[發明專利]一種數字PET系統

在審

• 申請號: 201810242260.8
• 申請日: 2018-03-22
• 公開（公告）號: CN108324308A
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發明（設計）人: 奚道明;吳杰;劉葦;陳瑞;曾晨;張鵬飛;謝慶國
• 申請（專利權）人: 蘇州瑞邁斯醫療科技有限公司
• 主分類號: A61B6/03
• 分類號: A61B6/03
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種數字PET系統，其具有時鐘分配裝置、若干個PET探測器模塊、交換機、計算機和生理信號探頭，生理信號探頭與時鐘分配裝置通信連接，時鐘分配裝置與多個PET探測器模塊通信連接，PET探測器模塊與交換機通信連接，時鐘分配裝置與交換機通信連接，交換機與計算機通信連接；每個PET探測器模塊均包括閃爍脈沖探頭、采集子卡和FPGA母板，閃爍脈沖探頭通過采集子卡、FPGA母板與時鐘分配裝置連接，采集子卡包括FPGA子卡、運算放大電路以及數字?模擬轉換電路，FPGA子卡分別與運算放大電路和數字?模擬轉換電路通信連接，運算放大電路分別與采集子卡以及閃爍脈沖探頭通信連接。本發明能以特定的生理信號為觸發信號實現PET系統的門控采樣，結構簡單，擴展性強。

技術領域

本發明涉及醫療器械領域，更具體地涉及一種數字PET(Positron EmissionTomography,正電子發射斷層成像)系統。

背景技術

PET系統是一種非侵入式的造影設備，它通過探測活體內攝入放射性示蹤劑的分布，無創、動態地評估生物體內各種器官的代謝水平、生化反應、功能活動和灌注。作為當今核醫學診斷和研究的尖端技術，PET系統在腫瘤、心血管、神經系統等的早期診斷、療效評估以及基礎研究等領域有著獨特的應用價值。

傳統的PET系統用閃爍晶體陣列和光電倍增管組成的探頭將正電子湮滅釋放出的伽馬光子轉換為閃爍脈沖，再使用數字信號處理電路得到閃爍脈沖的能量信息和位置信息(包括晶體條的X和Y信息、晶體編號、能量有效標志等)，使用模擬信號處理電路將閃爍脈沖轉換為觸發信號，觸發信號為方波，方波的上升沿可表示閃爍脈沖到達時間。數字和模擬信號處理電路的輸出連接到符合板對采集的閃爍脈沖進行配對，過濾掉不能配對的事件，得到真實符合事件。當閃爍晶體陣列數目增多時，符合板的設計會變得相當復雜。同時，由于傳統的PET系統采用了光電倍增管作為光電轉換器件，光電倍增管需要上千伏特的高壓驅動，供電設計復雜，體積大，成本昂貴，與磁場不兼容，信號讀出電路復雜，同時使用光電倍增管實現的閃爍脈沖探頭計數率不夠高，計數率不夠高將會直接影響圖像重建的質量。

圖1為根據現有技術的一種PET系統，包括以下幾個部分：探頭，由閃爍脈沖陣列和光電倍增管組成，用以將伽馬光子轉換為閃爍脈沖；數字板，對探頭輸出的閃爍脈沖放大、整形后進行AD轉換，處理轉換后的數字信號并得出探測到事件的能量及位置信息，在全局時鐘的支配下多塊數字板將事件的能量及位置信息送給后端的符合電路板進行符合判選；模擬板，在閃爍脈沖的511kev電子伏峰位到來之時產生一個門控使能信號，該信號為TTL方波(晶體管-晶體管邏輯集成電路，transistor-transistor logic，簡稱TTL)，上升沿表示閃爍脈沖到來時間，用來觸發符合電路板的事件符合過程；符合電路板，用來將數字板匯總信號處理電路傳入的事件信息中所發生的符合事例挑選出來，將符合事例通過TCP/IP協議或UDP協議(user datagram protocol，用戶數據報協議，簡稱UDP協議)傳輸到后端數據處理系統；時鐘分配裝置，用來提供全局統一時鐘和全局復位信號；數據處理系統，用于數據分析，圖像重建和處理。這種數字PET系統的閃爍脈沖采樣以及數字信號的處理在時間上是連續的，即探測器連續不斷的進行閃爍脈沖采樣，PET系統處理所有采集到的數據，在一段較長的時間內成像，再從成像結果里篩選出醫生感興趣的圖像。

數字化的PET系統能夠有效解決傳統PET系統容易受環境干擾，校正困難的問題，同時引入數字信號處理技術也帶來多種優勢，是目前PET儀器設計的熱點方向。數字PET系統使用多個探測器對閃爍脈沖進行采樣，探測器采集到的數據傳輸到計算機，再利用相應的數據處理系統對采集的數據進行處理，篩選出符合事件，獲取閃爍脈沖的時間和能量信息。