CN211577436U - 一种双读出pet探测器正电子成像系统 - Google Patents
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Abstract
一种双读出PET探测器正电子成像系统，该系统包括：在晶体条的两端放置光电器件进行耦合；使用光电器件获取晶体中的光信号数据进行闪烁脉冲数据耦合；记录光电器件中测得的脉冲的幅值高度和脉冲的到达时间；计算脉冲到达时间的差值和脉冲的幅值高度，估计伽玛光子在晶体中沉积能量的位置。该方法包括：通过模拟数字转换器由光电探测器获取的闪烁脉冲耦合信号进行数字化处理；根据探测器两端信号振幅的比值计算光子转换相互作用深度的位置；根据获得信号的能量，时间，位置信息，进行交互作用深度信息重建。本实用新型精确定位光子在晶体中的作用深度并获取作用深度信息，进行视差错误校正，有效降低相互作用深度效应，提高PET成像效果。
Description
技术领域
本发明涉及辐射探测以及数字成像领域，尤其涉及一种双读出PET探测器正电子成像系统。
背景技术
在正电子发射断层成像(positron emission tomography，以下简称PET)、计算机断层成像(Computed Tomography，以下简称 CT)、单光子发射断层成像(Single PhotoEmission Computed Tomography，以下简称SPECT)和核磁共振成像(Magnetic ResonanceImaging，以下简称MRI)等医学影像领域，探测器的工作方式主要分两种：一种是通过闪烁体将高能光子转化为能量较低的可见光光子或紫外光光子，再将可见光光子或紫外光光子通过光电器件转化为电信号；另一种是将高能光子通过碲锌镉(以下简称CZT)等半导体材料直接转化为电信号。以上两种工作方式下的探测器输出均为电信号。
PET被认为是最敏感的体内分子成像模态之一，尽管与诸如 CT和MRI相比，其空间分辨率要差很多。提高PET探测器技术是一个活跃的研究领域，并且工作集中于解决PET中实现的空间分辨率和灵敏度的限制上。
有几种类型的光电探测器可用：第一种类型的光电探测器覆盖真空管，具有几个平方厘米的相当大的探测器区域的光电倍增管(Photo Multiplier Tube，以下简称PMT)和提供几个毫米的位置信息以允许在毫米范围中的像素化的多阳极PMT。
PMT是一种常用于包括医疗成像的众多应用中的闪烁体读出的光探测器类型。目前PET探测器通常倾向于选择衰减时间常数较小的闪烁晶体和上升时间较快的PMT来获取优异的时间性能和计数率性能。PMT的基本部件是由光电阴极、阳极以及多个倍增电极构成的真空管。
第二种类型的光电探测器是基于硅的，并包含雪崩光电二极管(AvalanchePhoton Diode，以下简称APD)、模拟或数字的硅光电倍增管(Silicon photomultiplier，以下简称SiPM)。所有的硅光电倍增器都允许设计具有毫米范围中的小像素化的PET探测器。
SiPM是一种由多个工作在计数模式下的雪崩二极管组成的阵列。该器件中组成阵列的微元是雪崩二极管，能够快速地响应作用光子。由于作用光子的数目在绝大多数应用中都大于1，因而有必要将雪崩二极管做成阵列，以响应不同数目的光子。在一个较短的时间周期内，响应光子的微元数目与射入光子数目的期望具有单调的对应关系。根据这种对应关系，测量微元数目能够间接地反映射入光子束的流强。
SiPM在闪烁光探测、微弱光探测、量子物理和高能物理实验中的应用中，需要标记光子束的开始时间和一段时间内的激活微元数目。PET探测器中引入SiPM来解决PMT的缺点，以实现更小的像素化。半导体光探测器领域中的新技术进步近来得到发展，该进步涉及在SiPM敏感区域之内集成基本处理电子器件，从而减少对外部处理电子器件的需求。
PET系统中，伽玛探测器能够用于在二维中确定与探测器的伽玛作用的位置，这样会引起视差。视差是图像分辨率的关键限制因素，这降低了外部现场中小病灶的可检测性。当应用于入射伽玛射线撞击晶体的方向并非全部与晶体表面基本垂直的成像探测器几何结构时，相互作用深度(Depth of Interaction，以下简称DOI) 信息是重要的参数。如果入射伽玛设想从与晶体不垂直的方向与晶体相交，如果仅为这样的吸收事件计算二维空间位置，则因为视差效应的原因，晶体之内那些伽玛设想的位置作用深度将导致实测的作用位置的额外不确定性。
PET成像探测器在实施过程中存在一些固有局限性，并且这些固有局限性限制了PET的性能，DOI效应对于PET的性能以及成像的效果影响较大。
因此，针对上述技术问题，有必要通过使用双端读出PET探测器正电子成像系统重建DOI信息可以减小视差，以增大系统的空间分辨率，提供空间中三维的伽玛作用位置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种双读出PET探测器正电子成像系统，能精确定位光子在晶体中的相互作用深度DOI，从而利用DOI信息减小视差，以减小DOI效应，增大系统的空间分辨率，实现数据的校准。
为达成本发明的目的，本发明提供方案：
一种双读出PET探测器正电子成像系统，使用两个光子传感器检测闪烁体阵列两端的闪烁光，并根据获取信号的比值估计相互作用深度信息，所述系统包括：
晶体光电模块，晶体光电模块用于检测闪烁体阵列两端的闪烁光信号，利用光学耦合原理获取闪烁光信号，并对获取的闪烁光信号进行光电信号处理，输出闪烁脉冲信号，所述晶体光电模块包括晶体光学模块，光电转换模块，模拟电信号预处理模块；
数据获取模块，所述数据获取模块与所述晶体光电模块连接，并接收经晶体光电模块发送的闪烁脉冲信号，数据获取模块对获得的闪烁脉冲耦合信号做信号处理，并输出处理后的闪烁脉冲信号，所述数据获取模块包括模拟数字转换模块，阈值放大模块，时间数字模块；
深度信息重建模块，所述深度信息重建模块与所述数据获取模块连接，并接收所述数据获取模块输出的闪烁脉冲信号，对收集的闪烁脉冲信号进行相关属性计算后，根据所得的事例属性的比值估计 511KeV光子转换位置，即为深度信息，所述深度信息重建模块包括数据分割模块，事例属性计算模块，事例数据封装模块，网络模块。
进一步的，所述晶体光学模块包括晶体模块、光导模块、反光层模块、隔光层模块、光学胶水模块、晶体封装模块，所述晶体光学模块与所述光电转换模块连接，并且放置在所述光电转换模块中的两个光电探测器之间。
进一步的，所述光电转换模块包括光电探测器模块、电阻网络模块、高压电源转换模块、焊接剂模块，所述光电转换模块对晶体光学模块收集的闪烁光信号进行光电转换处理，并输出处理后的闪烁脉冲信号。
进一步的，所述模拟电信号预处理模块包括放大器模块、高频走线模块，所述模拟电信号预处理模块使用的放大器的增益计算公式为A＝Rf/Ri，其中A为放大器增益，Rf为反馈电阻，Ri为放大器的输入电阻。
进一步的，所述事例属性计算模块包括幅值估计模块、到达时间估计模块、位置计算模块，所述事例属性计算模块与所述数据分割模块连接，并接收所述数据分割模块输出的闪烁脉冲分割信号，采用估计理论对接收到的分割信号进行信息估计，输出所需事例属性信息。
进一步的，所述光学胶水模块采用光透光率在90％以上的胶粘剂。
进一步的，所述高压电源转换模块包括信号源和升压电路，所述信号源输出5V电压，通过所述升压电路转换为光电探测器所需的电源电压27V。
进一步的，所述阈值放大模块采用多个电压作为阈值。
进一步的，所述事例属性计算信息包括闪烁脉冲信号的幅值、时间、位置信息。
进一步的，所述事例属性计算模块中的位置计算采用公式
获取闪烁光打在晶体上的位置，其中E1、E2为信号的能量，T1、T2为两个信号的到达时间，L为两个相邻晶体之间的距离， c为光速。
为达成本发明的目的，本发明还提供方案：
一种双读出PET探测器正电子成像方法，所述方法包括以下步骤：
步骤S1：闪烁光由两块探测器收集后在晶体两侧进行光学耦合，获取闪烁脉冲光耦合信号；
步骤S2：通过双端读出PET探测器后，闪烁脉冲光耦合信号经多路分割处理，获取数据分割后的闪烁脉冲光耦合信号；
步骤S3：通过模拟数字转换器由光电探测器获取的闪烁脉冲耦合信号进行数字化处理；
步骤S4：对获取的耦合信号进行事例属性信息获取；
步骤S5：根据探测器两端信号振幅的比值计算光子转换相互作用深度的位置；
步骤S6：根据获得信号的能量，时间，位置信息，进行交互作用深度信息重建。
进一步的，在上述步骤S1中，所述探测器类型包括SiPM硅光电倍增器和PMT光电倍增器。
进一步的，在上述步骤S2中，所述多路分割处理方法包括但不限脉冲峰值检测方法和一阶微分下冲过零点分割方法。
进一步的，所述闪烁脉冲的幅值范围为0-H毫伏，所述数字模拟转换器的频率动态范围为0-J赫兹，H和J均为正数。
进一步的，在上述步骤S3中，所述数字模拟转换器的转换频率设置为0-J赫兹之间的任意值。
进一步的，在上述步骤S3中，所述数字化处理方法分两步，第一步是时域离散化，即时域采样，第二步是频域离散化，即频域采样。
进一步的，所述J的取值为5MHz，所述频率设置为5MHz。
进一步的，在上述步骤S4中，所述事例属性信息包括闪烁脉冲信号的幅值、时间、位置信息。
进一步的，在上述步骤S5中，所述相互作用深度的位置信息是根据探测器两端信号振幅的比值计算的。
进一步的，在上述步骤S6中，所述交互作用深度信息重建方法包括但不限于解析重建方法和迭代重建方法。
相较于现有技术，本发明具有以下优点：精确定位光子在晶体中的作用深度，有效获取作用深度DOI，进行视差错误校正，降低DOI 效应，同时校正因作用位置不同导致的时间误差，提高空间定位能力，有效降低PET、SPET等系统的成本和复杂度，降低系统对计算资源和时间的需求，并且在不增加探测器体积的情况下可以有效提高PET 灵敏度，从而提高PET成像效果。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施例的双读出PET探测器正电子成像系统的原理示意图；
图2是本发明的PET系统的晶体阵列放置示意图；
图3是本发明典型的双读出PET探测器正电子成像系统的系统框图；
图4是本发明典型的双读出PET探测器正电子成像方法的实施流程图；
图5是根据本发明的一个实施例的双读出PET探测器正电子成像系统的结构示意图；
图6是根据本发明的一个实施例的双读出PET探测器正电子成像系统中晶体光电模块的结构示意图；
图7是根据本发明的一个实施例的双读出PET探测器正电子成像系统中晶体光电模块的结构示意图；
附图标记：
伽玛光子 1 光电探测器 2
光导器件 3 晶体 4
光学胶水 5 隔光层 6
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明做进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限制本发明的范围。
如图1所示，本发明公开的一个实施例的双读出PET探测器正电子成像系统的原理示意图，通过以事件的数据形式采集闪烁脉冲单光子信号，再利用时间符合和估计理论重建出相互作用深度信息。
图1的示意图中包括伽玛光子1、光电探测器2、光导器件 3、晶体条4、光学胶水5，其中光导器件3和晶体条4通过光学胶水5连接并传递闪烁光信号；伽玛光子1射入晶体条中，闪烁光的大部分光子在晶体条4中经历多次反射，包括全反射、漫反射、镜面反射，之后闪烁光在不同的位置会发生能量沉积，两端的光电探测器2测得的脉冲高度和脉冲到达时间不同，通过计算两个到达时间的时间差以及脉冲高度可以估计伽玛光子在晶体中沉积能量的位置。
如图2所示，本发明公开的PET系统的晶体阵列放置示意图中晶体条4按照阵列摆放，晶体条4的种类为16×16的LYSO，每个晶体条4由隔光层6隔开，在光导器件3和隔光层6之间添加的光学胶水5用于去除两者之间的空气残余以达到真空的标准。
图5为根据本发明的一个实施例的双读出PET探测器正电子成像系统的结构示意图；图6为根据本发明的一个实施例的双读出PET探测器正电子成像系统中晶体光电模块的结构示意图；图7是根据本发明的一个实施例的双读出PET探测器正电子成像系统中晶体光电模块的结构示意图。结合图5、图6及图7，通过几个具体的实施例，对本发明双读出PET探测器正电子成像系统做进一步描述。本发明提出的双读出PET探测器正电子成像系统，其涉及到的参数、放大器设计、事例信号属性信息处理需要与获取数据的特点进行调节以达到良好的时间分辨率，能量分辨率，以及更精确的相互作用深度信息。
如图5所示，本发明中的双读出PET探测器正电子成像系统包括晶体模块111、光导模块112、隔光层模块114、光学胶水模块115、晶体封装模块116、光电探测器模块121、放大器模块 131、高频走线模块132、数据获取模块200、事例属性计算模块 320、事例数据封装模块330和网络模块340，其中隔光层将晶体分隔在单个的光学隔室中；光导模块、光学胶水模块、隔光层模块、晶体模块封装在一个探测器装置中；光学胶水用于连接光电探测器、光导和隔光层三者；放大器电路与光电探测器连接，并接收光电探测器输出的脉冲电信号，放大器电路的放大增益A＝Rf/Ri，其中Rf为反馈电阻，Ri为输入电阻，经过放大器后输出放大后的脉冲信号；高频走线模块与放大器电路连接，并接收放大后的脉冲信号，用高频电压对接收的信号进行高频处理，并将处理后的脉冲信号输入到数据获取模块，实现脉冲特征的识别；在事例属性计算模块对脉冲的特征进行估计，获得所需的脉冲幅值、脉冲到达时间以及脉冲位置；数据获取模块与网络模块连接，进行网络适配。
如图6所示，本发明中的双读出系统结构中的双端光电探测器2均为SiPM硅光电倍增管，图中的晶体条4放置结构是按照晶体阵列放置的，具体型号可以为16×16的LYSO晶体，其他部件包括各个晶体条表面的隔光层6、光学胶水5和光导器件3；隔光层6隔开的光学隔室按照晶体的尺寸进行相应的调整；光学胶水5 采用的是光透光率在90％以上的胶粘剂，用于连接光电探测器2、光导器件3和隔光层6。
如图6所示，采用图3所示系统，当伽玛光子射入晶体条 4，在不同的位置发生能量沉积时，两端的光电探测器2测得的脉冲幅值Amp(+)，Amp(-)，脉冲到达时间T1，T2都是不同的，利用公式：
(其中i＝1,2)，求得两端的光电探测器分别检测到的脉冲的能量E1，E2，利用位置计算公式：
(其中E1E2为信号的能量，T1 T2为两个信号的到达时间， L为两个相邻晶体之间的距离，c为光速)获取闪烁光打在晶体上的位置。
如图7所示，本发明中的双读出系统结构中的光电探测器2为一端一个整个的光电探测器条、另一端为光电探测器阵列，其中光电探测器阵列中包括多个SiPM硅光电倍增管，可以减少对外部处理电子器件的需求，并确保了增强的时间分辨率，SiPM硅光电倍增管数根据需要在36-48之间调整；所用晶体4的形状为晶体条阵列，晶体条的尺寸根据需要在2.03mm×2.03mm×3mm之间调整，晶体条阵列大小根据SiPM硅光电倍增管的数目进行调整；其他部件包括各个晶体条表面的隔光层6、光学胶水5和光导器件3；光学胶水5用于连接光电探测器2、光导器件3和隔光层6。
如图7所示，利用图4所示步骤，伽玛光子发出的闪烁光照射到闪烁晶体上，通过光电探测器中的SiPM硅光电倍增管阵列检测闪烁晶体两端的闪烁光子，并在晶体边缘进行光学耦合，经过放大器电路将闪烁脉冲信号进行放大，在模拟数字转换模块对放大后的信号进行数字化处理，计算闪烁脉冲信号的事例属性信息，最后根据计算的信号振幅的比值估计出511KeV光子相互作用深度的位置。
下面对本发明一种双读出PET探测器正电子成像系统进行详细的描述。
一种双读出PET探测器正电子成像系统，包括以下模块：
晶体光电模块100，晶体光电模块100用于检测闪烁体阵列两端的闪烁光信号，利用光学耦合原理获取闪烁光信号，并对获取的闪烁光信号进行光电信号处理，输出闪烁脉冲信号；
晶体光电模块100包括晶体光学模块110、光电转换模块120、模拟电信号预处理模块130；
晶体光学模块110，所述晶体光学模块110与所述光电转换模块120连接，并且放置在所述光电转换模块120中的两个光电探测器之间，利用光学耦合原理，输出经所述晶体光学模块110后获得的闪烁光信号；
晶体光学模块110包括晶体模块111、光导模块112、反光层模块113、隔光层模块114、光学胶水模块115、晶体封装模块116；
晶体模块111，其包括晶体；
光导模块112，其包括光导器件，所述光导器件放置在晶体与所述光电转换模块120中的光电探测器模块121中的光电探测器之间，所述光导器件利用光电效应获取闪烁光信号，获取的闪烁光信号由两块光电探测器收集后在所述晶体模块111中进行光学耦合；
反光层模块113，其设于晶体表面，利用光的逆反射原理在晶体表面实现闪烁光信号的收集；
隔光层模块114，其设于各个晶体之间，用于防止外部光源照射晶体；
光学胶水模块115，在光电探测器模块121、光导模块112、隔光层模块114三者之间均涂有光学胶水，所述光学胶水采用光透光率在90％以上的胶粘剂，用于排空上述光电探测器、光导模块112、隔光层模块114三者之间的气体；
晶体封装模块116，上述所说的所有晶体器件均封装在一个探测器装置；
光电转换模块120，其包括光电探测器，高压电源，电阻网络和焊接剂，所述光电转换模块120与所述晶体光学模块110连接，并接收所述晶体光学模块110输出的闪烁光信号，对收集的闪烁光信号进行光电转换处理，并输出处理后的闪烁脉冲信号；
光电转换模块120包括光电探测器模块121、电阻网络模块 122、高压电源转换模块123、焊接剂模块124；
光电探测器模块121，其包括光电探测器，所述光电探测器附着在光导器件外表面，用于探测闪烁光信号，所述光电探测器构成光电探测器模块；
电阻网络模块122，其包括电阻网络，通过所述电阻网络把光电探测器多路信号转换成四路信号，并对信号进行放大，放大的信号用于后端的信号处理，所述电阻网络构成电阻网络模块；
高压电源转换模块123，其包括信号源和升压电路，所述信号源输出5V电压，通过所述升压电路转换为光电探测器所需的电源电压27V，所述升压电路和所述信号源构成高压电源转换模块；
焊接剂模块124，其包括焊接剂，通过所述焊接剂将光电探测器焊接到前端电路，所述焊接剂构成焊接剂模块；
模拟电信号预处理模块130，接收由所述光电转换模块120输出的闪烁脉冲信号，并经相关电信号处理后，输出所需的闪烁脉冲电信号；
模拟电信号预处理模块130包括放大器模块131、高频走线模块132；
放大器模块131，其包括放大器，所述放大器模块131与光电转换模块120连接，接收所述光电转换模块120输出的光电信号，所述放大器的增益计算公式为A＝Rf/Ri，其中A为放大器增益，Rf为反馈电阻，Ri为放大器的输入电阻，经过所述放大器后输出放大后的电信号，所述放大器构成放大器模块；
高频走线模块132，其包括高频走线电路，双读出系统获取的两端信号，通过所述高频走线电路输出两端信号，所述高频走线电路构成高频走线模块；
数据获取模块200，所述数据获取模块200与所述晶体光电模块100连接，并接收经晶体光电模块100发送的闪烁脉冲信号，数据获取模块200对获得的闪烁脉冲耦合信号做信号处理，并输出处理后的闪烁脉冲信号；
数据获取模块200包括模拟数字转换模块210、阈值放大模块 220、时间数字模块230；
模拟数字转换模块210，其包括模拟数字电路，闪烁光信号经过晶体光电模块100后得到闪烁脉冲耦合模拟电信号，通过所述模拟数字电路将获取的闪烁脉冲模拟电信号转换成所需的闪烁脉冲信号，所述模拟数字电路构成模拟数字转换模块；
阈值放大模块220，所述阈值电压放大模块220与所述模拟数字转换模块210连接，接收所述模拟数字转换模块210发送的闪烁脉冲信号，并设置阈值电压信息，所述阈值电压信息是指选取多个电压作为阈值，从而获得多个采样点，提取上述所述的多个采样点，获得处理后的闪烁脉冲信息以及所需时间信息，所述通过阈值获得采样点从而获得所需时间信息的过程构成阈值放大模块；
时间数字模块230，所述时间数字模块230与所述阈值放大模块220连接，并接收经所述阈值电压放大模块220处理后的闪烁脉冲信号和时间信息，提取所述闪烁脉冲信号的时间信息，对时间信息进行时间校准，所述获取时间信息的过程构成时间数字模块；
深度信息重建模块300，所述深度信息重建模块300与所述数据获取模块200连接，并接收所述数据获取模块200输出的闪烁脉冲信号，对收集的闪烁脉冲信号进行相关属性计算后，根据所得的事例属性的比值估计511KeV光子转换位置，即为深度信息；
深度信息重建模块300包括数据分割模块310、事例属性计算模块320、事例数据封装模块330、网络模块340；
数据分割模块310，将获取的双端信号信息进行多路分割处理，分别获得所需的分割信号，所述获取分割信号的过程构成数据分割模块；
事例属性计算模块320，所述事例属性计算模块320与所述数据分割模块310连接并接收所述数据分割模块310输出的闪烁脉冲分割信号，采用估计理论对接收到的分割信号进行信息估计，输出所需事例属性信息，所述事例属性信息指所述闪烁脉冲信号的幅值、时间、位置信息，所述获取事例属性信息的过程构成事例属性计算模块；
事例属性计算模块320包括幅值估计模块321、到达时间估计模块322、位置计算模块323；
幅值估计模块321，其包括幅值估计电路，所述幅值估计模块 321与所述数据分割模块310连接，并接收数据分割模块310输出的信号，通过所述幅值估计电路对获取的信号进行幅值估计，所述幅值估计电路构成幅值估计模块；
到达时间估计模块322，其包括时间校准电路，所述到达时间估计模块322与所述数据分割模块310连接，并接收数据分割模块 310输出的信号，通过所述时间校准电路对获取的信号进行到达时间估计，所述时间校准电路构成到达时间估计模块；
位置计算模块323，所述位置计算模块323与所述数据分割模块310连接，并接收数据分割模块310输出的信号，通过位置计算公式：
(其中E1、E2为信号的能量，T1、T2为两个信号的到达时间，L为两个相邻晶体之间的距离，c为光速)获取闪烁光打在晶体上的位置；
事例数据封装模块330，将事例属性计算模块320中获取的事例属性进行封装，获取数据包，所述封装过程构成事例数据封装模块；
网络模块340，探测器电路在探测过程中需要连接到网络适配器进行网络适配，所述网络适配过程构成网络模块。
根据本发明的一个实施例，所述晶体模块可采用LYSO晶体、 LSO、YSO和LaBr3:Ce晶体。
根据本发明的一个实施例，所述光电探测器模块可以采用双 SiPM或SiPM和PMT，利用双端光电探测器读取晶体两端输出的光信号可以更清楚的分辨每个晶体的位置。
根据本发明的一个实施例，所述双读出系统的检测条件需要校准，且检测条件会因所述放大器的增益漂移或光导器件的光学耦合退化而发生漂移。
根据本发明的一个实施例，所述双读出系统的时间校准过程要求闪烁脉冲信号的对齐基线，继而进行脉冲信号的前沿甄别，最后对闪烁脉冲的到达时间进行估计。
本发明一种双读出PET探测器正电子成像方法，包括以下步骤：
步骤S1：闪烁光由两块探测器收集后在晶体两侧进行光学耦合，获取闪烁脉冲光耦合信号；
步骤S2：通过双端读出PET探测器后，闪烁脉冲光耦合信号经多路分割处理，获取数据分割后的闪烁脉冲光耦合信号；
步骤S3：通过模拟数字转换器由光电探测器获取的闪烁脉冲耦合信号进行数字化处理；
步骤S4：对获取的耦合信号进行事例属性信息获取；
步骤S5：根据探测器两端信号振幅的比值计算光子转换相互作用深度的位置；
步骤S6：根据获得信号的能量，时间，位置信息，进行交互作用深度信息重建。
在上述的双读出PET探测器正电子成像方法中，步骤S1中所述探测器类型包括SiPM硅光电倍增器和PMT光电倍增器。
在上述的双读出PET探测器正电子成像方法中，步骤S2中所述多路分割处理的方法包括但不限脉冲峰值检测方法和一阶微分下冲过零点分割方法。
在上述的双读出PET探测器正电子成像方法中，所述闪烁脉冲的幅值范围为0-H毫伏，所述数字模拟转换器的频率动态范围为0- J赫兹，H和J均为正数。
在上述的双读出PET探测器正电子成像方法中，步骤S3中所述数字模拟转换器的转换频率设置为0-J赫兹之间的任意值。
在上述的双读出PET探测器正电子成像方法中，步骤S3中所述数字化处理方法分两步，第一步是时域离散化，即时域采样，第二步是频域离散化，即频域采样。
在上述的双读出PET探测器正电子成像方法中，所述J的取值为5MHz，所述频率设置为5MHz。
在上述的双读出PET探测器正电子成像方法中，步骤S4中所述事例属性信息包括闪烁脉冲信号的幅值、时间、位置信息。
在上述的双读出PET探测器正电子成像方法中，步骤S5中所述相互作用深度的位置信息是根据探测器两端信号振幅的比值计算的。
在上述的双读出PET探测器正电子成像方法中，步骤S6中所述交互作用深度信息重建的方法包括但不限于解析重建方法和迭代重建方法。
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发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明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，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语″或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种双读出PET探测器正电子成像系统，使用两个光子传感器检测闪烁体阵列两端的闪烁光，并根据获取信号的比值估计相互作用深度信息，其特征在于，所述系统包括：
晶体光电模块，晶体光电模块用于检测闪烁体阵列两端的闪烁光信号，利用光学耦合原理获取闪烁光信号，并对获取的闪烁光信号进行光电信号处理，输出闪烁脉冲信号，所述晶体光电模块包括晶体光学模块，光电转换模块，模拟电信号预处理模块；
数据获取模块，所述数据获取模块与所述晶体光电模块连接，并接收经晶体光电模块发送的闪烁脉冲信号，数据获取模块对获得的闪烁脉冲耦合信号做信号处理，并输出处理后的闪烁脉冲信号，所述数据获取模块包括模拟数字转换模块，阈值放大模块，时间数字模块；
深度信息重建模块，所述深度信息重建模块与所述数据获取模块连接，并接收所述数据获取模块输出的闪烁脉冲信号，对收集的闪烁脉冲信号进行相关属性计算后，根据所得的事例属性的比值估计511KeV光子转换位置，即为深度信息，所述深度信息重建模块包括数据分割模块，事例属性计算模块，事例数据封装模块，网络模块。
2.如权利要求1所述的双读出PET探测器正电子成像系统，其特征在于，所述晶体光学模块包括晶体模块、光导模块、反光层模块、隔光层模块、光学胶水模块、晶体封装模块，所述晶体光学模块与所述光电转换模块连接，并且放置在所述光电转换模块中的两个光电探测器之间。
3.如权利要求1所述的双读出PET探测器正电子成像系统，其特征在于，所述光电转换模块包括光电探测器模块、电阻网络模块、高压电源转换模块、焊接剂模块，所述光电转换模块对晶体光学模块收集的闪烁光信号进行光电转换处理，并输出处理后的闪烁脉冲信号。
4.如权利要求1所述的双读出PET探测器正电子成像系统，其特征在于，所述模拟电信号预处理模块包括放大器模块、高频走线模块，所述模拟电信号预处理模块使用的放大器的增益计算公式为A＝Rf/Ri，其中A为放大器增益，Rf为反馈电阻，Ri为放大器的输入电阻。
5.如权利要求1所述的双读出PET探测器正电子成像系统，其特征在于，所述事例属性计算模块包括幅值估计模块、到达时间估计模块、位置计算模块，所述事例属性计算模块与所述数据分割模块连接，并接收所述数据分割模块输出的闪烁脉冲分割信号，采用估计理论对接收到的分割信号进行信息估计，输出所需事例属性信息。
6.如权利要求2所述的双读出PET探测器正电子成像系统，其特征在于，所述光学胶水模块采用光透光率在90％以上的胶粘剂。
7.如权利要求3所述的双读出PET探测器正电子成像系统，其特征在于，所述高压电源转换模块包括信号源和升压电路，所述信号源输出5V电压，通过所述升压电路转换为光电探测器所需的电源电压27V。
8.如权利要求1所述的双读出PET探测器正电子成像系统，其特征在于，所述阈值放大模块采用多个电压作为阈值。
9.如权利要求1所述的双读出PET探测器正电子成像系统，其特征在于，所述事例属性计算信息包括闪烁脉冲信号的幅值、时间、位置信息。
10.如权利要求1所述的双读出PET探测器正电子成像系统，其特征在于，所述事例属性计算模块中的位置计算采用公式
获取闪烁光打在晶体上的位置，其中E1、E2为信号的能量，T1、T2为两个信号的到达时间，L为两个相邻晶体之间的距离，c为光速。
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