[发明专利]一种基于勒贝格采样的正电子成像方法

说明书

本发明提供一种基于勒贝格采样的正电子成像方法，该方法包括如下步骤：步骤S1：晶体阵列吸收γ光子并将其转换为可见光，然后经光电转换得到闪烁脉冲进行读出；步骤S2：对闪烁脉冲进行勒贝格采样，输出数字采样点；步骤S3：对数字采样信息进行分析，重建闪烁脉冲信号，提取信息；步骤S4：基于单事件信息设置能量窗和时间窗保留真符合事件；步骤S5：重建图像并进行分析，对其进行校正优化。并包括以下模块：硬件数据采集模块，勒贝格采样模块，软件数据处理模块。本发明能够对闪烁脉冲实现可变采样速率采样，区别于依赖高采样频率硬件的传统周期性采样方法，降低对数据计算和通信的要求，高效低成本地实现闪烁脉冲数字化。

技术领域

本发明涉及电子信息领域，特别是涉及一种基于勒贝格采样的正电子成像方法。

背景技术

正电子发射断层成像(Positron Emission Tomograhy，以下简称PET)是目前核医学领域最尖端的影像技术，能够定量、无创、实时对活体进行功能成像。任何疾病的先兆都是从生化反应开始的，PET造影技术凭借其对生化反应的高度敏感性，能够在疾病引发解剖改变或表现出明显病理特征之前将其探测出来。PET 在对疾病的检测过程中，先将示踪剂注射入人体内，代谢旺盛的病变组织对示踪剂摄取能力强，示踪剂便会在该组织部分聚集。示踪剂所产生的正电子与环境中负电子相遇而发生湮灭后，发出一对运行方向相反且能量固定的γ光子，这对γ光子可在外部被探测到，进而据此便可计算生物体内示踪剂的分部与浓度，以实现对疾病进行定位与定性。因此，PET在一些重大疾病的预防和诊断中具有重要的价值与意义。

虽然在需求层面和政策层面上，发展PET技术获得各界人士广泛认同，但深入观察PET技术的发展现状，可发现传统PET技术与系统在顶层设计上存在诸多先天不足。传统PET专用的电子电路、固定的几何结构、封闭的系统架构，导致了它在应用上存在“难”、“专”和“测不准”三大短板。在PET探测器中，事例脉冲的上升沿较快，并且PET的时间性能极度依赖于捕获上升沿的精确程度。为了能够获得上升沿足够多的信息，至少需要在上升沿获得三个样本。以1ns 的上升时间为例，在上升沿稳定地获得三个样本需要4GSps的采样率。如此高采样率的模拟数字转换器(Analogue to Digital Converter,以下简称ADC) 芯片应用于通道数众多的PET系统中，如果为单个通道设置如此高的成本，系统总成本将不被容忍。同时，功耗也会大到无法承受的地步。

因此，鉴于上述存在的技术问题，有必要提出一种基于勒贝格采样的正电子成像方法。不同于传统的周期性采样，无论系统状态如何变化，采样间隔固定不变，该发明提供的勒贝格采样方法基于给定的电压阈值，能够对闪烁脉冲实现可变采样速率采样，降低对数据计算和通信的要求，解除了事例脉冲数字化对 4GSps以上采样率的模数转换器芯片的依赖，避免了成形电路和信号传输中的损耗，最大限度地保留了事例的原始时间信息，高效低成本地实现闪烁脉冲数字化。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种基于勒贝格采样的正电子成像方法。

本发明的第二目的是提供一种基于勒贝格采样的正电子成像系统。

为了实现上述的第一目的，本发明提供的一种基于勒贝格采样的正电子成像方法，具体步骤包括：

步骤S1：晶体阵列吸收γ光子并将其转换为可见光，然后经光电转换得到闪烁脉冲进行读出；

步骤S2：对闪烁脉冲进行勒贝格采样，输出数字采样点；

步骤S3：对数字采样信息进行分析，重建闪烁脉冲信号，提取信息；

步骤S4：基于单事件信息设置能量窗和时间窗保留真符合事件；

步骤S5：重建图像并进行分析，对其进行校正优化。

进一步的，在上述步骤S1中闪烁晶体有LYSO(硅酸钇镥)、YSO(硅酸钇)，它们拥有高的阻滞能力、高光产额和短的余晖时间常数，兼具稳定性并且不易潮解。