项目名称: 基于CMOS技术的多通道TOF-PET脉冲时间信息数字化单芯片系统研究

项目编号: No.61471245

项目类型: 面上项目

立项/批准年度: 2015

项目学科: 无线电电子学、电信技术

项目作者: 李琰

作者单位: 深圳大学

项目金额: 80万元

中文摘要: 基于CMOS技术的脉冲数字处理系统是全数字TOF- PET最有潜力的方案。精确获取脉冲时间信息是提高成像质量的关键。闪烁脉冲上升/衰减时间仅为纳秒量级,先整形再经ADC的处理方式结构复杂,限制了皮秒量级时间信息的精确获取,制约了成像质量。 基于精确测量脉冲时间信息的多电压阈值法(MVT)不使用ADC,系统架构大幅简化,直接处理脉冲就可获得优异的时间和能量信息。本项目研究基于CMOS技术采用MVT方法精确获取TOF-PET脉冲时间信息的方案,解决其中皮秒级精确触发、时间信息高分辨率数字化及系统自校准等关键问题,探索基于CMOS技术实现多通道TOF-PET脉冲时间信息数字化单芯片系统的方案。 研究成果可以为实现多通道TOF-PET脉冲大规模集成全数字处理系统奠定方法和技术基础,进一步提高TOF-PET的成像分辨率,推动生命科学和临床医学中PET成像技术的发展。

中文关键词: TOF-PET成像;多阈值电压法;皮秒级精确触发;时间精确数字化;系统集成

英文摘要: CMOS based pulse digital processing is the most feasible solution for all digital TOF-PET imaging system. High-speed precise digitization of timing information is the key aspect to improve image quality. Considering the rising/fading edge of the scintillation pulses is in the range of nano-second, traditional complex digitization methods involving pulse shaping and ADC sampling limit the timing and reduce image quality. Based on accurate acquisition of timing information, Multi-threshold voltage (MVT) method employs a simple, non-ADC architecture, which directly extracts timing and energy information of the scintillation-pulses with very high resolution. This project will focus on CMOS based MVT solutions for the direct-digitization of the timing information of the TOF-PET pulses. Pico-second accuracy trigger method, high resolution timing information digitization and system offset self-calibration will be studied in detail. This project will also explore the scheme for constructing a high timing resolution integrated system of TOF-PET scintillation-pulse digital processing. Research findings can serve as the basis to realize a very large scale multichannel TOF-PET pulses digital processing system. It can not only further improve the image quality of TOF-PET system, but also contributes to the developing of PET medical imageology in biological science and clinical studies.

英文关键词: TOF-PET;Multi-Voltage Threshold method;ps pecisely trigger;timing digitalization;system integration

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