本技术涉及医疗设备，特别涉及一种pet探测器及其前端电路、扫描仪、pet-mr设备。
背景技术：
1、pet(positron emission tomography，正电子发射断层成像)是利用放射性衰变核素显像的一种核物理学探测技术。mr(magnetic resonance，核磁共振)是利用核磁共振原理，通过外磁场和射频脉冲信号作用于人体，引起人体组织内原子核发生共振并产生信号后显像。一体化pet-mr设备将pet和mr有机组合在一起，实现了分子成像和精细解剖结构成像的同步采集，进而提供多模态分子影像信息，在临床应用及科研领域均具有重要价值。
2、相关技术中的一体化pet-mr设备其pet探测器基本上都采用sipm(siliconphotomultiplier，硅光电倍增管)和tof(time-of-flight，飞行时间)技术来提高图像质量和灵敏度。tof技术需要pet探测器具有更好的时间分辨率，所以前端电路的采样通道是对sipm信号进行一对一读出，需要采用与sipm一对一的数量放大器和adc，因此，前端电路的规模和物理结构增大，对mr扫描仪成像的影响较大。
技术实现思路
1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种pet探测器的前端电路，通过第一运算单元、第二运算单元和第三运算单元对多组sipm阵列的电流信号进行读取，减少了前端电路的采样通道的数量，使得前端电路的尺寸有效减少，从而减小了pet探测器的结构尺寸，进而保持了mr扫描仪的有效孔径。
2、本发明的第二个目的在于提出一种pet探测器。
3、本发明的第三个目的在于提出一种扫描仪。
4、本发明的第四个目的在于提出一种pet-mr设备。
5、为达上述目的，根据本发明第一方面实施例提出了一种pet探测器的前端电路，pet探测器包括多组sipm阵列，多组sipm阵列的阴极相连，前端电路包括：第一运算单元，第一运算单元适于连接每组sipm阵列的阴极，且被配置为根据多组sipm阵列的总电流信号确定触发时间信息和能量信息；第二运算单元，被配置为根据第一目标sipm阵列的第一阳极电流和第二目标sipm阵列的第二阳极电流确定y轴坐标信息，其中，第一目标sipm阵列和第二目标sipm阵列处于同一对角线；第三运算单元，被配置为根据第三目标sipm阵列的第三阳极电流和第四目标sipm阵列的第四阳极电流确定x轴坐标信息，其中，第三目标sipm阵列和第四目标sipm阵列处于同一对角线，且与第一目标sipm阵列处于不同对角线；数据处理单元，被配置为根据能量信息、y轴坐标信息和x轴坐标信息确定晶体位置编码。
6、根据本发明实施例的前端电路，包括第一运算单元、第二运算单元、第三运算单元和数据处理单元，第一运算单元适于连接每组sipm阵列的阴极，且被配置为根据多组sipm阵列的总电流信号确定触发时间信息和能量信息，第二运算单元被配置为根据第一目标sipm阵列的第一阳极电流和第二目标sipm阵列的第二阳极电流确定y轴坐标信息，其中，第一目标sipm阵列和第二目标sipm阵列处于同一对角线，第三运算单元被配置为根据第三目标sipm阵列的第三阳极电流和第四目标sipm阵列的第四阳极电流确定x轴坐标信息，其中，第三目标sipm阵列和第四目标sipm阵列处于同一对角线，且与第一目标sipm阵列处于不同对角线，数据处理单元被配置为根据能量信息、y轴坐标信息和x轴坐标信息确定晶体位置编码。由此，通过第一运算单元、第二运算单元和第三运算单元对多组sipm阵列的电流信号进行读取，减少了前端电路的采样通道的数量，使得前端电路的尺寸有效减少，从而减小了pet探测器的结构尺寸，进而保持了mr扫描仪的有效孔径。
7、根据本发明的一个实施例，第一运算单元包括：第一运算放大器和反馈电阻，第一运算放大器的正输入端适于输入偏置电压，反馈电阻的一端与第一运算放大器的负输入端相连，反馈电阻的另一端与第一运算放大器的输出端相连，第一运算放大器的负输入端适于连接每组sipm阵列的阴极，第一运算放大器用于提取总电流信号，其中，总电流信号包括时间信号和能量信号；电容，电容的一端与第一运算放大器的输出端相连，电容被配置为对第一运算放大器输出的电信号中的偏置电压进行滤除；时间信息生成模块，时间信息生成模块与电容的另一端相连，且被配置为根据时间信号生成触发时间信息；能量信息生成模块，能量信息生成模块与电容的另一端相连，且被配置为根据能量信号生成能量信息。
8、根据本发明的一个实施例，时间信息生成模块包括：极零相消子模块，极零相消子模块与电容的另一端相连，且被配置为对时间信号的陡峭度进行增加处理；甄别器，甄别器与极零相消子模块的输出端相连，且被配置为对处理后的时间信号进行识别，以得到定时信号；时间数字转换器，时间数字转换器与甄别器的输出端相连，且被配置为根据定时信号生成触发时间信息。
9、根据本发明的一个实施例，能量信息生成模块包括：整形子模块，整形子模块与电容的另一端相连，且被配置为对能量信号进行整形处理；第一模数转换器，第一模数转换器与整形子模块的输出端相连，且被配置为对整形后的能量信号进行模数转换，以得到能量信息。
10、根据本发明的一个实施例，第二运算单元包括：第二运算放大器，第二运算放大器的正输入端适于连接第一目标sipm阵列的阳极，第二运算放大器的负输入端适于连接第二目标sipm阵列的阳极，第二运算放大器被配置为根据第一阳极电流和第二阳极电流生成第一电压；第一整形模块，第一整形模块与第二运算放大器的输出端相连，且被配置为对第一电压进行整形处理；第二模数转换器，第二模数转换器与第一整形模块的输出端相连，且被配置为对整形后的第一电压进行模数转换，以得到y轴坐标信息。
11、根据本发明的一个实施例，第三运算单元包括：第三运算放大器，第三运算放大器的正输入端适于连接第三目标sipm阵列的阳极，第三运算放大器的负输入端适于连接第四目标sipm阵列的阳极，第三运算放大器被配置为根据第三阳极电流和第四阳极电流生成第二电压；第二整形模块，第二整形模块与第三运算放大器的输出端相连，且被配置为对第二电压进行整形处理；第三模数转换器，第三模数转换器与第二整形模块的输出端相连，且被配置为对整形后的第二电压进行模数转换，以得到x轴坐标信息。
12、根据本发明的一个实施例，数据处理单元还被配置为从晶体位置编码表中查找能量信息、y轴坐标信息和x轴坐标信息对应的晶体位置编码。
13、根据本发明的一个实施例，数据处理单元适于连接pet系统，数据处理单元还被配置为在根据能量信息、y轴坐标信息和x轴坐标信息确定晶体位置编码之后，将触发时间信息、能量信息和晶体位置编码分别上传至pet系统。
14、根据本发明的一个实施例，数据处理单元还被配置为，在从晶体位置编码表中查找能量信息、y轴坐标信息和x轴坐标信息对应的晶体位置编码之前，将能量信息、y轴坐标信息和x轴坐标信息分别上传至pet系统，以便pet系统根据y轴坐标信息和x轴坐标信息对晶体位置编码表进行校正，并接收pet系统发送的校正后的晶体位置编码表，以根据校正后的晶体位置编码表确定晶体位置编码。
15、根据本发明的一个实施例，pet系统被配置为根据能量信息、y轴坐标信息和x轴坐标信息分别确定x轴坐标和y轴坐标，并根据x轴坐标和y轴坐标对晶体位置进行校正，以及根据校正后的晶体位置确定目标y轴坐标信息和目标x轴坐标信息，并根据目标y轴坐标信息和目标x轴坐标信息对晶体位置编码表进行校正，并向数据处理单元发送校正后的晶体位置编码表。
16、为达上述目的，根据本发明第二方面实施例提出了一种pet探测器，pet探测器设置在射频线圈和梯度线圈之间，pet探测器包括：晶体阵列，晶体阵列设置在射频线圈的表面上；多组sipm阵列，多组sipm阵列设置在晶体阵列远离射频线圈的表面上，且多组sipm阵列的阴极相连；前述任一实施例的pet探测器的前端电路，前端电路与多组sipm阵列相连，且适于连接pet系统，前端电路被配置为根据多组sipm阵列输出的电流信号确定触发时间信息、能量信息和晶体位置编码，并将触发时间信息、能量信息和晶体位置编码上传至pet系统，以便pet系统根据触发时间信息、能量信息和晶体位置编码筛选出符合事件；屏蔽壳，设置在梯度线圈与晶体阵列之间，其中，多组sipm阵列和前端电路设置在屏蔽壳内部。
17、根据本发明实施例的pet探测器，通过采用上述的前端电路，通过第一运算单元、第二运算单元和第三运算单元对多组sipm阵列的电流信号进行读取，减少了前端电路的采样通道的数量，使得前端电路的尺寸有效减少，从而减小了pet探测器的结构尺寸，进而保持了mr扫描仪的有效孔径。
18、根据本发明的一个实施例，pet系统包括数据处理电路，前端电路适于通过数据光纤与数据处理电路连接。
19、为达上述目的，根据本发明第三方面实施例提出了一种扫描仪，包括：磁体，磁体适于连接mr系统；梯度线圈，梯度线圈设置在磁体的表面上；前述任一实施例的pet探测器，pet探测器设置在梯度线圈远离磁体的表面上，且pet探测器适于连接pet系统；射频线圈，射频线圈设置在pet探测器远离梯度线圈的表面上。
20、根据本发明实施例的扫描仪，通过采用上述的pet探测器，通过第一运算单元、第二运算单元和第三运算单元对多组sipm阵列的电流信号进行读取，减少了前端电路的采样通道的数量，使得前端电路的尺寸有效减少，从而减小了pet探测器的结构尺寸，进而保持了mr扫描仪的有效孔径。
21、为达上述目的，根据本发明第四方面实施例提出了一种pet-mr设备，包括：前述的扫描仪；pet系统，pet系统与扫描仪相连，且被配置为根据扫描仪的数据得到pet图像数据；mr系统，mr系统与扫描仪相连，且被配置为根据扫描仪的数据得到mr图像数据；图像重建系统，图像重建系统分别与pet系统和mr系统相连，图像重建系统被配置为对pet图像数据和mr图像数据进行图像融合和图像重建，以得到检测图像。
22、根据本发明实施例的pet-mr设备，通过采用上述的扫描仪，通过第一运算单元、第二运算单元和第三运算单元对多组sipm阵列的电流信号进行读取，减少了前端电路的采样通道的数量，使得前端电路的尺寸有效减少，从而减小了pet探测器的结构尺寸，进而保持了mr扫描仪的有效孔径。
23、本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。