[发明专利]电子学系统及其信号处理方法和单光子发射断层成像设备

摘要

本发明公开了一种用于单光子发射断层成像的电子学系统的信号处理方法，该方法采用了多通道、独立触发、全数字化的电子学方案。该信号处理方法包括多路独立、并行化的模拟采集方案与高集成化的数字处理方案。具体包括：微弱信号放大与成型；多通道并行采集；对模拟信号的预数字化处理、模数转换、串并转换、相互独立的触发信号生成、基线与增益调整、数字化处理与传输。该系统实现了一种多通道模拟信号、高速、高质量并行采集的方案。该信号处理方法的特点在于全并行处理、采集精度高、数字处理方法灵活、速度快、易于调整配置参数、易于升级等。本发明还公开了一种用于单光子发射断层成像的电子学系统和单光子发射断层成像设备。

主权项

1.一种用于单光子发射断层成像的电子学系统的信号处理方法，其特征在于，所述电子学系统与用于单光子发射断层成像的探测器连接，所述探测器包括多路光电倍增管，所述信号处理方法包括以下步骤：所述电子学系统并行采集所述多路光电倍增管对应的输出模拟信号，并分别对每一路输出模拟信号进行预数字化处理，具体包括：所述电子学系统对每一路输出模拟信号进行预放大；所述电子学系统对每一路被预防大之后的模拟信号进行基线校正，所述基线校正具体包括：所述电子学系统接收上位机发送的数字化基线值，将所述数字化基线值转换为基线模拟信号，以及，将所述基线模拟信号与被预放大之后的模拟信号进行减法计算以校正所述被预放大之后的模拟信号的基线；所述电子学系统对每一路被基线校正之后的模拟信号进行增益校正，所述增益校正具体包括：所述电子学系统接收所述上位机发送的数字化增益值，并将所述数字化增益值转换为增益模拟信号，以及，根据所述增益模拟信号对被基线校正之后的模拟信号进行放大或者缩小；所述电子学系统对每一路被增益校正之后的模拟信号进行单端‑差分转换处理；所述电子学系统将每一路被预数字化处理的模拟信号转换为数字信号，并将多路串行数字信号转换为并行数字化信号；所述电子学系统通过一个数字处理模块对所述并行数字化信号进行数字处理，以及，所述电子学系统将数字处理之后的信号发送至上位机，以及接收所述上位机的参数调整命令，其中，所述电子学系统通过一个数字处理模块对所述并行数字化信号进行数字处理具体包括：所述电子学系统通过一个数字处理模块对所述并行数字化信号进行数字积分计算，并根据数字积分计算结果生成伽马光子事例，其中，对所述并行数字化信号进行数字积分计算具体包括：所述电子学系统将所述并行数字化信号与预设阈值进行比较，如果所述并行数字化信号大于所述预设阈值则满足数字积分条件，并将满足所述数字积分条件的所述并行数字化信号进行数字积分计算并生成积分结果，其中，所述根据数字积分计算结果生成伽马光子事例具体包括：将所述积分结果作为对应伽马光子事例中的能量，以及，将预设个数的所述并行数字化信号中的预设位置对应的时刻作为所述对应伽马光子事例中的产生时刻；所述电子学系统将所述伽马光子事例发送至所述上位机，以使所述上位机根据所述伽马光子事例还原所述探测器捕获的原始伽马光子的能量和入射位置。