正电子发射断层扫描仪深度效应校正方法及其系统的制作方法_2

文档序号:9605110阅读:来源:国知局
附图标记表示相同或类似的部分,因而 将省略对它们的重复描述。
[0039] 此外,所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施 方式中。在下面的描述中,提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理解。然 而,本领域技术人员将意识到,可以实践本发明的技术方案而省略所述特定细节中的一个 或更多,或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下,不详细示出或描述 公知结构、方法、装置、实现或者操作以避免喧宾夺主而使得本发明的各方面变得模糊。
[0040] 下述为本发明的方法实施方式,需要说明的是各方法实施方式中所示意的处理顺 序并不表明或限制这些处理的时间顺序。此外,易于理解的是,这些处理例如可以通过多个 模块同步或异步的执行。
[0041] 图2示出根据一示例实施方式的PET深度效应校正方法的流程图。如图2所示, 校正方法10包括:
[0042] 步骤S110,建立多层晶体L0R模型。
[0043] 步骤S120,获取PET探测器输出的实际符合事例数据。
[0044] 例如,在探测过程中,获得实际采用单层晶体探测器或较少晶体分层探测器的PET 输出的实际符合事例数据。
[0045] 步骤S130,根据多层晶体L0R模型,对从PET探测器获取的实际符合事例数据进行 扩展,生成扩展L0R数据。
[0046] 步骤S140,根据生成的扩展L0R数据,确定校正L0R数据。
[0047] 图3示出根据另一示例实施方式的PET深度效应校正方法的流程图。如图3所示, 校正方法20包括:
[0048] 步骤S210,获得多层晶体设计下的模拟符合事例数据。
[0049] 多层晶体设计下的模拟符合事例数据例如可以通过GATE软件模拟多层晶体PET 的输出而获得,或者也可以通过模拟实验获得,本发明不以此为限。模拟符合事例数据包括 所有符合事例的数据。一件模拟符合事例是指同一放射源发出的一对能量相同、方向相反 的入射γ光子作用于两个晶体。一件模拟符合事例的数据可以包括两个入射γ光子分别 作用的两个晶体的编号;此外,当探测器轴向上分为多个环时,还可以包括环号。
[0050] 步骤S220,根据模拟符合事例数据,建立多层晶体L0R模型。
[0051] 图4Α示出模拟径向上采用双层晶体PET探测器的结构示意图。对模拟符合事例 数据中的各模拟符合事例按照其中两个入射γ光子所作用的晶体和轴向的环号(如果探 测器有多个环)进行分类。对于环号和晶体编号(如图中的Β1和Β2)均相同的符合事例 进行统计,分别计算出图4Α中AB、AD、CB及⑶四种L0R的计数NAB、NAD、队8及Nm。之后统 计NAB、NAD、^及Nm之和Nw。再分别计算NAB、NAD、^及Nm占总数目NTcital的比例,从而 建立出双层晶体L0R模型,该模型例如可以以图表的形式呈现,但本发明不以此为限。假设 当前的环号为X,对于作用在晶体B1和B2上的双层晶体L0R模型如表1所示:
[0052] 表 1
[0053]
[0054] 其中PAB、PAD、PCB及PCD分别表示LORAB、AD、CB及CD的计数占总数目的比例。
[0055] 图4B示出模拟径向上采用三层晶体PET探测器的结构示意图。对模拟符合事例数 据中的各模拟符合事例按照其中两个入射γ光子所作用的晶体和轴向的环号(如果探测 器有多个环)进行分类。对于环号和晶体编号(如图中的Β1和Β2)均相同的符合事例进 行统计,分别计算图4Β中AB、AD、AF、CB、CD、CF、EB、ED及EF九种LOR的计数Nab、Nad、Naf、 1、队[)、1、^、1及1^。之后,统计Nab、Nad、Naf、Ncb、Ncd、Ncf、Neb、Ned 及nEF之和N Total°肉: 分别计算NAB、NAD、NAF、Nra、Nm、NCF、NEB、NED及NEF占总数目NTc]tal的比例,从而建立出三层晶体LOR模型。假设当前的环号为X,对于作用在晶体B1和B2上的双层晶体LOR模型如表2所 示:
[0056] 表 2
[0057]
[0058] 其中PAD、PAF、PCB、PCD、PCF、PEB、PED及PEF分别表不LORAB、AD、AF、CB、CD、CF、EB、ED 及EF的计数占总数目的比例。
[0059] 从上述可以看出,对于多层晶体PET,假设其晶体层数为m,则对于两个晶体,其可 能的L0R种类为m*m个。如双层晶体,L0R包括:AB、AD、CB及⑶四种;而对于三层晶体, L0R则包括:AB、AD、AF、CB、CD、CF、EB、ED及EF九种。在实际应用中,模拟的分层层数可由 实际需求而选取。
[0060] 图4D和图4E分别示出了分别在切向和轴向上模拟三层分层晶体的示意图,如图 4D和图4E所示,虽然其在晶体分层方向上与图4A和图4B中的不同,但原理是相同的。根 据上述径向上分层的说明,本领域技术人员均可了解如何根据上述生成多层晶体L0R模型 的方法,产生在切向或轴向上采用多层晶体的多层晶体L0R模型,因此此处不再赘述。
[0061] 步骤S230,获取PET探测器输出的实际符合事例数据。
[0062] 上述实际PET探测器例如可以为现有的采用单层晶体探测器的PET,也可以为采 用较少晶体分层探测器的PET。实际符合事例数据包括所有实际符合事例的数据。一件实 际符合事例是指PET探测器探测到的同一放射源发出的一对能量相同、方向相反的入射γ 光子作用于两个晶体。一件实际符合事例的数据例如可以包括两个γ光子所作用的晶体 的编号;而如果PET探测器采用多环结构,一件实际符合事例的数据还可以包括晶体的轴 向的环数信息等。此外,如果该PET采用较少晶体分层探测器,则实际符合事例数据还可以 包括分层数信息。
[0063] 在一些实施例中,当PET探测器输出的实际符合事例数据格式为ASCII格式时,还 需要对实际符合事例数据进行格式转换,例如将ASCII格式转换成二进制格式,本发明不 以此为限。
[0064] 步骤S240,根据多层晶体L0R模型,对从PET获取的实际符合事例数据进行扩展, 生成扩展L0R数据。
[0065] 以实际PET采用单层晶体,模拟双层晶体探测器为例说明如何对实际符合事例数 据进行扩展。图4C示出实际单层晶体PET探测器的结构示意图。对获得的实际符合事例数 据中的各实际符合事例,按两个γ入射光子所作用的晶体的编号(如图4C中的B1和B2) 和轴向上的环号(如果探测器有多个环)进行分类,然后对环号和所作用的晶体编号相同 的实际符合事例进行计算,统计LOR(即图4C中的AB)数目,得到实际LOR数目NTc]tal'。之 后按照表1所示的双层晶体L0R模型中的比例,将NTc]tal'分配为各种L0R的统计数目NAB'、 NAD'、Nra'及Nm',从而得到扩展LOR数据。
[0066] 而如果LOR模型为三层晶体,则可以按照表2将NTc]tal'分配为NAB'、NAD'、NAF'、NCB'、 NCD'、NCF'、NEB'、NED'和NEF'。对于四层、五层晶体等LOR模型,以此类推。
[0067] 此外,当PET探测器实际采用较少层数,例如两层时,可分别对每一层应用上述的 模拟,从而使实际采用较少层数的PET探测器可获得更精确的探测结果。步骤S250,根据生 成的扩展L0R数据,确定校正L0R数据。
[0068] 校正L0R数据例如可以为正弦直方图(sinogram)数据(简称sino数据),但本发 明不以此为限。
[0069] 在得到上述扩展L0R数据后,例如使用线性插值法将获得的扩展L0R数据存储到 实际PET探测器获得的sino数据中的最邻近L0R中,以更新sino数据,从而获得校正L0R 数据。
[0070] 在一些实施例中,如果扩展L0R数据非sino数据,则还需要将扩展L0R数据转换 为sino数据。
[0071 ] 在获得校正数据后,校正方法20还可以包括根据校正L0R数据,进行图像重建。例 如可以采用常规的图像重建方法进行图像重建。
[0072] 本发明提供的PET深度效应校正方法,相比于硬件采用多层晶体的方法更具有优 越性:
[0073] (1)因无需对现有PET的硬件进行替换,因此极大的降低了硬件成本;
[0074] (2)本发明方法可以较容易的实现探测器径向(或切向、轴向)上为二层、三层、四 层等多层晶体构造,而使用多层晶体硬件还受晶体材料的选择、各层晶体尺寸和排列方式、 各层晶体之间的连接方式、晶体表面设计、机械设计难度等的限制;
[0075] (3)硬件上在各层晶体交接处,光子损失非常严重,严重影响探测器灵敏度,而使 用本发明方法则不存在这种问题;
[0076] (4)相对于通过硬件对探测器进行改造,使用本发明方法进行D0I效应校正的软 件算法可移植性强,它可以根据实际情况模拟晶体具有不同分层数的情况,而使用硬件方 法则很难实现这一点。
[0077] 采用本发明的深度效应校正方法,对校正前后的重建图像结果进行比较
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