[發(fā)明專利]一種針對PET符合系統(tǒng)的測試方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110123488.3
• 申請日: 2011-05-13
• 公開（公告）號: CN102772217A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張騁;謝舒平;李弋可;俞王新
• 申請（專利權(quán)）人: 上海生物醫(yī)學(xué)工程研究中心
• 主分類號: A61B6/03
• 分類號: A61B6/03;G01T1/16;G01T1/29
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所 31219
• 代理人: 李儀萍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于核醫(yī)學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種針對PET符合系統(tǒng)的測試方法及裝置。

背景技術(shù)

醫(yī)學(xué)中的PET(Positron?emission?tomography，正電子發(fā)射斷層掃描)系統(tǒng)主要由探測器環(huán)模塊、前端電子線路系統(tǒng)、符合處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、機(jī)電控制系統(tǒng)、校正系統(tǒng)和相應(yīng)的圖像重建和圖像處理軟件系統(tǒng)等構(gòu)成。其中探測器環(huán)模塊是由閃爍體、光電器件所組成，它的功能是探測正電子湮滅時所轉(zhuǎn)換成的一對伽瑪光子所分別命中的環(huán)上晶體條的位置，并把這些位置信號轉(zhuǎn)換成電信號，連帶伽瑪光子的能量信息和到達(dá)時刻的時間信息一起送到后續(xù)的前端電子線路系統(tǒng)中去；前端電子線路系統(tǒng)是由放大器、線性相加、ADC、位置表和能量表等組成；由前端電子線路系統(tǒng)輸出的定位數(shù)據(jù)、定時數(shù)據(jù)和“事例”有效性數(shù)據(jù)一起送入后面的符合處理系統(tǒng)；符合處理系統(tǒng)的功能是確定符合，即判斷一對伽瑪光子是否是由一次湮滅事例所發(fā)出的，也即去掉偶然符合事例，選出真實(shí)的符合事例；此后把選出的真實(shí)符合事例所命中的兩個探測器點(diǎn)的坐標(biāo)經(jīng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)傳到主控制臺的計算機(jī)系統(tǒng)。計算機(jī)和工作站及相應(yīng)的各個軟件包完成數(shù)據(jù)采集、校正、系統(tǒng)監(jiān)控、圖像重建和圖像處理，并結(jié)合醫(yī)用計算機(jī)實(shí)現(xiàn)臨床上的各種操作和診斷要求。

在PET系統(tǒng)中，探測器對伽瑪射線進(jìn)行探測從而獲得其全部信息，包括位置、時間和能量。符合系統(tǒng)則根據(jù)每個伽瑪射線事件的時間進(jìn)行甄別，將由同一個正電子湮滅產(chǎn)生的一對伽瑪射線遴選出來。每個事件能量的一致性取決于其在傳播的路徑上是否發(fā)生了散射，這對最后的成像至關(guān)重要。符合系統(tǒng)對能量做進(jìn)一步的判斷更有利于提高成像的質(zhì)量。但是由于放射源產(chǎn)生伽瑪射線的時間和位置都是隨機(jī)的，而且伽瑪射線的位置、時間和能量信息更依賴于探測器的精度，傳統(tǒng)的符合系統(tǒng)測試無法獨(dú)立判斷符合系統(tǒng)的性能指標(biāo)，對于符合系統(tǒng)設(shè)計中出現(xiàn)的問題更是無法精確的定位。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種針對PET符合系統(tǒng)的測試方法以及依據(jù)該方法設(shè)計的測試裝置；上述測試裝置和方法均可以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立判斷符合系統(tǒng)的性能指標(biāo)，對符合系統(tǒng)設(shè)計中出現(xiàn)的問題進(jìn)行精確的定位。

一種針對PET符合系統(tǒng)的測試方法包括以下步驟：

步驟一，PC機(jī)將存放的伽瑪射線的數(shù)據(jù)信息發(fā)送給數(shù)字回放板；所述數(shù)據(jù)信息包括時間、位置和能量信息；

步驟二，數(shù)字回放板接收并處理PC機(jī)發(fā)送的伽瑪射線的數(shù)據(jù)信息，輸出測試信號給符合系統(tǒng)作符合判斷。其具體實(shí)現(xiàn)方式為：所述數(shù)字回放板包括FPGA芯片及其外圍電路；所述FPGA芯片內(nèi)設(shè)延時鏈，所述延時鏈將伽瑪射線的時間信息發(fā)送給符合系統(tǒng)；所述伽瑪射線的位置和能量信息通過并串轉(zhuǎn)化后輸出給符合系統(tǒng)。

所述步驟二中，延時鏈的工作方法為：延時鏈中的FIFO模塊通過PC機(jī)端的串口與PC機(jī)相連，F(xiàn)IFO模塊作為PC向數(shù)字回放板發(fā)送的伽瑪射線數(shù)據(jù)信息的緩沖區(qū)；延時鏈中的延遲模塊與FIFO模塊的輸出端相連，F(xiàn)IFO輸出的伽瑪射線時間信息(二進(jìn)制碼)通過它轉(zhuǎn)變?yōu)镻ET符合系統(tǒng)接收到的多通道脈沖電平；延時鏈中并聯(lián)的檢波器的輸入端分別與所述延遲模塊相連，各個檢波器的輸出信號通過或邏輯門進(jìn)行邏輯或運(yùn)算，得出延時鏈的輸出脈沖。

所述步驟二中，所述外圍電路還包括開關(guān)，時鐘振蕩器，它們與所述FPGA芯片相連，作為重現(xiàn)伽瑪射線的時間脈沖、發(fā)出位置、及能量信息的基準(zhǔn)時鐘。通過調(diào)整伽瑪射線的時間脈沖的寬度來調(diào)節(jié)符合系統(tǒng)中判斷時間窗的大小。

根據(jù)上述針對PET符合系統(tǒng)的測試方法，本發(fā)明設(shè)計了一種針對PET符合系統(tǒng)的測試裝置：包括PC機(jī)，數(shù)字回放板；所述PC機(jī)用以存放、發(fā)送伽瑪射線的數(shù)據(jù)信息；所述PC機(jī)通過PC端的串口與所述數(shù)字回放板相連；所述數(shù)據(jù)信息包括時間、位置和能量信息；所述數(shù)字回放板與PC機(jī)相連，用以接收并處理PC機(jī)發(fā)送的伽瑪射線的數(shù)據(jù)信息，輸出測試信號給符合系統(tǒng)作符合判斷；所述數(shù)字回放板包括FPGA芯片及其外圍電路；所述FPGA芯片內(nèi)設(shè)有延時鏈，所述延時鏈用以將伽瑪射線的時間脈沖發(fā)送給符合系統(tǒng)；所述伽瑪射線的位置和能量信息通過并串轉(zhuǎn)化后輸出給符合系統(tǒng)。

上述裝置中，所述外圍電路包括開關(guān)，時鐘振蕩器；所述開關(guān)與所述FPGA芯片相連，用以調(diào)整伽瑪射線的時間脈沖的寬度，進(jìn)而調(diào)節(jié)符合系統(tǒng)中判斷時間窗的大??；所述時鐘振蕩器與所述FPGA芯片相連，用以作為重現(xiàn)伽瑪射線的時間脈沖、發(fā)出位置、及能量信息的基準(zhǔn)時鐘。