用于正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描的萬(wàn)兆以太網(wǎng)傳輸系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描【技術(shù)領(lǐng)域】的用于正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描的萬(wàn)兆以太網(wǎng)傳輸系統(tǒng)，包括：四個(gè)兩兩相對(duì)設(shè)置且通過(guò)GTP接口相連并構(gòu)成環(huán)路的檢測(cè)模塊，相鄰檢測(cè)模塊之間的GTP接口為單向數(shù)據(jù)傳輸方式，主控制器通過(guò)萬(wàn)兆以太網(wǎng)傳輸接口與計(jì)算機(jī)能夠雙向通訊，實(shí)現(xiàn)PET數(shù)據(jù)傳輸和配置數(shù)據(jù)傳輸。本發(fā)明利用萬(wàn)兆以太網(wǎng)構(gòu)建PET設(shè)備的背板系統(tǒng)，利用萬(wàn)兆以太網(wǎng)技術(shù)，可以滿(mǎn)足PET設(shè)備背板系統(tǒng)對(duì)高速大容量數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?，同時(shí)無(wú)需為計(jì)算機(jī)編寫(xiě)專(zhuān)用驅(qū)動(dòng)程序和專(zhuān)用應(yīng)用程序，利用通用的以太網(wǎng)接口技術(shù)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)萬(wàn)兆以太網(wǎng)數(shù)據(jù)的接收，能夠有效降低PET設(shè)備背板系統(tǒng)硬件及軟件開(kāi)發(fā)的難度，加快PET設(shè)備開(kāi)發(fā)的進(jìn)度。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描的萬(wàn)兆以太網(wǎng)傳輸系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描【技術(shù)領(lǐng)域】的系統(tǒng)，具體來(lái)講是一種將IOG以太網(wǎng)傳輸技術(shù)應(yīng)用于正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描設(shè)備的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的高速、大容量背板系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方案。
【背景技術(shù)】
[0002]正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描(Positron Emission Tomography,簡(jiǎn)稱(chēng)PET)是核醫(yī)學(xué)領(lǐng)域最先進(jìn)的臨床影像檢查技術(shù)，PET技術(shù)是目前唯一的用解剖形態(tài)方式進(jìn)行功能、代謝和受體顯像的技術(shù)，具有無(wú)創(chuàng)傷的特點(diǎn)，是目前臨床上用以診斷和指導(dǎo)治療腫瘤最佳手段之一。該技術(shù)依賴(lài)于對(duì)于一對(duì)光子的并發(fā)事件(同時(shí)事件)探測(cè)，并非同時(shí)抵達(dá)探測(cè)器的光子將被視為背景事件而丟棄。該技術(shù)需要對(duì)高速光子進(jìn)行檢測(cè)，將高速光子信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)，將電壓信號(hào)采樣轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，該數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)利用數(shù)字信號(hào)進(jìn)行圖像重建，普通一次正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像掃描，數(shù)據(jù)量達(dá)幾百萬(wàn)個(gè)事例。通過(guò)改進(jìn)PET設(shè)備數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，可以獲得更多的有效并發(fā)事件，從而可以提高正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描系統(tǒng)的分辨率。
[0003]正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描系統(tǒng)包括前端數(shù)據(jù)采樣系統(tǒng)和背板系統(tǒng)，背板系統(tǒng)的功能是將前端數(shù)據(jù)采樣系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)傳輸至計(jì)算機(jī)。前端數(shù)據(jù)采樣系統(tǒng)將一對(duì)光子轉(zhuǎn)變成為電壓信號(hào)進(jìn)行高速采樣，獲得高速、大容量的PET數(shù)據(jù)，背板系統(tǒng)將這些大容量數(shù)據(jù)高速傳送至計(jì)算機(jī)。正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描設(shè)備研制過(guò)程難點(diǎn)之一在于數(shù)據(jù)傳輸，高速采樣后得到的大容量數(shù)據(jù)，需要及時(shí)、準(zhǔn)確地傳送至計(jì)算機(jī)。背板系統(tǒng)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法通過(guò)高速數(shù)據(jù)傳輸接口如PC1、GTP、SATA、千兆以太網(wǎng)等實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，盡管這些硬件接口及其數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議可以完成高速大容量數(shù)據(jù)傳輸，但這些硬件接口需要在計(jì)算機(jī)端編寫(xiě)復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)程序及特殊應(yīng)用程序，加大了 PET設(shè)備開(kāi)發(fā)的難度，也增加了 PET設(shè)備專(zhuān)用軟件的研制成本。
[0004]經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)檢索發(fā)現(xiàn)以下相關(guān)技術(shù)文獻(xiàn):
[0005]1、發(fā)表在 2009IEEE Nuclear Science Symposium Conference 上的論文“Development of PET using4x4Array of Large Size Geiger-mode AvalanchePhotodiode”公開(kāi)了一種PET設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸方案，該數(shù)據(jù)傳輸方案采用PCI接口，前端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)直接由Nutaq數(shù)據(jù)的cPCI接口直接傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上，這種傳輸方案缺點(diǎn)在于前端數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)傳輸集中于一塊電路板，這需要對(duì)進(jìn)入電路板的模擬電路板信號(hào)進(jìn)行精心設(shè)計(jì)，同時(shí)前端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)受限于其數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道，當(dāng)需要實(shí)現(xiàn)多通道數(shù)據(jù)采集，需要設(shè)計(jì)多通道的地址譯碼器，增加了電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的難度。
[0006]2、發(fā)表在 IEEE Transactions on Nuclear Science 期刊第 5 卷第 3 期上的論文“High-speed Data Acquisition and Digital Signal Processing System for PETImaging Techniques Applied to Mammography”公開(kāi)了一種檢測(cè)乳腺癌的PET設(shè)備的數(shù)據(jù)采集及傳輸系統(tǒng)，該系統(tǒng)中采用高性能DSP實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)傳輸，在DSP上有兩個(gè)EMIF，可以確保DSP與計(jì)算機(jī)之間實(shí)現(xiàn)高速的DMA (Direct Memory Access),確保采集后的數(shù)據(jù)的高速傳輸，這種方案增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，同時(shí)增加了數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的成本。
[0007]3、瑞典Stockholm大學(xué)2007年公開(kāi)的博士學(xué)位論文“FPGA based dataacquisition and digital pulse processing for PET and SPECT，，公開(kāi)了一種基于 FPGA的PET數(shù)據(jù)采集及傳輸系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中運(yùn)用FPGA，利用Soft IP,實(shí)現(xiàn)FPGA的高性能數(shù)據(jù)采集，采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)USB或PCI硬件接口傳輸至計(jì)算機(jī)，這種方式對(duì)FPGA定制的IP核要求高，相應(yīng)的研制成本也增加。
[0008]4、論文“Waveform-sampling Electronics/DAQ for TOF PET Scanner，，公開(kāi)了一種PET數(shù)據(jù)采集和傳輸系統(tǒng)，這種系統(tǒng)利用DRS4技術(shù)，利用DRS4將模擬輸出連接至ADC，實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，然后由FPGA通過(guò)千兆以太網(wǎng)接口將采集到的數(shù)據(jù)傳輸至計(jì)算機(jī)，這種方案的特點(diǎn)是運(yùn)用了四個(gè)千兆以太網(wǎng)接口來(lái)傳輸數(shù)據(jù)，但數(shù)據(jù)傳輸速率只有l(wèi)Gbps，數(shù)據(jù)傳輸速率較低。
[0009]經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)號(hào)CN102274041，
【公開(kāi)日】2011_12_14，公開(kāi)了一種正電子發(fā)射斷層成像電子學(xué)系統(tǒng)的全數(shù)字化處理裝置，涉及醫(yī)學(xué)成像【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及正電子發(fā)射斷層成像領(lǐng)域，特別涉及正電子發(fā)射斷層成像系統(tǒng)中的電子學(xué)、信號(hào)處理和數(shù)據(jù)處理的方法和設(shè)備。該技術(shù)的技術(shù)方案包括環(huán)形陣列式布置的探測(cè)器、全數(shù)字化電子學(xué)系統(tǒng)和圖像工作站。但該現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足在于:1、采用PCI接口傳輸數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳輸速率滿(mǎn)足PET設(shè)備要求，需要在計(jì)算機(jī)端編寫(xiě)復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)程序和應(yīng)用程序，增加了 PET設(shè)備研制的時(shí)間、開(kāi)發(fā)成本和應(yīng)用維護(hù)成本；2、采用千兆以太網(wǎng)接口，避免了編寫(xiě)復(fù)雜驅(qū)動(dòng)程序和應(yīng)用程序，但其傳輸速率較低，影響PET數(shù)據(jù)接收。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提出一種用于正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描的萬(wàn)兆以太網(wǎng)傳輸系統(tǒng)，利用萬(wàn)兆以太網(wǎng)構(gòu)建PET設(shè)備的背板系統(tǒng)，利用萬(wàn)兆以太網(wǎng)技術(shù)，可以滿(mǎn)足PET設(shè)備背板系統(tǒng)對(duì)高速大容量數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊螅瑫r(shí)無(wú)需為計(jì)算機(jī)編寫(xiě)專(zhuān)用驅(qū)動(dòng)程序和專(zhuān)用應(yīng)用程序，利用通用的以太網(wǎng)接口技術(shù)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)萬(wàn)兆以太網(wǎng)數(shù)據(jù)的接收，能夠有效降低PET設(shè)備背板系統(tǒng)硬件及軟件開(kāi)發(fā)的難度，加快PET設(shè)備開(kāi)發(fā)的進(jìn)度。
[0011]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，包括:四個(gè)兩兩相對(duì)設(shè)置且通過(guò)GTP(GeneralData Transfer Platform,通用數(shù)據(jù)傳輸平臺(tái))接口相連并構(gòu)成環(huán)路的檢測(cè)模塊,相鄰檢測(cè)模塊之間的GTP接口為單向數(shù)據(jù)傳輸方式，主控制器通過(guò)萬(wàn)兆以太網(wǎng)傳輸接口與計(jì)算機(jī)能夠雙向通訊，實(shí)現(xiàn)PET數(shù)據(jù)傳輸和配置數(shù)據(jù)傳輸。
[0012]所述的單向數(shù)據(jù)傳輸方式是指:從主控制器至相鄰檢測(cè)模塊的順時(shí)針或逆時(shí)針?lè)较蛞来蝹鬏斨敝粱氐街骺刂破鳎龅膯蜗騻鬏斶M(jìn)一步地是指:當(dāng)PET設(shè)備正常工作時(shí)，配置數(shù)據(jù)采用順時(shí)針或逆時(shí)針?lè)较蜃灾骺刂破饕来蝹鬏斨粮鱾€(gè)檢測(cè)模塊直至回到主控制器，對(duì)應(yīng)PET數(shù)據(jù)采用相反的傳輸方向，即逆時(shí)針或順時(shí)針自主控制器依次傳輸至各個(gè)檢測(cè)模塊直至回到主控制器。
[0013]所述的檢測(cè)模塊包括:一個(gè)主控制器、若干組由位于探測(cè)端的LYSO (硅酸釔镥閃爍)晶體以及與之依次連接的光電倍增管、模擬運(yùn)算單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元和邏輯控制單元組成的檢測(cè)單元，其中=LYSO晶體吸收Y光子的能量并將光子導(dǎo)入至光電倍增管，光電倍增管將光電電流倍增后，傳輸?shù)侥M運(yùn)算單元并進(jìn)行放大和運(yùn)算處理后輸出至模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，模數(shù)轉(zhuǎn)換單元將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)從而獲得PET數(shù)據(jù)，并傳輸至邏輯控制單元，各個(gè)邏輯控制單元通過(guò)內(nèi)置通信線(xiàn)(Rx)和時(shí)鐘線(xiàn)(Clk)將PET數(shù)據(jù)分別傳送至與之相連的主控制器、第二檢測(cè)模塊、第三檢測(cè)模塊和第四檢測(cè)模塊；第二檢測(cè)模塊利用GTP接口將PET數(shù)據(jù)傳送至第三檢測(cè)模塊，第三檢測(cè)模塊利用GTP接口將本身采集獲得的PET數(shù)據(jù)和第二檢測(cè)模塊傳送過(guò)來(lái)的PET數(shù)據(jù)傳送至第四檢測(cè)模塊，第四檢測(cè)模塊利用GTP接口將本身采集獲得的PET數(shù)據(jù)和第二檢測(cè)模塊、第三檢測(cè)模塊傳送過(guò)來(lái)的PET數(shù)據(jù)傳送至主控制器，通過(guò)GTP接口，PET數(shù)據(jù)沿逆時(shí)針或順時(shí)針?lè)较驈牡诙z測(cè)模塊傳送至第三檢測(cè)模塊、第四檢測(cè)模塊和主控制器，由主控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)PET數(shù)據(jù)的匯總和上傳至計(jì)算機(jī)。
[0014]所述的通信線(xiàn)(Rx)、數(shù)據(jù)線(xiàn)(Tx)和時(shí)鐘線(xiàn)(Clk)均為串行結(jié)構(gòu)。
[0015]所述的萬(wàn)兆以太網(wǎng)傳輸接口通過(guò)光纖分別與計(jì)算機(jī)和檢測(cè)模塊相連，配置數(shù)據(jù)自計(jì)算機(jī)經(jīng)過(guò)萬(wàn)兆以太網(wǎng)接口和光纖傳輸至第一個(gè)檢測(cè)模塊的邏輯控制單元，邏輯控制單元將配置數(shù)據(jù)通過(guò)GTP接口傳輸至相鄰檢測(cè)模塊的邏輯控制單元，由邏輯控制單元判斷配置數(shù)據(jù)的目標(biāo)位置，并在目標(biāo)位置與本邏輯控制單元符合時(shí)，配置數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)和時(shí)鐘線(xiàn)傳輸至邏輯控制單元，否則配置數(shù)據(jù)通過(guò)GTP接口傳輸至相鄰下一個(gè)檢測(cè)模塊的邏輯控制單元，直至配置數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)所有的邏輯控制單元并回到第一個(gè)檢測(cè)模塊的邏輯控制單元，該檢測(cè)模塊的邏輯控制單元判斷配置數(shù)據(jù)的目標(biāo)位置，當(dāng)目標(biāo)位置與本邏輯控制單元符合時(shí)，配置數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)和時(shí)鐘線(xiàn)傳輸至邏輯控制單元，否則標(biāo)記該配置數(shù)據(jù)無(wú)效并丟棄該配置數(shù)據(jù)。
[0016]本裝置通過(guò)捕捉含短壽命放射性同位素標(biāo)記物的葡萄糖中釋放的正電子與人體內(nèi)一個(gè)負(fù)電子遭遇并產(chǎn)生湮滅，產(chǎn)生一對(duì)湮滅Y光子射向幾乎背對(duì)背的兩個(gè)方向。兩個(gè)Y光子分別遇到探測(cè)端的LYSO晶體時(shí)，LYSO晶體吸收Y光子能量并將其導(dǎo)入到光電倍增管，Y光子作用在光電倍增管上產(chǎn)生光電電流，經(jīng)過(guò)光電倍增管的倍增效應(yīng)后，獲得培增后的光電電流，該光電電流傳輸至模擬運(yùn)算單元，經(jīng)過(guò)模擬運(yùn)算單元放大和運(yùn)算處理，送入模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，模數(shù)轉(zhuǎn)換單元將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并傳輸至邏輯控制單元，邏輯控制單元與主控制器、第二檢測(cè)模塊、第三檢測(cè)模塊和第四檢測(cè)模塊之間通過(guò)串行線(xiàn)Tx和Clk線(xiàn)相連，利用Tx和Clk串行線(xiàn)將PET數(shù)字信號(hào)傳輸至主控制器、第二檢測(cè)模塊、第三檢測(cè)模塊和第四檢測(cè)模塊。PET數(shù)字信號(hào)由主控制器、第二檢測(cè)模塊、第三檢測(cè)模塊和第四檢測(cè)模塊匯總并傳輸至計(jì)算機(jī)。
技術(shù)效果
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明利用邏輯控制單元與計(jì)算機(jī)之間的萬(wàn)兆以太網(wǎng)接口實(shí)現(xiàn)PET數(shù)據(jù)的高速、大容量數(shù)據(jù)傳輸，傳輸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，計(jì)算機(jī)端直接利用通用以太網(wǎng)接口編寫(xiě)應(yīng)用程序，無(wú)需編寫(xiě)專(zhuān)用的驅(qū)動(dòng)及應(yīng)用程序，大大降低了計(jì)算機(jī)端專(zhuān)用的驅(qū)動(dòng)程序及應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)，能夠有效縮短PET設(shè)備的研制開(kāi)發(fā)時(shí)間及降低PET設(shè)備的應(yīng)用維護(hù)工作量。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】[0019]下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
實(shí)施例1
[0020]如圖1所示，本實(shí)施例用于正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描的萬(wàn)兆以太網(wǎng)傳輸系統(tǒng)包括:Y光子I和2、LYSO晶體3、光電倍增管4、模擬運(yùn)算單元5、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元6、邏輯控制單元7、GTP接口 8、第二至第四檢測(cè)模塊9、10、11和主控制器12、光纖11、計(jì)算機(jī)14，通訊數(shù)據(jù)(Rx)線(xiàn)15、通訊數(shù)據(jù)(Tx)線(xiàn)16和時(shí)鐘(Clk)線(xiàn)17，其中:沿直線(xiàn)飛行的Y光子I和2分別擊中LYSO晶體3，由LYSO晶體3吸收Y光子的能量，并將光子導(dǎo)入到光電倍增管4上，光子I和2作用在光電倍增管4上產(chǎn)生光電電流，光電倍增管4將光電電流倍增后，傳輸?shù)侥M運(yùn)算單元5，模擬運(yùn)算單元5的作用是放大、采樣保持、求和，甄別后送入符合線(xiàn)路，符合線(xiàn)路輸出符合脈沖控制模數(shù)轉(zhuǎn)換單元6，經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換單元6進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后送入邏輯控制單元7，邏輯控制單元7通過(guò)通信數(shù)據(jù)線(xiàn)15和時(shí)鐘線(xiàn)17將數(shù)據(jù)傳輸?shù)降谝恢恋谒臋z測(cè)模塊9、10、11和12，四個(gè)邏輯控制單元之間通過(guò)GTP通訊接口 8組成環(huán)路，第四檢測(cè)模塊12與計(jì)算機(jī)14之間通過(guò)光纖13連接，第四檢測(cè)模塊12具有萬(wàn)兆以太網(wǎng)接口，計(jì)算機(jī)14具有萬(wàn)兆以太網(wǎng)接口，光纖13連接第四檢測(cè)模塊12的萬(wàn)兆以太網(wǎng)接口和計(jì)算機(jī)14的萬(wàn)兆以太網(wǎng)接口，第四檢測(cè)模塊12與計(jì)算機(jī)14之間的高速大容量數(shù)據(jù)的高速準(zhǔn)確傳送。
[0021]本裝置通過(guò)以下方式進(jìn)行工作:
[0022]I)配置數(shù)據(jù)傳送:
[0023]PET設(shè)備正常工作前需要完成前端數(shù)據(jù)的配置，配置數(shù)據(jù)需要從計(jì)算機(jī)14傳送至邏輯控制單元7，計(jì)算機(jī)14將配置數(shù)據(jù)通過(guò)萬(wàn)兆以太網(wǎng)接口以及光纖13傳輸至第四檢測(cè)模塊12，第四檢測(cè)模塊12將配置數(shù)據(jù)通過(guò)GTP接口 8將配置數(shù)據(jù)傳輸至第一邏輯控制單元9，第一邏輯控制單元9接收到配置數(shù)據(jù)后，判斷該配置數(shù)據(jù)是否為本身連接的邏輯控制單元7的配置數(shù)據(jù)，當(dāng)屬于本身連接的邏輯控制單元7的配置數(shù)據(jù)，則第一邏輯控制單元9將配置數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)和時(shí)鐘線(xiàn)傳輸至邏輯控制單元7 ;當(dāng)配置數(shù)據(jù)不屬于本身連接的邏輯控制單元7的配置數(shù)據(jù)，則第一邏輯控制單元9將配置數(shù)據(jù)通過(guò)GTP接口 15將配置數(shù)據(jù)傳輸至第二檢測(cè)模塊10。第二檢測(cè)模塊10接收到配置數(shù)據(jù)后，判斷該配置數(shù)據(jù)是否為本身連接的可編程邏控制器7的配置數(shù)據(jù)，當(dāng)配置數(shù)據(jù)屬于本身連接的邏輯控制單元7的配置數(shù)據(jù)，則第二檢測(cè)模塊10將配置數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)和時(shí)鐘線(xiàn)傳輸至邏輯控制單元7 ;當(dāng)配置數(shù)據(jù)不屬于本身連接的邏輯控制單元7的配置數(shù)據(jù)，則第二檢測(cè)模塊10將配置數(shù)據(jù)通過(guò)GTP接口16將配置數(shù)據(jù)傳輸至第三檢測(cè)模塊11。邏輯控制單元.11接收到配置數(shù)據(jù)后，判斷該配置數(shù)據(jù)是否為本身連接的可編程邏控制器7的配置數(shù)據(jù)，當(dāng)配置數(shù)據(jù)屬于本身連接的邏輯控制單元7的配置數(shù)據(jù)，則第三檢測(cè)模塊11將配置數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)和時(shí)鐘線(xiàn)傳輸至邏輯控制單元7 ;當(dāng)配置數(shù)據(jù)不屬于本身連接的邏輯控制單元7的配置數(shù)據(jù)，則第三檢測(cè)模塊11將配置數(shù)據(jù)通過(guò)GTP接口 17將配置數(shù)據(jù)傳輸至第四檢測(cè)模塊12。第四檢測(cè)模塊12接收到配置數(shù)據(jù)后，判斷配置數(shù)據(jù)是否為本身連接的邏輯控制單元7的配置數(shù)據(jù)，當(dāng)配置數(shù)據(jù)屬于本身連接的邏輯控制單元7的配置數(shù)據(jù)，則第四檢測(cè)模塊12將配置數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)和時(shí)鐘線(xiàn)傳輸至邏輯控制單元7 ;當(dāng)配置數(shù)據(jù)不屬于本身連接的邏輯控制單元7的配置數(shù)據(jù)，則第四檢測(cè)模塊12可判斷出該配置數(shù)據(jù)為無(wú)效配置數(shù)據(jù)，應(yīng)該予以丟棄。通過(guò)上述工作原理，計(jì)算機(jī)14的配置數(shù)據(jù)可以通過(guò)萬(wàn)兆以太網(wǎng)傳輸鏈傳輸至每一個(gè)邏輯控制單元7。
[0024]2)高速大容量的正電子符合對(duì)事件采集:
[0025]PET設(shè)備完成配置工作后，即可檢測(cè)正電子符合對(duì)事件并將該符合對(duì)事件轉(zhuǎn)化成為數(shù)字信號(hào)，由于正電子符合對(duì)事件數(shù)量多，轉(zhuǎn)化后獲得大容量數(shù)據(jù)，所有的大容量數(shù)據(jù)需要高速準(zhǔn)確傳輸至計(jì)算機(jī)14。高速大容量數(shù)據(jù)傳輸原理如下:Y光子I和2沿直線(xiàn)反向飛行擊中LYSO晶體3，LYSO晶體吸收Y光子能量之將其導(dǎo)入到光電倍增管4上，光子I和2作用在光電倍增管4上產(chǎn)生光電電流，光電倍增管4將光電電流倍增后，傳輸?shù)侥M運(yùn)算單元5，模擬運(yùn)算單元5的作用是放大、采樣保持、求和，并輸入至模數(shù)轉(zhuǎn)換單元6，模數(shù)轉(zhuǎn)換單元6對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換后，送入邏輯控制單元7，邏輯控制單元7通過(guò)串行通信線(xiàn)15和時(shí)鐘線(xiàn)17將數(shù)據(jù)傳輸?shù)降诙z測(cè)模塊9、第三檢測(cè)模塊10、第四檢測(cè)模塊11和主控制器12，，第二檢測(cè)模塊9將采集獲得的正電子符合對(duì)事件數(shù)據(jù)通過(guò)GTP接口 8傳輸至第三檢測(cè)模塊10，第三檢測(cè)模塊10將本身采集得到的正電子符合對(duì)事件數(shù)據(jù)以及第二檢測(cè)模塊9采集獲得的正電子符合對(duì)事件通過(guò)GTP接口 8傳輸至第四檢測(cè)模塊11，第四檢測(cè)模塊11將本身采集得到的正電子符合對(duì)事件數(shù)據(jù)以及第二檢測(cè)模塊9和第三檢測(cè)模塊10采集獲得的正電子符合對(duì)事件通過(guò)GTP接口 8傳輸?shù)街骺刂破?2，主控制器12將本身采集得到的正電子符合對(duì)事件數(shù)據(jù)以及第二檢測(cè)模塊9、第三檢測(cè)模塊10和第四檢測(cè)模塊11采集獲得的正電子符合對(duì)事件通過(guò)萬(wàn)兆以太網(wǎng)接口和光纖13傳輸至計(jì)算機(jī)14，實(shí)現(xiàn)對(duì)高速大容量正電子符合對(duì)事件數(shù)據(jù)的采集。
【權(quán)利要求】
1.一種用于正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描的萬(wàn)兆以太網(wǎng)傳輸系統(tǒng)，其特征在于，包括:四個(gè)兩兩相對(duì)設(shè)置且通過(guò)GTP接口相連并構(gòu)成環(huán)路的檢測(cè)模塊，相鄰檢測(cè)模塊之間的GTP接口為單向數(shù)據(jù)傳輸方式，主控制器通過(guò)萬(wàn)兆以太網(wǎng)傳輸接口與計(jì)算機(jī)能夠雙向通訊，實(shí)現(xiàn)PET數(shù)據(jù)傳輸和配置數(shù)據(jù)傳輸； 所述的單向數(shù)據(jù)傳輸方式是指:從主控制器至相鄰檢測(cè)模塊的順時(shí)針或逆時(shí)針?lè)较蛞来蝹鬏斨敝粱氐街骺刂破?，所述的單向傳輸進(jìn)一步地是指:當(dāng)PET設(shè)備正常工作時(shí)，配置數(shù)據(jù)采用順時(shí)針或逆時(shí)針?lè)较蜃灾骺刂破饕来蝹鬏斨粮鱾€(gè)檢測(cè)模塊直至回到主控制器，對(duì)應(yīng)PET數(shù)據(jù)采用相反的傳輸方向，即逆時(shí)針或順時(shí)針自主控制器依次傳輸至各個(gè)檢測(cè)模塊直至回到主控制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的檢測(cè)模塊包括:一個(gè)主控制器、若干組由位于探測(cè)端的LYSO晶體以及與之依次連接的光電倍增管、模擬運(yùn)算單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元和邏輯控制單元組成的檢測(cè)單元，其中:LYS0晶體吸收Y光子的能量并將光子導(dǎo)入至光電倍增管，光電倍增管將光電電流倍增后，傳輸?shù)侥M運(yùn)算單元并進(jìn)行放大和運(yùn)算處理后輸出至模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，模數(shù)轉(zhuǎn)換單元將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)從而獲得PET數(shù)據(jù)，并傳輸至邏輯控制單元，各個(gè)邏輯控制單元通過(guò)內(nèi)置通信線(xiàn)和時(shí)鐘線(xiàn)將PET數(shù)據(jù)分別傳送至與之相連的主控制器、第二檢測(cè)模塊、第三檢測(cè)模塊和第四檢測(cè)模塊；第二檢測(cè)模塊利用GTP接口將PET數(shù)據(jù)傳送至第三檢測(cè)模塊，第三檢測(cè)模塊利用GTP接口將本身采集獲得的PET數(shù)據(jù)和第二檢測(cè)模塊傳送過(guò)來(lái)的PET數(shù)據(jù)傳送至第四檢測(cè)模塊，第四檢測(cè)模塊利用GTP接口將本身采集獲得的PET數(shù)據(jù)和第二檢測(cè)模塊、第三檢測(cè)模塊傳送過(guò)來(lái)的PET數(shù)據(jù)傳送至主控制器，通過(guò)GTP接口，PET數(shù)據(jù)沿逆時(shí)針或順時(shí)針?lè)较驈牡诙z測(cè)模塊傳送至第三檢測(cè)模塊、第四檢測(cè)模塊和主控制器，由主控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)PET數(shù)據(jù)的匯總和上傳至計(jì)算機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的通信線(xiàn)、數(shù)據(jù)線(xiàn)和時(shí)鐘線(xiàn)均為串行結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的萬(wàn)兆以太網(wǎng)傳輸接口通過(guò)光纖分別與計(jì)算機(jī)和檢測(cè)模塊相連，配置數(shù)據(jù)自計(jì)算機(jī)經(jīng)過(guò)萬(wàn)兆以太網(wǎng)接口和光纖傳輸至第一個(gè)檢測(cè)模塊的邏輯控制單元，邏輯控制單元將配置數(shù)據(jù)通過(guò)GTP接口傳輸至相鄰檢測(cè)模塊的邏輯控制單元，由邏輯控制單元判斷配置數(shù)據(jù)的目標(biāo)位置，并在目標(biāo)位置與本邏輯控制單元符合時(shí)，配置數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)和時(shí)鐘線(xiàn)傳輸至邏輯控制單元，否則配置數(shù)據(jù)通過(guò)GTP接口傳輸至相鄰下一個(gè)檢測(cè)模塊的邏輯控制單元，直至配置數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)所有的邏輯控制單元并回到第一個(gè)檢測(cè)模塊的邏輯控制單元，該檢測(cè)模塊的邏輯控制單元判斷配置數(shù)據(jù)的目標(biāo)位置，當(dāng)目標(biāo)位置與本邏輯控制單元符合時(shí)，配置數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)和時(shí)鐘線(xiàn)傳輸至邏輯控制單元，否則標(biāo)記該配置數(shù)據(jù)無(wú)效并丟棄該配置數(shù)據(jù)。
【文檔編號(hào)】H04L29/10GK103491198SQ201310423135
【公開(kāi)日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月16日
【發(fā)明者】劉華, 顏國(guó)正 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)