近年来,随着都市生活节奏的加快和工作压力的不断增加,中国的癌症发病率不断增长,如果可以尽早的进行预防,癌症的发病率将大大降低。正电子发射型计算机断层扫描显像仪(Positron Emission Tomography,简称PET)是国内外公认的有效的无创性影像诊断的技术。采用加速器放射治疗对于患者来说,它对人体的器官组织具有辐射损伤轻微、疗程周期时间短、治愈率高等特点。目前,PET系统需要解决的主要问题是要优化成像系统、改善系统的灵敏度、提高图像分辨率,尽可能的减少观测带来的干扰。要想实现对正电子湮灭的精确定位,系统需要高精度的时间分辨率。飞行时间(Time-ofFlight,以下简称TOF)已经被证明能够解决上述问题。此外,对于飞行时间信息测量所使用的电路应该具有如下特点:结构简单、体积小等优点;可扩展性和重复编程的灵活性。本文选用Altera公司生产的CYCLONE III芯片。设计路线采用粗计数与细时间测量相结合的方法,其中粗时间颗粒的测量由二进制计数器实现,采用时间戳的方法可以有效避免时间游走的问题。细时间测量的实现采用加法器IP核构造进位链实现时间内插。利用加法器内部专用延迟路径可以获得很高的测试精度。相较于串口传输通信速率慢,实时性较差的弊端。本文采用USB2.0转为数据传输接口,快速地提高了数据传输速率,节省了大量的时间。通过码密度法和电缆延迟线法对时间测量结果进行了分析,分辨率优于50ps,测量精度为46ps,动态范围400ns。DNL在-1LSB~+1.5LSB,INL在-1.5LSB~+1.5LSB之间。