[發明專利]一種閃爍脈沖數字化的方法及裝置

有效

• 申請號: 201210350796.4
• 申請日: 2012-09-20
• 公開（公告）號: CN102843139A
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發明（設計）人: 謝慶國;奚道明;溫惠華;劉祥;劉葦
• 申請（專利權）人: 蘇州瑞派寧科技有限公司
• 主分類號: H03M1/12
• 分類號: H03M1/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及正電子發射斷層成像設備領域，尤其涉及一種正電子發射斷層成像設備中閃爍脈沖采集與處理的方法及裝置。

背景技術

正電子發射斷層成像（Positron?Emission?Tomography，全文均簡稱PET）通過捕捉人體內因正子湮滅而發出的gamma光子獲取以正電子核素為標記的示蹤劑在人體內的分布情況，進而獲取臟器功能，代謝等病理生理特征。獲取gamma光子所攜帶的能量、位置以及時間信息的準確性直接影響到系統成像的性能。閃爍脈沖采集與處理單元是PET系統中的關鍵核心部件，主要功能為處理前端探測器形成的閃爍脈沖，獲取gamma光子所攜帶的能量、位置以及時間信息。為了保證PET系統的性能，希望所使用的閃爍脈沖采集與處理單元，具有精度高，性能穩定，便于實時校正、集成度高等特點。

現有的閃爍脈沖采集與處理單元多由模擬電路和數字電路構成的混合系統，閃爍脈沖信息的提取多為模擬電路，數字電路主要用來對相應信息的采集、存儲與傳輸。以這種閃爍脈沖采集與處理單元實現的PET系統難以進行實時校正，對工作環境要求嚴格。

設計實現全數字化的PET系統，可以有效的解決上述問題。要實現全數字化PET系統，首先需要實現閃爍脈沖采集與處理單元的全數字化。在全數字化閃爍脈沖采集與處理單元的設計與實現方面，Qingguo?Xie等人提出了一種基于先驗知識的閃爍脈沖數字化方法與裝置（Xie,Q.and?Kao,C.M.and?Wang,X.and?Guo,N.and?Zhu,C.and?Frisch,H.and?Moses,W.W.and?Chen,C.T.,“Potentials?of?digitally?sampling?scintillation?pulses?in?timing?determination?in?PET”,IEEE?Transactions?on?Nuclear?Science,vol.56?pp.2607-2613?2009）。該方法通過閾值比較器與時間數字化器件獲取脈沖越過設定閾值時的時間實現閃爍脈沖時間軸上的稀疏采樣，利用獲取的采樣數據，根據閃爍脈沖的模型對閃爍脈沖進行重建，通過重建后的閃爍脈沖提取其所攜帶的信息。這種方法為閃爍脈沖數字化的實現提供了一種低成本的解決方案。增加閾值數可以獲得更多的采樣數據，提升脈沖重建的準確性，提高相關信息提取的精度。但閾值數的增加同樣意味著系統中需要更多的閾值比較器，將會極大的增加系統功耗，降低系統集成度，提高系統成本。

因此，針對現有的閃爍脈沖采集與處理技術中存在的問題，有必要提供一種新的數字化閃爍脈沖采集與處理的方法與裝置，以克服現有技術中閃爍脈沖采集與處理單元的缺陷。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種能避免使用比較器、提高裝置集成度、降低系統功耗的閃爍脈沖數字化的方法與裝置。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種閃爍脈沖數字化的方法，其步驟如下：

（1）根據閃爍脈沖特點設置n個閾值電壓V_th，其中，n為大于1小于512的整數；

（2）由n個低壓差分信號接收端口構成電壓比較單元，當待采樣脈沖越過步驟（1）中設置的任意一個閾值時，該電壓比較單元將會輸出一狀態跳變以及該狀態跳變所對應的閾值電壓；其中所述低壓差分信號接收端口用于實現閃爍脈沖與閾值電壓的比較；

（3）利用時間數字轉換器對步驟（2）中的狀態跳變的時間進行數字化采樣；同時識別該狀態跳變對應的閾值電壓，獲得閃爍脈沖電壓時間對，完成閃爍脈沖的數字化。

優選的，在上述閃爍脈沖數字化的方法中，所述步驟（1）中閾值電壓V_th的設置標準為：確定待采樣閃爍脈沖幅值范圍，根據待采樣脈沖的幅值選擇閾值電壓，使得閾值電壓均位于待采樣閃爍脈沖的幅值范圍之內。

優選的，在上述閃爍脈沖數字化的方法中，所述步驟（1）中閾值電壓V_th的設置標準為：確定待采樣閃爍脈沖幅值范圍，根據待采樣脈沖的幅值選擇閾值電壓，使得所設置的閾值電壓中至少有一個閾值位于待采樣閃爍脈沖的幅值范圍之內。

優選的，在上述閃爍脈沖數字化的方法中，所述步驟（2）中低壓差分信號接收端口也可為正極性射極耦合邏輯信號接收端口或射極耦合邏輯信號接收端口或電流模式邏輯信號接受端口或微型低電壓差分信號接受端口或低擺幅差分信號接受端口或總線型低壓差分信號接受端口。

優選的，在上述閃爍脈沖數字化的方法中，所述步驟（2）中低壓差分信號接收端口也可為具有正負輸入端并通過正負輸入端電壓差判斷信號邏輯狀態的數字信號接受端口。