一种基于 FPGA 的小动物 PET 实时数字信号处理与校正逻辑设计
信号处理
2018-06-26 v1 仪器与探测器
摘要
小动物正电子发射断层扫描（PET）专用于小动物成像。实验中使用的动物（如大鼠与猴）通常远小于人体，这要求 PET 成像系统具有更高的位置与能量精度。此外，灵活性、高效率也是实用 PET 系统的主要需求。这些需求需要高质量的模拟前端以及具有高效率且兼容多种数据处理模式的数字信号处理逻辑。本文提出的小动物 PET 系统数字信号处理逻辑在单个 Xilinx Artix-7 系列现场可编程门阵列（FPGA）中实现 32 通道信号处理。该逻辑设计支持常规打包模式、泛洪图与能谱直方图三种在线模式。集成了二维（2D）原始位置计算、晶体识别、事件过滤等功能。此外，还集成了一系列在线校正，如光子峰校正至 511 keV 以及具有晶体粒度的定时偏移校正。利用千兆以太网接口进行数据传输、查找表（LUT）配置与命令下发。流水线逻辑以 125 MHz 处理信号，速率为 1,000,000 事件/秒。进行了一系列初步测试。结果表明该数字处理逻辑达到了预期。
引用
@article{arxiv.1806.09117,
title = {A Design of FPGA Based Small Animal PET Real Time Digital Signal Processing and Correction Logic},
author = {Jiaming Lu and Lei Zhao and Peipei Deng and Bowen Li and Kairen Chen and Shubin Liu and Qi An},
journal= {arXiv preprint arXiv:1806.09117},
year = {2018}
}