[发明专利]PET系统中减少time walk的装置及方法

说明书

本发明涉及一种PET系统中减少time walk的装置及方法，装置包括：高阈DAC、低阈DAC、高阈值比较器、低阈值比较器、延迟电路、逻辑与门和TDC；高阈DAC的输出端连接高阈值比较器的第一输入端；低阈DAC的输出端连接低阈值比较器的第一输入端，探测器输出端连接高阈值比较器的第二输入端和低阈值比较器的第二输入端；高阈值比较器的输出端连接逻辑与门的第一输入端；低阈值比较器的输出端经由延迟电路连接逻辑与门的第二输入端；逻辑与门的输出端输出时间脉冲信号至TDC。本发明的装置采用高低双阈值比较器，可有效减少噪声的误触发，减少time walk，从而提高PET系统的时间分辨率。

技术领域

本发明涉及PET探测系统的探测技术，尤其涉及一种PET系统中减少time walk的装置及方法。

背景技术

PET(Positron Emission Tomography)，中文为正电子发射断层扫描，是核医学发展的一项技术。PET检查时，病人被注射放射性药物，目前常用放射性药物为正电子18F标记的脱氧葡萄糖(即18F-FDG)。放射性药物随着人体代谢，分布整个人体。放射核素会产生β+衰变，释放正电子，在人体内短距离移动后与人体组织中带负电的自由电子相撞湮灭，释放出一对方向相反、能量均为511Kev的γ光子。这一对γ光子被由闪烁晶体组成的探测器捕获，闪烁晶体被高能量的射线击中时，会发生电离和激发，在退激时发射出荧光。荧光经光电转换后，变成脉冲电信号，经过放大整形后，提取脉冲信号的时间和能量信息，再经符合电路挑选出同一时间发生的符合事件，对其进行数据处理后，送工作站进行图像重建，继而得到人体各部位横断面、冠状断面和矢状断面的影像。通过病变位对放射性核素标记的药物摄取能力的不同，显示病变部的新陈代谢异常的程度。

飞行时间技术(Time of Flight，TOF)的运用，可提高PET的时间分辨率，从而使PET用更低的注射药量得到更好的图像质量。TOF技术需要精准地测出γ光子到达探测器的时间。探测器捕获到的微弱信号经过放大后得到时间信号，时间信号的前沿很陡，通过甄别电路产生具有时间信息的脉冲前沿，之后通过TDC测量方波信号的到达时间，即γ光子到达探测器的时间。

由于时间信号的幅度不固定和上升沿斜率不一样，用固定电平的甄别电路测量时间时伴随出现time walk(时间游走)现象。如图1所示，事件1的时间信号和事件2的时间信号发生成在同一时刻，但两个事件因其能量不同而具有不同的上升沿斜率，用固定电平阈值甄别后，time walk2比time walk1大。为了减少time walk的影响，一般做法，把比较器的阈值设置得非常低，但设置低了，会被噪声触发，对后续处理带来困难，所以阈值设置会高于噪声。但实际运用中，特别是SiPM探测器，噪声比较大，比如暗电流带来的噪声，为减少噪声带的误触发，所以阈值设置得比较高，会带来比较大的time walk。

为此，如何减少时间甄别电路的time walk，进而提高PET的时间分辨率，是PET系统需要解决的问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种PET系统中减少 time walk的装置及方法，用以实现提高PET探测器的时间分辨率，进而提高PET图像分辨率。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

第一方面，本发明实施例提供一种PET系统中减少time walk的装置，其包括：

高阈DAC、低阈DAC、高阈值比较器、低阈值比较器、延迟电路、逻辑与门和TDC；

所述高阈DAC的输出端连接高阈值比较器的第一输入端；

所述低阈DAC的输出端连接低阈值比较器的第一输入端，

探测器输出端连接所述高阈值比较器的第二输入端和低阈值比较器的第二输入端；