[發(fā)明專利]一種用于PET系統(tǒng)中探測器的加法電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010032332.3
• 申請日: 2020-01-13
• 公開（公告）號: CN111245378B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發(fā)明（設計）人: 吳和宇;李紅日
• 申請（專利權）人: 江蘇賽諾格蘭醫(yī)療科技有限公司
• 主分類號: H03F1/34
• 分類號: H03F1/34;G01T1/24
• 代理公司: 北京易捷勝知識產(chǎn)權代理有限公司 11613
• 代理人: 韓國勝

本發(fā)明公開一種用于PET系統(tǒng)中探測器的加法電路，所述探測器包括，用于耦合閃爍晶體的硅光電倍增管SiPM，加法電路包括：對應每一個SiPM的加和電阻、一個運算放大器和濾波電路；每一個加和電阻的第一端用于接收各自SiPM輸出的SiPM信號，所有加和電阻的第二端均連接所述運算放大器的第一輸入端；所述運算放大器的第二輸入端接地，且所述運算放大器用于將加和后的SiPM信號按照時間甄別電路的條件進行放大輸出；所述濾波電路和所述運算放大器組成有源濾波器，對待輸出的混合后的多路SiPM信號進行濾波處理。上述加法電路應用于探測器，提高了探測器的定時分辨率，提高可PET系統(tǒng)的性能。

技術領域

本發(fā)明涉及γ射線探測技術領域，特別涉及一種用于PET系統(tǒng)中探測器的加法電路。

背景技術

正電子發(fā)射斷層成像系統(tǒng)(Positron?Emission?Tomography，PET)通過顯示正電子發(fā)射核素在人體內(nèi)的分布，得到人體器官的功能信息。當正電子在人體內(nèi)湮滅時，產(chǎn)生2個向相反方向發(fā)射的511keV光子。PET系統(tǒng)通過γ射線探測器檢測這2個光子的信息，計算生成圖像。

新一代的PET系統(tǒng)已廣泛采用硅光電倍增管(SiPM)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的光電倍增管(PMT)做為γ射線探測器的光電轉換器件。硅光電倍增管(SiPM)是工作在蓋革模式下的雪崩光電二極管陣列，與傳統(tǒng)的光電倍增管相比，增益大，工作電壓低，同時具有體積小，重量輕，工藝兼容性好，對磁場不敏感的優(yōu)點，在微弱光探測，輻射探測等領域，發(fā)揮著重要作用。

采用SiPM作為光電轉換器件的γ射線探測器，由于SiPM尺寸限制，需要將SiPM單元組合成陣列，與閃爍晶體陣列耦合，得到較大的靈敏區(qū)面積。當γ射線入射到閃爍晶體內(nèi)，產(chǎn)生的光子經(jīng)SiPM轉化為電信號。SiPM的單元尺寸與閃爍晶體像素的單元尺寸接近，可以將閃爍晶體與SiPM進行1對1直接耦合，耦合中光量損耗小，速度快，能獲得更好的定時性能，但如果1對1讀出，需要與SiPM數(shù)量相當?shù)淖x出通道，電子學系統(tǒng)十分復雜，功率巨大，會大幅度增加PET設備的成本。

為此，如何提高了位置靈敏探測器的定時分辨率，還可以降低PET系統(tǒng)成本，提高PET系統(tǒng)性能成為當前需要解決的技術問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種用于PET系統(tǒng)中探測器的加法電路，用于提高探測器的定時分辨率，降低PET系統(tǒng)成本。

為了達到上述的目的，本發(fā)明采用的主要技術方案包括：

第一方面，本發(fā)明提供一種用于PET系統(tǒng)中探測器的加法電路，所述探測器包括，用于耦合閃爍晶體的硅光電倍增管SiPM，加法電路包括：對應每一路SiPM的加和電阻、一個運算放大器和濾波電路；

每一個加和電阻的第一端用于接收各自SiPM輸出的SiPM信號，所有加和電阻的第二端均連接所述運算放大器的第一輸入端；

所述運算放大器的第二輸入端接地，且所述運算放大器用于將加和后的SiPM信號按照時間甄別電路的條件進行放大輸出；

所述濾波電路和所述運算放大器組成有源濾波器，對加法電路待輸出的混合后的多路SiPM信號進行濾波處理。

可選地，所述第一輸入端為反向輸入端；所述濾波網(wǎng)絡為高通濾波電路；

或者，所述第一輸入端為反向輸入端；所述濾波網(wǎng)絡為低通濾波電路；

或者，所述第一輸入端為正向輸入端；所述濾波網(wǎng)絡為高通濾波電路；

或者，所述第一輸入端為正向輸入端；所述濾波網(wǎng)絡為低通濾波電路。

可選地，所述運算放大器為電壓反饋運算放大器或者電流反饋運算放大器。

可選地，所述濾波電路包括：第一反饋電阻和一個串聯(lián)電容；