WO2012101332A1 - Method and device for correcting a pulse stack for a radiation detector - Google Patents

Method and device for correcting a pulse stack for a radiation detector Download PDF

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WO2012101332A1
WO2012101332A1 PCT/FR2011/000055 FR2011000055W WO2012101332A1 WO 2012101332 A1 WO2012101332 A1 WO 2012101332A1 FR 2011000055 W FR2011000055 W FR 2011000055W WO 2012101332 A1 WO2012101332 A1 WO 2012101332A1
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pulse
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correction
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Michel Tararine
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Michel Tararine
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16Measuring radiation intensity
    • G01T1/17Circuit arrangements not adapted to a particular type of detector
    • G01T1/171Compensation of dead-time counting losses

Definitions

  • the present invention relates to nuclear medical imaging systems, and more specifically to the correction of the stacking effects of the electronic pulse signals delivered by the gamma radiation detectors.
  • the present invention relates to a pulse signal detector occurring randomly over time.
  • the invention can be used for the detection of nuclear radiation using a scintillation detector, for example a gamma camera.
  • a gamma camera includes means for locating scintillations occurring in the scintillator crystal under the effect of incident gamma radiation.
  • U.S. Patent No. 3,011,057 describes a gamma camera in accordance with the preamble.
  • This includes a collimator for selecting the direction of incident gamma photons, a scintillator crystal with which incident photons interact to give rise to light pulses or scintillations, and a network of photomultiplier tubes which in turn transform the received scintillations into pulses. electric.
  • This network of photomultiplier tubes is part of the localization means which, from the electrical pulses provided by the tubes, deliver, in a known manner, X and Y coordinate signals from the place where the scintillation has occurred, as well as a signal E proportional to the energy of the photon that produced the scintillation.
  • Signal E is used to differentiate the different types of incident gamma photons and to identify noise, direct radiation, and scattered radiation.
  • the scintillation produces a sheaf of photons emitted in all directions isotropically within the scintillator crystal, it is simultaneously seen by several tubes photomultipliers.
  • the determination of the location of this scintillation on the crystal, itself representative of the emission site of the incident gamma photon, is obtained by calculating the location of the center of gravity, that is to say a weighted sum of electrical pulses. delivered by all the photomultiplier tubes excited by the scintillation considered.
  • the energy of the incident photon is obtained by unweighted summation of the electric pulses delivered by all the photomultiplier tubes.
  • These electrical pulses generally have a known and constant average shape for a given scintillator material and a given light detection and signal processing electronics. This shape, or amplitude of the signal as a function of time, represents the average flux of scintillation photons emitted over time. For most scintillator materials, this pulse can be with a good approximation described by the following bi-exponential model:
  • ⁇ 2 is the pulse rise time constant
  • is typically of the order of 250 nanoseconds and ⁇ 2 typically of the order of 80 nanoseconds.
  • is typically of the order of 250 nanoseconds and ⁇ 2 typically of the order of 80 nanoseconds.
  • X, Y the calculated values of the coordinates of the scintillation site and the calculated E value of the total energy of the scintillation, which determine the spatial resolution and the energy resolution. of the instrument.
  • these pulses are integrated over a certain time before being used for the calculation of X, Y and E.
  • This Integration operation physically corresponds to counting the total number of scintillation photons emitted throughout the duration of the pulse.
  • the integration time is typically of the order of several times the decay time of the pulse, so that the amount of residual scintillation photons after integration is negligible compared to the amount of photons that have been integrated.
  • this integration time is typically of the order of 1 microsecond.
  • the disadvantage of integrating the signals is that the quality of the measurement of the values of X, Y and E (and therefore the performance of the detector) becomes very dependent on the counting rate to which the detector is exposed. that is, the number of scintillations that occur per second. Indeed, scintillations occurring randomly in time according to the statistical law of Poisson, it happens that pulses occur very closely in time and that as a result the electronic signals overlap partially, causing a known phenomenon under the name of stacking. Uncorrected, stacking effects produce severe distortions when calculating (X, Y) and E and are likely to lead to unacceptable degradation of image quality.
  • the stacking phenomenon can be of two types: the upstream stack (or prepulse), and the downstream stack (or postpulse).
  • Upstream or pre-impulse stacking is due to events occurring before the beginning of the integration of the current event.
  • the pulse signal of the current event is thus superimposed on the tail of the previous event.
  • the downstream or post-pulse stack is due to events occurring after the beginning of the integration of the current event, that is, while the current event is being integrated. Different methods of correcting these two types of stacking have been described in the literature.
  • Some gamma cameras of the prior art use a method based on simple rejection of events. Indeed, as the stacking phenomenon has the effect of artificially increasing the integral of the signals, the selection of events is done on the basis of the comparison of their energy with a given acceptance window. Events whose energy is outside this acceptance window are rejected. This method avoids taking into account events whose values (X, Y, E) are distorted or distorted, but suffers from severe losses of events induced by high rejection rates occurring at high counting rates.
  • US Pat. No. 5,276,615 describes a method for shortening pulse duration by deconvolution or signal filtering, so as to reduce the integration time and thus reduce both losses due to dead time and the probability of stacking. .
  • the signal after deconvolution can theoretically be shortened at will without loss of information, a practical limit is imposed by the noise component in the signal.
  • the shortening of the signal is obtained by amplification of the high frequencies (in the Fourier space), which carry more and more noise and less and less signal as the frequency increases.
  • the noise level can reach such values as the losses in precision, that is to say the losses in spatial resolution and in energy, can become unacceptable.
  • filtering is a stationary operator, these impairments are introduced independently of the count rate, which makes the system optimized for only one count rate at a time.
  • this method has the disadvantage of requiring that the two events, current and next, are necessarily detected and integrated, fully or partially, even in the case where one of these events is unnecessary and could have been eliminated at one time.
  • early stage of treatment for example by selection of the amplitude of events or another method.
  • Such superfluous treatment of unnecessary events ultimately requires additional computational capacity which inevitably has an impact on both the downtime of the system and the cost of the equipment.
  • this method does not properly process bursts of three or more events close enough to be stacked on top of each other. Indeed, as downstream and upstream stacking corrections are performed independently, it is not taken into account a possible
  • the second event is corrected from the upstream stack by the tail of the previous event as if this event queue were integrally integrated, i.e. integrated over a time that may be longer than the actual integration time of the second event, which overestimates the upstream stacking correction of the second event.
  • This non-correlation of upstream and downstream stacking corrections is the reason why such a system performs a false correction, the average value of which can be partially compensated by any phenomenological model (for example as a function of the average counting rate or other ), but can not correct exact stacks for a given sequence of multiple events.
  • a third disadvantage of this method is that the fact of estimating the tail of a pulse from the instantaneous value of the signal assumes that the pace of the pulse is constant, for example purely exponential or linear, as well as described in the aforementioned patent. This approximation becomes invalid for more complex pulse patterns such as the bi-exponential model described in the preamble, and it would be necessary to take into account not only the instantaneous amplitude of the signal, but also the time at which this amplitude is measured. relative to the beginning of the impulse.
  • US Patent No. 7,439,515 only bypasses the second problem mentioned above, by executing the upstream and downstream stacking corrections in a correlated manner, in order to compensate for the upstream stacking correction of the downstream stack or the shortening of the stack. signal integration time.
  • the efficiency of the method relies on the effective detection by the trigger of all the events independently of their characteristics, in order to detect the appearance of stacking conditions and to be able to process the events
  • the stacking correction fails at a high counting rate because it is highly dependent on the effectiveness of the trigger, but it also requires significant calculation means so as to be able to continuously deal with a high flow of data. much of which is unnecessary, which in any case increases the loss of events associated with the system timeout.
  • the present invention describes a new and improved method and apparatus that do not have these disadvantages as well as others of the prior art.
  • the object of the present invention is to provide, in particular for radiation detection devices delivering electronic pulse signals in response to events arising from the interaction of quanta radiation incident with the detector, a method for performing a correction of upstream and downstream stacking effects, the method of detecting the occurrence of an incident event, integrating a portion of the signal preceding the impulse of the event over a predetermined time interval, integrating the pulse of the event on a predetermined time interval or until a new event is detected, applying an upstream or prepulse stack correction based on the integral of the signal portion preceding the pulse of the event and integration time of the event pulse, application of a downstream or post-pulse stack correction based on the time of the event integration of the impulse of the event.
  • the method may further comprise a step of measuring the time that has elapsed between the current event (being integrated) and the previous event, so that the upstream stacking correction is based not only on the integral of the signal portion preceding the event pulse and the integration time of the event pulse, but also on the time that has elapsed between the current event and the previous event. This makes it possible to take into account the shape factor of the pulse and to accurately calculate the recovery integrals corresponding to complex pulse shapes.
  • the invention also relates to devices that make it possible in particular to implement the method described above.
  • the subject of the invention is a signal processing device for a radiation detector delivering electronic pulse signals in response to events arising from the interaction of incident radiation quanta with the detector, which device comprises means (a) for detecting the occurrence of an incident event, means (b) for integrating a signal portion preceding the pulse of the incident event over a predetermined time interval, means (c) for integrating the pulse of the incident event incident on a predetermined time interval or until a new event is detected, means (d) for performing an upstream stack correction based on the integral of the signal portion preceding the pulse of the event and the time
  • event pulse integrating means (e) for performing a downstream stack correction based on the event pulse integration time.
  • the means (d) for performing the upstream stacking correction furthermore include a counter intended to measure the time which has elapsed between the current event (being integrated) and the preceding event, so as to the upstream stacking correction is based on the integral of the signal portion preceding the pulse of the current event, the integration time of the pulse of the current event, and the time that 'is passed between the current event and the previous event.
  • the integration (b) of the signal portion preceding the pulse of the event and the integration (c) of the event pulse are performed by two separate integrators operating in parallel, the signal signals input applied to the integrators being delayed by two different delays before being applied to the integrators.
  • This architecture makes it possible to perform both integration operations simultaneously, then to execute the upstream and downstream stacking corrections in the same treatment cycle independently of the arrival time of the successive events.
  • the means for performing the upstream stacking correction (d) is the means for performing the upstream stacking correction
  • the means for performing the upstream stack correction further comprise a counter measuring the time elapsed between the current event (being integrated) and the previous event, the address of the memory below. above mentioned is obtained by a combination of the integration time of the pulse of the current event and the value of said counter.
  • the means for performing the downstream stacking correction comprise a multiplier and a memory, the said correction being performed by multiplying with the aid of the said multiplier the integral of the pulse of the corrected event of the stack upstream by the output of said memory addressed by the integration time of the pulse of the event.
  • the present invention has the advantage of making accurate and reliable upstream and downstream stacking corrections, which improve the spatial and energy resolutions of the instruments, particularly at high count rates.
  • Another advantage of the present invention is that the improvement of the spatial and energy resolutions depends to a lesser extent on the efficiency of the triggering system.
  • the present invention may be advantageously used in nuclear medical imaging systems such as gamma cameras or positron emission tomographs.
  • FIG. 1 shows by way of example the signal associated with a burst of three events approximated in time, the time intervals used to measure the different integrals of the pulse signals of the events, and the integrals themselves without stacking correction.
  • FIG. 2 shows the signal associated with a burst of three time-close events and the integral of the pulse tails of the previous events to be subtracted from the raw integrals shown in FIG. 1 so as to perform upstream stacking correction.
  • FIG. Figure 3 shows the signal associated with a burst of three time-lapse events and the time intervals used to measure the different integrals of the pulse signals of the events that will be used to calculate the integral of the pulse tails of the previous events indicated in FIG. . 2.
  • FIG. 4 shows a preferential way of producing an integrator comprising upstream and downstream stacking corrections.
  • the invention is not limited to gamma cameras and can be broadly applicable to any type of particle detector delivering electronic pulse signals in response to incident events.
  • it can be applied to the individual photomultiplier tubes as well as to any signal obtained by summing the output signals of the photomultipliers.
  • analog signals delivered by the detector are converted into digital signals using Analog-Digital Converters (ADCs) which convert the signal continuously and at a constant rate. frequency high enough to satisfy the Nyquist criterion. As a result, all operations described in the following method are performed on digital signals.
  • ADCs Analog-Digital Converters
  • the event trigger referred to below is a device delivering a logic signal when an event is detected and is used to trigger the sequence of integration and stack correction of the pulse signal of an event.
  • FIG. 1 illustrates the stacking phenomena occurring when a burst of three events close together in time is detected.
  • the beginning of the signal corresponds to a moment when one does not have any information on the presence or the absence of a possible previous event. This corresponds to situations where the event trigger did not detect any event in a significantly long time interval before the first burst event.
  • This significantly long time interval corresponds to the value of the time from which the energy contained in the remaining portion of a pulse falls below the energy of an individual scintillation photon, i.e. it corresponds to the extinction time or time at which the scintillation actually ends.
  • this value is of the order of several microseconds, that is to say that in practice it can be significantly greater than the time typical integration of an event.
  • the trigger may have detected no events during this time for various reasons, such as: trigger makes a selection of events with peak amplitude values that must be included in a predefined acceptance window, or an event has occurred while the trigger is idle because the dead time following the detection of a previous event has not yet elapsed, or the counting rate is so high that the stacking phenomena make events difficult to discern, or the signal undergoes statistical fluctuations such that the trigger is unable to identify valid pulses of events.
  • the signal portion corresponding to the first event is integrated from to to ti, giving a value integral Ii.
  • the integration is stopped by the detection by the trigger of a second event.
  • the signal portion corresponding to the second event is integrated from t 1 to t 2 , giving an integral of value I 2 .
  • the integration is stopped due to the detection by the trigger of a third event.
  • the signal portion corresponding to the third event is integrated from t 2 to t 3 , giving an integral of value I 3 .
  • the integration is stopped after the nominal integration time because no event is detected before t 3 , and therefore (t 3 -t 2 ) is equal to the nominal integration time.
  • FIG. 2 indicates the portions of the pulse tails of the previous events which are integrated with the integrals I 1 , I 2 and I 3 and which must be subtracted from them in order to carry out the upstream stacking correction.
  • the integral contains a portion of a possible residual tail of a previous event that has not been detected. This residual tail integral is denoted ⁇ .
  • the integral I 2 also contains a portion of the residual tail of the previous event, noted ⁇ and whose value also depends on fo-ti), which shows how the upstream stacking correction is in close correlation with the integration time and therefore can not be performed independently of the correction
  • the integral I 3 also contains a portion of the residual tails of the previous events, denoted ⁇ 2 , which itself includes a portion of the residual tail of the first event, denoted
  • FIG. 3 describes, on the same salvo of three close events, the different operations to be performed in order to make precise corrections of upstream and downstream stacking.
  • Co is of particular importance because it corresponds to the measurement of a possible pulse tail of an event that would have occurred before the first burst event, and is used to extrapolate an estimate of I'o, which is used later to correct the value of Ii.
  • the signal portion corresponding to the first event is integrated from t0 to t5 giving a value integral Ii. At the time the integration is stopped due to the detection by the trigger of a second event.
  • the signal portion preceding the second event i.e., a signal portion corresponding to the first event
  • This value is used to calculate by extrapolation an estimate of ⁇ , which is used later to correct the value of I 2 .
  • the signal portion corresponding to the second event is integrated from t 1 to t 2 , giving an integral of value I 2 .
  • the integration is stopped due to the detection by the trigger of a third event.
  • the signal portion preceding the third event i.e., a signal portion corresponding to the second event
  • This value is used to extrapolate an estimate of I ' 2 , which is used later to correct the value of I 3 .
  • the signal portion corresponding to the third event is integrated from t 2 to t 3 , giving an integral of value I 3 .
  • the measurement and correction method performs in parallel the measurements of the integrals of the event impulse signals, namely L, I 2 and I 3 , and the measurements of the integral of the events. signals preceding events Co, Ci and C 2 . Then it corrects L, I 2 and I 3 upstream stacking corrections obtained from Co, Ci and C 2 to obtain corrected signals of the upstream stack Ji, and J 3 , and finally it corrects the values of the signals. corrected the upstream stack Ji, J 2 and J 3 to obtain final values K 1 , K 2 and K 3 corrected for both upstream and downstream stacking effects.
  • the entire correction process is described in the following sequence of operations:
  • K 2 J 2 ⁇ g ⁇ t 2 - t x )
  • the function ⁇ Ats, ti, PE represents the correction fraction due to upstream stacking, ie the proportion of the tail of the previous event which is integrated in same time as (i.e., stacked on) the pulse signal of the current event, where:
  • ti is the integration time of the pulse of the current event
  • tpE is the time that elapsed between the current event and the previous event.
  • the integrals of the signal over two successive and distinct time intervals are linked by a simple linear relation that depends only on the respective positions of the bounds of the integrals.
  • the time separating the current event from the previous event plays no role, and function / only depends on Ats and ti, removing the need to have t PE in the input argument list of function /
  • the integrals of the signal over two successive and distinct time intervals depend not only on the respective positions of the bounds of the integrals, but also the time at which these limits are positioned with respect to the temporal distribution of the event, that is to say with respect to the time at which the event occurred.
  • the signal integrals are positioned far from the top of the pulse, the purely exponentially decreasing model can be considered a good approximation, whereas when the integrals are near the vertex or even include the peak of the pulse, this approximation ceases to be valid.
  • the accuracy of the correction is also independent of the integration time of the current event, ie it always takes into account the exact contribution of the remaining queues of the impulses of the previous events (detected or not) to integration, regardless of the value of the integration time.
  • the value of ÎPE time separating current and previous events
  • the value of the associated upstream stacking correction Co will be equal to zero and the correction, made in all cases, will have no effect.
  • the values of the Atsi integration times used to measure the Co, Ci and C 2 values, namely Atso, Atsi and Ats 2 can be selected on the fly for each event to optimize the final accuracy on the Ko calculation. , Ki and K 2 , depending on different relevant parameters, such as the time between the current event of the previous event and the average count rate.
  • the low limit for the Atsi integration time values is to consider only one sample, but as previously stated, this introduces a high error due to statistical fluctuations. Integrating several samples decreases the error due to statistical fluctuations and the upper limit is to take for the Atsi values equal to the integration time of the previous events, that is, the upstream stacking correction uses the value of the previous impulse integrated since the beginning of the impulse.
  • the values of the integration times Atsi must be carefully optimized so that the signal-to-noise ratio in the measurement of C is maximal, which usually causes the Ats, to be relatively constant (whatever the counting rate) and of the same order of magnitude as the material's decay time constant scintillator, that is to say typically three. or four times less than the nominal signal integration time of an event. This also represents a significant improvement in terms of accuracy and final position and energy resolutions compared to the state of the prior art.
  • the function g (ti) represents the correction fraction due to the downstream stack, that is to say the correction for the missing part of the tail of the pulse, where:
  • ti is the integration time of the pulse.
  • This correction for the missing part of the tail of the pulse is obtained by multiplying the value J by a tabulated coefficient which depends on the integration time 3 ⁇ 4. Indeed, considering a constant shape for all pulses regardless of their amplitude, which is the case for most scintillation detectors, one skilled in the art can determine the remaining part of the signal knowing the value of its integral. and the integration time, and the multiplicative coefficient is thus inversely proportional to the collection efficiencies associated with the different integration times.
  • FIG. 4 is a block diagram of a preferred embodiment of the invention. It is a device comprising two integrators performing the integration and correction functions of the upstream and downstream stacks, and having a sliced structure so as to perform the sequence of operations described above regardless of the number of events in the salvo and their temporal distribution.
  • the digital samples of the pulse signal are simultaneously received by the FIFO delay 400 having a delay time of value At + and the FIFO delay 410 having a value delay time At-
  • the output of the FIFO delay 400 is applied to the integrator 401, and the output of the FIFO delay 410 is applied to the integrator 411.
  • the value ⁇ + of the FIFO delay 400 is adjusted so that when an event is detected by the trigger, the integrator 401 starts the integration.
  • the multiplier 420 receives the output of the integrator 411 and the output of a memory 403 which contains the tabulated values of the function /
  • the input address of the memory 403 is obtained by concatenating the time ti of the integrator 401 (Current event pulse integration time), integrator time 411, and EPI time elapsed between the current event and the previous event.
  • the PEI value is provided by a clock counting the time between events and is reset at each event.
  • a time limiting device makes it possible to avoid an overflow of the counter when the time separating two successive events becomes too high, so that tpE is always in the interval [1, tMAx], where ÎMAX is a fixed value dependent on the capacity of the memory 403.
  • the arithmetic unit 430 subtracts the output of the multiplier 420 from the output of the integrator 401.
  • the multiplier 440 receives the output of the arithmetic unit 430 and the output of a memory 402 which contains the tabulated values of function g.
  • the input address of the memory 402 is obtained by the integration time 3 ⁇ 4 of the integrator 401.
  • the integration time Ats signal before. the pulse of the current event is taken as constant, it disappears from the input address of the memory 403.
  • the input address is obtained by concatenation of the only integration times t i. pulse of the current event and the time PEI elapsed between the current event and the previous event.
  • the chosen pulse shape model is a purely exponential decreasing function, it becomes unnecessary to take into account the form factor and the function / cease to depend on the elapsed PEI time. between current and previous events.
  • tpE disappears from the input address of the memory 403 and this input address is obtained by the integration time 3 ⁇ 4 of the integrator 401.
  • integrator 411 or end of integration of Ci and sending of Ci downstream event 3 detected by the trigger

Abstract

The patent relates to a method and device for integrating electronic pulse signals output by a gamma radiation detector, and for correcting pre-pulse and post-pulse stack effects. The device uses an architecture having a double integrator which operates in parallel, the first integrator partially integrating the portion of the signal that precedes the pulse, and the second integrator integrating the pulse signal itself. The first integrator (441) performs a partial integration of the signal before the pulse, i.e. a rapid measurement of any pulse tail of a preceding event. Then, an estimation of the value of the pre-pulse stack correction is calculated by extrapolation, from this measured value and in accordance with the value of the integration time used in the second integrator (401), of a model of the shape of the pulse, and of the value of the time separating the current event (during the integration in the second integrator) and the preceding event. The output of the second integrator, which integrates the signal of the current event over a time period that can be shortened when a post-pulse stack is generated, is corrected simultaneously with the pre-pulse stack effect and the variable integration time using the same pulse-shape model.

Description

PROCÉDÉ ET DISPOSITIF DE CORRECTION D'EMPILEMENT D'IMPULSIONS POUR UN DÉTECTEUR DE RAYONNEMENT  METHOD AND DEVICE FOR PULSE STACK CORRECTION FOR A RADIATION DETECTOR
DOMAINE TECHNIQUE TECHNICAL AREA
La présente invention concerne les systèmes d'imagerie médicale nucléaire, et plus spécifiquement la correction des effets d'empilement des signaux impulsionnels électroniques délivrés par les détecteurs de rayonnement gamma. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE The present invention relates to nuclear medical imaging systems, and more specifically to the correction of the stacking effects of the electronic pulse signals delivered by the gamma radiation detectors. STATE OF THE PRIOR ART
La présente invention concerne un détecteur de signaux impulsionnels se produisant aléatoirement dans le temps. The present invention relates to a pulse signal detector occurring randomly over time.
L'invention peut être utilisée pour la détection de rayonnements nucléaires à l'aide d'un détecteur à scintillation, par exemple une gamma-caméra. Une gamma-caméra comprend des moyens pour localiser les scintillations se produisant dans le cristal scintillateur sous l'effet du rayonnement gamma incident. L'invention trouve une application particulièrement  The invention can be used for the detection of nuclear radiation using a scintillation detector, for example a gamma camera. A gamma camera includes means for locating scintillations occurring in the scintillator crystal under the effect of incident gamma radiation. The invention finds particular application
avantageuse dans le domaine de la médecine nucléaire afin de visualiser dans un organe la distribution de molécules marquées par un isotope radioactif et administrées à un patient. advantageous in the field of nuclear medicine in order to visualize in an organ the distribution of molecules labeled with a radioactive isotope and administered to a patient.
Le brevet U.S. N° 3,011,057 par exemple, décrit une gamma-caméra conforme au préambule. Celle-ci comprend un collimateur pour sélectionner la direction des photons gamma incidents, un cristal scintillateur avec lequel interagissent les photons incidents pour donner naissance à des impulsions lumineuses ou scintillations, et un réseau de tubes photomultiplicateurs qui transforment à leur tour les scintillations reçues en impulsions électriques. Ce réseau de tubes photomultiplicateurs fait partie des moyens de localisation qui, à partir des impulsions électriques fournies par les tubes, délivrent de manière connue, des signaux de coordonnées X et Y du lieu où s'est produit la scintillation, ainsi qu'un signal E proportionnel à l'énergie du photon ayant produit la scintillation. Le signal E est utilisé pour différencier les différents types de photons gamma incidents et identifier le bruit, le rayonnement direct et le rayonnement diffusé. U.S. Patent No. 3,011,057, for example, describes a gamma camera in accordance with the preamble. This includes a collimator for selecting the direction of incident gamma photons, a scintillator crystal with which incident photons interact to give rise to light pulses or scintillations, and a network of photomultiplier tubes which in turn transform the received scintillations into pulses. electric. This network of photomultiplier tubes is part of the localization means which, from the electrical pulses provided by the tubes, deliver, in a known manner, X and Y coordinate signals from the place where the scintillation has occurred, as well as a signal E proportional to the energy of the photon that produced the scintillation. Signal E is used to differentiate the different types of incident gamma photons and to identify noise, direct radiation, and scattered radiation.
La scintillation produisant une gerbe de photons émis dans toutes les directions de façon isotrope au sein du cristal scintillateur, elle est vue simultanément par plusieurs tubes photomultiplicateurs. La détermination de l'emplacement de cette scintillation sur le cristal, elle-même représentative du lieu d'émission du photon gamma incident, est obtenue en calculant l'emplacement du barycentre, c'est-à-dire une somme pondérée des impulsions électriques délivrées par l'ensemble des tubes photomultiplicateurs excités par la scintillation considérée. De façon similaire, l'énergie du photon incident est obtenue par sommation non pondérée des impulsions électriques délivrées par l'ensemble des tubes photomultiplicateurs. The scintillation produces a sheaf of photons emitted in all directions isotropically within the scintillator crystal, it is simultaneously seen by several tubes photomultipliers. The determination of the location of this scintillation on the crystal, itself representative of the emission site of the incident gamma photon, is obtained by calculating the location of the center of gravity, that is to say a weighted sum of electrical pulses. delivered by all the photomultiplier tubes excited by the scintillation considered. Similarly, the energy of the incident photon is obtained by unweighted summation of the electric pulses delivered by all the photomultiplier tubes.
Ces impulsions électriques ont généralement une forme moyenne connue et constante pour un matériau scintillateur donné et une électronique de détection de la lumière et de traitement des signaux donnée. Cette forme, ou amplitude du signal en fonction du temps, représente le flux moyen de photons de scintillation émis au cours du temps. Pour la plupart des matériaux scintillateurs, cette impulsion peut être avec une bonne approximation décrite par le modèle bi-exponentiel suivant: These electrical pulses generally have a known and constant average shape for a given scintillator material and a given light detection and signal processing electronics. This shape, or amplitude of the signal as a function of time, represents the average flux of scintillation photons emitted over time. For most scintillator materials, this pulse can be with a good approximation described by the following bi-exponential model:
lorsque t > 0
Figure imgf000004_0001
lorsque t < 0 où xi est la constante de temps de décroissance de l'impulsion
when t> 0
Figure imgf000004_0001
when t <0 where xi is the decay time constant of the pulse
τ2 est la constante de temps de montée de l'impulsion τ 2 is the pulse rise time constant
Pour un cristal d'iodure de sodium activé au thallium (Nal(Tl)), qui est d'une utilisation classique dans les gamma-caméras, τ est typiquement de l'ordre de 250 nanosecondes et τ2 typiquement de l'ordre de 80 nanosecondes. Cependant, du fait que l'émission des photons de scintillation est un phénomène aléatoire dans le temps et l'espace, chaque impulsion électrique est sujette à des fluctuations statistiques qui en modifient la forme et l'amplitude de façon imprévisible. Ces fluctuations sont directement responsables de l'imprécision sur les valeurs calculées (X, Y) des coordonnées du lieu de la scintillation et sur la valeur E calculée de l'énergie totale de la scintillation, lesquelles déterminent la résolution spatiale et la résolution en énergie de l'instrument. For a thallium-activated sodium iodide crystal (Nal (Tl)), which is of conventional use in gamma cameras, τ is typically of the order of 250 nanoseconds and τ 2 typically of the order of 80 nanoseconds. However, since the emission of scintillation photons is a random phenomenon in time and space, each electrical pulse is subject to statistical fluctuations that modify its shape and amplitude unpredictably. These fluctuations are directly responsible for the inaccuracy of the calculated values (X, Y) of the coordinates of the scintillation site and the calculated E value of the total energy of the scintillation, which determine the spatial resolution and the energy resolution. of the instrument.
Afin de minimiser l'influence de ces fluctuations sur la précision du calcul, ces impulsions sont intégrées sur un certain temps avant d'être utilisées pour le calcul de X, Y et E. Cette opération d'intégration correspond physiquement à compter le nombre total de photons de scintillation émis tout au long de la durée de l'impulsion. Le temps d'intégration est typiquement de l'ordre de plusieurs fois le temps de décroissance de l'impulsion, de façon à ce que la quantité de photons de scintillation résiduels après intégration soit négligeable par rapport à la quantité de photons ayant été intégrés. Ainsi, par exemple pour un cristal de Nal(Tl), ce temps d'intégration est typiquement de l'ordre de 1 microseconde. L'intégration des signaux permet de s'affranchir dans une certaine mesure des fluctuations statistiques instantanées du flux de photons de scintillation et d'obtenir des valeurs proportionnelles à la quantité totale de photons émis au cours de la scintillation, qui sont donc plus précises que la valeur instantanée du signal. In order to minimize the influence of these fluctuations on the accuracy of the calculation, these pulses are integrated over a certain time before being used for the calculation of X, Y and E. This Integration operation physically corresponds to counting the total number of scintillation photons emitted throughout the duration of the pulse. The integration time is typically of the order of several times the decay time of the pulse, so that the amount of residual scintillation photons after integration is negligible compared to the amount of photons that have been integrated. Thus, for example for a crystal of Nal (Tl), this integration time is typically of the order of 1 microsecond. The integration of the signals makes it possible to overcome to a certain extent the instantaneous statistical fluctuations in the flow of scintillation photons and to obtain values proportional to the total quantity of photons emitted during the scintillation, which are therefore more precise than the instantaneous value of the signal.
L'inconvénient de procéder à l'intégration des signaux est que la qualité de la mesure des valeurs de X, Y et E (et donc les performances du détecteur) devient très dépendante du taux de comptage auquel est exposé le détecteur, c'est-à-dire du nombre de scintillations qui se produisent par seconde. En effet, les scintillations se produisant de façon aléatoire dans le temps selon la loi statistique de Poisson, il arrive que des impulsions se produisent de façon très rapprochée dans le temps et qu'en conséquence les signaux électroniques se recouvrent partiellement, provoquant un phénomène connu sous le nom d'empilement. Non corrigés, les effets d'empilement produisent de sévères distorsions lors du calcul de (X, Y) et E et sont susceptibles de mener à une dégradation inacceptable de la qualité des images. The disadvantage of integrating the signals is that the quality of the measurement of the values of X, Y and E (and therefore the performance of the detector) becomes very dependent on the counting rate to which the detector is exposed. that is, the number of scintillations that occur per second. Indeed, scintillations occurring randomly in time according to the statistical law of Poisson, it happens that pulses occur very closely in time and that as a result the electronic signals overlap partially, causing a known phenomenon under the name of stacking. Uncorrected, stacking effects produce severe distortions when calculating (X, Y) and E and are likely to lead to unacceptable degradation of image quality.
La limitation en taux de comptage admissible de tels appareils d'imagerie est The permissible count rate limitation of such imaging devices is
particulièrement problématique dans de nombreuses situations cliniques exigeant des capacités en taux de comptage élevées, comme par exemple l'imagerie de patients ayant reçu des doses thérapeutiques et donc élevées de radio-isotopes, l'imagerie cardiaque dynamique de premier passage, l'utilisation de radio-traceurs ayant des durées de vie très courtes, l'acquisition de données de transmission simultanément à l'acquisition des données particularly problematic in many clinical situations requiring high counting capacity, such as imaging of patients who have received therapeutic and therefore high doses of radioisotopes, dynamic first-pass cardiac imaging, the use of tracers with very short lifetimes, acquisition of transmission data simultaneously with data acquisition
d'émission, l'utilisation de gamma-caméras à double détecteur fonctionnant sans collimateur en mode coïncidence en imagerie d'émetteurs de positons, etc. of emission, the use of dual-detector gamma-cameras operating without collimator in coincidence mode in imaging of positron emitters, etc.
Le phénomène d'empilement peut être de deux types: l'empilement amont (ou préimpulsion), et l'empilement aval (ou post-impulsion). L'empilement amont ou pré-impulsion est dû à des événements s'étant produits avant le début de l'intégration de l'événement courant. Le signal impulsionnel de l'événement courant se trouve ainsi superposé à la queue de l'événement précédent. L'empilement aval ou post-impulsion est dû à des événements se produisant après le début de l'intégration de l'événement courant, c'est-à-dire alors que l'événement courant est en cours d'intégration. Différentes méthodes de correction de ces deux types d'empilement ont été décrites dans la littérature. The stacking phenomenon can be of two types: the upstream stack (or prepulse), and the downstream stack (or postpulse). Upstream or pre-impulse stacking is due to events occurring before the beginning of the integration of the current event. The pulse signal of the current event is thus superimposed on the tail of the previous event. The downstream or post-pulse stack is due to events occurring after the beginning of the integration of the current event, that is, while the current event is being integrated. Different methods of correcting these two types of stacking have been described in the literature.
Certaines gamma-caméras de l'art antérieur utilisent une méthode basée sur la simple réjection des événements. En effet, comme le phénomène d'empilement a pour effet d'augmenter artificiellement l'intégrale des signaux, la sélection des événements s'effectue sur la base de la comparaison de leur énergie avec une fenêtre d'acceptance donnée. Les événements dont l'énergie se trouve en dehors de cette fenêtre d'acceptance sont rejetés. Cette méthode évite de prendre en compte des événements dont les valeurs (X, Y, E) sont faussées ou distordues, mais souffre des pertes sévères d'événements induits par les taux de réjection élevés survenant à haut taux de comptage. Some gamma cameras of the prior art use a method based on simple rejection of events. Indeed, as the stacking phenomenon has the effect of artificially increasing the integral of the signals, the selection of events is done on the basis of the comparison of their energy with a given acceptance window. Events whose energy is outside this acceptance window are rejected. This method avoids taking into account events whose values (X, Y, E) are distorted or distorted, but suffers from severe losses of events induced by high rejection rates occurring at high counting rates.
Le brevet U.S. N° 5,276,615 décrit une méthode permettant de raccourcir la durée des impulsions par déconvolution ou filtrage du signal, de façon à réduire le temps d'intégration et réduire ainsi à la fois les pertes dues au temps mort et la probabilité d'empilement. Bien que le signal après déconvolution puisse être en théorie raccourci à volonté sans perte d'information, une limite pratique est imposée par la composante du bruit dans le signal. En effet, le raccourcissement du signal est obtenu par amplification des fréquences élevées (dans l'espace de Fourier), qui véhiculent de plus en plus de bruit et de moins en moins de signal au fur et à mesure que la fréquence augmente. Pour des filtres très rapides, c'est-à-dire produisant des impulsions très courtes, le niveau de bruit peut atteindre de telles valeurs que les pertes en précision, c'est-à-dire les pertes en résolution spatiale et en énergie, peuvent devenir inacceptables. De plus, le filtrage étant un opérateur stationnaire, ces dégradations sont introduites indépendamment du taux de comptage, ce qui rend le système optimisé pour seulement un taux de comptage à la fois. US Pat. No. 5,276,615 describes a method for shortening pulse duration by deconvolution or signal filtering, so as to reduce the integration time and thus reduce both losses due to dead time and the probability of stacking. . Although the signal after deconvolution can theoretically be shortened at will without loss of information, a practical limit is imposed by the noise component in the signal. Indeed, the shortening of the signal is obtained by amplification of the high frequencies (in the Fourier space), which carry more and more noise and less and less signal as the frequency increases. For very fast filters, that is to say producing very short pulses, the noise level can reach such values as the losses in precision, that is to say the losses in spatial resolution and in energy, can become unacceptable. In addition, since filtering is a stationary operator, these impairments are introduced independently of the count rate, which makes the system optimized for only one count rate at a time.
Le brevet U.S. N° 5,210,423 décrit une autre méthode où l'intégration du signal U.S. Patent No. 5,210,423 discloses another method where signal integration
impulsionnel d'un événement est stoppée lorsqu'un autre événement est détecté , de façon à éviter l'empilement aval. Ensuite cette intégrale raccourcie, en association avec la impulse of an event is stopped when another event is detected, so as to avoid downstream stacking. Then this shortened integral, in association with the
connaissance d'un modèle de l'allure générale des impulsions, est utilisée afin de calculer par extrapolation une estimation de l'information manquante, c'est-à-dire l'intégrale du reste du signal. Cette estimation de l'intégrale du reste du signal est par la suite utilisée d'une part pour corriger l'événement courant du raccourcissement du temps d'intégration dû à l'empilement aval par addition de l'intégrale du reste du signal, et d'autre part pour corriger l'intégrale de l'événement suivant, qui a causé l'empilement aval, de l'empilement amont par soustraction de cette même intégrale du reste du signal, correspondant à la queue de l'événement précédent.knowledge of a model of the general pace of pulses, is used to calculate by extrapolation an estimate of the missing information, ie the integral of the remainder of the signal. This estimation of the integral of the remainder of the signal is subsequently used firstly to correct the current event of the shortening of the integration time due to the downstream stack by adding the integral of the remainder of the signal, and on the other hand to correct the integral of the following event, which caused the downstream stacking of the upstream stack by subtracting the same integral from the rest of the signal, corresponding to the tail of the previous event.
Cependant, cette méthode présente l'inconvénient d'exiger que les deux événements, courant et suivant, soient nécessairement détectés et intégrés, entièrement ou partiellement, même dans le cas où l'un de ces événements est inutile et aurait pu être éliminé à un stade précoce du traitement, par exemple par une sélection de l'amplitude des événements ou une autre méthode. Un tel traitement superflu d'événements inutiles (capable d'accroître le nombre total d'événements traités d'un ordre de grandeur) exige au final une capacité de calcul additionnelle qui a inévitablement un impact à la fois sur le temps mort du système et le coût du matériel. However, this method has the disadvantage of requiring that the two events, current and next, are necessarily detected and integrated, fully or partially, even in the case where one of these events is unnecessary and could have been eliminated at one time. early stage of treatment, for example by selection of the amplitude of events or another method. Such superfluous treatment of unnecessary events (capable of increasing the total number of processed events by an order of magnitude) ultimately requires additional computational capacity which inevitably has an impact on both the downtime of the system and the cost of the equipment.
De plus, comme tous les événements doivent être détectés afin d'effectuer une correction d'empilement amont, l'efficacité d'une telle méthode est très dépendante du principe de détection des événements. La présence ou l'absence d'un événement est déterminée par un traitement et une analyse donnée de l'allure et de l'amplitude du signal, habituellement exécutée par un dispositif appelé "déclencheur". De tels déclencheurs, outre le fait qu'ils possèdent un certain temps mort, sont donc sensibles à l'allure du signal et aux niveaux de bruit. De surcroît, les déclencheurs de tout type possèdent des paramètres de déclenchement fixés comme par exemple un seuil bas qui permet d'éviter de considérer des fluctuations du niveau de repos dus au bruit comme de possibles événements, ce qui fait qu'en pratique, les événements de basse énergie ne sont jamais détectés. A taux de comptage élevé, les phénomènes d'empilement, le niveau de bruit accru et les pertes dues au temps mort rendent la détection des événements aléatoire et l'efficacité des déclencheurs diminue d'une façon spectaculaire, ce qui empêche d'effectuer une correction d'empilement amont correcte.  In addition, since all events must be detected in order to perform upstream stacking correction, the effectiveness of such a method is very dependent on the event detection principle. The presence or absence of an event is determined by a processing and a given analysis of the pace and amplitude of the signal, usually performed by a device called "trigger". Such triggers, besides the fact that they have a certain dead time, are therefore sensitive to the pace of the signal and noise levels. In addition, triggers of any type have fixed trigger parameters, such as a low threshold, which makes it possible to avoid considering fluctuations in the level of rest due to noise as possible events. Low energy events are never detected. At high counting rates, stacking phenomena, increased noise levels, and dead-time losses make detection of random events and triggers less dramatic, which correct upstream stacking correction.
Un autre inconvénient supplémentaire de cette méthode est qu'il n'existe pas de correction d'empilement amont pour des événements qui sont séparés par un temps supérieur au temps d'intégration, alors que la partie restante du signal véhicule encore une partie faible mais non négligeable de l'information, de l'ordre de quelque pourcents. Cette sous-estimation systématique des queues des événements résiduelles est également la cause de biais et de distorsions qui contribuent à la dégradation générale de la qualité des images. Le brevet U.S. N° 6,291,825 résout partiellement le premier problème cité précédemment en calculant une estimation de l'intégrale de la queue de l'événement précédent à partir de la valeur instantanée du signal, ne nécessitant pas ainsi la connaissance des temps d'arrivée des événements successifs. Another additional disadvantage of this method is that there is no upstream stacking correction for events that are separated by a time greater than the integration time, while the remaining part of the signal still carries a small portion but not insignificant information, of the order of a few percent. This systematic underestimation of tails of residual events is also the cause of bias and distortions that contribute to the general degradation of image quality. US Pat. No. 6,291,825 partially solves the first problem cited above by calculating an estimate of the tail integral of the previous event from the instantaneous value of the signal, thus not requiring knowledge of the arrival times of the successive events.
Cependant, cette approche souffre du haut niveau de bruit associé à un échantillon individuel de l'impulsion et contribue à dégrader les résolutions spatiale et en énergie du système, dont l'amélioration constitue en fait la raison intrinsèque pour laquelle les signaux sont intégrés.  However, this approach suffers from the high level of noise associated with an individual sample of the pulse and contributes to degrading the system's spatial and energy resolutions, the improvement of which is in fact the intrinsic reason why the signals are integrated.
De plus, cette méthode, de même que la méthode décrite précédemment, ne traite pas de façon correcte les salves de trois événements ou plus, suffisamment rapprochés pour être tous empilés les uns sur les autres. En effet, comme les corrections d'empilement aval et amont sont effectuées de façon indépendante, il n'est pas pris en compte un possible  In addition, this method, as well as the method described above, does not properly process bursts of three or more events close enough to be stacked on top of each other. Indeed, as downstream and upstream stacking corrections are performed independently, it is not taken into account a possible
raccourcissement de l'intégration du deuxième événement par un troisième événement rapproché. Lorsqu'une telle situation se produit, le deuxième événement est corrigé de l'empilement amont par la queue de l'événement précédent comme si cette queue d'événement était intégrée en entier, c'est-à-dire intégrée sur un temps qui peut être plus long que le temps d'intégration réel du deuxième événement, ce qui surestime la correction d'empilement amont du deuxième événement. Cette non-corrélation des corrections d'empilement amont et aval est la raison pour laquelle un tel système exécute une correction faussée, dont la valeur moyenne peut être partiellement compensée par un modèle phénoménologique quelconque (par exemple en fonction du taux de comptage moyen ou autre), mais qui ne peut pas corriger des valeurs exactes des empilements pour une séquence donnée d'événements multiples. shortening the integration of the second event with a third close event. When such a situation occurs, the second event is corrected from the upstream stack by the tail of the previous event as if this event queue were integrally integrated, i.e. integrated over a time that may be longer than the actual integration time of the second event, which overestimates the upstream stacking correction of the second event. This non-correlation of upstream and downstream stacking corrections is the reason why such a system performs a false correction, the average value of which can be partially compensated by any phenomenological model (for example as a function of the average counting rate or other ), but can not correct exact stacks for a given sequence of multiple events.
Un troisième inconvénient de cette méthode tient à ce que le fait d'estimer la queue d'une impulsion à partir de la valeur instantanée du signal présuppose que l'allure de l'impulsion est constante, par exemple purement exponentielle ou linéaire, ainsi que décrit dans le brevet susmentionné. Cette approximation devient invalide pour des allures d'impulsion plus complexes comme par exemple le modèle bi-exponentiel décrit dans le préambule, et il faudrait alors tenir compte non seulement de l'amplitude instantanée du signal, mais également du temps auquel cette amplitude est mesurée par rapport au début de l'impulsion.  A third disadvantage of this method is that the fact of estimating the tail of a pulse from the instantaneous value of the signal assumes that the pace of the pulse is constant, for example purely exponential or linear, as well as described in the aforementioned patent. This approximation becomes invalid for more complex pulse patterns such as the bi-exponential model described in the preamble, and it would be necessary to take into account not only the instantaneous amplitude of the signal, but also the time at which this amplitude is measured. relative to the beginning of the impulse.
Le brevet U.S. N° 7,439,515 contourne seulement le second problème mentionné ci-dessus, en exécutant les corrections d'empilement amont et aval d'une façon corrélée, afin de compenser la correction d'empilement amont de l'empilement aval ou du raccourcissement du temps d'intégration du signal. Cependant, de même que dans le brevet mentionné précédemment, l'efficacité de la méthode repose sur la détection effective par le déclencheur de tous les événements indépendamment de leurs caractéristiques, de façon à détecter l'apparition de conditions d'empilement et à être capable de traiter les événements US Patent No. 7,439,515 only bypasses the second problem mentioned above, by executing the upstream and downstream stacking corrections in a correlated manner, in order to compensate for the upstream stacking correction of the downstream stack or the shortening of the stack. signal integration time. However, as in the mentioned patent previously, the efficiency of the method relies on the effective detection by the trigger of all the events independently of their characteristics, in order to detect the appearance of stacking conditions and to be able to process the events
correctement. Ainsi, en pratique, non seulement la correction d'empilement est défaillante à haut taux de comptage car fortement dépendante de l'efficacité du déclencheur, mais de plus elle exige des moyens de calcul importants de façon à pouvoir traiter en permanence un flux élevé d'événements dont une bonne partie est inutile, ce qui dans tous les cas augmente les pertes d'événements associées au temps mort du système. La présente invention décrit une méthode et un dispositif nouveaux et améliorés qui ne présentent pas ces inconvénients ainsi que d'autres de l'art antérieur. correctly. Thus, in practice, not only does the stacking correction fail at a high counting rate because it is highly dependent on the effectiveness of the trigger, but it also requires significant calculation means so as to be able to continuously deal with a high flow of data. much of which is unnecessary, which in any case increases the loss of events associated with the system timeout. The present invention describes a new and improved method and apparatus that do not have these disadvantages as well as others of the prior art.
L'objet de la présente invention est de fournir, notamment pour des dispositifs de détection de rayonnement délivrant des signaux impulsionnels électroniques en réponse à des événements provenant de l'interaction de quanta de rayonnement incident avec le détecteur, un procédé pour effectuer une correction d'effets d'empilement amont et aval, le procédé consistant à détecter l'occurrence d'un événement incident, intégrer une portion de signal précédant l'impulsion de l'événement sur un intervalle de temps prédéterminé, intégrer l'impulsion de l'événement sur un intervalle de temps prédéterminé ou bien jusqu'à ce qu'un nouvel événement soit détecté, application d'une correction d'empilement amont ou pré- impulsionnel basée sur l'intégrale de la portion de signal précédant l'impulsion de l'événement et le temps d'intégration de l'impulsion de l'événement, application d'une correction d'empilement aval ou post-impulsionnel basée sur le temps d'intégration de l'impulsion de l'événement. The object of the present invention is to provide, in particular for radiation detection devices delivering electronic pulse signals in response to events arising from the interaction of quanta radiation incident with the detector, a method for performing a correction of upstream and downstream stacking effects, the method of detecting the occurrence of an incident event, integrating a portion of the signal preceding the impulse of the event over a predetermined time interval, integrating the pulse of the event on a predetermined time interval or until a new event is detected, applying an upstream or prepulse stack correction based on the integral of the signal portion preceding the pulse of the event and integration time of the event pulse, application of a downstream or post-pulse stack correction based on the time of the event integration of the impulse of the event.
Conformément à un autre aspect de l'invention, le procédé peut de surcroît comprendre une étape de mesure du temps qui s'est écoulé entre l'événement courant (en cours d'intégration) et l'événement précédent, de façon à ce que la correction d'empilement amont soit basée non seulement sur l'intégrale de la portion de signal précédant l'impulsion de l'événement et le temps d'intégration de l'impulsion de l'événement, mais également sur le temps qui s'est écoulé entre l'événement courant et l'événement précédent. Ceci permet de prendre en compte le facteur de forme de l'impulsion et de calculer précisément les intégrales de recouvrement correspondant à des formes d'impulsions complexes.  According to another aspect of the invention, the method may further comprise a step of measuring the time that has elapsed between the current event (being integrated) and the previous event, so that the upstream stacking correction is based not only on the integral of the signal portion preceding the event pulse and the integration time of the event pulse, but also on the time that has elapsed between the current event and the previous event. This makes it possible to take into account the shape factor of the pulse and to accurately calculate the recovery integrals corresponding to complex pulse shapes.
L'invention a également pour objet des dispositifs permettant notamment de mettre en œuvre la méthode décrite ci-dessus. L'invention a pour objet un dispositif de traitement du signal pour un détecteur de rayonnement délivrant des signaux impulsionnels électroniques en réponse à des événements provenant de l'interaction de quanta de rayonnement incident avec le détecteur, ce dispositif comportant des moyens (a) pour détecter l'occurrence d'un événement incident, des moyens (b) pour intégrer une portion de signal précédant l'impulsion de l'événement incident sur un intervalle de temps prédéterminé, des moyens (c) pour intégrer l'impulsion de l'événement incident sur un intervalle de temps prédéterminé ou bien jusqu'à ce qu'un nouvel événement soit détecté, des moyens (d) pour exécuter une correction d'empilement amont basée sur l'intégrale de la portion de signal précédant l'impulsion de l'événement et le temps The invention also relates to devices that make it possible in particular to implement the method described above. The subject of the invention is a signal processing device for a radiation detector delivering electronic pulse signals in response to events arising from the interaction of incident radiation quanta with the detector, which device comprises means (a) for detecting the occurrence of an incident event, means (b) for integrating a signal portion preceding the pulse of the incident event over a predetermined time interval, means (c) for integrating the pulse of the incident event incident on a predetermined time interval or until a new event is detected, means (d) for performing an upstream stack correction based on the integral of the signal portion preceding the pulse of the event and the time
d'intégration de l'impulsion de l'événement, des moyens (e) pour exécuter une correction d'empilement aval basée sur le temps d'intégration de l'impulsion de l'événement. event pulse integrating means (e) for performing a downstream stack correction based on the event pulse integration time.
Avantageusement, les moyens (d) pour exécuter la correction d'empilement amont incluent en outre un compteur destiné à mesurer le temps qui s'est écoulé entre l'événement courant (en cours d'intégration) et l'événement précédent, de façon à ce que la correction d'empilement amont soit basée sur l'intégrale de la portion de signal précédant l'impulsion de l'événement courant, le temps d'intégration de l'impulsion de l'événement courant, et le temps qui s'est écoulé entre l'événement courant et l'événement précédent.  Advantageously, the means (d) for performing the upstream stacking correction furthermore include a counter intended to measure the time which has elapsed between the current event (being integrated) and the preceding event, so as to the upstream stacking correction is based on the integral of the signal portion preceding the pulse of the current event, the integration time of the pulse of the current event, and the time that 'is passed between the current event and the previous event.
De préférence, l'intégration (b) de la portion de signal précédant l'impulsion de l'événement et l'intégration (c) de l'impulsion de l'événement sont exécutées par deux intégrateurs distincts fonctionnant en parallèle, les signaux d'entrée appliqués aux intégrateurs étant retardés par deux différents retards avant d'être appliqués aux intégrateurs. Cette architecture permet d'effectuer simultanément les deux opérations d'intégration, puis d'exécuter les corrections d'empilement amont et aval dans un même cycle de traitement indépendamment du temps d'arrivée des événements successifs.  Preferably, the integration (b) of the signal portion preceding the pulse of the event and the integration (c) of the event pulse are performed by two separate integrators operating in parallel, the signal signals input applied to the integrators being delayed by two different delays before being applied to the integrators. This architecture makes it possible to perform both integration operations simultaneously, then to execute the upstream and downstream stacking corrections in the same treatment cycle independently of the arrival time of the successive events.
De préférence, les moyens pour effectuer la correction d'empilement amont (d)  Preferably, the means for performing the upstream stacking correction (d)
comprennent un multiplieur, une mémoire et un soustracteur, la dite correction étant effectuée en multipliant à l'aide dudit multiplieur l'intégrale de la portion de signal précédant l'impulsion de l'événement par la sortie de la dite mémoire dont l'adresse est donnée par le temps d'intégration de l'impulsion de l'événement, puis en soustrayant à l'aide dudit soustracteur le résultat de cette opération de l'intégrale de l'impulsion de l'événement. Lorsque les moyens pour effectuer la correction d'empilement amont comprennent en outre un compteur mesurant le temps qui s'est écoulé entre l'événement courant (en cours d'intégration) et l'événement précédent, l'adresse de la mémoire ci-dessus mentionnée est obtenue par une combinaison du temps d'intégration de l'impulsion de l'événement courant et la valeur dudit compteur. comprise a multiplier, a memory and a subtractor, said correction being effected by multiplying by means of said multiplier the integral of the signal portion preceding the pulse of the event by the output of said memory whose address is given by the integration time of the event pulse, then subtracting the result of this operation from the integral of the event pulse. When the means for performing the upstream stack correction further comprise a counter measuring the time elapsed between the current event (being integrated) and the previous event, the address of the memory below. above mentioned is obtained by a combination of the integration time of the pulse of the current event and the value of said counter.
De préférence, les moyens pour effectuer la correction d'empilement aval (e) comprennent un multiplieur et une mémoire, la dite correction étant effectuée en multipliant à l'aide dudit multiplieur l'intégrale de l'impulsion de l'événement corrigée de l'empilement amont par la sortie de la dite mémoire adressée par le temps d'intégration de l'impulsion de l'événement.  Preferably, the means for performing the downstream stacking correction (e) comprise a multiplier and a memory, the said correction being performed by multiplying with the aid of the said multiplier the integral of the pulse of the corrected event of the stack upstream by the output of said memory addressed by the integration time of the pulse of the event.
La présente invention présente l'avantage d'effectuer des corrections d'empilement amont et aval précises et fiables, qui améliorent les résolutions spatiale et en énergie des instruments, particulièrement à taux de comptage élevé. The present invention has the advantage of making accurate and reliable upstream and downstream stacking corrections, which improve the spatial and energy resolutions of the instruments, particularly at high count rates.
Un autre avantage de la présente invention est que l'amélioration des résolutions spatiale et en énergie dépend dans une moindre mesure de l'efficacité du système de déclenchement. Another advantage of the present invention is that the improvement of the spatial and energy resolutions depends to a lesser extent on the efficiency of the triggering system.
La présente invention peut avantageusement être utilisée dans les systèmes d'imagerie médicale nucléaire comme les gamma-caméras ou les tomographes à émission de positons. The present invention may be advantageously used in nuclear medical imaging systems such as gamma cameras or positron emission tomographs.
DESCRIPTION SOMMAIRE DES FIGURES SUMMARY DESCRIPTION OF THE FIGURES
La présente invention est décrite à l'aide des figures suivantes, données à titre illustratif et non limitatif: The present invention is described with the help of the following figures, given by way of illustration and not limitation:
La FIG. 1 montre à titre d'exemple le signal associé à une salve de trois événements rapprochés dans le temps, les intervalles de temps utilisés pour mesurer les différentes intégrales des signaux impulsionnels des événements, et les intégrales elles-mêmes sans correction d'empilement. FIG. 1 shows by way of example the signal associated with a burst of three events approximated in time, the time intervals used to measure the different integrals of the pulse signals of the events, and the integrals themselves without stacking correction.
La FIG. 2 montre le signal associé à une salve de trois événements rapprochés dans le temps et les intégrales des queues des impulsions des événements précédents qui doivent être soustraites des intégrales brutes indiquées dans la FIG. 1 de façon à effectuer la correction d'empilement amont.  FIG. 2 shows the signal associated with a burst of three time-close events and the integral of the pulse tails of the previous events to be subtracted from the raw integrals shown in FIG. 1 so as to perform upstream stacking correction.
La FIG. 3 montre le signal associé à une salve de trois événements rapprochés dans le temps et les intervalles de temps utilisés pour mesurer les différentes intégrales des signaux impulsionnels des événements qui seront utilisées afin de calculer les intégrales des queues des impulsions des événements précédents indiquées à la FIG. 2.  FIG. Figure 3 shows the signal associated with a burst of three time-lapse events and the time intervals used to measure the different integrals of the pulse signals of the events that will be used to calculate the integral of the pulse tails of the previous events indicated in FIG. . 2.
La FIG. 4 montre une façon préférentielle de réaliser un intégrateur comprenant des corrections d'empilement amont et aval. DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L'INVENTION FIG. 4 shows a preferential way of producing an integrator comprising upstream and downstream stacking corrections. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Bien que l'invention soit décrite comme implémentée dans une gamma-caméra Although the invention is described as implemented in a gamma camera
conventionnelle de type Anger, l'invention ne se limite pas aux gamma-caméras et peut être applicable au sens large à tout type de détecteur de particules délivrant des signaux impulsionnels électroniques en réponse à des événements incidents. En particulier, dans l'implémentation citée, elle peut être appliquée aux tubes photomultiplicateurs individuels de même qu'à tout signal obtenu par sommation des signaux de sortie des photomultiplicateurs.conventional Anger type, the invention is not limited to gamma cameras and can be broadly applicable to any type of particle detector delivering electronic pulse signals in response to incident events. In particular, in the implementation mentioned, it can be applied to the individual photomultiplier tubes as well as to any signal obtained by summing the output signals of the photomultipliers.
Il est à noter que pour les implémentations pratiques du procédé décrit ci-dessous, les signaux analogiques délivrés par le détecteur sont convertis en signaux numériques à l'aide de Convertisseurs Analogique-Numérique (CAN) qui convertissent le signal de façon continue et à une fréquence suffisamment élevée pour satisfaire le critère de Nyquist. En conséquence, toutes les opérations décrites dans le procédé suivant sont exécutées sur des signaux numériques. It should be noted that for practical implementations of the method described below, the analog signals delivered by the detector are converted into digital signals using Analog-Digital Converters (ADCs) which convert the signal continuously and at a constant rate. frequency high enough to satisfy the Nyquist criterion. As a result, all operations described in the following method are performed on digital signals.
Le déclencheur d'événement dont il est fait référence ci-après est un dispositif délivrant un signal logique lorsqu'un événement est détecté et est utilisé pour déclencher la séquence d'intégration et de correction d'empilement du signal impulsionnel d'un événement.  The event trigger referred to below is a device delivering a logic signal when an event is detected and is used to trigger the sequence of integration and stack correction of the pulse signal of an event.
La FIG. 1 illustre les phénomènes d'empilement se produisant lorsqu'une salve de trois événements rapprochés dans le temps est détectée. FIG. 1 illustrates the stacking phenomena occurring when a burst of three events close together in time is detected.
Le début du signal, indiqué en pointillé, correspond à un moment où on ne dispose d'aucune information sur la présence ou l'absence d'un possible événement précédent. Cela correspond à des situations où le déclencheur d'événement n'a détecté aucun événement dans un intervalle de temps significativement long avant le premier événement de la salve. Cet intervalle de temps significativement long correspond à la valeur du temps à partir duquel l'énergie contenue dans la partie restante d'une impulsion tombe en deçà de l'énergie d'un photon de scintillation individuel, c'est-à-dire qu'il correspond au temps d'extinction ou temps auquel la scintillation prend effectivement fin. A titre indicatif, pour un cristal scintillateur de Nal(Tl) détectant des rayonnements gamma de 100 keV, cette valeur est de l'ordre de plusieurs microsecondes, c'est-à-dire qu'en pratique elle peut être significativement supérieure au temps d'intégration typique d'un événement.  The beginning of the signal, indicated in dotted line, corresponds to a moment when one does not have any information on the presence or the absence of a possible previous event. This corresponds to situations where the event trigger did not detect any event in a significantly long time interval before the first burst event. This significantly long time interval corresponds to the value of the time from which the energy contained in the remaining portion of a pulse falls below the energy of an individual scintillation photon, i.e. it corresponds to the extinction time or time at which the scintillation actually ends. As an indication, for a scintillating crystal of Nal (Tl) detecting gamma rays of 100 keV, this value is of the order of several microseconds, that is to say that in practice it can be significantly greater than the time typical integration of an event.
Il est important de noter que le fait que le déclencheur n'ait détecté aucun événement ne signifie pas nécessairement qu'il n'y a eu aucun événement. Le déclencheur peut n'avoir détecté aucun événement pendant ce temps pour des raisons variées, comme par exemple: le déclencheur effectue une sélection des événements ayant des valeurs d'amplitude pic qui doivent être comprises dans une fenêtre d'acceptance prédéfinie, ou bien un événement s'est produit alors que le déclencheur est inactif car le temps mort consécutif à la détection d'un événement précédent ne s'est pas encore écoulé, ou bien le taux de comptage est si élevé que les phénomènes d'empilement rendent les événements difficilement discernables, ou bien le signal subit des fluctuations statistiques telles que le déclencheur est dans l'incapacité d'identifier des impulsions valides d'événements. It is important to note that the fact that the trigger did not detect any events does not necessarily mean that there were no events. The trigger may have detected no events during this time for various reasons, such as: trigger makes a selection of events with peak amplitude values that must be included in a predefined acceptance window, or an event has occurred while the trigger is idle because the dead time following the detection of a previous event has not yet elapsed, or the counting rate is so high that the stacking phenomena make events difficult to discern, or the signal undergoes statistical fluctuations such that the trigger is unable to identify valid pulses of events.
La portion de signal correspondant au premier événement est intégrée de to à ti, donnant une intégrale de valeur Ii. A ti l'intégration est stoppée du fait de la détection par le déclencheur d'un deuxième événement.  The signal portion corresponding to the first event is integrated from to to ti, giving a value integral Ii. At the end, the integration is stopped by the detection by the trigger of a second event.
La portion de signal correspondant au deuxième événement est intégrée de ti à t2, donnant une intégrale de valeur I2. A t2 l'intégration est stoppée du fait de la détection par le déclencheur d'un troisième événement. The signal portion corresponding to the second event is integrated from t 1 to t 2 , giving an integral of value I 2 . At t 2 the integration is stopped due to the detection by the trigger of a third event.
La portion de signal correspondant au troisième événement est intégrée de t2 à t3, donnant une intégrale de valeur I3. A t3 l'intégration est stoppée au bout du temps d'intégration nominal car aucun événement n'est détecté avant t3, et donc (t3-t2) est égal au temps d'intégration nominal. The signal portion corresponding to the third event is integrated from t 2 to t 3 , giving an integral of value I 3 . At t 3 the integration is stopped after the nominal integration time because no event is detected before t 3 , and therefore (t 3 -t 2 ) is equal to the nominal integration time.
La FIG. 2 indique les portions des queues d'impulsion des événements précédents qui sont intégrées avec les intégrales Ii, I2 and I3 et qui doivent leur être soustraites afin de procéder à la correction d'empilement amont. L'intégrale contient une portion d'une possible queue résiduelle d'un événement précédent qui n'aura pas été détecté. Cette intégrale de queue résiduelle est notée ΙΌ. FIG. 2 indicates the portions of the pulse tails of the previous events which are integrated with the integrals I 1 , I 2 and I 3 and which must be subtracted from them in order to carry out the upstream stacking correction. The integral contains a portion of a possible residual tail of a previous event that has not been detected. This residual tail integral is denoted ΙΌ.
D'une façon similaire, l'intégrale I2 contient également une portion de la queue résiduelle de l'événement précédent, notée ΙΊ et dont la valeur dépend également de fo-ti), ce qui montre comment la correction d'empilement amont est en étroite corrélation avec le temps d'intégration et ne peut donc pas être effectuée indépendamment de là correction Similarly, the integral I 2 also contains a portion of the residual tail of the previous event, noted ΙΊ and whose value also depends on fo-ti), which shows how the upstream stacking correction is in close correlation with the integration time and therefore can not be performed independently of the correction
d'empilement aval. stacking downstream.
L'intégrale I3 contient également une portion des queues résiduelles des événements précédents, notée Γ2, qui inclut elle-même une portion de la queue résiduelle du premier événement, notée The integral I 3 also contains a portion of the residual tails of the previous events, denoted Γ 2 , which itself includes a portion of the residual tail of the first event, denoted
La FIG. 3 décrit, sur la même salve de trois événements rapprochés, lés différentes opérations à effectuer afin de procéder à des corrections précises d'empilement amont et aval. Dans le but d'effectuer la correction d'empilement amont sur le premier événement, la portion de signal précédant l'événement est intégrée sur un temps Atso à partir de tso = to-Atso jusqu'au temps to, donnant une intégrale de valeur Co. Cette valeur Co possède une importance particulière car elle correspond à la mesure d'une éventuelle queue d'impulsion d'un événement qui se serait produit avant le premier événement de la salve, et est utilisée afin de calculer par extrapolation une estimation de I'o, qui est utilisée par la suite pour corriger la valeur de Ii. FIG. 3 describes, on the same salvo of three close events, the different operations to be performed in order to make precise corrections of upstream and downstream stacking. In order to perform upstream stacking correction on the first event, the signal portion preceding the event is integrated on an Atso time from tso = to-Atso until time to, giving a value integral. Co. This value Co is of particular importance because it corresponds to the measurement of a possible pulse tail of an event that would have occurred before the first burst event, and is used to extrapolate an estimate of I'o, which is used later to correct the value of Ii.
La portion de signal correspondant au premier événement est intégrée de to à tl5 donnant une intégrale de valeur Ii. Au temps l'intégration est stoppée du fait de la détection par le déclencheur d'un second événement. The signal portion corresponding to the first event is integrated from t0 to t5 giving a value integral Ii. At the time the integration is stopped due to the detection by the trigger of a second event.
Dans le but d'effectuer la correction d'empilement amont sur le deuxième événement, la portion de signal précédant le deuxième événement, c'est-à-dire une portion de signal correspondant au premier événement, est intégrée sur un temps AtSi à partir de tsi = ti-Atsi jusqu'au temps ti, donnant une intégrale de valeur Ci. Cette valeur est utilisée afin de calculer par extrapolation une estimation de ΙΊ, qui est utilisée par la suite pour corriger la valeur de I2. La portion de signal correspondant au deuxième événement est intégrée de ti à t2, donnant une intégrale de valeur I2. Au temps t2 l'intégration est stoppée du fait de la détection par le déclencheur d'un troisième événement. In order to perform the upstream stack correction on the second event, the signal portion preceding the second event, i.e., a signal portion corresponding to the first event, is integrated over a time At S i from tsi = ti-Atsi to time ti, giving an integral of value Ci. This value is used to calculate by extrapolation an estimate of ΙΊ, which is used later to correct the value of I 2 . The signal portion corresponding to the second event is integrated from t 1 to t 2 , giving an integral of value I 2 . At time t 2 the integration is stopped due to the detection by the trigger of a third event.
Dans le but d'effectuer la correction d'empilement amont sur le troisième événement, la portion de signal précédant le troisième événement, c'est-à-dire une portion de signal correspondant au deuxième événement, est intégrée sur un temps Ats2 à partir de ts2 = t2-Ats2 jusqu'au temps t2, donnant une intégrale de valeur C2. Cette valeur est utilisée afin de calculer par extrapolation une estimation de I'2, qui est utilisée par la suite pour corriger la valeur de I3. La portion de signal correspondant au troisième événement est intégrée de t2 à t3, donnant une intégrale de valeur I3. In order to perform upstream stacking correction on the third event, the signal portion preceding the third event, i.e., a signal portion corresponding to the second event, is integrated over a time Ats 2 to from ts 2 = t 2 -Ats 2 to time t 2 , giving an integral of value C 2 . This value is used to extrapolate an estimate of I ' 2 , which is used later to correct the value of I 3 . The signal portion corresponding to the third event is integrated from t 2 to t 3 , giving an integral of value I 3 .
En conséquence, pour la salve de trois événements décrite ci-dessus, la méthode de mesure et de correction effectue en parallèle les mesures des intégrales des signaux impulsionnels des événements, à savoir L, I2 et I3, et les mesures des intégrales des signaux précédant les événements Co, Ci et C2. Puis elle corrige L, I2 et I3 des corrections d'empilement amont obtenues à partir de Co, Ci et C2 pour obtenir des signaux corrigés de l'empilement amont Ji, et J3, et enfin elle corrige les valeurs des signaux corrigés de l'empilement amont Ji, J2 et J3 pour obtenir des valeurs finales Ki, K2 et K3 corrigées à la fois des effets d'empilement amont et aval. L'ensemble du processus de correction est décrit dans la séquence d'opérations suivante: Accordingly, for the three-event burst described above, the measurement and correction method performs in parallel the measurements of the integrals of the event impulse signals, namely L, I 2 and I 3 , and the measurements of the integral of the events. signals preceding events Co, Ci and C 2 . Then it corrects L, I 2 and I 3 upstream stacking corrections obtained from Co, Ci and C 2 to obtain corrected signals of the upstream stack Ji, and J 3 , and finally it corrects the values of the signals. corrected the upstream stack Ji, J 2 and J 3 to obtain final values K 1 , K 2 and K 3 corrected for both upstream and downstream stacking effects. The entire correction process is described in the following sequence of operations:
Opération Résultat Operation Result
Premier événement détecté par le déclencheur First event detected by the trigger
Mesure de l'intégrale CoMeasure of the integral Co
Figure imgf000015_0001
Figure imgf000015_0001
Début de l'accumulation de l'intégrale IiBeginning of the accumulation of the integral Ii
Figure imgf000015_0002
Figure imgf000015_0002
Attente de la détection d'un deuxième événement Waiting for the detection of a second event
défini  defined
(ou écoulement du temps d'intégration)  (or flow of integration time)
A cet instant, fin de l'accumulation de l'intégraleAt this moment, end of the accumulation of the integral
Figure imgf000015_0003
Figure imgf000015_0003
A cet instant, début de l'accumulation de l'intégrale I2 At this moment, beginning of the accumulation of the integral I 2
Figure imgf000015_0004
Figure imgf000015_0004
Mesure de l'intégrale CiMeasure of the Ci integral
Figure imgf000015_0005
Figure imgf000015_0005
Calcul à partir de C0 de la valeur de ΙΌ IQ = CQ X f(AtS0 , tl— tQ , imax Calculation from C 0 of the value of ΙΌ I Q = C Q X f (At S0 , t l - t Q , i max
Correction de 1\ de l'empilement amont Correction of 1 \ upstream stacking
(soustraction de la queue de l'événement précédent)  (subtraction of the tail of the previous event)
Correction de Ji de l'empilement aval  Ji correction of downstream stacking
(compensation de la queue du signal manquante) K, = J, x gfa -  (compensation of the tail of the missing signal) K, = J, x gfa -
Attente de la détection d'un troisième événement Waiting for the detection of a third event
t2 défini t 2 defined
(ou écoulement du temps d'intégration)  (or flow of integration time)
A cet instant, fin de l'accumulation de l'intégrale I2 =∑s, A cet instant, début de l'accumulation de l'intégrale I3 At this moment, end of the accumulation of the integral I 2 = Σs, At this moment, beginning of the accumulation of the integral I 3
Figure imgf000016_0001
Figure imgf000016_0001
Mesure de l'intégrale C2 Measure of the integral C 2
Calcul à partir de Ci de la valeur de ΙΊ
Figure imgf000016_0002
Calculation from Ci of the value of ΙΊ
Figure imgf000016_0002
Correction de I2 de l'empilement amont Correction of I 2 of upstream stacking
(soustraction de la queue de l'événement précédent) J ° 2 = 11 2 - Γ 1 \ (subtraction of the tail of the previous event) J ° 2 = 1 1 2 - Γ 1 \
Correction de J2 de l'empilement aval J 2 correction of the downstream stack
(compensation de la queue du signal manquante) K2 = J2 ^ g{t2 - tx ) (compensation of the tail of the missing signal) K 2 = J 2 ^ g {t 2 - t x )
Attente de l'écoulement du temps d'intégration Waiting for the flow of integration time
t3 défini t 3 defined
(ou attente d'un nouvel événement)  (or waiting for a new event)
A cet instant, fin de l'accumulation de l'intégrale I3 = ± s, At this moment, end of the accumulation of the integral I 3 = ± s,
Calcul à partir de C2 de la valeur de Γ2
Figure imgf000016_0003
)
Calculation from C 2 of the value of Γ 2
Figure imgf000016_0003
)
Correction de I3 de l'empilement amont j ^_ j _ jt Correction of I 3 of the upstream stack j ^ _ j _ jt
(soustraction de la queue de l'événement précédent) 3 3 2  (subtracting the tail of the previous event) 3 3 2
Correction de J3 de l'empilement aval K ~ J X g(t — t J 3 correction of the downstream stack K ~ JX g (t - t
(compensation de la queue du signal manquante) 3 3 0 V 3 2 / (compensation of the tail of the missing signal) 3 3 0 V 3 2 /
Dans la séquence décrite ci-dessus, la fonction ^ Ats, ti, ÎPE) représente la fraction de correction due à l'empilement amont, c'est-à-dire la proportion de la queue de l'événement précédent qui est intégrée en même temps que (c'est-à-dire empilée sur) le signal impulsionnel de l'événement courant, où: In the sequence described above, the function ^ Ats, ti, PE) represents the correction fraction due to upstream stacking, ie the proportion of the tail of the previous event which is integrated in same time as (i.e., stacked on) the pulse signal of the current event, where:
Ats est le temps d'intégration du signal avant l'impulsion de l'événement courant  Ats is the time of integration of the signal before the pulse of the current event
ti est le temps d'intégration de l'impulsion de l'événement courant  ti is the integration time of the pulse of the current event
tpE est le temps qui s'est écoulé entre l'événement courant et l'événement précédent.  tpE is the time that elapsed between the current event and the previous event.
Pour un modèle d'impulsion purement exponentiellement décroissant, les intégrales du signal sur deux intervalles de temps successifs et distincts sont liées par une simple relation linéaire ne dépendant que des positions respectives des bornes des intégrales. Dans ce cas, le temps séparant l'événement courant de l'événement précédent ne joue aucun rôle, et la fonction / ne dépend plus que de Ats et ti, supprimant la nécessité d'avoir tPE dans la liste des arguments d'entrée de la fonction / For a purely exponentially decreasing momentum model, the integrals of the signal over two successive and distinct time intervals are linked by a simple linear relation that depends only on the respective positions of the bounds of the integrals. In this case, the time separating the current event from the previous event plays no role, and function / only depends on Ats and ti, removing the need to have t PE in the input argument list of function /
Cependant, en supposant un modèle d'impulsion plus réaliste et complexe, comme par exemple le modèle bi-exponentiel décrit dans le préambule, les intégrales du signal sur deux intervalles de temps successifs et distincts dépendent non seulement des positions respectives des bornes des intégrales, mais également du temps auquel sont positionnées ces bornes par rapport à la distribution temporelle de l'événement, c'est-à-dire par rapport au temps auquel s'est produit l'événement. Ainsi, lorsque les intégrales du signal sont positionnées loin du sommet de l'impulsion, le modèle purement exponentiellement décroissant peut être considéré comme une bonne approximation, tandis que lorsque les intégrales sont proches du sommet ou même incluent le sommet de l'impulsion, cette approximation cesse d'être valide. Ces considérations soulignent la nécessité d'avoir le paramètre tpe dans la liste des arguments d'entrée de la fonction /, c'est-à-dire de tenir compte de la proximité temporelle de  However, assuming a more realistic and complex pulse model, such as the bi-exponential model described in the preamble, the integrals of the signal over two successive and distinct time intervals depend not only on the respective positions of the bounds of the integrals, but also the time at which these limits are positioned with respect to the temporal distribution of the event, that is to say with respect to the time at which the event occurred. Thus, when the signal integrals are positioned far from the top of the pulse, the purely exponentially decreasing model can be considered a good approximation, whereas when the integrals are near the vertex or even include the peak of the pulse, this approximation ceases to be valid. These considerations emphasize the need to have the parameter tpe in the list of input arguments of the function /, that is to say to take into account the temporal proximity of
l'événement précédent afin de corriger du facteur de forme de l'impulsion. the previous event to correct pulse form factor.
Dans la situation complexe décrite à la FIG. 2 où le signal impulsionnel du troisième événement se trouve superposé aux queues des deux précédents événements qui se sont produits à des temps différents, ne considérer que le paramètre tpE, intervalle de temps entre le deuxième et le troisième événement, n'introduit qu'une approximation au deuxième ordre sur la valeur de ΓΊ qui n'a qu'une influence minimale sur la précision de la correction.  In the complex situation described in FIG. 2 where the pulse signal of the third event is superimposed on the tails of the two previous events which occurred at different times, consider only the parameter tpE, the time interval between the second and the third event, introduces only one second-order approximation on the value of ΓΊ which has only a minimal influence on the accuracy of the correction.
Il est important de noter que les mesures des valeurs de C0, Ci et C2 et leur utilisation dans le processus de correction sont exécutées indépendamment du fait qu'un événement précédent ait été détecté ou non, ce qui fait qu'une correction d'empilement amont efficace est effectuée pour chaque événement détecté par le déclencheur, même dans les cas de défaillance du déclencheur à détecter un éventuel événement précédent. Cette technique rend la correction d'empilement amont toujours opérationnelle y compris dans des conditions de taux de comptage suffisamment sévères pour produire un pourcentage élevé de défaillances du déclencheur. It is important to note that measurements of C 0 , C 1 and C 2 values and their use in the correction process are performed regardless of whether a previous event has been detected or not, so that a correction of Effective upstream stacking is performed for each event detected by the trigger, even in cases of trigger failure to detect a possible previous event. This technique makes the upstream stacking correction still operational even under metering rate conditions severe enough to produce a high percentage of trigger failures.
La précision de la correction est également indépendante du temps d'intégration de l'événement courant, c'est-à-dire qu'elle prend toujours en compte la contribution exacte des queues restantes des impulsions des événements précédents (détectés ou non) à l'intégration, quel que soit la valeur du temps d'intégration. Dans le cas où il existe un proche événement précédent qui n'aurait pas été détecté par le déclencheur, la valeur de ÎPE (temps séparant les événements courant et précédent) devient très élevée, et tout se passe comme si l'on considérait que l'événement précédent s'est produit bien avant l'événement courant, et donc que l'allure de la queue de l'impulsion de l'événement précédent devient proche du modèle purement exponentiellement décroissant. The accuracy of the correction is also independent of the integration time of the current event, ie it always takes into account the exact contribution of the remaining queues of the impulses of the previous events (detected or not) to integration, regardless of the value of the integration time. In the case where there is a close previous event that would not have been detected by the trigger, the value of ÎPE (time separating current and previous events) becomes very high, and everything happens as if it were considered that the The preceding event occurred well before the current event, and thus the pace of the tail of the impulse of the preceding event becomes close to the purely exponentially decreasing pattern.
Dans le cas où il n'y a pas d'événement précédent proche avant le premier événement, la valeur de la correction d'empilement amont associée Co sera égale à zéro et la correction, effectuée dans tous les cas, sera sans effet. Les valeurs des temps d'intégration Atsi utilisées afin de mesurer les valeurs Co, Ci and C2, à savoir Atso, Atsi and Ats2, peuvent être sélectionnées au vol pour chaque événement afin d'optimiser la précision finale sur le calcul de Ko, Ki and K2, en fonction de différents paramètres pertinents, comme par exemple le temps séparant l'événement courant de l'événement précédent ou encore le taux de comptage moyen. In the case where there is no previous event close before the first event, the value of the associated upstream stacking correction Co will be equal to zero and the correction, made in all cases, will have no effect. The values of the Atsi integration times used to measure the Co, Ci and C 2 values, namely Atso, Atsi and Ats 2 , can be selected on the fly for each event to optimize the final accuracy on the Ko calculation. , Ki and K 2 , depending on different relevant parameters, such as the time between the current event of the previous event and the average count rate.
La limite basse pour les valeurs du temps d'intégration Atsi est de ne considérer qu'un seul échantillon, mais comme indiqué précédemment, cela introduit une erreur élevée due aux fluctuations statistiques. Intégrer plusieurs échantillons diminue l'erreur due aux fluctuations statistiques et la limite haute est de prendre pour les Atsi des valeurs égales au temps d'intégration des événements précédents, c'est-à-dire que la correction d'empilement amont utilise la valeur de l'impulsion précédente intégrée depuis le début de l'impulsion.  The low limit for the Atsi integration time values is to consider only one sample, but as previously stated, this introduces a high error due to statistical fluctuations. Integrating several samples decreases the error due to statistical fluctuations and the upper limit is to take for the Atsi values equal to the integration time of the previous events, that is, the upstream stacking correction uses the value of the previous impulse integrated since the beginning of the impulse.
Cependant, utiliser pour les Atsi des valeurs proches ou égales de la limite haute conduit à systématiquement favoriser les valeurs élevées, or cela n'améliore pas et peut même significativement dégrader la précision de la correction d'empilement amont, particulièrement lorsque l'événement précédent n'aura pas été détecté du fait d'une défaillance du déclencheur. En général, pour être précis, le processus d'extrapolation doit utiliser une portion du signal aussi proche que possible du point à partir duquel l'extrapolation est effectuée. Plus le signal sera considéré loin de l'événement courant, moins il sera significatif pour son extrapolation à l'événement courant, et plus grande sera la probabilité d'aboutir à des valeurs élevées, qui sont en conséquence affectées d'un haut niveau de fluctuations statistiques et d'erreur, ou à des valeurs incohérentes.  However, using values close to or equal to the upper limit for Atsi leads to systematically favoring high values, but this does not improve and can even significantly degrade the accuracy of upstream stacking correction, especially when the previous event will not have been detected due to a trigger failure. In general, to be precise, the extrapolation process must use a portion of the signal as close as possible to the point from which the extrapolation is performed. The further the signal is considered from the current event, the less significant it will be for its extrapolation to the current event, and the greater the probability of reaching high values, which are consequently affected by a high level of statistical and error fluctuations, or inconsistent values.
En pratique, les valeurs des temps d'intégration Atsi doivent être soigneusement optimisées de façon à ce que le rapport signal sur bruit dans la mesure de C soit maximal, ce qui d'ordinaire amène les Ats, a être relativement constants (quel que soit le taux de comptage) et du même ordre de grandeur que la constante de temps de décroissance du matériau scintillateur, c'est-à-dire typiquement trois. ou quatre fois moins que le temps d'intégration nominal du signal d'un événement. Cela représente également une amélioration significative en termes de précision et de résolutions finales en position et en énergie comparativement à l'état de l'art antérieur. In practice, the values of the integration times Atsi must be carefully optimized so that the signal-to-noise ratio in the measurement of C is maximal, which usually causes the Ats, to be relatively constant (whatever the counting rate) and of the same order of magnitude as the material's decay time constant scintillator, that is to say typically three. or four times less than the nominal signal integration time of an event. This also represents a significant improvement in terms of accuracy and final position and energy resolutions compared to the state of the prior art.
La fonction g(ti) représente la fraction de correction due à l'empilement aval, c'est-à-dire la correction pour la partie manquante de la queue de l'impulsion, où: The function g (ti) represents the correction fraction due to the downstream stack, that is to say the correction for the missing part of the tail of the pulse, where:
ti est le temps d'intégration de l'impulsion.  ti is the integration time of the pulse.
Cette correction pour la partie manquante de la queue de l'impulsion est obtenue en multipliant la valeur J par un coefficient tabulé qui dépend du temps d'intégration ¾. En effet, considérant une forme constante pour toutes les impulsions quelles que soient leur amplitude, ce qui est le cas pour la plupart des détecteurs à scintillation, l'homme de l'art peut déterminer la partie restante du signal connaissant la valeur de son intégrale et le temps d'intégration, et le coefficient multiplicatif est ainsi donc inversement proportionnel aux efficacités de collection associées aux différents temps d'intégration.  This correction for the missing part of the tail of the pulse is obtained by multiplying the value J by a tabulated coefficient which depends on the integration time ¾. Indeed, considering a constant shape for all pulses regardless of their amplitude, which is the case for most scintillation detectors, one skilled in the art can determine the remaining part of the signal knowing the value of its integral. and the integration time, and the multiplicative coefficient is thus inversely proportional to the collection efficiencies associated with the different integration times.
Il est à noter que cette méthode ne fait aucune supposition sur la forme de l'impulsion, c'est- à-dire que toute forme peut être considérée.  It should be noted that this method makes no assumptions about the shape of the pulse, ie any form can be considered.
La FIG. 4 est un schéma fonctionnel d'une façon préférentielle de réaliser l'invention. Il s'agit d'un dispositif comprenant deux intégrateurs réalisant les fonctions d'intégration et de correction des empilements amont et aval, et possédant une structure en tranches de façon à effectuer la séquence d'opérations décrite ci-dessus quel que soit le nombre d'événements dans la salve et leur distribution temporelle. FIG. 4 is a block diagram of a preferred embodiment of the invention. It is a device comprising two integrators performing the integration and correction functions of the upstream and downstream stacks, and having a sliced structure so as to perform the sequence of operations described above regardless of the number of events in the salvo and their temporal distribution.
Les signaux indiqués dans la FIG. 4 sont décrits comme suit:  The signals indicated in FIG. 4 are described as follows:
Si Echantillons du signal d'entrée If Samples of the input signal
Δΐ+ Retard appliqué au signal d'entrée avant l'intégration de l'impulsion de l'événement courant par l'intégrateur 401  Δΐ + Delay applied to the input signal before integrating the pulse of the current event by the integrator 401
Ai- Retard appliqué au signal d'entrée avant l'intégration de la portion de signal précédant l'impulsion de l'événement courant par l'intégrateur 411 Ai- Delay applied to the input signal before integration of the signal portion preceding the current event pulse by the integrator 411
ti Temps d'intégration de l'intégrateur 401 ti integration time of integrator 401
Ats Temps d'intégration de l'intégrateur 411 Ats Integration time of integrator 411
tpE Temps qui s'est écoulé entre l'événement courant et l'événement précédent (horlogetpE Time elapsed between the current event and the previous event (clock
"Précédent Evénement") "Previous Event")
I Intégrale de l'impulsion de l'événement courant, non corrigée Intégrale de la portion de signal précédant l'impulsion de l'événement courant, non corrigée I Integral of the pulse of the current event, uncorrected Integral portion of the signal preceding the impulse of the current event, uncorrected
Intégrale de la queue de l'impulsion de l'événement précédent intégrée avec l'impulsion de l'événement courant, corrigée de l'intégration incomplète et du facteur de forme de l'impulsion lié à la proximité temporelle de l'événement précédent Intégrale de l'impulsion de l'événement courant, corrigée de l'empilement amont Intégrale de l'impulsion de l'événement courant, corrigée des empilements amont et aval. Comme indiqué à la FIG. 4, les échantillons numériques du signal impulsionnel sont reçus simultanément par le retard FIFO 400 ayant un temps de retard de valeur At+ et le retard FIFO 410 ayant un temps de retard de valeur At- La sortie du retard FIFO 400 est appliquée à l'intégrateur 401, et la sortie du retard FIFO 410 est appliquée à l'intégrateur 411. La valeur Δί+ du retard FIFO 400 est ajustée de façon à ce que lorsqu'un événement est détecté par le déclencheur, l'intégrateur 401 commence l'intégration du signal impulsionnel de l'événement, tandis que la valeur Δί- du retard FIFO 410 est ajustée de façon à ce que l'intégrateur 411 commence simultanément en parallèle l'intégration de la portion de signal précédant le signal impulsionnel de l'événement, c'est-à-dire correspondant à la queue d'un éventuel événement précédent (At- est donc toujours supérieur à Δΐ+). Le multiplieur 420 reçoit la sortie de l'intégrateur 411 et la sortie d'une mémoire 403 qui contient les valeurs tabulées de la fonction / L'adresse d'entrée de la mémoire 403 est obtenue par concaténation du temps ti de l'intégrateur 401 (temps d'intégration de l'impulsion de l'événement courant), du temps Ats de l'intégrateur 411, et du temps ÎPE s'étant écoulé entre l'événement courant et l'événement précédent. La valeur de ÎPE est fournie par une horloge comptant le temps s'écoulant entre les événements et est remise à zéro à chaque événement. Un dispositif de limitation en temps permet d'éviter un dépassement du compteur lorsque le temps séparant deux événements successifs devient trop élevé, de façon à ce que tpE soit toujours compris dans l'intervalle [1, tMAx], où ÎMAX est une valeur fixe dépendant de la capacité de la mémoire 403. L'unité arithmétique 430 effectue la soustraction de la sortie du multiplieur 420 de la sortie de l'intégrateur 401. Le multiplieur 440 reçoit la sortie de l'unité arithmétique 430 et la sortie d'une mémoire 402 qui contient les valeurs tabulées de la fonction g. L'adresse d'entrée de la mémoire 402 est obtenue par le temps d'intégration ¾ de l'intégrateur 401.  Integral of the tail of the impulse of the previous event integrated with the pulse of the current event, corrected for the incomplete integration and the pulse shape factor related to the temporal proximity of the previous event Integral the pulse of the current event, corrected by the upstream stack of the current event, corrected for upstream and downstream stacks. As shown in FIG. 4, the digital samples of the pulse signal are simultaneously received by the FIFO delay 400 having a delay time of value At + and the FIFO delay 410 having a value delay time At- The output of the FIFO delay 400 is applied to the integrator 401, and the output of the FIFO delay 410 is applied to the integrator 411. The value Δί + of the FIFO delay 400 is adjusted so that when an event is detected by the trigger, the integrator 401 starts the integration. the pulse signal of the event, while the value Δί- of the FIFO delay 410 is adjusted so that the integrator 411 simultaneously starts in parallel the integration of the signal portion preceding the pulse signal of the event, that is to say, corresponding to the tail of a possible previous event (At- is therefore always greater than Δΐ +). The multiplier 420 receives the output of the integrator 411 and the output of a memory 403 which contains the tabulated values of the function / The input address of the memory 403 is obtained by concatenating the time ti of the integrator 401 (Current event pulse integration time), integrator time 411, and EPI time elapsed between the current event and the previous event. The PEI value is provided by a clock counting the time between events and is reset at each event. A time limiting device makes it possible to avoid an overflow of the counter when the time separating two successive events becomes too high, so that tpE is always in the interval [1, tMAx], where ÎMAX is a fixed value dependent on the capacity of the memory 403. The arithmetic unit 430 subtracts the output of the multiplier 420 from the output of the integrator 401. The multiplier 440 receives the output of the arithmetic unit 430 and the output of a memory 402 which contains the tabulated values of function g. The input address of the memory 402 is obtained by the integration time ¾ of the integrator 401.
Le séquencement des différents éléments (début et fin des intégrations, horloges, remises à zéro) est effectué à l'aide de signaux de contrôle fournis par une logique externe comprenant le déclencheur d'événements et d'autres éléments qui pour des raisons de simplicité ne sont pas représentés à la FIG.4, mais qui sont connus de l'homme de l'art. The sequencing of the various elements (beginning and end of the integrations, clocks, resets) is performed using control signals provided by an external logic comprising the event trigger and other elements which for simplicity are not shown in FIG. 4, but which are known to those skilled in the art.
Dans une autre façon de réaliser l'invention, si le temps Ats d'intégration du signal avant . l'impulsion de l'événement courant est pris comme constant, il disparaît de l'adresse d'entrée de la mémoire 403. Dans ce cas, l'adresse d'entrée est obtenue par concaténation des seuls temps ti d'intégration de l'impulsion de l'événement courant et du temps ÎPE s'étant écoulé entre l'événement courant et l'événement précédent.  In another embodiment of the invention, if the integration time Ats signal before. the pulse of the current event is taken as constant, it disappears from the input address of the memory 403. In this case, the input address is obtained by concatenation of the only integration times t i. pulse of the current event and the time PEI elapsed between the current event and the previous event.
Dans une autre façon de réaliser l'invention, si par exemple le modèle de forme d'impulsion choisi est une fonction purement exponentielle décroissante, il devient inutile de prendre en compte le facteur de forme et la fonction / cesse de dépendre du temps ÎPE écoulé entre les événements courant et précédent. Dans ce cas, tpE disparaît de l'adresse d'entrée de la mémoire 403 et cette adresse d'entrée est obtenue par le temps d'intégration ¾ de l'intégrateur 401.  In another embodiment of the invention, if, for example, the chosen pulse shape model is a purely exponential decreasing function, it becomes unnecessary to take into account the form factor and the function / cease to depend on the elapsed PEI time. between current and previous events. In this case, tpE disappears from the input address of the memory 403 and this input address is obtained by the integration time ¾ of the integrator 401.
Ainsi, lorsqu'une salve de trois événements comme celle décrite à la FIG. 1 se produit, la séquence d'opérations suivante est exécutée: Thus, when a salvo of three events such as that described in FIG. 1 occurs, the following sequence of operations is executed:
Séquence Action Action Sequence
1 j ^ 1 J ' 1 début de l'intégration de Ii événement 1 détecte par le déclencheur , . , „. , A. , ^ At the beginning of the integration of the event 1 detected by the trigger,. , ". , A. , ^
r début de l integration de Co  r start of Co integration
fin d'intégration nominale pour  end of nominal integration for
l'intégrateur 411 ou fin d'intégration de Co et envoi de Co vers l'aval événement 2 détecté par le déclencheur  integrator 411 or end of Co integration and sending of Co downstream event 2 detected by the trigger
fin d'intégration de Ii et envoi de Ii vers l'aval remise à zéro intégrateur 401 et début intégration I2 événement 2 détecté par le déclencheur end of integration of Ii and sending of Ii downstream integrator reset 401 and start integration I 2 event 2 detected by the trigger
remise à zéro intégrateur 411 et début intégration Ci calcul de Ki  integrator reset 411 and start integration Ci calculation of Ki
fin d'intégration nominale pour  end of nominal integration for
l'intégrateur 411 ou fin d'intégration de Ci et envoi de Ci vers l'aval événement 3 détecté par le déclencheur  integrator 411 or end of integration of Ci and sending of Ci downstream event 3 detected by the trigger
fin d'intégration de I2 et envoi de I2 vers l'aval remise à zéro intégrateur 401 et début intégration I3 événement 3 détecté par le déclencheur end of integration of I 2 and sending of I 2 downstream integrator reset 401 and early integration I 3 event 3 detected by the trigger
remise à zéro intégrateur 411 et début intégration C2 fin d'intégration nominale pour reset integrator 411 and start integration C 2 end of nominal integration for
fin d'intégration de C2 et envoi de C2 vers l'aval l'intégrateur 411 fin d'intégration nominale pour fin d'intégration de ¾ et envoi de I3 vers l'aval l'intégrateur 401 calcul de K3 end of integration of C 2 and sending C 2 downstream integrator 411 end of nominal integration for end of integration of ¾ and sending of I 3 downstream integrator 401 K3 calculation
Il est à noter que bien que l'invention ait été décrite en faisant référence à des détecteurs de rayonnement basés sur des matériaux scintillateurs associés à des photomultiplicateurs, le concept inventif peut être appliqué à tout type d'appareil délivrant des signaux impulsionnels électroniques indépendamment de leurs caractéristiques temporelles et de leur forme. It should be noted that although the invention has been described with reference to radiation detectors based on scintillator materials associated with photomultipliers, the inventive concept can be applied to any type of apparatus delivering electronic pulse signals independently of their temporal characteristics and their form.
Ainsi, une méthode et un dispositif pour effectuer une correction d'empilement précise dans un détecteur de rayonnement a été décrite.  Thus, a method and apparatus for performing accurate stack correction in a radiation detector has been described.
Bien que l'invention ait été décrite en détail en faisant référence à des façons spécifiques de la réaliser à titre d'exemple, il est clair qu'il peut être procédé à divers changements et modifications sans pour autant se départir de l'esprit et du domaine d'application de l'invention tel qu'exposée dans les revendications.  Although the invention has been described in detail with reference to specific ways of carrying it out as an example, it is clear that various changes and modifications can be made without departing from the spirit and the field of application of the invention as set forth in the claims.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de correction d'effets d'empilement amont et aval pour un détecteur de 1. A method of correcting upstream and downstream stacking effects for a detector of
rayonnement délivrant des signaux impulsionnels en réponse à des événements provenant de l'interaction de quanta de rayonnement incident avec le détecteur, le procédé comprenant:  radiation delivering impulse signals in response to events from the incident radiation quanta interaction with the detector, the method comprising:
a) la détection de l'occurrence d'un événement incident;  a) detecting the occurrence of an incident event;
b) l'intégration d'une portion de signal précédant l'impulsion de l'événement sur un intervalle de temps prédéterminé;  b) integrating a signal portion preceding the pulse of the event over a predetermined time interval;
c) l'intégration de l'impulsion de l'événement sur un intervalle de temps prédéterminé ou jusqu'à ce qu'un nouvel événement soit détecté;  c) integrating the event pulse over a predetermined time interval or until a new event is detected;
d) l'application d'une correction d'empilement pré-impulsion basée sur l'intégrale de la portion de signal précédant l'impulsion de l'événement et sur le temps d'intégration de l'impulsion de l'événement;  d) applying a pre-pulse stack correction based on the integral of the signal portion preceding the event pulse and the integration time of the event pulse;
e) l'application d'une correction d'empilement post-impulsion basée sur le temps d'intégration de l'impulsion de l'événement.  e) the application of a post-pulse stack correction based on the integration time of the event pulse.
2. Procédé selon la revendication 1, où la correction d'empilement pré-impulsion  The method of claim 1, wherein the pre-pulse stack correction
comprend en outre une étape de mesure du temps écoulé entre l'événement courant et l'événement précédent, la dite correction étant basée sur l'intégrale de la portion de signal précédant l'impulsion de l'événement, le temps d'intégration de l'impulsion de l'événement, et le temps écoulé entre l'événement courant et l'événement précédent. further comprises a step of measuring the time elapsed between the current event and the previous event, said correction being based on the integral of the signal portion preceding the event pulse, the integration time of the impulse of the event, and the time elapsed between the current event and the previous event.
3. Dispositif de traitement du signal pour un détecteur de rayonnement délivrant des signaux impulsionnels électroniques en réponse à des événements provenant de l'interaction de quanta de rayonnement incident avec le détecteur, comprenant: A signal processing apparatus for a radiation detector delivering electronic pulse signals in response to events from the radiation quanta interaction incident with the detector, comprising:
a) des moyens pour la détection de l'occurrence d'un événement incident;  a) means for detecting the occurrence of an incident event;
b) des moyens pour intégrer une portion de signal précédant l'impulsion de  b) means for integrating a portion of the signal preceding the pulse of
l'événement incident sur un intervalle de temps prédéterminé;  the incident event on a predetermined time interval;
c) des moyens pour intégrer l'impulsion de l'événement incident sur un intervalle de temps prédéterminé ou jusqu'à ce qu'un nouvel événement soit détecté;  c) means for integrating the pulse of the incident event over a predetermined time interval or until a new event is detected;
d) des moyens pour effectuer une correction d'empilement pré-impulsion basée sur l'intégrale de la portion de signal précédant l'impulsion de l'événement et sur le temps d'intégration de l'impulsion de l'événement;  d) means for performing pre-pulse stack correction based on the integral of the signal portion preceding the event pulse and the integration time of the event pulse;
e) des moyens pour effectuer une correction d'empilement post-impulsion basée sur le temps d'intégration de l'impulsion de l'événement. e) means for performing a post-pulse stack correction based on the integration time of the event pulse.
4. Dispositif de traitement selon la revendication 3, où les dits moyens pour effectuer une correction d'empilement pré-impulsion (d) comprennent en outre un compteur destiné à mesurer le temps qui s'est écoulé entre l'événement courant en cours de traitement et l'événement précédent, la dite correction d'empilement pré-impulsion étant basée sur l'intégrale de la portion de signal précédant l'impulsion de l'événement courant, le temps d'intégration de l'impulsion de l'événement courant, et le temps écoulé entre The processing device according to claim 3, wherein said means for performing a pre-pulse stacking correction (d) further comprises a counter for measuring the time elapsed between the current event in progress. processing and the preceding event, said pre-pulse stack correction being based on the integral of the signal portion preceding the current event pulse, the event pulse integration time current, and the time elapsed between
l'événement courant et l'événement précédent.  the current event and the previous event.
5. Dispositif de traitement selon la revendication 3, où les dits moyens d'intégration (b) et (c) comprennent deux retards distincts et deux intégrateurs distincts fonctionnant en parallèle, le premier intégrateur effectuant l'intégration de la portion de signal précédant l'impulsion de l'événement et recevant les signaux d'entrée retardés par le premier retard, le deuxième intégrateur effectuant l'intégration de l'impulsion de l'événement et recevant les signaux d'entrée retardés par le deuxième retard.  5. Treatment device according to claim 3, wherein said integration means (b) and (c) comprise two distinct delays and two separate integrators operating in parallel, the first integrator integrating the signal portion preceding the first one. pulse of the event and receiving the input signals delayed by the first delay, the second integrator performing the integration of the pulse of the event and receiving the input signals delayed by the second delay.
6. Dispositif de traitement selon la revendication 3, où les dits moyens pour effectuer la correction d'empilement pré-impulsion (d) comprennent un multiplieur, une mémoire et un soustracteur, la dite correction étant effectuée en multipliant à l'aide dudit multiplieur l'intégrale de la portion de signal précédant l'impulsion de l'événement courant par la sortie de la dite mémoire dont l'adresse est donnée par le temps d'intégration de l'impulsion de l'événement courant, puis en soustrayant à l'aide dudit soustracteur le résultat de cette opération de l'intégrale de l'impulsion de l'événement courant.  6. Treatment device according to claim 3, wherein said means for performing the pre-pulse stack correction (d) comprise a multiplier, a memory and a subtractor, said correction being performed by multiplying with said multiplier. the integral of the signal portion preceding the pulse of the current event by the output of said memory whose address is given by the integration time of the pulse of the current event, then subtracting from using this subtractor the result of this operation of the integral of the pulse of the current event.
7. Dispositif de traitement selon la revendication 4, où les dits moyens pour effectuer la correction d'empilement pré-impulsion (d) comprennent un multiplieur, une mémoire et un soustracteur, la dite correction étant effectuée en multipliant à l'aide dudit multiplieur l'intégrale de la portion de signal précédant l'impulsion de l'événement courant par la sortie de la dite mémoire dont l'adresse est donnée par une combinaison du temps d'intégration de l'impulsion de l'événement courant et du temps s'étant écoulé entre l'événement courant et l'événement précédent, puis en soustrayant à l'aide dudit soustracteur le résultat de cette opération de l'intégrale de l'impulsion de l'événement courant.  7. Treatment device according to claim 4, wherein said means for performing the pre-pulse stack correction (d) comprise a multiplier, a memory and a subtractor, said correction being performed by multiplying with said multiplier. the integral of the signal portion preceding the pulse of the current event by the output of said memory whose address is given by a combination of the integration time of the pulse of the current event and the time having elapsed between the current event and the previous event, then subtracting the result of this operation from the integral of the pulse of the current event by means of said subtractor.
8. Dispositif de traitement selon la revendication 3, où les dits moyens pour effectuer la correction d'empilement post-impulsion (e) comprennent un multiplieur et une mémoire, la dite correction étant effectuée en multipliant à l'aide dudit multiplieur l'intégrale de l'impulsion de l'événement, corrigée de l'empilement pré-impulsion, par la sortie de la dite mémoire adressée par le temps d'intégration de l'impulsion de l'événement. 8. Treatment device according to claim 3, wherein said means for performing the post-pulse stack correction (e) comprise a multiplier and a memory, said correction being performed by multiplying with said multiplier the integral the impulse of the event, corrected by the pre-pulse stack, by the output of said memory addressed by the integration time of the pulse of the event.
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