CN115005848A - 数字pet的信号采样方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种数字PET的信号采样方法、装置、设备及存储介质。信号采样方法包括：预设可切换选择的至少两个阈值；采用同一比较模块依次比较待处理闪烁脉冲与至少两个阈值，确定待处理闪烁脉冲越过阈值时，分别与至少两个阈值对应的至少两个状态信号；采用同一采样模块依次对至少两个状态信号进行时间采样，获取对应的闪烁脉冲阈值‑时间对。本申请能够在保证采样精度的同时减小管脚数量且实现采样模块的复用，极大的节省逻辑资源。
Description
技术领域
本申请涉及正电子发射计算机断层成像领域，特别是涉及一种数字PET 的信号采样方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
正电子发射断层成像(PET)是一种高端核医学成像装备，广泛用于癌 症诊疗、脑科学研究、心脏病学研究、重离子放疗监测等领域，其中大量使 用伽马射线探测器进行信号采样。谢庆国团队提出的多电压阈值采样 (Multi-Voltage Threshold，以下简称MVT)方法通过对闪烁脉冲过阈值电 压的时间点进行采样的方式完成闪烁脉冲的数字化。MVT方法能够在探测 器采样的时候直接将闪烁脉冲信号数字化，从而可以使得探测器模块化，将PET带入了数字PET时代。
MVT方法的关键在于通过TDC(时间数字转换)技术获得输入波形越 过设定阈值的时间信息，从而反演出波形信息，通常需要多个通道的阈值比 较以及后续的时间测量，需要消耗一定的FPGA内部的逻辑资源来实现，单 个SIPM探测器输出的波形的处理电路通常如图1所示，单个通道的波形对 应4个通道的比较器(LVDS Comparator)，需要消耗FPGA芯片8个输入管 脚以及8个通道的TDC测量模块，而一个FPGA通常需要处理几十上百个 通道的信号，通常PET中采用的FPGA芯片能够提供115K的逻辑资源以及 约500个可用的LVDS管脚数量，无论是其管脚还是逻辑资源都无法处理众 多通道的数据，逻辑资源受到限制，TDC模块的测量精度也受到了制约。
综上所述，过高的FPGA资源消耗量以及输入管脚数量成为了系统设计 的一个瓶颈所在，亟需提供一种数字PET的信号采样方法、装置、设备及存 储介质，以解决以上至少一个技术问题。
本背景技术描述的内容仅为了便于了解本领域的相关技术，不视作对现 有技术的承认。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供数字PET的信号采样方法、装置、设备及 存储介质，以解决现有技术中存在的至少一个技术问题。
根据本申请的第一个方面，提供了一种数字PET的信号采样方法，信号 采样方法包括：预设可切换选择的至少两个阈值；采用同一比较模块依次比 较待处理闪烁脉冲与至少两个阈值，确定待处理闪烁脉冲越过阈值时，分别 与至少两个阈值对应的至少两个状态信号；采用同一采样模块依次对至少两 个状态信号进行时间采样，获取对应的闪烁脉冲阈值-时间对。
根据本申请的第二个方面，提供一种数字PET的信号采样方法，信号采 样方法包括：预设至少两组阈值，每组阈值包括可切换选择的至少两个阈值； 并联设置与至少两组阈值一一对应的至少两个比较模块；采用比较模块在各 通道比较待处理闪烁脉冲与相应每一组的至少两个阈值，确定待处理闪烁脉 冲越过阈值时，分别与每一组的至少两个阈值对应的至少两个状态信号；采 用同一采样模块依次对状态信号进行时间采样，获取对应的闪烁脉冲阈值- 时间对。
根据本申请的第三个方面，提供一种数字PET的信号采样装置，信号采 样装置包括：获取模块，用于获取待处理闪烁脉冲；阈值提供模块，用于切 换选择预设的至少两个阈值；比较模块，用于依次比较待处理闪烁脉冲与至 少两个阈值，确定待处理闪烁脉冲越过阈值时，分别与至少两个阈值对应的 至少两个状态信号；采样模块，用于依次对至少两个状态信号进行时间采样， 获取对应的闪烁脉冲阈值-时间对。
根据本申请的第四个方面，提供一种数字PET的信号采样装置，信号采 样装置包括：获取模块，用于获取待处理闪烁脉冲；至少两个阈值提供模块， 其中每个阈值提供模块用于切换选择预设的至少两个阈值；并联设置的至少 两个比较模块，其与至少两个阈值提供模块一一对应，其中每个比较模块用 于依次比较待处理闪烁脉冲与相应阈值提供模块提供的至少两个阈值，确定 待处理闪烁脉冲越过阈值时，分别与至少两个阈值对应的至少两个状态信号； 一个采样模块，用于依次对状态信号进行时间采样，获取对应的闪烁脉冲阈 值-时间对。
根据本申请的第五个方面，提供一种探测器设备，探测器设备包括：探 测器和如上任一项所述的数字PET的信号采样装置，其中，探测器被配置为 探测伽马射线并输出待处理闪烁脉冲信号至信号采样装置进行数字化采样 处理。
根据本申请的第六个方面，提供一种数字PET设备，包括：存储器、处 理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，计算机程序被处 理器执行时实现如上任一项所述的信号采样方法的步骤。
根据本申请的第七个方面，提供一种计算机可读存储介质，存储介质上 存储计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上任意一项所述的信号 采样方法的步骤。
由以上本申请实施例所述的技术方案可见，通过提供至少一组可切换选 择的阈值，并控制在设定的不同阈值间切换选择，实现动态阈值的切换，而 且可以仅采用一个比较模块依次比较待处理闪烁脉冲与不同阈值的大小，与 现有技术采用多个LVDS比较器相比，本申请可以在有效提升采样点数的同 时，减少LVDS比较器的数量，从而减少管脚的数量，降低了FPGA芯片的 资源使用率，降低了FPGA芯片的工作温度，从而有助于提升采样模块的测 量精度；同时基于通过阈值切换方式实现多阈值的闪烁脉冲波形采样，可以 仅采用一个采样模块实现对闪烁脉冲的时间采样，实现了采样模块的复用， 极大的节省计算资源，有效降低了能耗，从而提高了系统性能。
附图说明
本申请将以示例性实施例的方式进一步说明，这些示例性实施例将通过 附图进行详细描述。这些实施例并非限制性的，在这些实施例中，相同的编 号表示相同的结构，其中：
图1是根据现有技术的多电压阈值采样的示例性处理电路图；
图2是根据本申请的一些实施例所示的数字PET的信号采样方法的示例 性流程图；
图3根据本申请的一些实施例所示的阈值电压与待处理闪烁脉冲的示例 性关系示意图；
图4是根据本申请的一些实施例所示的依次对至少两个状态信号进行时 间采样的示例性流程图；
图5是根据本申请另一些实施例所示的闪烁脉冲信号采样的示例性流程 图；
图6是根据本申请的一些实施例所示的依次对状态信号进行时间采样的 示例性流程图；
图7是根据本说明书一些实施例所示的数字PET的信号采样装置的示例 性模块图；
图8是是根据本说明书一些实施例所示的数字PET的信号采样装置的示 例性模块图。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图 对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细 节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方 式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进， 因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接固定 在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接” 另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中的元件。 本文所使用的术语“垂直”、“水平”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了 说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技 术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用 的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所 使用的术语“及/或”或“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的 和所有的组合。
以下参考附图对本申请的一些优选实施例进行说明。应当注意的是，以 下描述是为了说明的目的，并不旨在限制本申请的保护范围。
图2是根据本申请一些实施例所示的数字PET的信号采样的示例性流程 图。如图2所示，数字PET的信号采样方法S200可以包括以下步骤。
步骤S210，预设可切换选择的至少两个阈值。
在一些实施例中，至少两个阈值可以用于与待处理闪烁脉冲的幅值进行 比较。比较结果可以用于时间采样，确定待处理闪烁脉冲的幅值越过阈值的 时间点。这些时间点与相应的阈值匹配后可以用于后续处理(例如，图像重 建)过程中的波形恢复，比如恢复波形的面积，进而得到波形能量值。阈值 的大小设置为不超过待处理闪烁脉冲的最大幅值，即阈值的大小均在待处理 闪烁脉冲的幅值之内。
参考图3，图3是根据本申请一些实施例所示的阈值电压与闪烁脉冲的 示例性关系示意图，其中，310表示闪烁脉冲，其可以是本申请中所提到的 待处理闪烁脉冲。图中闪烁脉冲的波形显示了其具有的特点，即上升时段非 常短，通常只有几个纳秒的时间，就可以上升至最高点。而下降时段较长， 通常超过100ns，一般会有200纳秒左右。在图3所示实施例中，设置8个 阈值电压，310-1～310-8表示8个不同的阈值电压。可以看出，8个阈值电压 的大小全部都处于闪烁脉冲的幅值之内。例如，假定待处理闪烁脉冲的幅值 范围在5mV-200mV，8个阈值电压可以分别为10mV、50mV、70mV、90mV、 110mV、120mV、140mV、160mV。
在一些实施例中，待处理闪烁脉冲通常由PET探测器获取，PET探测 器通常包括相互耦合的闪烁晶体以及光电转换器件，其中，闪烁晶体用于将 探测到的高能射线(比如伽马射线、中子射线等)转换为可见光信号，光电 转换器件(例如，光电倍增管PMT、硅光电倍增管SiPM等)用于将可见光 信号转换为电信号，该电信号通过与光电转换器件连接的电子学器件以闪烁 脉冲信号的形式输出，比如，可以通过获取模块与该探测器进行通信，以获取待处理闪烁脉冲。
在一些实施例中，闪烁脉冲通常具有上升沿和下降沿，并且该上升沿和 下降沿可以通过函数模型表示，比如，伽马光子对应的闪烁脉冲通常表现为 具有相对快速的上升沿和相对缓慢的下降沿，该上升沿可以以直线函数表征， 下降沿可以以指数函数表征。
在一些实施例中，预设可切换选择的至少两个阈值通过阈值提供模块实 现，阈值提供模块通过包括阈值控制模块、阈值选择模块的电路实现，阈值 控制模块控制阈值选择模块对预设的阈值进行切换选择，在一些实施例中， 阈值控制模块通过控制线控制阈值选择模块。在一实施例中，阈值控制模块 包括阈值控制器，阈值选择模块包括数据选择器MUX(multiplexer)，在本 申请的一实施例中，具体可以采用8选1数据选择器MUX8，从而预设8个 可切换选择的阈值。在预设可切换选择的至少两个阈值后，阈值控制器控制 MUX8对至少两个阈值进行切换选择，所切换选择的阈值传输至LVDS比较 器以进行幅值的比较。阈值控制器根据待处理闪烁脉冲的幅值与数据选择器 MUX8当前所选择的阈值的比较结果，来控制阈值的切换选择操作，阈值控 制器通过控制线进行控制MUX8。
步骤S220，采用同一比较模块依次比较待处理闪烁脉冲与至少两个阈 值，确定待处理闪烁脉冲越过阈值时，分别与至少两个阈值对应的至少两个 状态信号。
在一些实施例中，采用同一个比较模块依次对预设的至少两个阈值与待 处理闪烁脉冲的幅值进行比较。该比较模块通过包括一个比较器的电路实现， 能够对所接收到的阈值大小与闪烁脉冲的幅值进行比较，比较器依次比较待 处理闪烁脉冲与于至少两个阈值中所切换选择的各阈值的大小。
在一些实施例中，比较模块820可以由包括低压差分信号(Low-VoltageDifferential Signaling，LVDS)比较器的电路实现。作为示例，由探测器产生 的闪烁脉冲可以输入到LVDS比较器管脚的p端(也可以被称为正端)，当 前所切换选择的阈值可以输入到LVDS比较器管脚的n端(也可以被称为负 端)，从而完成脉冲波形与阈值的比较。
可以知道的是，对于阈值的设定，通常情况下闪烁脉冲可以两次越过同 一阈值。一次是在闪烁脉冲的上升阶段，闪烁脉冲的幅值从低到高可以越过 阈值并高于阈值。一次是在闪烁脉冲的下降阶段，闪烁脉冲的幅值从高到低 可以越过阈值并低于阈值。无论是哪一种越过，比较模块均可以产生一个跳 变并记录下幅值越过该阈值时的时间。比如图3所示为多电压阈值采样的原 理示意图，在上升阶段，闪烁脉冲310会首先越过并高于阈值电压310-1， 随后继续往上，越过并高于阈值电压310-2，接下来会依次越过并高于阈值 电压310-3～310-8。在下降阶段，闪烁脉冲310会首先越过并低于阈值电压 310-8。随后继续向下，越过并低于阈值电压310-7，接下来会依次越过并低 于阈值电压310-6～310-1。整个过程脉冲电压310相对于以上8个阈值电压 可以发生16次状态变化。
本领域技术人员应当理解的是，当阈值设定较大时，比如高于信号的最 大幅值时，闪烁脉冲的幅值始终无法越过预设的阈值，因而比较模块并不会 发生状态变化；当阈值设定为正好等于信号的最大幅值时，比较模块仅发生 一次状态变化。因此，通常本领域技术人员根据有限的试验，可以合理的设 置阈值的大小和数量，以使得阈值的大小间隔较为合理，通常，选取2-8个 均匀间隔的阈值，所采集的信息更为接近真实状态，能够在准确的还原脉冲 形状的同时减少通道数量，提高数据处理效率，在此不再赘述。
在一些实施例中，可以通过比较模块比较待处理闪烁脉冲与所切换选择 的当前阈值，并输出一状态信号。状态信号可以指示待处理脉冲相对于阈值 的状态变化(例如，从低于阈值到越过并高于阈值或从高于阈值到越过并低 于阈值)。本申请后续部分所涉及时间采样，可以是指对该状态信号对应的 时刻进行时间测量。每一个状态信号包括一个上升沿和一个下降沿。例如， 上升沿对应待处理闪烁脉冲分别在脉冲的上升沿依次越过阈值电压 310-1～310-8的时刻，下降沿对应待处理闪烁脉冲分别在脉冲的下降沿依次 越过阈值电压310-8～310-1的时刻。上升沿表示待处理闪烁脉冲从下往上依 次越过并高于阈值电压，下降沿表示待处理闪烁脉冲从上往下依次越过并低 于阈值电压。上升沿和下降沿所在位置对应的时刻则可以是闪烁脉冲越过阈 值电压的时刻。本领域技术人员应当理解的是，上述实施例中仅采用电压阈 值和电压状态信号作为示例，对于其它阈值和状态变化在原理上均可以通用， 在此不再赘述。
继续返回参考图3，从图3中可以看出，由于闪烁脉冲的特点，每个阈 值电压对应的状态信号的上升沿非常接近，使得每个上升沿所在位置对应的 时刻也非常接近。这不利于后续的数据处理过程，例如，基于闪烁脉冲波形 的时间采样结果进行图像重建的过程。因此，在本申请一实施例中，状态信 号包括指示待处理闪烁脉冲越过至少两个阈值中包括最低阈值的至少部分 阈值的上升沿及越过至少两个阈值中所有阈值的下降沿。在本申请一示例中， 状态信号包括待处理闪烁脉冲在脉冲的上升沿越过最低阈值电压310-1的时刻对应的上升沿、待处理闪烁脉冲分别在脉冲的下降沿依次越过阈值电压 310-8～310-1的时刻对应的下降沿。
在本申请一些实施例中，采用同一比较模块依次比较待处理闪烁脉冲与 至少两个阈值，包括依据状态信号在至少两个阈值间进行依次切换，以使得 同一比较模块依次比较待处理脉冲与至少两个阈值中不同阈值的大小。其中， 依据状态信号在至少两个阈值间进行依次切换，通过阈值提供模块实现，具 体地，阈值提供模块依据LVDS比较器输出的状态信号对输入LVDS比较器 的负端的阈值进行选择控制。在一实施例中，待处理闪烁脉冲输入到LVDS 比较器的正端，阈值提供模块所切换选择的阈值电压输入到LVDS比较器的 负端，当待处理闪烁脉冲的电平高于当前所切换选择的阈值电平时，LVDS 比较器的输出的状态信号为1，当待处理闪烁脉冲的电平低于当前所切换选 择的阈值电平时，LVDS比较器的输出的状态信号为0。LVDS比较器输出的 结果作为反馈输入接入到阈值提供模块的阈值控制模块，阈值控制块的阈值 控制器根据反馈输入信号，通过控制线控制阈值选择模块的MUX8按照上 升沿顺序(即升序)或下降沿顺序(即降序)依次切换选择阈值。在一示例 中，在上升沿采样过程中，当LVDS比较器输出的结果为0，则阈值控制器 控制MUX8继续选择当前阈值，当LVDS比较器输出的结果为1，则阈值控 制器控制MUX8依据上升沿顺序切换至下一阈值；当上升沿采样完成，即 切换至最大阈值且对其完成上升沿采样，则继续对该阈值进行下降沿采样， 该阈值为下降沿采样的排序首位的阈值，即下降沿采样的最大阈值，在下降 沿采样过程中，当LVDS比较器输出的结果为1，则阈值控制器控制MUX8 继续选择当前阈值，当LVDS比较器输出的结果为0，则阈值控制器控制 MUX8依据下降沿顺序切换至下一阈值。
步骤S230，采用同一采样模块依次对至少两个状态信号进行时间采样， 获取对应的闪烁脉冲阈值-时间对。
在一些实施例中，时间采样可以是针对状态信号和/或延时状态信号的上 升沿以及下降沿所在位置对应的时刻进行时间数字化采样。在本申请中，术 语“时间采样”、“时间数字化采样”以及“时间测量”可以互换使用，用以 表示确定延迟处理后每一个状态信号和/或每一个延时状态信号的上升沿以 及下降沿所在位置对应的时刻这一操作。
在一些实施例中，可以通过采样模块按照一定的采样顺序，分别对以上 延时状态信号的上升沿和下降沿对应的时刻进行采样。在一些实施例中，采 样模块可以由包括一个时间数字转换器(Time-to-Digital Converter，TDC) 的电路实现，时间数字转换器TDC与比较模块通信连接，时间数字转换器 实现时间采样。采样模块可以利用TDC对输入的延时状态信号的上升沿或 下降沿所在位置对应的时刻进行采样。
在一些实施例中，闪烁脉冲阈值-时间对可以包括针对状态信号进行时 间采样获取的状态变化时间以及状态信号对应的阈值的幅值。例如，对于某 一阈值V1，其与待处理闪烁脉冲的比较可以得到状态信号，TDC对状态信 号进行时间测量可以获取两个时刻，包括上升沿的位置对应的时刻T1以及 下降沿的位置对应的时刻T2。T1和T2可以被称为状态变化时间，闪烁脉冲 阈值-时间对可以包括(V1、T1)以及(V1、T2)。
在一些实施例中，闪烁脉冲阈值-时间对可以被传输至其它部件进行进 一步的处理。例如，可以通过有线或无线的通信方式，将采样结果传输至 PET设备相关的图像处理部件，用于后续的PET图像重建。
应当注意的是，上述有关图2中的各个步骤的描述仅仅是为了示例和说 明，而不限定本说明书的适用范围。对于本领域技术人员来说，在本说明书 的指导下可以对图2中的各个步骤进行各种修正和改变。然而，这些修正和 改变仍在本说明书的范围之内。
本申请实施例的数字PET的信号采样方法，基于通过阈值切换方式实现 多阈值的闪烁脉冲波形采样，可以仅采用一个采样模块的一个TDC即可以 实现对闪烁脉冲的时间采样，实现了采样模块TDC的复用，极大的节省计 算资源，有效降低了能耗，同时节省的资源可以提升时间采样的精度，从而 提高系统性能。
图4是根据本申请的一些实施例所示的依次对至少两个状态信号进行时 间采样的示例性流程图。如图4所示，依次对至少两个状态信号进行时间采 样的流程S400可以包括以下操作：
步骤S410，基于最低阈值对应的状态信号的上升沿对应的时刻执行第 一时间采样。
在本申请的一实施例中，可以通过采样模块对排序首位的最低阈值对应 的状态信号的上升沿对应的时刻执行第一时间采样。例如，参考图3，8个 阈值电压中，按从小到大排列后排序首位的最低阈值是阈值电压310-1。该 最低阈值对应的状态信号从比较模块输出后，将输入至TDC以进行时间采 样。在步骤S410中，比较模块的LVDS比较器将首先输出阈值电压310-1 对应的状态信号至TDC，TDC可以对状态信号的上升沿对应的时刻进行时 间采样，完成第一时间采样。
步骤S420，确定第一时间采样是否成功。
在一些实施例中，采样模块的TDC在对状态信号进行时间采样时，可 以同时输出一反馈。反馈可以包括数字、字母、符号等中的一个或以上组合。 例如，反馈可以是1或0。1表示闪烁脉冲越过并高于阈值，0表示闪烁脉冲 越过并低于阈值电压。如此，在针对状态信号的上升沿对应的时刻的时间采 样时，若输出的反馈是1，则表示采样成功。反之，若输出的反馈是0，则 表示采样失败。在本申请图3的实时例中，当对最低阈值电压310-1对应的状态信号进行第一时间采样时，当TDC输出的反馈是1，则表示采样成功。
在基于最低阈值对状态信号的上升沿对应的时刻执行第一时间采样后， 信号采样方法还包括：
确定待处理闪烁脉冲是否为有效信号；
若是，同步输出反馈信号并开始切换为基于降序依次对状态信号的下降 沿对应的时刻执行第二时间采样；
若否，返回初始状态，重新执行第一时间采样。
在本申请的实施例中，预设的至少两个阈值中的最低阈值比较关键，其 对应的状态信号对应的时间通常作为判断前端探测器接收到的输入的射线 粒子的到达时间，通常设置比较低，在几个mV量级，并且容易误触发，需 要通过后续阈值进一步确认待处理闪烁脉冲是否为有效信号。
本申请一实施例中，确定待处理闪烁脉冲是否为有效信号，包括以下步 骤：
设置一验证阈值，以至少两个阈值中的接近最低阈值的阈值为验证阈值；
采用比较模块比较待处理闪烁脉冲与验证阈值，若未获取待处理闪烁脉 冲越过验证阈值的验证状态信号，则是误触发信号；若获取了待处理闪烁脉 冲越过验证阈值的验证状态信号，则是有效信号。
在本申请一实施例中，通常可以通过闪烁脉冲波形是否越过较高的第二 阈值来判断该上升沿位置是否为有效触发。闪烁脉冲的波形上升沿采样首先 判断信号通过最低阈值，完成第一时间采样后，然后再通过是否通过第二阈 值来剔除误触发信号，获得有效的上升沿起点，作为后续的粒子到达时间的 关键数据。
在一些实施例中，闪烁脉冲上升沿时段非常短，通常仅仅在几个纳秒的 时间即达到顶点。而下降沿时段较长，通常超过100ns，一般会有200纳秒 左右。因此，在完成第一时间采样后，在阈值提供模块进行最低阈值到第二 阈值的切换过程中，输入的闪烁脉冲波形幅度已经越过了第二阈值的电平， 故而阈值提供模块完成最低阈值到第二阈值的阈值切换之后，即可直接进行 判断是否为有效信号，如果是误触发，则返回起始状态，如果是有效信号， 则直接将阈值设置为最高阈值，进行下降沿的波形采集。在闪烁脉冲信号为 有效信号的情况下，鉴于在阈值提供模块进行最低阈值到第二阈值的切换过 程中，输入的闪烁脉冲波形幅度已经越过了第二阈值的电平，因此，关于闪 烁脉冲上升沿的第一时间采样，基于最低阈值对应的状态信号的上升沿对应 的时刻执行第一时间采样即可。例如，图3所示示例中，在阈值提供模块进 行最低阈值310-1到第二阈值310-2的切换过程中，输入的闪烁脉冲波形幅 度已经越过了第二阈值310-2的电平，因此，该闪烁脉冲信号为有效信号。 在闪烁脉冲信号为有效信号时，第一时间采样只对最低阈值电压510-1对应 的状态信号进行第一时间采样。
当第一时间采样成功时，执行步骤S430。否则，流程S400将返回初始 状态，执行步骤S410，重新基于最低阈值对应的状态信号的上升沿对应的 时刻执行第一时间采样。
步骤S430，基于降序依次对状态信号的下降沿对应的时刻执行第二时 间采样。
在一些实施例中，当第一时间采样成功后，可以通过采样模块依次对一 个或以上延时状态信号的下降沿对应的时刻执行第二时间采样。在一些实施 例中，第二顺序可以是根据一个或以上阈值的幅值大小按从大到小确定的排 列顺序。例如，继续参考图3，8个阈值电压中，按从小到大排列后最大的 阈值电压是410-8。采样模块在完成第一时间采样后，TDC可以根据阈值电 压是410-8对应的状态信号开始执行第二时间采样，即TDC采集阈值电压 是410-8对应的状态信号下降沿对应的时刻。当针对阈值电压是410-8对应 的状态信号采样成功后，然后，阈值提供模块按照阈值从大到小的第二顺序 即降序依次选通不同阈值，基于此，比较模块获取相应的阈值电压 410-7～410-1对应的状态信号，TDC对阈值电压410-7～410-1对应的状态信 号的下降沿对应的时刻进行时间采样，从而完成第二时间采样，流程S400 可以结束。
在本申请一实施例中，采样模块通过包括时间数字转换器的电路实现， 时间数字转换器实现时间采样。
应当注意的是，上述有关图4中的各个步骤的描述仅仅是为了示例和说 明，而不限定本说明书的适用范围。对于本领域技术人员来说，在本说明书 的指导下可以对图4中的各个步骤进行各种修正和改变。然而，这些修正和 改变仍在本说明书的范围之内。
在本申请实施例中，通过采用阈值提供模块在设定的不同阈值间切换选 择，实现动态阈值的切换，而且可以仅采用一个比较模块的LVDS比较器依 次比较待处理闪烁脉冲与设定的不同阈值的大小，与现有技术采用多个 LVDS比较器相比，本申请在有效提升采样点数的同时，减小了LVDS比较 器的数量，从而减小了管脚的数量，降低了FPGA芯片的资源使用率，降低 了FPGA芯片的工作温度，从而有助于提升采样模块TDC的测量精度；同 时基于通过阈值切换方式实现多阈值的闪烁脉冲波形采样，可以仅采用一个 采样模块的一个TDC即可以实现对闪烁脉冲的时间采样，实现了采样模块 TDC的复用，极大的节省计算资源，有效降低了能耗，同时节省的资源可以 提升时间采样的精度，从而提高了系统性能。另外，通过阈值切换方式实现 多阈值的闪烁脉冲波形采样，可以方便地增加采样点数，提升后续数据处理 效果。
图5是根据本申请另一些实施例所示的数字PET的信号采样的示例性流 程图。待处理闪烁脉冲的获取、闪烁脉冲的特点和表现形式、阈值的表现形 式，及比较模块、采样模块的结构等均可以参考图2所示的实施例，在本实 施例不做赘述。如图5所示，数字PET的信号采样方法的流程S500可以包 括以下步骤。
步骤S510，预设至少两组阈值，每组阈值包括可切换选择的至少两个 阈值。
在一实施例中，每组阈值包括可切换选择的至少两个阈值通过阈值提供 模块实现，一组阈值对应一个阈值通过模块，阈值提供模块通过包括阈值控 制模块、阈值选择模块的电路实现，阈值控制模块依据状态信号依序控制阈 值选择模块实现对预设的每组阈值的至少两个阈值的切换选择。
在一些实施例中，至少两组阈值可以用于与待处理闪烁脉冲的幅值进行 比较。比较结果可以用于时间采样，确定待处理闪烁脉冲的幅值越过阈值的 时间点。这些时间点与相应的阈值匹配后可以用于后续处理(例如，图像重 建)过程中的波形恢复，比如恢复波形的面积，进而得到波形能量值。
本领域技术人员应当理解的是，当阈值设定较大时，比如高于信号的最 大幅值时，闪烁脉冲的幅值始终无法越过预设的阈值，因而比较模块并不会 发生状态变化；当阈值设定为正好等于信号的最大幅值时，比较模块仅发生 一次状态变化。因此，通常本领域技术人员根据有限的试验，可以合理的设 置阈值的大小和数量，以使得阈值的大小间隔较为合理，通常，选取2-8个 均匀间隔的阈值，所采集的信息更为接近真实状态，能够在准确的还原脉冲 形状的同时减少通道数量，提高数据处理效率，在此不再赘述。
在一些实施例中，每组阈值的数量设置为2-4个，且阈值的大小设置为 不超过待处理闪烁脉冲的最大幅值，即阈值的大小均在待处理闪烁脉冲的幅 值之内。
在一实施例中，参考图3，图3是根据本申请一些实施例所示的阈值电 压与闪烁脉冲的示例性关系示意图，其中，310表示闪烁脉冲，其可以是本 申请中所提到的待处理闪烁脉冲。图中闪烁脉冲的波形显示了其具有的特点， 即上升时段非常短，通常只有几个纳秒的时间，就可以上升至最高点。而下 降时段较长，通常超过100ns，一般会有200纳秒左右。在图3所示实施例 中，设置8个阈值电压，310-1～310-8表示8个不同的阈值电压。可以看出， 8个阈值电压的大小全部都处于闪烁脉冲的幅值之内。例如，假定待处理闪 烁脉冲的幅值范围在3mV-200mV，8个阈值电压可以分别为10mV、50mV、 70mV、90mV、110mV、130mV、150mV、170mV，将8个阈值电压分为两 组，第一组的4个阈值电压为为20mV、40mV、60mV、80mV，第二组的4 个阈值电压为100mV、120mV、140mV、160mV。
在一些实施例中，预设可切换选择的至少两组阈值通过对应的至少两个 阈值提供模块实现，一个阈值提供模块对应一组阈值。阈值提供模块通过包 括阈值控制模块、阈值选择模块的电路实现，阈值控制模块控制阈值选择模 块对预设的阈值进行切换选择，在一些实施例中，阈值控制模块通过控制线 控制阈值选择模块。在一实施例中，阈值控制模块包括阈值控制器，阈值选 择模块包括数据选择器MUX(multiplexer)，在本申请图3的一实施例中， 具体采用两个阈值提供模块分别与两组阈值对应，具体可以采用2个数据选 择器MUX4，每个MUX4预设4个可切换选择的阈值，通过2个数据选择 器MUX4可以预设8个可切换选择的阈值。在预设可切换选择的阈值后， 阈值控制器控制MUX4对至少4个阈值进行切换选择，所切换选择的阈值 传输至LVDS比较器以进行幅值的比较。阈值控制器根据待处理闪烁脉冲的 幅值与各数据选择器MUX4当前所选择的阈值的比较结果，来控制阈值的 切换选择操作，阈值控制器通过控制线进行控制MUX4。
在本申请实施例中，通过采用阈值提供模块在设定的不同阈值间切换选 择，实现动态阈值的切换，可以方便地增加采样点数，提升后续图像重建效 果。而且通过阈值切换，使得后续可以实现仅采用一个比较模块的LVDS比 较器依次比较待处理闪烁脉冲与设定的不同阈值的大小，仅采用一个采样模 块TDC进行时间采样，提升了系统性能。另外，通过采用至少两个阈值模 块预设至少两组阈值，每组阈值包括可切换选择的至少两个阈值，且每组阈 值均包括一个最低阈值，各组的最低阈值都可以作为上升沿采样点，从而提 升了采样点数。
步骤S520，并联设置与至少两组阈值一一对应的至少两个比较模块。
至少两个比较模块分别与至少两组阈值一一对应，各比较模块并联设置， 彼此独立工作。每一比较模块与对应的阈值控制模块通信连接。待处理脉冲 分别与至少两个比较模块的正端连接，每组阈值中所切换选择的阈值与比较 模块的负端连接，至少两个比较模块均与同一采样模块连接。
步骤S530，同时在各比较模块依次比较待处理闪烁脉冲与相应每一组 的至少两个阈值，确定待处理闪烁脉冲越过阈值时，分别与每一组的至少两 个阈值对应的至少两个状态信号。
在一些实施例中，采用各个比较模块依次对相应各组预设的至少两个阈 值与待处理闪烁脉冲的幅值进行比较。
可以知道的是，对于阈值的设定，通常情况下闪烁脉冲可以两次越过同 一阈值。一次是在闪烁脉冲的上升阶段，闪烁脉冲的幅值从低到高可以越过 阈值并高于阈值。一次是在闪烁脉冲的下降阶段，闪烁脉冲的幅值从高到低 可以越过阈值并低于阈值。无论是哪一种越过，比较模块均可以产生一个跳 变并记录下幅值越过该阈值时的时间。比如图3所示为多电压阈值采样的原 理示意图，本示例中，设有两组阈值，每组各4个阈值。对于第一组阈值， 最低阈值为310-1，最高阈值为310-4，在上升阶段，闪烁脉冲310会首先越 过并高于阈值电压310-1，随后继续往上，越过并高于阈值电压310-2，接下 来会依次越过并高于阈值电压310-3～310-4。在下降阶段，闪烁脉冲310会 首先越过并低于阈值电压310-4。随后继续向下，越过并低于阈值电压310-3， 接下来会依次越过并低于阈值电压310-2～310-1。整个过程脉冲电压310相 对于以上8个阈值电压可以发生16次状态变化。对于第二组阈值，最低阈 值为310-5，最高阈值为310-8，在上升阶段，闪烁脉冲310会首先越过并高 于阈值电压310-5，随后继续往上，越过并高于阈值电压310-6，接下来会依 次越过并高于阈值电压310-7～310-8。在下降阶段，闪烁脉冲310会首先越 过并低于阈值电压310-8。随后继续向下，越过并低于阈值电压310-7，接下 来会依次越过并低于阈值电压310-6～310-5。整个过程脉冲电压310相对于 以上8个阈值电压可以发生16次状态变化。
在一些实施例中，可以通过比较模块比较待处理闪烁脉冲与所切换选择 的当前阈值，并输出一状态信号。状态信号可以指示待处理脉冲相对于阈值 的状态变化(例如，从低于阈值到越过并高于阈值或从高于阈值到越过并低 于阈值)。本申请后续部分所涉及时间采样，可以是指对该状态信号对应的 时刻进行时间测量。多个状态信号分别对应阈值电压310-1～310-8。每一个 状态信号包括一个上升沿和一个下降沿。例如，两组阈值的各自的上升沿分 别对应待处理闪烁脉冲分别在脉冲的上升沿依次越过阈值电压310-1～310-4、 310-1～310-8的时刻，各自的下降沿对应待处理闪烁脉冲分别在脉冲的下降 沿依次越过阈值电压310-8～310-5、310-4～310-1的时刻。上升沿表示待处理 闪烁脉冲从下往上依次越过并高于阈值电压，下降沿表示待处理闪烁脉冲从 上往下依次越过并低于阈值电压。上升沿和下降沿所在位置对应的时刻则可 以是闪烁脉冲越过阈值电压的时刻。本领域技术人员应当理解的是，上述实 施例中仅采用电压阈值和电压状态信号作为示例，对于其它阈值和状态变化 在原理上均可以通用，在此不再赘述。
继续返回参考图3，从图3中可以看出，由于闪烁脉冲的特点，每个阈 值电压对应的状态信号的上升沿非常接近，使得每个上升沿所在位置对应的 时刻也非常接近。这不利于后续的数据处理过程，例如，基于闪烁脉冲波形 的时间采样结果进行图像重建的过程。因此，在本申请一示例中，本申请为 了能够比较精准采集尽量多的上升沿信息，将阈值设置为至少两组，每组都 有一个最低阈值，该最低阈值的信息是可以准确采集的。在该实施例中，状 态信号包括指示待处理闪烁脉冲越过每组至少两个阈值中包括最低阈值的 至少部分阈值的上升沿及越过每组至少两个阈值中所有阈值的下降沿。
在本申请一些实施例中，采用比较模块在各通道比较待处理闪烁脉冲与 相应每一组的至少两个阈值，包括：依据状态信号在每一组的至少两个阈值 间进行依次切换，以使得与该组阈值对应的比较模块依次比较待处理脉冲与 至少两个阈值中不同阈值的大小。
其中，依据状态信号在每一组的至少两个阈值间进行依次切换，通过阈 值提供模块实现，具体地，每一个阈值提供模块依据LVDS比较器输出的状 态信号，对输入与该阈值提供模块对应的LVDS比较器负端的阈值进行选择 控制。
在一实施例中，以设置两组阈值为例，一路待处理闪烁脉冲输入到一 LVDS比较器的正端，相应的一阈值提供模块所切换选择的阈值电压输入到 对应的该LVDS比较器负端，当待处理闪烁脉冲的电平高于当前所切换选择 的阈值电平时，LVDS比较器的输出的状态信号为1，当待处理闪烁脉冲的 电平低于当前所切换选择的阈值电平时，LVDS比较器的输出的状态信号为 0。该LVDS比较器输出的结果作为反馈输入接入到对应阈值提供模块的阈值控制模块，阈值控制块的阈值控制器根据反馈输入信号，通过控制线控制 阈值选择模块的MUX按照上升沿顺序(即升序)或下降沿顺序(即降序) 依次切换选择阈值。同时另一路待处理闪烁脉冲输入到另一LVDS比较器的 正端，相应的另一阈值提供模块所切换选择的阈值电压输入到对应的另一 LVDS比较器负端，当待处理闪烁脉冲的电平高于当前所切换选择的阈值电 平时，该另一LVDS比较器的输出的状态信号为1，当待处理闪烁脉冲的电 平低于当前所切换选择的阈值电平时，该另一LVDS比较器的输出的状态信 号为0。该另一LVDS比较器输出的结果作为反馈输入接入到对应阈值提供 模块的阈值控制模块，阈值控制块的阈值控制器根据反馈输入信号，通过控 制线控制阈值选择模块的MUX按照上升沿顺序(即升序)或下降沿顺序(即 降序)依次切换选择阈值。
在一示例中，在各组阈值的上升沿采样过程中，当LVDS比较器输出的 结果为0，则阈值控制器控制MUX继续选择当前阈值，当LVDS比较器输 出的结果为1，上升沿采用完成，立即切换至最大阈值进行下降沿采样，该 阈值为下降沿采样的排序首位的阈值，即下降沿采样的最大阈值，在下降沿 采样过程中，当LVDS比较器输出的结果为1，则阈值控制器控制MUX继 续选择当前阈值，当LVDS比较器输出的结果为0，则阈值控制器控制MUX 依据下降沿顺序切换至下一阈值。
每个比较模块通过包括一个的比较器的电路实现，比较器依次比较待处 理脉冲与于相应一组阈值中所切换选择的各阈值的大小。
步骤S540，采用同一采样模块依次对状态信号进行时间采样，获取对 应的闪烁脉冲阈值-时间对。
在一些实施例中，时间采样可以是针对状态信号的上升沿以及下降沿所 在位置对应的时刻进行时间数字化采样。在本申请中，术语“时间采样”、“时 间数字化采样”以及“时间测量”可以互换使用，用以表示确定延迟处理后 每一个状态信号的上升沿以及下降沿所在位置对应的时刻这一操作。
在一些实施例中，可以通过采样模块按照一定的采样顺序，分别对以上 延时状态信号的上升沿和下降沿对应的时刻进行采样。在一些实施例中，采 样模块可以由包括一个时间数字转换器(Time-to-Digital Converter，TDC) 的电路实现，时间数字转换器与至少两个比较模块通信连接，时间数字转换 器实现时间采样。采样模块可以利用TDC对输入的状态信号的上升沿或下 降沿所在位置对应的时刻进行采样。
在一些实施例中，闪烁脉冲阈值-时间对可以包括针对状态信号进行时 间采样获取的状态变化时间以及状态信号对应的阈值的幅值。例如，对于某 一阈值V1，其与待处理闪烁脉冲的比较可以得到状态信号，TDC对状态信 号进行时间测量可以获取两个时刻，包括上升沿的位置对应的时刻T1以及 下降沿的位置对应的时刻T2。T1和T2可以被称为状态变化时间，闪烁脉冲 阈值-时间对可以包括(V1、T1)以及(V1、T2)。
在一些实施例中，闪烁脉冲阈值-时间对可以被传输至其它部件进行进 一步的处理。例如，可以通过有线或无线的通信方式，将采样结果传输至 PET设备相关的图像处理部件，用于后续的PET图像重建。
应当注意的是，上述有关图5中的各个步骤的描述仅仅是为了示例和说 明，而不限定本说明书的适用范围。对于本领域技术人员来说，在本说明书 的指导下可以对图5中的各个步骤进行各种修正和改变。然而，这些修正和 改变仍在本说明书的范围之内。
基于通过阈值切换方式实现多阈值的闪烁脉冲波形采样，可以仅采用一 个采样模块的一个TDC即可以实现对闪烁脉冲的时间采样，实现了采样模 块TDC的复用，极大的节省计算资源，有效降低了能耗，同时节省的资源 可以提升时间采样的精度，从而提高了系统性能。另外，通过阈值切换方式 实现多阈值的闪烁脉冲波形采样，可以方便地增加采样点数，提升后续数据 处理效果。
图6是根据本申请的一些实施例所示的依次对状态信号进行时间采样的 示例性流程图。如图6所示，依次对状态信号进行时间采样的流程S600均 可以包括以下操作：
步骤S610，基于第一顺序依次对多个状态信号的上升沿对应的时刻执 行第一时间采样。
在一些实施例中，第一顺序可以是根据至少两组阈值的各组阈值的最低 阈值大小按从小到大确定的排列顺序。可以通过采样模块首先对排序首位的 最低阈值对应的延时状态信号的上升沿对应的时刻执行第一时间采样。例如， 参考图3，两组阈值电压中，第一组阈值的最低的阈值是310-1，第二组阈 值的最低阈值是310-5，按从小到大排列后排序首位的是最低阈值电压310-1； 排序第二位的是最低阈值电压310-5，各状态信号310-1、310-5从比较模块 输出后，将输入至采样模块的TDC以进行时间采样。
在步骤S610中，状态信号310-5于310-1之后产生，状态信号310-1首 先输送至TDC，TDC首先对第一最低阈值310-1对应的状态信号的上升沿 对应的时刻进行时间采样。然后，TDC按照第一顺序对第二最低阈值310-5 对应的状态信号的上升沿对应的时刻进行时间采样，从而完成第一时间采样。
步骤S620，确定第一时间采样是否成功。
在一些实施例中，采样模块840的TDC在对延时状态信号进行时间采 样时，可以同时输出一反馈。反馈可以包括数字、字母、符号等中的一个或 以上组合。例如，反馈可以是1或0。1表示闪烁脉冲越过并高于阈值，0 表示闪烁脉冲越过并低于阈值电压。如此，在针对延时状态信号的上升沿对 应的时刻的时间采样时，若输出的反馈是1，则表示采样成功。反之，若输 出的反馈是0，则表示采样失败。在本申请一实施例中，当对各组阈值的最 低阈值对应的延时状态信号进行完时间采样成功时，第一时间采样成功。在 本申请图3的实时例中，当TDC依次对第一组阈值的最低阈值电压310-1 对应的延时状态信号进行完第一时间采样，TDC输出的反馈是1，且对第二 组阈值的最低阈值电压310-5对应的延时状态信号进行完第一时间采样， TDC输出的反馈是1，则表示第一时间采样成功。
在一实施例中，基于第一顺序依次对多个状态信号的上升沿对应的时刻 执行第一时间采样，包括：
在对排序首位的最低阈值对应的延时状态信号的上升沿对应的时刻执 行第一时间采样后，确定待处理闪烁脉冲是否为有效信号；
若是，同步输出反馈信号并基于第一顺序对至少两组阈值中的其他最低 阈值对应的状态信号的上升沿对应的时刻执行第一时间采样；
若否，返回初始状态，重新执行第一时间采样。
在本申请的实施例中，预设的至少两个阈值中的最小的最低阈值比较关 键，其对应的状态信号对应的时间通常作为判断前端探测器接收到的输入的 射线粒子的到达时间，通常设置比较低，在几个mV量级，并且容易误触发， 需要通过后续阈值进一步确认待处理闪烁脉冲是否为有效信号。
本申请一实施例中，确定待处理闪烁脉冲是否为有效信号，包括以下步 骤：
在一实施例中，确定待处理闪烁脉冲是否为有效信号，包括以下步骤：
设置验证组，以至少两组阈值中包括排序首位的最低阈值的组为验证组；
设置一验证阈值，以验证组的至少两个阈值中的接近最低阈值的阈值为 验证阈值；
采用与验证组对应的比较模块比较待处理闪烁脉冲与验证阈值，若未获 取待处理闪烁脉冲越过验证阈值的验证状态信号，则是误触发信号；若获取 了待处理闪烁脉冲越过验证阈值的验证状态信号，则是有效信号。
在本申请一实施例中，通常可以通过闪烁脉冲波形是否越过较高的第二 阈值来判断该上升沿位置是否为有效触发。闪烁脉冲的波形上升沿采样首先 判断信号通过最小的最低阈值，完成对于最小的最低阈值的第一时间采样后， 然后再通过是否通过第二阈值来剔除误触发信号，获得有效的上升沿起点， 作为后续的粒子到达时间的关键数据。
在一些实施例中，闪烁脉冲上升沿时段非常短，通常仅仅在几个纳秒的 时间即达到顶点。而下降沿时段较长，通常超过100ns，一般会有200纳秒 左右。因此，在完成至少两组阈值中最低阈值最小的组的最低阈值的第一时 间采样后，在阈值提供模块进行将该组的最低阈值到第二阈值的切换过程中， 输入的闪烁脉冲波形幅度已经越过了第二阈值的电平，故而阈值提供模块完 成最低阈值到第二阈值的阈值切换之后，即可直接进行判断是否为有效信号， 如果是误触发，则返回起始状态，如果是有效信号，基于第一顺序对至少两组阈值中的其他最低阈值对应的延时状态信号的上升沿对应的时刻执行第 一时间采样即可。例如，图3所示示例中，第一组阈值310-1～310-4与第二 组阈值310-5～310-8相比较而言，第一组阈值的最低阈值310-1小于第二组 阈值的最低阈值310-5，因此以第一组阈值为验证组，对第一组阈值的最低 阈值310-1进行第一时间采样后，阈值提供模块将该组的最低阈值310-1切 换到验证阈值即第二阈值310-2，如果若未获取待处理闪烁脉冲越过验证阈 值第二阈值310-2的验证状态信号，则是误触发信号；若获取了待处理闪烁 脉冲越过验证阈值第二阈值310-2的验证状态信号，则是有效信号，然后对 第二组阈值的最低阈值310-5对应的延时状态信号的上升沿对应的时刻执行 第一时间采样，完成后，第一时间采样完成。
当对各组阈值的最低阈值对应的状态信号进行完时间采样成功，即当第 一时间采样成功时，流程S600可以行进至步骤S630。否则，流程S600将 返回执行步骤S610，重新基于第一顺序依次对多个状态信号的上升沿对应 的时刻执行第一时间采样。
步骤S630，基于第二顺序依次对状态信号的下降沿对应的时刻执行第 二时间采样。
在一些实施例中，当第一时间采样成功后，可以通过采样模块依次对状 态信号的下降沿对应的时刻执行第二时间采样。在一些实施例中，第二顺序 可以是根据至少两组阈值的各阈值大小按从大到小确定的排列顺序。例如， 继续参考图3，八个阈值电压分为两组，第一组为310-1～310-4，按从大到小 排列后为310-4、310-3、310-2、310-1；第二组为310-5～310-8，按从大到小 排列后为310-8、310-7、310-6、310-5。第一组阈值的最高阈值为310-4，第 二组阈值的最高阈值为310-8，阈值310-8大于310-4。采样模块在完成第一 时间采样后，TDC可以根据各组最高阈值中的最大值对应的状态信号开始执 行第二时间采样，比如根据第二组阈值的最高阈值310-8对应的状态信号开 始执行第二时间采样，TDC采集状态信号310-8下降沿⑤’对应的时刻。当 针对最高阈值310-8对应的状态信号采样成功后，然后，TDC按照各组阈值 从大到小的第二顺序依次对阈值310-7～310-1对应的状态信号的下降沿对应 的时刻进行时间采样，从而完成第二时间采样，流程S600可以结束。
在本申请实施例中，通过采用至少两个阈值模块预设至少两组阈值，每 组阈值包括可切换选择的至少两个阈值，且每组阈值均包括一个最低阈值， 各组的最低阈值都可以作为上升沿采样点，从而提升了采样点数；鉴于每组 阈值都可以实现动态阈值的切换，可以仅采用与阈值组数(即阈值提供模块 数量)对应的至少两个比较模块依次比较待处理闪烁脉冲与设定的不同阈值 的大小，与现有技术采用与预设阈值数量一一对应的多个LVDS比较器相比， 本申请在有效提升采样点数的同时，减小了LVDS比较器的数量，从而减小 了管脚的数量，降低了FPGA芯片的资源使用率，降低了FPGA芯片的工作 温度，从而有助于提升采样模块TDC的测量精度；基于通过阈值切换方式 实现多阈值的闪烁脉冲波形采样，可以仅采用一个采样模块的一个TDC即 可以实现对闪烁脉冲的时间采样，实现了采样模块TDC的复用，极大的节 省计算资源，有效降低了能耗，同时节省的资源可以提升时间采样的精度， 从而提高了系统性能。另外，通过阈值切换方式实现多阈值的闪烁脉冲波形 采样，可以方便地增加采样点数，提升后续数据处理效果。
应当注意的是，上述有关图6中的各个步骤的描述仅仅是为了示例和说 明，而不限定本说明书的适用范围。对于本领域技术人员来说，在本说明书 的指导下可以对图6中的各个步骤进行各种修正和改变。然而，这些修正和 改变仍在本说明书的范围之内。
作为一个示例，可以通过延时模块获取对应于每个状态信号的时间差/ 时间间隔，然后将该时间差/时间间隔叠加到状态信号之上，使其上升沿和下 降沿的位置同时往后推迟，从而达到错开各状态信号的目的。
在一些实施例中，对多个状态信号执行延时处理是指对其中一部分的状 态信号进行延时处理，比如，对各组阈值中除最低阈值最小的一组状态信号 之外的至少一组状态信号进行延时处理，以使得各组的最低阈值对应的状态 信号即上升沿错开。错开是指状态信号的上升沿或下降沿跳变时间点被间隔 开，从而能够被时间数字转换器的最小识别单元识别。优选地，延时处理后 各组的最低阈值对应的状态信号的上升沿之间的时间间隔和/或相对应的下 降沿之间的时间间隔大于时间数字转换器的最小识别单元，该最小识别单元 根据技术手段的不同可以有多种大小，比如，根据当前技术水平，通常时间 间隔大于10ns即可满足现有技术中时间数字转换器的最小识别单元需求。
图7是根据本说明书一些实施例所示的数字PET的信号采样装置的示例 性模块图。该数字PET的信号采样装置可以实现高性能的脉冲采样。如图7 所示，信号采样装置700可以包括获取模块710，用于获取待处理闪烁脉冲； 阈值提供模块720，用于切换选择预设的至少两个阈值；比较模块730，用 于依次比较待处理闪烁脉冲与至少两个阈值，确定待处理闪烁脉冲越过阈值 时，分别与至少两个阈值对应的至少两个状态信号；以及采样模块740，用 于依次对至少两个状态信号进行时间采样，获取对应的闪烁脉冲阈值-时间 对。
获取模块710可以用于获取待处理脉冲。获取模块1010可以通过与该 探测器进行通信，以获取待处理闪烁脉冲。
阈值提供模块720可以用于提供7可切换选择的至少两个阈值。阈值提 供模块包括阈值控制模块、阈值选择模块，阈值控制模块依据状态信号依序 控制阈值选择模块实现对预设的至少两个阈值的切换选择。在一些实施例中， 阈值控制模块通过控制线控制阈值选择模块。在一实施例中，阈值控制模块 包括阈值控制器，阈值选择模块包括数据选择器MUX(multiplexer)，在本 申请的实施例中，具体可以采用一个数据选择器MUX8或两个并联设置的 数据选择器MUX4，从而预设8个可切换选择的阈值。在预设可切换选择的 至少两个阈值后，阈值控制器控制数据选择器MUX对至少两个阈值进行切 换选择，所切换选择的阈值传输至LVDS比较器以进行幅值的比较。阈值控 制器根据待处理闪烁脉冲的幅值与数据选择器MUX当前所选择的阈值的比 较结果，来控制阈值的切换选择操作，阈值控制器通过控制线进行控制MUX。
比较模块730可以用于依次比较待处理闪烁脉冲与至少两个阈值，确定 待处理闪烁脉冲越过阈值时，分别与至少两个阈值对应的至少两个状态信号。 比较模块包括一个比较器，比较器依次比较待处理闪烁脉冲与阈值提供模块 从至少两个阈值中所切换选择的各阈值的大小。在一示例中，比较模块730 可以由包括低压差分信号(Low-VoltageDifferential Signaling，LVDS)比较 器的电路实现。在本申请一实施例中，比较模块730可以由包括低压差分信 号(Low-Voltage Differential Signaling，LVDS)比较器的电路实现。作为示 例，由光探测器产生的闪烁脉冲可以输入到LVDS管脚p端(也可以被称为 正端)，阈值电压可以输入到LVDS管脚n端(也可以被称为负端)，从而完 成脉冲波形与阈值电压的比较。采用一个LVDS比较器可以依次进行待处理 闪烁脉冲与预设的至少两个可切换阈值的比较。如此，有效减少输入管脚数 量，提升了系统性能。
比较模块730在比较待处理闪烁脉冲与所切换选择的阈值后，输出一状 态信号。状态信号可以指示待处理脉冲相对于阈值的状态变化(例如，从低 于阈值电压到越过并高于阈值电压或从高于阈值电压到越过并低于阈值电 压)。在一实施例中，状态信号包括指示待处理闪烁脉冲越过至少两个阈值 中包括最低阈值的至少部分阈值的上升沿及越过至少两个阈值中所有阈值 的下降沿。
采样模块740可以按照一定的采样顺序，分别对状态信号进行时间采样， 获取对应的一个或以上闪烁脉冲阈值-时间对。采样模块740包括一个时间 数字转换器(Time-to-Digital Converter，TDC)，时间数字转换器TDC与比 较模块1030通信连接，时间数字转换器实现时间采样。采样模块740可以 利用TDC对输入的状态信号的上升沿或下降沿所在位置对应的时刻进行采 样。
在一些实施例中，采样模块740可以用于基于最低阈值对状态信号的上 升沿对应的时刻执行第一时间采样；确定第一时间采样是否成功；基于降序 依次对状态信号的下降沿对应的时刻执行第二时间采样。
最低阈值为根据至少两个阈值按从小到大排序确定的排列顺序排于首 位的阈值。若第一时间采样成功，采样模块740可以对阈值从大到小的顺序 中排序首位的阈值电压对应的状态信号的下降沿对应时刻执行第二时间采 样。即从最高阈值开始按照阈值从大到小的顺序即降序对各阈值对应的延时 状态信号执行第二时间采样，直至第二顺序中排序末位的阈值对应的状态信 号完成第二时间采样。若不成功，则重新执行第二时间采样。在一些实施例 中，采样模块740可以首先获取基于最低阈值对状态信号的上升沿对应的时 刻执行第一时间采样的采样反馈。若确定采样反馈指示第一时间采样成功， 则继续基于降序依次对状态信号的下降沿对应的时刻执行第二时间采样。
采样模块还用于在基于最低阈值对状态信号的上升沿对应的时刻执行 第一时间采样后，确定待处理信号是否有效，并据此控制时间采样进程，包 括：确定待处理闪烁脉冲是否为有效信号；若是，同步输出反馈信号并开始 切换为基于降序依次对状态信号的下降沿对应的时刻执行第二时间采样；若 否，返回初始状态，重新执行第一时间采样。
闪烁脉冲阈值-时间对包括针对状态信号进行时间采样获取的状态变化 时间以及状态变化时间对应的阈值。具体参见图2、图5所示的数字PET的 信号采样方法的实施例，在此不做赘述。
在本申请实施例中，通过采用阈值提供模块在设定的不同阈值间切换选 择，实现动态阈值的切换，而且可以仅采用一个比较模块的LVDS比较器依 次比较待处理闪烁脉冲与设定的不同阈值的大小，与现有技术采用多个 LVDS比较器相比，本申请在有效提升采样点数的同时，减小了LVDS比较 器的数量，从而减小了管脚的数量，降低了FPGA芯片的资源使用率，降低 了FPGA芯片的工作温度，从而有助于提升采样模块TDC的测量精度；同 时基于通过阈值切换方式实现多阈值的闪烁脉冲波形采样，可以仅采用一个 采样模块的一个TDC即可以实现对闪烁脉冲的时间采样，实现了采样模块TDC的复用，极大的节省计算资源，有效降低了能耗，同时节省的资源可以 提升时间采样的精度，从而提高了系统性能。另外，通过阈值切换方式实现 多阈值的闪烁脉冲波形采样，可以方便地增加采样点数，提升后续数据处理 效果。
图8是根据本说明书一些实施例所示的数字PET的信号采样装置的示例 性模块图。如图8所示，信号采样装置800可以包括：获取模块810，用于 获取待处理闪烁脉冲；至少两个阈值提供模块820，其中每个阈值提供模块 用于切换选择预设的至少两个阈值；并联设置的至少两个比较模块830，其 与至少两个阈值提供模块一一对应，其中每个比较模块用于依次比较待处理 闪烁脉冲与相应阈值提供模块提供的至少两个阈值，确定待处理闪烁脉冲越 过阈值时，分别与至少两个阈值对应的至少两个状态信号；一个采样模块840，用于依次对状态信号进行时间采样，获取对应的闪烁脉冲阈值-时间对。至 少两个比较模块830均与一个采样模块840连接。通过每个比较模块830可 以依次比较多个阈值，且只设置一个采样模块，减少了管脚数量，提高了系 统性能。
在本申请的一些实施例中，比较模块830包括一个比较器，比较器依次 比较待处理闪烁脉冲与于相应的阈值提供模块提供的至少两个阈值中所切 换选择的各阈值的大小。
在本申请的一些实施例中，采样模块840可以按照一定的采样顺序，分 别对状态信号进行时间采样，获取对应的一个或以上闪烁脉冲阈值-时间对。 采样模块840包括一个时间数字转换器(Time-to-Digital Converter，TDC)， 时间数字转换器TDC与至少两个比较模块830通信连接，时间数字转换器 实现时间采样。采样模块840可以利用TDC对输入的状态信号的上升沿或 下降沿所在位置对应的时刻进行采样。
在一些实施例中，采样模块840用于：基于第一顺序依次对多个状态信 号的上升沿对应的时刻执行第一时间采样；确定第一时间采样是否成功；基 于第二顺序依次对状态信号的下降沿对应的时刻执行第二时间采样。
第一顺序可以是根据至少两组阈值的各组阈值的最低阈值大小按从小 到大确定的排列顺序。可以通过采样模块首先对排序首位的最低阈值对应的 延时状态信号的上升沿对应的时刻执行第一时间采样。例如，参考图3，两 组阈值电压中，第一组阈值的最低的阈值是310-1，第二组阈值的最低阈值 是310-5，按从小到大排列后排序首位的是最低阈值电压310-1；排序第二位 的是最低阈值电压310-5，各状态信号310-1、310-5从比较模块输出后，将 输入至采样模块的TDC以进行时间采样。TDC首先对第一最低阈值310-1 对应的状态信号的上升沿对应的时刻进行时间采样。然后，TDC按照第一顺 序对第二最低阈值310-5对应的状态信号的上升沿对应的时刻进行时间采样， 从而完成第一时间采样。
在一实施例中，采样模块在基于第一顺序依次对多个状态信号的上升沿 对应的时刻执行第一时间采样时，还用于确定待处理信号是否有效，并据此 控制时间采样进程，包括：在对排序首位的最低阈值对应的延时状态信号的 上升沿对应的时刻执行第一时间采样后，确定待处理闪烁脉冲是否为有效信 号；若是，同步输出反馈信号并基于第一顺序对至少两组阈值中的其他最低 阈值对应的状态信号的上升沿对应的时刻执行第一时间采样；若否，返回初 始状态，重新执行第一时间采样。
闪烁脉冲阈值-时间对包括针对状态信号进行时间采样获取的状态变化 时间以及状态变化时间对应的阈值。具体参见图2、图5所示的数字PET的 信号采样方法的实施例，在此不做赘述。
在本申请实施例中，通过采用至少两个阈值模块预设至少两组阈值，每 组阈值包括可切换选择的至少两个阈值，且每组阈值均包括一个最低阈值， 各组的最低阈值都可以作为上升沿采样点，从而提升了采样点数；鉴于每组 阈值都可以实现动态阈值的切换，可以仅采用与阈值组数(即阈值提供模块 数量)对应的至少两个比较模块依次比较待处理闪烁脉冲与设定的不同阈值 的大小，与现有技术采用与预设阈值数量一一对应的多个LVDS比较器相比， 本申请在有效提升采样点数的同时，减小了LVDS比较器的数量，从而减小 了管脚的数量，降低了FPGA芯片的资源使用率，降低了FPGA芯片的工作 温度，从而有助于提升采样模块TDC的测量精度；基于通过阈值切换方式 实现多阈值的闪烁脉冲波形采样，可以仅采用一个采样模块的一个TDC即 可以实现对闪烁脉冲的时间采样，实现了采样模块TDC的复用，极大的节 省计算资源，有效降低了能耗，同时节省的资源可以提升时间采样的精度， 从而提高了系统性能。另外，通过阈值切换方式实现多阈值的闪烁脉冲波形 采样，可以方便地增加采样点数，提升后续数据处理效果。
在本申请实施例中的装置可以结合本申请实施例中的方法特征，反之亦 然。
在一实施例中，还提供一种探测器设备。探测器设备包括：探测器和如 上任一实施例提供的信号采样装置，其中，探测器被配置为探测射线并输出 待处理闪烁脉冲信号至信号采样装置进行数字化采样处理。探测器的种类具 体参见方法和装置实施例，在此不做赘述。
在一实施例中，还提供一种数字化设备，其包括如上任一实施例提供的 信号采样装置。
在一实施例中，还提供一种数字化设备，其包括：存储器、处理器及存 储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，计算机程序被处理器执行 时实现如上任一实施例提供的信号采样方法的步骤。
在一实施例中，还提供一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储介 质上存储计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上任一实施例提供 的信号采样方法的步骤。
本文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述详 细披露仅仅作为示例，而并不构成对本说明书的限定。虽然此处并没有明确 说明，本领域技术人员可能会对本说明书进行各种修改、改进和修正。该类 修改、改进和修正在本说明书中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于 本说明书示范实施例的精神和范围。
同时，本说明书使用了特定词语来描述本说明书的实施例。如“一个实 施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本说明书至少一个实施例 相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不 同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一个替代性实 施例”并不一定是指同一实施例。此外，本说明书的一个或多个实施例中的 某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
此外，本领域技术人员可以理解，本说明书的各方面可以通过若干具有 可专利性的种类或情况进行说明和描述，包括任何新的和有用的工序、机器、 产品或物质的组合，或对他们的任何新的和有用的改进。相应地，本说明书 的各个方面可以完全由硬件执行、可以完全由软件(包括固件、常驻软件、 微码等)执行、也可以由硬件和软件组合执行。以上硬件或软件均可被称为 “数据块”、“模块”、“引擎”、“单元”、“组件”或“系统”。此外，本说明书的各方面可能表现为位于一个或多个计算机可读介质中的计算机产品，该 产品包括计算机可读程序编码。
计算机存储介质可能包含一个内含有计算机程序编码的传播数据信号， 例如在基带上或作为载波的一部分。该传播信号可能有多种表现形式，包括 电磁形式、光形式等，或合适的组合形式。计算机存储介质可以是除计算机 可读存储介质之外的任何计算机可读介质，该介质可以通过连接至一个指令 执行系统、装置或设备以实现通讯、传播或传输供使用的程序。位于计算机 存储介质上的程序编码可以通过任何合适的介质进行传播，包括无线电、电 缆、光纤电缆、RF、或类似介质，或任何上述介质的组合。
本说明书各部分操作所需的计算机程序编码可以用任意一种或多种程 序语言编写，包括面向对象编程语言如Java、Scala、Smalltalk、Eiffel、JADE、 Emerald、C++、C#、VB.NET、Python等，常规程序化编程语言如C语言、 Visual Basic、Fortran 3003、Perl、COBOL 3002、PHP、ABAP，动态编程语 言如Python、Ruby和Groovy，或其他编程语言等。该程序编码可以完全在 用户计算机上运行、或作为独立的软件包在用户计算机上运行、或部分在用 户计算机上运行部分在远程计算机运行、或完全在远程计算机或服务器上运 行。在后种情况下，远程计算机可以通过任何网络形式与用户计算机连接， 比如局域网(LAN)或广域网(WAN)，或连接至外部计算机(例如通过因 特网)，或在云计算环境中，或作为服务使用如软件即服务(SaaS)。
此外，除非权利要求中明确说明，本说明书所述序列的顺序、数字字母 的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本说明书流程和方法的顺序。尽 管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例，但应当 理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的 实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本说明书实施例实质和范围的修 正和等价组合。例如，虽然以上所描述的系统组件可以通过硬件设备实现， 但是也可以只通过软件的解决方案得以实现，如在现有的服务器或移动设备上安装所描述的系统。
同理，应当注意的是，为了简化本说明书披露的表述，从而帮助对一个 或多个发明实施例的理解，前文对本说明书实施例的描述中，有时会将多种 特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意 味着本说明书对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施 例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类 用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大 体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数 字允许有±20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使 用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。 在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方 法。尽管本说明书一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似 值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。
针对本说明书引用的每个专利、专利申请、专利申请公开物和其他材料， 如文章、书籍、说明书、出版物、文档等，特此将其全部内容并入本说明书 作为参考。与本说明书内容不一致或产生冲突的申请历史文件除外，对本说 明书权利要求最广范围有限制的文件(当前或之后附加于本说明书中的)也 除外。需要说明的是，如果本说明书附属材料中的描述、定义、和/或术语的 使用与本说明书所述内容有不一致或冲突的地方，以本说明书的描述、定义 和/或术语的使用为准。
最后，应当理解的是，本说明书中所述实施例仅用以说明本说明书实施 例的原则。其他的变形也可能属于本说明书的范围。因此，作为示例而非限 制，本说明书实施例的替代配置可视为与本说明书的教导一致。相应地，本 说明书的实施例不仅限于本说明书明确介绍和描述的实施例。
Claims (38)
1.一种数字PET的信号采样方法，其特征在于，所述信号采样方法包括：
预设可切换选择的至少两个阈值；
采用同一比较模块依次比较待处理闪烁脉冲与所述至少两个阈值，确定所述待处理闪烁脉冲越过所述阈值时，分别与所述至少两个阈值对应的至少两个状态信号；
采用同一采样模块依次对所述至少两个状态信号进行时间采样，获取对应的闪烁脉冲阈值-时间对。
2.根据权利要求1所述的数字PET的信号采样方法，其特征在于，预设可切换选择的至少两个阈值通过阈值提供模块实现，所述阈值提供模块通过包括阈值控制模块、阈值选择模块的电路实现，所述阈值控制模块依据所述状态信号依序控制所述阈值选择模块实现对预设的所述至少两个阈值的切换选择。
3.根据权利要求1所述的数字PET的信号采样方法，其特征在于，所述阈值的大小设置为不超过所述待处理闪烁脉冲的最大幅值。
4.根据权利要求1所述的数字PET的信号采样方法，其特征在于，所述阈值的数量设置为2-8个。
5.根据权利要求1所述的数字PET的信号采样方法，其特征在于，采用同一比较模块依次比较待处理闪烁脉冲与所述至少两个阈值，包括：
依据所述状态信号在所述至少两个阈值间进行依次切换，以使得同一比较模块依次比较待处理所述脉冲与所述至少两个阈值中不同阈值的大小。
6.根据权利要求1所述的数字PET的信号采样方法，其特征在于，所述比较模块通过包括一个比较器的电路实现，所述比较器依次比较待处理所述脉冲与于所述至少两个阈值中所切换选择的各阈值的大小。
7.根据权利要求1所述的数字PET的信号采样方法，其特征在于，所述状态信号包括指示所述待处理闪烁脉冲越过所述至少两个阈值中包括最低阈值的至少部分阈值的上升沿及越过所述至少两个阈值中所有阈值的下降沿。
8.根据权利要求1所述的数字PET的信号采样方法，其特征在于，所述依次对所述至少两个状态信号进行时间采样，包括：
基于最低阈值对所述状态信号的上升沿对应的时刻执行第一时间采样；
确定所述第一时间采样是否成功；
基于降序依次对所述状态信号的下降沿对应的时刻执行第二时间采样。
9.根据权利要求8所述的数字PET的信号采样方法，其特征在于，在基于最低阈值对所述状态信号的上升沿对应的时刻执行第一时间采样后，所述信号采样方法还包括：
确定所述待处理闪烁脉冲是否为有效信号；
若是，同步输出反馈信号并开始切换为基于降序依次对所述状态信号的下降沿对应的时刻执行第二时间采样；
若否，返回初始状态，重新执行所述第一时间采样。
10.根据权利要求9所述的数字PET的信号采样方法，其特征在于，所述确定所述待处理闪烁脉冲是否为有效信号，包括以下步骤：
设置一验证阈值，以所述至少两个阈值中的接近最低阈值的阈值为验证阈值；
采用所述比较模块比较待处理闪烁脉冲与验证阈值，若未获取所述待处理闪烁脉冲越过验证阈值的验证状态信号，则是误触发信号；若获取了所述待处理闪烁脉冲越过验证阈值的验证状态信号，则是有效信号。
11.根据权利要求1所述的数字PET的信号采样方法，其特征在于，所述采样模块通过包括一个时间数字转换器的电路实现，所述时间数字转换器实现所述时间采样。
12.根据权利要求1所述的数字PET的信号采样方法，其特征在于，所述闪烁脉冲阈值-时间对包括针对所述状态信号进行时间采样获取的状态变化时间以及所述状态变化时间对应的阈值。
13.一种数字PET的信号采样方法，其特征在于，所述信号采样方法包括：
预设至少两组阈值，每组阈值包括可切换选择的至少两个阈值；
并联设置与所述至少两组阈值一一对应的至少两个比较模块；
采用比较模块在各通道比较待处理闪烁脉冲与相应每一组的至少两个阈值，确定所述待处理闪烁脉冲越过所述阈值时，分别与所述每一组的至少两个阈值对应的至少两个状态信号；
采用同一采样模块依次对所述状态信号进行时间采样，获取对应的闪烁脉冲阈值-时间对。
14.根据权利要求13所述的数字PET的信号采样方法，其特征在于，所述每组阈值包括可切换选择的至少两个阈值通过阈值提供模块实现，所述阈值提供模块通过包括阈值控制模块、阈值选择模块的电路实现，所述阈值控制模块依据所述状态信号依序控制所述阈值选择模块实现对预设的每组阈值的所述至少两个阈值的切换选择。
15.根据权利要求13所述的数字PET的信号采样方法，其特征在于，所述阈值的大小设置为不超过所述待处理闪烁脉冲的最大幅值。
16.根据权利要求13所述的数字PET的信号采样方法，其特征在于，所述每组阈值的数量设置为2-4个。
17.根据权利要求13所述的数字PET的信号采样方法，其特征在于，采用比较模块在各通道比较待处理闪烁脉冲与相应每一组的至少两个阈值，包括：
依据所述状态信号在每一组的所述至少两个阈值间进行依次切换，以使得与该组阈值对应的比较模块依次比较待处理所述脉冲与所述至少两个阈值中不同阈值的大小。
18.根据权利要求13所述的数字PET的信号采样方法，其特征在于，所述比较模块通过包括一个的比较器的电路实现，所述比较器依次比较待处理所述脉冲与于相应一组阈值中所切换选择的各阈值的大小。
19.根据权利要求13所述的数字PET的信号采样方法，其特征在于，所述状态信号包括指示所述待处理闪烁脉冲越过每组所述至少两个阈值中包括最低阈值的至少部分阈值的上升沿及越过每组所述至少两个阈值中所有阈值的下降沿。
20.根据权利要求13所述的数字PET的信号采样方法，其特征在于，所述依次对所述状态信号进行时间采样，包括：
基于第一顺序依次对多个状态信号的上升沿对应的时刻执行第一时间采样；
确定所述第一时间采样是否成功；
基于第二顺序依次对所述状态信号的下降沿对应的时刻执行第二时间采样。
21.根据权利要求20所述的数字PET的信号采样方法，其特征在于，所述第一顺序可以是根据所述至少两组阈值的各组阈值的最低阈值大小按从小到大确定的排列顺序，所述第二顺序是根据所述至少两组阈值的各阈值大小按从大到小确定的排列顺序。
22.根据权利要求20所述的数字PET的信号采样方法，其特征在于，基于第一顺序依次对多个状态信号的上升沿对应的时刻执行第一时间采样，包括：
在对排序首位的最低阈值对应的状态信号的上升沿对应的时刻执行第一时间采样后，确定所述待处理闪烁脉冲是否为有效信号；
若是，同步输出反馈信号并基于第一顺序对所述至少两组阈值中的其他最低阈值对应的状态信号的上升沿对应的时刻执行第一时间采样；
若否，返回初始状态，重新执行所述第一时间采样。
23.根据权利要求22所述的数字PET的信号采样方法，其特征在于，所述确定所述待处理闪烁脉冲是否为有效信号，包括以下步骤：
设置验证组，以所述至少两组阈值中包括排序首位的最低阈值的组为验证组；
设置一验证阈值，以验证组的所述至少两个阈值中的接近最低阈值的阈值为验证阈值；
采用与验证组对应的比较模块比较待处理闪烁脉冲与验证阈值，若未获取所述待处理闪烁脉冲越过验证阈值的验证状态信号，则是误触发信号；若获取了所述待处理闪烁脉冲越过验证阈值的验证状态信号，则是有效信号。
24.根据权利要求13所述的数字PET的信号采样方法，其特征在于，所述采样模块通过包括一个时间数字转换器的电路实现，所述时间数字转换器实现所述时间采样。
25.根据权利要求13所述的数字PET的信号采样方法，其特征在于，所述闪烁脉冲阈值-时间对包括针对所述状态信号进行时间采样获取的状态变化时间以及所述状态变化时间对应的阈值。
26.一种数字PET的信号采样装置，其特征在于，所述信号采样装置包括：
获取模块，用于获取待处理闪烁脉冲；
阈值提供模块，用于切换选择预设的至少两个阈值；
比较模块，用于依次比较所述待处理闪烁脉冲与所述至少两个阈值，确定所述待处理闪烁脉冲越过所述阈值时，分别与所述至少两个阈值对应的至少两个状态信号；
采样模块，用于依次对所述至少两个状态信号进行时间采样，获取对应的闪烁脉冲阈值-时间对。
27.根据权利要求26所述的数字PET的信号采样装置，其特征在于，所述阈值提供模块包括阈值控制模块、阈值选择模块，所述阈值控制模块依据所述状态信号依序控制所述阈值选择模块实现对预设的所述至少两个阈值的切换选择。
28.根据权利要求26所述的数字PET的信号采样装置，其特征在于，所述比较模块包括一个比较器，所述比较器依次比较所述待处理闪烁脉冲与所述阈值提供模块从所述至少两个阈值中所切换选择的各阈值的大小。
29.根据权利要求26所述的数字PET的信号采样装置，其特征在于，所述采样模块包括一个时间数字转换器，所述时间数字转换器与所述比较模块通信连接，所述时间数字转换器实现所述时间采样。
30.根据权利要求26所述的数字PET的信号采样装置，其特征在于，所述闪烁脉冲阈值-时间对包括针对所述状态信号进行时间采样获取的状态变化时间以及所述状态变化时间对应的阈值。
31.一种数字PET的信号采样装置，其特征在于，所述信号采样装置包括：
获取模块，用于获取待处理闪烁脉冲；
至少两个阈值提供模块，其中每个阈值提供模块用于切换选择预设的至少两个阈值；
并联设置的至少两个比较模块，其与所述至少两个阈值提供模块一一对应，其中每个比较模块用于依次比较所述待处理闪烁脉冲与相应阈值提供模块提供的所述至少两个阈值，确定所述待处理闪烁脉冲越过所述阈值时，分别与所述至少两个阈值对应的至少两个状态信号；
一个采样模块，用于依次对所述状态信号进行时间采样，获取对应的闪烁脉冲阈值-时间对。
32.根据权利要求31所述的数字PET的信号采样装置，其特征在于，所述阈值提供模块包括阈值控制模块、阈值选择模块，所述阈值控制模块依据所述状态信号依序控制所述阈值选择模块实现对预设的所述至少两个阈值的切换选择。
33.根据权利要求31所述的数字PET的信号采样装置，其特征在于，所述比较模块包括一个比较器，所述比较器依次比较所述待处理闪烁脉冲与于相应的阈值提供模块提供的所述至少两个阈值中所切换选择的各阈值的大小。
34.根据权利要求31所述的数字PET的信号采样装置，其特征在于，所述采样模块包括一个时间数字转换器，所述时间数字转换器与所述至少两个比较模块通信连接，所述时间数字转换器实现所述时间采样。
35.根据权利要求31所述的数字PET的信号采样装置，其特征在于，所述闪烁脉冲阈值-时间对包括针对所述状态信号进行时间采样获取的状态变化时间以及所述状态变化时间对应的阈值。
36.一种探测器设备，其特征在于，所述探测器设备包括：
探测器和如权利要求26至35中任一项所述的数字PET的信号采样装置，其中，探测器被配置为探测伽马射线并输出待处理闪烁脉冲信号至所述信号采样装置进行数字化采样处理。
37.一种数字PET设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至25中任一项所述的信号采样方法的步骤。
38.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至25中任意一项所述的信号采样方法的步骤。
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