ES2387904B1 - Procedimiento y dispositivo para la detección y discriminación de eventos válidos en detectores de radiación gamma - Google Patents

Abstract

Procedimiento y dispositivo para la detección y discriminación de eventos válidos en detectores de radiación gamma.#Procedimiento para la detección y discriminación de eventos válidos en detectores (505, 510) de radiación gamma que comprende los siguientes pasos: obtener un pulso de temporización del detector (505, 510) en el que se detecta un evento; comparar el pulso de temporización obtenido con dos umbrales (U{sub,1}, U{sub,2}), generando dos pulsos digitales de comparación cuyos flancos de entrada corresponden a los instantes en que el pulso de temporización supera dichos umbrales (U{sub,1}, U{sub,2}); combinar los dos pulsos digitales de comparación de modo que se genera un pulso digital de ventana cuya duración es T{sub,pulso}= T{sub,A} (+-) T{sub,B}, donde T{sub,A} es un valor fijo y T{sub,B} es el intervalo de tiempo transcurrido entre los respectivos flancos de entrada de los pulsos digitales de comparación; y determinar si el evento es válido en función del pulso digital de ventana obtenido.

Description

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención pertenece fundamentalmente al campo de la instrumentación para medicina nuclear. Un primer objeto de la invención se refiere a un método para la detección y discriminación de eventos válidos, ya sean únicos (por ejemplo para aplicaciones de tomografía por emisión de fotón único, o SPECT) o coincidentes en el tiempo (por ejemplo para aplicaciones de tomografía por emisión de positrones, o PET). Otro objeto de la invención se refiere a un dispositivo electrónico que implementa el método referido permitiendo a su vez la adquisición de los eventos que pasan el discriminador.

ESTADO DE LA TÉCNICA

La tomografía computerizada por emisión de radiación gamma engloba dos técnicas pertenecientes al campo de la medicina nuclear: tomografía por emisión de positrones (PET) y tomografía por emisión de fotones únicos (SPECT). Tanto la PET como la SPECT son modalidades de diagnóstico por imagen nuclear, utilizadas con fines clínicos en oncología, cardiología y neurología principalmente. Ambas técnicas se basan en la administración en concentración traza al paciente, de un compuesto biológicamente activo marcado con algún isótopo emisor de positrones (PET) o de rayos gamma (SPECT). Tras la asimilación del compuesto por el organismo, que se realiza independientemente de su carácter radiactivo, la utilización de alguna de estas técnicas permite obtener imágenes 2-D, 3-D o 4-D con información cuantitativa sobre la distribución del compuesto en el mismo.

En la técnica PET, la formación de las imágenes se fundamenta en la detección simultánea de dos rayos gamma emitidos en una misma línea y en sentidos opuestos. Estos rayos resultan de la aniquilación de un positrón emitido por el compuesto con un electrón del tejido circundante. La detección de dos fotones provenientes de una misma aniquilación permite determinar la línea dentro de la cual tuvo lugar la desintegración (línea de respuesta). Tras la adquisición de un número suficiente de eventos, la distribución de actividad obtenida como líneas de respuesta permite la obtención de las imágenes objetivo de esta técnica tras la aplicación de algún algoritmo de reconstrucción de imagen.

En el caso de la técnica SPECT, se detecta directamente la llegada de la radiación gamma emitida por el compuesto. Para obtener información direccional de los rayos gamma detectados en SPECT (líneas de respuesta), se añade al detector un elemento denominado colimador que discrimina aquellos fotones cuya trayectoria de interacción no cumpla alguna característica definida por el diseño del colimador. Como en el caso de la técnica PET, la información adquirida permite la obtención de las imágenes objetivo de esta técnica tras la aplicación de algún algoritmo de reconstrucción de imagen.

En ambas técnicas, el instrumento empleado para la detección de la radiación gamma comprende normalmente un cristal centellador acoplado a uno o varios elementos fotodetectores, conjunto que recibirá el nombre genérico de “detector” en el presente documento. Cuando un rayo gamma interacciona con el centellador, éste genera fotones de luz que excitan el elemento fotodetector, el cual, a su vez, genera señales pulsadas de corta duración (en el rango de los nanosegundos). Estas señales indican el instante de ocurrencia de la interacción fotón-detector, la energía depositada por el rayo gamma que los provocó y la posición de interacción del fotón sobre la superficie del detector en detectores sensibles a posición. Dado que la desintegración radioactiva es un proceso aleatorio, el instante de interacción de los fotones y consecuentemente la generación de señales de salida en el detector/es también lo es.

Para la obtención de las imágenes objetivo de estas técnicas, es necesario detectar, digitalizar y transferir a una computadora las señales de salida de los detectores, dado que la información que contienen (energía depositada y posición de interacción) permite generar los datos necesarios para los algoritmos de reconstrucción de imagen. Adicionalmente para aplicaciones PET es crítica la obtención del instante de interacción de cada rayo gamma (con resolución de unos pocos nanosegundos), dado que este dato permite el agrupamiento de fotones que provengan de una misma desintegración positrónelectrón para la identificación de las líneas de respuesta. A la electrónica capaz de leer las señales

generadas por el/los detectores y proporcionar una medida de las características de las mismas se la denomina sistema de adquisición de datos.

Los sistemas de adquisición de datos de este tipo de máquinas se pueden clasificar en dos grupos fundamentales: aquellos basados en el muestreo continuo de las señales entregadas por el fotodetector y aquellas que utilizan algún circuito de detección de eventos válidos o discriminador (en inglés se suele denominar time pickoff circuit o trigger circuit) para determinar el instante de interacción de los fotones en el detector y disparar como consecuencia la adquisición de las señales asociadas.

El primer grupo de sistemas, básicamente de aplicación en tomógrafos PET, obtiene la información necesaria para la obtención de las imágenes bien mediante el procesado a posteriori de los datos adquiridos en un computador externo, o bien en tiempo real mediante la inclusión de algún tipo de coprocesador como un DSP (Digital Signal Processor), o alguna combinación de FPGA (Field Programable Gate Array) con DSPs u otro tipo de microprocesadores. Aunque la escalabilidad y potencia de esta aproximación de diseño es clara, su utilización conlleva un alto coste por canal de conversión A-D dado que implica la utilización de frecuencias de muestreo elevadas para proporcionar buena resolución temporal y consecuentemente capacidad suficiente para procesar flujos de datos de varios cientos de Mbps por canal. Las implementaciones pertenecientes a este grupo son más recientes y han sido investigadas por varios autores durante los últimos años. Por ejemplo, se pueden mencionar los siguientes artículos:

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D. P. McElroy, M. Hoose, W. Pimpl, V. Spanoudaki, T. Schüler, and S. I. Ziegler, "A true singles list-mode data acquisition system for a small animal PET scanner with independent crystal readout," Physics in Medicine and Biology, vol. 50, pp. 3323-3335, 2005.

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P. Guerra, J. Espinosa, J. E. Ortuño, G. Kontaxakis, J. J. Vaquero, and M. Desco, "New Embedded Digital Front-End for High Resolution PET Scanner," IEEE Transactions on Nuclear Science, vol. 53, pp. 770-775, 2006;

- R. Fontaine, F. Bélanger, N. Viscogliosi, H. Semmaoui, M. A. Tétrault, J. B. Michaud, C. Pepin,

J.

Cadorette, and R. Lecomte, "The Hardware and Signal Processing Architecture of LabPET™, a Small Animal APD-Based Digital PET Scanner," IEEE Transactions on Nuclear Science, vol. 56, pp. 3-9, 2009;

Por otro lado, las implementaciones pertenecientes al segundo grupo se caracterizan por utilizar algún tipo o combinación de circuitos analógicos que permiten disparar la adquisición de las señales eléctricas de salida de los fotodetectores únicamente en los momentos en que se detecta un evento válido. Estos circuitos suelen recibir también el nombre de “discriminadores”, ya que además de detectar pueden discriminar en mayor o menor grado entre señales válidas y señales no válidas procedentes del detector. Ejemplos de sistemas implementados usando esta aproximación pueden encontrarse en:

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C. M. Laymon, R. S. Miyaoka, B. K. Park, and T. K. Lewellen, "Simplified FPGA-Based Data Acquisition System for PET", IEEE Transactions on Nuclear Science, vol. 50, pp. 1483-1486, 2003;

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M. S. Judenhofer, B. J. Pichler, and S. R. Cherry, "Evaluation of high performance data acquisition boards for simultaneous sampling of fast signals from PET detectors", Physics in Medicine and Biology, vol. 50, pp 29-44, 2005;

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J. Proffitt, W. Hammond, S. Majewski, V. Popov, R. R. Raylman, A. G. Weisenberger, and R. Wojcik, "A Flexible High-Rate USB2 Data Acquisition System for PET and SPECT Imaging", IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record, vol. 5, pp. 2971-2975, 2005.

Durante muchos años se han diseñado e implementado diferentes técnicas y circuitos orientados a la detección y medida precisa de los tiempos de ocurrencia de las interacciones fotón-detector. Entre ellas la técnica más sencilla y económica con aplicación en sistemas como los referidos es la conocida como LET (Leading-edge timing). Esta técnica compara las señales eléctricas de temporización generadas por el fotodetector con un único valor umbral de voltaje, generándose a la salida del circuito discriminador (que recibe el nombre de Leading-edge discriminator o LED) un pulso de duración constante sólo cuando la señal del fotodetector supera el nivel de comparación. Dado que los pulsos de salida de este tipo de detectores son en ausencia de apilamientos, de forma constante (tiempo de subida y bajada constantes) y amplitud variable (proporcional a la energía del evento), en este tipo de circuitos existe un error de temporización denominado time-walk que depende de la amplitud de la señal generada por el fotodetector, ya que, debido a la pendiente de su flanco de subida, señales de la misma forma pero distinta amplitud pasarán el nivel de comparación a diferentes fracciones de su amplitud total. Por otra

parte aunque estos circuitos pueden discriminar eventos en función de una mínima energía (valor del umbral del discriminador), para conseguir una resolución temporal adecuada para aplicaciones PET, es necesario fijar el umbral de comparación tan cercano a cero como sea posible para evitar el efecto de time-walk, limitando por tanto las posibilidades de discriminación en energía del circuito por si solo.

Para solucionar el problema del time-walk, se han diseñado diferentes técnicas analógicas de mayor complejidad y coste, como por ejemplo la temporización tipo ARC (Amplitude and Rise-time Compensated timing), la temporización de tipo Crossover o la temporización de tipo CFT (Constant Fraction Timing), así como combinaciones y/o mejoras de las mismas. Además, existen implementaciones digitales de algunas de estas técnicas que se podrían englobar en un grupo intermedio entre los anteriormente citados, dado que aunque aplican técnicas intrínsecamente analógicas lo hacen sobre las muestreas de las señales procedentes de los detectores. Por otra parte para acotar el rango de energía de los eventos usando estas técnicas, es necesaria la inclusión de algún circuito adicional o adoptar una política consistente en adquirir todos los eventos y procesarlos a posteriori para eliminar los eventos que no entren dentro de los límites de energía preestablecidos.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La aproximación descrita en este documento presenta un nuevo procedimiento sencillo y de muy bajo coste para la detección de eventos válidos en detectores como los utilizados en escáneres PET o SPECT. El procedimiento se basa en la generación dinámica de unos pulsos digitales de ventana cuya duración es función de la pendiente de las señales de temporización procedentes de los detectores, permitiendo en una única etapa la detección y discriminación de eventos atendiendo a una serie de criterios de aceptación predefinidos.

Cuando se utiliza para la detección de eventos en coincidencia (por ejemplo, para aplicaciones PET), el procedimiento de detección de eventos válidos de la presente invención permite ajustar el ancho de la ventana temporal de aceptación de eventos coincidentes para rechazar o aceptar de forma selectiva eventos con diferentes grados de time-walk. De esta forma es posible variar la resolución temporal del sistema regulando a su vez la máxima diferencia de energía entre pulsos coincidentes para que estos sean aceptados como válidos. Por otro lado, cuando se utiliza para la detección de eventos únicos (por ejemplo, para aplicaciones SPECT), la técnica expuesta permite detectar/discriminar pulsos en función de la energía de los mismos en una única etapa.

Se definen a continuación una serie de términos que se emplean habitualmente en el presente documento:

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Detector: Este término hace referencia a cualquier dispositivo capaz de detectar la llegada de radiación gamma y traducirla en señales eléctricas. Como se ha mencionado anteriormente, habitualmente se trata de un cristal centellador acoplado a uno o varios fotodetectores. Estos detectores se emplean fundamentalmente en escáneres de tipo PET o SPECT, aunque es posible aplicar la presente invención a detectores de radiación utilizados para otras aplicaciones, o incluso a detectores basados en semiconductor que no hacen uso de centelladores.

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Señales de posición: Se trata de un conjunto de señales analógicas proporcionadas por el detector que contienen información acerca de la energía depositada y de la posición de la interacción del rayo gamma con el detector.

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Señal de temporización: Se trata de otra señal analógica proporcionada por el detector que contiene información acerca del momento en que se produjo la interacción del rayo gamma con el detector. Las señales de temporización tienen, en ausencia de apilamientos, forma constante (tiempo de subida y bajada constantes) y amplitud variable (proporcional a la energía del evento). Dada la naturaleza de su obtención, la señal de temporización y las señales de posición tienen forma similar, aunque es común que exista una cierta anticipación de la señal de temporización con respecto a las señales de posición. Por ejemplo, en el caso de que el detector esté formado por un centellador acoplado a un fotodetector basado en tubos fotomultiplicadores, la señal de temporización se obtiene de alguno de los últimos dínodos de dicho fotodetector. En la presente invención, el uso de la señal de temporización permite determinar con antelación cuáles son los eventos válidos previamente a la llegada de las señales de posición del fotodetector.

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Pulsos digitales: Son los pulsos generados durante el procedimiento de la invención. Se trata de pulsos digitales de amplitud constante y pendiente constante en ambos flancos.

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Flanco de entrada o salida: Puesto que cualquier circuito electrónico se puede implementar de manera equivalente empleando pulsos digitales positivos o negativos, en esta descripción se emplean los términos “flanco de entrada” y “flanco de salida” en lugar de “flanco de subida” y “flanco de bajada”, con el objeto de incluir ambas posibilidades en el ámbito de protección de esta solicitud.

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Evento: Diremos que se produce un evento cuando un detector genera pulsos eléctricos como resultado de alguna interacción entre radiación y el mismo, en este caso las señales de temporización y de posición, en respuesta a la llegada de radiación gamma.

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Evento válido: En aplicaciones de evento único, como por ejemplo en un escáner SPECT, un evento válido es aquél cuya energía está por encima de un determinado umbral. En aplicaciones de eventos coincidentes, como por ejemplo un escáner PET, se produce un evento válido cuando dos eventos detectados en detectores diferentes superan un umbral determinado de energía y ocurren de forma simultánea (dentro de un determinado intervalo temporal de aceptación).

Así, de acuerdo con un primer aspecto de la invención se describe un procedimiento para la detección de eventos válidos en un detector de radiación gamma que comprende los siguientes pasos:

1) Obtener un pulso de temporización del detector en el que se detecta un evento.

2) Comparar el pulso de temporización obtenido con dos umbrales, y generar dos pulsos digitales de comparación cuyos flancos de entrada corresponden a los instantes en que el pulso de temporización supera dichos umbrales.

3) Combinar los dos pulsos digitales de comparación generados de tal modo que se genera un pulso digital de ventana cuya duración (Tpulso) es:

Tpulso=TA ± TB donde TA es un valor fijo y TB es el intervalo de tiempo transcurrido entre los respectivos flancos de entrada de los pulsos digitales de comparación.

Esta combinación, en su implementación negativa (cuando Tpulso=TA - TB.), da como resultado un pulso digital de ventana cuya duración va disminuyendo a medida que disminuye la distancia entre los flancos de entrada de los pulsos digitales de comparación hasta que, cuando se alcanza una distancia determinada TA, el pulso digital de ventana no llega a generarse. La distancia entre los flancos de entrada de los pulsos digitales de comparación está relacionada con la pendiente del pulso de temporización que se está analizando, y esta pendiente, a su vez, está directamente relacionada con la energía del pulso de temporización. Por lo tanto, cuando el pulso digital de ventana no se genera o es demasiado corto, significa que el pulso de temporización no ha alcanzado un nivel de energía suficiente como para ser considerado un evento válido. Alternativamente, la implementación positiva (cuando Tpulso=TA + TB.) de este procedimiento realiza una discriminación similar donde se considera que el evento no es válido cuando la duración del pulso digital de ventana supera una determinada duración.

En una realización preferida de la invención, el paso de combinar los pulsos de comparación se lleva a cabo por medio de un circuito WMLED (Width Modulated Leading Edge Discriminator) que comprende un flip-flop cuya entrada (D) se mantiene a un nivel lógico constante, donde un primer pulso digital de comparación está conectado a la entrada ENABLE y un segundo pulso digital de comparación está conectado a través de un bloque de retardo a la entrada CLEAR, siendo la salida (Q) el pulso digital de ventana. Se obtienen así las dos implementaciones mencionadas (positiva y negativa) según cuál sea el pulso digital de comparación que se conecte a las entradas ENABLE y CLEAR:

a) En una primera realización, el primer pulso digital de comparación corresponde al umbral más bajo y el segundo pulso digital de comparación corresponde al umbral más alto, de modo que se obtiene como salida (Q) un pulso digital de ventana de duración Tpulso=TA + TB.

b) En una segunda realización, el primer pulso digital de comparación corresponde al umbral más alto y el segundo pulso digital de comparación corresponde al umbral más bajo, de modo que se obtiene un pulso digital de ventana de duración Tpulso=TA - TB.

Preferentemente, el circuito WMLED que combina los dos pulsos digitales de comparación para obtener el pulso digital de ventana se puede implementar utilizando cualquier dispositivo conocido en la técnica, como por ejemplo un dispositivo PLD, ASIC, FPGA o cualquier combinación de los mismos.

4) Determinar si el evento es válido en función del pulso de ventana obtenido.

Por último, según si el procedimiento se ha desarrollado según su implementación positiva o negativa, se determina si el evento es válido. Este paso se realiza de manera diferente según se trate de determinar eventos válidos únicos (como ocurre en detectores SPECT) o eventos válidos en coincidencia (como ocurre en detectores PET):

a) En el caso de eventos en coincidencia, para que un evento sea válido se deben solapar en el tiempo los pulsos de temporización generados por dos detectores diferentes. Por lo tanto, de acuerdo con una realización preferida de la invención, el paso de determinar si un evento es válido comprende determinar si los pulsos digitales de ventana obtenidos en detectores diferentes se solapan en

10 el tiempo unos intervalos determinados según de qué implementación se trate: como mínimo un intervalo de tiempo mínimo predeterminado cuando Tpulso=TA – TB; o como máximo un intervalo de tiempo máximo predeterminado cuando Tpulso=TA + TB.

b) En el caso de eventos únicos, sólo es necesario discriminar los eventos en función de

15 su energía. Por lo tanto, de acuerdo con otra realización preferida de la invención, el paso de determinar si un evento es válido comprende determinar si la duración del pulso digital de ventana obtenido en el detector tiene una duración determinada según la implementación de la que se trate: como mínimo una duración mínima predeterminada cuando Tpulso=TA – TB; o como máximo una duración máxima predeterminada cuando Tpulso=TA + TB.

20 Por último, los últimos pasos del procedimiento una vez se ha determinado si un evento es válido, preferentemente comprenden los siguientes:

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Generar, en función de si la duración del pulso digital de ventana determina que el evento es 25 válido, un pulso digital de disparo.

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Utilizar el pulso digital de disparo generado para deshabilitar temporalmente el procesado de nuevos eventos en el detector asociado.

30 -Utilizar el pulso digital de disparo, retrasado en el tiempo un intervalo temporal fijo, para comenzar la adquisición de las correspondientes señales de posición del/los detectores implicados.

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Digitalizar las señales de posición correspondientes.

35 Un segundo aspecto de la presente invención está dirigido a un dispositivo electrónico para la detección de eventos válidos en un detector de radiación gamma, proporcionando el detector un pulso de temporización cuando se produce un evento, donde el dispositivo comprende:

1) Un bloque de comparación que comprende un primer comparador y un segundo

40 comparador, que compara el pulso de temporización con dos umbrales y genera dos pulsos digitales de comparación cuyos flancos de entrada corresponden a los instantes en que el pulso de temporización supera dichos umbrales.

2) Un circuito WMLED, que comprende un flip-flop cuya entrada (D) está a un nivel lógico

45 constante, cuya entrada ENABLE está conectada al primer comparador y cuya entrada CLEAR está conectada al segundo comparador a través de una etapa de retardo, y cuya salida (Q) es un pulso digital de ventana que permite determinar si el evento es válido.

De acuerdo con una realización preferida correspondiente a la configuración negativa del 50 dispositivo, el primer comparador corresponde al umbral de comparación más alto, de modo que el pulso digital de ventana obtenido tiene una duración de Tpulso=TA - TB.

En otra realización preferida de la invención correspondiente a la configuración positiva del

dispositivo, el primer comparador corresponde al umbral de comparación más bajo, de modo que el pulso

digital de ventana obtenido tiene una duración de Tpulso=TA + TB.

55 El circuito WMLED se puede implementar empleando cualquier dispositivo conocido en la técnica, por ejemplo mediante un PLD, un ASIC, una FPGA o cualquier combinación de los mismos.

Preferentemente, la invención comprende además un contador o conjunto de contadores (540, 60 545) de propósito general y un conversor o conjunto de conversores A/D multicanal (541, 546).

Por último, otra realización preferida adicional de la invención está dirigida a un aparato para la detección de eventos válidos en una pluralidad de detectores de radiación gamma, comprendiendo el aparato al menos dos dispositivos electrónicos como los descritos anteriormente. En este caso, los circuitos WMLED de los al menos dos dispositivos electrónicos están preferiblemente implementados mediante un único PLD, ASIC, FPGA o combinación de los mismos.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

La Figura 1 muestra un diagrama de bloques básico de un aparato para la detección de eventos válidos en detectores de rayos gamma de acuerdo con la presente invención.

La Figura 2 es un diagrama de flujo que ilustra una realización particular de un procedimiento de acuerdo con la invención.

Las Figuras 3a y 3b muestran respectivamente un esquema equivalente y cronogramas de funcionamiento correspondientes a un circuito WMLED conectado de acuerdo con la configuración negativa.

Las Figuras 4a y 4b muestran respectivamente un esquema equivalente y cronogramas de funcionamiento correspondientes a un circuito WMLED conectado de acuerdo con la configuración positiva.

DESCRIPCIÓN DE UNA REALIZACIÓN PREFERENTE

Se describe a continuación un ejemplo concreto de un aparato (500) según la invención haciendo referencia a las figuras adjuntas. En concreto, la Figura 1 muestra un esquema general de un aparato

(500) para la detección de eventos válidos que comprende dos detectores (505, 510) de radiación gamma, mientras que la Figura 2 es un diagrama de flujo del procedimiento de la invención en este caso. Se observa cómo los detectores (505, 510) de radiación gamma proporcionan, según el paso (205) de la Figura 2, dos tipos de señales:

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Una señal analógica con información de temporización y energía, que se acondiciona previamente a su tratamiento.

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Un conjunto de señales analógicas con información sobre la posición de interacción del rayo gamma detectado y de su energía, que también sufren una etapa de acondicionamiento previo.

A continuación, según el paso (210) de la Figura 2, las señales de temporización de cada detector (505, 510) se conectan a sendos bloques de comparación (515, 520), cada uno de los cuales comprende dos comparadores que tienen diferentes umbrales de comparación en voltaje (U1, U2). Para obtener los mejores resultados con el procedimiento descrito es recomendable que al menos el umbral U1 sea el mismo en todos los bloques de comparación y este sea lo más cercano a 0 posible (siempre por encima del nivel de ruido de las señales de los detectores). La salida de cada uno de estos bloques de comparación (515, 520) es, según se ha explicado anteriormente, un nivel lógico (ON u OFF, según su configuración) siempre que el pulso de temporización del detector (505, 510) asociado esté por encima del umbral correspondiente, y el nivel lógico complementario en caso de que el pulso de temporización este por debajo del umbral correspondiente.

Los pulsos digitales de comparación de estos dos bloques de comparación (515, 520) están, en este ejemplo, conectados a un único dispositivo de lógica programable (535) que realiza el procesado de las señales de ambos detectores (505, 510). En consecuencia, en el dispositivo de lógica programable

(535)

hay tantos circuitos WMLED (305, 405) implementados como detectores (505, 510) tiene el aparato (500), dos en el ejemplo actual. Estos circuitos WMLED (305, 405) se encargan de realizar el paso (215) consistente en generar un pulso digital de ventana cuya duración es función de la diferencia entre los flancos de subida de los pulsos digitales de comparación.

El siguiente paso (220) del procedimiento de la invención consiste determinar si el evento detectado es un evento válido, proceso que se realiza también en el dispositivo de lógica programable

(535)

mediante un examen de la duración de los pulsos digitales de ventana generados por los circuitos WMLED (305, 405), o mediante el examen de la duración de el resultado de una operación lógica binaria realizada con dos de los mismos (por ejemplo una operación “AND” para determinar si hay coincidencia).

En caso de que se detecte algún evento válido, según el paso (225) del procedimiento, el dispositivo de lógica programable (535) genera un pulso de disparo que indica que, durante el tiempo de procesado del evento actual, se debe inhabilitar el procesado de nuevos eventos en ese detector o detectores (505, 510) concretos.

A continuación, después de pasar por una línea de retardo digital según el paso 230 del procedimiento, también implementada en el dispositivo de lógica programable (535), este pulso de disparo provoca el inicio de la adquisición de las señales de posición del detector en el que se detectó el evento. Por otra parte, esta versión retrasada del pulso de disparo se puede utilizar para actualizar el valor de un conjunto de contadores (540, 545) de propósito general, que en este ejemplo comparten interfaz de salida con unos conversores A/D (541, 546).

La inclusión de retardos analógicos (525, 530) entre las señales de posición de cada detector (505, 510) y la entrada a los conversores A/D (541, 546), y de retardos digitales implementados en el PLD

(535) según el paso (230) del procedimiento aplicados a los pulsos de disparo, asegura la sincronización de la adquisición de las señales de posición con la llegada de los pulsos de disparo que permiten caracterizar el evento de el/los detectores (505, 510).

El último paso (235) del procedimiento consiste en la digitalización, por medio de los conversores A/D (541, 546), de las señales de posición de los detectores (505, 510) implicados en la detección del evento y su posterior envío a una computadora (550).

La selección del medio y protocolos de transmisión entre los conversores A/D (540,545) y la computadora (550) puede intrínsecamente servir para agrupar los datos de salida, por ejemplo en eventos coincidentes. En una de las implementaciones preferentes del aparato (500) mostrado en la Figura 1, este medio de transmisión puede ser un enlace de tipo LVDS (Low-Voltage Differential Signaling) compartido entre los bloques (540, 545) y algún dispositivo de Entrada/Salida de datos digitales presente en la computadora (550) implementando un protocolo de arbitración secuencial como Token ring para ganar el acceso al medio de transmisión.

En otra implementación preferida, es posible dotar a cada conversor A/D (540,545) con un interfaz de salida estándar como USB, Ethernet o Gigabit-Ethernet con conexión directa a la computadora

(550) o a algún medio de repetición/distribución intermedio, como por ejemplo un Switch. En este caso, los valores incluidos en los contadores (540,545) se pueden utilizar para ordenar los datos digitalizados, por ejemplo en eventos coincidentes o según alguna otra señal incluida en los mismos (por ejemplo una señal biológica de pulso cardiaco o respiratorio o un reloj global).

El comportamiento de los circuitos WMLED (305,405) está definido por la configuración de sus entradas o de forma equivalente por la selección del umbral de comparación (U1, U2) de los comparadores de los bloques (515,520). En función de esta configuración, se obtiene a su salida un pulso digital de ventana cuya duración Tpulso es igual a TA ± |Tu2-Tu1|, siendo TA un valor de tiempo constante predefinido y (Tu2, Tu1) los flancos de entrada de los pulsos digitales de comparación obtenidos cuando se detecta un rayo gamma en un detector (505, 510). Esta configuración permite adaptar el aparato (500) para funcionar con pulsos de diferentes tipos de detectores (505, 510): por ejemplo para detectores con diferentes tipos de centellador o para señales con diferentes niveles de ruido.

Las Figuras 3a y 3b ilustran el funcionamiento de un circuito WMLED (305) en su configuración negativa, es decir, cuando se configura para proporcionar a su salida pulsos digitales de ventana de duración Tpulso desde 0 hasta TA ns. Para conseguir este funcionamiento basta con conectar, a través de un bloque de retardo, la salida del comparador cuyo umbral de comparación sea menor (C2 en este ejemplo) a la entrada CLEAR del flip-flop, y la salida del otro comparador (C1 en el caso ilustrado) a la entrada ENABLE del flip-flop mostrado. En la Figura 3a también se ha representado una entrada Reset que se suma a la del comparador C2, y que permite inicializar el circuito WMLED (305) en cualquier momento.

Los cronogramas (310, 315, 320, 325) ilustran el comportamiento de este circuito WMLED (305) ante pulsos de temporización como los generalmente provenientes de detectores para PET o SPECT: con forma constante y amplitud equivalente a la energía depositada. En el ejemplo de la izquierda del cronograma (310), la pendiente del flanco de subida es infinita en el rango de comparación de U1 y U2, con lo cual los instantes Tu1 y Tu2 mostrados respectivamente en los cronogramas (315,320) son el mismo instante. En este caso, como se aprecia en el cronograma (325), la duración Tpulso del pulso digital de ventana generado a la salida del WMLED (305) será igual a TA, siendo este un valor dependiente del

retardo aplicado a la entrada de CLEAR, de los parámetros temporales de la tecnología subyacente utilizada en la implementación del flip-flop o en general a la implementación específica del circuito WMLED. Asimismo, se muestra en los mismos cronogramas (310, 315, 320, 325) el pulso digital de ventana obtenido para pulsos digitales de comparación con diferentes pendientes, ilustrando cómo mediante este circuito WMLED (305) es posible obtener pulsos de ventana cuya duración Tpulso está entre 0 y TA nanosegundos.

El valor Td mostrado en el cronograma (325) hace referencia a que si el pulso de temporización provoca la generación de un pulso de ventana a la salida del WMLED (305), existe un tiempo constante entre el instante Tu2 y el flanco de bajada del pulso de ventana generado. Este valor constante Td depende, como en el caso del tiempo TA, del valor del elemento de retardo incluido en el WMLED (305) y de la tecnología subyacente utilizada en la implementación del flip-flop o en general a la implementación específica del circuito WMLED.

El uso de circuitos WMLED (305) en configuración negativa para la detección de eventos únicos permite discriminar eventos cuya energía (proporcional a la amplitud de la señal de salida del detector (505, 510), y por tanto a su pendiente) es menor que la del umbral definido por los umbrales de comparación de los comparadores (C1, C2), tal y como se muestra en el pulso de la derecha mostrado en los cronogramas (310, 315, 320, 325). Mediante la combinación lógica (por ejemplo con la “AND” lógica) de las salidas de circuitos WMLED en configuración negativa (305) es posible detectar eventos coincidentes con mejor resolución temporal que un LED de duración de pulso de salida TA, discriminando a su vez aquellos pares de fotones cuyas energías difieran en un valor mayor al predefinido. De esta forma es posible configurar el sistema para detectar fotones coincidentes que además estén en un rango de energía válido. Estas características además de mejorar el rendimiento del sistema a altas tasas de conteo (no se pierde tiempo adquiriendo fotones que no entren dentro de la ventana de energía), proporcionan gran versatilidad de configuración para adaptar el funcionamiento del aparato (500) a las características de los detectores (505, 510) y del tipo de eventos que se quiera detectar.

La Figura 4 ilustra el funcionamiento de un circuito WMLED (405) en configuración positiva, que proporciona a su salida pulsos digitales de ventana de duración Tpulso desde TA hasta TA + |Tu2-Tu1| ns. Para conseguir este funcionamiento, basta con conectar la salida del comparador cuyo umbral de comparación sea mayor, C1 en el caso ilustrado en el cronograma (410), a la entrada CLEAR del flip-flop a través de un bloque de retardo, y la salida del otro comparador, C2 en el caso ilustrado en el cronograma (410), a la entrada de ENABLE del flip-flop. Al igual que en el caso anterior, también se ha representado en la Figura 4a una entrada Reset que se suma a la del comparador C1, y que permite inicializar el circuito WMLED (405) en cualquier momento.

Los cronogramas (410, 415, 420, 425) ilustran el comportamiento del circuito WMLED (405) ante pulsos de temporización como los generalmente provenientes de detectores para PET o SPECT: con forma constante y amplitud equivalente a la energía depositada. El pulso de la izquierda del cronograma

(410) tiene una pendiente infinita del flanco de subida en el rango de comparación de C1 y C2, con lo cual los instantes Tu1 y Tu2, mostrados respectivamente en los cronogramas (415, 420), en los que el pulso de temporización del detector atraviesa los umbrales de comparación U1, U2 son el mismo instante. En este caso, como se aprecia en el cronograma (425), la duración Tpulso del pulso digital de ventana generado a la salida del WMLED (405) es igual a TA, que es un valor dependiente del elemento de retardo conectado a la entrada CLEAR del flip-flop y de la tecnología subyacente utilizada en la implementación del flip-flop o en general a la implementación específica del circuito WMLED. Asimismo, los cronogramas (410, 415, 420, 425) muestran el pulso de ventana obtenido para otro pulso de temporización con diferente pendiente, para ilustrar cómo mediante este circuito WMLED (405) es posible obtener pulsos de ventana cuya duración Tpulso está entre TA y TA + |Tu2-Tu1| nanosegundos.

Adicionalmente, el valor Td mostrado en el cronograma (425) ilustra cómo si el pulso de temporización genera un pulso de ventana a la salida del WMLED (405), existe un tiempo constante entre el instante Tu2 y el flanco de subida del pulso de ventana del WMLED (405). Este valor constante Td depende, en este caso de la tecnología subyacente utilizada en la implementación del flip-flop o en general a la implementación específica del circuito WMLED.

El uso de circuitos WMLED (405) en configuración positiva para la detección de eventos únicos permiten discriminar eventos en función de su energía, así como determinar el instante en que éstos se producen directamente o empleando alguna técnica de tipo ELET (Extrapolated Leading Edge Timing). Por otra parte, con este circuito es posible caracterizar de forma precisa la energía de los eventos mediante la inclusión de algún circuito adicional que permita realizar la medida de la longitud del pulso de ventana. Mediante la combinación lógica (por ejemplo con la “AND” lógica) de las salidas de circuitos WMLED en configuración positiva (405) es posible detectar eventos coincidentes mejorando la sensibilidad obtenible con un circuito LED de duración de pulso igual a TA, mediante la aceptación de eventos con grados de time-walk predefinidos (que no serían aceptados por un LED cuya duración de pulso fuera TA). A su vez debido a su sencillez, esta configuración también proporciona gran versatilidad

5 de configuración para adaptar el funcionamiento del aparato (500) a las características de los detectores (505, 510) utilizados y del tipo de eventos que se quiera detectar.

Dado que mediante el ajuste de los umbrales de comparación de los comparadores (515,520) es posible hacer que los circuitos WMLED se comporten según su configuración positiva, negativa o como

10 un LED, otra ventaja del uso de este tipo de circuitos es que se puede variar su comportamiento de forma dinámica para por ejemplo aumentar la sensibilidad a bajas tasas de actividad usando la configuración positiva o aumentar la resolución temporal y restringir el rango de energía a altas tasas de conteo usando la configuración negativa para reducir el tiempo muerto global del sistema.

Claims (13)

1. REIVINDICACIONES

   1. Procedimiento para la detección y discriminación de eventos válidos en detectores (505, 510) de radiación gamma, caracterizado porque comprende los siguientes pasos:

   -

   obtener un pulso de temporización del detector (505, 510) en el que se detecta un evento;

   -

   comparar el pulso de temporización obtenido con dos umbrales (U1, U2), y generar dos pulsos digitales

   de comparación cuyos flancos de entrada corresponden a los instantes en que el pulso de temporización 10 supera dichos umbrales (U1, U2);

   -

   combinar los dos pulsos digitales de comparación generados de modo que se genera un pulso digital de ventana cuya duración (Tpulso) es: Tpulso=TA ± TB

   15 donde TA es un valor fijo y TB es el intervalo de tiempo transcurrido entre los respectivos flancos de entrada de los pulsos digitales de comparación; y

   -

   determinar si el evento es válido en función del pulso digital de ventana obtenido.

   20 2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 para eventos coincidentes en el tiempo, donde el paso de determinar si un evento es válido comprende determinar si los pulsos digitales de ventana obtenidos para detectores (505, 510) diferentes se solapan en el tiempo: como mínimo un intervalo de tiempo mínimo predeterminado cuando Tpulso=TA – TB; o como máximo un intervalo de tiempo máximo predeterminado cuando Tpulso=TA + TB.

2. 3.

   Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 para eventos únicos, donde el paso de determinar si un evento es válido comprende determinar si la duración del pulso digital de ventana obtenido para un detector (505, 510) tiene: como mínimo una duración mínima predeterminada cuando Tpulso=TA – TB; o como máximo una duración máxima predeterminada cuando Tpulso=TA + TB.

3. 4.

   Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la operación de combinar los dos pulsos digitales de comparación se realiza a través de la implementación de un circuito WMLED (Width Modulated Leading Edge Discriminator) (305, 405) que comprende un flip-flop cuya entrada (D) se mantiene a un nivel lógico constante, donde un primer pulso digital de comparación

   35 está conectado a la entrada ENABLE y un segundo pulso digital de comparación está conectado a través de un bloque de retardo a la entrada CLEAR, siendo la salida (Q) el pulso digital de ventana.
4. 5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4, donde el primer pulso digital de comparación

   corresponde al umbral más alto (U1) y el segundo pulso digital de comparación corresponde al umbral 40 más bajo (U2), obteniéndose un pulso digital de ventana de duración Tpulso=TA - TB.
5. 6. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4, donde el primer pulso digital de comparación corresponde al umbral más bajo (U2) y el segundo pulso digital de comparación corresponde al umbral más alto (U1), obteniéndose un pulso digital de ventana de duración Tpulso=TA + TB.
6. 7. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el circuito WMLED (305, 405) que combina las dos señales digitales de comparación se implementa mediante uno de los siguientes dispositivos: un PLD, un ASIC, una FPGA o cualquier combinación de los mismos.

   50 8. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que además comprende los pasos de:

   -

   generar, si se ha detectado un evento válido, un pulso digital de disparo;

   55 - utilizar el pulso de disparo generado para deshabilitar temporalmente el procesado de nuevos eventos en el detector (505, 510) asociado;

   -

   utilizar el pulso de disparo, retrasado en el tiempo un intervalo temporal fijo, para comenzar la adquisición de las correspondientes señales de posición del detector (505, 510); y

   -

   digitalizar la señal de posición obtenida.

7. 9. Dispositivo electrónico para la detección de eventos válidos en un detector (505, 510) de radiación gamma, donde dicho detector (505, 510) proporciona un pulso de temporización cuando se detecta un evento, caracterizado porque el dispositivo comprende:

   5 - un primer comparador y un segundo comparador, que comparan el pulso de temporización del detector (505, 510) con dos umbrales (U1, U2) y generan dos pulsos digitales de comparación cuyos flancos de entrada corresponden a los instantes en que el pulso de temporización supera dichos umbrales (U1, U2);

   -

   un circuito WMLED (305, 405) que comprende un flip-flop cuya entrada (D) está a un nivel lógico

   10 constante, cuya entrada ENABLE está conectada al primer comparador y cuya entrada CLEAR está conectada a través de un bloque de retardo al segundo comparador, y cuya salida (Q) es un pulso digital de ventana que sirve para determinar si el evento es válido.
8. 10. Dispositivo electrónico de acuerdo con la reivindicación 9, donde el primer comparador 15 corresponde al umbral más alto (U1), teniendo el pulso digital de ventana una duración de Tpulso=TA - TB
9. 11. Dispositivo electrónico de acuerdo con la reivindicación 9, donde el primer comparador corresponde al umbral más bajo (U2), teniendo el pulso digital de ventana una duración de Tpulso=TA + TB.

   20 12. Dispositivo electrónico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9-11, donde el circuito WMLED (305, 405) está implementado mediante un PLD, un ASIC, una FPGA o cualquier combinación de los mismos.
10. 13. Dispositivo electrónico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9-12, que además 25 comprende unos contadores de propósito general (540, 545) y un conversor A/D multicanal (541, 546).
11. 14. Aparato (500) para la detección de eventos válidos en una pluralidad de detectores (505, 510) de radiación gamma que comprende al menos dos dispositivos electrónicos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9-13.
12. 15. Aparato (500) de acuerdo con la reivindicación 14, donde los circuitos WMLED (305, 405) de los al menos dos dispositivos electrónicos están implementados mediante un único PLD, ASIC, FPGA o combinación de los mismos.

    OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS

    N.º solicitud: 201290029

    ESPAÑA

    Fecha de presentación de la solicitud: 26.10.2009

    Fecha de prioridad:

    INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA

    51 Int. Cl. : Ver Hoja Adicional

    DOCUMENTOS RELEVANTES

    Categoría

    56 Documentos citados Reivindicaciones afectadas

    A

    US 2007023669 A1 (HEFETZ YARON et al.) 01.02.2007, párrafos [35],[40],[45-47],[56-59]; figuras 4-6,8. 1-15

    A

    US 2007114427 A1 ( AOKI KENICHI) 24.05.2007, párrafos [32],[50-73]. 1,13

    A

    WO 2008040384 A1 (CERN EUROP ORGANIZATION FOR NU et al.) 10.04.2008, página 14, líneas 18-34; página 15. 1,13

    X

    S.K GUPTA et al. A high-performance, low-cost, leading edge discriminator. Pramana Journal of Physics. Agosto 2005, vol 65, nº 2, páginas 273-283. 9-15

    A

    4-7

    A

    W.W MOSES. A method to increase optical timing spectra measurement rates using a multi-hit TDC. Nuclear Instruments and methods in Physics research, section A. Noviembre 1993, Volumen 336, numerous 1-2, páginas 253-261: figura 3. 4-7,9-15

    Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud

    El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº:

    Fecha de realización del informe 18.09.2012

    Examinador J. M. Vázquez Burgos Página 1/5

    INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA

    Nº de solicitud: 201290029

    CLASIFICACIÓN OBJETO DE LA SOLICITUD G01T1/17 (2006.01)

    H03K5/153 (2006.01) G01R29/02 (2006.01) Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación)

    G01T, H03K, G01R

    Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC, WPI, INTERNET

    Informe del Estado de la Técnica Página 2/5

    OPINIÓN ESCRITA

    Nº de solicitud: 201290029

    Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 18.09.2012

    Declaración

    Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986)

    Reivindicaciones Reivindicaciones 1-15 SI NO

    Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986)

    Reivindicaciones Reivindicaciones 1-8 9-15 SI NO

    Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986).

    Base de la Opinión.-

    La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.

    Informe del Estado de la Técnica Página 3/5

    OPINIÓN ESCRITA

    Nº de solicitud: 201290029

    1. Documentos considerados.-

    A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.

    Documento

    Número Publicación o Identificación Fecha Publicación

    D01

    US 2007023669 A1 (HEFETZ YARON et al.) 01.02.2007

    D02

    US 2007114427 A1 ( AOKI KENICHI ) 24.05.2007

    D03

    WO 2008040384 A1 (CERN EUROP ORGANIZATION FOR NU et al.) 10.04.2008

    D04

    S.K GUPTA et al. A high-performance, low-cost, leading edge discriminator. Pramana Journal of Physics. Agosto 2005, vol 65, nº 2, páginas 273-283. Agosto 2005

    D05

    W.W MOSES. A method to increase optical timing spectra measurement rates using a multi-hit TDC. Nuclear Instruments and methods in Physics research, section A. Noviembre 1993, Volumen 336, números 1-2, páginas 253-261: figura 3. Noviembre 1993

13. 2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración

    La invención reivindicada presenta un método para la detección de eventos válidos de un detector de radiación gamma, así como el dispositivo para la implementación de dicho método. Los eventos pueden ocurrir aisladamente o en solape temporal con otros. La selección de los mismos se realiza a partir de una señal impulsiva obtenida del detector, mediante la traducción de su pendiente (ligada a su vez a la energía del pulso del detector) en la duración de una señal digital, cuyo valor sirve para decidir si el evento se descarta o no. La señal digital se genera con el concurso de un circuito WMLED.

    Reivindicación 1

    El documento del estado de la técnica más próximo al objeto de la reivindicación 1 es D01 y divulga un método y un sistema para la adquisición de datos provenientes de la radiación de objetos, basados en el análisis de los pulsos generados por un detector de radiación, a partir de los que se obtiene una señal digital de duración proporcional a la pendiente de los pulsos, que es el parámetro que se utiliza para aceptar o descartar el evento.

    El documento D01 coincide con la invención reivindicada en que presenta la generación de una señal digital de duración ligada a la pendiente del pulso del detector, así como en la toma de decisiones sobre la validez del evento a partir del valor de dicha duración. Sin embargo D01 genera solamente una señal digital de duración directamente proporcional a la pendiente (párrafo 42), de forma que el descarte de los eventos se realiza en función de si la duración (energía) es menor de un mínimo (señal insuficiente) o mayor que un máximo (señal radiactiva diferente de rayos X). La invención reivindicada va sin embargo más allá y genera una señal cuya duración es igual a un offset al que se le suma (configuración positiva) o resta (configuración negativa) la duración en sí del pulso. Esto es, realiza una manipulación adicional de la señal que modula la duración. Dicho cambio produce un efecto técnico que no se encuentra en D01, como es permitir una mejor resolución temporal (esto es, representar la energía con señales más cortas) cuando se resta la duración al offset, lo que facilita la discriminación de eventos coincidentes en el tiempo, o mejorar la resolución (utilizar señales más largas para eventos de menor energía), cuando la duración se suma al offset, lo que mejora la detección de eventos de menor energía. Esta modificación no sería evidente para un experto en la materia, ya que no hay información en D01 que pueda dirigir a dicho experto hacia el método reivindicado.

    Similares consideraciones pueden hacerse con respecto a D02, que presenta un circuito para el examen radiográfico, dirigido a descartar impulsos sobre la base de su pendiente y a utilizar los instantes de cruce por los umbrales para calcular con más precisión el tiempo de inicio del pulso. Lo mismo puede decirse de D03.

    Por lo tanto a la luz de D01-D03, la invención objeto de la reivindicación 1 es nueva y presenta actividad inventiva tal como se establece en los artículos 6 y 8 de la Ley de Patentes 1986.

    Reivindicaciones 2 a 8

    A la vista de las consideraciones expuestas para la reivindicación 1, y teniendo en cuenta el documento D01 como estado de la técnica más próximo, cabe concluir también que la invención objeto de las reivindicaciones 2 a 8 es nueva y presenta actividad inventiva, tal y como establecen los artículos 6 y 8 de la Ley de patentes de 1986.

    Informe del Estado de la Técnica Página 4/5

    OPINIÓN ESCRITA

    Nº de solicitud: 201290029

    Reivindicación 9

    Con respecto al objeto de la reivindicación 9, se considera que el estado de la técnica más próximo es el documento D04. En él (figura 1) se muestra un circuito LED (Leading Edge Discriminator) que contiene los dos elementos de dicha reivindicación: un comparador (AD96687) con una tensión de umbral prefijable, y un flip-flop D (MC10131) cuya salida se obtiene mediante la aplicación de la salida del comparador a su entrada “enable”, al tiempo que se aplica a “clear” una versión retardada de la salida, realimentada a través de un circuito RC, con el fin de generar un impulso de longitud fija cuando la señal del comparador adopta el estado adecuado. El documento difiere de la reivindicación en que sólo hay un comparador, ya que una de las dos señales de entrada procede de la salida del biestable, si bien se considera que para un experto en la materia resultaría evidente aplicar estas características para obtener un dispositivo como el de la reivindicación 9. En este sentido, el documento D05 (figura 3) constituye un ejemplo del estado de la técnica con respecto al uso de biestables tipo D en modo asíncrono para generar una señal digital delimitada por los flancos de dos entradas diferentes.

    Por lo tanto la invención objeto de la reivindicación 9 es nueva y no presenta actividad inventiva tal como se establece en los artículos 6 y 8 de la Ley de Patentes 1986.

    Reivindicaciones 10 a 15

    Las reivindicaciones 10 y 11 definen la correspondencia entre las dos salidas de los comparadores y las entradas “enable” y “clear” del biestable D, lo que se considera que son simplemente posibilidades evidentes que un experto en la materia seleccionaría según las circunstancias, sin el ejercicio de actividad inventiva.

    Las reivindicaciones 12 y 13 hacen referencia al uso de técnicas muy conocidas, y por lo tanto evidentes para un experto en la materia. El documento D04 contiene referencias explícitas a las de la reivindicación 12, al mencionar circuitos integrados comerciales que las utilizan, lo mismo que el D05, mientras que los documentos D01-D03 hacen lo propio con las de la 13 (dispositivos contadores y conversores analógico-digitales).

    La reivindicación 14 hace mención a una mera multiplicidad de dispositivos como los de las reivindicaciones 9 a 13, sin que de ello se desprenda ningún efecto técnico nuevo o sorprendente, mientras que sobre la reivindicación 15 se pueden hacer las mismas consideraciones que en el caso de la 12.

    Por lo tanto la invención objeto de las reivindicaciones 10 a 15 es nueva y no presenta actividad inventiva tal como se establece en los artículos 6 y 8 de la Ley de Patentes 1986.

    Informe del Estado de la Técnica Página 5/5