[实用新型]一种提取闪烁脉冲信息的装置

说明书

技术领域

本实用新型属于高能物理探测器和信号处理领域，具体涉及一种提取闪烁脉冲信息的装置，可应用于高能粒子探测、核医疗影像设备等。 

背景技术

在大部分的高能粒子探测领域，以及计算机断层成像(Computed Tomography，以下简称CT)、正电子发射断层成像(Positron Emission Tomography，以下简称PET)、单光子发射计算机断层成像(Single Photon Emission Computed Tomography，以下简称SPECT)等医疗影像领域，数据获得系统所采集、处理的闪烁脉冲信号均是由高能粒子(如γ射线、X射线等)经闪烁晶体转换成可见光，再经光电转换器件转换得到可以观测的电信号，典型的闪烁脉冲波形如图1所示。闪烁脉冲的时间信息是通过测量脉冲上相对固定某点的具体时间值获得的；闪烁脉冲的能量信息是通过计算所带电荷总量、即脉冲波形面积获得的；闪烁脉冲的位置信息，是比较探测器产生的四个“角信号”之间相对大小来获得闪烁脉冲在探测器上的相对位置(X，Y)的。 

传统的闪烁脉冲数据获得方法是基于模拟电路或者模拟-数字混合电路的，处理快速的闪烁脉冲信号需要通过模拟放大、滤波、积分等步骤，模拟电路会随温度、时间的改变性能发生漂移的特性，使得将探测器性能保持在最佳状态是一件很困难的事情。此外，模拟放大、滤波、积分过程针对特定探测器的特性进行设定，因此传统闪烁脉冲数据获得系统在不同探测器的适应性上存在很大的限制。 

目前存在的数字化闪烁脉冲数据获得方法，绝大多数基于模数转化器件(Analog-to-Digital Convertor，以下简称ADC)的闪烁脉冲数据获得方法。由于闪烁脉冲的上升时间通常在1ns～10ns之间，衰减时间常数通道在10ns～300ns之间(取决于探测器类型)，如果使用ADC对闪烁脉冲直接采样，这就要求ADC的采样速度在1GHz以上才能获得可以接受的时间分辨率，在200MHz以上才能获取可以接受的能量分辨率和空间分辨率。高采样率要求高处理速度和高传输带宽，会对数据获得系统设计带来巨大的困难。目前数字化闪烁脉冲获得系统仍需要使用一部分滤波、整形的模拟电路，将快速的闪烁脉冲变为较为慢速的信号后，使用较低速度的ADC进行采样。因此，以目前的技术，并不能实现基于ADC的全数字化闪烁脉冲数据获得系统。 

目前在伽马光子探测上存在一种方法和装置(US 7199370B2)，该方法在不使用ADC的情况下可获得脉冲能量、峰值时间和余辉时间常数。该方法具体做法是，预先设置两个参考电压V_i、V_j，V_j＜V_i测量脉冲下降沿电压处于V_i和V_j之间的时间差t_ij，通过公式 

T＝t_ij/In(V_i/V_j) 

可计算得到该闪烁脉冲的余辉时间常数T；之后，预先设置两个参考电压V_k、V_l，分别测量脉冲电压幅值大于V_k的时间t_k，和脉冲电压幅值大于V_l的时间t_l，通过公式 

Vp=Vks+1sexp{(s+1)tk-tlsT}]]>