[发明专利]一种获取能谱的方法、装置以及设置能量窗的装置

说明书

本发明提供获取能谱的方法、装置以及设置能量窗的装置，其电压比较器与探测器模块通信连接并接收探测器模块发送的闪烁脉冲信号；DAC与电压比较器通信连接并向其发送阈值信息；电压比较器将符合阈值信息的闪烁脉冲信号发送至计数器；控制与存储单元与计数器连接并存储和记录计数信息，控制与存储单元还与DAC连接并存储和记录阈值信息。方法包括以下步骤：设置DAC的阈值并将计数器清零；利用计数器记录T时间段内闪烁脉冲的幅值超过阈值的脉冲数；再次设置DAC的阈值，将计数器清零后记录T时间段内闪烁脉冲的幅值超过阈值的脉冲数，重复直至阈值为0。本发明能有效降低PET、SPET等系统的成本和复杂度，降低系统对计算资源和时间的需求。

技术领域

本发明涉及辐射探测以及数字成像领域，更具体地涉及一种获取能谱的方法、装置以及设置能量窗的装置。

背景技术

正电子发射断层成像(positron emission tomography，简称PET)、单光子发射计算机断层成像(single-photon emission computed tomography，简称SPECT)等核医学影像设备中，需要测量入射伽马粒子的能量大小信息以便甄别伽马粒子穿过物体时是否发生过康普顿散射。伽马粒子的能量大小无法直接测量，通常利用闪烁探测器将其转换为相应的电脉冲信号，通过测量电脉冲信号的幅度(或积分值)大小的方式获取伽马粒子的能量大小。这一获取过程中需要对电脉冲的幅度(或积分值)大小与粒子的能量大小进行系数标定，找出某一能量所对应的电脉冲幅值(或积分值)。所探测的伽马粒子的能量大小则依据这一系数通过线性变换将其所对应的脉冲幅值(或积分值)大小转换为粒子能量大小。

发生过康普顿散射的事件通常通过设置合适的能量窗进行甄别。在甄别过程中，标定系数的获取是关键。该系数通常利用能谱进行标定，以PET系统为例，图1为PET系统其中一个探测器通道所形成的能谱图，其中横坐标为电脉冲的幅度(或积分值)大小，纵坐标为事件数目，图1中能量分辨率为11％，能量峰值为28190。依据图1的能谱图进行系数标定，标定系数为511keV/28190，伽马粒子的能量大小可以通过公式x×511keV/28190进行计算，其中x为伽马粒子对应电脉冲的积分值。若PET系统采用350keV-750keV能量窗进行康普顿事件甄别，即能量积分值在350keV/(511keV/28190)和750keV/(511keV/28190)之间的伽马粒子均会被认为是未经过康普顿散射而直接到达探测器的。

现有技术中，能谱图的获取通常会先利用模数转换器(analog-to-digitalconverter，简称ADC)采集并记录一段时间内每个电脉冲的幅值(或积分值)的大小，随后依据记录下来的幅值进行分段统计并最终形成能谱图。现有技术中的能量窗的设置与康普顿散射事件的甄别则是在上述能谱的基础上标定出线性变换系数，然后设置相应的能量窗。随后对记录下的电脉冲的幅值(或积分值)依据所设置的能量窗进行筛选，记录下位于能量窗范围内的事件。

然而，现有技术中需要使用高速、高精度的ADC预先采集一段时间内的每个电脉冲的幅度(或积分值)，而且能量窗的筛选通常需要通过软件进行，会占用一定的计算资源与时间，不仅成本较大，而且处理速度不够快捷。

发明内容

本发明的目的是提供一种获取能谱的方法、装置以及设置能量窗的装置，从而解决现有技术中利用ADC获取能谱以及设置能量窗时成本高且处理速度慢的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供的获取能谱的装置，包括：电压比较器，所述电压比较器与探测器模块通信连接并接收所述探测器模块发送的闪烁脉冲信号；数字模拟转换器，所述数字模拟转换器与所述电压比较器通信连接并向所述电压比较器发送阈值信息；计数器，所述计数器与所述电压比较器连接，所述电压比较器将符合所述阈值信息的闪烁脉冲信号发送至所述计数器；以及控制与存储单元，所述控制与存储单元与所述计数器连接并存储和记录来自于所述计数器的计数信息，所述控制与存储单元还与所述数字模拟转换器连接并存储和记录所述数字模拟转换器的所述阈值信息。