一種pet單事件發(fā)生時(shí)間的測(cè)量方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)涉及醫(yī)學(xué)成像技術(shù)，特別涉及一種PET單事件發(fā)生時(shí)間的測(cè)量方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]如今PET-CT產(chǎn)品在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越多，競(jìng)爭(zhēng)也越來(lái)越激烈，PET-CT產(chǎn)品的性能是贏得競(jìng)爭(zhēng)的重要因素。而設(shè)備的時(shí)間采樣精度對(duì)于產(chǎn)品性能至關(guān)重要，時(shí)間采樣精度用于表示確定單事件發(fā)生時(shí)間的精度，例如，可以精確到幾百皮秒，單事件發(fā)生時(shí)間的精度將影響到符合事件判定結(jié)果的準(zhǔn)確性，進(jìn)而影響到圖像的重建質(zhì)量。為了提高時(shí)間采樣精度，可以由市場(chǎng)上購(gòu)買高精度的芯片，但是這種芯片價(jià)格昂貴，并且一臺(tái)PET-CT設(shè)備需要幾十顆芯片，無(wú)疑對(duì)生產(chǎn)成本構(gòu)成很大壓力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环NPET單事件發(fā)生時(shí)間的測(cè)量方法和裝置，以較低的成本提尚時(shí)間米樣精度。
[0004]具體地，本申請(qǐng)是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0005]第一方面，提供一種PET單事件發(fā)生時(shí)間的測(cè)量方法，所述方法由現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列FPGA執(zhí)行，所述FPGA用于產(chǎn)生多個(gè)時(shí)間基本單元，所述時(shí)間基本單元包括多個(gè)時(shí)間單位，每個(gè)時(shí)間單位用多個(gè)級(jí)聯(lián)的邏輯單元構(gòu)成的進(jìn)位鏈表示；所述方法包括:
[0006]在單事件發(fā)生時(shí)產(chǎn)生的觸發(fā)信號(hào)到達(dá)時(shí)，獲取所述觸發(fā)信號(hào)所在的時(shí)間基本單元中由起始時(shí)間點(diǎn)開(kāi)始的時(shí)間單位計(jì)數(shù)結(jié)果，并根據(jù)所述計(jì)數(shù)結(jié)果得到第一時(shí)間間隔，所述第一時(shí)間間隔用于表示所述觸發(fā)信號(hào)所在的時(shí)間基本單元中由起始時(shí)間點(diǎn)至觸發(fā)信號(hào)所在的時(shí)間單位的起始時(shí)間點(diǎn)之間的時(shí)間長(zhǎng)度；
[0007]獲取所述觸發(fā)信號(hào)所在的時(shí)間單位的進(jìn)位鏈鎖存級(jí)數(shù)，并根據(jù)所述進(jìn)位鏈鎖存級(jí)數(shù)計(jì)算第二時(shí)間間隔，所述第二時(shí)間間隔用于表示所述觸發(fā)信號(hào)所在的時(shí)間單位由起始時(shí)間點(diǎn)至觸發(fā)脈沖到達(dá)時(shí)間點(diǎn)之間的時(shí)間長(zhǎng)度；
[0008]將所述第一時(shí)間間隔和第二時(shí)間間隔求和，確定為所述觸發(fā)信號(hào)對(duì)應(yīng)的測(cè)量時(shí)間，所述測(cè)量時(shí)間為所述觸發(fā)信號(hào)所在的時(shí)間基本單元的起始時(shí)間點(diǎn)至觸發(fā)信號(hào)到達(dá)時(shí)間點(diǎn)之間的時(shí)間間隔。
[0009]第二方面，提供一種PET單事件發(fā)生時(shí)間的測(cè)量裝置，包括:
[0010]時(shí)鐘產(chǎn)生模塊，用于產(chǎn)生多個(gè)時(shí)間基本單元，所述時(shí)間基本單元包括多個(gè)時(shí)間單位，每個(gè)時(shí)間單位用多個(gè)級(jí)聯(lián)的邏輯單元構(gòu)成的進(jìn)位鏈表示；
[0011]鎖存結(jié)果獲取模塊，用于在單事件發(fā)生時(shí)產(chǎn)生的觸發(fā)信號(hào)到達(dá)時(shí)，獲取所述觸發(fā)信號(hào)所在的時(shí)間基本單元中由起始時(shí)間點(diǎn)開(kāi)始的時(shí)間單位計(jì)數(shù)結(jié)果，并獲取所述觸發(fā)信號(hào)所在的時(shí)間單位的進(jìn)位鏈鎖存級(jí)數(shù)；
[0012]時(shí)間計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述計(jì)數(shù)結(jié)果得到第一時(shí)間間隔，所述第一時(shí)間間隔用于表示所述觸發(fā)信號(hào)所在的時(shí)間基本單元中由起始時(shí)間點(diǎn)至觸發(fā)信號(hào)所在的時(shí)間單位的起始時(shí)間點(diǎn)之間的時(shí)間長(zhǎng)度；根據(jù)所述進(jìn)位鏈鎖存級(jí)數(shù)計(jì)算第二時(shí)間間隔，所述第二時(shí)間間隔用于表示所述觸發(fā)信號(hào)所在的時(shí)間單位由起始時(shí)間點(diǎn)至觸發(fā)脈沖到達(dá)時(shí)間點(diǎn)之間的時(shí)間長(zhǎng)度；將所述第一時(shí)間間隔和第二時(shí)間間隔求和，確定為所述觸發(fā)信號(hào)對(duì)應(yīng)的測(cè)量時(shí)間，所述測(cè)量時(shí)間為觸發(fā)信號(hào)所在的時(shí)間基本單元的起始時(shí)間點(diǎn)至觸發(fā)信號(hào)到達(dá)時(shí)間點(diǎn)之間的時(shí)間間隔。
[0013]本申請(qǐng)?zhí)峁┑腜ET單事件發(fā)生時(shí)間的測(cè)量方法和裝置，通過(guò)使用進(jìn)位鏈設(shè)計(jì)FPGA中的時(shí)間單位，并通過(guò)鎖存觸發(fā)信號(hào)到達(dá)時(shí)的時(shí)間單位的計(jì)數(shù)以及觸發(fā)信號(hào)在時(shí)間單位中經(jīng)過(guò)的進(jìn)位鏈級(jí)數(shù)，可以通過(guò)兩個(gè)時(shí)間間隔相加即得到時(shí)間標(biāo)定的觸發(fā)信號(hào)時(shí)間，這種方式實(shí)現(xiàn)的成本較低，且能夠提高FPGA的時(shí)間采樣精度。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本申請(qǐng)一示例性實(shí)施例示出的一種單事件測(cè)量示意圖；
[0015]圖2是本申請(qǐng)一示例性實(shí)施例示出的一種FPGA測(cè)量時(shí)間示意圖；
[0016]圖3是本申請(qǐng)一示例性實(shí)施例示出的時(shí)間基本單元的設(shè)定示意圖；
[0017]圖4是本申請(qǐng)一示例性實(shí)施例示出的進(jìn)位鏈結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖5是本申請(qǐng)一示例性實(shí)施例示出的時(shí)間間隔測(cè)量示意圖；
[0019]圖6是本申請(qǐng)一示例性實(shí)施例示出的PET單事件發(fā)生時(shí)間的測(cè)量方法的流程圖；
[0020]圖7是本申請(qǐng)一示例性實(shí)施例示出的一種PET單事件發(fā)生時(shí)間的測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖8是本申請(qǐng)一示例性實(shí)施例示出的另一種PET單事件發(fā)生時(shí)間的測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]這里將詳細(xì)地對(duì)示例性實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，其示例表示在附圖中。下面的描述涉及附圖時(shí)，除非另有表示，不同附圖中的相同數(shù)字表示相同或相似的要素。以下示例性實(shí)施例中所描述的實(shí)施方式并不代表與本申請(qǐng)相一致的所有實(shí)施方式。相反，它們僅是與如所附權(quán)利要求書中所詳述的、本申請(qǐng)的一些方面相一致的裝置和方法的例子。
[0023]在PET-CT產(chǎn)品的使用中，需要將含正電子核素的示蹤劑注射到患者體內(nèi)，示蹤劑進(jìn)入患者體內(nèi)后會(huì)隨著血液擴(kuò)散到各個(gè)組織中并參與人體的代謝活動(dòng)。并且，示蹤劑中的正電子核素會(huì)釋放出正電子e+，釋放出的正電子e+在患者體內(nèi)運(yùn)動(dòng)一段距離后，會(huì)與周圍環(huán)境中的負(fù)電子e-發(fā)生煙滅，產(chǎn)生一對(duì)能量相等(511KeV)、傳播方向相反(約180度)的T光子，稱為正電子煙滅事件。可以通過(guò)PET-CT設(shè)備的探測(cè)裝置，探測(cè)γ光子對(duì)，進(jìn)而分析正電子的存在，獲得示蹤劑在患者體內(nèi)的濃度分布，進(jìn)而判斷病灶。
[0024]在上述過(guò)程中，涉及到光子對(duì)的探測(cè)，參見(jiàn)圖1的示意圖，簡(jiǎn)單示意了光子對(duì)探測(cè)的原理。圖1示例了一個(gè)探測(cè)器環(huán)11(實(shí)際探測(cè)裝置可以包括多個(gè)探測(cè)器環(huán))，該探測(cè)器環(huán)11可以包括多個(gè)探測(cè)器模塊(BLOCK) 12，探測(cè)器模塊12中可以包括閃爍晶體和光電倍增管。如圖1所示，在進(jìn)行患者掃描時(shí)，患者的身體部位將位于探測(cè)器環(huán)11的環(huán)內(nèi)，假設(shè)發(fā)生了一次正電子煙滅事件13，該事件產(chǎn)生的向相反方向運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)光子，分別被兩個(gè)探測(cè)器模塊12的晶體探測(cè)到，經(jīng)過(guò)光電倍增管的處理生成脈沖信號(hào)，本實(shí)施例稱為觸發(fā)信號(hào)。兩個(gè)觸發(fā)信號(hào)可以被傳輸至符合處理器14進(jìn)行符合判定，例如，判斷兩個(gè)光子打到探測(cè)器模塊的時(shí)間是否在預(yù)設(shè)符合時(shí)間窗內(nèi)。根據(jù)判定得到的符合光子對(duì)可以用于后續(xù)的圖像重建。
[0025]在本公開(kāi)實(shí)施例中，探測(cè)器環(huán)中的探測(cè)器模塊Block探測(cè)到一個(gè)光子入射到一個(gè)閃爍晶體的事件，可以稱為“單事件”，單事件的發(fā)生時(shí)間，也就是光子被探測(cè)到的時(shí)間。如上所述的，光子被探測(cè)到之后可以產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)，通常可以測(cè)量觸發(fā)信號(hào)的時(shí)間作為該單事件的發(fā)生時(shí)間，而觸發(fā)信號(hào)的時(shí)間測(cè)量可以由圖1中的符合處理器來(lái)執(zhí)行。一個(gè)可能的實(shí)現(xiàn)方式中，如圖1所示，符合處理器14可以包括現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列FPGA(Field —Programmable Gate Array)，F(xiàn)PGA可以用于測(cè)量單事件的發(fā)生時(shí)間。本公開(kāi)實(shí)施例著重提供了一種單事件發(fā)生時(shí)間的測(cè)量方法，而對(duì)于測(cè)量發(fā)生時(shí)間之后的符合判定(例如，根據(jù)兩個(gè)光子對(duì)應(yīng)的時(shí)間，判斷是否是符合光子對(duì))，本實(shí)施例不再詳述。
[0026]在光子對(duì)探測(cè)中，可能會(huì)使用到多個(gè)FPGA。結(jié)合圖1所示，一個(gè)探測(cè)器環(huán)可以包括多個(gè)探測(cè)器模塊BLOCK，而PET-CT設(shè)備可以有多個(gè)探測(cè)器環(huán)，因此，BLOCK的數(shù)量甚至可以達(dá)到幾十個(gè)。如圖2所示，示意性的