[发明专利]闪烁脉冲的数字化装置、成像系统以及芯片

说明书

本申请提出一种闪烁脉冲的数字化装置、成像系统和芯片，所述数字化装置包括峰值获取单元，根据输入的脉冲信号，获取所述脉冲信号的峰值；峰值保持单元，用于保持所述峰值；复位单元，根据所述脉冲信号的开始时间和预设的脉冲宽度产生复位信号；其中，所述峰值保持单元根据所述复位信号执行复位，以使所述峰值获取单元根据所述峰值保持单元发送的反馈信号接收下一个脉冲信号的峰值。根据本申请的实施例提出的闪烁脉冲的数字化装置，无需对脉冲信号进行拉宽整形，从而保证在不降低系统灵敏度的条件下抓取脉冲信号的峰值。

技术领域

本申请涉及信号采样领域，具体而言，涉及一种闪烁脉冲的数字化装置、成像系统以及芯片。

背景技术

在高能射线的一系列应用中，比如正电子发射断层计算机成像(PET)以及辐射探测中，高能射线、比如伽马射线会被闪烁晶体转换为可见光信号，该可见光信号进一步被光电转换器件转换为闪烁脉冲信号，然后通过对闪烁脉冲信号进行采样和处理可以获得一系列应用图像。在该过程中，闪烁脉冲的数字化质量对最终的成像质量具有重要影响。

近年来，随着数字信号处理技术和方法的发展，将闪烁脉冲直接数字化，利用软件算法替代传统模拟电路提取信息、比如粒子能量沉积信息的方式极具发展潜力。相较于传统的等时间间隔采样方法，多电压阈值采样(Multi-Voltage Threshold，以下简称MVT)方法是一种更具应用前景的闪烁脉冲的数字化处理方法。其结合脉冲数学模型拟合脉冲，再对脉冲进行积分以获得高能光子的能量，以进行采样和图像重建，从而帮助确定放射性核素的富集部位，以便进行定位代谢旺盛区域并进行活度评估。在闪烁脉冲数字化的过程中，由于入射射线的能量与脉冲的峰值具有线性关系，因此，通过获取脉冲的峰值便可以等效地获取入射射线的待测能量。

然而，由于光电探测器输出的闪烁脉冲具有上升时间相对较短、衰减时间短等特性，因此，传统的峰值采样电路通常通过将脉冲进行拉宽整形然后再抓取峰值。这种方式将导致系统的堆叠事件增加，从而降低系统的灵敏度。

发明内容

本申请提供了一种闪烁脉冲的数字化装置、成像系统以及芯片，以解决上述至少一种问题。

根据本申请的一方面，提出一种闪烁脉冲的数字化装置，包括：峰值获取单元，根据输入的脉冲信号，获取所述脉冲信号的峰值；峰值保持单元，用于保持所述峰值；复位单元，根据所述脉冲信号的开始时间和预设的脉冲宽度产生复位信号；其中，所述峰值保持单元根据所述复位信号执行复位，以使所述峰值获取单元根据所述峰值保持单元发送的反馈信号接收下一个脉冲信号的峰值。

根据一些实施例，所述峰值获取单元包括第一比较器，其中：所述第一比较器的第一输入端接收所述脉冲信号。

根据一些实施例，所述峰值保持单元包括并联连接的第一电容和第一电阻，其中：所述并联连接的第一电容和第一电阻的第一端电连接至所述峰值保持单元的输出端和第二输入端，以接收所述峰值获取单元的输出端输出的所述峰值，并将所述峰值发送给所述峰值获取单元的第二输入端；所述并联连接的第一电容和第一电阻的第二端接地。

根据一些实施例，所述复位单元包括复位信号产生模块和放电模块，其中：所述复位信号产生模块根据所述脉冲信号的开始时间和预设的脉冲宽度产生复位信号或根据脉冲信号的下降沿信号产生复位信号；所述放电模块包括第一三端开关，所述第一三端开关的第一端接收所述复位信号，第二端电连接至所述并联连接的第一电容和第一电阻的第一端，第三端接地。

根据一些实施例，所述峰值获取装置还包括峰值处理单元，所述峰值处理单元接收所述峰值保持单元输出的峰值模拟值，并将所述峰值模拟值转化为数字信号输出。

根据一些实施例，在所述峰值保持单元和所述峰值处理单元之间还包括电压跟随单元，所述电压跟随器包括第二比较器，其中：所述第二比较器的第一输入端电连接至所述并联连接的第一电容和第一电阻的第一端，第二输入端电连接至所述第二比较器的输出端，所述第二比较器的输出端电连接至所述峰值处理单元。