[發明專利]用于醫療成像系統的時間至數字轉換器

有效

• 申請號: 201310248481.3
• 申請日: 2013-06-21
• 公開（公告）號: CN103505236B
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發明（設計）人: M.D.弗里斯;J.維登;P.霍爾特曼
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: A61B6/03
• 分類號: A61B6/03
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 姜甜,王忠忠

技術領域

本文描述的主題一般涉及醫療成像系統，更具體地來說涉及醫療成像系統中利用的時間至數字轉換器（TDC）。

背景技術

稱為“放射性藥劑”的放射性示蹤劑常常被用來執行醫療成像。隨著放射性示蹤劑衰變，放射性示蹤劑發射正電子。正電子在遇到電子之前行進非常短的距離，并且當發生此情況時，正電子被湮滅，并轉換成兩個湮滅光子或伽馬射線。此湮滅表征以與正電子發射層析（PET）成像系統相關的兩個特征。首先，每個伽馬射線具有511 keV的能量，以及其次，兩個伽馬射線指向幾乎相反方向。通過確定視場內每個位置處此類湮滅的數量來生成圖像。

為了生成圖像，至少一種公知的PET成像系統包括檢測器環組裝件，該檢測器環組裝件將每個511 keV光子的能量轉換成光傳感器感測到的閃光（閃爍光子）。吻合檢測電路連接到檢測器并僅記錄位于患者的相反兩側的檢測器大約同時檢測到的那些光子，稱為吻合事件。

為了精確地確定吻合事件和由此獲得用于生成圖像的有用信息，PET成像系統利用定時電路精確地標識和記錄檢測器處接收到光子的時間。這些定時電路典型地包括數字計數器和數字計數器鎖存器，無論何時，只要檢測到光子，這些數字計數器鎖存器則同時從數字計數器接收計數信號以及從檢測器接收脈沖信號。基于這些計數信號，計數器鎖存器利用指示接收到這些脈沖信號所在的時間來有效地對這些脈沖信號標以時間戳，并輸出此信息以供PET成像系統在確定吻合事件時使用。但是，公知的定時電路（包括數字計數器）相對復雜且可能導致制造成本上的增加。

發明內容

在一個實施例中，提供一種定時電路。該定時電路包括第一串行化器/解串行化器（SERDES）、第二SERDES和時間戳計算器，第一串行化器/解串行化器（SERDES）配置成從成像系統接收并行率時鐘信號和系統時鐘開始信號并生成第一輸出，第二SERDES配置成接收基于來自醫療成像系統的輸出的停止信號和并行率時鐘信號并生成第二輸出，時間戳計算器配置成利用第一輸出和第二輸出生成時間戳。還描述一種醫療成像系統和操作定時電路的方法。

在另一個實施例中，提供一種操作包括現場可編程門陣列的成像系統的方法。該方法包括，在第一串行化器/解串行化器（SERDES）接收電路處接收并行率時鐘和時間至數字（TDC）開始信號，并使用第一SERDES接收電路生成表示TDC開始信號的前沿（leading edge）位置的第一并行字，在第二SERDES接收電路處接收并行率時鐘和TDC停止信號，并使用第二SERDES接收電路生成表示TDC停止信號的前沿位置的第二并行字，在第一前沿檢測電路處接收并行率時鐘和TDC開始信號，并生成TDC開始沿已發現信號和表示TDC開始信號中第一非零或第一零比特位置的編碼的值，在第二前沿檢測電路處接收并行率時鐘和TDC停止信號，并生成TDC停止沿已發現信號和表示TDC停止信號中第一非零或第一零比特位置的編碼的值，在第一二進制計數器電路處接收并行率時鐘、TDC開始沿已發現信號和TDC停止沿已發現信號，并生成表示自激活TDC開始信號起已逝去的并行率時鐘周期的數量的二進制計數以生成TDC開始信號轉換，在第二二進制計數器電路處接收并行率時鐘、TDC停止沿已發現信號，并生成表示自激活TDC停止信號起已逝去的并行率時鐘周期的數量的二進制計數以生成TDC停止信號轉換，然后從TDC開始信號轉換減去TDC停止信號轉換以生成時間戳。

在又一個實施例中，提供一種成像系統。該成像系統包括臺架支承的多個檢測器、耦合到這些檢測器的多個采集電路和被利用以對事件檢測信號設置時間戳的現場可編程門陣列（FPGA），其中這些采集電路提供事件檢測信號。該現場可編程門陣列編程為包括第一串行化器/解串行化器（SERDES）、第二SERDES和時間戳計算器，第一串行化器/解串行化器（SERDES）配置成從成像系統接收并行率時鐘信號和系統時鐘開始信號并生成第一輸出，第二SERDES配置成接收基于來自醫療成像系統的輸出的停止信號并生成第二輸出，時間戳計算器配置成利用第一輸出和第二輸出生成時間戳。

附圖說明

圖1是根據實施例的正電子發射層析（PET）檢測器組裝件的透視圖。

圖2是根據實施例形成的檢測器單元的透視圖。

圖3是根據多種實施例形成的時間至數字（TDC）轉換器的示意圖示。

圖4是根據多種實施例形成的示范時鐘的示意圖示。

圖5是根據多種實施例形成的PET系統的示意圖。

具體實施方式