一种提高时间采样精度的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种提高时间采样精度的方法及装置，其中，方法应用于采集所述光子到达时间的现场可编程门阵列FPGA，FPGA包括多个逻辑阵列单元LAB，每个LAB包括多个级联在一起的进位链；方法包括：在单事件对应的触发信号到达时，将触发信号同时进入搭建的进位链的不同位置，所述不同位置涵盖LAB的跨区位置以及搭建的进位链的起始位置；将触发信号在LAB的跨区位置对应的标定时间减去跨区位置的前一级进位链的时间作为触发信号在跨区位置的实际标定时间TA；获得触发信号在起始位置对应的标定时间TB；获得TA和TB的平均值作为校准后的标定时间，提高单事件发生时间的采样精度，使得符合事件判定结果的准确性更高，进而提高图像的重建质量。

Method and device for improving time sampling accuracy

The invention discloses a method and a device for improving time sampling accuracy, wherein the method is applied to a field programmable gate array (FPGA) for acquiring the photon arrival time. The FPGA comprises a plurality of logic array units LAB, each of which comprises a plurality of concatenated carry chains; the method includes: the arrival of a trigger signal corresponding to a single event; The trigger signal is simultaneously entered into different positions of the built carry chain, which covers the cross-region position of the LAB and the starting position of the built carry chain; the calibration time corresponding to the cross-region position of the trigger signal in the LAB is subtracted from the time of the preceding carry chain of the cross-region position as the real trigger signal in the cross-region position. Intermediate calibration time TA; Calibration time TB corresponding to the trigger signal at the starting position; Calibration time TB is obtained with the average of TA and TB as the calibration time after calibration, so as to improve the sampling accuracy of single event occurrence time, make the accuracy of event judgment result higher, and then improve the quality of image reconstruction.

【技术实现步骤摘要】
一种提高时间采样精度的方法及装置
本专利技术涉及医疗设备
，尤其涉及一种提高时间采样精度的方法及装置。
技术介绍
在正电子发射型计算机断层显像(PET，PositronEmissionComputedTomography)系统中，注入体内的放射性核素所发射出的正电子在人体内移动大约lmm后将会与人体内的负电子结合发生湮灭辐射，正负电子湮灭时产生两个能量相同(511keV)但方向相反的γ光子。如图1所示为正电子湮灭过程示意图。现有探测γ光子对的技术利用了正电子湮灭事件产生的γ光子对的两个特征：一是这两个γ光子基本沿着方向相反互成180度的直线方向飞行；二是它们都以光速向前传播，原则上这条直线上任一点发生的湮灭事件产生的γ光子对到达探测装置的时间差都是已知的，但事实上，由于物理上的测不准原理和仪器本身的测量误差的存在，致使来自同一湮灭时间的两个γ光子很难严格准确地探测到达探测器的时间差，一般存在一个时间间隔范围，该时间间隔范围称之为符合时间窗，该符合时间窗一般为几纳秒到几十纳秒之间。其中，探测器探测到γ光子到达的过程称为单事件，只有检测到γ光子在符合时间窗之内到达探测器的单事件被称作符合事件，也就是说，这样的γ光子来自于同一个正电子湮灭事件。因此，检测单事件发生时间的精度至关重要，例如，可以精确到几百皮秒，单事件发生时间的精度将影响到符合事件判定结果的准确性，进而影响到图像的重建质量。检测单事件发生时间存在一定误差，如果该误差大于时间窗的长度，则可能丢失符合事件，影响真符合事件数量，进而影响重建图像的质量。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的以上技术问题，本专利技术提供一种提高时间采样精度的方法及装置，能够提高单事件发生时间的采样精度，使得符合事件判定结果的准确性更高，进而提高图像的重建质量。为此，本专利技术实施例提供如下技术方案：第一方面，本专利技术实施例提供了一种提高时间采样精度的方法，应用于探测器对PET系统的光子到达时间进行检测，所述方法应用于采集所述光子到达时间的现场可编程门阵列FPGA，所述FPGA包括多个逻辑阵列单元LAB，每个LAB包括多个级联在一起的进位链；所述方法包括：在单事件对应的触发信号到达时，将所述触发信号同时进入搭建的进位链的不同位置，所述不同位置涵盖所述LAB的跨区位置以及搭建的进位链的起始位置；将所述触发信号在所述LAB的跨区位置对应的标定时间减去所述跨区位置的前一级进位链的时间作为所述触发信号在该跨区位置的实际标定时间TA；获得所述触发信号在所述起始位置对应的标定时间TB；获得TA和TB的平均值作为校准后的标定时间。可选的，在单事件对应的触发信号到达之前，还包括：预先根据所述LAB的跨区位置、粗计数器的精度和细计数器的精度搭建进位链；所述细计数器的精度为每级进位链的平均时延。可选的，当所述LAB的跨区位置包括单个LAB内部相邻两组进位链之间的跨区和两个相邻LAB之间的跨区时，将所述触发信号同时进入搭建的进位链的不同位置，具体包括：将所述触发信号同时进入搭建的进位链的起始位置、所述单个LAB内部相邻两组进位链之间的跨区位置和两个相邻LAB之间的跨区位置。可选的，所述单个LAB内部相邻两组进位链之间的跨区位置，具体为：在第二个粗计数器对应的LAB内部相邻两组进位链之间的跨区位置，第一个粗计数器对应的是所述起始位置所位于的粗计数器；所述搭建的进位链包括m个粗计数器，所述m与所述触发信号同时进入搭建的进位链的不同位置的个数相关；所述两个相邻LAB之间的跨区位置，具体为：在第三个粗计数器对应的两个相邻LAB之间的跨区位置。可选的，所述两个相邻LAB之间的跨区位置，具体为：在第二个粗计数器对应的两个相邻LAB之间的跨区位置；第一个粗计数器对应的是所述起始位置所位于的粗计数器；所述搭建的进位链包括m个粗计数器，所述m与所述触发信号同时进入搭建的进位链的不同位置的个数相关；所述单个LAB内部相邻两组进位链之间的跨区位置，具体为：在第三个粗计数器对应的LAB内部相邻两组进位链之间的跨区位置。可选的，当所述LAB的跨区位置包括两个相邻LAB之间的跨区时，将所述触发信号同时进入搭建的进位链的不同位置，具体包括：将所述触发信号同时进入搭建的进位链的起始位置和两个相邻LAB之间的跨区位置。第二方面，本专利技术实施例提供了一种提高时间采样精度的装置，应用于探测器对PET系统的光子到达时间进行检测，所述装置应用于采集所述光子到达时间的现场可编程门阵列FPGA，所述FPGA包括多个逻辑阵列单元LAB，每个LAB包括多个级联在一起的进位链；所述装置包括：触发单元，用于在单事件对应的触发信号到达时，将所述触发信号同时进入搭建的进位链的不同位置，所述不同位置涵盖所述LAB的跨区位置以及搭建的进位链的起始位置；计算单元，用于将所述触发信号在所述LAB的跨区位置对应的标定时间减去所述跨区位置的前一级进位链的时间作为所述触发信号在该跨区位置的实际标定时间TA；获取单元，用于获得所述触发信号在所述起始位置对应的标定时间TB；标定单元，用于获得TA和TB的平均值作为所述触发信号校准后的标定时间。可选的，在单事件对应的触发信号到达之前，还包括：搭建单元，用于预先根据所述LAB的跨区位置、粗计数器的精度和细计数器的精度搭建进位链；所述细计数器的精度为每级进位链的平均时延。可选的，当所述LAB的跨区位置包括单个LAB内部相邻两组进位链之间的跨区和两个相邻LAB之间的跨区时，将所述触发信号同时进入搭建的进位链的不同位置，具体包括：将所述触发信号同时进入搭建的进位链的起始位置、所述单个LAB内部相邻两组进位链之间的跨区位置和两个相邻LAB之间的跨区位置。可选的，所述单个LAB内部相邻两组进位链之间的跨区位置，具体为：在第二个粗计数器对应的LAB内部相邻两组进位链之间的跨区位置，第一个粗计数器对应的是所述起始位置所位于的粗计数器；所述搭建的进位链包括m个粗计数器，所述m与所述触发信号同时进入搭建的进位链的不同位置的个数相关；所述两个相邻LAB之间的跨区位置，具体为：在第三个粗计数器对应的两个相邻LAB之间的跨区位置。可选的，当所述LAB的跨区位置包括两个相邻LAB之间的跨区时，将所述触发信号同时进入搭建的进位链的不同位置，具体包括：将所述触发信号同时进入搭建的进位链的起始位置和两个相邻LAB之间的跨区位置。与现有技术相比，本专利技术至少具有以下优点：在单事件对应的触发信号到达时，将所述触发信号同时进入搭建的进位链的不同位置，所述不同位置涵盖LAB的跨区位置以及搭建的进位链的起始位置；将触发信号在所述LAB的跨区位置对应的标定时间减去所述跨区位置的前一级进位链的时间作为触发信号在该跨区位置的实际标定时间TA；并获得触发信号在起始位置对应的标定时间TB，获得TA和TB的平均值作为触发信号校准后的标定时间。可见，本专利技术将跨区位置的时延考虑在内，通过取多个位置的标定时间的平均值作为单事件发生时间，降低跨区时延对单事件发生时间标定的影响，提高单事件发生时间的采样精度，使得符合事件判定结果的准确性更高，进而提高图像的重建质量。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高时间采样精度的方法，其特征在于，应用于探测器对PET系统的光子到达时间进行检测，所述方法应用于采集所述光子到达时间的现场可编程门阵列FPGA，所述FPGA包括多个逻辑阵列单元LAB，每个LAB包括多个级联在一起的进位链；所述方法包括：在单事件对应的触发信号到达时，将所述触发信号同时进入搭建的进位链的不同位置，所述不同位置涵盖所述LAB的跨区位置以及搭建的进位链的起始位置；将所述触发信号在所述LAB的跨区位置对应的标定时间减去所述跨区位置的前一级进位链的时间作为所述触发信号在该跨区位置的实际标定时间TA；获得所述触发信号在所述起始位置对应的标定时间TB；获得TA和TB的平均值作为所述触发信号校准后的标定时间。

【技术特征摘要】
1.一种提高时间采样精度的方法，其特征在于，应用于探测器对PET系统的光子到达时间进行检测，所述方法应用于采集所述光子到达时间的现场可编程门阵列FPGA，所述FPGA包括多个逻辑阵列单元LAB，每个LAB包括多个级联在一起的进位链；所述方法包括：在单事件对应的触发信号到达时，将所述触发信号同时进入搭建的进位链的不同位置，所述不同位置涵盖所述LAB的跨区位置以及搭建的进位链的起始位置；将所述触发信号在所述LAB的跨区位置对应的标定时间减去所述跨区位置的前一级进位链的时间作为所述触发信号在该跨区位置的实际标定时间TA；获得所述触发信号在所述起始位置对应的标定时间TB；获得TA和TB的平均值作为所述触发信号校准后的标定时间。2.根据权利要求1所述的提高时间采样精度的方法，其特征在于，在单事件对应的触发信号到达之前，还包括：预先根据所述LAB的跨区位置、粗计数器的精度和细计数器的精度搭建进位链；所述细计数器的精度为每级进位链的平均时延。3.根据权利要求2所述的提高时间采样精度的方法，其特征在于，当所述LAB的跨区位置包括单个LAB内部相邻两组进位链之间的跨区和两个相邻LAB之间的跨区时，将所述触发信号同时进入搭建的进位链的不同位置，具体包括：将所述触发信号同时进入搭建的进位链的起始位置、所述单个LAB内部相邻两组进位链之间的跨区位置和两个相邻LAB之间的跨区位置。4.根据权利要求3所述的提高时间采样精度的方法，其特征在于，所述单个LAB内部相邻两组进位链之间的跨区位置，具体为：在第二个粗计数器对应的LAB内部相邻两组进位链之间的跨区位置，第一个粗计数器对应的是所述起始位置所位于的粗计数器；所述搭建的进位链包括m个粗计数器，所述m与所述触发信号同时进入搭建的进位链的不同位置的个数相关；所述两个相邻LAB之间的跨区位置，具体为：在第三个粗计数器对应的两个相邻LAB之间的跨区位置。5.根据权利要求3所述的提高时间采样精度的方法，其特征在于，所述两个相邻LAB之间的跨区位置，具体为：在第二个粗计数器对应的两个相邻LAB之间的跨区位置；第一个粗计数器对应的是所述起始位置所位于的粗计数器；所述搭建的进位链包括m个粗计数器，所述m与所述触发信号同时进入搭建的进位链的不同位置的个数相关；所述单个LAB内部相邻两组进位链之间的跨区位置，具体为：在第三个粗计数器对应的LAB内部相邻两组进位链之间的跨区位置。6.根据权利要求2所述的提高时间采样精度的方法，其特征在于，当所述LAB...

【专利技术属性】
技术研发人员：宁鹏，杨龙，赵玉秋，梁国栋，吴风，
申请(专利权)人：沈阳东软医疗系统有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21