小型動物正電子發(fā)射斷層掃描儀數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研制.pdf

1、正電子發(fā)射斷層掃描儀(PositronEmissionTomography，PET)是一種重要的核醫(yī)學成像設備。近年來，PET在臨床診斷、療效評價和基礎研究等方面均已顯示出獨特的優(yōu)越性，它代表了當代最先進的無創(chuàng)傷性高品質影像診斷技術。小動物PET是專用于靈長類、嚙齒類等小型動物的PET掃描儀，在醫(yī)學、分子生物學和新藥開發(fā)等方面均有著廣泛應用。在小動物PET系統(tǒng)中，由探測器及前端模擬電路產生的模擬信號，經過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)完成模數(shù)(AD)轉換

2、和數(shù)據(jù)處理后由符合電路傳送到計算機完成圖像重建。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的性能將直接影響小動物PET的成像質量。 本論文系統(tǒng)地介紹了小動物PET數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研制工作。首先從正電子斷層掃描的原理入手，介紹了PET技術的特點和儀器的基本結構。通過對小動物PET儀器前端探測器和模擬電路的工作原理及輸出信號的特點進行分析，探討了小動物PET數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的功能和性能要求。以此為依據(jù)，提出了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設計方案，從硬件和軟件兩個方面詳細介紹了該系統(tǒng)

3、的結構，給出了相應的結構框圖、原理圖和相關軟件說明。著重分析了模數(shù)轉換部分、FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)部分以及單片機部分的硬件電路和相應的軟件設計。最后對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的性能進行了測試和評價。測試結果表明，此數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)能夠成功地對多個探測器產生的模擬信號進行同步測量和分析，系統(tǒng)工作頻率最高可達50M，對應的噪聲控制在10mv以內。 小動物PET數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)綜合運用了先進的高速多通道模數(shù)轉換技術、LVDS(低電壓差分信號)傳輸技