本發明涉及輻射探測，尤其涉及一種去除ecg信號漂移并輸出門控信號的裝置和方法。

背景技術：

1、pet(positron?emission?tomography，正電子發射斷層成像)是核醫學領域一項臨床診斷影像技術，其基本原理是將具有正電子放射性核素的示蹤劑注入生物體內，然后在體外探測正電子湮滅時發出的方向相反的511kev的γ射線的能量信息、時間信息和位置信息，最終通過統計重建湮滅事件的發生位置來確定病灶位置的三維成像無損檢測技術，具有靈敏度高、準確性好、可進行功能性成像等特點。

2、但是，胸腹部的pet/ct成像仍然受到呼吸運動(rm)和心臟收縮的顯著影響，導致重建后的圖像出現呼吸運動偽影。臨床上常見的避免呼吸運動偽影的方式有俯臥位掃描、屏氣掃描、4d-ct、無衰減校正重建、基于硬件設備和數據驅動的呼吸門控重建等。

3、減少心肺偽影的最古老和最直接的方法是將數據采集與心臟或呼吸周期同步，這個過程稱為門控或觸發。觸發是指，數據采集僅在檢測到所需的生理事件(r波、外周脈沖或特定水平的吸氣)后才開始。門控則是連續采集數據(不響應特定的心肺“觸發”事件)，同時記錄ekg、脈搏或呼吸水平，然后可以對數據進行重新排序、分組或與心肺循環的階段相關聯。

4、心電圖或外周脈搏傳感器可以檢測到心臟收縮。某些基于ekg觸發對于心臟成像是強制性的(并且通常建議用于下胸部的成像)。由于心臟收縮和脈搏波到達手指之間的漫長且不可預測的延遲，外周脈搏門控不能用于心臟成像。外周脈沖門控通常用于外周mra和電影csf掃描。

5、呼吸擴張可以通過使用胸帶、波紋管或墊子來檢測。對于“胸式呼吸器”，腰帶應該放在下胸部周圍，對于“腹部呼吸器”，應該放在中腹部周圍。常見的呼吸監控系統主要有：電阻抗ecg監控器測量胸腹部周圍電位的變化，溫度敏感監控系統測量呼吸過程中空氣對流與溫度的變化，肺活量計(spirometer)測量肺容積變化，實時位置監控系統跟蹤測量固定在患者胸部的紅外反射標志點的運動。

6、在這些基于硬件設備的門控技術中，原始信號的緩慢漂移對門控信號的獲取會產生很大影響。噪聲過大，則獲取門控信號的準確性會降低。以ecg信號為例，ecg信號包含多種類型的噪聲，基線漂移，電源干擾，emg噪聲和電極運動噪聲，基線漂移是一種頻率約為0.5～0.6hz的低頻噪聲，電源干擾的低頻噪聲是50～50hz，emg噪聲的頻率稍大于100hz，電極運動噪聲則需要被測者減少活動。

技術實現思路

1、要解決的技術問題

2、鑒于現有技術的上述缺點、不足，本發明提供一種去除ecg信號漂移并輸出門控信號的裝置和方法，其解決了如何提升pet/ct成像質量的技術問題。

3、技術方案

4、為了達到上述目的，本發明采用的主要技術方案包括：

5、第一方面，本發明提供一種去除ecg信號漂移并輸出門控信號的裝置，包括：

6、高通濾波器，從原始信號中去除直流成分和極低噪聲，得到第一信號；

7、第一放大器，對第一信號進行放大；

8、反饋回路，包括：低通濾波器、非線性處理器和第二放大器；低通濾波器，對放大的第一信號進行低頻成分提取；非線性處理器，對低頻成分進行非線性積分；第二放大器，對經過非線性積分的低頻成分進行放大，得到第二信號；

9、求和器，第一信號減去第二信號，得到第三信號；

10、第三放大器，對第三信號進行放大；

11、脈沖鑒別器，鑒別放大的第三信號中的有效脈沖信號，生成脈沖信號；

12、電平轉換器，對脈沖信號進行電平轉換，輸出門控信號。

13、可選地，所述反饋回路包括內部觸發的門控blr電路或帶直流伺服回路的blr電路。

14、可選地，所述內部觸發的門控blr電路在反饋回路的輸入信號小于預設值的情況下，將小于預設值的輸入信號反饋到主回路中。

15、可選地，所述帶直流伺服回路的blr電路中，所述低通濾波器為rc低通濾波器，非線性處理器為積分電路。

16、可選地，所述脈沖鑒別器包括cr-lr電路和高速比較電路，cr-lr電路和高速比較電路取與運算。

17、第二方面，本發明提供一種去除ecg信號漂移并輸出門控信號的方法，用于上述任一技術方案所述的裝置，所述方法包括：

18、從原始信號中去除直流成分和極低噪聲，得到第一信號；

19、對第一信號進行放大；

20、對放大的第一信號進行低頻成分提取；

21、對低頻成分進行非線性積分；

22、對經過非線性積分的低頻成分進行放大，得到第二信號；

23、第一信號減去第二信號，得到第三信號；

24、對第三信號進行放大；

25、鑒別放大的第三信號中的有效脈沖信號，生成脈沖信號；

26、對脈沖信號進行電平轉換，輸出門控信號。

27、第三方面，本發明提供一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，所述程序執行時實現上述第一方面中任一項所述一種去除ecg信號漂移并輸出門控信號的方法。

28、第四方面，本發明提供一種存儲設備，包括存儲介質和處理器，所述存儲介質存儲有計算機程序，所述程序被處理器執行時實現上述第一方面中任一項所述一種去除ecg信號漂移并輸出門控信號的方法。

29、有益效果

30、本發明的有益效果是：本發明的一種去除ecg信號漂移并輸出門控信號的裝置，對硬件門控設備的原始信號，如ecg信號，采用信號處理技術，去除大部分低頻噪聲的影響，并生成一個可靠的門控信號。應用此門控信號，使得pet/ct連續掃描獲得的數據的分組和排序更加合理和準確，顯著提高對有效脈沖信號的提取，并更加可靠和方便的與后端電路互聯，從而可有效提升pet/ct的成像質量。

技術特征：

1.一種去除ecg信號漂移并輸出門控信號的裝置，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的一種去除ecg信號漂移并輸出門控信號的裝置，其特征在于，所述反饋回路包括內部觸發的門控blr電路或帶直流伺服回路的blr電路。

3.根據權利要求2所述的一種去除ecg信號漂移并輸出門控信號的裝置，其特征在于，所述內部觸發的門控blr電路在反饋回路的輸入信號小于預設值的情況下，將小于預設值的輸入信號反饋到主回路中。

4.根據權利要求3所述的一種去除ecg信號漂移并輸出門控信號的裝置，其特征在于，所述帶直流伺服回路的blr電路中，所述低通濾波器為rc低通濾波器，非線性處理器為積分電路。

5.根據權利要求4所述的一種去除ecg信號漂移并輸出門控信號的裝置，其特征在于，所述脈沖鑒別器包括cr-lr電路和高速比較電路，cr-lr電路和高速比較電路取與運算。

6.一種去除ecg信號漂移并輸出門控信號的方法，其特征在于，用于如權利要求1至5中任一項所述的裝置，所述方法包括：

7.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執行時實現權利要求6所述一種去除ecg信號漂移并輸出門控信號的方法。

8.一種存儲設備，包括存儲介質和處理器，所述存儲介質存儲有計算機程序，其特征在于，所述處理器執行所述計算機程序時實現權利要求6所述一種去除ecg信號漂移并輸出門控信號的方法。

技術總結
本發明涉及一種去除ECG信號漂移并輸出門控信號的裝置和方法，該方法包括：高通濾波器，從原始信號中去除直流成分和極低噪聲得到第一信號；第一放大器，對第一信號進行放大；低通濾波器，對放大的第一信號進行低頻成分提取；非線性處理器，對低頻成分進行非線性積分；第二放大器，對經過非線性積分的低頻成分進行放大，得到第二信號；求和器，第一信號減去第二信號，得到第三信號；第三放大器，對第三信號進行放大；脈沖鑒別器，鑒別放大的第三信號中的有效脈沖信號，生成脈沖信號；電平轉換器，對脈沖信號進行電平轉換輸出門控信號。其有益效果是，顯著提高對有效脈沖信號的提取，并更加可靠和方便的與后端電路互聯，從而可有效提升PET/CT的成像質量。

技術研發人員：朱仁宗,吳和宇
受保護的技術使用者：賽諾聯合醫療科技（北京）有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28