CN107422364A - 一种检测器的时间定时校正方法及装置 - Google Patents

一种检测器的时间定时校正方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种检测器的时间定时校正方法及装置，包括：由光量子信号的实际甄别时刻以及光量子信号上升沿的电压获得对应的上升沿斜率；根据所述上升沿斜率与时间漂移的对应关系获得对应的时间漂移；由所述实际甄别时刻和所述时间漂移获得真实甄别时刻。利用时间漂移与光量子信号的上升沿斜率之间存在对应关系来校正光量子信号的甄别时刻，首先获得当前光量子信号的上升沿斜率，利用上升沿斜率和时间漂移的对应关系，来获得对应的时间漂移。然后利用实际甄别时刻和时间漂移获得真实甄别时刻，真实甄别时刻为校正后的实际甄别时刻。真实甄别时刻可以准确定位光量子信号的时间信息，从而在后续图像重建时提供准确的时间信息，提高图像重建的准确度。

Description

一种检测器的时间定时校正方法及装置
技术领域
本发明涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种检测器的时间定时校正方法及装置。
背景技术
正电子发射型计算机断层显像(PET，Positron Emission Computed Tomography)是目前最先进的医疗诊断设备之一，其原理是把具有正电子发射的同位素标记药物(显像剂)注入人体内，如碳、氟、氧和氮的同位素1种或2种，这些药物在参与人体的生理代谢过程中发生湮灭效应，如图1所示为PET探测器环阵列示意图，生成基本上在180°方向上发射的2个能量为0.511MeV彼此运动相反的γ射线光量子。
根据人体不同部位吸收标记化合物能力的不同，同位素在人体内各部位的浓聚程度不同，湮灭反应产生光子的强度也不同。用环绕人体的γ光子检测器，可以检测到释放出光子的时间、位置、数量和方向，通过光电转换器件将光信号转变为电流或电压脉冲信号，经过电子采集系统及计算机系统对上述信息进行采集、数/模转换、存储、运算和影像重建等，从而获得人体脏器的横断面、冠状断面和矢状断面图像。凡代谢率高的组织或病变，在PET上呈现明亮的高代谢亮信号，凡代谢率低的组织或病变在PET上呈现出低代谢暗信号。
PET成像的关键在于γ射线光量子信号的采集，如何精确获取光量子信号的能量和时间信息，是决定PET成像质量好坏的关键。尤其对于飞行时间(TOF，Time of Flight)PET的信号采集，精准的时间信息识别是至关重要的，可以大幅度降低噪声信号的干扰，成倍减少数据量，使重建图像信息更加精确。
但是，现有技术中获取光量子信号的信号甄别时刻与实际信号时刻存在时间漂移，最终将造成最终图像重建出现误差。
发明内容
为了解决现有技术中存在的以上技术问题，本发明提供一种检测器的时间定时校正方法及装置，能够对检测器的信号甄别时刻进行校正，从而使信号甄别时刻更准确。
本发明实施例提供检测器的时间定时校正方法，包括：
由光量子信号的实际甄别时刻以及光量子信号上升沿的电压获得对应的上升沿斜率；
根据所述上升沿斜率与时间漂移的对应关系获得对应的时间漂移；
由所述实际甄别时刻和所述时间漂移获得真实甄别时刻。
优选地，由光量子信号的实际甄别时刻以及光量子信号上升沿的电压获得对应的上升沿斜率，具体包括：
分别在两个不同时间获得所述光量子信号的上升沿过程中的电压信号；
将两个不同时间获得的电压信号做差获得电压差，并获得所述两个不同时间的时间差；
将所述电压差与时间差的比值作为所述上升沿斜率。
优选地，还包括预先获得所述上升沿斜率与时间漂移的对应关系，具体为：
获得第一比较器翻转的第一时间T1-i，获得第二比较器翻转的第二时间T2-i；所述第一比较器的第一端连接第一阈值电压Th1，所述第一比较器的第二端连接试验光量子信号；所述第二比较器的第一端连接第二阈值电压Th2，所述第二比较器的第二端连接所述试验光量子信号；其中|Th1|＜|Th2|；由所述T1-i、T2-i、Th1和Th2获得上升沿斜率Ri＝|(Th2-Th1)/(T2-i-T1-i)|；i为事件标识；
由所述试验光量子信号的实际甄别时刻和基准源获得的所述试验光量子信号的真实甄别时刻获得时间漂移Tpiao＝Tz-Ts，其中Tz为真实甄别时刻，Ts为实际甄别时刻；所述T1-i作为所述实际甄别时刻；
由至少两组所述时间漂移和所述上升沿斜率通过拟合获得所述对应关系的表达式。
优选地，所述第一比较器翻转的第一时间和第二比较器翻转的第二时间由时间数字转换器或现场可编程门阵列获得。
优选地，预先获得所述上升沿斜率与时间漂移的对应关系，具体包括：
获得第三比较器的翻转时间Ti，所述第三比较器翻转时触发模数转换器采集所述光量子信号；所述第三比较器的第一端连接试验光量子信号，所述第三比较器的第二端连接第三阈值电压；i为事件标识；
Ri＝|(V1-V2)/T|，或其中，V1和V2为所述模数转换器分别在第一采样周期和第二采样周期采集的所述试验光量子信号的电压；Vi和Vi+1为所述模数转换器分别在相邻的两个采样周期采集的所述试验光量子信号的电压；T为所述模数转换器的采样周期；
由所述试验光量子信号的实际甄别时刻和由基准源获得的所述试验光量子信号的真实甄别时刻获得时间漂移Tpiao＝|Tz-Ts|，其中Tz为真实甄别时刻，Ts为实际甄别时刻；所述Ti作为所述实际甄别时刻；
由至少两组所述时间漂移和所述上升沿斜率通过拟合获得所述对应关系的表达式。
本发明实施例还提供一种检测器的时间定时校正装置，包括：上升沿斜率获得单元、时间漂移获得单元和校正单元；
所述上升沿斜率获得单元，用于由光量子信号的实际甄别时刻以及光量子信号上升沿的电压获得对应的上升沿斜率；
所述时间漂移获得单元，用于根据所述上升沿斜率与时间漂移的对应关系获得对应的时间漂移；
所述校正单元，用于由所述实际甄别时刻和所述时间漂移获得真实甄别时刻。
优选地，所述上升沿斜率获得单元包括：电压采样子单元、电压差获得子单元、时间差获得子单元和上升沿斜率获得子单元；
所述电压采样子单元，用于分别在两个不同时间获得所述光量子信号的上升沿过程中的电压信号；
所述电压差获得子单元，用于将两个不同时间获得的电压信号做差获得电压差；
所述时间差获得子单元，用于获得所述两个不同时间的时间差；
所述上升沿斜率获得子单元，用于获得所述电压差与时间差的比值作为所述上升沿斜率。
优选地，所述时间漂移获得单元包括：第一比较器、第二比较器和处理器；
所述第一比较器的第一端连接第一阈值电压Th1，所述第一比较器的第二端连接试验光量子信号；所述第二比较器的第一端连接第二阈值电压Th2，所述第二比较器的第二端连接所述试验光量子信号；
所述处理器，用于获得第一比较器翻转的第一时间T1-i，获得第二比较器翻转的第二时间T2-i；其中|Th1|＜|Th2|；由所述T1-i、T2-i、Th1和Th2获得上升沿斜率Ri＝|(Th2-Th1)/(T2-i-T1-i)|；i为事件标识；由所述试验光量子信号的实际甄别时刻和由基准源获得的试验光量子信号的真实甄别时刻获得时间漂移Tpiao＝Tz-Ts，其中Tz为真实甄别时刻，Ts为实际甄别时刻；所述T1-i作为所述实际甄别时刻；由至少两组所述时间漂移和所述上升沿斜率通过拟合获得所述对应关系的表达式。
优选地，所述时间漂移获得单元包括：第三比较器、模数转换器和处理器；
所述第三比较器的第一端连接试验光量子信号，所述第三比较器的第二端连接第三阈值电压；i为事件标识；
在所述第三比较器的翻转时间Ti，所述模数转换器被触发用于采集所述光量子信号；
所述处理器，用于根据所述模数转换器采集的所述试验光量子信号的电压获得上升沿斜率Ri＝|(V1-V2)/T|，或其中，V1和V2为所述模数转换器分别在相邻的第一采样周期和第二采样周期采集的所述试验光量子信号的电压；Vi和Vi+1为所述模数转换器分别在相邻的两个采样周期采集的所述试验光量子信号的电压；T为所述模数转换器的采样周期；由所述试验光量子信号的实际甄别时刻和由基准源获得的所述试验光量子信号的真实甄别时刻获得时间漂移Tpiao＝|Tz-Ts|，其中Tz为真实甄别时刻，Ts为实际甄别时刻；所述Ti作为所述实际甄别时刻；由至少两组所述时间漂移和所述上升沿斜率通过拟合获得所述对应关系的表达式。
优选地，所述处理器为时间数字转换器或现场可编程门阵列。
与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：
利用时间漂移与光量子信号的上升沿斜率之间存在对应关系来校正光量子信号的甄别时刻，首先获得当前光量子信号的上升沿斜率，利用上升沿斜率和时间漂移的对应关系，来获得对应的时间漂移。然后利用实际甄别时刻和时间漂移获得真实甄别时刻，真实甄别时刻为校正后的实际甄别时刻。真实甄别时刻可以准确定位光量子信号的时间信息，从而在后续图像重建时提供准确的时间信息，提高图像重建的准确度。
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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，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的附图。
图1为现有技术中的PET探测器环阵列示意图；
图2为本发明提供的光量子信号的波形形状不同导致的时间漂移示意图；
图3为本发明提供的时间漂移与光量子信号的上升沿斜率的关系图；
图4为本发明提供的检测器的时间定时校正方法实施例一流程图；
图5为本发明提供的光量子信号的实际甄别时刻与上升沿斜率的示意图；
图6为本发明提供的获取线性关系的实施例一示意图；
图7为本发明提供的获取线性关系的实施例二示意图；
图8为本发明提供的检测器的时间定时校正装置实施例一示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
首先，为了本领域技术人员更好地理解本发明实施例提供的技术方案，介绍下现有技术中存在时间漂移的原因。
现有技术中采用单一比较器的方式甄别光量子信号的时间时存在以下缺点，对于不同能量的信号，或者不同上升沿特征的光量子信号，比较器采用同一个阈值鉴别的时间存在一定的时间差异，称之为时间漂移。具体可以参见图2，该图为光量子信号的波形形状不同导致的时间漂移示意图。
其中VT表示比较器的阈值电压，可以看出对于两种不同上升沿斜率的光量子信号，当光量子信号的电压大于阈值电压时对应的时间分别为t1和t2。t1和t2之间的时间差便是时间漂移。
可见，由于信号形状的不同，信号甄别所得到的甄别时刻存在差异。目前通常采用恒比定时(CFD，Constant Fraction Discriminator)方式来消除时间漂移。关于CFD已是通用技术，这里不做过多描述。但该技术需要将信号进行反向、延迟、相加和阈值比较等变换，信号的阈值参数被信号延时参数所取代，消除了信号由于形状的不同带来的甄别时刻差异。但该方法也有其弊端，第一，电路复杂，涉及器件繁多，不适合于多通道大型阵列式电路设计；第二，延迟参数调整受限，并且无法连续调整，不适合寻找最佳延迟参数；第三，需要根据信号上升沿时间的长短调整适当的延迟参数。
而本发明的实施例提供的方法借助于光量子信号的上升沿斜率校正信号甄别时刻。首先介绍光量子信号的上升沿斜率与时间漂移的关系，具体可以参见图3，该图为本发明提供的时间漂移与光量子信号的上升沿斜率的关系图。
图3中横坐标为时间漂移，纵坐标为上升沿斜率。
从图3中可以看出，时间漂移与上升沿斜率存在对应关系，一般近似为线性关系，即时间漂移可以粗略地表示为上升沿斜率的一次函数，下面以时间漂移与上升沿斜率之间存在的对应关系为线性关系为例进行介绍，可以理解的是，也可以为非线性关系。
当时间漂移与上升沿斜率之间的关系为线性关系时，线性关系的表达式如公式(1)所示。
Tpiao＝K*Ri+b (1)
其中，Tpiao为时间漂移，K和b为常数，Ri为上升沿斜率。可以理解的是，K和b可以为小数，也可以为整数。
可以理解的是时间漂移表示光量子信号的真实甄别时刻与实际甄别时刻的差值，因此，时间漂移还可以表示为公式(2)所示。
Tpiao＝|Tz-Ts| (2)
其中，Tz为真实甄别时刻，Ts为实际甄别时刻。
需要说明的是，Ts是实际测量获得的光量子信号的甄别时刻，但是实际测量的甄别时刻与真实的甄别时刻存在时间差异，该时间差异便是时间漂移，可能Ts加上时间漂移Tpiao为Tz，也可能Ts减去时间漂移Tpiao为Tz。因此，Tpiao为两者的差值的绝对值。
在校正信号甄别时刻时，预先要通过试验获得公式(1)中的K和b，当K和b已知以后，便可以获得时间漂移。可以理解的是，不同时刻不同上升沿斜率对应的时间漂移是不相同的。即当K和b已知以后，上升沿斜率是变量，需要实时获取。当获得上升沿斜率之后便可以获得时间漂移，然后利用时间漂移和实际甄别时刻，便可以获得真实甄别时刻。
参见图4，该图为本发明提供的检测器的时间定时校正方法实施例一流程图。
本实施例提供的检测器的时间定时校正方法，包括：
S401：由光量子信号的实际甄别时刻以及光量子信号上升沿的电压获得对应的上升沿斜率；
如图5所示，该图为光量子信号的实际甄别时刻与上升沿斜率的示意图。
从图5可以看出，横坐标为光量子信号的甄别时间，纵坐标为光量子信号的电压。通过测量上升沿的电压和上升沿时间便可以获得对应的上升沿斜率。例如，获得两个时刻T1和T2分别对应的电压Th1和Th2，获得Th1和Th2的电压差值，获得T1和T2的时间差值，然后电压差值与时间差值之比为上升沿斜率。
S402：根据所述上升沿斜率与时间漂移的对应关系获得对应的时间漂移；
例如，时间漂移与光量子信号的上升沿斜率存在线性关系，因此，可以利用线性关系便可以获得S401获得的上升沿斜率对应的时间漂移。
S403：由所述实际甄别时刻和所述时间漂移获得真实甄别时刻。
即利用Tpiao＝|Tz-Ts|可以获得Tz。
本实施例提供的方法，利用时间漂移与光量子信号的上升沿斜率之间存在的对应关系来校正光量子信号的甄别时刻，首先获得当前光量子信号的上升沿斜率，利用上升沿斜率和时间漂移的对应关系，来获得对应的时间漂移。然后利用实际甄别时刻和时间漂移获得真实甄别时刻，真实甄别时刻为校正后的实际甄别时刻。真实甄别时刻可以准确定位光量子信号的时间信息，从而在后续图像重建时提供准确的时间信息，提高图像重建的准确度。
下面介绍获得光量子信号的上升沿斜率与时间漂移的线性关系的具体过程。
时间漂移与上升沿斜率的线性关系表达式为公式(1)Tpiao＝K*Ri+b，确定两者的线性关系即确定公式(1)中的K和b。
本实施例中需要先获取时间漂移和上升沿斜率，然后根据时间漂移和上升沿斜率获得公式(1)中的K和b。
下面先介绍第一种实现方式，利用双比较器的方式来实现。
参见图6，该图为本发明提供的获取对应关系的实施例一示意图。
预先获得所述上升沿斜率与时间漂移的对应关系，具体包括：
获得第一比较器601翻转的第一时间T1-i，获得第二比较器602翻转的第二时间T2-i；所述第一比较器601的第一端连接第一阈值电压Th1，所述第一比较器601的第二端连接试验光量子信号Vin；所述第二比较器602的第一端连接第二阈值电压Th2，所述第二比较器602的第二端连接所述试验光量子信号Vin；其中|Th1|＜|Th2|；Ri＝|(Th2-Th1)/(T2-i-T1-i)|；i为事件标识；即上升沿斜率利用图6所示的电路获得时，可以利用两个比较器的阈值电压的差值以及两个比较器翻转时间的差值来获得。
Th1取值可以为光量子信号的幅值的15％—25％。Th2取值可以为光量子信号的幅值的30％—40％。但是具体的取值范围本发明中并不局限，可以视具体的校正效果而定。
需要说明的是，预先通过试验获得上升沿斜率时利用的光量子信号称为试验光量子信号。试验光量子信号与检测器实际工作时的光量子信号相同。
具体地，第一比较器601和第二比较器602的输出端分别连接现场可编程门阵列(FPGA，Field－Programmable Gate Array)或时间数字转换器(TDC，Time-to-DigitalConverter)603的不同输入端，FPGA或TDC603可以获得第一比较器601的翻转时间和第二比较器602的翻转时间。并且，FPGA或TDC603预先已知Th1和Th2。因此，利用FPGA或TDC603可以利用关系式Ri＝|(Th2-Th1)/(T2-i-T1-i)|获得上升沿斜率。
需要说明的是，图6所示的电路可以适用于所有光量子信号，由于光量子不是一个，而是很多个，因此，用i表示光量子信号的序号；例如，第一个光量子信号对应i＝1，第二个光量子信号对应i＝2，以此类推，即i为整数。该电路可以检测出每个光量子信号的时间。
另外，由于Th2＞Th1，因此，对于同一个光量子信号，第一比较器601先翻转，第二比较器602后翻转。从图6中的有效信号可以看出，601的输出信号的低电平时刻T1要比602输出信号的低电平时刻T2超前。
由光量子信号的实际甄别时刻和由基准源获得的光量子信号的真实甄别时刻获得时间漂移Tpiao＝Tz-Ts，其中Tz为真实甄别时刻，Ts为实际甄别时刻；所述T1-i作为所述实际甄别时刻；
当时间漂移和上升沿斜率存在线性关系时，由至少两组所述时间漂移和所述上升沿斜率通过拟合获得线性关系中的K和b。
由于需要获得两个量K和b，相当于求二元一次方程中的两个未知数。因此，需要利用至少两组时间漂移和对应的上升沿斜率来获得K和b。由于光量子信号具有随机性，每个光量子信号的波形也不相同，对应的上升沿斜率随机性很大。因此，实际检测的两个光量子信号的上升沿斜率相同的几率很小。一个光量子信号对应的具体波形可以参见图5所示的波形。这样，所述至少两组时间漂移和上升沿斜率可以通过测量至少两个光量子信号来获得。当获得两组以上的时间漂移和上升沿斜率时，可以通过拟合获得线性关系中的K和b，例如，可以通过线性拟合，也可以通过其他合适的拟合类型。具体低可以采用Matlab计算工具拟合获得K和b。
光量子信号的实际甄别时刻是可以测量获得的，例如利用图6所示的电路，其中第一比较器601翻转的时刻就是光量子信号的实际甄别时刻，可以通过检测第一比较器601的翻转获得所述光量子信号的实际甄别时刻。
而光量子信号的真实甄别时刻在试验时是可以通过基准源通道获得的。获得Tz和Ts以后，可以利用Tpiao＝Tz-Ts求得时间漂移。
另外，由于Th2＞Th1，因此，FPGA或TDC603可能会接收第一比较器601的有效输出信号，而没有收到第二比较器602的有效输出信号，此时需要做判断，将这种情况视为无效信号。FPGA或TDC603只对第一比较器601和第二比较器602的输出信号均为有效信号的情况进行处理。
下面介绍第二种实现方式，利用单比较器的方式来实现。
参见图7，该图为本发明提供的获取对应关系的实施例二示意图。
利用图6中的双比较器，可以利用双比较器的阈值电压的差值获得上升沿斜率，但是利用单比较器时无法获得两个电压的差值，因此借助于模数转换器A/D来实现两个电压的采样。
预先获得所述上升沿斜率与时间漂移的对应关系，具体包括：
获得第三比较器701的翻转时间Ti，所述第三比较器701翻转时触发模数转换器A/D703采集试验光量子信号Vin；所述第三比较器701的第一端连接所述试验光量子信号Vin，所述第三比较器701的第二端连接第三阈值电压Th3；i为事件标识；
Ri＝|(V1-V2)/T|，或其中，V1和V2为所述模数转换器A/D703分别在相邻的第一采样周期和第二采样周期采集的试验光量子信号的电压；Vi和Vi+1为所述模数转换器A/D703分别在相邻的两个采样周期采集的试验光量子信号的电压；T为所述模数转换器A/D703的采样周期；
需要说明的是，A/D703采集Vin是按照采样周期进行的，因此，直接可以利用两个相邻的采样周期采用的电压之差除以采样周期便是光量子信号的上升沿斜率，即利用公式Ri＝|(V1-V2)/T|获得上升沿斜率。另外，为了计算的上升沿斜率更准确，可以通过求平均值的方式来获得上升沿斜率。例如获得n个电压差，利用n个电压差之和除以n个周期之和，获得上升沿斜率，即利用公式获得上升沿斜率。
具体地，第三比较器701的输出端连接FPGA或TDC603的输入端，FPGA或TDC603可以获得第三比较器701的翻转时间。并且，FPGA或TDC603预先已知Th3。因此，利用FPGA或TDC603可以利用关系式Ri＝|(V1-V2)/T|或获得上升沿斜率。
以下的步骤与双比较器时的获取方式相同，在此不再详细赘述。
由光量子信号的实际甄别时刻和由基准源获得的光量子信号的真实甄别时刻获得时间漂移Tpiao＝Tz-Ts，其中Tz为真实甄别时刻，Ts为实际甄别时刻；所述Ti作为所述实际甄别时刻；
例如，时间漂移和上升沿斜率存在线性关系，由至少两组所述时间漂移和所述上升沿斜率通过拟合获得线性关系中的K和b。
K和b的获得可以参照图6对应的实施例中的方式。
需要说明的是，以上实施例中获得的线性关系中的K和b可以保存于FPGA或TDC603中。当校正甄别时刻时，利用FPGA或TDC603来进行计算。
本实施例中，利用A/D采样来获得上升沿斜率，A/D的采样率应该至少保证信号上升沿部分2个或2个以上的采样点。A/D的使用不仅仅可以获取光量子信号的上升沿斜率，也可以用作获取光量子信号的能量信息。对于PET探测器系统常规的设计而言A/D是必不可缺的器件，所以本实施例提供的方案并没有增加原有的电路系统设计复杂度。
另外，以上实施例介绍的阈值比较方式，除了采用比较器这种模拟电路实现之外，还可以采用数字化阈值比较形式，例如全数字化脉冲波形的获取，并以数值作为阈值进行比较。
下面来介绍校正过程中实时获取光量子信号的上升沿斜率。
由光量子信号的实际甄别时刻以及光量子信号上升沿的电压获得对应的上升沿斜率，具体包括：
分别在两个不同时间获得所述光量子信号的上升沿过程中的电压信号；
将两个不同时间获得的电压信号做差获得电压差，并获得两个不同时间的时间差；
将所述电压差与时间差的比值作为所述上升沿斜率。
具体地，实际检测时获得光量子信号的上升沿斜率可以通过图6的双比较器获得，也可以通过图7所示的单比较器获得，具体与确定线性关系过程中上升沿斜率的获取方法相同，在此不再赘述。
另外，实际校正时，真实甄别时刻的计算可以由FPGA或TDC603来获得，也可以将数据上传给上位机，由上位机来计算。其中计算方式可以为直接计算，也可以采用查表方式获取。
基于以上实施例提供的检测器的时间定时校正方法，本发明实施例还提供一种检测器的时间定时校正装置，下面结合附图进行详细的介绍。
参见图8，该图为本发明提供的检测器的时间定时校正装置实施例一示意图。
本实施例提供的检测器的时间定时校正装置，包括：上升沿斜率获得单元801、时间漂移获得单元802和校正单元803；
所述上升沿斜率获得单元801，用于由光量子信号的实际甄别时刻以及光量子信号上升沿的电压获得对应的上升沿斜率；
如图5所示，该图为光量子信号的实际甄别时刻与上升沿斜率的示意图。
从图5可以看出，横坐标为光量子信号的甄别时间，纵坐标为光量子信号的电压。通过测量上升沿的电压和上升沿时间便可以获得对应的上升沿斜率。例如，获得两个时刻T1和T2分别对应的电压Th1和Th2，获得Th1和Th2的电压差值，获得T1和T2的时间差值，然后电压差值与时间差值之比为上升沿斜率。
所述时间漂移获得单元802，用于根据所述上升沿斜率与时间漂移的对应关系获得对应的时间漂移；
例如，时间漂移与光量子信号的上升沿斜率可以存在线性关系，因此，利用线性关系便可以获得S401获得的上升沿斜率对应的时间漂移。
所述校正单元803，用于由所述实际甄别时刻和所述时间漂移获得真实甄别时刻。
即利用Tpiao＝|Tz-Ts|可以获得Tz。
本实施例提供的装置，利用时间漂移与光量子信号的上升沿斜率之间存在对应关系来校正光量子信号的甄别时刻，首先获得当前光量子信号的上升沿斜率，利用上升沿斜率和时间漂移的对应关系，来获得对应的时间漂移。然后利用实际甄别时刻和时间漂移获得真实甄别时刻，真实甄别时刻为校正后的实际甄别时刻。真实甄别时刻可以准确定位光量子信号的时间信息，从而在后续图像重建时提供准确的时间信息，提高图像重建的准确度。
下面介绍本实施例提供的上升沿斜率获得单元801。
本实施例提供的上升沿斜率获得单元801可以包括：电压采样子单元、电压差获得子单元、时间差获得子单元和上升沿斜率获得子单元；
所述电压采样子单元，用于分别在两个不同时间获得所述光量子信号的上升沿过程中的电压信号；
所述电压差获得子单元，用于将两个不同时间获得的电压信号做差获得电压差；
所述时间差获得子单元，用于获得所述两个不同时间的时间差；
所述上升沿斜率获得子单元，用于将所述电压差与时间差的比值作为所述上升沿斜率。
需要说明的是，上升沿斜率获得子单元可以通过硬件电路来实现，也可以通过软件程序来实现。当通过硬件电路来实现，可以参见图6和图7所示的电路。
下面介绍时间漂移获得单元，可以理解的是时间漂移获得单元需要预先获得上升沿斜率和时间漂移的对应关系。
首先介绍第一种实现方式：
所述时间漂移获得单元包括：第一比较器、第二比较器和处理器；
所述第一比较器的第一端连接第一阈值电压Th1，所述第一比较器的第二端连接试验光量子信号；所述第二比较器的第一端连接第二阈值电压Th2，所述第二比较器的第二端连接试验光量子信号；
所述处理器，用于获得第一比较器翻转的第一时间T1-i，获得第二比较器翻转的第二时间T2-i；其中|Th1|＜|Th2|；由所述T1-i、T2-i、Th1和Th2获得上升沿斜率Ri＝|(Th2-Th1)/(T2-i-T1-i)|；i为事件标识；由光量子信号的实际甄别时刻和由基准源获得的试验光量子信号的真实甄别时刻获得时间漂移Tpiao＝Tz-Ts，其中Tz为真实甄别时刻，Ts为实际甄别时刻；所述T1-i作为所述实际甄别时刻；由至少两组所述时间漂移和所述上升沿斜率通过拟合获得对应关系的表达式。
下面介绍第二种实现方式：
所述时间漂移获得单元包括：第三比较器、模数转换器和处理器；
所述第三比较器的第一端连接试验光量子信号，所述第三比较器的第二端连接第三阈值电压；i为事件标识；
在所述第三比较器的翻转时间Ti，所述模数转换器被触发用于采集试验光量子信号；
所述处理器，用于根据所述模数转换器采集的试验光量子信号的电压获得上升沿斜率Ri＝|(V1-V2)/T|，或其中，V1和V2为所述模数转换器分别在第一采样周期和第二采样周期采集的试验光量子信号的电压；Vi和Vi+1为所述模数转换器分别在相邻的两个采样周期采集的试验光量子信号的电压；T为所述模数转换器的采样周期；由试验光量子信号的实际甄别时刻和由基准源获得的试验光量子信号的真实甄别时刻获得时间漂移Tpiao＝|Tz-Ts|，其中Tz为真实甄别时刻，Ts为实际甄别时刻；所述Ti作为所述实际甄别时刻；由至少两组所述时间漂移和所述上升沿斜率通过拟合获得对应关系的表达式。
以上的第一种实现方式和第二种实现方式具体可以参见图6和图7对应的描述，在此不再赘述。
另外，以上实施例中的比较器并不仅仅特定某一种比较器芯片，可以包括不同型号的比较器芯片或者类似于比较器功能的其他器件，例如可以应用FPGA的低电压差分信号(LVDS，Low-Voltage Differential Signaling)接口实现比较器功能等。
本发明以上实施例提供的装置，可以校正PET检测器的光量子信号的甄别时刻，校正后的甄别时刻可以准确反正光量子信号的时间信息，从而可以使后续图像重建过程中提高图像的准确度。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种检测器的时间定时校正方法，其特征在于，包括：
由光量子信号的实际甄别时刻以及光量子信号上升沿的电压获得对应的上升沿斜率；
根据所述上升沿斜率与时间漂移的对应关系获得对应的时间漂移；
由所述实际甄别时刻和所述时间漂移获得真实甄别时刻。
2.根据权利要求1所述的检测器的时间定时校正方法，其特征在于，由光量子信号的实际甄别时刻以及光量子信号上升沿的电压获得对应的上升沿斜率，具体包括：
分别在两个不同时间获得所述光量子信号的上升沿过程中的电压信号；
将两个不同时间获得的电压信号做差获得电压差，并获得所述两个不同时间的时间差；
将所述电压差与时间差的比值作为所述上升沿斜率。
3.根据权利要求1所述的检测器的时间定时校正方法，其特征在于，还包括预先获得所述上升沿斜率与时间漂移的对应关系，具体为：
获得第一比较器翻转的第一时间T1-i，获得第二比较器翻转的第二时间T2-i；所述第一比较器的第一端连接第一阈值电压Th1，所述第一比较器的第二端连接试验光量子信号；所述第二比较器的第一端连接第二阈值电压Th2，所述第二比较器的第二端连接所述试验光量子信号；其中|Th1|＜|Th2|；由所述T1-i、T2-i、Th1和Th2获得上升沿斜率Ri＝|(Th2-Th1)/(T2-i-T1-i)|；i为事件标识；
由所述试验光量子信号的实际甄别时刻和基准源获得的所述试验光量子信号的真实甄别时刻获得时间漂移Tpiao＝Tz-Ts，其中Tz为真实甄别时刻，Ts为实际甄别时刻；所述T1-i作为所述实际甄别时刻；
由至少两组所述时间漂移和所述上升沿斜率通过拟合获得所述对应关系的表达式。
4.根据权利要求3所述的检测器的时间定时校正方法，其特征在于，所述第一比较器翻转的第一时间和第二比较器翻转的第二时间由时间数字转换器或现场可编程门阵列获得。
5.根据权利要求1所述的检测器的时间定时校正方法，其特征在于，预先获得所述上升沿斜率与时间漂移的对应关系，具体包括：
获得第三比较器的翻转时间Ti，所述第三比较器翻转时触发模数转换器采集所述光量子信号；所述第三比较器的第一端连接试验光量子信号，所述第三比较器的第二端连接第三阈值电压；i为事件标识；
Ri＝|(V1-V2)/T|，或其中，V1和V2为所述模数转换器分别在第一采样周期和第二采样周期采集的所述试验光量子信号的电压；Vi和Vi+1为所述模数转换器分别在相邻的两个采样周期采集的所述试验光量子信号的电压；T为所述模数转换器的采样周期；
由所述试验光量子信号的实际甄别时刻和由基准源获得的所述试验光量子信号的真实甄别时刻获得时间漂移Tpiao＝|Tz-Ts|，其中Tz为真实甄别时刻，Ts为实际甄别时刻；所述Ti作为所述实际甄别时刻；
由至少两组所述时间漂移和所述上升沿斜率通过拟合获得所述对应关系的表达式。
6.一种检测器的时间定时校正装置，其特征在于，包括：上升沿斜率获得单元、时间漂移获得单元和校正单元；
所述上升沿斜率获得单元，用于由光量子信号的实际甄别时刻以及光量子信号上升沿的电压获得对应的上升沿斜率；
所述时间漂移获得单元，用于根据所述上升沿斜率与时间漂移的对应关系获得对应的时间漂移；
所述校正单元，用于由所述实际甄别时刻和所述时间漂移获得真实甄别时刻。
7.根据权利要求6所述的检测器的时间定时校正装置，其特征在于，所述上升沿斜率获得单元包括：电压采样子单元、电压差获得子单元、时间差获得子单元和上升沿斜率获得子单元；
所述电压采样子单元，用于分别在两个不同时间获得所述光量子信号的上升沿过程中的电压信号；
所述电压差获得子单元，用于将两个不同时间获得的电压信号做差获得电压差；
所述时间差获得子单元，用于获得所述两个不同时间的时间差；
所述上升沿斜率获得子单元，用于获得所述电压差与时间差的比值作为所述上升沿斜率。
8.根据权利要求6所述的检测器的时间定时校正装置，其特征在于，所述时间漂移获得单元包括：第一比较器、第二比较器和处理器；
所述第一比较器的第一端连接第一阈值电压Th1，所述第一比较器的第二端连接试验光量子信号；所述第二比较器的第一端连接第二阈值电压Th2，所述第二比较器的第二端连接所述试验光量子信号；
所述处理器，用于获得第一比较器翻转的第一时间T1-i，获得第二比较器翻转的第二时间T2-i；其中|Th1|＜|Th2|；由所述T1-i、T2-i、Th1和Th2获得上升沿斜率Ri＝|(Th2-Th1)/(T2-i-T1-i)|；i为事件标识；由所述试验光量子信号的实际甄别时刻和由基准源获得的试验光量子信号的真实甄别时刻获得时间漂移Tpiao＝Tz-Ts，其中Tz为真实甄别时刻，Ts为实际甄别时刻；所述T1-i作为所述实际甄别时刻；由至少两组所述时间漂移和所述上升沿斜率通过拟合获得所述对应关系的表达式。
9.根据权利要求6所述的检测器的时间定时校正装置，其特征在于，所述时间漂移获得单元包括：第三比较器、模数转换器和处理器；
所述第三比较器的第一端连接试验光量子信号，所述第三比较器的第二端连接第三阈值电压；i为事件标识；
在所述第三比较器的翻转时间Ti，所述模数转换器被触发用于采集所述光量子信号；
所述处理器，用于根据所述模数转换器采集的所述试验光量子信号的电压获得上升沿斜率Ri＝|(V1-V2)/T|，或其中，V1和V2为所述模数转换器分别在相邻的第一采样周期和第二采样周期采集的所述试验光量子信号的电压；Vi和Vi+1为所述模数转换器分别在相邻的两个采样周期采集的所述试验光量子信号的电压；T为所述模数转换器的采样周期；由所述试验光量子信号的实际甄别时刻和由基准源获得的所述试验光量子信号的真实甄别时刻获得时间漂移Tpiao＝|Tz-Ts|，其中Tz为真实甄别时刻，Ts为实际甄别时刻；所述Ti作为所述实际甄别时刻；由至少两组所述时间漂移和所述上升沿斜率通过拟合获得所述对应关系的表达式。
10.根据权利要求8或9所述的检测器的时间定时校正装置，其特征在于，所述处理器为时间数字转换器或现场可编程门阵列。
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