信号処理システム及び方法
【課題】高時間分解能を実現しつつ、ＡＤＣによって生成されるデータ量を減少させ、データの記憶と管理に係る負荷を低減させることを可能にする信号処理システムを提供すること。
【解決手段】実施形態の信号処理システムは、少なくとも１つのアナログ‐デジタル変換器は、アナログ信号を所定の分解能で複数のサンプルを含むデジタル信号に変換する。トリガー検出部は、デジタル信号を分析することにより、トリガー条件が満たされるかどうかを検出する。イベント検出部は、トリガー情報に基づいてイベントを検出し、イベントが検出される場合に、時間情報を含むイベント情報を生成する。デシメーション部は、イベント情報に含まれる時間情報に基づいて１つ以上の時間ウィンドウを定義し、定義された１つ以上の時間ウィンドウに基づいてデジタル信号にデシメーションを行いデシメートされた信号を生成する。出力部は、デシメートされた信号を出力する。
【解決手段】実施形態の信号処理システムは、少なくとも１つのアナログ‐デジタル変換器は、アナログ信号を所定の分解能で複数のサンプルを含むデジタル信号に変換する。トリガー検出部は、デジタル信号を分析することにより、トリガー条件が満たされるかどうかを検出する。イベント検出部は、トリガー情報に基づいてイベントを検出し、イベントが検出される場合に、時間情報を含むイベント情報を生成する。デシメーション部は、イベント情報に含まれる時間情報に基づいて１つ以上の時間ウィンドウを定義し、定義された１つ以上の時間ウィンドウに基づいてデジタル信号にデシメーションを行いデシメートされた信号を生成する。出力部は、デシメートされた信号を出力する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に記載の実施形態は、光センサー出力信号を受信し、処理して検出されるイベントを特定し、より正確に処理するための信号処理システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポジトロン断層（ＰＥＴ：ｐｏｓｉｔｒｏｎ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）撮影では、放射性医薬品が、注入、吸入、又は経口摂取により、被検体に投与される。そして、放射性医薬品の物理的及び生体分子的な特性は、人体内の特定部位に集中する。実際の空間分布と、蓄積位置および／または蓄積領域の濃度と、投与およびキャプチャから最終排出までのプロセスの動態とは全て、臨床的重要性を持つ。このプロセスの間、放射性医薬品に付着した陽電子放射体は、半減期や分岐比率などの同位元素の物理的性質に応じて陽電子を放射する。各陽電子は目的の電子と相互作用し、対消滅し、約１８０°反対方向に進む５１１ｋｅＶの２つのガンマ線を生成する。２つのガンマ線は、ガンマ線を検出するＰＥＴ検出器のシンチレーション結晶でシンチレーションイベントを発生させる。これらの２つのガンマ線を検出するとともにこれらの検出位置間に、直線、すなわち「ＬＯＲ（ｌｉｎｅ−ｏｆ−ｒｅｓｐｏｎｓｅ）」を引くことにより、考えられる本来の消滅位置が導き出される。このプロセスは、こうした多数の線を蓄積しながら断層撮影再構成プロセスを通して、考えられる相互作用の1本の線を識別するだけではあるが、有効な精度で本来の分布が推定される。２つのシンチレーションイベントの位置に加え、正確なタイミング（数百ピコ秒以内）を用いることができる場合、ＬＯＲに沿った消滅イベントの推定位置に関する情報を更に加えるためにＴＯＦ（ｔｉｍｅ−ｏｆ−ｆｌｉｇｈｔ）の計算が行われる。同位元素の固有の特性（例えば、陽電子のエネルギー）は、（２つのガンマ線の陽電子の範囲及び共直線性により）特定の放射性医薬品の空間分解能の決定に役立つ。
【０００３】
上記のプロセスは、多数の消滅イベントに対して繰り返される。全てのケースを分析して所望の撮影タスクを支援するには、いくつのシンチレーションイベントを要するかを判断する必要があるが、従来、１００ｃｍ長のＦＤＧ（ｆｌｕｏｒｏ−ｄｅｘｙｇｌｕｃｏｓｅ）検査では約１億のカウントまたはイベントが蓄積される。
【０００４】
図１に示すように、光センサー２０００からの出力パルスのリーディングエッジの検出は、従来、時間‐デジタル変換器２００２に接続される閾値弁別器回路を介して行われていた。更に、ＰＭＴからのアナログ出力信号は、フィルター２００３と比較的低速（<２００ＭＨｚまたはＭｓａｍｐｌｅ／ｓｅｃ）のアナログ‐デジタル変換器（ＡＤＣ）２００４とを用いてサンプリングされ、イベントのピークまたは積分はサンプリングされたデータから抽出できる。このピークまたは積分は、通常、複数の光センサーからの測定値を組み合わせることにより、イベントのエネルギーおよび位置の算出に用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−４１００７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、閾値弁別器回路を用いる場合、ＰＭＴ信号を弁別器に入力する前に、ＰＭＴ信号を操作するアナログ回路が必要となる。各アナログ回路は、信号の忠実性を損なう一因となる。また、複数の閾値回路が必要となるので、信号のリーディングエッジの波形に含まれる情報が損われてリーディングエッジ計測の精度が低下する可能性がある。
【０００７】
高帯域ＡＤＣを用いることで、出力信号の大きさのより良い細分性を与えられる。しかしながら、信号のリーディングエッジに含まれる大量の情報を取得するために、ＡＤＣは多数のサンプルを取得しなければならない。多数のサンプルを取得することで、ＡＤＣにより生成されるデータは大量になり、データの記憶と管理が難しくなる。
【０００８】
開示される実施形態およびそれに伴う利点の多くは、添付の図面に関連づけて考えれば、以下の詳細な説明を参考にして理解するにつれて容易により詳しく理解できる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施の形態の信号処理システムは、アナログ‐デジタル変換器（ＡＤＣ）と、トリガー検出部と、イベント検出部と、デシメーション部と、出力部とを備える。少なくとも１つのアナログ‐デジタル変換器（ＡＤＣ）は、センサーが出力するアナログ信号を処理するシステムであり、前記アナログ信号を所定の分解能で複数のサンプルを含むデジタル信号に変換する。トリガー検出部は、前記デジタル信号を分析することにより、トリガー条件が満たされるかどうかを検出する。イベント検出部は、前記トリガー検出部からのトリガー情報に基づいてイベントを検出し、前記イベントが検出される場合に、時間情報を含むイベント情報を生成する。デシメーション部は、前記イベント情報に含まれる前記時間情報に基づいて１つ以上の時間ウィンドウを定義し、前記定義された１つ以上の時間ウィンドウに基づいて前記デジタル信号にデシメーションを行いデシメートされた信号を生成する。出力部は、前記デシメートされた信号を出力する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、従来のＰＥＴシステムのアナログ処理回路を示す模式図である。
【図２Ａ】図２Ａは、光センサー出力信号処理システムの一実施形態を示す模式図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、光センサー出力信号処理システムの一実施形態を示す模式図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、光センサー出力信号処理システムの一実施形態を示す模式図である。
【図３】図３は、光電子増倍管により出力される信号の一例を示す図である。
【図４】図４は、一実施形態にかかる光センサー出力信号処理システムのＡＤＣを示す図である。
【図５】図５は、一実施形態にかかる光センサー出力信号処理システムのデジタルフィルター部を示す図である。
【図６】図６は、一実施形態にかかる光センサー出力信号処理システムのトリガー検出部を示す図である。
【図７】図７は、一実施形態にかかる光センサー出力信号処理システムのダンプ制御部を示す図である。
【図８】図８は、第１のタイムベースで光センサーから取得される信号に適用される複数のウィンドウを表すグラフである。
【図９】図９は、第２のタイムベースで光センサーから取得される信号に適用される複数のウィンドウを表すグラフである。
【図１０】図１０は、光センサーから取得される負の信号に適用される複数のウィンドウを表すグラフである。
【図１１】図１１は、光センサーから取得される信号内の重複するイベントを表すグラフである。
【図１２】図１２は、一実施形態にかかる光センサー出力信号処理システムの出力部を示す図である。
【図１３】図１３は、一実施形態にかかる光センサー出力信号処理システムの基板機能部を示す図である。
【図１４】図１４は、記載の実施形態にかかる方法の工程を示す図である。
【図１５】図１５は、一実施形態にかかるコンピュータシステムを示す図である。
【図１６】図１６は、図２Ｂに示す比較器／ＴＤＣを用いる追加サンプルに加え、ＡＤＣサンプリングされたいくつかのパルスからのサンプルを表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
一実施形態では、センサーが出力するアナログ信号を処理するシステムが説明される。このシステムは、前記アナログ出力信号を所定の分解能で複数のサンプルを含むデジタル信号に変換する少なくとも１つのアナログ‐デジタル変換器（ＡＤＣ）と、前記デジタル信号を分析することにより、トリガー条件が満たされるかどうかを検出するトリガー検出部と、前記トリガー検出部からのトリガー情報に基づいてイベントを検出し、前記イベントが検出される場合に時間情報を含むイベント情報を生成するイベント検出部と、を備える。また、このシステムは、前記イベント情報に含まれる前記時間情報に基づいて１つ以上の時間ウィンドウを定義し、前記定義された１つ以上の時間ウィンドウに基づいて前記デジタル信号にデシメーションを行いデシメートされた信号を生成するデシメーション部と、前記デシメートされた信号を出力する出力部と、を備える。
【００１２】
別の実施形態では、前記少なくとも１つのＡＤＣは一対のＡＤＣを備え、各ＡＤＣは前記所定の分解能に対応する周波数の一部で動作し、各ＡＤＣは、第１のＡＤＣが前記アナログ信号をサンプリングし第２のＡＤＣが前記第１のＡＤＣが取得したサンプル間で前記アナログ信号の一部をサンプリングするように、インターリーブモードで動作する。
【００１３】
別の実施形態では、前記一対のＡＤＣの組み合わせサンプリングレートは１ＧＨｚ以上である。
【００１４】
別の実施形態では、各ＡＤＣは５００ＭＨｚ以上のサンプリングレートを有する。
【００１５】
別の実施形態では、前記少なくとも１つのＡＤＣは一対のＡＤＣを備え、前記システムは、各ＡＤＣが前記所定の分解能に対応する周波数の一部で動作するインターリーブモードと、前記一対のＡＤＣが独立チャネルを処理する非インターリーブモードとの間で前記システムを切り替えるスイッチを更に有する。
【００１６】
別の実施形態では、前記トリガー検出部は、前記デジタル信号内の所定数のデータポイントが所定の閾値を越えるものとして検出される場合、前記トリガー条件が満たされると検出する。
【００１７】
別の実施形態では、前記トリガー検出部は、プログラム可能なトリガー条件に基づいて、前記トリガー条件が満たされるかどうかを検出する。
【００１８】
別の実施形態では、前記システムは、前記トリガー検出部が前記デジタル信号に対してトリガー検出を行う前に、前記デジタル信号をデジタルフィルタリングするデジタルフィルタリング部を更に備える。
【００１９】
別の実施形態では、前記デジタルフィルタリング部はプログラム可能である。
【００２０】
別の実施形態では、１つのＡＤＣのみの出力が前記トリガー検出部へ伝えられる。
【００２１】
別の実施形態では、前記イベント検出部は、前記イベントの前記検出に応じて前記イベント情報を前記システムの外部の装置に出力するように更に構成される。
【００２２】
別の実施形態では、前記イベント検出部は、前記イベントの前記検出に応じて、前記イベント情報を外部装置に出力するように更に構成され、前記外部装置は、前記アナログ信号に関連するアナログ信号を変換するように構成されるＡＤＣを備える。
【００２３】
別の実施形態では、前記トリガー検出部は、前記デジタル信号の導関数または前記デジタル信号のローパスフィルタリングに基づいて、トリガー条件が満たされるかどうかを検出する。
【００２４】
別の実施形態では、前記デシメーション部は、１つ以上の異なるデシメーション要因を用いて、前記デジタル信号の１つ以上のセグメントにデシメーションを行う。
【００２５】
別の実施形態では、前記出力部は、プログラム可能な時間ウィンドウを超える前記デジタル信号の積分に等しい値を出力する。
【００２６】
別の実施形態では、前記出力部は、２つのイベントの時間ウィンドウが重なることを示すパイルアップインジケータを出力する。
【００２７】
別の実施形態では、前記システムは比較器と時間‐デジタル変換器とを備える。前記比較器および前記時間‐デジタル変換器は前記アナログ出力信号内の前記イベントのリーディングエッジで取得される追加サンプリングポイントを提供する。
【００２８】
別の実施形態では、前記デシメーション部は、前記アナログ出力信号内の前記イベントの前記リーディングエッジで取得される前記追加サンプリングポイントを受信し、前記追加サンプリングポイントに関する情報を前記出力部に送信し、前記追加サンプリングポイントは前記デシメートされた信号と共に出力される。
【００２９】
更に、別の実施形態では、センサーが出力するアナログ信号を処理する方法が説明される。この方法は、少なくとも１つのアナログ‐デジタル変換器（ＡＤＣ）を用いて、前記アナログ出力信号を所定の分解能で複数のサンプルを含むデジタル信号に変換するステップと、前記デジタル信号を分析することによりトリガー条件が満たされるかどうかを検出するステップとを含む。この方法は、トリガー条件が満たされるかどうかを検出する前記ステップから得られるトリガー情報に基づいてイベントを検出するステップと、前記イベントが検出される場合に、時間情報を含むイベント情報を生成するステップと、前記イベント情報に含まれる前記時間情報に基づいて１つ以上の時間ウィンドウを定義するステップと、前記定義された１つ以上の時間ウィンドウに基づいて前記デジタル信号にデシメーションを行いデシメートされた信号を生成するステップと、前記デシメートされた信号を出力するステップとを更に含む。
【００３０】
図面に関し、いくつかの図では、同じ参照番号は同一または対応する部分を表し、特に、図２では、光電子増倍管出力信号処理システム１００が示される。
【００３１】
一実施形態では、図２Ａに示すように、光センサー出力信号処理システム１００は、少なくとも、入力段１と、ＡＤＣ２と、デジタルフィルター３と、内部トリガー検出部５と、トリガーチェーン制御部４と、ダンプ制御／デシメーション部６と、出力段７とを備える。光センサー出力信号処理システム１００は、光センサー出力信号内のイベントに関する重要な情報を特定しキャプチャする。光センサー出力信号は、光電子増倍管（ＰＭＴ：ｐｈｏｔｏｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ ｔｕｂｅ）、シリコン光電子増幅器（ＳｉＰＭ：ｓｉｌｉｃｏｎ ｐｈｏｔｏｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ）、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ：ａｖａｌａｎｃｈｅ ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）などの光センサーにより出力される。
【００３２】
ＰＭＴなどの光センサーは、図３Ａに示すように、シンチレーション光を検出し、アナログ信号を出力する。イベントはアナログ光センサー出力信号に反映され、アナログ光センサー出力信号はＡＤＣに入力されてデジタル信号が生成される。信号の分析には、図３Ｂに示すように、少なくともリーディングエッジの情報がイベントタイミング情報の抽出に用いられるという理由から、イベントのリーディングエッジが重要となる。しかしながら、図３Ｃに示すように、信号全体の積分はイベントのエネルギーの確立に用いることができるので、信号全体もまた重要である。信号の積分は、また、通常、ブロック検出器と称される従来の光多重化方法が採用される際に、他の光センサーからの信号と共にイベントの位置の推定に用いられる。
【００３３】
この点で、光センサーを用いることは、以下の２つの要因によって困難になる。（１）イベントの主な特徴（エネルギーおよびタイミング）の抽出およびこれらのイベントに対する非常に変動しやすい到達率への対応。イベントのエネルギーおよびタイミングを取得することは、通常ノイズのある背景で行われるので容易ではない。この種の信号のアナログ基準のトリガリングおよびフィルタリングは、特殊なアナログ電子機器およびコストのかかる開発努力を要する。このタスクは、各光センサーが種々の状態に適応可能な電気回路を必要とする固有の特性（ゲイン、平均通過時間など）を有するため、より複雑になる。
【００３４】
また、計数率に関する難点がある。多くの放射線検出プロセスは、ポアソン法則により非常に正確に説明される確率プロセスに従う。この法則は、平均して、イベント間の時間は１秒間に集められたカウント数の逆数であると結論づける。しかし、実際、時間は指数分布により変化する。よって、実際、システムが毎ミリ秒に１つのカウントを受け取るように設計されるが、実際には、毎秒少なくとも１０００カウントを生成して、システムはそのカウントのうち約７４％しかキャプチャしない。
【００３５】
よって、こうした難点に対処するために、光センサー出力信号は高速ＡＤＣによりサンプリングされる。
【００３６】
図２Ａに示す実施形態では、光センサー出力信号処理システム１００の概略を示す。この実施形態では、ＡＤＣ部２は、入力段１からアナログ光センサー出力信号を受信する。ＡＤＣ部は、クロック入力５１を受信する。クロック入力５１は、タイムベース部４０にも供給される。タイムベース部４０はｔｓｙｎｃｈ信号５２を受信し、ｔｓｙｎｃｈ信号５２により受信光センサー出力信号処理システム１００に接続される全ての同様の構成部を同期させられる。
【００３７】
ＡＤＣ部２は、また、デジタルフィルター部３と、マルチプレクサー４１と、マルチプレクサー４２とに接続される。デジタルフィルター部３は設定可能であり、ユーザが選択したパラメータを受信するための入力５３を有する。マルチプレクサー４１は内部トリガー検出部５に接続され、マルチプレクサー４１により、ユーザは、内部トリガー検出部による内部トリガー検出のために直流ＡＤＣ出力またはデジタルフィルタリングされた出力が用いられるかを選択できる。
【００３８】
マルチプレクサー４２は、ダンプ制御／デシメーション部６のバッファ４３に接続され、マルチプレクサー４２により、ユーザは、直流ＡＤＣ出力またはデジタルフィルタリングされた出力がダンプ制御／デシメーション部６によりバッファされ出力イベントデータを生成するのに用いられるかを選択できる。内部トリガー検出部５は、Ｍｕｘ４１に接続され、光センサー出力信号処理システム１００からのデータを考慮するのみである。トリガー情報は、トリガリングに関する判断を行うための最終判断部であるトリガーチェーン制御部４に伝えられる。ユーザが選択したパラメータ５５は、内部トリガー検出部５により受信されて内部トリガー信号の生成に用いられる。
【００３９】
トリガーチェーン制御部４は、内部トリガー部５とダンプ制御／デシメーション部６との間に接続される。トリガーチェーン制御部４は、また、トリガーイン接続５６とトリガーアウト接続５７とを備える。ユーザが選択したパラメータ５８も、トリガーチェーン制御部４により受信される。また、トリガーチェーン制御部４は、内部トリガー信号および外部トリガーイン信号などの複数の入力を受付け、イベントが発生するのか、また、イベントがどの時点で発生するのかについて判断する。
【００４０】
トリガーチェーン制御部４によりイベントが発生したと判断される場合、この情報はトリガーアウト信号としてダンプ制御／デシメーション部６に伝えられる。また、トリガーチェーン制御部４が発生したと判断するイベントに応じて、ダンプ制御／デシメーション部６が起動する（ダンプ制御部が起動していない場合）。
【００４１】
ダンプ制御／デシメーション部６は、トリガーチェーン制御部４と出力段７との間に接続され、ユーザが選択したパラメータ６０を受信する。ＡＤＣにより取得されたデータはＭｕｘ４２を介してバッファ４３で受信される。このデータは、タイムベース４０に接続されるダンプ制御／デシメーション部６によりアクセスされる。そして、適切なデータが出力段７に出力される。
【００４２】
図２Ｂに示す光センサー出力信号処理システム１００ａは、別の実施形態を示す。図２Ｂに示す実施形態は、追加サンプリングポイントを供給する比較器４５と時間‐デジタル変換器（「ＴＤＣ」）４４との組み合わせを備える以外は図２Ａと同様である。この追加の回路は、パルスのリーディングエッジから得た重要なタイミング情報を保持しながら低速ＡＤＣを用いる可能性を与える。比較器４５とＴＤＣ４４との組み合わせは、低速ＡＤＣが用いられると通常は取得が保証されないパルスのリーディングエッジでのサンプルの取得を保証するので、タイミング情報はこれらの組み合わせにより保持される。ＴＤＣ４４は、比較器がトリガーされる場合、（システムクロックに対し）タイムスタンプを与える点に注目すべきである。デジタル‐アナログ変換器（「ＤＡＣ」）４６により、ユーザは比較器４５に閾値を設定できる。求められるＴＤＣ４４の分解能は、対象となるシステムタイミング分解能に左右される。５０ｐｓ以上の分解能はＴＯＦ（ｔｉｍｅ−ｏｆ−ｆｌｉｇｈｔ）が可能なシステムで用いられる分解能の一例である。図１６は、システム用に設定された比較器４５の閾値の一例を示す。特に、図１６は、（ｔ，Ｖ）の追加サンプルが、サンプリングされたアナログ信号のイベントのリーディングエッジで取得される様子を示す。この追加のサンプルは、ダンプ制御／デシメーション部６が時間ウィンドウの決定に用いることができ、また、イベントの到達時間をより良く推測するためのその後のプロセス工程で用いることができる。例えば、追加のサンプルは、特に、低速ＡＤＣサンプリングレートが用いられる場合に、イベントパルスの到達時間の推測を向上させるために出力信号に行われる後のプロセス工程で用いることができる。よって、追加サンプルは出力する出力段７に送信できる。
【００４３】
図２Ｃに示す本実施形態の光センサー出力信号処理システム１００ｂは図２Ａに示す光センサー出力信号処理システム１００の実施の一例である。
【００４４】
図２Ｃに示す実施形態では、ＡＤＣ部は少なくとも１つのＡＤＣ２を備え、ＡＤＣ２’を更に備えてもよい。１つのイベントはリーディングエッジに大量の情報を含むので、高速ＡＤＣが必要になる。例えば、少なくとも１ＧＨｚのＡＤＣが必要で、２ＧＨｚのＡＤＣが好ましく、また４ＧＨｚのＡＤＣが高速シンチレータ結晶によく適用する。更に、８ビットのＡＤＣが必要で、１０ビットが好ましく、１２ビットがより好ましい。
【００４５】
更なる詳細は図４に示すように、光センサー出力信号は入力１を介して光センサー出力信号処理システム１００に入力されるが、入力１’を介してもよい。入力１’が用いられる場合、入力１’は入力１に入力される光センサー出力信号のコピーを受信する。または、入力１’は第２光センサーから出力信号を受信できる。システム１００は、１つまたは２つの入力または２つのＡＤＣに限定されず、複数の入力１’または複数のＡＤＣ１１’を利用してもよい。光センサー入力信号は、まず、適切なパラメータ（例えば、ゲイン等）を有する関連のプリアンプチェーンに入力される。
【００４６】
また、図２Ｃに示すように、スイッチ１５０により、システムをインターリーブ（１つの入力から両ＡＤＣへ）または非インターリーブ（２つの入力から個別のＡＤＣへ）に切替えられる。
【００４７】
本実施形態は、２つのＡＤＣを有し２つの入力を有するＡＳＩＣを用いて実施できる。このＡＳＩＣは、１つのアナログ入力のみが用いられ、また、１８０°位相差でサンプリングを行う両ＡＤＣへ転送されるように、インターリーブモードで用いられるように構成できる。または、２つの個別の入力用に構成される場合、２つのセンサーをチップに入力することができ、２つのＡＤＣはインターリーブされず、２つの信号が個別に処理されてもよい。例えば、高性能システムは各センサーに１つのチップを用いるが、低性能システムは２つのセンサーに１つのチップを用いるので、システムのコストが下がる。
【００４８】
インターリーブモードで複数のＡＤＣ１１および１１’などを利用する場合、十分なアナログ帯域を有する少なくとも一対の低サンプリングレートＡＤＣを利用し、より高速の総サンプリングレートを取得できる。例えば、１ＧＨｚのサンプリングレートが必要な場合、２つの５００ＭＨｚのＡＤＣを用いられ、第２のＡＤＣは、多数のサンプルが取得できるように最初のＡＤＣからオフセットされる（インターリーブモードを用いる）。
【００４９】
図４に示すＡＤＣ部２では、光センサー出力信号が入力１／１’へ入力され、入力増幅器１０／１０’により増幅され、ＡＤＣ１１／１１’に入力されて光センサー出力信号のサンプリングが行われる。ＡＤＣ１１／１１’は、また、図２Ｃに示すように、ＰＬＬ１１０を用いて低ジッタクロックに接続される。ＰＬＬ１１０は、また、タイムベース４０に接続され、タイムベース４はダンプ制御／デシメーション部６に接続し、また、複数の装置を備えるシステム内の全ての同様の構成部を同期させられるｔｓｙｎｃ入力５２からの入力を受信する。
【００５０】
ＡＤＣが光センサー出力信号をサンプリングすると、デジタル信号がデジタルフィルター３へ光学的に出力される。図５に示すように、他の種類の複雑なフィルタリングをデジタル信号に対して行うことができる。このフィルタリング工程の追加により、下流のタスクに安定性を与える。また、フィルタリングは、シンチレーション結晶の固有の特性と光センサーの周波数応答との組み合わせであるパルス形状の詳細な情報を用いてされうる。この追加のフィルタリング機能性は、残りの構造および／または用いられるシンチレータの種類とは関係なく、光センサーレベルで直接適用し難く、まさにシステムの機能である。また、フィルタリング部はプログラム可能なフィルターを部分的に備えてもよい。
【００５１】
プログラム可能なデジタルフィルターからの出力は、少なくとも以下の３つの異なる構成で用いることができる。
（１）フィルターからの出力はチップの出力を生成するために用いることができる（例えば、フィルタリングされたデータは、Ｍｕｘ４２／４２’を介してダンプ制御／デシメーション部６に出力され、（フィルタリングされていない）データのコピーもまたＭｕｘ４１／４１’を介して内部トリガー検出部５へ入力される）。
（２）フィルターからの出力は、内部トリガー検出部５への入力のみに用いることができる（例えば、フィルタリングされていないデータがＭｕｘ４２／４２’を介してダンプ制御／デシメーション部６に出力されるが、（フィルタリングされた）データのコピーはＭｕｘ４１／４１’を介してトリガー検出部５に出力される）。
（３）フィルターの出力は、Ｍｕｘ４２／４２’を介したダンプ制御／デシメーション部６への出力と、Ｍｕｘ４１／４１’を介した内部トリガー検出部５への出力との両出力に用いることができる。
【００５２】
デジタルフィルター３が利用できるので、複数のパイルアップされたイベントを確かなイベントとして認識する内部トリガー検出部５の性能が向上する。それに対して、単純なリーディングエッジトリガーは、最初のイベントの末尾が最初に十分に落ちずに信号が閾値よりも低い場合、第２のイベントを認識しない。
【００５３】
その後、デジタルフィルター部３からの出力は、Ｍｕｘ４１／４１’およびＭｕｘ４２／４２’を介して内部トリガー検出部５およびダンプ制御部６に送信される。
【００５４】
図６に示すように、デジタルフィルター部３、または、Ｍｕｘ４１／４１’を介するＡＤＣ２からの出力は、内部トリガー検出部５に入力される。内部トリガー検出部５では、閾値以上の連続点の数や正または負のスロープ値などのトリガーに対する条件が分析される。また、内部トリガー検出部５は、デジタルフィルタリングされたデータを利用できるので、例えば、重複（パイルアップ）イベントが区別できる。内部トリガー検出部５による分析の結果は、光センサー出力信号内の内部トリガーまたは次回の内部トリガーを特定するものである。トリガーチェーン制御部４は、イベントが発生したかどうかを決定する最後の決定部である。
【００５５】
また、デジタルフィルター（用いる場合は）からの出力を組み合わせる代わりに、各ＡＤＣ２／２’は自身のビルトイントリガー分析ができる。２つのＡＤＣ２／２’に供給する２つの光センサー出力信号の場合、１つのライン上のトリガーの存在が他のチャネルに伝えられることで、両チャネルから出力されるＡＤＣデータをトリガーできる。
【００５６】
図６に示すトリガーチェーン制御部４は、多様なソースからトリガー情報を受信することができ、全ての受信情報を考慮し、イベントが発生したかどうかを判断できる。トリガーチェーン制御部４は、内部トリガー検出部５、補助トリガー入力５６ａ、および外部トリガー入力５６ｂからの入力を受信する。トリガーチェーン制御部４は、ユーザが選択したパラメータを用いて、異なるトリガー入力に異なる重み付けを行うようにプログラム可能である。
【００５７】
５６ａ／５６ｂを介した、内部トリガー検出部５および／または他の装置２００／３００からの情報に基づいてトリガーを検出すると、このトリガー情報を光センサー出力信号処理システム１００の外部に伝えられるので、検出プロセスに関連する回路の他の構成部が自身のデータ特定および通信工程を開始できる。例えば、光センサー出力信号処理システム１００が１つ以上の追加光センサー出力信号処理装置２００／３００に接続できる。トリガーチェーン制御部４は、トリガー検出部５および／または他の装置からの情報を受信し、イベントが発生したかどうかを判断する。この情報は、その後、追加光センサー出力信号処理装置２００／３００などの回路の他の構成部に伝えられる。他の装置に伝えられたトリガー情報は、時間情報（例えば、「タイムベース」からのマスタークロックサイクル数）と光センサーＩＤ情報とを含んでも良い。追加光センサー出力信号処理装置２００／３００は、イベントが検出されたことを示すこの情報を用いて、追加光センサー出力信号処理装置２００／３００で局所的に取得されたデータに対し特定されたダンプ制御または他のプロセスを行う。
【００５８】
また、上述のように、トリガーチェーン制御部４は、追加光センサー出力信号処理装置２００／３００から情報を受信できる。この受信される情報は、追加光センサー出力信号処理装置２００／３００で検出されたトリガーについての情報または他の情報を含むことができる。
【００５９】
このトリガーチェーン制御部４は、追加光センサー出力信号処理装置２００／３００または追加光センサー出力信号処理装置２００／３００が接続されるシステムバスに接続できる。トリガーチェーン制御部４は、実際はバスから選択的に情報を取得する特定の追加光センサー出力信号処理装置２００／３００からの情報のみを受信するようにプログラム可能である。また、トリガーチェーン制御部４は、特定の（全てではない）追加光センサー出力信号処理装置２００／３００および／または内部トリガー検出部からの情報を考慮してイベントを特定するように構成できる。または、追加光センサー出力信号処理装置２００／３００は、光センサー出力信号処理システム１００と同様の光センサーに接続できる。
【００６０】
トリガーチェーン制御部４は、トリガーチェーン制御部４で受信される情報に付加されるＩＤに基づいて所定の情報を特定するように構成される。このＩＤは、情報が特定の光センサーに対応する情報であると特定する。そして、この情報は、テーブルまたは他の予め記憶された情報と比較されることで、トリガーチェーン制御部４はイベントが起こったかを判断する際にこの情報を評価できる。また、トリガーチェーン制御部４は、情報に付加されたＩＤを用いてどの情報がバスから取得されたのかを選択的にフィルタリングできる。
【００６１】
よって、トリガーチェーン制御部４は、内部トリガー検出部５から受信した情報に基づいて、内部制御検出部５から受信する情報に基づいて、追加光センサー出力信号処理装置２００／３００から受信する情報に基づいて、更に／またはトリガー検出につながった信号を生成した光センサーの位置または重要性に関する情報に基づいて、イベントが起こったかどうか、また、ダンプ制御を変更すべきかを判断する。
【００６２】
トリガーチェーン制御部４は、光センサー出力信号処理システム１００が異なる隣接する光センサーからのトリガーに反応できるようにするプログラム可能な制御部とすることができる。更に、プログラ可能な制御部は、実行中に再プログラムされてもよい。このプログラミングは、基板機能部８を通じて実現される。この特徴は、スキャン中にカウントレートが桁で変化する検査（例えば、心臓撮影用Ｒｂ‐８２）で有効である。高カウントレートでは、光センサーのより小さな領域に関する情報を１つのイベントに対して取得することができ（イベントの発生源に非常に近いわけではない光センサーの前回のイベントの末尾からのノイズを回避するため、また、処理の必要があるデータの総量を制限するため）、低カウントレートでは、光センサーのより大きな領域に関する情報を各イベントに対して取得できる。制御部がプログラム可能なことにより、光センサー出力信号処理システム１００は標準論理（ＡＮＤ、ＯＲやまたその組み合わせ）を用いて説明できる（他の光センサー内）トリガーイベントの組み合わせによりトリガーされる。
【００６３】
トリガー検出部５は、トリガリング発生の開始に関する情報およびトリガリング発生の終了に関する情報の両方を取得する。この情報は、トリガーチェーン制御部４を支援し、後にどのデータを破棄してどのデータを出力段７に伝えるかの判断でダンプ制御／デシメーション部６を支援する。
【００６４】
図７に示すように、ダンプ制御部６は、通常求められるまたは関係のある情報を含む信号パルスの関連部分を特定し、関連しない部分をダンプ、デシメート、または破棄する。パルスの関連部分は、パルスの検出以前に取得されたポイントとパルスが検出された後の予め設定しておいたデータ量（または時間）とを含む。また、パルスが検出された後、或いは、前に取得されるデータ量または時間は、データに対する目的の利用に応じて動的に決定される。関連するものとして特定されたデータパケットは、組み合わせたチャネルまたは個別の各チャネル用に、ダンプ制御部６から出力段７に連続して送信される。
【００６５】
なお、関連すると判断されたデータのサブセットは、トリガーの検出前にＡＤＣポイントを含んでもよい（通常は含む）。図７に示すように、バッファ４３／４３’により、このデータを取得して出力段７に伝えられる。
【００６６】
図７に示すように、直接またはフィルタリング部３を介して送信されるＡＤＣ部２／２’からのデータはバッファ４３／４３’およびＭｕｘ４２／４２’を介してダンプ制御部６により受信される。複数のＡＤＣ２’が用いられる場合、対応する数のバッファ４３’およびＭｕｘ４２’を用いてもよい。または、ＡＤＣ２’の数とは異なる数のバッファ４３’およびＭｕｘ４２’を用いてもよい。
【００６７】
ダンプ制御／デシメーション部６は、信号のどの部分を出力段７に伝えるべきか、また、信号のどの部分を破棄、デシメート、またはダンプすべきかを示すトリガーチェーン制御部４からの情報を受信する。
【００６８】
ダンプ制御／デシメーション部６は、トリガーチェーン制御部４からのトリガー情報の受信に基づいて、どのデータを破棄すべきかを判断するための多数の異なる技術を用いることができる。例えば、１つ以上のデシメーション要因（データの減少を示さない単一のものであってもよい）を用いて、１つ以上の時間ウィンドウを規定することにより、データ出力量が制限できる。超高速サンプリングレートでは、全てのデータが出力されようとすると送受信機は超高速データレートを調整しなければならないので、こうした判断は重要である。（ウィンドウおよびデシメーションを用いて）制限されたデータ量のみを転送する必要がある場合、低速かつ低出力の送受信機を用いることができる。
【００６９】
ダンプ制御／デシメーション部６は、タイムベース４０にも接続される。タイムベース４０は、マスタークロックサイクルをカウントするカウンターである。本実施形態を用いるＰＥＴシステムなどの光センサーシステムは、これらの構成部のいくつかを備える。各装置のタイムベース４０は、Ｔｓｙｎｃｈ入力５２によりゼロに設定され、これにより、タイムベース４０は各装置を同期させられる。
【００７０】
ガンマ線到達の正確なタイミング情報は、フルタイミング情報を保護できるようにする高帯域およびサンプリングレート（複数のＧＨｚ以上）でキャプチャできるパルスリーディングエッジを検査することにより得られる。光センサーシステムは、タイミングに加え、ガンマ相互作用の位置およびイベントのエネルギーを特定できる。位置およびエネルギーの算出は、パルス全体（パルスの積分）についての情報を必要とするが、非常に低い帯域およびサンプリングレートの要件がある。パルス全体、すなわち、全サンプルをフルサンプルレートで伝えることは１つの選択肢ではあるが、これには超高速データ転送率が必要となる。
【００７１】
しかし、タイミング、位置、およびエネルギーの決定に関連する情報を保護しながら求められるデータ転送速度を下げることができる。これを実現する方法の１つに、異なるデシメーション要因、例えば、ダウンサンプリングが続く低パスフィルター、を用いて複数の時間ウィンドウを用いることが挙げられる。例えば、図８に示すように、パルスのリーディングエッジ近くのポイントに対し、最大サンプルレートが出力される最大分解能ウィンドウとして第１のウィンドウを規定することができ、これによりタイミング情報内の精度が上がる。第２のウィンドウは、リーディングエッジの後に取得されるサンプルを含むものとして規定することができ、より低いレート、例えば、１００ＭＨｚで１つの出力がデシメートされる。リーディングエッジの後の第２のウィンドウからのデシメートされたサンプルは、エネルギーおよび位置の算出に用いることができる。第３のウィンドウは、異なるデシメーション要因を用いて、リーディングエッジの前に取得されるサンプルを含むものとして規定できる。この第３ウィンドウからのサンプルは、例えば、パイルアップ補正アルゴリズムで用いることができる。回路バッファとなり得るサンプルバッファ４３／４３’の存在により、トリガーより前にサンプルを含めることが可能となる。図１０は、多種のウィンドウをハイライトする負のパルスを示す。図８および図９は、正のパルスを示す。図９は図８に似ているが、タイムベースが異なる。ウィンドウおよびデシメーションの概念は、信号の極性に左右されない。
【００７２】
図１１に示すように、複数のパルスが存在する中、異なるパルスからの複数の時間ウィンドウが重なる可能性がある。しかし、システムは、プログラム可能な積分時間を超える信号の積分である第１追加出力を有してもよい。この出力は、エネルギーおよび位置の判断に用いることができる。システムは、また、「第２」トリガーが「第１」トリガーに対して出力されている信号のいずれかの部分に生成されたかどうかを示す第２追加出力を有しても良い。このパイルアップ表示は、「第１」および「第２」パルスの双方に実行されるべきであるパイルアップ補正を示すものとして下流プロセッサによって用いられることができる。
【００７３】
ダンプ制御部６がどんなデータが出力段７に伝えられ、どんなデータが破棄されるべきかなどを決定すると、ダンプ制御部６は、第１および第２追加出力に伴う可能性がある保存デジタルデータを出力段７に伝える。図１２に示すように、出力段７は、パケット構成部１９と、ＴＸバッファ２０と、ＬＶＤＳ（ｌｏｗ ｖｏｌｔａｇｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｓｉｇｎａｌｏｎｇ）出力２１と、位相ロックループ（ＰＬＬ：ｐｈａｓｅ ｌｏｃｋｅｄ ｌｏｏｐ）部２２とを備える。出力段７は、出力するデータを準備する。出力段７の他の実施が可能である。
【００７４】
ＰＬＬ部２２は、図１３に示すように、基板機能部８が備えるクロックに接続される。基板機能部８は、制御可能な基板の機能を実施する。基板機能部８は独立通信リンクを備え、独立通信リンクは、デジタルフィルター構成、トリガー条件、プリアンプ設定、および通信設定などの多様なパラメータをアップロードするための外部アクセスを可能にする。基板機能部８は、テスト制御部２３とＪＴＡＧ制御部２４とを備える。更に、ユーザ入力７０を介して受信されるユーザプログラム可能設定の値を記憶するレジスタであるレグファイル２５を備える。基板機能部８は、更に、ＳＰＩインターフェース２６と参照クロックとを備える。ＳＰＩインターフェース２６は、通信リンクとして機能する。なお、他の種類の通信リンクも可能である。ユーザ入力７０は、図２Ａに示すユーザの選択による多様なパラメータに対応する。
【００７５】
図１４は、本明細書で説明する一実施形態の方法全体を示す。ステップＳ１において、光センサー出力信号処理システム１００に接続される光センサー（「ＰＳ」）により出力されるアナログ信号は、光センサー出力信号処理システム１００のＡＤＣ部２により受信される。ステップＳ２において、ＡＤＣ部２はアナログ信号からデジタルデータを取得する。上述のように、ＡＤＣ部２は、アナログ光センサー信号のサンプリングに１つ以上のＡＤＣを用いることができる。
【００７６】
そして、ＡＤＣ部２により取得されたデジタルデータは、デジタルフィルター部３に出力および／または直接内部トリガー検出部５とダンプ制御部６とに出力される。データがデジタルフィルター部３に出力されると、デジタルデータをフィルタリングするステップＳ３が実行される。そして、ステップ４において、ステップＳ３でフィルタリングが行われるデータまたはＡＤＣ部から直接取得されるデジタルデータに、内部トリガー検出が行われる。内部トリガー検出では、デジタルデータが分析されてトリガーが満たされるかどうか判断される。トリガー検出は、新デジタルデータが連続して内部トリガー検出部５に出力されているので、オンザフライプロセスである。
【００７７】
ステップＳ５では、トリガー検出部５によりトリガーが検出されると、トリガー情報がトリガーチェーン制御部４に送信される。ステップＳ６では、追加ＰＭＴ出力信号処理装置２００／３００は、情報をトリガーチェーン制御部４にリレーする。例えば、トリガーの検出に関する情報が追加ＰＭＴ出力信号処理装置２００／３００で局所的に検出された場合、この情報は送信されトリガーチェーン制御部４により受信される。
【００７８】
ステップＳ７においては、トリガーチェーン制御部４は、内部トリガー検出部５から受信された情報に基づいて、追加光センサー出力信号処理装置２００／３００でトリガーが検出されたことを示す受信された情報に基づいて、さらに／または、トリガー検出につながった信号を生成した光センサーの位置または重要性についての情報に基づいて、イベントが起こったかどうかを判断する。検出されたイベントに関する情報は、このステップで、通知として追加光センサー出力信号処理装置２００／３００に送信できる。
【００７９】
ステップＳ８では、トリガーチェーン制御部４によりイベントが発生したと判断されると、この情報は破棄／デシメーションウィンドウを決定するダンプ制御部６に送信される。このウィンドウは、情報から破棄される特定量のデータを有する信号の一部分を示す。また、テーブルやアルゴリズムに基づいて、或いは、基板機能部８を介した外部入力によって、特定のウィンドウに対して実行されるデシメーションの量と、イベントのリーディングエッジと比較されるウィンドウのサイズ又は位置とを内部で動的に調整できる。
【００８０】
ステップＳ９では、ダンプ制御部６が信号のどの部分を破棄／デシメートするかを決定すると、デジタルデータが破棄／デシメートされる。そして、ステップＳ１０で、残りのデータが出力段７へ転送される。なお、ステップＳ９およびＳ１０は同時に行うことができる。
【００８１】
いくつかの形態のコンピュータプロセッサを用いて、少なくともデジタルフィルター３と、内部トリガー検出部５と、トリガーチェーン制御部４と、ダンプ制御部６とが実施できる。当業者が理解するように、コンピュータプロセッサは離散論理ゲートとして、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｌｅｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、または他のＣＰＬＤ（Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）として実施される。ＦＰＧＡまたはＣＰＬＤの実施はＶＨＤＬ、Ｖｅｒｉｌｏｇ、または他のハードウェア記述言語でコード化されてもよく、コードは直接ＦＰＧＡまたはＣＰＬＤ内で、または独立した電子メモリとしての電子メモリに記憶されてもよい。更に、電子メモリは、ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、またはＦＬＡＳＨメモリなどの不揮発性メモリであってもよい。電子メモリは、また、静的または動的なＲＡＭなどの揮発性であってもよく、マイクロコントローラやマイクロプロセッサなどのプロセッサを設けて電子メモリと、それに加え、ＦＰＧＡまたはＣＰＬＤと電子メモリとの間の相互作用とを管理してもよい。
【００８２】
または、コンピュータプロセッサは、本明細書で説明する機能を実行するコンピュータ読み取り可能な一連の命令を含むコンピュータプログラムを実行してもよく、このコンピュータプログラムは上記の持続性電子メモリのいずれかにおよび／またはハードディスクドライブ、ＣＤ、ＤＶＤ、ＦＬＡＳＨドライブ、または他の公知の記憶メディアに記憶される。更に、コンピュータ読み取り可能な命令は、ユーティリティアプリケーション、バックグラウンドデーモン、またはオペレーティングシステムの構成部、もしくは、それらの組み合わせとして提供され、アメリカのＩｎｔｅｌ社製のＸｅｎｏｎ（登録商標）プロセッサまたはアメリカのＡＭＤ社製のＯｐｔｅｒｏｎ（登録商標）プロセッサ、またはＭｉｃｒｏｓｏｆｔ ＶＩＳＴＡ（登録商標）、ＵＮＩＸ（登録商標）、Ｓｏｌａｒｉｓ（登録商標）、ＬＩＮＵＸ（登録商標）、Ａｐｐｌｅ（登録商標）、ＭＡＣ‐ＯＳＸ（登録商標）および当業者に公知の他のオペレーティングシステムなどのオペレーティングシステムと併せて実行してもよい。
【００８３】
また、出力段７から出力されたデータは、コンピュータベースのシステム１０００を用いて処理されてイベントのエネルギーやタイミングなどが取得される。コンピュータ１０００は、バスＢまたは情報をやりとりするための他の通信メカニズムと、情報処理のためにバスＢと接続しているプロセッサ／ＣＰＵ１００４とを備える。コンピュータ１０００は、また、情報およびプロセッサ／ＣＰＵ１００４が実行する命令を記憶するためにバスＢと接続しているＲＡＭ（Ｒａｎｓｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）や他の動的記憶装置（例えば、動的ＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、静的ＲＡＭ（ＳＲＡＭ）および同期ＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）を備える。また、メモリユニット１００３は、ＣＰＵ１００４による命令の実行の間一時的な変数または他の中間情報を記憶するために用いられてもよい。コンピュータ１０００は、更に、ＣＰＵ１０４に対する静的情報および命令を記憶するためにバスＢに接続される、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）または他の静的記憶装置（例えば、プログラム可能なＲＯＭ（ＰＲＯＭ））、消去可能なＰＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、電気的に消去可能なＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ））を備えてもよい。
【００８４】
コンピュータ１０００は、また、バスＢに接続されて、大容量記憶装置１００２など、情報および命令を記憶するための１つ以上の記憶装置を制御するディスクコントローラと、ドライブ装置１００６（例えば、フロッピー（登録商標）ディスクドライブ、読み取り専用コンパクトディスクドライブ、読み取り／書き込みコンパクトディスクドライブ、コンパクトディスクジュークボックス、テープドライブ、および取り外し可能な光磁気ドライブ）を備えてもよい。この記憶装置は、適当な装置インターフェース（例えば、ＳＣＳＩ（Ｓｍａｌｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）、ＩＤＥ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）、Ｅ−ＩＤＥ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ−ＩＤＥ），ＤＭＡ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｍｅｍｏｒｙ Ａｃｃｅｓｓ）、またはＵｌｔｒａ‐ＤＭＡ）を用いてコンピュータ１０００に加えられてもよい。
【００８５】
コンピュータ１００は、また、特殊用途の論理装置（例えば、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ））と設定可能な論理装置（例えば、ＳＰＬＤ（Ｓｉｍｐｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）、ＣＰＬＤ（Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ））、およびＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）とを備えてもよい。
【００８６】
コンピュータ１００は、また、バスＢに接続されて、コンピュータユーザに情報を表示するためのディスプレイを制御する、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）などのディスプレイ制御部を備えてもよい。コンピュータシステムは、コンピュータユーザとやりとりするとともにプロセッサに情報を提供するための、キーボードやポインティングデバイスなどの入力装置を備える。ポインティングデバイスは、例えば、方向情報およびコマンド選択をプロセッサとやりとりしディスプレイ上のカーソル動作を制御するためのマウス、トラックボール、またはポインティングスティックである。また、プリンターは、コンピュータシステムが記憶および／または生成する印刷されたリストを提供してもよい。
【００８７】
コンピュータ１０００は、メモリ部１００３などのメモリが含む１つ以上の命令の１つ以上のシーケンスを実行するＣＰＵ１００４に応じて、本発明の処理工程の少なくとも一部を行う。こうした命令は、大容量記憶装置１００２または取り外し可能なメディア１００１などの別のコンピュータ読み取り可能な媒体からメモリ部に読み込んでもよい。マルチプロセシング配列の１つ以上のプロセッサは、メモリ部１００３に含まれる命令シーケンスを実行するために用いられる。別の実施形態では、ソフトウェア命令の代わりにまたはソフトウェア命令と組み合わせてハードワイヤード回路を用いても良い。よって、実施形態は、ハードウェア回路およびソフトウェアの組み合わせに限定されない。
【００８８】
上述したように、コンピュータ１０００は、少なくとも１つのコンピュータ読み取り可能な媒体１００１、または本発明の教示によりプログラムされた命令を保持しデータ構成、テーブル、記録、またはそこに記述される他のデータを含むためのメモリを備える。コンピュータ読み取り可能な媒体の一例として、コンパクトディスク、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、テープ、光磁気ディスク、ＰＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＦｌａｓｈＥＰＲＯＭ）、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＳＤＲＡＭ、または他の磁気媒体、コンパクトディスク（例えばＣＤ−ＲＯＭ）、またはコンピュータが読み取みとり可能な他の媒体が挙げられる。
【００８９】
本発明は、コンピュータ読み取り可能な媒体のいずれか１つまたは組み合わせに記憶されるソフトウェアであり、主処理部１００４を制御し、本発明を実施する１つ以上の装置を駆動し、かつメイン処理部１００４が人であるユーザとやりとりすることを可能にするソフトウェアを備える。こうしたソフトウェアは、装置ドライバー、オペレーティングシステム、開発ツール、およびアプリケーションソフトウェアを備えてもよいが、これらに限定されるものではない。こうしたコンピュータ読み取り可能な媒体は、更に、本発明を実施する際に行われる処理の全てまたは一部（もし、処理が阻害された場合）を行うために本発明のコンピュータプログラムプロダクトを備える。
【００９０】
本発明の媒体上のコンピュータコード要素は、解釈可能または実行可能なコードメカニズムであってもよく、そのコードメカニズムには、スクリプト、解釈可能なプログラム、ＤＬＬ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｌｉｎｋ Ｌｉｂｒａｒｉｙ）、Ｊａｖａ（登録商標）クラス、および完全に実行可能なプログラムが含まれるが、これらに限定されない。更に、本発明の処理の一部は、より良い性能、信頼性および／またはコストを目的として配布されてもよい。
【００９１】
本明細書で用いられる「コンピュータ読み取り可能な媒体」という言葉は、ＣＰＵ１００４に実行命令を与えることに関わる媒体を指す。コンピュータ読み取り可能な媒体は多くの形態をとってもよく、不揮発性媒体および揮発性媒体も含まれるが、これらに限定されない。不揮発性媒体は、例えば、大容量記憶部１００２または取り外し可能な媒体１００１などの、光ディスク、磁気ディスク、および光磁気ディスクを含む。揮発性媒体は、メモリ部１００３などの動的メモリを含む。
【００９２】
多様な形態のコンピュータ読み取り可能媒体が、実行用のＣＰＵ１００４に対する１つ以上の命令の１つ以上シーケンスの実行に関わってもよい。例えば、命令がまずリモートコンピュータの磁気ディスク上で実行されてもよい。バスＢに接続される入力は、データを受信しそのデータをバスＢ上に配置させられる。バスＢは、ＣＰＵ１００４が命令を検索して実行するメモリ部１００３にデータを届ける。メモリ部１００３により受信される命令は、ＣＰＵ１００４による実行の前または後に大容量記憶部１００２に光学的に記憶されてもよい。
【００９３】
コンピュータ１０００はまた、バスＢに接続される通信インターフェース１００５を備える。通信インターフェース１００４は、例えば、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）またはインターネットなどの別の通信ネットワークに接続される２方向のデータ通信を提供する。例えば、通信インターフェース１００５は、パケット交換ＬＡＮに取り付けるネットワークインターフェースカードであってもよい。別の例として、通信インターフェース１００５は、ＡＤＳＬ（Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｌｉｎｅ）カード、ＩＳＤＮ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）カード、または対応する種類の通信ラインにデータ通信接続を提供するモデムであってもよい。ワイヤレスリンクが実施されてもよい。このような実施では、通信インターフェース１００５は、各種情報を表すデジタルデータストリームを届ける電気的、電磁的、または光学的な信号を送受信する。
【００９４】
ネットワークは、通常、１つ以上のネットワークを介して他のデータ装置にデータ通信を提供する。例えば、ネットワークは、ローカルネットワーク（例えばＬＡＮ）を介して、または通信ネットワークを介して通信サービスを提供するサービスプロバイダにより操作される機器を介して、別のコンピュータへの接続を提供する。ローカルネットワークおよび通信ネットワークは、例えば、デジタルデータストリームを届ける電気的、電磁的、または光学的な信号とそれに伴う物理層（例えば、ＣＡＴ５ケーブル、同軸ケーブル、光学ファイバーなど）とを用いる。更に、ネットワークは、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）ラップトップコンピュータまたは携帯電話などの移動装置への接続を提供してもよい。
【００９５】
以上述べた少なくともひとつの実施形態の信号処理システム及び方法によれば、高時間分解能を実現しつつ、ＡＤＣによって生成されるデータ量を減少させ、データの記憶と管理に係る負荷を低減させることを可能にする。
【００９６】
特定の実施形態を説明してきたが、これらは一例として示されたものにすぎず、発明の範囲を限定するものではない。本明細書に記載された新しい方法およびシステムは様々な別の形態で具体化することができ、更に、本明細書に記載の方法およびシステムの形態の各種の削除、置換、変更、を本発明の趣旨の範囲内で行うことができる。別紙のクレームおよびその同等物は、本発明の趣旨と範囲内であるものとしてこうした形態や変形例をカバーするものとする。
【符号の説明】
【００９７】
２ ＡＤＣ
４ トリガーチェーン制御部
５ 内部トリガー検出部
６ ダンプ制御／デシメーション部
７ 出力段
【技術分野】
【０００１】
本明細書に記載の実施形態は、光センサー出力信号を受信し、処理して検出されるイベントを特定し、より正確に処理するための信号処理システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポジトロン断層（ＰＥＴ：ｐｏｓｉｔｒｏｎ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）撮影では、放射性医薬品が、注入、吸入、又は経口摂取により、被検体に投与される。そして、放射性医薬品の物理的及び生体分子的な特性は、人体内の特定部位に集中する。実際の空間分布と、蓄積位置および／または蓄積領域の濃度と、投与およびキャプチャから最終排出までのプロセスの動態とは全て、臨床的重要性を持つ。このプロセスの間、放射性医薬品に付着した陽電子放射体は、半減期や分岐比率などの同位元素の物理的性質に応じて陽電子を放射する。各陽電子は目的の電子と相互作用し、対消滅し、約１８０°反対方向に進む５１１ｋｅＶの２つのガンマ線を生成する。２つのガンマ線は、ガンマ線を検出するＰＥＴ検出器のシンチレーション結晶でシンチレーションイベントを発生させる。これらの２つのガンマ線を検出するとともにこれらの検出位置間に、直線、すなわち「ＬＯＲ（ｌｉｎｅ−ｏｆ−ｒｅｓｐｏｎｓｅ）」を引くことにより、考えられる本来の消滅位置が導き出される。このプロセスは、こうした多数の線を蓄積しながら断層撮影再構成プロセスを通して、考えられる相互作用の1本の線を識別するだけではあるが、有効な精度で本来の分布が推定される。２つのシンチレーションイベントの位置に加え、正確なタイミング（数百ピコ秒以内）を用いることができる場合、ＬＯＲに沿った消滅イベントの推定位置に関する情報を更に加えるためにＴＯＦ（ｔｉｍｅ−ｏｆ−ｆｌｉｇｈｔ）の計算が行われる。同位元素の固有の特性（例えば、陽電子のエネルギー）は、（２つのガンマ線の陽電子の範囲及び共直線性により）特定の放射性医薬品の空間分解能の決定に役立つ。
【０００３】
上記のプロセスは、多数の消滅イベントに対して繰り返される。全てのケースを分析して所望の撮影タスクを支援するには、いくつのシンチレーションイベントを要するかを判断する必要があるが、従来、１００ｃｍ長のＦＤＧ（ｆｌｕｏｒｏ−ｄｅｘｙｇｌｕｃｏｓｅ）検査では約１億のカウントまたはイベントが蓄積される。
【０００４】
図１に示すように、光センサー２０００からの出力パルスのリーディングエッジの検出は、従来、時間‐デジタル変換器２００２に接続される閾値弁別器回路を介して行われていた。更に、ＰＭＴからのアナログ出力信号は、フィルター２００３と比較的低速（<２００ＭＨｚまたはＭｓａｍｐｌｅ／ｓｅｃ）のアナログ‐デジタル変換器（ＡＤＣ）２００４とを用いてサンプリングされ、イベントのピークまたは積分はサンプリングされたデータから抽出できる。このピークまたは積分は、通常、複数の光センサーからの測定値を組み合わせることにより、イベントのエネルギーおよび位置の算出に用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−４１００７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、閾値弁別器回路を用いる場合、ＰＭＴ信号を弁別器に入力する前に、ＰＭＴ信号を操作するアナログ回路が必要となる。各アナログ回路は、信号の忠実性を損なう一因となる。また、複数の閾値回路が必要となるので、信号のリーディングエッジの波形に含まれる情報が損われてリーディングエッジ計測の精度が低下する可能性がある。
【０００７】
高帯域ＡＤＣを用いることで、出力信号の大きさのより良い細分性を与えられる。しかしながら、信号のリーディングエッジに含まれる大量の情報を取得するために、ＡＤＣは多数のサンプルを取得しなければならない。多数のサンプルを取得することで、ＡＤＣにより生成されるデータは大量になり、データの記憶と管理が難しくなる。
【０００８】
開示される実施形態およびそれに伴う利点の多くは、添付の図面に関連づけて考えれば、以下の詳細な説明を参考にして理解するにつれて容易により詳しく理解できる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施の形態の信号処理システムは、アナログ‐デジタル変換器（ＡＤＣ）と、トリガー検出部と、イベント検出部と、デシメーション部と、出力部とを備える。少なくとも１つのアナログ‐デジタル変換器（ＡＤＣ）は、センサーが出力するアナログ信号を処理するシステムであり、前記アナログ信号を所定の分解能で複数のサンプルを含むデジタル信号に変換する。トリガー検出部は、前記デジタル信号を分析することにより、トリガー条件が満たされるかどうかを検出する。イベント検出部は、前記トリガー検出部からのトリガー情報に基づいてイベントを検出し、前記イベントが検出される場合に、時間情報を含むイベント情報を生成する。デシメーション部は、前記イベント情報に含まれる前記時間情報に基づいて１つ以上の時間ウィンドウを定義し、前記定義された１つ以上の時間ウィンドウに基づいて前記デジタル信号にデシメーションを行いデシメートされた信号を生成する。出力部は、前記デシメートされた信号を出力する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、従来のＰＥＴシステムのアナログ処理回路を示す模式図である。
【図２Ａ】図２Ａは、光センサー出力信号処理システムの一実施形態を示す模式図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、光センサー出力信号処理システムの一実施形態を示す模式図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、光センサー出力信号処理システムの一実施形態を示す模式図である。
【図３】図３は、光電子増倍管により出力される信号の一例を示す図である。
【図４】図４は、一実施形態にかかる光センサー出力信号処理システムのＡＤＣを示す図である。
【図５】図５は、一実施形態にかかる光センサー出力信号処理システムのデジタルフィルター部を示す図である。
【図６】図６は、一実施形態にかかる光センサー出力信号処理システムのトリガー検出部を示す図である。
【図７】図７は、一実施形態にかかる光センサー出力信号処理システムのダンプ制御部を示す図である。
【図８】図８は、第１のタイムベースで光センサーから取得される信号に適用される複数のウィンドウを表すグラフである。
【図９】図９は、第２のタイムベースで光センサーから取得される信号に適用される複数のウィンドウを表すグラフである。
【図１０】図１０は、光センサーから取得される負の信号に適用される複数のウィンドウを表すグラフである。
【図１１】図１１は、光センサーから取得される信号内の重複するイベントを表すグラフである。
【図１２】図１２は、一実施形態にかかる光センサー出力信号処理システムの出力部を示す図である。
【図１３】図１３は、一実施形態にかかる光センサー出力信号処理システムの基板機能部を示す図である。
【図１４】図１４は、記載の実施形態にかかる方法の工程を示す図である。
【図１５】図１５は、一実施形態にかかるコンピュータシステムを示す図である。
【図１６】図１６は、図２Ｂに示す比較器／ＴＤＣを用いる追加サンプルに加え、ＡＤＣサンプリングされたいくつかのパルスからのサンプルを表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
一実施形態では、センサーが出力するアナログ信号を処理するシステムが説明される。このシステムは、前記アナログ出力信号を所定の分解能で複数のサンプルを含むデジタル信号に変換する少なくとも１つのアナログ‐デジタル変換器（ＡＤＣ）と、前記デジタル信号を分析することにより、トリガー条件が満たされるかどうかを検出するトリガー検出部と、前記トリガー検出部からのトリガー情報に基づいてイベントを検出し、前記イベントが検出される場合に時間情報を含むイベント情報を生成するイベント検出部と、を備える。また、このシステムは、前記イベント情報に含まれる前記時間情報に基づいて１つ以上の時間ウィンドウを定義し、前記定義された１つ以上の時間ウィンドウに基づいて前記デジタル信号にデシメーションを行いデシメートされた信号を生成するデシメーション部と、前記デシメートされた信号を出力する出力部と、を備える。
【００１２】
別の実施形態では、前記少なくとも１つのＡＤＣは一対のＡＤＣを備え、各ＡＤＣは前記所定の分解能に対応する周波数の一部で動作し、各ＡＤＣは、第１のＡＤＣが前記アナログ信号をサンプリングし第２のＡＤＣが前記第１のＡＤＣが取得したサンプル間で前記アナログ信号の一部をサンプリングするように、インターリーブモードで動作する。
【００１３】
別の実施形態では、前記一対のＡＤＣの組み合わせサンプリングレートは１ＧＨｚ以上である。
【００１４】
別の実施形態では、各ＡＤＣは５００ＭＨｚ以上のサンプリングレートを有する。
【００１５】
別の実施形態では、前記少なくとも１つのＡＤＣは一対のＡＤＣを備え、前記システムは、各ＡＤＣが前記所定の分解能に対応する周波数の一部で動作するインターリーブモードと、前記一対のＡＤＣが独立チャネルを処理する非インターリーブモードとの間で前記システムを切り替えるスイッチを更に有する。
【００１６】
別の実施形態では、前記トリガー検出部は、前記デジタル信号内の所定数のデータポイントが所定の閾値を越えるものとして検出される場合、前記トリガー条件が満たされると検出する。
【００１７】
別の実施形態では、前記トリガー検出部は、プログラム可能なトリガー条件に基づいて、前記トリガー条件が満たされるかどうかを検出する。
【００１８】
別の実施形態では、前記システムは、前記トリガー検出部が前記デジタル信号に対してトリガー検出を行う前に、前記デジタル信号をデジタルフィルタリングするデジタルフィルタリング部を更に備える。
【００１９】
別の実施形態では、前記デジタルフィルタリング部はプログラム可能である。
【００２０】
別の実施形態では、１つのＡＤＣのみの出力が前記トリガー検出部へ伝えられる。
【００２１】
別の実施形態では、前記イベント検出部は、前記イベントの前記検出に応じて前記イベント情報を前記システムの外部の装置に出力するように更に構成される。
【００２２】
別の実施形態では、前記イベント検出部は、前記イベントの前記検出に応じて、前記イベント情報を外部装置に出力するように更に構成され、前記外部装置は、前記アナログ信号に関連するアナログ信号を変換するように構成されるＡＤＣを備える。
【００２３】
別の実施形態では、前記トリガー検出部は、前記デジタル信号の導関数または前記デジタル信号のローパスフィルタリングに基づいて、トリガー条件が満たされるかどうかを検出する。
【００２４】
別の実施形態では、前記デシメーション部は、１つ以上の異なるデシメーション要因を用いて、前記デジタル信号の１つ以上のセグメントにデシメーションを行う。
【００２５】
別の実施形態では、前記出力部は、プログラム可能な時間ウィンドウを超える前記デジタル信号の積分に等しい値を出力する。
【００２６】
別の実施形態では、前記出力部は、２つのイベントの時間ウィンドウが重なることを示すパイルアップインジケータを出力する。
【００２７】
別の実施形態では、前記システムは比較器と時間‐デジタル変換器とを備える。前記比較器および前記時間‐デジタル変換器は前記アナログ出力信号内の前記イベントのリーディングエッジで取得される追加サンプリングポイントを提供する。
【００２８】
別の実施形態では、前記デシメーション部は、前記アナログ出力信号内の前記イベントの前記リーディングエッジで取得される前記追加サンプリングポイントを受信し、前記追加サンプリングポイントに関する情報を前記出力部に送信し、前記追加サンプリングポイントは前記デシメートされた信号と共に出力される。
【００２９】
更に、別の実施形態では、センサーが出力するアナログ信号を処理する方法が説明される。この方法は、少なくとも１つのアナログ‐デジタル変換器（ＡＤＣ）を用いて、前記アナログ出力信号を所定の分解能で複数のサンプルを含むデジタル信号に変換するステップと、前記デジタル信号を分析することによりトリガー条件が満たされるかどうかを検出するステップとを含む。この方法は、トリガー条件が満たされるかどうかを検出する前記ステップから得られるトリガー情報に基づいてイベントを検出するステップと、前記イベントが検出される場合に、時間情報を含むイベント情報を生成するステップと、前記イベント情報に含まれる前記時間情報に基づいて１つ以上の時間ウィンドウを定義するステップと、前記定義された１つ以上の時間ウィンドウに基づいて前記デジタル信号にデシメーションを行いデシメートされた信号を生成するステップと、前記デシメートされた信号を出力するステップとを更に含む。
【００３０】
図面に関し、いくつかの図では、同じ参照番号は同一または対応する部分を表し、特に、図２では、光電子増倍管出力信号処理システム１００が示される。
【００３１】
一実施形態では、図２Ａに示すように、光センサー出力信号処理システム１００は、少なくとも、入力段１と、ＡＤＣ２と、デジタルフィルター３と、内部トリガー検出部５と、トリガーチェーン制御部４と、ダンプ制御／デシメーション部６と、出力段７とを備える。光センサー出力信号処理システム１００は、光センサー出力信号内のイベントに関する重要な情報を特定しキャプチャする。光センサー出力信号は、光電子増倍管（ＰＭＴ：ｐｈｏｔｏｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ ｔｕｂｅ）、シリコン光電子増幅器（ＳｉＰＭ：ｓｉｌｉｃｏｎ ｐｈｏｔｏｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ）、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ：ａｖａｌａｎｃｈｅ ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）などの光センサーにより出力される。
【００３２】
ＰＭＴなどの光センサーは、図３Ａに示すように、シンチレーション光を検出し、アナログ信号を出力する。イベントはアナログ光センサー出力信号に反映され、アナログ光センサー出力信号はＡＤＣに入力されてデジタル信号が生成される。信号の分析には、図３Ｂに示すように、少なくともリーディングエッジの情報がイベントタイミング情報の抽出に用いられるという理由から、イベントのリーディングエッジが重要となる。しかしながら、図３Ｃに示すように、信号全体の積分はイベントのエネルギーの確立に用いることができるので、信号全体もまた重要である。信号の積分は、また、通常、ブロック検出器と称される従来の光多重化方法が採用される際に、他の光センサーからの信号と共にイベントの位置の推定に用いられる。
【００３３】
この点で、光センサーを用いることは、以下の２つの要因によって困難になる。（１）イベントの主な特徴（エネルギーおよびタイミング）の抽出およびこれらのイベントに対する非常に変動しやすい到達率への対応。イベントのエネルギーおよびタイミングを取得することは、通常ノイズのある背景で行われるので容易ではない。この種の信号のアナログ基準のトリガリングおよびフィルタリングは、特殊なアナログ電子機器およびコストのかかる開発努力を要する。このタスクは、各光センサーが種々の状態に適応可能な電気回路を必要とする固有の特性（ゲイン、平均通過時間など）を有するため、より複雑になる。
【００３４】
また、計数率に関する難点がある。多くの放射線検出プロセスは、ポアソン法則により非常に正確に説明される確率プロセスに従う。この法則は、平均して、イベント間の時間は１秒間に集められたカウント数の逆数であると結論づける。しかし、実際、時間は指数分布により変化する。よって、実際、システムが毎ミリ秒に１つのカウントを受け取るように設計されるが、実際には、毎秒少なくとも１０００カウントを生成して、システムはそのカウントのうち約７４％しかキャプチャしない。
【００３５】
よって、こうした難点に対処するために、光センサー出力信号は高速ＡＤＣによりサンプリングされる。
【００３６】
図２Ａに示す実施形態では、光センサー出力信号処理システム１００の概略を示す。この実施形態では、ＡＤＣ部２は、入力段１からアナログ光センサー出力信号を受信する。ＡＤＣ部は、クロック入力５１を受信する。クロック入力５１は、タイムベース部４０にも供給される。タイムベース部４０はｔｓｙｎｃｈ信号５２を受信し、ｔｓｙｎｃｈ信号５２により受信光センサー出力信号処理システム１００に接続される全ての同様の構成部を同期させられる。
【００３７】
ＡＤＣ部２は、また、デジタルフィルター部３と、マルチプレクサー４１と、マルチプレクサー４２とに接続される。デジタルフィルター部３は設定可能であり、ユーザが選択したパラメータを受信するための入力５３を有する。マルチプレクサー４１は内部トリガー検出部５に接続され、マルチプレクサー４１により、ユーザは、内部トリガー検出部による内部トリガー検出のために直流ＡＤＣ出力またはデジタルフィルタリングされた出力が用いられるかを選択できる。
【００３８】
マルチプレクサー４２は、ダンプ制御／デシメーション部６のバッファ４３に接続され、マルチプレクサー４２により、ユーザは、直流ＡＤＣ出力またはデジタルフィルタリングされた出力がダンプ制御／デシメーション部６によりバッファされ出力イベントデータを生成するのに用いられるかを選択できる。内部トリガー検出部５は、Ｍｕｘ４１に接続され、光センサー出力信号処理システム１００からのデータを考慮するのみである。トリガー情報は、トリガリングに関する判断を行うための最終判断部であるトリガーチェーン制御部４に伝えられる。ユーザが選択したパラメータ５５は、内部トリガー検出部５により受信されて内部トリガー信号の生成に用いられる。
【００３９】
トリガーチェーン制御部４は、内部トリガー部５とダンプ制御／デシメーション部６との間に接続される。トリガーチェーン制御部４は、また、トリガーイン接続５６とトリガーアウト接続５７とを備える。ユーザが選択したパラメータ５８も、トリガーチェーン制御部４により受信される。また、トリガーチェーン制御部４は、内部トリガー信号および外部トリガーイン信号などの複数の入力を受付け、イベントが発生するのか、また、イベントがどの時点で発生するのかについて判断する。
【００４０】
トリガーチェーン制御部４によりイベントが発生したと判断される場合、この情報はトリガーアウト信号としてダンプ制御／デシメーション部６に伝えられる。また、トリガーチェーン制御部４が発生したと判断するイベントに応じて、ダンプ制御／デシメーション部６が起動する（ダンプ制御部が起動していない場合）。
【００４１】
ダンプ制御／デシメーション部６は、トリガーチェーン制御部４と出力段７との間に接続され、ユーザが選択したパラメータ６０を受信する。ＡＤＣにより取得されたデータはＭｕｘ４２を介してバッファ４３で受信される。このデータは、タイムベース４０に接続されるダンプ制御／デシメーション部６によりアクセスされる。そして、適切なデータが出力段７に出力される。
【００４２】
図２Ｂに示す光センサー出力信号処理システム１００ａは、別の実施形態を示す。図２Ｂに示す実施形態は、追加サンプリングポイントを供給する比較器４５と時間‐デジタル変換器（「ＴＤＣ」）４４との組み合わせを備える以外は図２Ａと同様である。この追加の回路は、パルスのリーディングエッジから得た重要なタイミング情報を保持しながら低速ＡＤＣを用いる可能性を与える。比較器４５とＴＤＣ４４との組み合わせは、低速ＡＤＣが用いられると通常は取得が保証されないパルスのリーディングエッジでのサンプルの取得を保証するので、タイミング情報はこれらの組み合わせにより保持される。ＴＤＣ４４は、比較器がトリガーされる場合、（システムクロックに対し）タイムスタンプを与える点に注目すべきである。デジタル‐アナログ変換器（「ＤＡＣ」）４６により、ユーザは比較器４５に閾値を設定できる。求められるＴＤＣ４４の分解能は、対象となるシステムタイミング分解能に左右される。５０ｐｓ以上の分解能はＴＯＦ（ｔｉｍｅ−ｏｆ−ｆｌｉｇｈｔ）が可能なシステムで用いられる分解能の一例である。図１６は、システム用に設定された比較器４５の閾値の一例を示す。特に、図１６は、（ｔ，Ｖ）の追加サンプルが、サンプリングされたアナログ信号のイベントのリーディングエッジで取得される様子を示す。この追加のサンプルは、ダンプ制御／デシメーション部６が時間ウィンドウの決定に用いることができ、また、イベントの到達時間をより良く推測するためのその後のプロセス工程で用いることができる。例えば、追加のサンプルは、特に、低速ＡＤＣサンプリングレートが用いられる場合に、イベントパルスの到達時間の推測を向上させるために出力信号に行われる後のプロセス工程で用いることができる。よって、追加サンプルは出力する出力段７に送信できる。
【００４３】
図２Ｃに示す本実施形態の光センサー出力信号処理システム１００ｂは図２Ａに示す光センサー出力信号処理システム１００の実施の一例である。
【００４４】
図２Ｃに示す実施形態では、ＡＤＣ部は少なくとも１つのＡＤＣ２を備え、ＡＤＣ２’を更に備えてもよい。１つのイベントはリーディングエッジに大量の情報を含むので、高速ＡＤＣが必要になる。例えば、少なくとも１ＧＨｚのＡＤＣが必要で、２ＧＨｚのＡＤＣが好ましく、また４ＧＨｚのＡＤＣが高速シンチレータ結晶によく適用する。更に、８ビットのＡＤＣが必要で、１０ビットが好ましく、１２ビットがより好ましい。
【００４５】
更なる詳細は図４に示すように、光センサー出力信号は入力１を介して光センサー出力信号処理システム１００に入力されるが、入力１’を介してもよい。入力１’が用いられる場合、入力１’は入力１に入力される光センサー出力信号のコピーを受信する。または、入力１’は第２光センサーから出力信号を受信できる。システム１００は、１つまたは２つの入力または２つのＡＤＣに限定されず、複数の入力１’または複数のＡＤＣ１１’を利用してもよい。光センサー入力信号は、まず、適切なパラメータ（例えば、ゲイン等）を有する関連のプリアンプチェーンに入力される。
【００４６】
また、図２Ｃに示すように、スイッチ１５０により、システムをインターリーブ（１つの入力から両ＡＤＣへ）または非インターリーブ（２つの入力から個別のＡＤＣへ）に切替えられる。
【００４７】
本実施形態は、２つのＡＤＣを有し２つの入力を有するＡＳＩＣを用いて実施できる。このＡＳＩＣは、１つのアナログ入力のみが用いられ、また、１８０°位相差でサンプリングを行う両ＡＤＣへ転送されるように、インターリーブモードで用いられるように構成できる。または、２つの個別の入力用に構成される場合、２つのセンサーをチップに入力することができ、２つのＡＤＣはインターリーブされず、２つの信号が個別に処理されてもよい。例えば、高性能システムは各センサーに１つのチップを用いるが、低性能システムは２つのセンサーに１つのチップを用いるので、システムのコストが下がる。
【００４８】
インターリーブモードで複数のＡＤＣ１１および１１’などを利用する場合、十分なアナログ帯域を有する少なくとも一対の低サンプリングレートＡＤＣを利用し、より高速の総サンプリングレートを取得できる。例えば、１ＧＨｚのサンプリングレートが必要な場合、２つの５００ＭＨｚのＡＤＣを用いられ、第２のＡＤＣは、多数のサンプルが取得できるように最初のＡＤＣからオフセットされる（インターリーブモードを用いる）。
【００４９】
図４に示すＡＤＣ部２では、光センサー出力信号が入力１／１’へ入力され、入力増幅器１０／１０’により増幅され、ＡＤＣ１１／１１’に入力されて光センサー出力信号のサンプリングが行われる。ＡＤＣ１１／１１’は、また、図２Ｃに示すように、ＰＬＬ１１０を用いて低ジッタクロックに接続される。ＰＬＬ１１０は、また、タイムベース４０に接続され、タイムベース４はダンプ制御／デシメーション部６に接続し、また、複数の装置を備えるシステム内の全ての同様の構成部を同期させられるｔｓｙｎｃ入力５２からの入力を受信する。
【００５０】
ＡＤＣが光センサー出力信号をサンプリングすると、デジタル信号がデジタルフィルター３へ光学的に出力される。図５に示すように、他の種類の複雑なフィルタリングをデジタル信号に対して行うことができる。このフィルタリング工程の追加により、下流のタスクに安定性を与える。また、フィルタリングは、シンチレーション結晶の固有の特性と光センサーの周波数応答との組み合わせであるパルス形状の詳細な情報を用いてされうる。この追加のフィルタリング機能性は、残りの構造および／または用いられるシンチレータの種類とは関係なく、光センサーレベルで直接適用し難く、まさにシステムの機能である。また、フィルタリング部はプログラム可能なフィルターを部分的に備えてもよい。
【００５１】
プログラム可能なデジタルフィルターからの出力は、少なくとも以下の３つの異なる構成で用いることができる。
（１）フィルターからの出力はチップの出力を生成するために用いることができる（例えば、フィルタリングされたデータは、Ｍｕｘ４２／４２’を介してダンプ制御／デシメーション部６に出力され、（フィルタリングされていない）データのコピーもまたＭｕｘ４１／４１’を介して内部トリガー検出部５へ入力される）。
（２）フィルターからの出力は、内部トリガー検出部５への入力のみに用いることができる（例えば、フィルタリングされていないデータがＭｕｘ４２／４２’を介してダンプ制御／デシメーション部６に出力されるが、（フィルタリングされた）データのコピーはＭｕｘ４１／４１’を介してトリガー検出部５に出力される）。
（３）フィルターの出力は、Ｍｕｘ４２／４２’を介したダンプ制御／デシメーション部６への出力と、Ｍｕｘ４１／４１’を介した内部トリガー検出部５への出力との両出力に用いることができる。
【００５２】
デジタルフィルター３が利用できるので、複数のパイルアップされたイベントを確かなイベントとして認識する内部トリガー検出部５の性能が向上する。それに対して、単純なリーディングエッジトリガーは、最初のイベントの末尾が最初に十分に落ちずに信号が閾値よりも低い場合、第２のイベントを認識しない。
【００５３】
その後、デジタルフィルター部３からの出力は、Ｍｕｘ４１／４１’およびＭｕｘ４２／４２’を介して内部トリガー検出部５およびダンプ制御部６に送信される。
【００５４】
図６に示すように、デジタルフィルター部３、または、Ｍｕｘ４１／４１’を介するＡＤＣ２からの出力は、内部トリガー検出部５に入力される。内部トリガー検出部５では、閾値以上の連続点の数や正または負のスロープ値などのトリガーに対する条件が分析される。また、内部トリガー検出部５は、デジタルフィルタリングされたデータを利用できるので、例えば、重複（パイルアップ）イベントが区別できる。内部トリガー検出部５による分析の結果は、光センサー出力信号内の内部トリガーまたは次回の内部トリガーを特定するものである。トリガーチェーン制御部４は、イベントが発生したかどうかを決定する最後の決定部である。
【００５５】
また、デジタルフィルター（用いる場合は）からの出力を組み合わせる代わりに、各ＡＤＣ２／２’は自身のビルトイントリガー分析ができる。２つのＡＤＣ２／２’に供給する２つの光センサー出力信号の場合、１つのライン上のトリガーの存在が他のチャネルに伝えられることで、両チャネルから出力されるＡＤＣデータをトリガーできる。
【００５６】
図６に示すトリガーチェーン制御部４は、多様なソースからトリガー情報を受信することができ、全ての受信情報を考慮し、イベントが発生したかどうかを判断できる。トリガーチェーン制御部４は、内部トリガー検出部５、補助トリガー入力５６ａ、および外部トリガー入力５６ｂからの入力を受信する。トリガーチェーン制御部４は、ユーザが選択したパラメータを用いて、異なるトリガー入力に異なる重み付けを行うようにプログラム可能である。
【００５７】
５６ａ／５６ｂを介した、内部トリガー検出部５および／または他の装置２００／３００からの情報に基づいてトリガーを検出すると、このトリガー情報を光センサー出力信号処理システム１００の外部に伝えられるので、検出プロセスに関連する回路の他の構成部が自身のデータ特定および通信工程を開始できる。例えば、光センサー出力信号処理システム１００が１つ以上の追加光センサー出力信号処理装置２００／３００に接続できる。トリガーチェーン制御部４は、トリガー検出部５および／または他の装置からの情報を受信し、イベントが発生したかどうかを判断する。この情報は、その後、追加光センサー出力信号処理装置２００／３００などの回路の他の構成部に伝えられる。他の装置に伝えられたトリガー情報は、時間情報（例えば、「タイムベース」からのマスタークロックサイクル数）と光センサーＩＤ情報とを含んでも良い。追加光センサー出力信号処理装置２００／３００は、イベントが検出されたことを示すこの情報を用いて、追加光センサー出力信号処理装置２００／３００で局所的に取得されたデータに対し特定されたダンプ制御または他のプロセスを行う。
【００５８】
また、上述のように、トリガーチェーン制御部４は、追加光センサー出力信号処理装置２００／３００から情報を受信できる。この受信される情報は、追加光センサー出力信号処理装置２００／３００で検出されたトリガーについての情報または他の情報を含むことができる。
【００５９】
このトリガーチェーン制御部４は、追加光センサー出力信号処理装置２００／３００または追加光センサー出力信号処理装置２００／３００が接続されるシステムバスに接続できる。トリガーチェーン制御部４は、実際はバスから選択的に情報を取得する特定の追加光センサー出力信号処理装置２００／３００からの情報のみを受信するようにプログラム可能である。また、トリガーチェーン制御部４は、特定の（全てではない）追加光センサー出力信号処理装置２００／３００および／または内部トリガー検出部からの情報を考慮してイベントを特定するように構成できる。または、追加光センサー出力信号処理装置２００／３００は、光センサー出力信号処理システム１００と同様の光センサーに接続できる。
【００６０】
トリガーチェーン制御部４は、トリガーチェーン制御部４で受信される情報に付加されるＩＤに基づいて所定の情報を特定するように構成される。このＩＤは、情報が特定の光センサーに対応する情報であると特定する。そして、この情報は、テーブルまたは他の予め記憶された情報と比較されることで、トリガーチェーン制御部４はイベントが起こったかを判断する際にこの情報を評価できる。また、トリガーチェーン制御部４は、情報に付加されたＩＤを用いてどの情報がバスから取得されたのかを選択的にフィルタリングできる。
【００６１】
よって、トリガーチェーン制御部４は、内部トリガー検出部５から受信した情報に基づいて、内部制御検出部５から受信する情報に基づいて、追加光センサー出力信号処理装置２００／３００から受信する情報に基づいて、更に／またはトリガー検出につながった信号を生成した光センサーの位置または重要性に関する情報に基づいて、イベントが起こったかどうか、また、ダンプ制御を変更すべきかを判断する。
【００６２】
トリガーチェーン制御部４は、光センサー出力信号処理システム１００が異なる隣接する光センサーからのトリガーに反応できるようにするプログラム可能な制御部とすることができる。更に、プログラ可能な制御部は、実行中に再プログラムされてもよい。このプログラミングは、基板機能部８を通じて実現される。この特徴は、スキャン中にカウントレートが桁で変化する検査（例えば、心臓撮影用Ｒｂ‐８２）で有効である。高カウントレートでは、光センサーのより小さな領域に関する情報を１つのイベントに対して取得することができ（イベントの発生源に非常に近いわけではない光センサーの前回のイベントの末尾からのノイズを回避するため、また、処理の必要があるデータの総量を制限するため）、低カウントレートでは、光センサーのより大きな領域に関する情報を各イベントに対して取得できる。制御部がプログラム可能なことにより、光センサー出力信号処理システム１００は標準論理（ＡＮＤ、ＯＲやまたその組み合わせ）を用いて説明できる（他の光センサー内）トリガーイベントの組み合わせによりトリガーされる。
【００６３】
トリガー検出部５は、トリガリング発生の開始に関する情報およびトリガリング発生の終了に関する情報の両方を取得する。この情報は、トリガーチェーン制御部４を支援し、後にどのデータを破棄してどのデータを出力段７に伝えるかの判断でダンプ制御／デシメーション部６を支援する。
【００６４】
図７に示すように、ダンプ制御部６は、通常求められるまたは関係のある情報を含む信号パルスの関連部分を特定し、関連しない部分をダンプ、デシメート、または破棄する。パルスの関連部分は、パルスの検出以前に取得されたポイントとパルスが検出された後の予め設定しておいたデータ量（または時間）とを含む。また、パルスが検出された後、或いは、前に取得されるデータ量または時間は、データに対する目的の利用に応じて動的に決定される。関連するものとして特定されたデータパケットは、組み合わせたチャネルまたは個別の各チャネル用に、ダンプ制御部６から出力段７に連続して送信される。
【００６５】
なお、関連すると判断されたデータのサブセットは、トリガーの検出前にＡＤＣポイントを含んでもよい（通常は含む）。図７に示すように、バッファ４３／４３’により、このデータを取得して出力段７に伝えられる。
【００６６】
図７に示すように、直接またはフィルタリング部３を介して送信されるＡＤＣ部２／２’からのデータはバッファ４３／４３’およびＭｕｘ４２／４２’を介してダンプ制御部６により受信される。複数のＡＤＣ２’が用いられる場合、対応する数のバッファ４３’およびＭｕｘ４２’を用いてもよい。または、ＡＤＣ２’の数とは異なる数のバッファ４３’およびＭｕｘ４２’を用いてもよい。
【００６７】
ダンプ制御／デシメーション部６は、信号のどの部分を出力段７に伝えるべきか、また、信号のどの部分を破棄、デシメート、またはダンプすべきかを示すトリガーチェーン制御部４からの情報を受信する。
【００６８】
ダンプ制御／デシメーション部６は、トリガーチェーン制御部４からのトリガー情報の受信に基づいて、どのデータを破棄すべきかを判断するための多数の異なる技術を用いることができる。例えば、１つ以上のデシメーション要因（データの減少を示さない単一のものであってもよい）を用いて、１つ以上の時間ウィンドウを規定することにより、データ出力量が制限できる。超高速サンプリングレートでは、全てのデータが出力されようとすると送受信機は超高速データレートを調整しなければならないので、こうした判断は重要である。（ウィンドウおよびデシメーションを用いて）制限されたデータ量のみを転送する必要がある場合、低速かつ低出力の送受信機を用いることができる。
【００６９】
ダンプ制御／デシメーション部６は、タイムベース４０にも接続される。タイムベース４０は、マスタークロックサイクルをカウントするカウンターである。本実施形態を用いるＰＥＴシステムなどの光センサーシステムは、これらの構成部のいくつかを備える。各装置のタイムベース４０は、Ｔｓｙｎｃｈ入力５２によりゼロに設定され、これにより、タイムベース４０は各装置を同期させられる。
【００７０】
ガンマ線到達の正確なタイミング情報は、フルタイミング情報を保護できるようにする高帯域およびサンプリングレート（複数のＧＨｚ以上）でキャプチャできるパルスリーディングエッジを検査することにより得られる。光センサーシステムは、タイミングに加え、ガンマ相互作用の位置およびイベントのエネルギーを特定できる。位置およびエネルギーの算出は、パルス全体（パルスの積分）についての情報を必要とするが、非常に低い帯域およびサンプリングレートの要件がある。パルス全体、すなわち、全サンプルをフルサンプルレートで伝えることは１つの選択肢ではあるが、これには超高速データ転送率が必要となる。
【００７１】
しかし、タイミング、位置、およびエネルギーの決定に関連する情報を保護しながら求められるデータ転送速度を下げることができる。これを実現する方法の１つに、異なるデシメーション要因、例えば、ダウンサンプリングが続く低パスフィルター、を用いて複数の時間ウィンドウを用いることが挙げられる。例えば、図８に示すように、パルスのリーディングエッジ近くのポイントに対し、最大サンプルレートが出力される最大分解能ウィンドウとして第１のウィンドウを規定することができ、これによりタイミング情報内の精度が上がる。第２のウィンドウは、リーディングエッジの後に取得されるサンプルを含むものとして規定することができ、より低いレート、例えば、１００ＭＨｚで１つの出力がデシメートされる。リーディングエッジの後の第２のウィンドウからのデシメートされたサンプルは、エネルギーおよび位置の算出に用いることができる。第３のウィンドウは、異なるデシメーション要因を用いて、リーディングエッジの前に取得されるサンプルを含むものとして規定できる。この第３ウィンドウからのサンプルは、例えば、パイルアップ補正アルゴリズムで用いることができる。回路バッファとなり得るサンプルバッファ４３／４３’の存在により、トリガーより前にサンプルを含めることが可能となる。図１０は、多種のウィンドウをハイライトする負のパルスを示す。図８および図９は、正のパルスを示す。図９は図８に似ているが、タイムベースが異なる。ウィンドウおよびデシメーションの概念は、信号の極性に左右されない。
【００７２】
図１１に示すように、複数のパルスが存在する中、異なるパルスからの複数の時間ウィンドウが重なる可能性がある。しかし、システムは、プログラム可能な積分時間を超える信号の積分である第１追加出力を有してもよい。この出力は、エネルギーおよび位置の判断に用いることができる。システムは、また、「第２」トリガーが「第１」トリガーに対して出力されている信号のいずれかの部分に生成されたかどうかを示す第２追加出力を有しても良い。このパイルアップ表示は、「第１」および「第２」パルスの双方に実行されるべきであるパイルアップ補正を示すものとして下流プロセッサによって用いられることができる。
【００７３】
ダンプ制御部６がどんなデータが出力段７に伝えられ、どんなデータが破棄されるべきかなどを決定すると、ダンプ制御部６は、第１および第２追加出力に伴う可能性がある保存デジタルデータを出力段７に伝える。図１２に示すように、出力段７は、パケット構成部１９と、ＴＸバッファ２０と、ＬＶＤＳ（ｌｏｗ ｖｏｌｔａｇｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｓｉｇｎａｌｏｎｇ）出力２１と、位相ロックループ（ＰＬＬ：ｐｈａｓｅ ｌｏｃｋｅｄ ｌｏｏｐ）部２２とを備える。出力段７は、出力するデータを準備する。出力段７の他の実施が可能である。
【００７４】
ＰＬＬ部２２は、図１３に示すように、基板機能部８が備えるクロックに接続される。基板機能部８は、制御可能な基板の機能を実施する。基板機能部８は独立通信リンクを備え、独立通信リンクは、デジタルフィルター構成、トリガー条件、プリアンプ設定、および通信設定などの多様なパラメータをアップロードするための外部アクセスを可能にする。基板機能部８は、テスト制御部２３とＪＴＡＧ制御部２４とを備える。更に、ユーザ入力７０を介して受信されるユーザプログラム可能設定の値を記憶するレジスタであるレグファイル２５を備える。基板機能部８は、更に、ＳＰＩインターフェース２６と参照クロックとを備える。ＳＰＩインターフェース２６は、通信リンクとして機能する。なお、他の種類の通信リンクも可能である。ユーザ入力７０は、図２Ａに示すユーザの選択による多様なパラメータに対応する。
【００７５】
図１４は、本明細書で説明する一実施形態の方法全体を示す。ステップＳ１において、光センサー出力信号処理システム１００に接続される光センサー（「ＰＳ」）により出力されるアナログ信号は、光センサー出力信号処理システム１００のＡＤＣ部２により受信される。ステップＳ２において、ＡＤＣ部２はアナログ信号からデジタルデータを取得する。上述のように、ＡＤＣ部２は、アナログ光センサー信号のサンプリングに１つ以上のＡＤＣを用いることができる。
【００７６】
そして、ＡＤＣ部２により取得されたデジタルデータは、デジタルフィルター部３に出力および／または直接内部トリガー検出部５とダンプ制御部６とに出力される。データがデジタルフィルター部３に出力されると、デジタルデータをフィルタリングするステップＳ３が実行される。そして、ステップ４において、ステップＳ３でフィルタリングが行われるデータまたはＡＤＣ部から直接取得されるデジタルデータに、内部トリガー検出が行われる。内部トリガー検出では、デジタルデータが分析されてトリガーが満たされるかどうか判断される。トリガー検出は、新デジタルデータが連続して内部トリガー検出部５に出力されているので、オンザフライプロセスである。
【００７７】
ステップＳ５では、トリガー検出部５によりトリガーが検出されると、トリガー情報がトリガーチェーン制御部４に送信される。ステップＳ６では、追加ＰＭＴ出力信号処理装置２００／３００は、情報をトリガーチェーン制御部４にリレーする。例えば、トリガーの検出に関する情報が追加ＰＭＴ出力信号処理装置２００／３００で局所的に検出された場合、この情報は送信されトリガーチェーン制御部４により受信される。
【００７８】
ステップＳ７においては、トリガーチェーン制御部４は、内部トリガー検出部５から受信された情報に基づいて、追加光センサー出力信号処理装置２００／３００でトリガーが検出されたことを示す受信された情報に基づいて、さらに／または、トリガー検出につながった信号を生成した光センサーの位置または重要性についての情報に基づいて、イベントが起こったかどうかを判断する。検出されたイベントに関する情報は、このステップで、通知として追加光センサー出力信号処理装置２００／３００に送信できる。
【００７９】
ステップＳ８では、トリガーチェーン制御部４によりイベントが発生したと判断されると、この情報は破棄／デシメーションウィンドウを決定するダンプ制御部６に送信される。このウィンドウは、情報から破棄される特定量のデータを有する信号の一部分を示す。また、テーブルやアルゴリズムに基づいて、或いは、基板機能部８を介した外部入力によって、特定のウィンドウに対して実行されるデシメーションの量と、イベントのリーディングエッジと比較されるウィンドウのサイズ又は位置とを内部で動的に調整できる。
【００８０】
ステップＳ９では、ダンプ制御部６が信号のどの部分を破棄／デシメートするかを決定すると、デジタルデータが破棄／デシメートされる。そして、ステップＳ１０で、残りのデータが出力段７へ転送される。なお、ステップＳ９およびＳ１０は同時に行うことができる。
【００８１】
いくつかの形態のコンピュータプロセッサを用いて、少なくともデジタルフィルター３と、内部トリガー検出部５と、トリガーチェーン制御部４と、ダンプ制御部６とが実施できる。当業者が理解するように、コンピュータプロセッサは離散論理ゲートとして、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｌｅｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、または他のＣＰＬＤ（Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）として実施される。ＦＰＧＡまたはＣＰＬＤの実施はＶＨＤＬ、Ｖｅｒｉｌｏｇ、または他のハードウェア記述言語でコード化されてもよく、コードは直接ＦＰＧＡまたはＣＰＬＤ内で、または独立した電子メモリとしての電子メモリに記憶されてもよい。更に、電子メモリは、ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、またはＦＬＡＳＨメモリなどの不揮発性メモリであってもよい。電子メモリは、また、静的または動的なＲＡＭなどの揮発性であってもよく、マイクロコントローラやマイクロプロセッサなどのプロセッサを設けて電子メモリと、それに加え、ＦＰＧＡまたはＣＰＬＤと電子メモリとの間の相互作用とを管理してもよい。
【００８２】
または、コンピュータプロセッサは、本明細書で説明する機能を実行するコンピュータ読み取り可能な一連の命令を含むコンピュータプログラムを実行してもよく、このコンピュータプログラムは上記の持続性電子メモリのいずれかにおよび／またはハードディスクドライブ、ＣＤ、ＤＶＤ、ＦＬＡＳＨドライブ、または他の公知の記憶メディアに記憶される。更に、コンピュータ読み取り可能な命令は、ユーティリティアプリケーション、バックグラウンドデーモン、またはオペレーティングシステムの構成部、もしくは、それらの組み合わせとして提供され、アメリカのＩｎｔｅｌ社製のＸｅｎｏｎ（登録商標）プロセッサまたはアメリカのＡＭＤ社製のＯｐｔｅｒｏｎ（登録商標）プロセッサ、またはＭｉｃｒｏｓｏｆｔ ＶＩＳＴＡ（登録商標）、ＵＮＩＸ（登録商標）、Ｓｏｌａｒｉｓ（登録商標）、ＬＩＮＵＸ（登録商標）、Ａｐｐｌｅ（登録商標）、ＭＡＣ‐ＯＳＸ（登録商標）および当業者に公知の他のオペレーティングシステムなどのオペレーティングシステムと併せて実行してもよい。
【００８３】
また、出力段７から出力されたデータは、コンピュータベースのシステム１０００を用いて処理されてイベントのエネルギーやタイミングなどが取得される。コンピュータ１０００は、バスＢまたは情報をやりとりするための他の通信メカニズムと、情報処理のためにバスＢと接続しているプロセッサ／ＣＰＵ１００４とを備える。コンピュータ１０００は、また、情報およびプロセッサ／ＣＰＵ１００４が実行する命令を記憶するためにバスＢと接続しているＲＡＭ（Ｒａｎｓｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）や他の動的記憶装置（例えば、動的ＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、静的ＲＡＭ（ＳＲＡＭ）および同期ＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）を備える。また、メモリユニット１００３は、ＣＰＵ１００４による命令の実行の間一時的な変数または他の中間情報を記憶するために用いられてもよい。コンピュータ１０００は、更に、ＣＰＵ１０４に対する静的情報および命令を記憶するためにバスＢに接続される、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）または他の静的記憶装置（例えば、プログラム可能なＲＯＭ（ＰＲＯＭ））、消去可能なＰＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、電気的に消去可能なＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ））を備えてもよい。
【００８４】
コンピュータ１０００は、また、バスＢに接続されて、大容量記憶装置１００２など、情報および命令を記憶するための１つ以上の記憶装置を制御するディスクコントローラと、ドライブ装置１００６（例えば、フロッピー（登録商標）ディスクドライブ、読み取り専用コンパクトディスクドライブ、読み取り／書き込みコンパクトディスクドライブ、コンパクトディスクジュークボックス、テープドライブ、および取り外し可能な光磁気ドライブ）を備えてもよい。この記憶装置は、適当な装置インターフェース（例えば、ＳＣＳＩ（Ｓｍａｌｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）、ＩＤＥ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）、Ｅ−ＩＤＥ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ−ＩＤＥ），ＤＭＡ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｍｅｍｏｒｙ Ａｃｃｅｓｓ）、またはＵｌｔｒａ‐ＤＭＡ）を用いてコンピュータ１０００に加えられてもよい。
【００８５】
コンピュータ１００は、また、特殊用途の論理装置（例えば、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ））と設定可能な論理装置（例えば、ＳＰＬＤ（Ｓｉｍｐｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）、ＣＰＬＤ（Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ））、およびＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）とを備えてもよい。
【００８６】
コンピュータ１００は、また、バスＢに接続されて、コンピュータユーザに情報を表示するためのディスプレイを制御する、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）などのディスプレイ制御部を備えてもよい。コンピュータシステムは、コンピュータユーザとやりとりするとともにプロセッサに情報を提供するための、キーボードやポインティングデバイスなどの入力装置を備える。ポインティングデバイスは、例えば、方向情報およびコマンド選択をプロセッサとやりとりしディスプレイ上のカーソル動作を制御するためのマウス、トラックボール、またはポインティングスティックである。また、プリンターは、コンピュータシステムが記憶および／または生成する印刷されたリストを提供してもよい。
【００８７】
コンピュータ１０００は、メモリ部１００３などのメモリが含む１つ以上の命令の１つ以上のシーケンスを実行するＣＰＵ１００４に応じて、本発明の処理工程の少なくとも一部を行う。こうした命令は、大容量記憶装置１００２または取り外し可能なメディア１００１などの別のコンピュータ読み取り可能な媒体からメモリ部に読み込んでもよい。マルチプロセシング配列の１つ以上のプロセッサは、メモリ部１００３に含まれる命令シーケンスを実行するために用いられる。別の実施形態では、ソフトウェア命令の代わりにまたはソフトウェア命令と組み合わせてハードワイヤード回路を用いても良い。よって、実施形態は、ハードウェア回路およびソフトウェアの組み合わせに限定されない。
【００８８】
上述したように、コンピュータ１０００は、少なくとも１つのコンピュータ読み取り可能な媒体１００１、または本発明の教示によりプログラムされた命令を保持しデータ構成、テーブル、記録、またはそこに記述される他のデータを含むためのメモリを備える。コンピュータ読み取り可能な媒体の一例として、コンパクトディスク、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、テープ、光磁気ディスク、ＰＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＦｌａｓｈＥＰＲＯＭ）、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＳＤＲＡＭ、または他の磁気媒体、コンパクトディスク（例えばＣＤ−ＲＯＭ）、またはコンピュータが読み取みとり可能な他の媒体が挙げられる。
【００８９】
本発明は、コンピュータ読み取り可能な媒体のいずれか１つまたは組み合わせに記憶されるソフトウェアであり、主処理部１００４を制御し、本発明を実施する１つ以上の装置を駆動し、かつメイン処理部１００４が人であるユーザとやりとりすることを可能にするソフトウェアを備える。こうしたソフトウェアは、装置ドライバー、オペレーティングシステム、開発ツール、およびアプリケーションソフトウェアを備えてもよいが、これらに限定されるものではない。こうしたコンピュータ読み取り可能な媒体は、更に、本発明を実施する際に行われる処理の全てまたは一部（もし、処理が阻害された場合）を行うために本発明のコンピュータプログラムプロダクトを備える。
【００９０】
本発明の媒体上のコンピュータコード要素は、解釈可能または実行可能なコードメカニズムであってもよく、そのコードメカニズムには、スクリプト、解釈可能なプログラム、ＤＬＬ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｌｉｎｋ Ｌｉｂｒａｒｉｙ）、Ｊａｖａ（登録商標）クラス、および完全に実行可能なプログラムが含まれるが、これらに限定されない。更に、本発明の処理の一部は、より良い性能、信頼性および／またはコストを目的として配布されてもよい。
【００９１】
本明細書で用いられる「コンピュータ読み取り可能な媒体」という言葉は、ＣＰＵ１００４に実行命令を与えることに関わる媒体を指す。コンピュータ読み取り可能な媒体は多くの形態をとってもよく、不揮発性媒体および揮発性媒体も含まれるが、これらに限定されない。不揮発性媒体は、例えば、大容量記憶部１００２または取り外し可能な媒体１００１などの、光ディスク、磁気ディスク、および光磁気ディスクを含む。揮発性媒体は、メモリ部１００３などの動的メモリを含む。
【００９２】
多様な形態のコンピュータ読み取り可能媒体が、実行用のＣＰＵ１００４に対する１つ以上の命令の１つ以上シーケンスの実行に関わってもよい。例えば、命令がまずリモートコンピュータの磁気ディスク上で実行されてもよい。バスＢに接続される入力は、データを受信しそのデータをバスＢ上に配置させられる。バスＢは、ＣＰＵ１００４が命令を検索して実行するメモリ部１００３にデータを届ける。メモリ部１００３により受信される命令は、ＣＰＵ１００４による実行の前または後に大容量記憶部１００２に光学的に記憶されてもよい。
【００９３】
コンピュータ１０００はまた、バスＢに接続される通信インターフェース１００５を備える。通信インターフェース１００４は、例えば、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）またはインターネットなどの別の通信ネットワークに接続される２方向のデータ通信を提供する。例えば、通信インターフェース１００５は、パケット交換ＬＡＮに取り付けるネットワークインターフェースカードであってもよい。別の例として、通信インターフェース１００５は、ＡＤＳＬ（Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｌｉｎｅ）カード、ＩＳＤＮ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）カード、または対応する種類の通信ラインにデータ通信接続を提供するモデムであってもよい。ワイヤレスリンクが実施されてもよい。このような実施では、通信インターフェース１００５は、各種情報を表すデジタルデータストリームを届ける電気的、電磁的、または光学的な信号を送受信する。
【００９４】
ネットワークは、通常、１つ以上のネットワークを介して他のデータ装置にデータ通信を提供する。例えば、ネットワークは、ローカルネットワーク（例えばＬＡＮ）を介して、または通信ネットワークを介して通信サービスを提供するサービスプロバイダにより操作される機器を介して、別のコンピュータへの接続を提供する。ローカルネットワークおよび通信ネットワークは、例えば、デジタルデータストリームを届ける電気的、電磁的、または光学的な信号とそれに伴う物理層（例えば、ＣＡＴ５ケーブル、同軸ケーブル、光学ファイバーなど）とを用いる。更に、ネットワークは、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）ラップトップコンピュータまたは携帯電話などの移動装置への接続を提供してもよい。
【００９５】
以上述べた少なくともひとつの実施形態の信号処理システム及び方法によれば、高時間分解能を実現しつつ、ＡＤＣによって生成されるデータ量を減少させ、データの記憶と管理に係る負荷を低減させることを可能にする。
【００９６】
特定の実施形態を説明してきたが、これらは一例として示されたものにすぎず、発明の範囲を限定するものではない。本明細書に記載された新しい方法およびシステムは様々な別の形態で具体化することができ、更に、本明細書に記載の方法およびシステムの形態の各種の削除、置換、変更、を本発明の趣旨の範囲内で行うことができる。別紙のクレームおよびその同等物は、本発明の趣旨と範囲内であるものとしてこうした形態や変形例をカバーするものとする。
【符号の説明】
【００９７】
２ ＡＤＣ
４ トリガーチェーン制御部
５ 内部トリガー検出部
６ ダンプ制御／デシメーション部
７ 出力段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサーが出力するアナログ信号を処理する信号処理システムであって、
前記アナログ信号を所定の分解能で複数のサンプルを含むデジタル信号に変換する少なくとも１つのアナログ‐デジタル変換器（ＡＤＣ）と、
前記デジタル信号を分析することにより、トリガー条件が満たされるかどうかを検出するトリガー検出部と、
前記トリガー検出部からのトリガー情報に基づいてイベントを検出し、前記イベントが検出される場合に時間情報を含むイベント情報を生成するイベント検出部と、
前記イベント情報に含まれる前記時間情報に基づいて１つ以上の時間ウィンドウを定義し、前記定義された１つ以上の時間ウィンドウに基づいて前記デジタル信号にデシメーションを行いデシメートされた信号を生成するデシメーション部と、
前記デシメートされた信号を出力する出力部と、
を備えることを特徴とする信号処理システム。
【請求項２】
前記少なくとも１つのＡＤＣは一対のＡＤＣを備え、各ＡＤＣは前記所定の分解能に対応する周波数の一部で動作し、
各ＡＤＣは、第１のＡＤＣが前記アナログ信号をサンプリングし、第２のＡＤＣが前記第１のＡＤＣが取得したサンプル間で前記アナログ信号の一部をサンプリングするように、インターリーブモードで動作することを特徴とする請求項１に記載の信号処理システム。
【請求項３】
前記一対のＡＤＣの組み合わせサンプリングレートは１ＧＨｚ以上であることを特徴とする請求項２に記載の信号処理システム。
【請求項４】
各ＡＤＣは５００ＭＨｚ以上のサンプリングレートを有することを特徴とする請求項２に記載の信号処理システム。
【請求項５】
前記少なくとも１つのＡＤＣは、一対のＡＤＣを備え、
前記信号処理システムは、各ＡＤＣが前記所定の分解能に対応する周波数の一部で動作するインターリーブモードと、前記一対のＡＤＣが独立したチャネルを処理する非インターリーブモードとの間で前記システムを切り替えるスイッチを更に有することを特徴とする請求項１に記載の信号処理システム。
【請求項６】
前記トリガー検出部は、前記デジタル信号内の所定数のデータポイントが所定の閾値を越えた場合に、前記トリガー条件が満たされたと判定することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の信号処理システム。
【請求項７】
前記トリガー検出部は、プログラム可能なトリガー条件に基づいて、前記トリガー条件が満たされるかどうかを検出することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の信号処理システム。
【請求項８】
前記トリガー検出部が前記デジタル信号に対してトリガー検出を行う前に、前記デジタル信号をデジタルフィルタリングするデジタルフィルタリング部を更に備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の信号処理システム。
【請求項９】
前記デジタルフィルタリング部はプログラム可能であることを特徴とする請求項８に記載の信号処理システム。
【請求項１０】
１つのＡＤＣのみの出力が前記トリガー検出部に伝えられることを特徴とする請求項２に記載の信号処理システム。
【請求項１１】
前記イベント検出部は、前記イベントの前記検出に応じて前記イベント情報を前記システムの外部の装置に出力することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載の信号処理システム。
【請求項１２】
前記イベント検出部は、前記イベントの前記検出に応じて、前記イベント情報を外部装置に出力し、前記外部装置は、前記アナログ信号に関連するアナログ信号を変換するＡＤＣを備えることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一つに記載の信号処理システム。
【請求項１３】
前記トリガー検出部は、前記デジタル信号の導関数または前記デジタル信号のローパスフィルタリングに基づいて、トリガー条件が満たされるか否かを検出することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一つに記載の信号処理システム。
【請求項１４】
前記デシメーション部は、１つ以上の異なるデシメーション要因を用いて、前記デジタル信号の１つ以上のセグメントにデシメーションを実行することを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一つに記載の信号処理システム。
【請求項１５】
前記出力部は、プログラム可能な時間ウィンドウを超える前記デジタル信号の積分に等しい値を出力することを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一つに記載の信号処理システム。
【請求項１６】
前記出力部は、２つのイベントの時間ウィンドウが重なることを示すパイルアップインジケータを出力することを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一つに記載の信号処理システム。
【請求項１７】
比較器と時間‐デジタル変換器とを更に備え、前記比較器および前記時間‐デジタル変換器は、前記アナログ信号内の前記イベントのリーディングエッジで取得される追加サンプリングポイントを提供することを特徴とする請求項１〜１６のいずれか一つに記載の信号処理システム。
【請求項１８】
前記デシメーション部は、前記アナログ信号内の前記イベントの前記リーディングエッジで取得される前記追加サンプリングポイントを受信し、前記追加サンプリングポイントに関する情報を前記出力部に送信し、前記追加サンプリングポイントは前記デシメートされた信号と共に出力されることを特徴とする請求項１７に記載の信号処理システム。
【請求項１９】
センサーが出力するアナログ信号を処理する方法であって、
少なくとも１つのアナログ‐デジタル変換器（ＡＤＣ）を用いて、前記アナログ信号を所定の分解能で複数のサンプルを含むデジタル信号に変換する変換ステップと、
前記デジタル信号を分析することによりトリガー条件が満たされるかどうかを検出し、前記トリガー条件が満たされる場合にトリガー情報を生成するトリガー検出ステップと、
前記トリガー条件が満たされる場合に生成されるトリガー情報に基づいて、イベントを検出し、前記イベントが検出される場合に、時間情報を含むイベント情報を生成するイベント検出ステップと、
前記イベント情報に含まれる前記時間情報に基づいて１つ以上の時間ウィンドウを定義し、前記定義された１つ以上の時間ウィンドウに基づいて前記デジタル信号にデシメーションを行いデシメートされた信号を生成するデシメーションステップと、
前記デシメートされた信号を出力する出力ステップと、
ことを含んだことを特徴とする方法。
【請求項２０】
前記変換ステップは、一対のＡＤＣを用いて、前記アナログ信号をデジタル信号に変換することを更に含み、各ＡＤＣは前記所定の分解能に対応する周波数の一部で動作し、各ＡＤＣは第１のＡＤＣが前記アナログ信号をサンプリングし、第２のＡＤＣが前記第１のＡＤＣが取得したサンプル間で前記アナログ信号の一部をサンプリングするように、インターリーブモードで動作することを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記一対のＡＤＣの組み合わせサンプリングレートは１ＧＨｚ以上であることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
各ＡＤＣは５００ＭＨｚ以上のサンプリングレートを有することを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記少なくとも１つのＡＤＣは、一対のＡＤＣを備え、
前記方法は、各ＡＤＣが前記所定の分解能に対応する周波数の一部で動作するインターリーブモードと、前記一対のＡＤＣが独立したチャネルを処理する非インターリーブモードとの間で前記システムを切り替える切替ステップを更に含んだことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２４】
前記検出ステップは、前記デジタル信号内の所定数のデータポイントが所定の閾値を越えた場合に、前記トリガー条件が満たされたと判定することを特徴とする請求項１９〜２３のいずれか一つに記載の方法。
【請求項２５】
前記検出ステップは、プログラム可能なトリガー条件に基づいて、前記トリガー条件が満たされるかどうか検出することを特徴とする請求項１９〜２４のいずれか一つに記載の方法。
【請求項２６】
前記デジタル信号を分析することにより前記トリガー条件が満たされるかどうかを検出する前記トリガー検出ステップの前に前記デジタル信号をデジタルフィルタリングするフィルタリングステップを更に含んだことを特徴とする請求項１９〜２５のいずれか一つに記載の方法。
【請求項２７】
前記デジタル信号にデジタルフィルタリングが行われるフィルタリングステップは、プログラム可能なデジタルフィルタリング部を用いて実行されることを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記トリガー条件が満たされるかどうかを検出するトリガー検出ステップは、１つのＡＤＣのみの出力に基づいて前記トリガー条件が満たされるかどうかを検出することを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２９】
前記検出ステップは、前記イベントの前記検出に応じて前記イベント情報を前記システム外部の装置に出力することを特徴とする請求項１９〜２８のいずれか一つに記載の方法。
【請求項３０】
前記検出ステップは、前記イベントの前記検出に応じて、前記イベント情報を外部装置に出力し、前記外部の装置は前記アナログ信号に関連するアナログ信号を変換するＡＤＣを備えることを特徴とする請求項１９〜２９のいずれか一つに記載の方法。
【請求項３１】
前記検出ステップは、前記デジタル信号の導関数または前記デジタル信号のローパスフィルタリングに基づいて、トリガー条件が満たされるか否かを検出することを特徴とする請求項１９〜３０のいずれか一つに記載の方法。
【請求項３２】
前記デシメーションを行うデシメーションステップは、１つ以上の異なるデシメーション要因を用いて、前記デジタル信号の１つ以上のセグメントにデシメーションを行うことを特徴とする請求項１９〜３１のいずれか一つに記載の方法。
【請求項３３】
前記出力ステップは、プログラム可能な時間ウィンドウを越える前記デジタル信号の積分に等しい値を出力することを特徴とする請求項１９〜３２のいずれか一つに記載の方法。
【請求項３４】
前記出力ステップは、２つのイベントの時間ウィンドウが重なることを示すパイルアップインジケータを出力することを特徴とする請求項１９〜３３のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１】
センサーが出力するアナログ信号を処理する信号処理システムであって、
前記アナログ信号を所定の分解能で複数のサンプルを含むデジタル信号に変換する少なくとも１つのアナログ‐デジタル変換器（ＡＤＣ）と、
前記デジタル信号を分析することにより、トリガー条件が満たされるかどうかを検出するトリガー検出部と、
前記トリガー検出部からのトリガー情報に基づいてイベントを検出し、前記イベントが検出される場合に時間情報を含むイベント情報を生成するイベント検出部と、
前記イベント情報に含まれる前記時間情報に基づいて１つ以上の時間ウィンドウを定義し、前記定義された１つ以上の時間ウィンドウに基づいて前記デジタル信号にデシメーションを行いデシメートされた信号を生成するデシメーション部と、
前記デシメートされた信号を出力する出力部と、
を備えることを特徴とする信号処理システム。
【請求項２】
前記少なくとも１つのＡＤＣは一対のＡＤＣを備え、各ＡＤＣは前記所定の分解能に対応する周波数の一部で動作し、
各ＡＤＣは、第１のＡＤＣが前記アナログ信号をサンプリングし、第２のＡＤＣが前記第１のＡＤＣが取得したサンプル間で前記アナログ信号の一部をサンプリングするように、インターリーブモードで動作することを特徴とする請求項１に記載の信号処理システム。
【請求項３】
前記一対のＡＤＣの組み合わせサンプリングレートは１ＧＨｚ以上であることを特徴とする請求項２に記載の信号処理システム。
【請求項４】
各ＡＤＣは５００ＭＨｚ以上のサンプリングレートを有することを特徴とする請求項２に記載の信号処理システム。
【請求項５】
前記少なくとも１つのＡＤＣは、一対のＡＤＣを備え、
前記信号処理システムは、各ＡＤＣが前記所定の分解能に対応する周波数の一部で動作するインターリーブモードと、前記一対のＡＤＣが独立したチャネルを処理する非インターリーブモードとの間で前記システムを切り替えるスイッチを更に有することを特徴とする請求項１に記載の信号処理システム。
【請求項６】
前記トリガー検出部は、前記デジタル信号内の所定数のデータポイントが所定の閾値を越えた場合に、前記トリガー条件が満たされたと判定することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の信号処理システム。
【請求項７】
前記トリガー検出部は、プログラム可能なトリガー条件に基づいて、前記トリガー条件が満たされるかどうかを検出することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の信号処理システム。
【請求項８】
前記トリガー検出部が前記デジタル信号に対してトリガー検出を行う前に、前記デジタル信号をデジタルフィルタリングするデジタルフィルタリング部を更に備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の信号処理システム。
【請求項９】
前記デジタルフィルタリング部はプログラム可能であることを特徴とする請求項８に記載の信号処理システム。
【請求項１０】
１つのＡＤＣのみの出力が前記トリガー検出部に伝えられることを特徴とする請求項２に記載の信号処理システム。
【請求項１１】
前記イベント検出部は、前記イベントの前記検出に応じて前記イベント情報を前記システムの外部の装置に出力することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載の信号処理システム。
【請求項１２】
前記イベント検出部は、前記イベントの前記検出に応じて、前記イベント情報を外部装置に出力し、前記外部装置は、前記アナログ信号に関連するアナログ信号を変換するＡＤＣを備えることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一つに記載の信号処理システム。
【請求項１３】
前記トリガー検出部は、前記デジタル信号の導関数または前記デジタル信号のローパスフィルタリングに基づいて、トリガー条件が満たされるか否かを検出することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一つに記載の信号処理システム。
【請求項１４】
前記デシメーション部は、１つ以上の異なるデシメーション要因を用いて、前記デジタル信号の１つ以上のセグメントにデシメーションを実行することを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一つに記載の信号処理システム。
【請求項１５】
前記出力部は、プログラム可能な時間ウィンドウを超える前記デジタル信号の積分に等しい値を出力することを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一つに記載の信号処理システム。
【請求項１６】
前記出力部は、２つのイベントの時間ウィンドウが重なることを示すパイルアップインジケータを出力することを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一つに記載の信号処理システム。
【請求項１７】
比較器と時間‐デジタル変換器とを更に備え、前記比較器および前記時間‐デジタル変換器は、前記アナログ信号内の前記イベントのリーディングエッジで取得される追加サンプリングポイントを提供することを特徴とする請求項１〜１６のいずれか一つに記載の信号処理システム。
【請求項１８】
前記デシメーション部は、前記アナログ信号内の前記イベントの前記リーディングエッジで取得される前記追加サンプリングポイントを受信し、前記追加サンプリングポイントに関する情報を前記出力部に送信し、前記追加サンプリングポイントは前記デシメートされた信号と共に出力されることを特徴とする請求項１７に記載の信号処理システム。
【請求項１９】
センサーが出力するアナログ信号を処理する方法であって、
少なくとも１つのアナログ‐デジタル変換器（ＡＤＣ）を用いて、前記アナログ信号を所定の分解能で複数のサンプルを含むデジタル信号に変換する変換ステップと、
前記デジタル信号を分析することによりトリガー条件が満たされるかどうかを検出し、前記トリガー条件が満たされる場合にトリガー情報を生成するトリガー検出ステップと、
前記トリガー条件が満たされる場合に生成されるトリガー情報に基づいて、イベントを検出し、前記イベントが検出される場合に、時間情報を含むイベント情報を生成するイベント検出ステップと、
前記イベント情報に含まれる前記時間情報に基づいて１つ以上の時間ウィンドウを定義し、前記定義された１つ以上の時間ウィンドウに基づいて前記デジタル信号にデシメーションを行いデシメートされた信号を生成するデシメーションステップと、
前記デシメートされた信号を出力する出力ステップと、
ことを含んだことを特徴とする方法。
【請求項２０】
前記変換ステップは、一対のＡＤＣを用いて、前記アナログ信号をデジタル信号に変換することを更に含み、各ＡＤＣは前記所定の分解能に対応する周波数の一部で動作し、各ＡＤＣは第１のＡＤＣが前記アナログ信号をサンプリングし、第２のＡＤＣが前記第１のＡＤＣが取得したサンプル間で前記アナログ信号の一部をサンプリングするように、インターリーブモードで動作することを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記一対のＡＤＣの組み合わせサンプリングレートは１ＧＨｚ以上であることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
各ＡＤＣは５００ＭＨｚ以上のサンプリングレートを有することを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記少なくとも１つのＡＤＣは、一対のＡＤＣを備え、
前記方法は、各ＡＤＣが前記所定の分解能に対応する周波数の一部で動作するインターリーブモードと、前記一対のＡＤＣが独立したチャネルを処理する非インターリーブモードとの間で前記システムを切り替える切替ステップを更に含んだことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２４】
前記検出ステップは、前記デジタル信号内の所定数のデータポイントが所定の閾値を越えた場合に、前記トリガー条件が満たされたと判定することを特徴とする請求項１９〜２３のいずれか一つに記載の方法。
【請求項２５】
前記検出ステップは、プログラム可能なトリガー条件に基づいて、前記トリガー条件が満たされるかどうか検出することを特徴とする請求項１９〜２４のいずれか一つに記載の方法。
【請求項２６】
前記デジタル信号を分析することにより前記トリガー条件が満たされるかどうかを検出する前記トリガー検出ステップの前に前記デジタル信号をデジタルフィルタリングするフィルタリングステップを更に含んだことを特徴とする請求項１９〜２５のいずれか一つに記載の方法。
【請求項２７】
前記デジタル信号にデジタルフィルタリングが行われるフィルタリングステップは、プログラム可能なデジタルフィルタリング部を用いて実行されることを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記トリガー条件が満たされるかどうかを検出するトリガー検出ステップは、１つのＡＤＣのみの出力に基づいて前記トリガー条件が満たされるかどうかを検出することを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２９】
前記検出ステップは、前記イベントの前記検出に応じて前記イベント情報を前記システム外部の装置に出力することを特徴とする請求項１９〜２８のいずれか一つに記載の方法。
【請求項３０】
前記検出ステップは、前記イベントの前記検出に応じて、前記イベント情報を外部装置に出力し、前記外部の装置は前記アナログ信号に関連するアナログ信号を変換するＡＤＣを備えることを特徴とする請求項１９〜２９のいずれか一つに記載の方法。
【請求項３１】
前記検出ステップは、前記デジタル信号の導関数または前記デジタル信号のローパスフィルタリングに基づいて、トリガー条件が満たされるか否かを検出することを特徴とする請求項１９〜３０のいずれか一つに記載の方法。
【請求項３２】
前記デシメーションを行うデシメーションステップは、１つ以上の異なるデシメーション要因を用いて、前記デジタル信号の１つ以上のセグメントにデシメーションを行うことを特徴とする請求項１９〜３１のいずれか一つに記載の方法。
【請求項３３】
前記出力ステップは、プログラム可能な時間ウィンドウを越える前記デジタル信号の積分に等しい値を出力することを特徴とする請求項１９〜３２のいずれか一つに記載の方法。
【請求項３４】
前記出力ステップは、２つのイベントの時間ウィンドウが重なることを示すパイルアップインジケータを出力することを特徴とする請求項１９〜３３のいずれか一つに記載の方法。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−２２５９２６（Ｐ２０１２−２２５９２６Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−９７０８４（Ｐ２０１２−９７０８４）
【出願日】平成２４年４月２０日（２０１２．４．２０）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年４月２０日（２０１２．４．２０）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【Ｆターム（参考）】
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