[發明專利]PET成像系統的環形拓撲結構及其實現方法

有效

• 申請號: 201310064672.4
• 申請日: 2013-03-01
• 公開（公告）號: CN103099639A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 吳和宇;張輝;王毅;居小平
• 申請（專利權）人: 江蘇中惠醫療科技股份有限公司
• 主分類號: A61B6/03
• 分類號: A61B6/03
• 代理公司: 揚州市錦江專利事務所 32106
• 代理人: 江平

技術領域

本發明涉及PET，PET/CT，PET/MR醫學成像系統的基本拓撲結構，以及這種基本結構的實現方法。

背景技術

PET是一種核醫學功能成像的儀器，因為可以迅速準確診斷癌癥細胞群，特別是早期癌癥。是腫瘤、心血管疾病和神經類疾病的診療的好工具而迅速應用于臨床。作為一個大型放射性測量系統，成像的測量的探測器單元數以萬、十萬計，通過探測器設計通道數降到千計，為了獲得成像效果：數分鐘內，至少獲得千萬個符合事件，判選和放棄數千萬個非符合的單舉事件的能力，只能采取分布式的采集模式。

星型結構是目前的PET系統通常采用的采集模式。每個探測器的信號經過放大成型后，均有獨立的AD轉化為數字信息，多路AD數據匯聚到一個集中的處理單元（front-end），進行處理以判斷有用的全能峰事件，并解析射線在最小成像單元的位置；把所有處理單元事件匯集到一個中心處理單元，也即符合處理單元，對符合事件集中進行判選和輸出。

星型的拓撲結構是自然的邏輯結果，把分布式的信息集中處理和輸出。但是這種結構往往在設計完成時，成像系統是單一的固定的，是在硬件上完全無法改變的體系。在中心處理單元接收信息的分支數目，分支的信息容量即處理的探測器單元數目已經固定，任何硬件上的少許改動就會涉及整個PET系統的全新設計。當發展高性能的PET系統時面臨的極大硬件的IO時，中心處理單元也面臨極大的處理能力的挑戰和數據帶寬的挑戰。

發明內容

本發明目的是提供一種可降低符合模塊的處理工作量和增加硬件IO的通道數目，隨意增減系統射線探測器處理容量，從而方便地生產三環、四環、五環和六環系統的PET成像系統的拓撲結構的實現方法。

PET系統的事件符合判選由分布式的一系列符合模塊來完成，這些符合模塊被串聯成一個環形結構，每個符合模塊就是鏈路上的一個節點模塊；環形結構中至少一個濾出節點模塊，完成符合事件的取出。

具體方法是：多組探測器的電子學信號匯聚到一個事件處理模塊，在事件處理模塊完成信號的成形，數字化和數字分析，選取全能峰事件；多個事件處理模塊的信息輸出匯聚到一個節點模塊，在節點模塊中進行事件符合判選；復雜系統采用多個事件處理模塊加符合模塊形成星型分支，再將各分支的符合模塊級串形成環形加星型的結構，一個簡單的成像系統中事件處理模塊功能和符合模塊功能結合在一起形成節點模塊，級串形成單一環形結構。

本發明的拓撲結構包括用于接收和處理來自多路射線探測器信號的事件處理模塊、接收多路事件處理模塊的事件符合檢測節點模塊、至少一個符合事件濾出節點模塊；

所述各節點模塊和濾出節點模塊依次地由總線或點對點數據傳輸串接起來形成一個閉合環型結構，數據信息在探測器上產生，先匯聚到事件處理模塊，在進一步匯聚到節點模塊進入環形結構，并在環形結構中循環流動；

每個節點模塊緩存匯聚到本節點模塊上的信息以用于符合檢測，還將本節點模塊上的信息直接發給下個節點模塊，使本節點的信息在環形結構中流動；

每個節點模塊對來自本節點模塊的信息或來自上個節點模塊的過時的信息進行判斷和刪除，并禁止將已刪除的信息繼續傳送，平衡和減少不斷進入環內的數據量；

每個節點模塊對來自上個節點模塊的事件信息與本節點模塊的事件信息進行時間判選，并將同時出現在符合時間窗口內的兩個事件判斷為符合事件，然后將符合事件的信息進行標記；

每個節點模塊將符合事件的信息，或者沒有過期的來自上個節點模塊的單舉事件信息傳向下一個節點模塊，讓符合事件傳向符合事件濾出節點，讓單舉事件有機會跟更多節點上的事件進行符合判選；

所述濾出節點檢出符合標記事件信息，并禁止檢出的符合標記事件信息繼續傳輸至下一個節點模塊，并將該符合事件信息傳遞到數據采集的計算機上。

本發明工作原理：各射線探測器的信號經過AD轉化匯聚到事件處理模塊（front-end功能模塊），經事件處理模塊處理后實現了信號全能峰判選和探測晶體位置的解析；多個事件處理模塊的事件信息匯集到一個符合節點模塊，由許多節點模塊串聯形成的信號傳輸環路，事件與事件的符合判選在環路上完成；節點將符合的新信息發至下一個節點模塊，即符合數據在環內循環，直至到達具有檢出符合標記事件信息、并將檢出的符合標記事件信息傳輸到相連的計算中心上的濾出節點模塊而終止，被濾出的符合事件信息則在計算中心控制下再傳輸至PET系統的檢測和控制功能模塊；在事件處理模塊篩選的事件是單舉事件，單舉事件匯入節點時會緩存一份拷貝，保留到檢出符合或成為過時為止，另一份拷貝被注入環中循環直至檢出符合或成為過時為止。