[实用新型]基于SiPM的PET探测器前端电路在线自检装置

说明书

本实用新型提供了一种基于SiPM的PET探测器前端电路在线自检装置，涉及PET探测器技术领域，包括SiPM阵列、前沿甄别电路、模拟成形电路、自检信号产生电路、多路选择器、自检控制模块、时间测量电路、能量测量电路和FPGA芯片；利用多路选择器选择SiPM阵列输出信号或者自检信号，然后通过前沿甄别电路和时间测量电路得到时间信息，通过基于模拟成形和数字积分的能量测量电路得到信号的能量信息。而自检控制模块能够控制前端自检电路产生自检信号并完成一系列任务。本实用新型自检装置能够产生类SiPM信号并完成一系列开机状态自检、电路参数标定以及电路问题检测功能，方便开发者前期系统调试和后期系统检测。

技术领域

本实用新型涉及一种基于SiPM的PET探测器前端电路在线自检装置，属于PET探测器技术领域。

背景技术

基于硅光电倍增管（Silicon Photomultiplier,SiPM）器件的正电子发射计算机断层显像（Positron Emission Tomography，PET）探测器的原理是将晶体模块捕获的高能Gamma光子转化成的低能可见光信号通过光电效应，利用SiPM转化为模拟电信号，并利用前端电路将模拟电信号进行放大成形，再利用能量测量装置和时间测量装置（Time-DigitalConverter，TDC）得到该模拟电信号的能量和达到时间信息，将所测数据通过光纤（或其他媒介）上传给后端的数据获取系统（Data Acquisition，DAQ）。DAQ根据前端模块上传数据进行在线符合和判选，最终通过图像重建算法得到放射源图像。对于数量繁多的前端电路，由于目前使用的PET探测器中无前端电路自检电路，开发者一般借助外部任意波形的信号发生器或者SiPM探测器来进行调试，从而判断系统工作状态和性能是否正常，这无疑会增加调试成本和开发周期。另外，当整个系统运行中前端电路出现问题时，用户或开发者也无法快速判断是SiPM还是电子学哪一部分出现的问题，为此增大了维修成本。

因此，有必要设计在线自检装置来监控电路状态和完成基本功能测量。

其次，模数转换器（Analog-Digital Converter，ADC）测量范围固定，无法自动调整而充分利用其量程。无法实现阈值在线自动标定和电路增益监测功能；

基于此，做出本申请。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型提供了一种基于SiPM的PET探测器前端电路在线自检装置，能够产生类SiPM信号并完成一系列开机状态自检、电路参数标定以及电路问题检测等功能，方便开发者前期系统调试和后期系统检测。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：

一种基于SiPM的PET探测器前端电路在线自检装置，所述前端电路包括SiPM阵列、前沿甄别电路和模拟成形电路；所述自检装置包括

自检信号产生电路，用于产生具有能量的类SiPM信号的自检信号；

多路选择器，其输入端连接自检信号电路的输出端和SiPM阵列的输出端，用于选择SiPM阵列输出信号或者自检信号；多路选择器的输出端连接所述前沿甄别电路和模拟成形电路的输入端；

自检控制模块，用于控制所述自检信号产生电路产生自检信号；

时间测量电路，用于对来自前沿甄别电路的信号进行时间测量得到时间信息；

能量测量电路，用于对来自模拟成形电路的信号进行能量测量得到能量信息；

FPGA芯片，根据得到的时间信息和能量信息与自检信号进行比对分析，判断是否出现异常。

所述自检控制模块、时间测量电路和能量测量电路均集成于所述FPGA芯片内。

自检控制模块控制前端自检信号产生电路产生一系列特定能量和频率的自检信号，给定基线和阈值，