KR101690318B1 - 디지털 실리콘 광전자증배기들의 시간 분해능을 개선하기 위한 방법 - Google Patents

디지털 실리콘 광전자증배기들의 시간 분해능을 개선하기 위한 방법 Download PDF

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Abstract

비행 시간 양전자 방출 단층 촬영(TOF-PET) 스캐너(8)에서 이용하기 위한 방사선 검출기 모듈(10)은 검출되는 방사 이벤트를 나타내는 트리거 신호를 생성한다. 제 1 시간-대-디지털 변환기(TDC)(30) 및 제 2 TDC(31)를 포함하는 타이밍 회로(22)는 제 1 TDC(30)에 의해 결정되는 제 1 타임스탬프 및 제 2 TDC(31)에 의해 결정되는 제 2 타임스탬프에 기초하여 검출되는 방사 이벤트에 대한 정정되는 타임스탬프를 출력하도록 구성된다. 제 1 TDC는 제 1 기준 클럭 신호(40, 53)로 동기화되고, 제 2 TDC는 제 2 기준 클럭 신호(42, 54)로 동기화되고, 제 1 및 제 2 기준 클럭 신호들은 비동기된다.

Description

디지털 실리콘 광전자증배기들의 시간 분해능을 개선하기 위한 방법{A METHOD TO IMPROVE THE TIME RESOLUTION OF DIGITAL SILICON PHOTOMULTIPLIERS}
다음은 검출기 분야들에 관한 것이다. 본 발명은 비행 시간 양전자 방출 단층 촬영(time of flight positron emission tomography: TOF-PET)을 위해 방사선 검출기들과 함께 있는 특정한 애플리케이션을 구하지만, 또한 단일 광자 방출 계산형 단층 촬영(single photon emission computed tomography: SPECT) 이미저(imager)들 및 양자 방출 단층 촬영(positron emission tomography: PET) 이미저들 뿐만 아니라, 평면 x-레이 이미저들, 전파 천문학, 고 에너지 입자용 검출기들(예를 들면, Cherenkov 방사광, 싱크로트론(synchrotron) 방사광, 비색식 검출기들(colorimetric detectors) 등) 등과 같은 방사선 투사 또는 방사성 의약품들을 이용하는 다른 핵 의료 이미저들에서의 후보군을 구할 수 있고, 이에 대해 특정하게 참조하여 기술될 것이다. 본 발명은 또한 다른 방사선 검출기 방식(modality)들에, 및 방사선 검출기들을 이용하는 시스템들 및 방법에 적용가능할 수 있다.
양전자 방출 단층 촬영(PET)에서, 방사성 의약품이 이미징 피실험체에 투여되고, 이 이미징 피실험체에서, 방사성 의약품의 방사선 붕괴(radioactive decay) 이벤트(evnet)가 생성한다. 각각의 양전자는 전자와 상호 작용하여 양전자-전자 소멸 이벤트들이 발생하고 이 사건에 의해서 반대 방향의 감마(γ) 선들이 방출된다. 동시 발생 검출 회로소자를 이용하면, 이미징 피실험체를 둘러싸는 방사선 검출기의 링(ring)형 어레이(array)는 양전자-전자 소멸(들)에 대응하여 동시 발생하는 반대 방향의 감마 선 이벤트들을 검출한다. 두 동시 발생 검출들을 연결하는 응답 라인(line of response: LOR)은 양전자-전자 소멸 이벤트의 위치와 교차한다. 그와 같은 응답 라인들은 투영 데이터(projection data)와 유사하고 2 또는 3차원 이미지를 생성하도록 재구성될 수 있다. 비행 시간 PET(TOF-PET)에서, 두 동시 발생 γ 선 이벤트들의 검출 사이의 작은 시간차가 이용되어 LOR(line of response)를 따라 소멸 이벤트를 배치한다.
PET 시스템들의 성능은 민감도(sensitivity), 시간 분해능(time resolution) 및 응답, 및 잡음에 의해 영향을 받는다. PET 방사선 검출기 모듈들은 통상적으로 중간의 도광층(light guide layer)을 이용하는 섬광체 결정(scintillator crystal)과 광학적으로 결합되는 광전자증배기 튜브(photomultiplier tube: PMT)들의 어레이(array)를 포함한다. 또한 디지털 실리콘 광전자증배기(SiPM)와 같이 화소형 섬광체(pixelated scintillator)에 광학적으로 연결되는 고체 광전자 검출기들이 제안되었다. SiPM들은 가이거(Geiger) 모드에서 동작하는 애벌란치 포토다이오드(avalanche photodiode: APD)들에 기초한다. 이것들은 γ 선들에 대한 개선된 민감도를 특징으로 하고 산란 효과(scattering effect)에 대해서는 민감도가 덜하다; 그러나, 이것들은 광자 흡수를 일으키지 않는 다크 카운드(dark count)들이 되는 경향이 있다.
시간-대-디지털 변환기(time-to-digital convertor: TDC)는 각각의 검출된 방사 이벤트와 연관되는 타임스탬프(timestamp)를 출력한다. 타임스탬프는 동시발생 검출 회로소자에 의해 이용되어 동시발생 쌍들 및 대응하는 LOR들을 결정하고 비행 시간 측정 회로소자에 의해 이용된다. 통상적으로, TCS들은 비정밀(coarse) 계수기 및 정밀(fine) 계수기로 구성된다. 비정밀 계수기는 기준 클럭(reference clock)의 상승 에지(edge)들을 계수하도록 구성된 디지털 계수기이다. 이벤트가 검출되면, 비정밀 계수기의 입력부에 있는 스위치가 타임스탬프의 한 부분으로서 레지스터(register) 내로 래치(latch)된다. 정밀 계수기는 타임스탬프의 나머지 부분들로서 검출된 이벤트 및 기준 클럭의 후속 상승 에지 사이의 시간차를 측정한다. 출력은 전형적으로 100 피코초(picosecond)들 미만인 시간 분해능을 가지는 타임스탬프이다.
그러나, 이벤트는 준-안정성(meta-stability)으로 공지되어 있는 현상으로 인해 검출될 수도 있고 검출되지 않을 수도 있다. 준-안정성은 한정되지 않은 기간 동안 지속되는 불안정한 상태이며, 전형적으로 동기 회로들에서 하나 이상의 비동기 입력들에 의해 발생한다. 플립-플롭(flip-flop)은 특정한 조건들 하에서 준-안정성에 취약한 하나의 디바이스이다. 플립-플롭은 두 논리 상태들을 가지며, 입력에서의 변화로 인해 플립-플롭이 상기 상태들 사이에서 교호하게 된다. 그러나, 설정 또는 일시 중단 시간들 중에 입력이 변하게 되면, 플립-플롭은 두 논리 상태들 사이의 준-안정 상태에 진입할 수 있다. 준-안정 상태는 결과적으로 두 논리 상태들 중 하나로 붕괴되지만, 그 붕괴 시간은 현저히 크므로 정확한 시간 측정들을 어렵게 만들 수 있다.
TDC의 예에서, 입력은 광전자 검출기에 의해 생성되는 검출 신호에 응답하여 래치되는 플립-플롭에 연결된다. 검출 신호가 기준 클럭의 상승 에지 중에 발생하고 그 결과로서 플립-플롭이 준-안정 상태에 진입하는 경우, 이벤트는 기준 클럭의 차기 상승 에지까지 검출되지 않는다. TDC의 입력에서의 준-안정성은 타임스탬프의 정확성에 심각하게 영향을 미침으로써, 동시발생 검출의 정확성을 줄일 수 있고, 이로 인해 이미지들에 상당한 잡음이 도입될 수 있다.
SiPM들의 고체 특성은 APD들에 근접한 디지털 TDC들의 통합을 가능하게 함으로써, PET 시스템의 타이밍 분해능을 개선한다. 더 짧은 설정 및 일지 중단 시간들을 지니는 플립-플롭들이 제안되었지만: 그러나 종래의 TDC 구현예들은 회로 설계로 인해 여전히 준 안정성의 영향을 받는다.
본 출원은 상술한 문제들 및 다른 문제들을 극복하는, PET 검출기들 또는 다른 일렉트로닉스들에 적합한 새롭고 개선된 타이밍 회로를 제공한다.
하나의 양태에 따르면, 제 1 및 제 2 TDC를 구비하는 타이밍 회로가 제공된다. 제 1 TDC는 제 1 기준 클럭 신호에 기초하여 제 1 타임스탬프를 출력하도록 구성되고 제 2 TDC는 제 2 기준 클럭 신호에 기초하여 제 2 타임스탬프를 출력하도록 구성된다. 회로는 제 1 및 제 2 타임스탬프에 기초하여 정정되는 타임스탬프를 출력한다.
다른 양태에 따르면, 타임스탬프를 할당하기 위한 방법이 제공된다. 제 1 및 제 2 기준 클럭 신호들이 생성되고, 여기서 기준 클럭 신호들은 비동기이다. 트리거 신호(trigger signal)는 검출된 이벤트에 응답하여 수신된다. 제 1 타임스탬프는 트리거 신호 및 제 1 기준 클럭 신호 사이의 시간 관계에 기초하여 결정되고, 제 2 타임스탬프는 트리거 신호 및 제 2 기준 클럭 신호 사이의 시간 관계에 기초하여 결정된다. 정정되는 타임스탬프는 제 1 및 제 2 타임스탬프들에 기초하여 출력된다.
하나의 장점은 타이밍 회로의 시간 분해능이 개선되는 점이다.
다른 장점은 리던던시(reduncancy)에 있다.
도 1은 픽실레이트된(pixilated) 섬광체를 구비하는 방사선 검출기 모듈들을 이용하는 의료용 이미징 시스템을 개략적으로 도시하는 도면.
도 2는 도 1의 타이밍 회로를 개략적으로 도시하는 도면.
도 3은 타이밍 회로의 하나의 실시예의 타이밍 도.
도 4는 타이밍 회로의 다른 실시예의 타이밍 도.
본 발명의 또 다른 부가적인 장점들은 다음의 상세한 설명을 판독 및 이해함으로써 당업자에게는 분명할 것이다.
본 발명은 다양한 구성요소들 및 구성요소들의 배열들, 및 다양한 단계들 및 단계들의 배열들의 형태를 취한다. 도면들은 단지 바람직한 실시예들을 도시할 목적을 위한 것이고, 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
도 1을 참조하면, 방사선 단층 촬영 스캐너(8)가 설명의 예로 도시된다. 더 일반적으로, 본원에서 개시되는 타이밍 회로는 실질적으로 임의의 신호 프로세싱 애플리케이션에서 실행될 수 있고, 이 신호 프로세싱 애플리케이션은 복수의 확률적 신호 펄스들에 대한 시간 인덱스들의 디지털 표현을 생성한다. 예를 들면, 타이밍 회로는 신호 펄스들이 검출된 이벤트를 나타내는 질량 분석, 고 에너지 입자 물리, 전파 천문학, 의료용 이미징 등과 함께 이용될 수 있다.
방사선 단층 촬영 스캐너(8)는 이미지 영역(12)으로부터 방사선을 수신하는 것을 목적으로 하는 복수의 방사선 검출기 모듈들(10)을 포함한다. 방사선 검출기 모듈들(10)은 축 방향을 따라 인접하는 여러 개의 링들 내에 배열되지만; 다른 배열들의 방사선 검출기 모듈들이 이용될 수 있다. 전형적으로 방사선 검출기 모듈들(10)은 단층 촬영 스캐너(8)의 하우징(housing)(14) 내에 수납됨으로써, 외부에서는 볼 수 없다. 각각의 링은 수백 또는 수천 개의 방사선 검출기 모듈들(10)로 구성된다. 일부 스캐너들에서, 단 하나의 방사선 검출기 모듈들(10)의 단일 링만이 제공되고, 다른 스캐너들에서, 최대 다섯 개 이상의 방사선 검출기 모듈들(10)이 제공된다. 검출기 헤드(head)들이 도 1에 도시된 검출기 링 구조 대신 이용될 수 있다. 단층 촬영 스캐너(8)는 이미징 영역(12) 내에 대상 또는 환자를 위치시키기 위한 피실험체 지지대(16)를 포함한다. 선택사양으로, 지지대(16)는 일반적으로 방사선 검출기 모듈들(10)의 링들을 가로지르는 축방향으로 선형으로 이동가능하여 확장된 축 거리에 걸쳐 3차원 이미지 데이터가 용이하게 획득된다.
각각의 방사선 검출기 모듈(10)은 전형적으로 조사 영역에 인접하게 배치되는 섬광체 결정을 포함한다. 섬광체 결정은 γ 선(예를 들면, PET 스캐너들 내에서 511 keV)을 흡수하여 광학 광자(optical photon)의 섬광을 발생시킨다. 광자들은 섬광체 결정의 맞은편 종단에서 광전자증배기 튜브들, 광 다이오드들, SiPM들 등과 같은 광전자 검출기들에 의해 검출된다. 다른 실시예에서, 섬광체 결정은 복수의 광 분리 섬광체 결정들로부터 구성되고, 각각의 광 분리 섬광체 결정이 광전자 검출기에 연결되는, 화소형 섬광체이다. 광자들을 검출하면, 광전자 검출기는 다수의 광전자 검출기들이 섬광 이벤트를 발견하고 있는 경우 신호 또는 복수의 신호들을 출력하고, 이것은 검출되는 방사 이벤트를 표시한다. 각각의 광전자 검출기는 신호에 대한 광전자 검출기 출력을 모니터링하는 트리거 유닛(trigger unit)(20)에 동작적으로 접속된다. 신호가 검출되면 트리거 유닛은 검출되는 방사 이벤트에 대한 타임스탬프를 행하도록, 타이밍 회로(22)에 대한 트리거 신호를 생성한다.
도 2를 참조하면, 타이밍 회로(22)는 적어도 두 개의 시간-대-디지털 변환기(TDC)들(30, 31)을 포함한다; 시간-대-디지털 변환기 각각은 트리거 유닛(20)으로부터 동일한 입력을 수신한다. 각각의 TDC는 비정밀 계수기(32, 33) 및 정밀 계수기(34, 35)로 구성된다. 비정밀 계수기는 기준 클럭의 상승 에지들을 계수하도록 구성되고, 정밀 계수기는 타임스탬프의 나머지 부분으로서 검출된 이벤트 및 기준 클럭의 후속하는 상승 이벤트 사이의 시간차를 측정한다. 미세 계수기에 의해 실행되는 시간차 측정은 탭 라인(tap line), 버니어(Vernier), 펄스-수축(pulse-shrinking), 및 정전류 커패시터 방전 등 중 하나에 다른 시간-대-거리 측정에 기초한다.
각각의 TDC의 입력부에서, 저장 요소(36, 37), 예를 들면, 플립-플롭, 래치(latch) 등은 트리거 신호가 존재할 때 래치된다. 입력이 안정적이면 스위치는 기준 클럭의 후속 상승 에지에서 래치될 것이다. 그러나, 준-안정 영역, 즉, 설정 또는 일시 중단 시간들 동안 입력부에서 트리거 신호가 수신되는 경우, 스위치는 준-안정해지고, 트리거 신호는 기준 신호의 다음 상승 에치까지 래치되지 않아, 타임스탬프 에러가 현저하게 증가할 것이다.
입력부에서의 준-안정성으로부터 발생하는 타이밍 에러들을 감소시키기 위해, 각각의 TDC는 유일한 기준 클럭으로 동기화된다. 제 1 TDC(30)는 제 1 기준 신호로 동기화되고 제 2 TDC(32)는 제 2 기준 신호로 동기화된다. 하나의 실시예(도 3)에서, 제 1 기준 신호의 상승 에지는 제 2 기준 신호의 하강 에지에 대응하고 그 역도 마찬가지이므로 기준 신호들은 서로를 옵셋하는 버전들이다. 다른 실시예(도 4)에서, 동일한 비율의 발진(oscillation)을 유지하는 동안, 두 기준 신호들은 서로에 대해 이동된다. 이 방식에서, 검출되는 방사성 이벤트는 각각의 TDC에 의해 측정됨으로써, 상보적인 클럭들과 관련되는 두 독립 타임 스탬프들을 제공한다. 양 계수기들이 동일한(옵셋되거나 이동되는) 클럭 주파수에서 작동하고 있으므로, 이들의 값들은 제 1 기준 클럭 신호의 상승 에지 이전에 일치되어야만 한다. 비교기(38)는 예를 들면, 전자기 간섭, 방사 이벤트 등으로 인한 어떤 차들을 검출하고 시스템 동기화 또는 재설정을 개시하는데 이용될 수 있다.
도 3은 옵셋된 제 2 기준 신호(42) 및 제 1 기준 신호(40)의 관계를 나타내는 타이밍 도를 도시한다. 검출되는 방사 이벤트가 시간(46)에 있는 제 1 TDC(30)의 준-안정 영역(44) 동안 발생하면, 전체 사이클(TDC1)은 타임스탬프가 대략 서너 나노초들일 수 있는 시간(48)에서의 다음 상승 에지에서 캡처(capture)될 수 있을 때까지 경과할 것이다. 입력이 제 2 기준 신호(42)의 후속 상승 에지 이전에 안정화될 것이므로, 제 2 TDC(32)는 시간(50)에서 검출된 방사 이벤트를 검출함으로써, 타임스탬프 에러를 줄일 것이다. 역으로, 검출되는 방사 이벤트가 제 2 TDC의 준-안정 영역(51) 동안 발생하면, 제 1 TDC는 전체 사이클(TDC2) 이후에, 시간(52) 대신 시간(48)에서 타임스탬프를 캡처할 것이다. 양 계수기들이 동일한(양의 또는 음의) 클럭에서 작동하고 있으므로, 이들 값들은 양의 클럭의 상승 에지 이전에 동일해야만 한다. 비교기는 예를 들면, 전자기 간섭, 방사 이벤트 등에 의한 임의의 차들을 검출하고, 시스템 동기화 또는 재설정을 개시하는데 이용될 수 있다.
도 4는 제 1 기준 신호(53) 및 이동된 제 2 기준 신호(54)의 관계를 나타내는 타이밍 도를 도시한다. 검출되는 방사 이벤트가 시간(56)에서 제 1 TDC(30)의 준-안정 영역(55) 동안 발생하면, 전체 사이클(TDC1)는 대략 타임스탬프가 서너 나노초일 수 있는 시간(57)에서의 다음 상승 에지에서 캡처될 수 있을 때까지 경과할 것이다. 입력이 제 2 기준 신호의 후속 상승 에지 이전에 안정화될 것이므로, 제 2 TDC(32)는 시간(58)에서 검출되는 방사 이벤트를 캡처함으로써 타임스탬프 에러를 줄일 것이다. 역으로, 검출되는 방사 이벤트가 제 2 TDC의 시간(58)에서의 준-안정(59) 동안 발생하면, 제 1 TDC는 이후 전체 사이클(TDC2) 이전에 시간(57)에서 타임스탬프를 캡처할 것이다.
도 2를 참조하면, 단일 검출 방사 이벤트에 대한 양 타임스탬프들이 유효한 경우에, 룩-업 테이블(60, 62)과 같은 회로는 데이터 프로세싱 유닛(64)과 함께 어떤 TDC가 주어진 타임스탬프에 이용되어야 하는지를 결정한다. 대안으로, 타임스탬프들은 통계 수단 또는 다른 수학/통계 관계를 이용하여 상관될 수 있다. 선택사양으로, 프로세싱 유닛은 신뢰할 수 없는 이벤트들/빈(bin)들을 불능화하여 수율을 개선하고 시간의 경과에 따른 일관된 신호 감쇠를 가능하게 할 수 있다. 신호 감쇠에 대한 문제들은 현저한 방사선량이 검출되는 전파-천문학에서 일반적이다.
다시 도 1을 참조하면, 지지대(16) 상의 환자에게 방사성 의약품이 주입된다. 방사 이벤트들은 방사선 검출기 모듈들(10)에 의해 검출된다. 정정되는 타임스탬프는 타이밍 회로(22)에 의해 각각의 감지된 섬광 이벤트와 연관된다. 동시 발생 검출기(70)는 타이밍 회로(22)에 의해 적용되는 타임스탬프들로부터 동시 발생 쌍들을 결정하고 각각의 동시 발생 쌍에 의해 검출되는 LOR을 결정한다. 재구성 프로세서(72)는 LOR들을 이미지 메모리(76) 내에 저장되는 이미지 표현으로 재구성한다. TOF-PET 시스템에서, 재구성 프로세서는 또한 각각의 LOR에 대한 타임스탬프들로부터 비행 시간 정보를 도출함으로써 각각의 이벤트의 위치를 참는다. 타임스탬프가 더 정확할수록 자체의 LOR을 따라 각각의 이벤트의 위치를 더욱 정확하게 찾을 수 있다. 그래픽 이용자 인터페이스(graphic user interface) 또는 디스플레이 디바이스(58)는 임상의가 스캐닝 시퀀스들 및 프로토콜들을 선택하고, 이미지 데이터를 디스플레이하는 것 등을 행하는데 선택할 수 있는 이용자 입력 디바이스를 포함한다. 추가의, 상술한 2보다 더 많은 TDC들이 타이밍 회로(22)로 구현되어 리던던시를 개선하고 타이밍 분해능을 개선할 수 있음이 인식되어야만 한다.
본 발명은 바람직한 실시예들을 참조하여 기술되었다. 이전의 상세한 설명을 판독 및 이해함으로써 다른 사람들에게 수정들 및 변형들이 착상될 수 있다. 본 발명은 모든 그러한 수정들 및 변형들이 첨부 청구항들 및 청구항들의 등가물의 범위 내에 해당하는 한 그러한 수정들 및 변형들을 포함하는 것으로 해석되도록 의도된다.
8: 방사선 단층 촬영 스캐너 10: 방사선 검출기 모듈
16: 지지대 22: 타이밍 회로

Claims (21)

  1. 타이밍 회로(22)에 있어서:
    제 1 기준 클럭 신호(40, 53)에 기초하여 검출된 이벤트에 응답하여 제 1 타임스탬프(timestamp)를 출력하도록 구성된 제 1 시간-대-디지털 변환기(time-to-digital converter: TDC)(30);
    제 2 기준 클럭 신호(42, 54)에 기초하여 상기 검출된 이벤트에 응답하여 제 2 타임스탬프를 출력하도록 구성된 적어도 제 2 TDC(31)로서, 적어도 제 1 기준 클럭 신호 및 제 2 기준 클럭 신호는 시간적으로 옵셋(temporally offset)되는, 상기 제 2 TDC(31); 및
    각각의 TDC에 동작적으로 접속되고 적어도 제 1 타임스탬프 및 제 2 타임스탬프에 기초하여 정정되는 타임스탬프를 출력하도록 구성된 회로(60, 62)로서, 검출된 방사 이벤트가 상기 제 1 TDC의 준-안정 영역 동안에 발생하고 상기 제 2 TDC에 의해 검출된 이벤트가 상기 제 1 TDC에 의해 검출된 이벤트보다 이전이면, 상기 정정되는 타임스탬프는 상기 제 2 타임스탬프와 동일하고; 검출된 방사 이벤트가 상기 제 2 TDC의 준-안정 영역 동안에 발생하고 상기 제 1 TDC에 의해 검출된 이벤트가 상기 제 2 TDC에 의해 검출된 이벤트보다 이전이면, 상기 정정되는 타임스탬프는 상기 제 1 타임스탬프와 동일한, 상기 회로(60, 62)를 포함하는, 타이밍 회로(22).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 기준 클럭 신호(40, 53) 및 상기 제 2 기준 클럭 신호(42, 54)는 동일한 주파수로 발진하고;
    상기 제 1 기준 클럭 신호의 상승 에지(46, 48, 56, 57)는 상기 제 2 기준 클럭 신호의 상승 에지(50, 52, 58)와 동시 발생하지 않고,
    상기 제 1 기준 클럭 신호(46, 48, 56, 57)의 상기 상승 에지는 상기 제 2 기준 클럭 신호(50, 52, 58)의 하강 에지와 동시 발생하는, 타이밍 회로(22).
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    각각의 TDC는:
    대응하는 기준 클럭 신호의 상승 에지들의 수를 계수하도록 구성된 비정밀 계수기(coarse counter)(32, 33); 및
    상기 대응하는 기준 클럭 신호보다 더 높은 분해능으로 동작하고, 상기 대응하는 기준 클럭의 다음 상승 에지 및 검출된 이벤트 사이의 시간차를 측정하도록 구성된 정밀 계수기(fine counter)(34, 35)를 추가로 포함하는, 타이밍 회로(22).
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 정밀 계수기(34, 35)에 의해 실행되는 시간차 측정은 탭 라인(tap line) 또는 버니어(Vernier) 중 하나, 또는 펄스 축소 또는 정전류 커패시터 방전과 같은 다른 방법에 따른 시간-대-거리 측정에 기초하는, 타이밍 회로(22).
  5. 제 3 항에 있어서,
    각각의 비정밀 계수기(32, 33)는:
    상기 검출된 이벤트 및 상기 기준 클럭의 상기 상승 에지를 래치(latch)하도록 구성된 저장 요소(36, 37)를 추가로 포함하는, 타이밍 회로(22).
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 이벤트가 상기 제 1 TDC 및 상기 제 2 TDC 양쪽 모두에 의해 검출될 때, 상기 정정되는 타임스탬프는 상기 제 1 타임스탬프 및 상기 제 2 타임스탬프에 기초하는, 타이밍 회로(22).
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 TDC 및 상기 제 2 TDC 양쪽 모두의 대응하는 기준 클럭 신호들의 제 1 상승 에지들 사이의 시간 차들을 검출하도록 구성된 비교기(38)를 추가로 포함하는, 타이밍 회로(22).
  8. 방사선 검출기 모듈(10)에 있어서:
    수신되는 방사선에 응답하여 광학 광자들(optical photons)을 발생시키는 섬광체;
    상기 섬광체에 광학적으로 연결되어 검출되는 광자들에 응답하여 트리거 신호(trigger signal)를 생성하도록 구성된, 실리콘 광전자증배기들과 같은 복수의 광전자 검출기들; 및
    제 1 항 또는 제 2 항에 따른 타이밍 회로(22)를 포함하는, 방사선 검출기 모듈(10).
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 섬광체는 복수의 광 분리 섬광체 결정들로 구성되는 화소형 섬광체이고;
    각각의 광전자 검출기는 상기 섬광체 결정들 중 하나에 광학적으로 연결되는, 방사선 검출기 모듈(10).
  10. 핵 의료용 이미지 스캐너에 있어서:
    기하학적으로 이미징 영역(imaging region)(12) 주위로 배열되는, 제 8 항에 따른 복수의 방사선 검출기 모듈들;
    검출되는 방사 이벤트들의 쌍들을 검출하고 동시 발생 쌍들에 대응하는 응답의 라인들을 결정하는 동시 발생 검출기(70); 및
    상기 응답의 라인들을 이미지 표현으로 재구성하는 재구성 프로세서(72)를 포함하는, 핵 의료용 이미지 스캐너.
  11. 검출된 이벤트에 타임스탬프를 할당하기 위한 방법에 있어서:
    제 1 기준 클럭 신호(40, 53)를 생성하는 단계;
    적어도 하나의 제 2 기준 클럭 신호(42, 54)를 생성하는 단계로서, 적어도 제 1 기준 클럭 신호 및 제 2 기준 클럭 신호는 비동기인, 상기 생성 단계;
    검출된 이벤트에 응답하여 트리거 신호(trigger signal)를 수신하는 단계;
    상기 트리거 신호 및 상기 제 1 기준 클럭 신호 사이의 시간 관계에 기초하여, 제 1 시간-대-디지털 변환기(TDC)에 의해, 제 1 타임스탬프를 결정하는 단계;
    상기 트리거 신호 및 적어도 하나의 제 2 기준 클럭 신호 사이의 시간 관계에 기초하여, 제 2 TDC에 의해, 적어도 하나의 제 2 타임스탬프를 결정하는 단계; 및
    상기 제 1 타임스탬프 및 상기 제 2 타임스탬프들에 기초하여 정정되는 타임스탬프를 출력하는 단계로서, 검출된 방사 이벤트가 상기 제 1 TDC의 준-안정 영역 동안에 발생하고 상기 제 2 TDC에 의해 검출된 이벤트가 상기 제 1 TDC에 의해 검출된 이벤트보다 이전이면, 상기 정정되는 타임스탬프는 상기 제 2 타임스탬프와 동일하고; 검출된 방사 이벤트가 상기 제 2 TDC의 준-안정 영역 동안에 발생하고 상기 제 1 TDC에 의해 검출된 이벤트가 상기 제 2 TDC에 의해 검출된 이벤트보다 이전이면, 상기 정정되는 타임스탬프는 상기 제 1 타임스탬프와 동일한, 상기 정정되는 타임스탬프를 출력하는 단계를 포함하는, 검출된 이벤트에 타임스탬프를 할당하기 위한 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 기준 신호 및 상기 제 2 기준 신호는 동일한 주파수로 발진하고;
    상기 제 1 기준 클럭 신호의 상승 에지는 상기 제 2 기준 클럭 신호의 상승 에지와 동시 발생하지 않는, 검출된 이벤트에 타임스탬프를 할당하기 위한 방법.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 타임스탬프를 결정하는 단계;
    상기 제 1 기준 클럭 신호의 상승 에지들의 수를 계수하는 단계;
    상기 제 1 기준 클럭 신호보다 더 높은 분해능으로 대응하는 기준 클럭의 다음 상승 에지와 검출된 이벤트 사이의 시간차를 측정하는 단계;
    상기 제 2 타임스탬프를 결정하는 단계;
    상기 제 2 기준 클럭 신호의 상승 에지들의 수를 계수하는 단계; 및
    상기 제 2 기준 클럭 신호보다 더 높은 분해능으로 상기 제 2 기준 클럭의 다음 상승 에지와 검출된 이벤트 사이의 시간차를 측정하는 단계를 추가로 포함하는, 검출된 이벤트에 타임스탬프를 할당하기 위한 방법.
  14. 이미징 방법에 있어서:
    방사 이벤트들을 검출하는 단계;
    제 11 항 또는 제 12 항에 따른 방법에 따른 타임스탬프를 할당하는 단계;
    상기 타임스탬프들로부터, 동시 발생 방사 이벤트들의 쌍들을 매칭(matching)하는 단계;
    동시 발생 방사 이벤트들의 각각의 쌍에 대한 LOR을 규정하는 단계; 및
    상기 LOR들을 이미지 표현으로 재구성하는 단계를 포함하는, 이미징 방법.
  15. 삭제
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 기준 신호 및 상기 제 2 기준 신호는 동일한 주파수로 발진하고;
    상기 제 1 기준 클럭 신호의 상승 에지는 상기 제 2 기준 클럭 신호의 하강 에지와 동시에 발생하는, 검출된 이벤트에 타임스탬프를 할당하기 위한 방법.
  17. 삭제
  18. 삭제
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  20. 삭제
  21. 삭제
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