技术领域
本发明涉及医疗器械领域，特别是涉及一种PET系统的实现方法和装置。
背景技术
正电子发射型计算机断层显像(英文：PositronEmissionComputed Tomography，缩写：PET)技术是一种核医学临床成像技术。注入体内的放射 性核素所发射出的正电子在人体内移动大约1mm后将会与人体内的负电子结 合发生湮灭辐射，正负电子湮灭时产生两个能量相同方向相反的γ光子。PET 装置通过探测器探测正电子湮灭过程中产生的γ光子。探测器上装有晶体阵 列，当γ光子在移动过程中接触到探测器上的晶体时，被接触到的晶体可以 感知到γ光子的能量数据。由于探测器采集到的能量较小，需要对能量放大 后，才能通过处理得到病灶处的能谱图。一般通过与探测器相连的可变增益 调整(英文：VariableGainAdjust，缩写：VGA)装置对探测器探测到的能量 进行放大，放大的倍数与所述VGA装置的放大增益的大小呈比例关系。由于 工作流程和技术上的限制，目前在PET装置使用的过程中一般都会出现因为 噪声或其他因素所产生的误差，故在不同的探测场景下或者每一次进行探测 时，基本上都需要对PET装置中探测器所连接的VGA装置的放大增益进行 调整，以保持在实际工作中能够生成高质量的能谱图。
目前有一种新类型的光电倍增管：硅光电倍增管(英文：Silicon photomultiplier，缩写：SiPM)。SiPM是由数百至数万个直径为几到几十微米 的雪崩光电二极管(英文：AvalanchePhotoDiode，缩写：APD)单元阵列集 成在同一个单晶硅片上构成的。由于SiPM的尺寸非常小，一个SiPM可以轻 易的与一个晶体相连，形成一个具有1：1架构的SiPM探测器。这种结构的 SiPM探测器可以通过所包括的一个晶体进行单γ光子探测，而且，由于SiPM 探测器一般设置一个晶体，故一旦该SiPM探测器探测到能量数据，接收到晶 体的位置也显然是可以直接确定的。可见，SiPM探测器具有应用于PET装置 中，作为PET装置的探测器的条件。
然而，由于SiPM探测器只连接一个晶体这种特殊的1:1架构。目前并没 有一种有效的方式，能够将SiPM探测器实际应用于PET装置中，也就是说， 如何将SiPM探测器在PET系统中实现是目前亟待解决的技术问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种PET系统的实现方法和装置， 通过单位时间出现饱和事件的次数作为调整依据，可以有效的调整VGA装置 的放大增益以调节SiPM的增益不一致性。为SiMP探测器在PET系统中的实 现提供了必要基础。
本发明实施例公开了如下技术方案：
一种PET系统的实现方法，应用于具有多个SiMP探测器的PET装置， 针对目标探测器，通过模拟γ光子射向所述目标探测器，确定所述目标探测 器的饱和标识，所述目标探测器为所述多个SiMP探测器中的任意一个SiMP 探测器，所述饱和标识用于标识一个γ光子被所述目标探测器接收到时，所 述目标探测器的输出通过目标VGA装置放大后的最大输出电压，所述目标 VGA装置为所述目标探测器对应的VGA装置，所述方法包括：
在所述PET装置工作过程中，确定所述目标VGA装置的输出电压与所 述饱和标识的大小关系；
若所述VGA装置的输出电压大于所述饱和标识，判断所述目标探测器出 现了饱和事件；
调整所述目标VGA装置的放大增益，直到单位时间内所述目标探测器出 现所述饱和事件的次数满足预设阈值。
可选的，所述通过模拟γ光子射向所述目标探测器，还包括确定所述目 标探测器的事件标识，所述事件标识用于标识一个γ光子被所述目标探测器 接收到时，所述目标探测器的输出通过所述目标VGA装置放大后，被识别为 有效数据时的最小输出电压，所述事件标识小于所述饱和标识，所述方法还 包括：
在所述PET装置工作过程中，判断所述目标VGA装置的输出电压与所 述事件标识的大小关系；
若所述VGA装置的输出电压大于所述事件标识但小于所述饱和标识，确 定所述目标探测器接收到一个属于符合事件的γ光子，所述符合事件在所述 目标探测器上所产生的数据为有效数据；
若所述VGA装置的输出电压小于所述事件标识，确定所述目标探测器接 收到一个属于散射事件的γ光子，所述散射事件在所述目标探测器上所产生 的数据为有效数据或无效数据；
根据所述目标探测器在单位时间内出现所述散射事件和符合事件的待调 比例和预设比例，调整所述事件标识的大小，通过调整使得所述待调比例与 所述预设比例相同。
可选的，所述通过模拟γ光子射向所述目标探测器，还包括确定所述目 标探测器的时间标识，所述时间标识用于标识一个γ光子被所述目标探测器 接收到时，所述目标探测器的输出通过所述目标VGA装置放大后的最小输出 电压，所述时间标识小于所述事件标识，所述方法还包括：
在所述PET装置工作过程中，判断所述目标VGA装置的输出电压与所 述时间标识的大小关系；
若所述VGA装置的输出电压小于所述时间标识，确定所述目标探测器未 接收到γ光子，不产生时间标记信号。
可选的，若确定所述目标探测器出现了饱和事件，产生时间标定信号以 记录出现所述饱和事件的时间；若确定所述目标探测器接收到一个属于符合 事件的γ光子，产生时间标定信号以记录出现所述符合事件的时间；确定所 述目标探测器接收到一个属于散射事件的γ光子，产生时间标定信号以记录 出现所述散射事件的时间；
将记录的时间、对应的事件类型和所述目标探测器的位置信息上传至后 台，所述目标探测器的位置信息用于生成相应的能谱图，所述事件类型包括 饱和事件、符合事件和散射事件。
可选的，使用一个时间标定装置对所述目标探测器进行时间标定，或者， 共同使用一个时间标定装置对包括所述目标探测器的多个SiMP探测器进行 时间标定。
一种PET系统的实现装置，应用于具有多个SiMP探测器的PET装置， 所述装置包括：
学习单元，用于针对目标探测器，通过模拟γ光子射向所述目标探测器， 确定所述目标探测器的饱和标识，所述目标探测器为所述多个SiMP探测器中 的任意一个SiMP探测器，所述饱和标识用于标识一个γ光子被所述目标探测 器接收到时，所述目标探测器的输出通过目标VGA装置放大后的最大输出电 压，所述目标VGA装置为所述目标探测器对应的VGA装置；
判断单元，用于在所述PET装置工作过程中，确定所述目标VGA装置 的输出电压与所述饱和标识的大小关系；若所述VGA装置的输出电压大于所 述饱和标识，触发第一确定单元；
所述第一确定单元，用于判断所述目标探测器出现了饱和事件；
调整单元，用于调整所述目标VGA装置的放大增益，直到单位时间内所 述目标探测器出现所述饱和事件的次数满足预设阈值。
可选的，还包括：
所述学习单元还用于通过模拟γ光子射向所述目标探测器，确定所述目 标探测器的事件标识，所述事件标识用于标识一个γ光子被所述目标探测器 接收到时，所述目标探测器的输出通过所述目标VGA装置放大后，被识别为 有效数据时的最小输出电压，所述事件标识小于所述饱和标识；
所述判断单元还用于在所述PET装置工作过程中，判断所述目标VGA 装置的输出电压与所述事件标识的大小关系；若所述VGA装置的输出电压大 于所述事件标识但小于所述饱和标识，触发第二确定单元；若所述VGA装置 的输出电压小于所述事件标识，触发第三确定单元；
所述第二确定单元，用于确定所述目标探测器接收到一个属于符合事件 的γ光子，所述符合事件在所述目标探测器上所产生的数据为有效数据；
所述第三确定单元，用于确定所述目标探测器接收到一个属于散射事件 的γ光子，所述散射事件在所述目标探测器上所产生的数据为有效数据或无 效数据；
所述调整单元还用于根据所述目标探测器在单位时间内出现所述散射事 件和符合事件的待调比例和预设比例，调整所述事件标识的大小，通过调整 使得所述待调比例与所述预设比例相同。
可选的，还包括：
所述学习单元还用于通过模拟γ光子射向所述目标探测器，确定所述目 标探测器的时间标识，所述时间标识用于标识一个γ光子被所述目标探测器 接收到时，所述目标探测器的输出通过所述目标VGA装置放大后的最小输出 电压，所述时间标识小于所述事件标识，所述方法还包括：
所述判断单元还用于在所述PET装置工作过程中，判断所述目标VGA 装置的输出电压与所述时间标识的大小关系；若所述VGA装置的输出电压小 于所述时间标识，触发第四确定单元；
所述第四确定单元，用于确定所述目标探测器未接收到γ光子，不产生 时间标记信号。
可选的，还包括：
记录单元，用于若确定所述目标探测器出现了饱和事件，产生时间标定 信号以记录出现所述饱和事件的时间；若确定所述目标探测器接收到一个属 于符合事件的γ光子，产生时间标定信号以记录出现所述符合事件的时间； 确定所述目标探测器接收到一个属于散射事件的γ光子，产生时间标定信号 以记录出现所述散射事件的时间；
上传单元，用于将记录的时间、对应的事件类型和所述目标探测器的位 置信息上传至后台，所述目标探测器的位置信息用于生成相应的能谱图，所 述事件类型包括饱和事件、符合事件和散射事件。
可选的，所述记录单元使用一个时间标定装置对所述目标探测器进行时 间标定，或者，共同使用一个时间标定装置对包括所述目标探测器的多个SiMP 探测器进行时间标定。
由上述技术方案可以看出，针对具有多个SiMP探测器的PET装置中的 目标探测器，通过模拟γ光子射向所述目标探测器的学习过程，确定所述目 标探测器的饱和标识，这样在所述PET装置工作过程中，由于SiMP探测器 只连接一个晶体的这种特殊的1:1架构，免去了传统方式中判断具体晶体位置 的步骤，通过判断所述目标VGA装置的输出电压与所述饱和标识的大小关 系，若所述输出电压大于所述饱和标识，由于饱和标识属于所述目标VGA装 置在所述目标探测器接收一个γ光子时所能产生的极限电压，一旦所述目标 VGA装置的输出电压超出所述饱和标识，则可以确定所述目标探测器同时接 收到了至少两个γ光子，出现了饱和事件，所述饱和事件在所述目标探测器 上所产生的数据为无效数据，需要被有效的排除。通过调整所述目标VGA装 置的放大增益，可以相应的调整所述目标VGA装置的输出电压，从而改变所 述目标探测器在单位时间内被判定出现饱和事件的次数满足预设阈值。通过 单位时间出现饱和事件的次数作为调整依据，可以有效的调整VGA装置的放 大增益以调节SiPM的增益不一致性。为SiMP探测器在PET系统中的实现提 供了必要基础。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实 施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面 描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种增益调整方法的方法流程图；
图2为本发明实施例提供的一种事件标识的调整方法的方法流程图；
图3为本发明实施例提供的一种电压判断示意图；
图4为本发明实施例提供的一种增益调整装置的装置结构图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发 明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然， 所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明 中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所 有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
PET技术是一种核医学临床成像技术。注入体内的放射性核素所发射出 的正电子在人体内移动大约1mm后将会与人体内的负电子结合发生湮灭辐 射，正负电子湮灭时产生两个能量相同方向相反的γ光子。PET装置通过探 测器探测正电子湮灭过程中产生的γ光子。探测器上装有晶体阵列，当γ光子 在移动过程中接触到探测器上的晶体时，被接触到的晶体可以感知到γ光子 的能量值。PET装置对探测器探测到的这些能量数据进行处理后，便可以获 取病灶处的图像。
目前有一种新类型的光电倍增管：SiPM。SiPM是由数百至数万个直径 为几到几十微米的APD单元阵列集成在同一个单晶硅片上构成的。每个APD 单元串联着几百千欧的电阻，所有APD单元并联输出，共用一个输出端，每 一个APD单元都工作在盖革模式下，所述盖革模式即工作电压比击穿电压高 若干伏的雪崩状态。当某一个APD单元接收到一个γ光子时，所产生的光生 载流子将触发雪崩，由此引起一个较大的电流脉冲回路，经过连接的放大电 路的放大，可以在示波器上看到雪崩脉冲产生的能量。SiPM探测器可以用于 单光子探测。这种结构的SiPM探测器可以通过所包括的一个晶体进行单γ光 子探测，而且，由于SiPM探测器一般仅设置一个晶体，故一旦该SiPM探测 器探测到能量，判断该能量是否有效，晶体的位置是可以直接确定的。可见， SiPM探测器具有应用于PET装置中，作为PET装置的探测器的条件。
目前一般使用传统的重心法对设置有SiMP探测器的PET装置进行增益 调整。传统的重心法主要针对的是PET装置中的传统探测器，传统探测器体 积较大，其上一般设置有晶体阵列。多采用离散位置读出电路(英文： DiscretizedPositioningCircuit，缩写：DPC)或者均衡电荷分配电路(Symmetric ChargeDivisionCircuit，缩写：SCD)以重心法读出数据。使用重心法主要为 了均衡思路输出的能量大小，以便后续采用增益调整。生成的能谱图的显示 边缘聚焦明显，且模糊，不利于后续分割。
由于SiPM探测器体积较小，只连接一个晶体这种特殊的1:1架构成为可 能。针对1：1架构，如果采用传统的重心法，那么由于重心计算而带来误差 而无法体现1：1架构的优点，如果采用1：1能量采集，则电路非常庞大， 不易实现。如何实现1：1的采集，而避免庞大的电路结构是一个关键的问题。
为此，本发明实施例提供了一种PET系统实现方法，针对具有多个SiMP 探测器的PET装置中的目标探测器，通过模拟γ光子射向所述目标探测器的 学习过程，确定所述目标探测器的饱和标识，这样在所述PET装置工作过程 中，由于SiMP探测器只连接一个晶体的这种特殊的1:1架构，免去了传统方 式中判断具体晶体位置的步骤，通过判断所述目标VGA装置的输出电压与所 述饱和标识的大小关系，若所述输出电压大于所述饱和标识，由于饱和标识 属于所述目标VGA装置在所述目标探测器接收一个γ光子时所能产生的极限 电压，一旦所述目标VGA装置的输出电压超出所述饱和标识，则可以确定所 述目标探测器同时接收到了至少两个γ光子，或者，所述目标探测器被信号 干扰，不管是哪一种情况，均相当于出现了饱和事件，所述饱和事件在所述 目标探测器上所产生的数据为无效数据，需要被有效的排除。通过调整所述 目标VGA装置的放大增益，可以相应的调整所述目标VGA装置的输出电压， 从而改变所述目标探测器在单位时间内被判定出现饱和事件的次数满足预设 阈值。通过单位时间出现饱和事件的次数作为调整依据，可以有效的调整VGA 装置的放大增益以调节SiPM的增益不一致性。为SiMP探测器在PET系统中 的实现提供了必要基础。
实施例一
在对本发明的技术方案进行描述之前，先对本发明实施例提及的饱和事 件、符合事件以及散射事件的概念进行说明。
由于一个正电子在湮灭过程中会产生两个γ光子，这两个γ光子移动方向 相反，但是有些时候，γ光子出现了散射，偏移了原来的移动方向，或者，一 些噪声等干扰也会产生一定的能量输出。故PET装置在使用探测器探测正电 子湮灭过程中产生的γ光子的过程中，需要判断哪些能量数据是有效数据， 哪些能量数据是无效数据。这里的PET装置可以包括飞行时间(英文：Timeof Flight，缩写：TOF)-PET装置。
PET装置一般采用相对放置的探测器来测量通过正电子湮灭生成的γ光 子。由于源自一个正电子湮灭的两个γ光子在人体内的路径不同，到达两个 探测器的时间也有一定差别。如果在规定的时间窗内，探测器系统根据接收 到γ光子的晶体的位置，确定探测到两个互成180度的γ光子，则识别这个事 件为符合事件，符合事件对应的能量数据是有效数据。另外，针对根据接收 到γ光子的晶体的位置确定出的其他角度，也可以识别出散射事件，即探测 到的两个γ光子来源于同一个正电子的湮灭过程，但是在到达探测器前两个γ 光子中至少有一个经过散射后偏离了原来的方向。这种散射事件含有的定位 信息是不准确的，也就是说，散射事件对应的数据有可能是无效的数据，也 有可能是有效的数据。若一个晶体同时接收到多个γ光子，则识别这个晶体 处于能量饱和状态，这个事件为饱和事件，所述饱和事件在该晶体上所产生 的数据为无效数据。
在执行本发明实施例提供的增益调整方法之前，需要通过模拟正电子湮 灭进行学习，以确定出γ光子击中SiMP探测器的单个晶体时，该SiMP探测 器所连接的VGA装置的输出电压范围。一般PET装置设置有多个SiMP探测 器，由于每个晶体获取能量的程度有所不同，故一般需要一个一个的学习。 其中，针对所述多个SiMP探测器中的任意一个SiMP探测器，将其作为目标 探测器，通过模拟γ光子射向所述目标探测器，确定所述目标探测器的饱和 标识，所述目标探测器为，所述饱和标识用于标识一个γ光子被所述目标探 测器接收到时，所述目标探测器的输出通过目标VGA装置放大后的最大输出 电压，所述目标VGA装置为所述目标探测器对应的VGA装置。
也就是说，通过学习模拟出一个γ光子能够在所述目标探测器上产生的 最大能量值，这时所述目标VGA装置的输出电压为所述目标探测器在接收到 一个γ光子的情况所能产生的最大电压。若所述目标VGA装置的输出电压超 出该饱和标识，则可以认为所述目标探测器同时接收到了多个γ光子。
图1为本发明实施例提供的一种增益调整方法的方法流程图，应用于具 有多个SiMP探测器的PET装置，所述方法包括：
S101：在所述PET装置工作过程中，确定所述目标VGA装置的输出电 压与所述饱和标识的大小关系。
举例说明，所述工作过程可以理解为所述PET装置在实际临床使用的过 程中，也可以理解为所述PET装置在进行调试的过程中。在所述工作过程中， 所述PET装置的所述目标探测器将接收到非模拟状态下的正电子湮灭过程所 产生的γ光子。
S102：若所述目标VGA装置的输出电压大于所述饱和标识，判断所述目 标探测器出现了饱和事件。
举例说明，通过上述的学习过程，可以明确所述饱和标识所标识的电压 为所述目标探测器在接收到一个γ光子的情况所能产生的最大电压。那么当 此时所述VGA装置的输出电压大于所述饱和标识时，便可以确定所述目标探 测器同时或者极短时间内接收到了两个或者两个以上的γ光子。这种情况下， PET装置可能会较难的区分出所述目标探测器获取的能量中哪一部分由哪一 个γ光子产生的。所以，若所述目标探测器出现所述饱和事件，那么所述饱 和事件在所述目标探测器上所产生的数据为无效数据。
S103：调整所述目标VGA装置的增益，直到单位时间内所述目标探测器 出现所述饱和事件的次数满足预设阈值。
举例说明，通过S102的方式判断所述目标探测器是否出现饱和事件，并 统计单位时间内所述目标探测器出现饱和事件的次数。由于在PET装置正常 工作的情况下，一个晶体出现饱和事件占总事件数的比例是可以根据精度要 求确定的，也就是说，所述预设阈值可以事先根据精度要求确定出来。在高 精度的要求下，所述预设阈值甚至可以设置为0，也就是单位时间内一次饱和 事件都不会出现。所述预设阈值也可以是一个较小的值，例如可以是一定次 数(这里的次数可以设置与所述PET装置中其他SiMP探测器出现饱和事件 的计数基本相同，在一定的可接受精度范围之内)，或者一定比例(这里的比 例可以理解为饱和事件的次数与饱和事件次数与散射事件次数之和的比值)。
本发明不限定调整所述目标VGA装置放大增益的具体调整方式。若所述 预设阈值为一定次数，例如根据单位时间内所述目标探测器出现所述饱和事 件的次数超过所述预设阈值，则可以确定所述目标VGA装置的放大增益过 大，可以稍微下调所述目标VGA装置的放大增益，由此所述目标VGA装置 将接收到的所述目标探测器的输出进行放大的倍数减少，那么之后再进行统 计时，单位时间内所述目标探测器出现所述饱和事件的次数将会降低，更趋 向于所述预设阈值。
若所述预设阈值为一定次数，且大于1，例如根据单位时间内所述目标探 测器出现所述饱和事件的次数低于所述预设阈值，则可以确定所述目标VGA 装置的放大增益过小，可以稍微上调所述目标VGA装置的放大增益，由此所 述目标VGA装置将接收到的所述目标探测器的输出进行放大的倍数增加，那 么之后再进行统计时，单位时间内所述目标探测器出现所述饱和事件的次数 将会提高，更趋向于所述预设阈值。
本发明实施例还提供了一种可选的调整所述目标VGA装置放大增益的 方式，当确定出所述饱和标识后，调整所述目标VGA装置的放大增益到最大 值，并进行数据采集，若能够所述目标探测器出现饱和事件，统计所述目标 探测器在单位时间内出现饱和事件的次数，若该次数大于预设阈值，则开始 逐渐减小所述目标VGA装置的放大增益，直到所述目标探测器在单位时间内 出现饱和事件的次数满足所述预设阈值为止，完成对所述目标VGA装置放大 增益的调整。
由图1所对应实施例可以看出，针对具有多个SiMP探测器的PET装置 中的目标探测器，通过模拟γ光子射向所述目标探测器的学习过程，确定所 述目标探测器的饱和标识，这样在所述PET装置工作过程中，由于SiMP探 测器只连接一个晶体的这种特殊的1:1架构，免去了传统方式中判断具体晶体 位置的步骤，通过判断所述目标VGA装置的输出电压与所述饱和标识的大小 关系，若所述输出电压大于所述饱和标识，由于饱和标识属于所述目标VGA 装置在所述目标探测器接收一个γ光子时所能产生的极限电压，一旦所述目 标VGA装置的输出电压超出所述饱和标识，则可以确定所述目标探测器出现 了饱和事件，所述饱和事件在所述目标探测器上所产生的数据为无效数据， 需要被有效的排除。通过调整所述目标VGA装置的放大增益，可以相应的调 整所述目标VGA装置的输出电压，从而改变所述目标探测器在单位时间内被 判定出现饱和事件的次数满足预设阈值。通过单位时间出现饱和事件的次数 作为调整依据，可以有效的调整VGA装置的放大增益以调节SiPM的增益不 一致性。为SiMP探测器在PET系统中的实现提供了必要基础。
实施例二
在本发明实施例中，除了可以通过所述目标VGA装置的输出电压作为判 定所述目标探测器是否出现饱和事件以外，还可以根据所述目标VGA装置的 输出电压作为判断是否出现有效事件。
在学习过程中，可以通过模拟γ光子射向所述目标探测器，确定所述目 标探测器的事件标识，所述事件标识用于标识一个γ光子被所述目标探测器 接收到时，所述目标探测器的输出通过所述目标VGA装置放大后，被识别为 有效数据时的最小输出电压，或者说，当一个能被确定为符合有效事件的γ 光子击中所述目标探测器时，能够产生的最小能量值在所述目标VGA装置处 所产生的输出电压。显然，所述事件标识小于所述饱和标识。
在图1所对应实施例的基础上，图2为本发明实施例提供的一种事件标 识的调整方法的方法流程图。
S201：在所述PET装置工作过程中，判断所述目标VGA装置的输出电 压与所述事件标识的大小关系。
S202：若所述VGA装置的输出电压大于所述事件标识但小于所述饱和标 识，确定所述目标探测器接收到一个属于符合事件的γ光子，所述符合事件 在所述目标探测器上所产生的数据为有效数据。
S203：若所述VGA装置的输出电压小于所述事件标识，确定所述目标探 测器接收到一个属于散射事件的γ光子，所述散射事件在所述目标探测器上 所产生的数据为有效数据或无效数据。
通过附图进行说明，图3为本发明实施例提供的一种电压判断示意图。 图3中，Vs为饱和标识，Ve为事件标识，Vc为下述会提到的时间标识。图3 中的纵坐标可以是电压值，从下至上越来越高，横坐标可以是时间，时间方 向为从左到右。图3中的折线部分可以理解为所述目标VGA装置的输出电压 所出现的跳变。在所述目标探测器未接收到γ光子时，所述目标VGA装置的 输出电压一般保持小于Vc。
从图3可以看出，当所述目标VGA装置的输出电压的一次跳变峰值处于 Vs和Ve之间，可以认为所述目标探测器出现一次符合事件。当所述目标VGA 装置的输出电压的一次跳变峰值处于Vs之上，则可以认为所述目标探测器出 现一次饱和事件。当所述目标VGA装置的输出电压的一次跳变峰值处于Ve 之下，则可以认为所述目标探测器出现一次散射事件。
S204：根据所述目标探测器在单位时间内出现所述散射事件和符合事件 的待调比例和预设比例，调整所述事件标识的大小，通过调整使得所述待调 比例与所述预设比例相同。
需要注意的是，由于在PET装置正常工作的情况下，一个晶体出现散射 事件和符合事件的比例是可以根据精度要求确定的，也就是说，所述预设比 例可以事先根据精度要求确定出来。例如所述散射事件和所述符合事件在单 位时间内的比例一般可以为1:4。若单位时间内，所述符合事件过多，可以适 当调高所述事件标识。若单位时间内，所述符合事件过少，可以适当调低所 述事件标识。
可见，通过确定出事件标识，可以通过VGA装置的输出电压有效的判断 所述目标探测器输出数据中的类型，例如有效还是无效。为设置了SiMP探测 器的PET装置输出清晰准确的能谱图提供了技术保障。为SiMP探测器在PET 系统中的实现提供了必要基础。
需要注意的是，PET装置在运行时会不可避免的产生一定噪声，例如暗 噪声。这些噪声会对探测器的输出造成影响，PET装置需要在输出数据中有 效识别出并排除这些噪声带来的影响。在本发明实施例中，提供了通过VGA 装置输出电压来识别噪声等原因对输出数据所带来的影响。
在学习过程中，通过模拟γ光子射向所述目标探测器，确定所述目标探 测器的时间标识，所述时间标识用于标识一个γ光子被所述目标探测器接收 到时，所述目标探测器的输出通过所述目标VGA装置放大后的最小输出电 压。所述时间标识小于所述事件标识。
在所述PET装置工作过程中，判断所述目标VGA装置的输出电压与所 述时间标识的大小关系。
若所述VGA装置的输出电压小于所述时间标识，确定所述目标探测器未 接收到γ光子，不产生时间标记信号。
可以参见图3，当所述目标VGA装置的输出电压的一次跳变峰值处于Ve 和Vc之间，则可以认为所述目标探测器出现一次散射事件。当所述目标VGA 装置的输出电压的一次跳变峰值处于Vc之下，则可以认为所述目标探测器并 没有接收到γ光子，仅为机器噪声或其他原因导致的输出。可以将这一部分 数据剔除，以提高生成能谱图的精度。为SiMP探测器在PET系统中的实现 提供了必要基础。
在本发明实施例中，还可以统计各个类型的事件的发生时间，以及发生 次数。而且由于SiMP探测器的1:1的特别构造，导致事件发生的位置信息是 不需要后期计算，而是可以直接确定的。故可选的，若确定所述目标探测器 出现饱和事件，产生时间标定信号以记录出现所述饱和事件的时间；若确定 所述目标探测器接收到一个属于符合事件的γ光子，产生时间标定信号以记 录出现所述符合事件的时间；确定所述目标探测器接收到一个属于散射事件 的γ光子，产生时间标定信号以记录出现所述散射事件的时间。
将记录的时间、对应的事件类型和所述目标探测器的位置信息上传至后 台，所述目标探测器的位置信息用于生成相应的能谱图，所述事件类型包括 饱和事件、符合事件和散射事件。也就是说，上述数据可以用于生成能谱图。 为SiMP探测器在PET系统中的实现提供了必要基础。
在确定时间标定时，可以使用传统的时间标定装置，在成本足够的情况 下，可以一个SiMP探测器单独使用一个时间标定装置，以达到最佳的时间标 定准确度。也就是说，可选的，使用一个时间标定装置对所述目标探测器进 行时间标定，或者，共同使用一个时间标定装置对包括所述目标探测器的多 个SiMP探测器进行时间标定。其中，所述时间标定装置可以是即现场可编程 门阵列(英文：Field－ProgrammableGateArray，缩写：FPGA)，也可以是时 间数字转换器(英文：TimetoDigitalConvert，缩写：TDC)。在多个SiMP 探测器共享一个时间标定装置时，需要考虑共享的SiMP探测器的数量，数量 越多，导致丢失事件(即一个事件未被检测到)的概率越大。
实施例三
图4为本发明实施例提供的一种增益调整装置的装置结构图，应用于具 有多个SiMP探测器的PET装置，所述装置包括：
学习单元401，用于针对目标探测器，通过模拟γ光子射向所述目标探测 器，确定所述目标探测器的饱和标识，所述目标探测器为所述多个SiMP探测 器中的任意一个SiMP探测器，所述饱和标识用于标识一个γ光子被所述目标 探测器接收到时，所述目标探测器的输出通过目标可变增益调整VGA装置放 大后的最大输出电压，所述目标VGA装置为所述目标探测器对应的VGA装 置。
判断单元402，用于在所述PET装置工作过程中，确定所述目标VGA装 置的输出电压与所述饱和标识的大小关系；若所述VGA装置的输出电压大于 所述饱和标识，触发第一确定单元。
所述第一确定单元403，用于判断所述目标探测器出现了饱和事件。
调整单元404，用于调整所述目标VGA装置的放大增益，直到单位时间 内所述目标探测器出现所述饱和事件的次数满足预设阈值。
可见，针对具有多个SiMP探测器的PET装置中的目标探测器，通过模 拟γ光子射向所述目标探测器的学习过程，确定所述目标探测器的饱和标识， 这样在所述PET装置工作过程中，由于SiMP探测器只连接一个晶体的这种 特殊的1:1架构，免去了传统方式中判断具体晶体位置的步骤，通过判断所述 目标VGA装置的输出电压与所述饱和标识的大小关系，若所述输出电压大于 所述饱和标识，由于饱和标识属于所述目标VGA装置在所述目标探测器接收 一个γ光子时所能产生的极限电压，一旦所述目标VGA装置的输出电压超出 所述饱和标识，则可以确定所述目标探测器出现了饱和事件，所述饱和事件 在所述目标探测器上所产生的数据为无效数据，需要被有效的排除。通过调 整所述目标VGA装置的放大增益，可以相应的调整所述目标VGA装置的输 出电压，从而改变所述目标探测器在单位时间内被判定出现饱和事件的次数 满足预设阈值。通过单位时间出现饱和事件的次数作为调整依据，可以有效 的调整VGA装置的放大增益以调节SiPM的增益不一致性。为SiMP探测器 在PET系统中的实现提供了必要基础。
在本发明实施例中，除了可以通过所述目标VGA装置的输出电压作为判 定所述目标探测器是否出现饱和事件以外，还可以根据所述目标VGA装置的 输出电压作为判断是否出现有效事件。
可选的，还包括：
所述学习单元还用于通过模拟γ光子射向所述目标探测器，确定所述目 标探测器的事件标识，所述事件标识用于标识一个γ光子被所述目标探测器 接收到时，所述目标探测器的输出通过所述目标VGA装置放大后，被识别为 有效数据时的最小输出电压，所述事件标识小于所述饱和标识；
所述判断单元还用于在所述PET装置工作过程中，判断所述目标VGA 装置的输出电压与所述事件标识的大小关系；若所述VGA装置的输出电压大 于所述事件标识但小于所述饱和标识，触发第二确定单元；若所述VGA装置 的输出电压小于所述事件标识，触发第三确定单元；
所述第二确定单元，用于确定所述目标探测器接收到一个属于符合事件 的γ光子，所述符合事件在所述目标探测器上所产生的数据为有效数据；
所述第三确定单元，用于确定所述目标探测器接收到一个属于散射事件 的γ光子，所述散射事件在所述目标探测器上所产生的数据为有效数据或无 效数据；
所述调整单元还用于根据所述目标探测器在单位时间内出现所述散射事 件和符合事件的待调比例和预设比例，调整所述事件标识的大小，通过调整 使得所述待调比例与所述预设比例相同。
可见，通过确定出事件标识，可以通过VGA装置的输出电压有效的判断 所述目标探测器输出数据中的类型，例如有效还是无效。为设置了SiMP探测 器的PET装置输出清晰准确的能谱图提供了技术保障。为SiMP探测器在PET 系统中的实现提供了必要基础。
需要注意的是，PET装置在运行时会不可避免的产生一定噪声，例如暗 噪声。这些噪声会对探测器的输出造成影响，PET装置需要在输出数据中有 效识别出并排除这些噪声带来的影响。在本发明实施例中，提供了通过VGA 装置输出电压来识别噪声等原因对输出数据所带来的影响。
可选的，还包括：
所述学习单元还用于通过模拟γ光子射向所述目标探测器，确定所述目 标探测器的时间标识，所述时间标识用于标识一个γ光子被所述目标探测器 接收到时，所述目标探测器的输出通过所述目标VGA装置放大后的最小输出 电压，所述时间标识小于所述事件标识，所述方法还包括：
所述判断单元还用于在所述PET装置工作过程中，判断所述目标VGA 装置的输出电压与所述时间标识的大小关系；若所述VGA装置的输出电压小 于所述时间标识，触发第四确定单元；
所述第四确定单元，用于确定所述目标探测器未接收到γ光子，不产生 时间标记信号。
由此，可以将这一部分噪声产生的数据剔除，以提高生成能谱图的精度。 为SiMP探测器在PET系统中的实现提供了必要基础。
在本发明实施例中，还可以统计各个类型的事件的发生时间，以及发生 次数。而且由于SiMP探测器的1:1的特别构造，导致事件发生的位置信息是 不需要后期计算，而是可以直接确定的。
可选的，还包括：
记录单元，用于若确定所述目标探测器出现了饱和事件，产生时间标定 信号以记录出现所述饱和事件的时间；若确定所述目标探测器接收到一个属 于符合事件的γ光子，产生时间标定信号以记录出现所述符合事件的时间； 确定所述目标探测器接收到一个属于散射事件的γ光子，产生时间标定信号 以记录出现所述散射事件的时间；
上传单元，用于将记录的时间、对应的事件类型和所述目标探测器的位 置信息上传至后台，所述目标探测器的位置信息用于生成相应的能谱图，所 述事件类型包括饱和事件、符合事件和散射事件。
可选的，所述记录单元使用一个时间标定装置对所述目标探测器进行时 间标定，或者，共同使用一个时间标定装置对包括所述目标探测器的多个SiMP 探测器进行时间标定。
将记录的时间、对应的事件类型和所述目标探测器的位置信息上传至后 台，所述目标探测器的位置信息用于生成相应的能谱图，所述事件类型包括 饱和事件、符合事件和散射事件。也就是说，上述数据可以用于生成能谱图。 为SiMP探测器在PET系统中的实现提供了必要基础。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤 可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述程序可以存储于一计算机可读取 存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的 存储介质可以是下述介质中的至少一种：只读存储器(英文：read-only memory，缩写：ROM)、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介 质。
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个 实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其 他实施例的不同之处。尤其，对于设备及系统实施例而言，由于其基本相似 于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明 即可。以上所描述的设备及系统实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件 说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以 是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个 网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实 施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可 以理解并实施。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不 局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可 轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明 的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。