[发明专利]基于时间过阈的晶体位置编码方法及系统

权利要求书

1.一种基于时间过阈的晶体位置编码方法，用于PET设备内，其特征在于，包括如下步骤：

基于如下设置配置PET设备的探测器模块，所述探测器模块包括SiPM阵列和LYSO晶体整列，且所述SiPM阵列中的SiPM单元和LYSO晶体阵列中的LYSO单元以2：3的排布形式耦合；

基于如下设置配置位置编码模块，所述位置编码模块模块包括电阻网络电路、比较器、脉宽测量模块；

所述电阻网络电路叠加形成SiPM阵列输出的N个X方向的第一和信号和M个Y方向的第二和信号，所述比较器接收所述第一和信号和第二和信号，并分别与一电压阈值比较，并基于比较结果形成时间过阈脉冲信号；

所述脉宽测量模块包括的FPGA芯片内的锁相环生成采样时钟，并对每一所述第一和信号和每一第二和信号的时间过阈脉冲信号在采样时钟内的每一采样时刻下作编码，以形成对应每一第一和信号和每一第二和信号的时间过阈脉冲信号的位置编码，所述脉宽测量模块采集每一时间过阈脉冲信号内任意脉冲的上升沿和下降沿于所述位置编码内的位置，以计算上升沿和下降沿间的脉宽。

2.如权利要求1所述的晶体位置编码方法，其特征在于，所述电阻网络电路叠加形成SiPM阵列输出的N个X方向的第一和信号和M个Y方向的第二和信号，所述比较器接收所述第一和信号和第二和信号，并分别与一电压阈值比较，并基于比较结果形成时间过阈脉冲信号的步骤包括：

电阻网络电路接收8*8个SiPM单元的输出信号，并对相同X方向的第一信号求和形成8个第一和信号，对相同Y方向的第二信号求和形成8个第二和信号；

所述比较器将每一第一和信号及第二和信号与电压阈值比较，当第一和信号或第二和信号从小于所述电压阈值时，所述比较器输出低电平信号，当第一和信号或第二和信号从大于所述电压阈值时，所述比较器输出高电平信号，所述高电平信号和低电平信号连续成型为时间过阈脉冲信号。

3.如权利要求2所述的晶体位置编码方法，其特征在于，所述脉宽测量模块包括的FPGA芯片内的锁相环生成采样时钟，并对每一所述第一和信号和每一第二和信号的时间过阈脉冲信号在采样时钟内的每一采样时刻下作编码，以形成对应每一第一和信号和每一第二和信号的时间过阈脉冲信号的位置编码，所述脉宽测量模块采集每一时间过阈脉冲信号内任意脉冲的上升沿和下降沿于所述位置编码内的位置，以计算上升沿和下降沿间的脉宽的步骤包括：

锁相环产生八个相位下的400MHz采样时钟，以对所述时间过阈脉冲信号采样，当所述时间过阈脉冲信号中呈低电平时，锁相环对每一采样时刻编码为0，当所述时间过阈脉冲信号中呈高电平时，锁相环对每一采样时刻编码为1；

脉宽测量模块的编码模块记录每次锁相环编码从0至1的第一跳变时刻，以及所述第一跳变时刻之后首次锁相环编码从1至0的第二跳变时刻，并将所述第一跳变时刻和第二跳变时刻以二进制数表示为第一二进制时刻和第二二进制时刻；

所述脉宽测量模块的编码模块计算第一二进制时刻和第二二进制时刻间的差值，并记录为所述脉宽。

4.如权利要求3所述的晶体位置编码方法，其特征在于，

所述脉宽测量模块采集每一时间过阈脉冲信号内任意脉冲的上升沿和下降沿于所述位置编码内的位置，以计算上升沿和下降沿间的脉宽的步骤包括：

位置计算模块基于以下公式计算每一X方向和/或Y方向的所激发的LYSO单元的位置编码P：

其中T为第i个X方向或Y方向上的脉宽，w为SiPM单元的能量权重。

5.如权利要求4所述的晶体位置编码方法，其特征在于，还包括以下步骤：

能量测量模块计算所有X方向或Y方向上信号和为第一总信号或第二总信号，并将所述第一总信号或第二总信号数字化后数字积分，以沉积为一能量信息；

能量测量模块将能量信息与所述位置编码P打包形成为每一LYSO单元的能谱。