (qui peut être un ordinateur ou dispositif de traitement) et un dispositif de stockage des données 1064 peuvent être prévus en plus de l'unité de traitement 1050. Il convient de noter qu'une ou plusieurs fonctions liées à un ou plusieurs éléments parmi l'acquisition de données, la commande de mouvement, le traitement de données et la reconstruction d'image peuvent être accomplis par des ressources matérielles, logicielles et/ou de traitement partagées, qui peuvent être situées au sein ou à proximité du système d'imagerie 1000, ou peuvent être situées à distance. En outre, un dispositif d'entrée utilisateur 1066 peut être prévu pour recevoir des entrées utilisateur (par exemple, des instructions de commande), ainsi qu'un affichage 1068 pour afficher des images. Le DAS 1060 reçoit les images acquises à partir des détecteurs 1002 conjointement avec les coordonnées latérales, verticales, de rotation et d'oscillation correspondantes du portique 1004, des éléments de support 1012, des unités de détection 1014, des portedétecteurs 1016, et des détecteurs 1002 pour la reconstruction précise d'une image incluant les images 3D et leurs coupes.

[0094] On peut noter que le mode de réalisation de la Figure 14 peut être compris comme un agencement linéaire de têtes de détection (par exemple, en utilisant des unités de détection disposées en une rangée et s'étendant parallèlement les unes par rapport aux autres. Dans d'autres modes de réalisation, une conception radiale peut être employée. Les conceptions radiales peuvent, par exemple, fournir des avantages supplémentaires en termes d'imagerie efficace d'objets plus petits, tels que des membres, des têtes ou des nourrissons. La Figure 15 est une vue schématique d'un système d'imagerie multitête médicale nucléaire (NM) 1100 conformément à divers modes de réalisation. Généralement, le système d'imagerie 1100 est configuré pour acquérir des informations d'imagerie (par exemple, des comptages de photons) à partir d'un objet pour lequel il faut obtenir une image (par exemple, un patient humain) auquel a été administré un produit pharmaceutique radioactif. Le système d'imagerie 1100 représenté inclut un portique 1110 ayant un alésage 1112 à travers celui-ci, plusieurs ensembles de têtes de détection de rayonnement 1115, et une unité de traitement 1120.

[0095] Le portique 1110 définit l'alésage 1112. L'alésage 1112 est configuré pour accepter un objet pour lequel il faut obtenir une image (par exemple, un patient humain ou une partie de celui-ci). Comme on le voit sur la Figure 15, plusieurs ensembles de têtes de détection de rayonnement 1115 sont montés sur le portique 1110. Dans le mode de réalisation illustré, chaque ensemble de têtes de détection de rayonnement 1115 inclut un bras 1114 et une tête 1116. Le bras 1114 est configuré pour articuler la tête 1116 radialement en direction et/ou en s'éloignant d'un centre de l'alésage 1112 (et/ou dans d'autres directions), et la tête 1116 inclut au moins un détecteur, la tête 1116 étant disposée au niveau d'une extrémité radialement vers l'intérieur du bras 1114 et configurée pour pivoter pour fournir une plage de positions à partir desquelles des informations d'imagerie sont acquises.

[0096] Le détecteur de la tête 1116 peut être, par exemple, un détecteur à semi-conducteur. Par exemple, un détecteur à semi-conducteur divers modes de réalisation peut être construit en utilisant des matériaux différents, tels que des matériaux semiconducteurs, incluant le tellurure de zinc et de cadmium (CdZnTe), souvent appelé CZT, le tellurure de Cadmium (CdTe), et le silicium (Si), entre autres. Le détecteur peut être configuré pour être utilisé, par exemple, avec des systèmes d'imagerie médicale nucléaire (NM), des systèmes d'imagerie à tomographie par émission de positrons (PET), et/ou des systèmes d'imagerie à tomographie par émission monophotonique (SPECT).

[0097] Dans divers modes de réalisation, le détecteur peut inclure un réseau d'anodes pixelisées, et peut générer différents signaux en fonction de l'emplacement où un photon est absorbé dans le volume du détecteur sous une surface du détecteur. Les volumes du détecteur sous les anodes pixelisées sont définis comme des voxels. Pour chaque anode pixelisée, le détecteur a un voxel correspondant. L'absorption des photons par certains voxels correspondant à des anodes pixelisées particulières entraîne des charges générées qui peuvent être comptées. Les comptages peuvent être corrélés à des emplacements particuliers et utilisés pour reconstruire une image.

[0098] Dans divers modes de réalisation, chaque ensemble de têtes de détection 1115 peut définir une vue correspondante qui est orientée vers le centre de l'alésage 1112. Chaque ensemble de têtes de détection 1115 dans le mode de réalisation illustré est configuré pour acquérir des informations d'imagerie sur une plage de balayage correspondant à la vue de l'unité de détection donnée. Des détails supplémentaires concernant des exemples de systèmes avec des unités de détection disposées radialement autour d'un alésage peuvent être trouvés dans la demande de brevet américain numéro de série 14/788.180, déposée le 30 juin 2015, intitulée « Systems and Methods For Dynamic Scanning With Multi-Head Camera », dont l'objet est incorporé par référence dans son intégralité.

[0099] L'unité de traitement 1120 inclut une mémoire 1122. Le système d'imagerie 1100 est représenté comme incluant une seule unité de traitement 1120 ; cependant, le bloc pour l'unité de traitement 1120 peut être compris comme représentant un ou plusieurs processeurs pouvant être répartis ou distants les uns des autres. L'unité de traitement 1120 représentée inclut des circuits de traitement configurés pour effectuer une ou plusieurs tâches, fonctions ou étapes abordées ici. On peut noter que l'expression « unité de traitement » telle qu'elle est utilisée ici n'est pas nécessairement destinée à être limitée à un seul processeur ou ordinateur. Par exemple, l'unité de traitement 1120 peut inclure plusieurs processeurs et/ou ordinateurs, qui peuvent être intégrés dans un boîtier ou une unité commune, ou qui peuvent être répartis parmi diverses unités ou divers boîtiers.

[0100] Généralement, différents aspects (par exemple, des modules programmés) de l'unité de traitement 1120 agissent individuellement ou en coopération avec d'autres aspects pour effectuer un ou plusieurs aspects des procédés, étapes ou processus abordés ici. Dans le mode de réalisation représenté, la mémoire 1122 inclut un support lisible par ordinateur tangible non transitoire ayant stockées sur celui-ci des instructions pour effectuer un ou plusieurs aspects des procédés, étapes ou processus abordés ici.

[0101] Il convient de noter que les divers modes de réalisation peuvent être mis en œuvre dans du matériel, des logiciels ou une combinaison de ceux-ci. Les divers modes de réalisation et/ou composants, par exemple, les modules, ou composants et dispositifs de commande dans ceux-ci, peuvent également être mis en œuvre en tant que partie d'un ou plusieurs ordinateurs ou processeurs. L'ordinateur ou le processeur peut inclure un dispositif de calcul, un dispositif d'entrée, une unité d'affichage et une interface, par exemple, pour accéder à Internet. L'ordinateur ou le processeur peut inclure un microprocesseur. Le microprocesseur peut être connecté à un bus de communication. L'ordinateur ou le processeur peut également inclure une mémoire. La mémoire peut inclure une mémoire vive (RAM) et une mémoire morte (ROM). L'ordinateur ou le processeur peut inclure en outre un dispositif de stockage, qui peut être un lecteur de disque dur ou un lecteur de stockage amovible tel qu'un disque SSD, un lecteur de disque optique, et similaires. Le dispositif de stockage peut également être d'autres moyens similaires de chargement de programmes informatiques ou autres instructions dans l'ordinateur ou le processeur.

[0102] Tel qu'il est utilisé ici, le terme « ordinateur » ou « module » peut inclure tout système basé sur processeur ou microprocesseur y compris des systèmes utilisant des microdispositifs de commande, des calculateurs à jeu d'instructions réduit (RISC), des ASIC, des circuits logiques, et tout autre circuit ou processeur capable d'exécuter les fonctions décrites ici. Les exemples ci-dessus ne sont donnés qu'à titre d'exemple, et ne sont donc pas destinés à limiter de quelque manière que ce soit la définition et/ou la signification du terme « ordinateur ».

[0103] L'ordinateur ou le processeur exécute un ensemble d'instructions qui sont mémorisées dans un ou plusieurs éléments de stockage, afin de traiter des données d'entrée. Les éléments de stockage peuvent également stocker des données ou autres informations à volonté ou selon les besoins. L'élément de stockage peut se présenter sous la forme d'une source d'informations ou d'un élément de mémoire physique au sein d'une machine de traitement.

[0104] L'ensemble d'instructions peut inclure diverses commandes qui demandent à l'ordinateur ou au processeur en tant que machine de traitement d'effectuer des opérations spécifiques telles que les procédés et les processus des divers modes de réalisation. L'ensemble d'instructions peut se présenter sous la forme d'un programme logiciel. Les logiciels peuvent se présenter sous diverses formes telles que des logiciels système ou des logiciels applicatifs et qui peuvent être réalisés sous la forme d'un support lisible par ordinateur tangible et non transitoire. En outre, les logiciels peuvent être sous la forme d'un ensemble de programmes ou de modules distincts, d'un programme logiciel au sein d'un programme plus vaste ou d'une partie d'un module de programme. Les logiciels peuvent également inclure une programmation modulaire sous la forme d'une programmation orientée objet. Le traitement de données d'entrée par la machine de traitement peut se faire en réponse à des commandes d'opérateur, ou en réponse à des résultats de traitement précédent, ou en réponse à une requête faite par une autre machine de traitement.

[0105] Tel qu'utilisé ici, une structure, une limitation ou un élément qui est « configuré pour » effectuer une tâche ou une opération est particulièrement formé structurellement, construit, ou adapté d'une manière correspondant à la tâche ou à l'opération. A des fins de clarté et pour éviter tout doute, un objet qui est simplement susceptible d'être modifié pour effectuer la tâche ou l'opération n'est pas « configuré pour » effectuer la tâche ou l'opération tel qu'utilisé ici. Au lieu de cela, l'utilisation de l'expression « configuré pour » telle qu'elle est utilisée ici, désigne les adaptations ou caractéristiques structurales, et désigne les exigences structurales de toute structure, toute limitation ou tout élément qui est décrit comme étant « configuré pour » effectuer la tâche ou l'opération. Par exemple, une unité de traitement, un processeur, ou un ordinateur qui est « configuré pour » effectuer une tâche ou une opération peut être compris comme étant particulièrement structuré pour effectuer la tâche ou l'opération (par exemple, ayant un ou plusieurs programmes ou instructions qui y sont stockés ou utilisés conjointement avec ceux-ci conçus pour ou destinés à effectuer la tâche ou l'opération, et/ou ayant un agencement de circuits de traitement conçu pour ou destiné à effectuer la tâche ou l'opération). A des fins de clarté et pour éviter tout doute, un ordinateur à usage général (qui peut devenir « configuré pour » effectuer la tâche ou l'opération s'il est programmé de manière appropriée) n'est pas « configuré pour » effectuer une tâche ou une opération sauf s'il est spécifiquement programmé ou structurellement modifié ou jusqu'à ce qu'il soit spécifiquement programmé ou structurellement modifié pour effectuer la tâche ou l'opération.

[0106] Tel qu'ils sont utilisés ici, les termes « logiciel » et « micrologiciel » sont interchangeables, et incluent tout programme informatique stocké en mémoire pour une exécution par un ordinateur, y compris une mémoire RAM, une mémoire ROM, une mémoire EPROM, une mémoire EEPROM, et une mémoire RAM non volatile (NVRAM). Les types de mémoire ci-dessus ne sont que des exemples, et ne sont donc pas limitatifs quant aux types de mémoire utilisables pour le stockage d'un programme informatique.

[0107] Il est entendu que la description ci-dessus est destinée à être illustrative, et non restrictive. Par exemple, les modes de réalisation (et/ou aspects de ceux-ci) décrits cidessus peuvent être utilisés en combinaison les uns avec les autres. De plus, de nombreuses modifications peuvent être apportées pour adapter une situation particulière ou un matériau particulier aux enseignements des divers modes de réalisation sans s'écarter de leur portée. Bien que les dimensions et les types de matériaux décrits ici soient destinés à définir les paramètres des divers modes de réalisation, ils ne sont nullement limitatifs et ne sont qu'à titre d'exemple. De nombreux autres modes de réalisation apparaîtront à l'homme du métier à la lecture de la description ci-dessus. La portée des divers modes de réalisation doit donc être déterminée en référence aux revendications annexées, ainsi qu'avec toute la portée des équivalents auxquels de telles revendications ont droit. Dans les revendications annexées, les termes « incluant » et « dans lequel/laquelle/lesquels/lesquelles » sont utilisés comme équivalents en anglais simple des termes respectifs « comprenant » et « où ». De plus, dans les revendications suivantes, les termes « premier/première/premiers/premières », « deuxième/deuxièmes », et « troisième/troisièmes », etc. ne sont utilisées que comme dénominations, et ne sont pas destinés à imposer des limites numériques à leurs objets. En outre, les limitations des revendications suivantes ne sont pas écrites en format moyen-plus-fonction et ne sont pas destinées à être interprétées sur la base de l'Article 112(f) du Titre 35 du Code des Etats-Unis, à moins que ces limitations n'utilisent expressément la phrase « moyens pour » suivie d'une déclaration de fonction sans autre structure.

[0108] Cette description écrite utilise des exemples pour divulguer les divers modes de réalisation, y compris le meilleur mode, ainsi que pour permettre à tout homme du métier de mettre en pratique les divers modes de réalisation, y compris la réalisation et l'utilisation de tous dispositifs ou systèmes et l'exécution de tous procédés incorporés. La portée brevetable des divers modes de réalisation est définie par les revendications, et peut inclure d'autres exemples qui viennent à l'esprit de l'homme du métier. De tels autres exemples sont destinés à entrer dans la portée des revendications si les exemples ont des éléments structurels qui ne diffèrent pas du langage littéral des revendications, ou les exemples incluent des éléments structurels équivalents avec des différences non substantielles par rapport au libellé littéral des revendications.

Claims

Revendications [Revendication 1] Ensemble détecteur de rayonnement comprenant : un détecteur à semi-conducteur ayant une surface ; plusieurs anodes pixelisées disposées sur la surface, chaque anode pixelisée étant configurée pour générer un signal primaire en réponse à la réception d'un photon par l'anode pixelisée et pour générer au moins un signal secondaire en réponse à une charge induite provoquée par la réception d'un photon par au moins une anode environnante ; et au moins un processeur couplé fonctionnellement aux anodes pixelisées, l'au moins un processeur étant configuré pour : acquérir un signal primaire à partir de l'une des anodes en réponse à la réception d'un photon par cette anode des anodes ; acquérir au moins un signal secondaire à partir d'au moins un pixel voisin de cette anode des anodes en réponse à une charge induite provoquée par la réception du photon par cette anode des anodes ; et déterminer une profondeur d'interaction dans le détecteur à semiconducteur pour la réception du photon par cette anode des anodes en utilisant l'au moins un signal secondaire. [Revendication 2] Ensemble détecteur selon la revendication 1, dans lequel l'au moins un processeur est configuré pour ajuster un niveau d'énergie pour un événement correspondant à la réception du photon par cette anode des anodes en fonction de la profondeur d'interaction. [Revendication 3] Ensemble détecteur selon la revendication 1, dans lequel l'au moins un processeur est configuré pour reconstruire une image en utilisant la profondeur d'interaction. [Revendication 4] Ensemble détecteur selon la revendication 1, dans lequel l'au moins un pixel voisin inclut au moins une anode adjacente. [Revendication 5] Ensemble détecteur selon la revendication 1, dans lequel l'au moins un processeur est configuré pour utiliser des informations d'étalonnage pour déterminer la profondeur d'interaction. [Revendication 6] Ensemble détecteur selon la revendication 5, dans lequel l'au moins un processeur est configuré pour déterminer la profondeur d'interaction en utilisant un étalonnage en fonction d'un rapport entre une valeur négative d'un seul signal secondaire et une amplitude du signal primaire. [Revendication 7] Ensemble détecteur selon la revendication 5, dans lequel l'au moins un processeur est configuré pour déterminer la profondeur d'interaction en utilisant un étalonnage en fonction d'un rapport entre une somme de

[Revendication 8] [Revendication 9] [Revendication 10] [Revendication 11] [Revendication 12] [Revendication 13] [Revendication 14] [Revendication 15] valeurs négatives pour plusieurs signaux secondaires et une amplitude du signal primaire.

Ensemble détecteur selon la revendication 1, dans lequel l'au moins un processeur est configuré pour déterminer la profondeur d'interaction sans utiliser une quelconque information à partir d'une cathode de l'ensemble détecteur.

Ensemble détecteur selon la revendication 1, dans lequel l'au moins un processeur est configuré pour déterminer un emplacement de sous-pixel en utilisant le signal primaire et l'au moins un signal secondaire. Procédé d'imagerie utilisant un détecteur à semi-conducteur ayant une surface avec plusieurs anodes pixelisées disposées sur celle-ci, dans lequel chaque anode pixelisée est configurée pour générer un signal primaire en réponse à la réception d'un photon par l'anode pixelisée et pour générer au moins un signal secondaire en réponse à une charge induite provoquée par la réception d'un photon par au moins une anode environnante, le procédé comprenant : l'acquisition d'un signal primaire à partir de l'une des anodes en réponse à la réception d'un photon par cette anode des anodes ;

l'acquisition d'au moins un signal secondaire à partir d'au moins un pixel voisin de cette anode des anodes en réponse à une charge induite provoquée par la réception du photon par cette anode des anodes ; et la détermination d'une profondeur d'interaction dans le détecteur à semiconducteur pour la réception du photon par cette anode des anodes en utilisant l'au moins un signal secondaire.

Procédé selon la revendication 10, comprenant en outre l'ajustement d'un niveau d'énergie pour un événement correspondant à la réception du photon par cette anode des anodes en fonction de la profondeur d'interaction.

Procédé selon la revendication 10, comprenant en outre la reconstruction d'une image en utilisant la profondeur d'interaction.

Procédé selon la revendication 10, dans lequel l'au moins un pixel voisin inclut au moins une anode adjacente.

Procédé selon la revendication 10, comprenant en outre l'utilisation d'informations d'étalonnage pour déterminer la profondeur d'interaction. Procédé selon la revendication 14, comprenant en outre la détermination de la profondeur d'interaction en utilisant un étalonnage en fonction d'un rapport entre une valeur négative d'un seul signal secondaire et une amplitude du signal primaire.