一种数字PET探测器的增益校正装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种数字PET探测器的增益校正装置，包括光电转换模块以及增益自适应模块，光电转换模块与增益自适应模块通信连接并向增益自适应模块发送闪烁脉冲信号；增益自适应模块包括增益调整模块、溢出判断模块和增益设定模块，增益调整模块接收并放大闪烁脉冲信号；溢出判断模块与增益调整模块通信连接以接收放大的闪烁脉冲信号并判断是否存在信号溢出的情况，当闪烁脉冲信号有信号溢出时，溢出判断模块向增益调整模块发送调整信号以使增益调整模块更改闪烁脉冲信号的放大倍数；当闪烁脉冲信号无溢出时，与溢出判断模块通信连接的增益设定模块接收经过放大的闪烁脉冲信号。本发明专利技术的增益校正效果更好、设计简单且拓展性好。

Gain correction device for digital PET detector

The invention provides a digital PET detector gain correction device comprises a photoelectric conversion module and gain adaptive module, photoelectric conversion module and communication module gain adaptive connection and scintillation pulse signal to transmit gain adaptive module; gain adaptive module includes gain adjustment module, overflow judging module and gain setting module, a gain adjusting module for receiving and amplifying scintillation pulse signal; overflow judgment module communication module and gain adjustment connection by flashing pulse signal and to determine whether there is overflow of signal receiving and amplifying the signal pulse signal when the flash overflow, overflow judgment module to adjust the signal gain adjustment module sends to gain adjustment module to change the scintillation pulse signal amplification; when scintillation pulse the signal without overflow, overflow and judge gain module communication connection design The fixed module receives the amplified flashing pulse signal. The gain correction effect of the invention is better, the design is simple, and the expansion is good.

【技术实现步骤摘要】
一种数字PET探测器的增益校正装置
本专利技术涉及医疗器械领域中的一种信号校正装置，更具体地涉及一种数字PET探测器的增益校正装置。
技术介绍
正电子发射计算机断层成像(PositronEmissionTomography，简称PET)系统中通常采用大量的探测器，每个探测器包括相互耦合的闪烁晶体和光电器件，闪烁晶体用以将伽马光子转换为可见光，光电器件用以将该可见光转换为电信号，通过相应的电子学设计处理该电信号后可以获取到伽马光子所对应的信息，比如到达时间，到达位置以及伽马光子的能量等。光电器件作为将可见光转换为电信号的部件在探测器中尤为重要，目前，应用于PET系统中的光电器件主要有光电倍增管、硅光电倍增管(siliconphotomultiplier，简称SiPM)、多像素光子计数器(multi-pixelphotoncounter，简称MPPC)以及盖革模式雪崩二极管(Geiger-modeavalanchephotodiode，简称G-APD)等。上述光电器件普遍存在增益动态范围变化较大的问题，即使同一型号的光电器件的增益也并不能很好的保持一致，甚至有时差异过大。若不采取任何措施而在同一运行条件下将上述光电器件组合成为探测器或者应用于PET系统中，光电器件增益不均匀的问题将会造成成像质量的恶化。因此，实际使用中需要对光电器件的增益进行校正。目前，对光电器件的增益进行校正的方法主要有以下几种。第一种，由于光电器件的增益受到多种因素的影响，比如供电电压和工作温度，因此，可以根据供电电压、工作温度或者光电器件的增益与相应的响应曲线的关系更改工作电压以进行增益校正，从而确保光电器件的增益的一致性。第二种，使用发光二极管网络完成光电器件的增益校正(参考文献HongdiLi,YaqiangLiuetal.AnInstantaneousPhotomultiplierGainCalibrationMethodforPETorGammaCameraDetectorsUsinganLEDNetwork)，其采用一个发光二极管置于光电器件的缝隙中，通过该缝隙发出的光进入晶体然后分散于光电器件上，最后结合相关算法完成增益调整。第三种，选择一批光电器件，将其中的某一个作为标样，将剩余的光电器件同标样进行增益比对，然后通过调节光电器件各自电压的方式以确保增益的一致性，从而保证增益的整体均一性。第四种，采用比较器对多路光电器件的增益进行大致判断，然后使用不同阈值以确保增益的整体均一性(参考文献M.Streun,U.Chavan,etal.TreatingtheGainNon-UniformityofMultiChannelPMTsbyChannel-SpecificTriggerLevels)。然而，第一种方法和第三种方法适用于单个光电器件组成的系统，若光电器件增多，则需要控制或者校正的单元也相应增多，由于每个光电器件所需校正的工作电压不尽相同，采用单一供电电压并不能满足所有的增益一致性需求，同时在搭建系统时光电器件的供电也将变得十分复杂，对于采用光电倍增管的系统还需要500～1000V的高压，其可拓展性低。对于第二种方法，由于现有的探测器多采用位置敏感型光电倍增管、SiPM或者MPPC阵列，其光电器件的缝隙较窄，有时甚至窄到不足以放置发光二极管，即使将发光二极管勉强放置于其中，最终的效果也不尽如人意。对于第四种方法，当其应用到PET探测器或者PET系统的时候，效果并不十分理想。若每一路光电器件均可根据其增益改变工作电压，为了保持稳定性，对于数量繁多的光电转换器件，需要提供大量相应的可变电压的电源，整个PET系统将会变得十分复杂庞大，不易后期维护。同时，该方法中的每一个光电器件均需要一个阈值，其后端电路处理繁冗复杂并且不易拓展。因为光电器件在一定的增益范围内都能具有良好的性能，那么综上，为PET探测器寻找一种简便有效并且拓展性高的方法十分必须。本专利技术提出了一种在探测器上针对于同一工作参数下对多个同一种类光电器件进行增益自适应的装置，以使得其所有信号的增益保持在一个大致的范围区间，增加探测器的稳定性，均一性以及强适配性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种数字PET探测器的增益校正装置，从而解决现有技术中PET探测器的光电器件的增益校正效果不理想、设计复杂且拓展性不佳的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是提供一种数字PET探测器的增益校正装置，该增益校正装置包括光电转换模块以及增益自适应模块，光电转换模块与增益自适应模块通信连接并向增益自适应模块发送闪烁脉冲信号；增益自适应模块包括增益调整模块、溢出判断模块和增益设定模块，其中，增益调整模块与光电转换模块通信连接以接收并放大闪烁脉冲信号；溢出判断模块与增益调整模块通信连接以接收放大的闪烁脉冲信号，溢出判断模块根据接收到的闪烁脉冲信号的大小判断是否存在信号溢出的情况，当闪烁脉冲信号有信号溢出时，溢出判断模块向增益调整模块发送调整信号以使增益调整模块更改闪烁脉冲信号的放大倍数；当所述闪烁脉冲信号有信号溢出时，所述溢出判断模块向所述增益调整模块发送调整信号以使所述增益调整模块更改所述闪烁脉冲信号的放大倍数；当闪烁脉冲信号无溢出时，与溢出判断模块通信连接的增益设定模块接收经过放大的闪烁脉冲信号。增益校正装置还包括数据采集模块，数据采集模块与增益自适应模块的增益设定模块通信连接，数据采集模块接收经过增益自适应模块处理的闪烁脉冲信号并对闪烁脉冲信号进行数字化处理。增益校正装置还包括上位机，上位机与数据采集模块通信连接，上位机收集经过数据采集模块数字化处理后的闪烁脉冲信号，并对闪烁脉冲信号的数据包进行解析利用以完成图像重建与图像分析。光电转换模块包括闪烁晶体、光电转换器件以及电路网络，闪烁晶体与光电转换器件耦合，闪烁晶体接收伽马光子并将伽马光子转换为可见光光子，光电转换器件将可见光光子转换为电信号，光电转换器件通过电路网络与增益自适应模块通信连接，电路网络将电信号转换为闪烁脉冲信号。闪烁脉冲信号包括相对的快速的上升沿和呈指数下降的相对的缓慢的下降沿。光电转换器件为光电倍增管、硅光电倍增管、多像素光子计数器或者盖革模式雪崩二极管。增益自适应模块采用单片机、数字信号处理芯片、中央处理器或者现场可编程门阵列芯片。增益调整模块将闪烁脉冲信号放大的倍数介于0-1倍之间。溢出判断模块通过预设的溢出率与接收到的所述闪烁脉冲信号进行比较以判断是否存在信号溢出的情况。溢出率的设定值为0％-10％。本专利技术提供的数字PET探测器的增益校正装置，增益校正效果相对于现有技术具有明显的提升，本专利技术使得PET系统不再需要根据不同的光电器件设置不同的输入电压等外部条件，极大的简化了PET系统的设计，并且可以更好的适应现在的PET或者是PET/CT仪器。同时，本专利技术可直接集成于PET探测器中，实现PET探测器的数字化和模块化，简化了系统设计，降低搭建PET系统的复杂度。附图说明图1是根据本专利技术一个实施例的数字PET探测器的增益校正装置的结构示意图；图2是根据本专利技术的一个实施例的数字PET探测器的增益校正装置的自适应流程图；图3是根据本专利技术的一个实施例的数字PET探测器的增益校正装置的信号溢出示意图；图4是根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数字PET探测器的增益校正装置，其特征在于，所述增益校正装置包括光电转换模块以及增益自适应模块，所述光电转换模块与所述增益自适应模块通信连接并向所述增益自适应模块发送闪烁脉冲信号；所述增益自适应模块包括增益调整模块、溢出判断模块和增益设定模块，其中，所述增益调整模块与所述光电转换模块通信连接以接收并放大所述闪烁脉冲信号；所述溢出判断模块与所述增益调整模块通信连接以接收放大的所述闪烁脉冲信号，所述溢出判断模块根据接收到的所述闪烁脉冲信号的大小判断是否存在信号溢出的情况，当所述闪烁脉冲信号有信号溢出时，所述溢出判断模块向所述增益调整模块发送调整信号以使所述增益调整模块更改所述闪烁脉冲信号的放大倍数；当所述闪烁脉冲信号无溢出时，与所述溢出判断模块通信连接的所述增益设定模块接收经过放大的所述闪烁脉冲信号。

【技术特征摘要】
1.一种数字PET探测器的增益校正装置，其特征在于，所述增益校正装置包括光电转换模块以及增益自适应模块，所述光电转换模块与所述增益自适应模块通信连接并向所述增益自适应模块发送闪烁脉冲信号；所述增益自适应模块包括增益调整模块、溢出判断模块和增益设定模块，其中，所述增益调整模块与所述光电转换模块通信连接以接收并放大所述闪烁脉冲信号；所述溢出判断模块与所述增益调整模块通信连接以接收放大的所述闪烁脉冲信号，所述溢出判断模块根据接收到的所述闪烁脉冲信号的大小判断是否存在信号溢出的情况，当所述闪烁脉冲信号有信号溢出时，所述溢出判断模块向所述增益调整模块发送调整信号以使所述增益调整模块更改所述闪烁脉冲信号的放大倍数；当所述闪烁脉冲信号无溢出时，与所述溢出判断模块通信连接的所述增益设定模块接收经过放大的所述闪烁脉冲信号。2.根据权利要求1所述的数字PET探测器的增益校正装置，其特征在于，所述增益校正装置还包括数据采集模块，所述数据采集模块与所述增益自适应模块的所述增益设定模块通信连接，所述数据采集模块接收经过所述增益自适应模块处理的闪烁脉冲信号并对所述闪烁脉冲信号进行数字化处理。3.根据权利要求2所述的数字PET探测器的增益校正装置，其特征在于，所述增益校正装置还包括上位机，所述上位机与所述数据采集模块通信连接，所述上位机收集经过所述数据采集模块数字化处理后的闪烁脉冲信号，并对所述闪烁脉冲信号的数据包进行解析利用以完成图像...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘彤，华越轩，牛明，谢庆国，
申请(专利权)人：苏州瑞派宁科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32