CN106580359B - 探测器信号处理方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种探测器信号处理方法及装置，属于成像技术领域。该探测器信号处理方法包括：将属于同一行的所有探测器输出的信号进行求和形成分别对应不同行探测器的多个行信号；将属于同一列的所有探测器输出的信号进行求和形成分别对应不同列探测器的多个列信号；将多个行信号进行加权求和后形成第一加权信号输出；将多个列信号进行加权求和后形成第二加权信号输出；将多个行信号及多个列信号进行求和形成总能量信号输出；根据第一加权信号、第二加权信号和总能量信号得到接收到光信号的探测器的位置坐标。本发明实施例提供的探测器信号处理方法及装置有效地减少了探测器阵列的信号读出所需要的电子学通道，降低了后端电子学成本。

Description

探测器信号处理方法及装置
技术领域
本发明涉及成像技术领域，具体而言，涉及一种探测器信号处理方法及装置。
背景技术
核医学正电子发射断层成像(Positron Emission Tomography，PET)是核医学领域比较先进的临床检查影像技术。因此，PET设备的研究对于临床检查影像技术的发展至关重要。PET探测器是PET设备的重要部件，由于PET设备中探测器的数量众多，若直接读出每个探测器产生的信号，需要大量的电子学通道，使得PET设备的读出电路复杂且造价昂贵，故PET系统中探测器信号的读出方法成为研究的重要方向。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种探测器信号处理方法及装置，有效地改善上述问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
第一方面，本发明实施例提供了一种探测器信号处理方法，应用于呈阵列分布的多个探测器。所述方法包括：分别将属于同一行的所有探测器中的每个所述探测器输出的信号进行求和形成分别对应不同行探测器的多个行信号；分别将属于同一列的所有探测器中的每个所述探测器输出的信号进行求和形成分别对应不同列探测器的多个列信号；将所述多个行信号进行加权求和后形成第一加权信号输出，其中，不同的所述行信号对应于不同的加权系数；将所述多个列信号进行加权求和后形成第二加权信号输出，其中，不同的所述列信号对应于不同的加权系数；将所述多个行信号及所述多个列信号进行求和形成总能量信号输出；根据所述第一加权信号、所述第二加权信号和所述总能量信号得到接收到光信号的探测器的位置坐标。
进一步地，所述根据所述第一加权信号、所述第二加权信号和所述总能量信号得到接收到光信号的探测器的位置坐标，包括：通过处理器接收所述第一加权信号、所述第二加权信号和所述总能量信号；根据公式：
Figure BDA0001169580580000021
Figure BDA0001169580580000022
计算接收到光信号的探测器的位置坐标(x，y)，其中，X表示所述第一加权信号，Y表示所述第二加权信号，E表示所述总能量信号。
进一步地，每个所述探测器对应于一个第一电容，所述分别将属于同一行的所有探测器中的每个所述探测器输出的信号进行求和形成分别对应不同行探测器的多个行信号，包括：通过属于同一行的每个所述探测器对应的所述第一电容的一端接收该行每个所述探测器输出的信号；通过属于同一行的每个所述探测器对应的所述第一电容的另一端的电连接，将各行所述探测器输出的信号分别进行求和形成对应不同行探测器的多个行信号。
进一步地，每个所述探测器对应于一个第二电容，所述分别将属于同一列的所有探测器中的每个所述探测器输出的信号进行求和形成分别对应不同列探测器的多个列信号，包括：通过属于同一列的每个所述探测器对应的所述第二电容的一端接收该列每个所述探测器输出的信号；通过属于同一列的每个所述探测器对应的所述第二电容的另一端的电连接，将各列所述探测器输出的信号分别进行求和形成对应不同列探测器的多个列信号。
进一步地，所述多个行信号分别对应的加权系数随着对应行的排列顺序依次递增或递减。
进一步地，所述多个列信号分别对应的加权系数随着对应列的排列顺序依次递增或递减。
第二方面，本发明实施例还提供了一种探测器信号处理装置，应用于呈阵列分布的多个探测器。该探测器信号处理装置包括第一累加器、第二累加器、第三累加器及处理器。所述第一累加器包括第一输出端及多个第一输入端，所述第二累加器包括第二输出端及多个第二输入端，所述第三累加器包括第三输出端及多个第三输入端。所述多个探测器中每行探测器输出的信号输入对应的所述第一输入端和对应的所述第三输入端，所述多个探测器中每列探测器输出的信号输入对应的所述第二输入端和对应的所述第三输入端，所述第一输出端、所述第二输出端和所述第三输出端均与所述处理器电连接。所述第一累加器用于将所述多个第一输入端输入的信号进行加权求和形成第一加权信号，由所述第一输出端输出至所述处理器，其中，由不同的所述第一输入端输入的信号对应于不同的加权系数。所述第二累加器用于将所述多个第二输入端输入的信号进行加权求和形成第二加权信号，由所述第二输出端输出至所述处理器，其中，由不同的所述第二输入端输入的信号对应于不同的加权系数。所述第三累加器用于将所述多个第三输入端输入的信号进行求和形成总能量信号，由所述第三输出端输出至所述处理器。所述处理器用于根据所述第一加权信号、第二加权信号及所述总能量信号得到接收到光信号的探测器的位置坐标。
进一步地，上述探测器信号处理装置还包括多个第一电容，每个所述探测器的信号输出端分别与一个所述第一电容的一端电连接，所述第一电容的另一端与该探测器所在探测器行对应的所述第一输入端及所述第三输入端均电连接。
进一步地，上述探测器信号处理装置还包括多个第二电容，每个所述探测器的信号输出端分别与一个所述第二电容的一端电连接，所述第二电容的另一端与该探测器所在探测器列对应的所述第二输入端及所述第三输入端均电连接。
进一步地，所述探测器为硅光电倍增管。
本发明实施例提供的探测器信号处理方法及装置，将呈阵列分布的多个探测器输出的信号处理为第一加权信号、第二加权信号及总能量信号三路信号输出，并根据上述第一加权信号、第二加权信号及总能量信号对接收到光信号的探测器进行定位，有效地减少了探测器阵列的信号读出所需要的电子学通道，有利于简化后端电子学的电路结构以及降低后端电子学的成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。
图1为本发明第一实施例提供的探测器信号处理方法在一种具体实施方式中的方法流程图；
图2为本发明第一实施例提供的探测器信号处理方法在另一种具体实施方式中的方法流程图；
图3为硅光电倍增管中单个雪崩光二极管的电路示意图；
图4为本发明第二实施例提供的探测器信号处理装置的一种具体实施方式中探测器阵列的行、列信号读出部分的电路结构示意图；
图5为本发明第二实施例提供的探测器信号处理装置的一种具体实施方式中探测器阵列的行、列信号处理部分的电路结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“电连接”应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
核医学正电子发射断层成像(Positron Emission Tomography，PET)是核医学领域比较先进的临床检查影像技术。PET探测器是PET设备的重要部件，且PET探测器的数量众多，其读出通道的数量极大地影响了PET设备的电路结构的复杂度及成本。故研究出读出通道较少的探测器信号处理方法成为了PET设备的研究重点之一。鉴于此，本发明实施例提供了一种探测器信号处理方法及装置。
第一实施例
本发明实施例提供了一种探测器信号处理方法，应用于呈阵列分布的多个探测器。如图1所示，所述方法包括：
步骤S110，分别将属于同一行的所有探测器中的每个所述探测器输出的信号进行求和形成分别对应不同行探测器的多个行信号；
将属于同一行的所有探测器中的每个探测器输出的信号进行求和的方式有多种。例如可以通过加法电路将属于同一行的所有探测器的每个探测器输出的信号进行求和，输出对应于该行探测器的行信号；也可以将属于同一行的所有探测器的输出端进行电连接，得到对应于该行探测器的行信号。
步骤S120，分别将属于同一列的所有探测器中的每个所述探测器输出的信号进行求和形成分别对应不同列探测器的多个列信号；
同理，分别将属于同一列的所有探测器中的每个探测器输出的信号进行求和形成分别对应不同列探测器的多个列信号的实施方式与上述步骤S110的实施方式类似，此处不再赘述。
例如，呈阵列分布的多个探测器具体为4(行)×4(列)的探测器阵列。此时，将第一行的四个探测器输出的信号进行求和形成第一行信号，将第二行的四个探测器输出的信号进行求和形成第二行信号，将第三行的四个探测器输出的信号进行求和形成第三行信号，将第四行的四个探测器输出的信号进行求和形成第四行信号。相应地，将第一列的四个探测器输出的信号进行求和形成第一列信号，将第二列的四个探测器输出的信号进行求和形成第二列信号，将第三列的四个探测器输出的信号进行求和形成第三列信号，将第四列的四个探测器输出的信号进行求和形成第四列信号。
步骤S130，将所述多个行信号进行加权求和后形成第一加权信号输出；
本实施例中，将多个行信号进行加权求和的方式可以为：将多个行信号作为输入信号，通过基于运算放大器的加法电路输出多个行信号的加权和，即第一加权信号。其中，不同的行信号对应于不同的加权系数。
优选的，为了便于对各行信号的定位，多个行信号分别对应的加权系数随着对应行的排列顺序依次递增或递减。例如，呈阵列分布的多个探测器具体为4×4探测器阵列时，第一行信号对应的加权系数、第二行信号对应的加权系数、第三行信号对应的加权系数、第四行信号对应的加权系数依次递增或递减。
步骤S140，将所述多个列信号进行加权求和后形成第二加权信号输出；
本实施例中，将多个列信号进行加权求和的方式也可以为：将多个列信号作为输入信号，通过基于运算放大器的加法电路输出多个列信号的加权和，即第二加权信号。其中，不同的列信号对应于不同的加权系数。优选的，为了便于对各列信号的定位，多个列信号分别对应的加权系数随着对应列的排列顺序依次递增或递减。
例如，当呈阵列分布的多个探测器具体为4(行)×4(列)的探测器阵列时，第一加权信号为第一行信号、第二行信号、第三行信号及第四行信号的加权和，第二加权信号为第一列信号、第二列信号、第三列信号及第四列信号的加权和。假设X表示第一加权信号，Y表示第二加权信号ROW1表示第一行信号，ROW2表示第二行信号，ROW3表示第三行信号，ROW4表示第四行信号，COL1表示第一列信号，COL2表示第二列信号，COL3表示第三列信号，COL4表示第四列信号。此时，X＝k1*ROW1+k2*ROW2+k3*ROW3+k4*ROW4，Y＝m1*COL1+m2*COL2+m3*COL3+m4*COL4。其中，k1，k2，k3，k4，m1，m2，m3，m4均表示加权系数，且k1，k2，k3及k4各不相等，m1，m2，m3及m4各不相等。例如，k1＝m1＝1，k2＝m2＝2，k3＝m3＝3及k4＝m4＝4。
步骤S150，将所述多个行信号及所述多个列信号进行求和形成总能量信号输出；
将探测器阵列输出的对应于所有探测器行的多个行信号以及对应于所有探测器列的多个列信号进行求和形成总能量信号输出。其中，将多个行信号及多个列信号进行求和的方式可以为：将多个行信号的输出端及多个列信号的输出端电连接，从而实现多个行信号及多个列信号的叠加。将多个行信号及多个列信号进行求和的方式还可以为：通过加法电路将多个行信号及多个列信号相加，且每个行信号和每个列信号的权值均为1。例如，当呈阵列分布的多个探测器具体为4×4探测器阵列时，假设E表示总能量信号，则总能量信号E＝ROW1+ROW2+ROW3+ROW4+COL1+COL2+COL3+COL4。
上述探测器信号处理方法应用于PET系统中时，为了进一步得到接收到光信号的探测器的位置信息，以便得到影像信息，本发明实施例提供的探测器信号处理方法还包括步骤S160。
步骤S160，根据所述第一加权信号、所述第二加权信号和所述总能量信号得到接收到光信号的探测器的位置坐标。
如图2所示，步骤S160可以具体包括：
步骤S161，通过处理器接收所述第一加权信号、所述第二加权信号和所述总能量信号；
步骤S130中输出的第一加权信号，步骤S140中输出的第二加权信号及步骤S150中输出的总能量信号分别经过成形电路、模数转换电路等常用的后端电子学电路处理后，输入处理器。
步骤S162，根据公式：
Figure BDA0001169580580000081
计算接收到光信号的探测器的位置坐标(x，y)。
处理器接收到第一加权信号、第二加权信号及总能量信号后，进一步根据第一加权信号、第二加权信号及总能量信号得到接收到光信号的探测器的位置。
由于PET系统中，闪烁晶体每次接收到的γ光子的能量可能不等，从而闪烁晶体上产生的可见光子的数量也就不一样。因此，即使是同一个探测器上，每次接收到光信号后输出的信号都不相等。因此，本实施例中优选根据公式：
Figure BDA0001169580580000082
计算接收到光信号的探测器的位置坐标(x，y)。其中，X表示所述第一加权信号，Y表示所述第二加权信号，E表示所述总能量信号。
于本发明实施例的一种具体实施方式中，上述呈阵列分布的多个探测器为硅光电倍增管(SiPM)阵列。SiPM的基本构成单元为雪崩光二极管(APD)。APD工作时一般需要在阴极接几十伏的正偏置电压，构成反向偏置。每个SiPM单元都是由大量的APD并联而成，如图3所示，每个APD都串联一个淬灭电阻Rq，而外接电阻Rs为外接的取信号电阻。SiPM的工作原理为：当没有光子照射到APD上时，通过APD的电流为零，淬灭电阻Rq两端电压为V；当有光子照射到APD上时，APD发生雪崩，由于此时APD的阻值很高，淬灭电阻Rq上会产生一个大的压降，使加在APD的反向电压降低到不足以引发雪崩，从而实现电路的淬灭，恢复到APD雪崩前的状态，准备探测下一个光子；APD每发生一次雪崩到淬灭，都会在信号输出端Vout产生一个正向脉冲，当光子同时照射到SiPM中的多个APD并产生脉冲时，在SiPM阳极侧就会输出一个较大的脉冲信号，且该脉冲信号的幅值与光子数成正比。
基于上述分析，由于SiPM的信号输出端Vout输出的信号除了包括反映光子能量的交流分量外，还包括直流分量，为了避免直流分量的干扰，本发明实施例优选采用交流耦合的方式，每个探测器对应于一个第一电容及一个第二电容。此时，上述的分别将属于同一行的所有探测器中的每个探测器输出的信号进行求和形成分别对应不同行探测器的多个行信号的步骤具体包括：通过属于同一行的每个探测器对应的第一电容的一端接收该行每个探测器输出的信号；通过属于同一行的每个探测器对应的第一电容的另一端的电连接，将各行探测器输出的信号分别进行求和形成对应不同行探测器的多个行信号。
同理，上述的分别将属于同一列的所有探测器中的每个探测器输出的信号进行求和形成分别对应不同列探测器的多个列信号的步骤具体包括：通过属于同一列的每个探测器对应的第二电容的一端接收该列每个探测器输出的信号；通过属于同一列的每个探测器对应的第二电容的另一端的电连接，将各列探测器输出的信号分别进行求和形成对应不同列探测器的多个列信号。
当探测器阵列为m×n的SiPM阵列时，将每个SiPM单元用Sij表示，每个第一电容用Cij表示，每个第二电容用C′ij，其中，i，j均为正整数，且i表示行号，j表示列号，1≤i≤m，1≤j≤n。也就是说，探测器Sij对应于第一电容Cij及第二电容C′ij，且探测器Sij的信号输出端与第一电容Cij的一端电连接，同时探测器Sij的信号输出端也与第二电容C′ij的一端电连接。通过将位于第一行的探测器S1j(j＝1，2，3，…，n)对应的第一电容C1j(j＝1，2，3，…，n)的另一端电连接，即可以将第一行探测器输出的信号进行求和形成对应于第一行探测器的行信号，依次类推，通过将位于第m行的探测器Smj(j＝1，2，3，…，n)对应的第一电容Cmj(j＝1，2，3，…，n)的另一端电连接，即可以将第m行探测器输出的信号进行求和形成对应于第m行探测器的行信号。
同理，通过将位于第一列的探测器Si1(i＝1，2，3，…，m)对应的第二电容C′i1(i＝1，2，3，…，m)的另一端电连接，即可以将第一列探测器输出的信号进行求和形成对应于第一列探测器的列信号，依次类推，通过将位于第n列的探测器Sin(i＝1，2，3，…，m)对应的第二电容C′in
(i＝1，2，3，…，m)的另一端电连接，即可以将第n列探测器输出的信号进行求和形成对应于第n列探测器的列信号。
综上所述，本发明实施例提供的探测器信号处理方法，将呈阵列分布的多个探测器输出的信号处理为第一加权信号、第二加权信号及总能量信号三路信号输出，并根据上述第一加权信号、第二加权信号及总能量信号对接收到光信号的探测器进行定位，有效地减少了探测器阵列的信号读出所需要的电子学通道，有利于简化后端电子学的结构以及降低后端电子学成本。
第二实施例
本发明实施例提供了一种探测器信号处理装置，应用于呈阵列分布的多个探测器。如图4和图5所示，探测器信号处理装置包括第一累加器U1、第二累加器U2、第三累加器U3及处理器U4。第一累加器U1包括第一输出端及多个第一输入端，第二累加器U2包括第二输出端及多个第二输入端，第三累加器U3包括第三输出端及多个第三输入端。探测器阵列中每行探测器输出的信号输入对应的第一输入端和对应的第三输入端，探测器阵列每列探测器输出的信号输入对应的第二输入端和对应的第三输入端。第一累加器U1的第一输出端、第二累加器U2的第二输出端和第三累加器U3的第三输出端均与处理器U4电连接。需要说明的是，图4所示的探测器阵列仅是为了示意，对本发明实施例提供的探测器信号处理装置适用的探测器阵列的行数和列数不作限制。
假设探测器阵列为m×n探测器阵列，第一累加器U1至少包括m个第一输入端，第二累加器U2至少包括n个第二输入端，第三累加器U3至少包括m+n个第三输入端。
第一累加器U1用于将多个第一输入端输入的信号进行加权求和形成第一加权信号，由第一输出端将该第一加权信号输出至处理器U4。其中，由不同的第一输入端输入的信号对应于不同的加权系数。将属于同一行的所有探测器输出的信号进行求和后形成的对应于不同行探测器的多个行信号分别对应地输入第一累加器U1的多个第一输入端，则第一输出端输出第一加权信号。
第二累加器U2用于将多个第二输入端输入的信号进行加权求和形成第二加权信号，由第二输出端将该第二加权信号输出至处理器U4。其中，由不同的所述第二输入端输入的信号对应于不同的加权系数。将属于同一列的所有探测器输出的信号进行求和后形成的对应于不同列探测器的多个列信号分别对应地输入第二累加器U2的多个第二输入端，则第二输出端输出第二加权信号。
第三累加器U3用于将多个第三输入端输入的信号进行求和形成总能量信号，由第三输出端将该总能量信号输出至处理器U4。将属于同一行的所有探测器输出的信号进行求和后形成的对应于不同行探测器的多个行信号以及属于同一列的所有探测器输出的信号进行求和后形成的对应于不同列探测器的多个列信号均对应地输入第三累加器U3的多个第三输入端，则第三输出端输出总能量信号。
本实施例中，第一累加器U1、第二累加器U2和第三累加器U3均可以采用加法电路实现。例如，第一累加器U1和第二累加器U2均可以采用集成运算放大电路，该集成运算放大电路具有多个输入端和一个输出端，不同的输入端对应于不同的放大倍数。
处理器U4用于根据接收到的第一加权信号、第二加权信号和总能量信号得到接收到光信号的探测器的位置坐标。具体的，处理器U4接收第一累加器U1输出的第一加权信号，第二累加器U2输出的第二加权信号以及第三累加器U3输出的总能量信号，根据公式：
Figure BDA0001169580580000121
计算接收到光信号的探测器的位置坐标(x，y)。其中，X表示所述第一加权信号，Y表示所述第二加权信号，E表示所述总能量信号。
本实施例中，处理器U4可以为一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。例如，处理器U4可以是单片机、DSP、ARM或FPGA等具有数据处理功能的芯片。
分别将属于同一行或同一列的所有探测器中的每个探测器输出的信号进行求和的方式有多种。例如可以通过加法电路将属于同一行的所有探测器输出的信号进行累加，输出对应于该行探测器的行信号；也可以将属于同一行的所有探测器的输出端进行电连接，得到对应于该行探测器的行信号。本实施例中，为了简化探测器信号处理装置的电路结构，优选为将属于同一行的所有探测器的输出端进行电连接，得到对应于该行探测器的行信号，将属于同一列的所有探测器的输出端进行电连接，得到对应于该列探测器的列信号。
进一步地，基于第一实施例中的分析，探测器输出的信号除了包括反映光子能量的交流分量外，还包括直流分量。为了避免直流分量对后续信号处理过程的干扰，本发明实施例优选采用交流耦合的方式。探测器信号处理装置还包括多个第一电容和多个第二电容，每个探测器的信号输出端与一个第一电容的一端电连接，且该探测器的信号输出端还与一个第二电容的一端电连接。而第一电容的另一端与该探测器所在探测器行对应的第一输入端及第三输入端均电连接。第二电容的另一端与该探测器所在探测器列对应的第二输入端及第三输入端均电连接。
本发明实施例提供的探测器信号处理装置可以应用于成像系统如PET系统。其中，具体所应用的探测器优选为硅光电倍增管(SiPM)，即上述探测器阵列为硅光电倍增管阵列。与传统的光电倍增管相比，硅光电倍增管具有灵敏度高、增益大、一致性好、尺寸小、不受磁场干扰、工作电压低等优选。
为了更清楚地说明本实施例提供的探测器信号处理装置，下面将以4×4探测器阵列为例对本实施例提供的探测器信号处理装置的具体结构及工作原理进行说明。
如图4所示，4×4探测器阵列包括位于第一行的第一探测器S11、第二探测器S12、第三探测器S13、第四探测器S14，位于第二行的第五探测器S21、第六探测器S22、第七探测器S23、第八探测器S24，位于第三行的第九探测器S31、第十探测器S32、第十一探测器S33、第十二探测器S34，位于第四行的第十三探测器S41、第十四探测器S42、第十五探测器S43及第十六探测器S44。
探测器处理装置包括对应于每个探测器第一电容和第二电容。如图5所示，探测器信号处理装置还包括第一累加器U1、第二累加器U2及第三累加器U3。第一累加器U1包括第一输入端a1、a2、a3、a4及第一输出端p1，第二累加器U2包括第二输入端b1、b2、b3、b4及第二输出端p2，第三累加器U3包括第三输入端c1、c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8及第三输出端p3。
以第一行探测器为例，第一探测器S11的一端分别与第一电容C11的一端及第二电容C′11的一端电连接。第二探测器S12的一端分别与第一电容C12的一端及第二电容C′12的一端电连接。第三探测器S13的一端分别与第一电容C13的一端及第二电容C′13的一端电连接。第四探测器S14的一端分别与第一电容C14的一端及第二电容C′14的一端电连接。第一电容C11、C12、C13及C14的另一端均与第一行输出端m1电连接。第一行输出端m1分别与第一累加器U1的第一输入端a1以及第三累加器U3的第三输入端c1电连接。
同理，第二行输出端m2分别与第一累加器U1的第一输入端a2以及第三累加器U3的第三输入端c2电连接。第三行输出端m3分别与第一累加器U1的第一输入端a3以及第三累加器U3的第三输入端c3电连接。第四行输出端m4分别与第一累加器U1的第一输入端a4以及第三累加器的第三输入端c4电连接。第一列输出端n1分别与第二累加器U2的第二输入端b1以及第三累加器U3的第三输入端c5电连接。第二列输出端n2分别与第二累加器U2的第二输入端b2以及第三累加器U3的第三输入端c6电连接。第三列输出端n3分别与第二累加器U2的第二输入端b3以及第三累加器U3的第三输入端c7电连接。第四列输出端n4分别与第二累加器U2的第二输入端b4以及第三累加器U3的第三输入端c8电连接。
第一累加器U1的第一输出端p1、第二累加器U2的第二输出端p2及第三累加器U3的第三输出端p3均与处理器U4电连接。可以理解的是，第一输出端p1、第二输出端p2及第三输出端p3与处理器U4之间还连接有成形电路、模数转换电路等后端电子学电路，由于上述后端电子学电路为成像系统常用的电路，此处不作详细介绍。
第一行探测器输出的信号求和后形成的第一行信号、第二行探测器输出的信号求和后形成的第二行信号、第三行探测器输出的信号求和后形成的第三行信号以及第四行探测器输出的信号求和后形成的第四行信号分别输入第一累加器U1的第一输入端a1、a2、a3、a4，经第一累加器U1的加权求和处理形成第一加权信号由第一输出端p1输出至处理器U4。
第一列探测器输出的信号求和后形成的第一列信号、第二列探测器输出的信号求和后形成的第二列信号、第三列探测器输出的信号求和后形成的第三列信号以及第四列探测器输出的信号求和后形成的第四列信号分别输入第二累加器U2的第二输入端b1、b2、b3、b4，经第二累加器U2的加权求和处理形成第二加权信号由第二输出端p2输出至处理器U4。
此外，上述四个行信号以及四个列信号分别输入第三累加器U3的第三输入端c1、c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8，经第三累加器U3的求和处理形成总能量信号由第三输出端p3输出至处理器U4。
综上所述，本实施例提供的探测器信号处理装置将探测器阵列输出的信号处理为三路信号，即第一加权信号、第二加权信号及总能量信号输出至处理器U4，处理器U4进一步根据接收到的上述三路信号对接收到光信号的探测器进行定位，有效地减少了探测器阵列的信号读出所需要的电子学通道有利于简化后端电子学的结构以及降低后端电子学成本。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种探测器信号处理方法，其特征在于，应用于呈阵列分布的多个探测器，所述方法包括：
分别将属于同一行的所有探测器中的每个所述探测器输出的信号进行求和形成分别对应不同行探测器的多个行信号；
分别将属于同一列的所有探测器中的每个所述探测器输出的信号进行求和形成分别对应不同列探测器的多个列信号；
将所述多个行信号进行加权求和后形成第一加权信号输出，其中，不同的所述行信号对应于不同的加权系数；
将所述多个列信号进行加权求和后形成第二加权信号输出，其中，不同的所述列信号对应于不同的加权系数；
将所述多个行信号及所述多个列信号进行求和形成总能量信号输出；
根据所述第一加权信号、所述第二加权信号和所述总能量信号得到接收到光信号的所述探测器的位置坐标；
其中，所述根据所述第一加权信号、所述第二加权信号和所述总能量信号得到接收到光信号的所述探测器的位置坐标，包括：
通过处理器接收所述第一加权信号、所述第二加权信号和所述总能量信号；
根据公式：
Figure FDA0002180110930000011
计算接收到光信号的所述探测器的位置坐标(x，y)，其中，X表示所述第一加权信号，Y表示所述第二加权信号，E表示所述总能量信号；
每个所述探测器对应于一个第一电容，所述分别将属于同一行的所有探测器中的每个所述探测器输出的信号进行求和形成分别对应不同行探测器的多个行信号，包括：
通过属于同一行的每个所述探测器对应的所述第一电容的一端接收该行每个所述探测器输出的信号；
通过属于同一行的每个所述探测器对应的所述第一电容的另一端的电连接，将各行所述探测器输出的信号分别进行求和形成对应不同行探测器的多个行信号；
每个所述探测器对应于一个第二电容，所述分别将属于同一列的所有探测器中的每个所述探测器输出的信号进行求和形成分别对应不同列探测器的多个列信号，包括：
通过属于同一列的每个所述探测器对应的所述第二电容的一端接收该列每个所述探测器输出的信号；
通过属于同一列的每个所述探测器对应的所述第二电容的另一端的电连接，将各列所述探测器输出的信号分别进行求和形成对应不同列探测器的多个列信号。
2.根据权利要求1所述的探测器信号处理方法，其特征在于，所述多个行信号分别对应的加权系数随着对应行的排列顺序依次递增或递减。
3.根据权利要求1所述的探测器信号处理方法，其特征在于，所述多个列信号分别对应的加权系数随着对应列的排列顺序依次递增或递减。
4.一种探测器信号处理装置，其特征在于，应用于呈阵列分布的多个探测器，所述探测器信号处理装置包括第一累加器、第二累加器、第三累加器及处理器，所述第一累加器包括第一输出端及多个第一输入端，所述第二累加器包括第二输出端及多个第二输入端，所述第三累加器包括第三输出端及多个第三输入端，所述多个探测器中每行探测器输出的信号输入对应的所述第一输入端和对应的所述第三输入端，所述多个探测器中每列探测器输出的信号输入对应的所述第二输入端和对应的所述第三输入端，所述第一输出端、所述第二输出端和所述第三输出端均与所述处理器电连接；
所述第一累加器用于将所述多个第一输入端输入的信号进行加权求和形成第一加权信号，由所述第一输出端输出至所述处理器，其中，由不同的所述第一输入端输入的信号对应于不同的加权系数；
所述第二累加器用于将所述多个第二输入端输入的信号进行加权求和形成第二加权信号，由所述第二输出端输出至所述处理器，其中，由不同的所述第二输入端输入的信号对应于不同的加权系数；
所述第三累加器用于将所述多个第三输入端输入的信号进行求和形成总能量信号，由所述第三输出端输出至所述处理器；
所述处理器用于根据所述第一加权信号、第二加权信号及所述总能量信号得到接收到光信号的所述探测器的位置坐标；
其中，所述处理器用于所述根据所述第一加权信号、所述第二加权信号和所述总能量信号得到接收到光信号的所述探测器的位置坐标，包括：
通过处理器接收所述第一加权信号、所述第二加权信号和所述总能量信号；
根据公式：
Figure FDA0002180110930000031
计算接收到光信号的所述探测器的位置坐标(x，y)，其中，X表示所述第一加权信号，Y表示所述第二加权信号，E表示所述总能量信号；
还包括多个第一电容，每个所述探测器的信号输出端分别与一个所述第一电容的一端电连接，所述第一电容的另一端与该探测器所在探测器行对应的所述第一输入端及所述第三输入端均电连接；
还包括多个第二电容，每个所述探测器的信号输出端分别与一个所述第二电容的一端电连接，所述第二电容的另一端与该探测器所在探测器列对应的所述第二输入端及所述第三输入端均电连接。
5.根据权利要求4所述的探测器信号处理装置，其特征在于，所述探测器为硅光电倍增管。
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