乳腺专用PET符合处理电子学系统的研制

中国科学院高能物理研究所研制了1台具有自主知识产权的乳腺专用正电子发射断层扫描仪。本工作从硬件架构和软件逻辑功能两方面对该样机的符合处理系统的研制进行介绍。在本设计中,符合处理系统采用FPGA高速数据接口和光纤互连技术获取前端连续采样板的预处理数据,然后采用符合时间窗的方法对挑选出的非零数据进行符合处理,最后通过千兆以太网将符合数据传给后端计算机进行重建。整个系统由局域控制总线进行控制。测试结果表明,符合处理系统的设计功能正确,性能优良。     

乳腺影像学专用PET探测器模块设计

为进一步提升乳腺影像学专用PET系统的空间位置分辨率,基于LYSO晶体与位置灵敏光电倍增管耦合,设计了一种专用LYSO-PET探测器模块。探测模块由12×12根1.5 mm×1.5 mm×10 mm LYSO晶体条阵列与PS-PMT耦合组成,通过PXI 8501采集系统,获取入射粒子的2D泛场图像、能量信息及位置信息。该探测模块平均位置分辨率可达0.22 mm(本征)和0.55 mm(²²Na探测条件下);平均能量分辨率为22.4%(²²Na探测条件下)。双探头PET系统FOV中心²²Na点源轴向空间分辨率可达1.13 mm。探测器模块已基本满足位置分辨率要求,为实现亚毫米乳腺影像学专用PET系统提供了硬件支持。     

PET数据采集系统中数据对齐时序控制的设计

对PET(Positron Emission Tomography)数据采集系统中数据传输时序的不确定性进行了深入的分析,并提出了一种基于FPGA的解决方案,对核事例数据中各种数字化信息进行严格的时序控制,提高了符合处理的可靠性,提升了整个系统的性能.此设计方案已经成功应用于乳腺专用PET系统.     

PET系统中基于USB3.0的高速数据传输

针对PET系统数据量大,对数据处理速度要求高的特点,提出一种基于USB3.0接口的高速数据传输系统设计方案。该系统以FPGA为控制平台,USB3.0接口技术为核心,实现了2.2 Gbps的稳定传输速度,有效提升了PET系统的数据传输能力。     

PET系统中数字化恒比定时的研究

针对PET探测器中快速脉冲信号的数字化恒比定时进行了研究,提出了相应的解决方案。该方案硬件以FPGA为核心,脉冲信号经过高速ADC数字化之后,在FPGA中通过DCFD(Digital Con-stant Fraction Discriminator)算法提取其时间信息。实验结果表明,DCFD时间分辨达到772 ps,能够满足PET系统对时间测量的要求。     

基于AFE0064和FPGA的千兆网X射线图像采集系统

X射线实时检测系统应用于多个行业。针对目前快递物流、输送带、集装箱、乘用车等检测中,对高性能X射线图像采集系统的需求,基于光电二极管阵列(含闪烁体)和高速电流输入模拟前端,采用高速串行ADC、千兆以太网控制器MAC、千兆以太网PHY,结合FPGA主控制器,设计了高速度、高性能、双能量线阵列X射线图像采集系统,像素尺寸为5.0、2.5、1.6、0.8、0.4 mm、50μm,采集速度最高可达6 m/s,经调试后样机可以正常运行,图像清晰,性能稳定,完全满足上述需求。     

基于LabVIEW语言的PCI总线数据传输系统

介绍了一种基于LabVIEW的针对FPGA的数据开发接口平台。该系统核心硬件由FPGA组成,可提供数据处理、数据IO等多种功能,并通过PC104对外提供PCI接口实现通信。该系统可兼容NI(美国国家仪器公司)CRIO机箱。它不同于传统的用HDL语言对FPGA的开发流程,这样一个系统的所有软件代码,包括FPGA代码都可以由LabVIEW语言实现。借助于图形化的LabVIEW语言,它大大降低了实验人员对于FPGA的开发要求,是一种通用的数据处理和数据接口平台。给出了平台的结构组成,并着重介绍了平台数据传输部分的实现和测试。     

PEM系统中可控时钟电路设计的优化

介绍了为乳腺专用正电子发射断层扫描仪PEM(Positron Emission Mammography)电子学数据获取(Data Acquisition,DAQ)系统提供稳定、可靠、抗干扰的高精度同步时钟的电路,它采用了基于单片机和高精度时钟产生芯片的电路设计方法,可以得到多路可控时钟信号.设计中采用差分传输,大大降低...     

基于GATE的双平板正电子发射乳腺断层成像系统的仿真研究

采用Monte Carlo法仿真软件GATE,构建专用于乳腺成像的双平板正电子发射断层成像系统PEM并研究其性能。参考NEMA NU 4–2008标准,并在试验中略作改动。研究了PEM(positron emission mammography)的灵敏度、散射分数、晶体散射、计数率、固有空间分辨率等参数。结果表明,在350–650 keV能窗、6 cm平板间距下,系统灵敏度达14.17%,固有空间分辨率约1.2 mm;乳腺仿体活度为29.6 MBq时,噪声等效计数率NECR为1.508×105/s,满足PEM系统所需。     

乳腺专用PET连续采样电子学系统设计与性能测试

对乳腺专用PET进行了简单介绍,详细叙述了系统中连续采样电子学系统的设计和性能测试。该电子学采用子母板设计结构,包含了模数转换、时间数字转换和CAN控制等多个模块,具备对前端探测器模拟信号进行连续采样、处理和传输功能。实验表明,该系统能完全满足乳腺专用PET对连续采样的需求。该系统还有集成度高、通用性强、配置灵活等优点。     

新型PET数据采集系统设计

采用Xilinx Zynq芯片替代传统PET数据采集箱的功能。利用Vivado 2016软件设计芯片电路,通过SDK进行数据传输测试,设计点源放射性实验来模拟病人的真实情况,把采集到的数据传送到上位机处理。经验证,该系统数据传输准确性无误,传输速度提升了 65 MB·s^-1,满足PET数据采集系统的设计需求。     

螺旋CT用无线数据传输系统的方案设计

针对螺旋CT传输系统的结构和特点,在分析几种无线传输技术的基础上提出了基于UWB技术的数据高速无线传输方案;并对该方案进行了完整设计,验证了其可行性。以UWB无线集线器作为系统的无线模块,来实现数据的无线传输;利用FPGA器件作为系统的主控制器,通过对其编程来满足系统各模块的控制时序要求;对两块SDRAM芯片进行乒乓操作来实现系统的大容量缓存机制;采用USB2.0接口实现传输板卡与无线UWB模块的高速无缝连接。实验结果表明,该系统在3 m以内传输速率可达16.8 Mbitps,且传输准确率达到100%。基本满足线阵螺旋CT数据传输要求。     

重离子治癌加速器高速实时数据传输系统研制

分析了重离子治癌专用加速器对部分同步数据和过程数据的传输要求,提出并实现了一种高速率、可纠错、远距离的实时数据传输系统,以提高加速器同步和控制的效率和可靠性。系统优化了传统系统的硬件配置和布局。采用PXI、FPGA、SDRAM与远距离千兆光纤模块相结合的系统构架,替代了原数据传输过程中低速、近距离、抗干扰性不强的数据通路和处理器件。软件上,通过对两片FPGA的编程,在系统后端实现了PXI接口和DMA相结合的方式与加速器服务器进行数据交互;在系统前端实现了800 MHz载波100 MHz基带信号的实时、远程、高速串行帧传输。通过该数据传输系统,保证新加速器系统的同步事例、电源波形等实时数据在服务器和远端控制器之间的高效传输。     

一种可靠的地震台站数据传输方案设计与实现

在我国禁核试核查体系中,国家数据中心需要稳定、可靠地近实时获取地震台站的监测数据,以保障日常的分析、监测能力.提出了一种数据传输方案,该方案通过从台站端的数据采集器或LISS数据源获取数据,生成CD1.1格式的数据;并采用CD1.1协议将数据近实时地传输至国家数据中心.     

工业CT数据采集和传输系统

工业计算机断层扫描成像技术是一种应用前景十分广泛的高新技术。本文介绍ＩＣＴ数据采集和传输系统，它是我国首台ＩＣＴ商业样机中关键组成部分之一。该系统采集效率高，稳定可靠，由于采用了双缓冲器，故数据传送速率更快，文中给出了系统组成，硬件框图，详细电路和软件框图等。     

高能X射线成像装置数据采集与传输系统设计

为满足高能X射线成像装置对并行数据实时采集以及远距离传输的要求,开发了一套嵌入式并行数据采集与网络传输系统。该系统用FPGA实现多通道并行数据的实时采集,用ARM完成了数据的缓存以及基于TCP协议的以太网数据传输。此系统已成功应用于多台高能X射线成像装置中,运行稳定。     

基于UDP的工业CT数据传输系统

目前工业CT探测采集传输系统探测器数量多、传输距离长、数据量大,传统的数据传输系统很难低成本地同时满足远距离传输和高速传输。文中设计了一种数据传输系统,将UDP协议用verilog编程的方式在FPGA中实现。在兼顾低成本的同时又很好地协调了远距离传输和高速传输之间的矛盾。