一種多閾值采樣數(shù)字化器件的閾值校正方法
【專利摘要】一種多閾值采樣數(shù)字化器件的閾值校正方法，其步驟為：生成一三角波，測量該三角波波形的上升沿部分的斜率k1、下降沿部分的斜率k2以及其峰值幅度Vpeak，該脈沖高于實(shí)際工作閾值Vt部分的寬度DOT表示為DOT（Vt）=(Vpeak-Vt)/k1–(Vpeak–Vt)/k2；設(shè)置n組閾值對；根據(jù)公式利用測得的脈沖寬度DOT計(jì)算出實(shí)際工作狀態(tài)下的閾值；根據(jù)實(shí)際工作狀態(tài)閾值與實(shí)際設(shè)定參考電壓之間的對應(yīng)關(guān)系建立閾值校正函數(shù)，進(jìn)而根據(jù)該函數(shù)對設(shè)定的閾值進(jìn)行校正。該方法可以有效的解決比較器在實(shí)際工作狀態(tài)下因?qū)嶋H設(shè)定的設(shè)定參考電壓與實(shí)際工作狀態(tài)閾值不一致帶來的采樣精度下降的問題，由于本方法的運(yùn)用，可以避免MVT器件中使用高精度的比較器，從而有效的降低了MVT器件的成本。
【專利說明】一種多閾值采樣數(shù)字化器件的閾值校正方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及正電子發(fā)射斷層成像設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種正電子發(fā)射斷層成像設(shè)備中多閾值采樣數(shù)字化器件的閾值校正方法。
【背景技術(shù)】
[0002]正電子發(fā)射斷層成像(Positron Emission Tomography,全文均簡稱PET)通過捕捉人體內(nèi)因正子湮滅而發(fā)出的gamma光子獲取以正電子核素為標(biāo)記的示蹤劑在人體內(nèi)的分布情況，進(jìn)而獲取臟器功能，代謝等病理生理特征。獲取gamma光子所攜帶的能量、位置以及時(shí)間信息的準(zhǔn)確性直接影響到系統(tǒng)成像的性能。閃爍脈沖采集與處理單元是PET系統(tǒng)中的關(guān)鍵核心部件，主要功能為處理前端探測器形成的閃爍脈沖，獲取ga_a光子所攜帶的能量、位置以及時(shí)間信息。為了保證PET系統(tǒng)的性能，希望所使用的閃爍脈沖采集與處理單元，具有精度高，性能穩(wěn)定，便于實(shí)時(shí)校正、集成度高等特點(diǎn)。
[0003]多閾值米樣(Mult1-Voltage Threshold,以下可簡稱MVT)方法為PET等核醫(yī)學(xué)設(shè)備中閃爍脈沖的數(shù)字化提供了一套低廉而高效的解決方案。該方法根據(jù)閃爍脈沖的特征合理的設(shè)置多個(gè)電壓閾值，通過對閃爍脈沖越過電壓閾值的時(shí)間的數(shù)字化最終實(shí)現(xiàn)閃爍脈沖的數(shù)字化采樣。根據(jù)該方法，發(fā)展出的MVT數(shù)字化器件已經(jīng)開始應(yīng)用于PET系統(tǒng)中，這些MVT數(shù)字化器件多由比較器和時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器構(gòu)成。其中，比較器用于實(shí)現(xiàn)閃爍脈沖與電壓閾值間的比較，在閃爍脈沖躍過電壓閾值的時(shí)刻輸出跳變信號，時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器用于對比較器輸出的跳變信號的時(shí)間進(jìn)行數(shù)字化采樣。
[0004]現(xiàn)有的這些MVT數(shù)字化器件為避免因比較器精度所帶來的比較電壓與實(shí)際電壓閾值之間的偏差而引起的采樣誤差，多采用高精密的比較器。這種高精度比較器的應(yīng)用雖然在一定程度上解決了上述問題，但也使得整個(gè)數(shù)字化器件的成本急劇上升。同時(shí)這種高精度比較器對工作環(huán)境要求苛刻，器件的功耗極高，使得整個(gè)MVT數(shù)字化器件的成本過于昂貴，通道密度較低。
[0005]因此，針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，有必要提供一種新的多閾值采樣數(shù)字化器件的閾值校正方法，以降低MVT數(shù)字化器件在實(shí)現(xiàn)過程中對比較器精度的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種多閾值采樣數(shù)字化器件的閾值校正方法，利用該方法可以獲取多閾值采樣數(shù)字化器件中比較器設(shè)置的比較電壓與實(shí)際工作時(shí)比較電壓之間的關(guān)系，利用該關(guān)系可以有效的提高多閾值采樣數(shù)字化器件的采樣精度，降低其對比較器精度的要求。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0008]一種多閾值采樣數(shù)字化器件的閾值校正方法，其步驟如下:
[0009] (I)生成一用于多閾值采樣數(shù)字化器件的閾值校正的三角波，測量該三角波波形的kl、k2以及Vpeak，該三角波波形的DOT表示為:[0010]
【權(quán)利要求】
1.一種多閾值采樣數(shù)字化器件的閾值校正方法，其特征在于:步驟如下: (1)生成一用于多閾值采樣數(shù)字化器件的閾值校正的三角波，測量該三角波波形的kl、k2以及Vpeak，該三角波波形的DOT表示為:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多閾值采樣數(shù)字化器件的閾值校正方法，其特征在于:所述步驟(3)中所述DOT的具體計(jì)算方式為:從所獲取的脈沖采樣點(diǎn)中將經(jīng)由同一個(gè)比較器獲得的兩個(gè)采樣點(diǎn)提取出來，計(jì)算兩個(gè)采樣點(diǎn)之間的時(shí)間間隔，該時(shí)間間隔的時(shí)間數(shù)值即為該比較器在該次采樣時(shí)與其設(shè)置參考電壓所對應(yīng)的實(shí)際工作閾值電壓下的DOT。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多閾值采樣數(shù)字化器件的閾值校正方法，其特征在于:所述步驟(3)中所述DOT為在相同條件下多次測量后的平均值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多閾值采樣數(shù)字化器件的閾值校正方法，其特征在于:所述步驟(6)中的閾值校正函數(shù)的另一種表達(dá)式為:
y (a, i) =x (a, i) +offset (a), 當(dāng)步驟(4)中的η等于I時(shí),offset (a)為與第a個(gè)比較器對應(yīng)的工作閾值與設(shè)定的參考電壓之間的差值；當(dāng)步驟(4)中的η大于I時(shí)，offset (a)為與第a個(gè)比較器對應(yīng)的多組工作閾值與設(shè)定的參考電壓之間差值的平均值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多閾值采樣數(shù)字化器件的閾值校正方法，其特征在于:所述步驟(4)中η的值大于2時(shí)，步驟(6)中的校正函數(shù)對步驟(4)中獲得與該比較器對應(yīng)的多組工作閾值與設(shè)定的參考電壓進(jìn)行樣條擬合或樣條插值獲得實(shí)際工作閾值與實(shí)際設(shè)定參考電壓之間的關(guān)系。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多閾值采樣數(shù)字化器件的閾值校正方法，其特征在于:所述步驟(4)中η的值大于2時(shí)，步驟(6)中的校正函數(shù)可以對步驟(4)中獲得與該比較器對應(yīng)的多組工作閾值與設(shè)定的參考電壓進(jìn)行線性插值的方式獲得實(shí)際工作閾值與實(shí)際設(shè)定參考電壓之間的關(guān)系。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多閾值采樣數(shù)字化器件的閾值校正方法，其特征在于:所述步驟(7)中利用閾值校正函數(shù)或查找表根據(jù)每個(gè)比較器欲設(shè)定的閾值電壓設(shè)置對應(yīng)的參考電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多閾值采樣數(shù)字化器件的閾值校正方法，其特征在于:所述步驟(1)中的三角波可用正弦波替換，該正弦波的公式如下:
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多閾值采樣數(shù)字化器件的閾值校正方法，其特征在于:所述步驟(1)中的三角波形可替換為任意波形，該波形在t時(shí)刻其電壓值可以由確定的數(shù)學(xué)表達(dá)式描述:
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多閾值采樣數(shù)字化器件的閾值校正方法，其特征在于:所述步驟(1)中的三角波形可替換為任意波形，針對該任意波形其DOT和Vt之間的關(guān)系是通過實(shí)際測量該脈沖多個(gè)電壓下的DOT后建立查找表的方式獲得。
【文檔編號】A61B6/03GK103961126SQ201310045681
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2013年2月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月5日
【發(fā)明者】奚道明, 謝慶國, 劉葦 申請人:蘇州瑞派寧科技有限公司