将极弱的可见光信号转换放大为闪烁脉冲后,通过多电压阈值方法对闪烁脉冲信号进行数字化,从最原始的闪烁脉冲信号开始数字化采样,准确提取出单个事件的位置、能量、时间信息,完成信号的高精准度还原。
多电压阈值数字化方法:
多电压阈值数字化方法(MVT, Multi-Voltage Threshold)是一种由数字PET实验室率先提出、有别于传统ADC采样的采样方法。不同于传统ADC基于时间轴的横向电压采样方式,MVT数字化方法是一种纵向采样方法,通过预先设置n个阈值电压,然后记录闪烁脉冲幅值达到各个阈值电压的具体时间Tn,得到时间阈值采样点Sn(Tn,Vn)。对闪烁脉冲上升沿和下降沿进行相同处理,将得到2n个采样点。根据闪烁脉冲特性建立模型,对这些采样点进行拟合重建,就能够重建出闪烁脉冲,并以此为基础提取相关的时间信息、能量信息和位置信息。
全数字化PET探测器:
PET实验室致力于以MVT技术为核心,以数字化、模块化、标准化为指引,设计并发展高性能全数字PET探测器。
采用MVT数字化方法,准确提取出单个事件的位置、能量、时间信息,完成信号的高精准度还原;采用模块化设计,将探测器整体有机地拆分为不同功能模块的组合,简化系统设计以增加系统功能的可扩展性,便于系统的调试、维护和更新,有利于实现系统的自动化校正;采用标准化设计,标准化定义各个模块的软硬件接口,形成一套完整的开放式平台。
探测器模块(LYSO+SiPM):
数据采集模块(MVT):
系统设计:
探测器:
PnI
在创新的 PET 探测器技术基础上, 团队从顶层重新设计了 PET 成像仪器的系统架构, 发展了即插即成像(Plug & Imaging, PnI)的新型数字 PET 研发平台。基于该平台,研发人员能够根据成像对象和任务的不同,采用不同性能指标的模块化 PET 探测器, 从而实现不同几何结构的 PET 成像系统。 该平台为数字PET 成像仪器提供了开放式的架构, 使得 PET 系统不再局限于特定的探测器设计、 光电器件及闪烁晶体, 实现了探测器多样化设计的灵活性、 扩展性和可复用性。 该平台使得各种应用专用、 应用适应性 PET 成为可能, 催生了例如头盔式 PET 系统的新型 PET 系统。 并且,该平台从 PET 整体系统结构上实现了 PET 探测器之间的解耦, 事件的信息被独立地送往计算服务器, 取消了传统 PET 的符合电路,实现了软件符合。使得 PET 系统的性能可以直接受益于消费电子和计算机工业在计算、 存储、数据传输等各方面的每一次突飞猛进。