[发明专利]一种双时步pileup波形处理系统及方法

说明书

本发明提供一种双时步pileup波形处理系统及方法。该方法包括以下步骤：ADC对闪烁脉冲进行等时间间隔采样；可调量化电平的SQL采样器对闪烁脉冲进行时间轴向采样；对ADC和可调量化电平的SQL采样器的采样结果进行数据分析处理，对采样结果进行信息整合；对闪烁脉冲数字波形差分求导判断闪烁脉冲上升沿部分；根据闪烁脉冲上升沿的数量判断波形是否发生堆积；对发生堆积的脉冲波形进行校正，从中重构出闪烁脉冲单事件波形。该系统包括双时步闪烁脉冲波形处理模块、堆积事件鉴别模块和堆积事件校正模块。本发明能够准确高效的对闪烁脉冲波形进行采样，并对堆积脉冲波形进行鉴别及校正，重构堆积事件中单事件脉冲波形，解决了由于堆积作用对PET系统性能的影响。

技术领域

本发明涉及电子信息领域，尤其涉及一种双时步pileup波形处理系统及方法。

背景技术

在正电子发射断层成像(Positron Emission Tomography，以下简称PET)系统中，闪烁探测器由闪烁晶体和光电转换器件耦合而成，其中闪烁晶体能够有效吸收高能射线(X射线、伽马射线)或高能粒子并发出紫外和可见光，这些紫外和可见光通过光电转换器后转换为闪烁脉冲电信号。当击中闪烁探测器的事件率极低时，在一个脉冲获得触发后的一个时间窗(死时间)内，基本上不会有第二个脉冲被触发。然而，当计数率达到一定程度时，在死时间内可能会有一个或者一个以上的额外事件到达这个时间窗。当一个事件脉冲的下降沿叠加了另一个事件时，这种现象被称为堆积(Pileup)。发生堆积的脉冲集合称为多事件脉冲。

为了更好的保存和处理闪烁脉冲的时间信息、能量信息和位置信息，需要将闪烁脉冲进行数字化。传统的采样方法是利用模拟数字转换器(Analog-to-DigitalConverter，以下简称ADC)进行等间隔采样，或者是通过设置量化电平后经时间数字转换器(Time-to-Digital Converter，以下简称TDC)来对闪烁脉冲进行采样并提取脉冲的特征信息。然而上面两种方法都会在不同程度上的造成时间分辨率或能量分辨率的恶化，从而影响闪烁脉冲的特征信息提取。此外，闪烁脉冲堆积事件则会降低PET原始数据的信噪比，从而造成PET重建图像的分辨率、对比度、信噪比等性能指标的恶化。若按照传统方法直接剔除闪烁脉冲堆积事件，势必会造成符合事件的计数上的损失，并给PET重建图像引入不必要的统计噪声。

因此，针对上述技术问题，有必要提出一种双时步pileup波形堆积处理方法及系统，通过对闪烁脉冲同时进行等间隔的AD采样和基于时间轴向的稀疏量化电平(SparseQuantization Level，SQL)采样，准确高效低成本完成闪烁脉冲的采样，并对闪烁脉冲堆积事件进行处理，从堆积脉冲波形中重构出单个闪烁脉冲的波形。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种双时步pileup波形处理系统及方法，该方法能够以较为简单的方式实现对高速信号的充分采样，准确获取闪烁脉冲的时间信息和能量信息。同时该方法可以对闪烁脉冲堆积事件进行鉴别及校正，重构出堆积事件中单次事件脉冲，进而可以从重构出的单事件中获得闪烁脉冲的特征信息。

为实现上述目的，本发明提供方案：

一种双时步pileup波形处理系统及方法，所述系统包括：双时步闪烁脉冲波形处理模块100、堆积事件脉冲鉴别模块200、堆积事件校正模块300；

其中方法包括以下步骤：

S1：ADC对闪烁脉冲进行等时间间隔采样；

S2：可调量化电平的SQL采样器对闪烁脉冲进行时间轴向采样；

S3：对ADC和可调量化电平的SQL采样器的采样结果进行数据分析处理，整合采样信息；

S4：对闪烁脉冲数字波形差分求导判断闪烁脉冲上升沿部分；

S5：根据闪烁脉冲上升沿的数量判断波形是否发生堆积；