[發明專利]SIPM溫度漂移自適應系統及補償方法

有效

• 申請號: 202011243926.5
• 申請日: 2020-11-10
• 公開（公告）號: CN112353411B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 陳漢生;王武斌;朱銀東;余李;黃振強
• 申請（專利權）人: 明峰醫療系統股份有限公司
• 主分類號: A61B6/03
• 分類號: A61B6/03
• 代理公司: 紹興市越興專利事務所(普通合伙) 33220
• 代理人: 高林

本發明涉及醫學影像設備技術領域，尤其涉及一種SIPM溫度漂移自適應系統及補償方法，包括MCU，MCU上電連接有上位機、溫度讀取鏈路和偏壓讀寫鏈路，偏壓讀寫鏈路包括偏壓寫入鏈路和偏壓讀取鏈路，通過第三方介質建立溫度和偏壓的函數關系，實現在不同溫度下自動計算最佳的偏壓值，以降低溫度漂移對探測器增益的影響，促使整個系統更加穩定；并且在函數關系試驗階段可實現偏壓的手動輸入，在使用階段，可實現偏壓的自動計算、寫入和讀取。

技術領域

本發明涉及醫學影像設備技術領域，尤其涉及一種SIPM溫度漂移自適應系統及補償方法。

背景技術

PET設備已經廣泛用于臨床診斷，而PET的核心部件探測器直接影響著PET的圖像質量。為獲得良好的臨床圖像需保證PET探測器的穩定工作，而SIPM光電倍增管是整個探測器的第一級最原始數據采集，其缺點是對環境溫度變化非常敏感，環境溫度的變化會引起SIPM增益發生漂移，導致探測數據偏離真實數據。經研究表明，SIPM的溫度特性與偏壓有關，偏壓大小能夠補償溫度帶來的增益漂移。

基于此，本案由此提出。

發明內容

為解決上述問題，本發明的目的在于提供一種SIPM溫度漂移自適應系統及補償方法，可在不同的溫度環境下，提供最佳的偏壓值，控制SIPM增益保持穩定。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：

一種SIPM溫度漂移自適應系統，包括MCU，MCU上電連接有上位機、溫度讀取鏈路和偏壓讀寫鏈路，偏壓讀寫鏈路包括偏壓寫入鏈路和偏壓讀取鏈路；

所述偏壓寫入鏈路包括與MCU電連接的DAC芯片，DAC芯片上電連接有LDO穩壓芯片，所述偏壓讀取鏈路包括模擬開關，模擬開關用于接收偏壓寫入鏈路寫入的偏壓，模擬開關上電連接有模數轉換模塊，模數轉換模塊將轉換得到的數字信號輸回給MCU。

一種基于SIPM溫度漂移自適應系統的補償方法，包括以下步驟：

S1.通過實驗，根據SIPM信號峰值建立溫度與偏壓之間的函數關系；

S2.將溫度偏壓函數關系輸入至MCU的固件中；

S3.使用時，MCU通過溫度讀取鏈輪獲取實時的環境溫度，并根據溫度偏壓函數關系自動計算出當前溫度所需的偏壓值；

S4.根據計算得到的偏壓值，偏壓寫入鏈路的DAC芯片產生一個實時電壓值，并將實時電壓值與固定參考電壓值相加輸出至LDO穩壓芯片產生偏壓，所述固定參考電壓值在系統參數設置時輸入；

S5.偏壓經過模擬開關和模數轉換模塊轉化為數字信號并回到MCU，MCU與上位機通過協議通訊，將偏壓值顯示在上位機的界面。

進一步的，所述步驟S1包括以下步驟：

S11.制定一個標準參考溫度和標準偏壓值，使探測器性能處于最優狀態，利用DAQ數據采集平臺獲取數據，分析得到一個SIPM信號譜和峰值，并將此峰值記為標準峰值；

S12. 取一個溫度區間并將該溫度區間分成若干個溫度點，記錄每個溫度點的實時峰值；

S13.調整每個溫度點的偏壓，使得對應溫度點的實時峰值恢復到標準峰值，記錄此時該溫度點的偏壓值；

S14.在坐標系中輸入溫度與偏壓值，分析出溫度偏壓的函數關系。

本發明的優點在于：

1. 通過第三方介質（SIPM信號峰值）建立溫度和偏壓的函數關系，實現在不同溫度下自動計算最佳的偏壓值，以降低溫度漂移對探測器增益的影響，促使整個系統更加穩定；

2. 電路結構優化，在函數關系試驗階段可實現偏壓的手動輸入，在使用階段，可實現偏壓的自動計算、寫入和讀取。