CN102262238B - 一种提取闪烁脉冲信息的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提取闪烁脉冲信息的方法，具体包括以下步骤：（1）获得闪烁脉冲在一定能量谱范围的峰值，根据该峰值设定至少三个阈值电压；（2）确定闪烁脉冲电压穿过每个阈值电压的时刻，其中，每个时刻值与其对应的阈值电压即组成一个采样点；（3）选择多个采样点作为重建采样点，重建脉冲波形；（4）利用重建的所述脉冲波形，即可获取原始的闪烁脉冲的数据。本发明还公开了一种提取闪烁脉冲信息的装置，包括阈值电压设置模块、时间采样模块、脉冲重建模块、信息获取模块。本发明能够实现全数字化的闪烁脉冲数据获取和处理，能够有效的提高闪烁脉冲数据获得***的稳定性，和对不同类型探测器的适应性。

Description

一种提取闪烁脉冲信息的方法及装置

技术领域

本发明属于高能物理探测器和信号处理领域，具体涉及一种提取闪烁脉冲信息方法及装置，可应用于高能粒子探测、核医疗影像设备等。

背景技术

在大部分的高能粒子探测领域，以及计算机断层成像(ComputedTomography，以下简称CT)、正电子发射断层成像(Positron EmissionTomography，以下简称PET)、单光子发射计算机断层成像(Single PhotonEmission Computed Tomography，以下简称SPECT)等医疗影像领域，数据获得***所采集、处理的闪烁脉冲信号均是由高能粒子(如γ射线、X射线等)经闪烁晶体转换成可见光，再经光电转换器件转换得到可以观测的电信号，典型的闪烁脉冲波形如图1所示。闪烁脉冲的时间信息是通过测量脉冲上相对固定某点的具体时间值获得的；闪烁脉冲的能量信息是通过计算所带电荷总量、即脉冲波形面积获得的；闪烁脉冲的位置信息，是比较探测器产生的四个“角信号”之间相对大小来获得闪烁脉冲在探测器上的相对位置(X，Y)的。

传统的闪烁脉冲数据获得***中信息提取方法是基于模拟电路或者模拟-数字混合电路的，处理快速的闪烁脉冲信号需要通过模拟放大、滤波、积分等步骤，模拟电路会随温度、时间的改变性能发生漂移的特性，使得将探测器性能保持在最佳状态是一件很困难的事情。此外，模拟放大、滤波、积分过程针对特定探测器的特性进行设定，因此传统闪烁脉冲信息提取方法在不同探测器的适应性上存在很大的限制。

目前存在的数字化闪烁脉冲信息提取方法，绝大多数基于模数转化器件(Analog-to-Digital Convertor，以下简称ADC)的闪烁脉冲信息提取方法。由于闪烁脉冲的上升时间通常在1ns～10ns之间，衰减时间常数通道在10ns～300ns之间(取决于探测器类型)，如果使用ADC对闪烁脉冲直接采样，这就要求ADC的采样速度在1GHz以上才能获得可以接受的时间分辨率，在200MHz以上才能获取可以接受的能量分辨率和空间分辨率。高采样率要求高处理速度和高传输带宽，会对数据获得***设计带来巨大的困难。目前数字化闪烁脉冲获得***仍需要使用一部分滤波、整形的模拟电路，将快速的闪烁脉冲变为较为慢速的信号后，使用较低速度的ADC进行采样。因此，以目前的技术，并不能实现基于ADC的全数字化闪烁脉冲数据获得***。

目前在伽马光子探测上存在一种方法和装置(US 7199370 B2)，该方法在不使用ADC的情况下可获得脉冲能量、峰值时间和余辉时间常数。该方法具体做法是，预先设置两个参考电压V_i、V_j，V_j＜V_i测量脉冲下降沿电压处于V_i和V_j之间的时间差t_ij，通过公式

T＝t_ij/In(V_i/V_j)

可计算得到该闪烁脉冲的余辉时间常数T；之后，预先设置两个参考电压V_k、V_l，分别测量脉冲电压幅值大于V_k的时间t_k，和脉冲电压幅值大于V_l的时间t_l，通过公式

$V_p=\frac{V_k}{\sqrt[s]{s+1}}\exp \left\{\frac{(s+1)t_k-t_l}{\mathrm{sT}}\right\}$

其中s＝V_l/V_k-1，可计算得到该闪烁脉冲的峰值幅值V_p，V_p可表示该脉冲能量的相对大小；之后，预选设置一个参考电压V_m，测量脉冲上升沿电压处于V_m和V_i之间的时间t_mi，通过公式

t_p＝(V_i/(V_i-V_m))t_mi

可计算得到该闪烁脉冲的峰值时间t_p。这个方法存在三个明显的不足：(1)该方法中时间测量均是一个脉冲中两点之间相隔的时间长度，并非这两点的绝对时间值，因此该方法得到的脉冲峰值时间t_p只是表示峰值相对整个脉冲的相对时间，即峰值发生在该脉冲的哪一个时间段内，而不能表示该脉冲发生具体时间；(2)该方法无法获得闪烁脉冲的位置信息；(3)该方法仅使用两个参考电压获取脉冲能量，因此获取脉冲能量误差较大。基于以上的缺陷，该方法并不能独立的组成一个数字化闪烁脉冲数据获得***。

基于时间采样原理的MVT采样方法，由Qingguo Xie等人在2005年提出的新的采样方法。不用于ADC采样是已知采样时间、对电压值进行采样，MVT采样是已知采样电压、对时间值进行采样，获取采样点。

使用MVT采样方法对闪烁脉冲上升沿进行采样，对获得的采样点进行线性拟合，可获得原始脉冲的时间信息(Qingguo Xie，Chien-Min Kao，Xi Wang，Ning Guo，Caigang Zhu，Henry Frisch，William W.Moses and Chin-Tu Chen，“Potentials of Digitally Sampling Scintillation Pulses in Timing Determination inPET，”IEEE Trans.Nucl.Sci.，Vol 56，Issue 5，pp.2607-2613，2009)和一定能谱范围内的能量信息(H.Kim，C.Kao，Q.Xie，C.Chen，L.Zhou，F.Tang，H.Frisch，W.Moses，W.Choong，“A multi-threshold sampling method for tof-pet signalprocessing，”Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A：Accelerators，Spectrometers，Detectors and Associated Equipment Vol.602，Issue 2，pp.618-621，2009)。但发表的这两方法阈值电压少、且设定方法是非常简单的，所有的采样点均参与计算，这会带来一个明显的缺陷，即有限个阈值电压不能准确的测量整个能量谱范围的闪烁脉冲，尤其是当闪烁脉冲幅值较小时。由于闪烁脉冲位置信息的获取，是通过电阻网络将一个正常幅值的闪烁脉冲，分为四个大小不一的闪烁脉冲(角信号)，通过比较它们之间幅值(能量)相互比例获得的，这四个脉冲幅值均较小，因而发表的这两种方法均无法获取闪烁脉冲的位置信息。

典型的闪烁脉冲波形如图1所示，该波形由快速上升的上升沿和慢速下降的下降沿构成。上升沿的上升速度由闪烁晶体和光电转换器件共同决定；下降沿的衰减速度，由闪烁晶体的特性决定。

在不考虑噪声的情况下，单次闪烁脉冲模型有多种表达形式，其中较为常用的一种是将单次闪烁脉冲考虑成由线性上升的上升沿和指数下降的下降沿构成的理想信号模型，理想的闪烁脉冲波形如图2所示，其波形模型如式(1)所示，

$V\left(t\right)=\left\{\begin{array}{cc}0& t<-\frac{\mathrm{LineB}}{\mathrm{LineK}}\\ \mathrm{LineK}\&times;t+\mathrm{LineB}& -\frac{\mathrm{LineB}}{\mathrm{LineK}}\&le;t<\mathrm{tp}\\ \exp (\mathrm{ExpK}\&times;t+\mathrm{ExpB})& t\&GreaterEqual;\mathrm{tp}\end{array}\right.---\left(1\right)$

其中，LineK为上升沿直线的斜率，LineK＞0，LineB是上升沿截距，可为任意数值，和上升沿开始时间是线性关系；ExpK为衰减时间常数，ExpK＜0，参数ExpB可为任意数值，与下降沿开始时间是线性关系，tp为脉冲峰值时间。因此，一个理想闪烁脉冲由四个参数LineK、LineB、ExpK、ExpB来描述，闪烁脉冲信号的开始时间、峰值时间、峰值幅值、能量、余辉常数等信息均可由这四个参数计算获得，计算公式如下，

(a)脉冲开始时间t0

$t0=-\frac{\mathrm{LineB}}{\mathrm{LineK}}---\left(2\right)$

(b)峰值时间tp，可解方程(3)获得近似解，

LineK×t+LineB＝exp(ExpK×t+ExpB)                (3)

(c)峰值幅值Vp

Vp＝LineK×tp+LineB                              (4)

(d)能量E

$E=\&Integral;V\left(t\right)\mathrm{dt}=\frac{\mathrm{LineK}\&times;\mathrm{tp}+\mathrm{LineB}}{2(\mathrm{tp}+\frac{\mathrm{LineB}}{\mathrm{LineK}})}-\frac{1}{\mathrm{ExpK}}\exp (\mathrm{ExpK}\&times;t+\mathrm{ExpB})---\left(5\right)$

(e)位置P(X，Y)

$\left\{\begin{array}{c}X=\frac{E_1+E_2}{E_1+E_2+E_3+E_4}\\ Y=\frac{E_1+E_3}{E_1+E_2+E_3+E_4}\end{array}\right.---\left(6\right)$

其中E₁、E₂、E₃、E₄分别为组成该脉冲的四个角信号各自的能量值

(f)余辉常数τ

$\mathrm{\&tau;}=-\frac{1}{\mathrm{ExpK}}---\left(7\right)$

发明内容

本发明的目的在于提供一种数字化提取闪烁脉冲信息的方法，该方法能利用电压阈值和高精度计时器，对闪烁脉冲进行采样，并选择合适的采样点重建闪烁脉冲波形，获取原始脉冲的时间、能量、位置、余辉时间常数等信息。该方法能够完全不依赖模拟电路、实现全数字化的闪烁脉冲数据获取和处理，能够有效的提高闪烁脉冲数据获得***的稳定性，和对不同类型探测器的适应性。本发明还提供了实现该方法的装置。

本发明提供的数字化闪烁脉冲信息提取方法，其步骤包括：

(1)根据闪烁脉冲特征，设置多个阈值电压；

(2)分别采集闪烁脉冲电压升到和降到各个阈值电压的时刻，各个时刻值和其对应的阈值电压即形成一个采样点；

(3)根据触发的阈值电压个数，选择合适的采样点，利用采样点重建闪烁脉冲波形；

(4)从重建的闪烁脉冲波形获取原始闪烁脉冲的时间、能量、位置、余辉时间常数等信息。

本发明提供的数字化提取闪烁脉冲信息的装置，包括阈值电压设置模块，时间采样模块，脉冲重建模块、信息获取模块；

阈值电压设置模块作为模拟接口与前端探测器相连接，并能够根据探测器产生脉冲的特征设置各个阈值电压具体幅值；

时间采样模块获取闪烁脉冲电压达到各个阈值电压的时间值，和闪烁脉冲电压降到各个阈值电压的时间值，并将由时间值和对应阈值电压组成的采样点传递给脉冲重建模块；

脉冲重建模块使用采样点重建原始脉冲波形，依据脉冲模型，对原始脉冲进行重建；

信息获取模块使用重建的脉冲波形获取原始脉冲时间、能量、位置、余辉时间常数等信息。

本发明提供的数字化闪烁脉冲信息提取方法首先依据被测闪烁脉冲的特征设定多个阈值电压；精确测量闪烁脉冲电压升到或者降到各个阈值电压的时间，测量得到的时间值和对应的阈值电压即组成一个采样点；根据闪烁脉冲触发的阈值电压个数，选择合适的采样点；利用这些采样点，依据闪烁脉冲模型，对原始闪烁脉冲进行重建；通过重建得到的闪烁脉冲波形获取原始脉冲的时间、能量、位置、余辉时间常数等信息。该方法能够实现全数字化的闪烁脉冲数据获取和处理，能够有效的提高闪烁脉冲数据获得***的稳定性，和对不同类型探测器的适应性。本发明还提供了实现该方法的装置。

附图说明

图1为典型的闪烁脉冲信号；

图2为理想的闪烁脉冲模型；

图3为本发明提取闪烁脉冲信息方法的流程图；

图4为本发明提取闪烁脉冲信息装置的***结构图；

图5为本发明提取闪烁脉冲时间信息获得的符合事件时间差直方图；

图6为本发明提取闪烁脉冲能量信息获得的能谱直方图；

图7为本发明提取闪烁脉冲位置信息获得的探测器位置谱图；

图8为本发明提取脉冲余辉时间常数信息获得的闪烁脉冲余辉常数直方图。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本发明的技术方案作进一步的详细说明。

如图3所示，本发明方法包括以下步骤：

(1)根据闪烁脉冲特征，设定闪烁脉冲特征设定不少于3个阈值电压，具体步骤如下：

(1.1)获取闪烁脉冲特征，即获得一定能量谱范围内闪烁脉冲峰值的平均幅值Peak；能量谱范围根据目标闪烁脉冲能量凭经验设定，原则上不超出目标闪烁脉冲能量±40％范围。

(1.2)根据闪烁脉冲峰值平均幅值Peak，设置不少于3个阈值电压的具体幅值。原则上设置最高阈值电压不超过Peak，不低于0.7Peak；设置最低阈值电压不超过0.1Peak，不低于0；0.1Peak至0.6Peak之间的阈值电压个数，不少于1个；阈值电压个数不少于3个，原则上没有上限，其他阈值电压可设置在最低阈值电压与最高阈值电压之间任意位置。

(2)记录脉冲上升沿电压升到各个阈值的时刻，和脉冲下降沿电压降到各个阈值的时刻，各时刻值和其对应的电压阈值即组成一个采样点。

记录闪烁脉冲电压穿过阈值电压V(即触发阈值电压V)的时刻t，t为整个探测过程中一维的数据，t的计时精度应不大于1ns，误差应小于500ps。对阈值V_i，分别记录闪烁脉冲电压上升到V_i的时刻t_i1和闪烁脉冲电压下降到V_i的时刻t_i2，于是阈值V_i对该脉冲得到两个时间采样点S_i1(V_i，t_i1)和S_i2(V_i，t_i2)，分别对应为上升沿采样点和下降沿采样点。

(3)选择合适的采样点作为重建采样点，依据闪烁脉冲模型，对闪烁脉冲波形进行重建，具体步骤如下：

(3.1)若脉冲触发阈值电压个数N不多于3个，则选择触发的最高阈值电压与最低阈值电压之间的、不少于2个阈值电压产生的采样点作为重建采样点，原则上选择尽量多的采样点作为重建采样点；若脉冲触发阈值电压个数不多于3个，则选择全部被触发的阈值电压产生的采样点作为重建采样点。

(3.2)对闪烁脉冲上升沿产生的重建采样点，按下式进行线性拟合，获取上升沿重建参数LineK和LineB：

y(x)＝LineK×x+LineB                (1)

其中，LineK为上升沿直线的斜率，LineK＞0，LineB是上升沿截距，可为任意值，x为时间采样得到的时间值，y(x)为在x时间值对应的阈值电压。本方法亦可依据其他闪烁脉冲模型，对脉冲上升沿进行重建。

(3.3)对闪烁脉冲下降沿产生的重建采样点，按下式进行指数拟合，获取下降沿重建参数ExpK和ExpB，进行重建：

y(x)＝exp(ExpK×x+ExpB)             (2)

其中，ExpK为衰减时间常数，ExpK＜0，参数ExpB可为任意值，x为时间采样得到的时间值，y(x)为在x时间值对应的阈值电压。本方法亦可依据其他闪烁脉冲模型，对脉冲下升沿进行重建。

(3.4)获得脉冲波形重建的四个参数LineK、LineB、ExpK、ExpB。

(4)从重建得到的闪烁脉冲波形中，获取原始脉冲的时间、能量、位置、余辉时间常数等信息，具体步骤如下：

(4.1)获取脉冲时间t0

$t0=-\frac{\mathrm{LineB}}{\mathrm{LineK}}---\left(3\right)$

(4.2)获取脉冲能量E

$E=\&Integral;V\left(t\right)\mathrm{dt}=\frac{\mathrm{LineK}\&times;\mathrm{tp}+\mathrm{LineB}}{2(\mathrm{tp}+\frac{\mathrm{LineB}}{\mathrm{LineK}})}-\frac{1}{\mathrm{ExpK}}\exp (\mathrm{ExpK}\&times;t+\mathrm{ExpB})---\left(4\right)$

(4.3)获取脉冲位置P(X，Y)

$\left\{\begin{array}{c}X=\frac{E_1+E_2}{E_1+E_2+E_3+E_4}\\ Y=\frac{E_1+E_3}{E_1+E_2+E_3+E_4}\end{array}\right.---\left(5\right)$

其中E₁、E₂、E₃、E₄分别为组成该脉冲的四个角信号各自的能量值。

(4.4)获取脉冲余辉时间常数τ

$\mathrm{\&tau;}=-\frac{1}{\mathrm{ExpK}}---\left(6\right)$

图5使用为本发明提出的方法获取闪烁脉冲时间信息，得到的符合时间分辨率的结果。图6为使用本发明提出的方法获取闪烁脉冲能量信息，得到伽马光子能量分辨率的结果。图7为使用本发明提出的方法获取闪烁脉冲位置信息，得到PET探测器位置谱的结果。图8为使用本发明提出的方法获取闪烁脉冲余辉时间常数，得到的余辉时间常数分布的结果。

本发明提供的提取闪烁脉冲信息的装置***结构框图如图4所示。该装置包括阈值电压设置模块100、时间采样模块200、脉冲重建模块300和信息获得脉冲400。

阈值电压设置模块100用于根据闪烁脉冲特征，设置不少于3个相互独立的阈值电压，在闪烁脉冲电压升高到各个阈值电压时和闪烁脉冲电压下降到各个阈值电压时产生触发信号，并将触发信号送至时间采样模块200。

该模块分为两个子模块，分别为电压设置模块110和甄别器模块120。电压设置模块110用于根据闪烁脉冲特征自动或者人工的设定不少于3个的阈值电压；甄别器模块120用于在闪烁脉冲上升沿电压达到各个阈值电压时和闪烁脉冲下降沿电压降到各个阈值电压时，立即产生触发信号，并将触发信号传送至时间采样模块200。

上述电压设置模块110中，阈值电压个数不少于3个，原则上电压个数越多越好，但会受到成本和工程开发难度等因素的限制；各个阈值具体电压数值需根据闪烁脉冲峰值的平均幅值经验设定，原则上设置最高阈值电压不超过Peak，不低于0.7Peak；设置最低阈值电压不超过0.1Peak，不低于0；0.1Peak至0.6Peak之间的阈值电压个数，不少于1个；其他阈值电压可设置在最低阈值电压与最高阈值电压之间任意位置。

时间采样模块200用于测量阈值电压设置模块100产生触发信号的具体时刻，测量得到的时刻值和对应的阈值电压即组成一个采样点，并将获得的采样点传递给脉冲重建模块300。

脉冲重建模块300从所述时间采样模块200获得的采样点中选择重建采样点，依据脉冲模块重建闪烁脉冲波形，并将该波形以参数的形式传送至信息获取模块400。

该脉冲重建模块300包括采样点选择模块310和拟合重建模块320

采样点选择模块310用于根据产生触发信号的阈值电压个数选择合适的采样点传送至拟合重建模块320。

上述采样点选择模块310中，根据产生触发信号的阈值电压个数选择合适的采样点的具体办法是：

若脉冲触发阈值电压个数N多于3个，则选择触发的最高阈值电压与最低阈值电压之间的、不少于2个阈值电压产生的采样点作为重建采样点；若脉冲触发阈值电压个数不多于3个，则选择全部被触发的阈值电压产生的采样点作为重建采样点。

拟合重建模块320的具体过程为：

(a)对闪烁脉冲上升沿产生的重建采样点，按下式进行线性拟合，获取上升沿重建参数LineK和LineB：

y(x)＝LineK×x+LineB                    (1)

其中，LineK为上升沿直线的斜率，LineK＞0，LineB是上升沿截距，可为任意值，x为时间采样得到的时间值，y(x)为在x时间值对应的阈值电压；本模块亦可依据其他闪烁脉冲模型，对脉冲上升沿升沿进行重建。

(b)对闪烁脉冲下降沿产生的重建采样点，按下式进行指数拟合，获取下降沿重建参数ExpK和ExpB，进行重建：

y(x)＝exp(ExpK×x+ExpB)                 (2)

其中，ExpK为衰减时间常数，ExpK＜0，ExpB可为任意值，x为时间采样得到的时间值，y(x)为在x时间值对应的阈值电压；本模块亦可依据其他闪烁脉冲模型，对脉冲下升沿进行重建。

(c)将LineK、LineB、ExpK、ExpB四个参数传送至信息获取模块400。

信息获取模块400用于利用脉冲重建300获得的LineK、LineB、ExpK、ExpB四个脉冲波形重建参数获取原始脉冲的时间、能量、位置、余辉时间常数等信息。

该模块分为四个子模块，分别为脉冲时间信息获取模块410、脉冲能量信息获取模块420、脉冲位置信息获取模块430、脉冲余辉常数获取模块440。脉冲时间信息获取模块410用于从重建波形中获取原始脉冲的时间信息；脉冲能量信息获取模块420用于从重建波形中获取原始脉冲的能量信息；脉冲位置信息获取模块430用于从重建脉冲中获取原始脉冲的位置信息；脉冲余辉常数获取模块440用于从重建波形中获取原始脉冲的余辉时间常数信息。

脉冲时间信息获取模块410获取脉冲时间的具体过程：

脉冲时间t0

$t0=-\frac{\mathrm{LineB}}{\mathrm{LineK}}---\left(3\right)$

脉冲能量信息获取模块420获取脉冲能量的具体过程：

能量E

$E=\&Integral;V\left(t\right)\mathrm{dt}=\frac{\mathrm{LineK}\&times;\mathrm{tp}+\mathrm{LineB}}{2(\mathrm{tp}+\frac{\mathrm{LineB}}{\mathrm{LineK}})}-\frac{1}{\mathrm{ExpK}}\exp (\mathrm{ExpK}\&times;t+\mathrm{ExpB})---\left(4\right)$

脉冲位置信息获取模块430获取脉冲位置的具体过程：

脉冲位置P(X，Y)

$\left\{\begin{array}{c}X=\frac{E_1+E_2}{E_1+E_2+E_3+E_4}\\ Y=\frac{E_1+E_3}{E_1+E_2+E_3+E_4}\end{array}\right.---\left(5\right)$

其中E₁、E₂、E₃、E₄分别为组成该脉冲的四个角信号各自的能量值。

脉冲余辉常数获取模块440获取脉冲余辉时间常数的具体过程：

余辉常数τ

$\mathrm{\&tau;}=-\frac{1}{\mathrm{ExpK}}---\left(6\right)$

本发明的方法和装置可应用于各种高能粒子探测***中，以及正电子断层扫描(Positron Emission Tomography，PET)***，单光子发射计算机断层成像(Single-Photo Emission Computed Tomography，SPECT)***，计算机断层扫描成像(Computed Tomography，CT)***等大型核医学影像设备中。

本发明不仅局限于上述具体实施方式，本领域一般技术人员根据本发明公开的内容，可以采用其它多种具体实施方式实施本发明，因此，凡是采用本发明的设计结构和思路，做一些简单的变化或更改的设计，都落入本发明保护的范围。

本发明提出的一种提取闪烁脉冲信息方法及装置涉及到若干参数，这些参数需针对具体处理数据进行调节以达到良好的性能。此处列出本应用实例处理数据的参数：

步骤(1.1)中导入数字脉冲为使用10×10的LYSO阵列晶体和HamamtsuR8900 PMT采集得到闪烁脉冲，典型波形为图1所示。采样率为10GSps，同时采集四个角信号。能量谱范围在500KeV-550KeV之间(目标闪烁脉冲的能量为511KeV)的高能光子产生脉冲平均峰值约为300mV，平均脉冲上升沿时间约为5ns，探测器衰减时间常数为47ns。

步骤(1.2)设置4个阈值电压，具体幅值分别为23mV，63mV，135mV，239mV；

步骤(2.1)计时精度为160ps，误差为160ps。

Claims (10)

1.一种提取闪烁脉冲信息的方法，包括以下步骤：

（1）获得闪烁脉冲在一定能量谱范围的平均峰值，并根据该峰值设定至少三个阈值电压，其中能量谱范围在目标闪烁脉冲能量±40%范围内；

（2）确定闪烁脉冲电压穿过每个阈值电压的时刻，其中，每个时刻值与其对应的阈值电压即组成一个采样点；

（3）选择多个采样点作为重建采样点，重建脉冲波形；

（4）利用重建的所述脉冲波形，即可获取原始的闪烁脉冲的数据，包括时间信息、能量信息、位置信息和衰减时间常数，其中，所述重建脉冲波形的上升沿与0电平交点的时刻即为时间信息；所述能量信息通过对所述重建脉冲波形进行数字积分获得；所述位置信息通过获取四个角脉冲重建波形各自的能量，比较他们之间大小关系获得；衰减时间常数通过计算所述重建脉冲波形下降沿的衰减指数获得。

2.根据权利要求1所述的提取闪烁脉冲信息的方法，其特征在于：步骤（1）中设定阈值电压的具体原则为：

（1.1）最高阈值电压不超过峰值，但不低于峰值的0.7倍；

（1.2）最低阈值电压不超过峰值的0.1倍，但不低于0；

（1.3）阈值电压的值在峰值的0.1倍至0.6倍之间的个数，不少于一个。

3.根据权利要求1或2所述的提取闪烁脉冲信息的方法，其特征在于，所述步骤（3）中选取重建采样点的具体原则为：

若脉冲触发的阈值电压个数N多于三个，则选择触发的最高阈值电压与最低阈值电压之间的、至少两个阈值电压所产生的采样点作为重建采样点；否则，选择全部被触发的阈值电压所述产生的采样点为重建采样点。

4.根据权利要求1或2所述的提取闪烁脉冲信息的方法，其特征在于，所述重建脉冲波形的具体过程为：

（a）根据闪烁脉冲模型，使用脉冲上升沿产生的重建采样点重建闪烁脉冲上升沿；

（b）根据闪烁脉冲模型，使用脉冲下降沿产生的重建采样点重建闪烁脉冲下降沿。

5.一种提取闪烁脉冲信息的装置，包括：

阈值电压设置模块（100），作为模拟接口与前端探测器相连接，用于根据闪烁脉冲在一定能量谱范围的平均峰值，设定至少三个阈值电压，并在闪烁脉冲电压升高和下降到各个阈值电压时产生触发信号，其中能量谱范围在目标闪烁脉冲能量±40%范围内；

时间采样模块（200），分别获取闪烁脉冲上升沿和下降沿的电压达到各个阈值电压的时刻值，并组成多个采样点，其中每个采样点由一个时刻值与其对应的阈值电压组成；

脉冲重建模块（300），从所述时间采样模块（200）的多个采样点中选择部分采样点作为重建采样点，依据脉冲模型，重建所述闪烁脉冲波形；

信息获取模块（400），其根据所述重建的闪烁脉冲波形获取原始闪烁脉冲的脉冲数据。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述阈值电压设置模块（100）包括电压设置模块（110）和甄别器模块（120），其中，

所述电压设置模块（110）根据闪烁脉冲在一定能量谱范围的平均峰值设定出阈值电压；

所述甄别器模块（120）用于比较闪烁脉冲电压与阈值电压之间大小关系，并在脉冲电压到达阈值电压时产生触发信号。

7.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述脉冲重建模块（300）包括采样点选择模块（310）和拟合重建模块（320），其中，

所述采样点选择模块（310）用于根据产生触发信号的阈值电压个数选择合适的采样点传送至拟合重建模块（320）；

所述拟合重建模块（320）用于重建所述闪烁脉冲模型，具体过程为：

（a）根据闪烁脉冲模型，使用脉冲上升沿产生的重建采样点重建闪烁脉冲上升沿；

（b）根据闪烁脉冲模型，使用脉冲下降沿产生的重建采样点重建闪烁脉冲下降沿。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述采样点选择模块（310）中选取重建采样点的具体原则为：

若脉冲触发的阈值电压个数N多于三个，则选择触发的最高阈值电压与最低阈值电压之间的、至少两个阈值电压所产生的采样点作为重建采样点；否则，选择全部被触发的阈值电压所述产生的采样点为重建采样点。

9.根据权利要求5、6或8所述的装置，其特征在于，所述的信息获取模块（400）包括脉冲时间信息获取模块（410），脉冲能量信息获取模块（420），脉冲位置信息获取模块（430）和脉冲余辉时间常数获取模块（440），其中，

所述脉冲时间信息获取模块（410）用于通过重建闪烁脉冲波形获取原始闪烁脉冲的时间信息；

所述脉冲能量信息获取模块（420）用于通过重建闪烁脉冲波形获取原始闪烁脉冲的能量信息；

所述脉冲位置信息获取模块（430）用于通过重建闪烁脉冲波形获取原始闪烁脉冲的位置信息；

所述脉冲余辉时间常数获取模块（440）用于通过重建闪烁脉冲波形获取原始闪烁脉冲的余辉时间常数。

10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述的信息获取模块（400）包括脉冲时间信息获取模块（410），脉冲能量信息获取模块（420），脉冲位置信息获取模块（430）和脉冲余辉时间常数获取模块（440），其中，

所述脉冲时间信息获取模块（410）用于通过重建闪烁脉冲波形获取原始闪烁脉冲的时间信息；

所述脉冲能量信息获取模块（420）用于通过重建闪烁脉冲波形获取原始闪烁脉冲的能量信息；

所述脉冲位置信息获取模块（430）用于通过重建闪烁脉冲波形获取原始闪烁脉冲的位置信息；

所述脉冲余辉时间常数获取模块（440）用于通过重建闪烁脉冲波形获取原始闪烁脉冲的余辉时间常数。