[發(fā)明專利]一種雙時步PET系統(tǒng)成像裝置與方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911399082.0
• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN111123343B
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄧貞宙;趙欣;周凱
• 申請（專利權(quán)）人: 南昌大學(xué)
• 主分類號: G01T1/164
• 分類號: G01T1/164;A61B6/03
• 代理公司: 南昌青遠專利代理事務(wù)所(普通合伙) 36123
• 代理人: 涂志剛

本發(fā)明涉及一種雙時步PET系統(tǒng)成像裝置與方法，包括以下步驟：伽瑪光子打到閃爍晶體上通過光電轉(zhuǎn)換器件后，獲得閃爍電信號；通過時鐘分頻處理對有源晶振輸出的時鐘信號進行分頻處理，獲得分頻后的時鐘信號；通過電阻網(wǎng)絡(luò)將分頻后的時鐘信號發(fā)送到雙時步處理系統(tǒng)中，以備數(shù)據(jù)處理使用；通過電阻網(wǎng)絡(luò)，對獲取的閃爍電信號進行多路分割處理，獲得分割后的閃爍電信號；通過電阻網(wǎng)絡(luò)將分割后的閃爍電信號按需要發(fā)送到雙時步處理系統(tǒng)中，分別進行ADC處理獲得能量信息和TDC處理獲得時間信息；根據(jù)獲得的能量信息和時間信息，通過重建算法進行信息重建處理。本發(fā)明中的PET系統(tǒng)通過ADC和TDC的雙時步信息采樣處理，實現(xiàn)系統(tǒng)的模塊化處理，結(jié)構(gòu)簡單，可擴展性強。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物醫(yī)學(xué)和醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種雙時步PET系統(tǒng)成像裝置與方法。

背景技術(shù)

正電子發(fā)射斷層成像（Positron?Emission?Tomography，以下簡稱PET）通過輻射探測結(jié)構(gòu)獲得生物體內(nèi)放射性示蹤劑的分布，其無創(chuàng)性令其成為現(xiàn)今核醫(yī)學(xué)中的尖端技術(shù)，在基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域也有著獨特的應(yīng)用價值。

傳統(tǒng)的PET系統(tǒng)將閃爍晶體置入生理探頭中，當(dāng)伽瑪光子打到閃爍晶體時，生理探頭將伽瑪光信號轉(zhuǎn)換為閃爍脈沖電信號，并通過千兆以太網(wǎng)和連接線將閃爍脈沖電信號傳輸至信號處理電路，在信號處理電路中采用模擬信號處理方法將閃爍脈沖轉(zhuǎn)換為階躍信號，階躍信號的上升沿指的是閃爍脈沖的到達時間信息，之后再通過符合電路篩選閃爍脈沖數(shù)字信號中的符合事件，將篩選后的符合事件發(fā)送至能量計算電路中，通過對模擬信號的下降沿進行信息重建獲得閃爍脈沖的能量信息，將獲得的符合事件、符合事件的到達時間、符合事件的能量等信息通過以太網(wǎng)輸送至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，進行數(shù)據(jù)預(yù)處理和信息重建處理。由此可看出，傳統(tǒng)PET系統(tǒng)中對于時間信息和能量信息的處理是分開的，時間處理電路和能量計算電路中的時鐘信號也是分別發(fā)送的，在實際使用中分開發(fā)送的單通道時鐘信號是沒有問題的，但在多通道電路中，分開發(fā)送的時鐘信號易出現(xiàn)信號串?dāng)_的情況。

不同于傳統(tǒng)的處理方法，雙時步PET系統(tǒng)成像方法，在模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器（Analog?toDigital?Converter，以下簡稱ADC）處理電路和時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器（Timeto?DigitalConverter，以下簡稱TDC）處理電路中采用同步時鐘的方式對閃爍脈沖分別進行時間信息和能量信息的提取。雙時步PET系統(tǒng)能夠利用其同步處理的優(yōu)勢，有效解決了傳統(tǒng)PET系統(tǒng)中時鐘繁冗，連線交叉的問題，且成本低廉，信號傳輸迅速，有效克服環(huán)境的干擾，是目前PET儀器設(shè)計的熱點方向。

因此，有必要對傳統(tǒng)PET系統(tǒng)予以改進以克服現(xiàn)有系統(tǒng)中的所述缺點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種雙時步PET系統(tǒng)成像裝置與方法，能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的信息重建，結(jié)構(gòu)簡單，可擴展性強；模塊化設(shè)計可較完美地分隔開不同模塊組件之間的線纜，也簡化了整個系統(tǒng)的配置，便于查找與更改模塊，降低了維修和升級的成本。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開了一種雙時步PET系統(tǒng)成像裝置，包括光電轉(zhuǎn)換模塊、電路網(wǎng)絡(luò)模塊、時鐘同步模塊、信號獲取模塊和數(shù)據(jù)成像模塊，

所述光電轉(zhuǎn)換模塊包括依次連接的晶體光學(xué)模塊、硅光電倍增管模塊、閃爍探測器模塊，所述閃爍探測器模塊與所述信號獲取模塊連接并發(fā)送經(jīng)信號預(yù)處理的閃爍脈沖電信號至所述信息獲取模塊；

所述信號獲取模塊包括用于提取閃爍脈沖信號中的事例信息的ADC模塊和TDC模塊；

所述數(shù)據(jù)成像模塊包括依次連接的UDP包獲取模塊、數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊和信息重建模塊，所述UDP包獲取模塊與所述信號獲取模塊連接用于接收經(jīng)所述信號獲取模塊處理后的所述閃爍脈沖的事例信息；

所述電路網(wǎng)絡(luò)模塊與信號獲取模塊連接用于提供所需的連接線、電阻網(wǎng)絡(luò)、高頻走線；所述時鐘同步模塊與信號獲取模塊連接用于提供時鐘信號。

所述閃爍探測器模塊包括依次連接的閃爍脈沖探頭模塊、數(shù)據(jù)采集器、探測模塊。