时间窗设置方法、装置、计算机设备和存储介质与流程

本申请涉及医学成像技术领域，特别是涉及一种时间窗设置方法、装置、计算机设备和存储介质。

背景技术：

正电子发射计算机断层扫描(positronemissiontomography，pet)是核医学发展的一项新技术，代表了当代最先进的无创伤性高品质影像诊断的新技术，是高水平核医学诊断的标志，也是现代医学必不可少的高技术。在进行pet扫描时，首先要在体内注射一定的标记有放射性核素的物质，此类放射性元素在体内衰变会放出正电子，正电子具有一定动能，以不稳定的状态存在，生命周期非常短，与生物体内组织碰撞时能量耗尽与组织内丰富的负电子相结合，以伽马光子的形式放出能量。伽马光子具有极强的穿透力，可以非常容易的穿透生物体，探测器接收到伽马光子，根据伽马光子的信息，通过计算能够得到电子发生湮灭的位置。

pet探测器最常见的结构为环形探测器结构，扫描物体位于环形探测器中央。体内湮灭位置的发射的两个方向相反的伽马光子穿透人体被相应的探测器接收到，如果两个伽马光子都被接收到，则两个接收光子的探测器之间形成一条连线，也就是响应线lor，记录一次符合事件。在判断符合事件时，会设置符合时间窗。符合时间窗是一个时间概念，伽马光子以光速传播，同时从体内穿透的光子时间应该相差无几，并且一个探测器探测到的伽马光子一定会在其方向相反的探测器位置接收到相应的另一伽马光子形成响应线。基于上述理论，当一个探测器探测到光子信号以后，会开启一个时间窗，在这段时间范围内若反方向的探测器野接收到光子，便认为这两个光子来源于同一湮灭事件，记录一次符合事件，超过时间窗没有接受到光子，则不进行记录。符合事件的判断是pet的核心原理和基本功能。

目前的现有技术中，通常是根据视野中最长的响应线来设定符合时间窗，但相对于较短的响应线来说，时间窗设置过大，进一步的导致符合事件记录错误，影响成像质量。

技术实现要素：

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够设置切合实际的时间窗提高成像质量的时间窗设置方法、装置、计算机设备和存储介质。

一种时间窗设置方法，所述方法包括：获取探测器单元接收的光子信息以及当前探测器单元的位置信息；根据所述光子信息以及位置信息确定所述光子对应的响应线信息；根据所述响应线信息设置不同窗宽的时间窗。

在其中一个实施例中，所述根据响应线信息设置不同宽窗的时间窗包括：根据所述响应线信息以及位置信息查找时间窗映射表，得到相应的时间窗宽；根据所述时间窗宽设置当前响应线信息对应的时间窗。

在其中一个实施例中，所述获取探测器单元接收的光子信息以及当前探测器单元的位置信息之前还包括：所述光子信息包括光子入射角度；根据所有探测器单元的位置信息以及所有光子入射角度，计算所有探测器单元上所有光子入射角度对应的响应线以及相应响应线的时间窗宽；根据所有探测器单元上所有光子入射角度对应的响应线和相应响应线的时间窗宽，生成时间窗映射表。

在其中一个实施例中，所述根据所有探测器单元的位置信息以及所有光子入射角度，计算所有探测器单元上所有光子入射角度对应的响应线以及相应响应线的时间窗宽包括：将当前探测器单元的位置信息作为第一位置信息；根据当前探测器单元的所述位置信息以及当前光子入射角度，获取同一湮灭光子对中的另一光子到达探测器单元的位置信息，并将其作为第二位置信息；将第一位置与第二位置的连线作为相应光子对的响应线；根据所述第一位置信息、第二位置信息、探测器腔体直径以及视野直径，计算相应响应线的时间窗宽。

在其中一个实施例中，所述根据所述第一位置信息、第二位置信息、探测器腔体直径以及视野直径，计算相应响应线的时间窗宽包括：根据所述第一位置信息、第二位置信息、探测器腔体直径以及视野直径，计算响应线在视野中的长度；根据所述响应线在视野中的长度以及光速，计算相应响应线的时间窗宽。

在其中一个实施例中，所述根据所述第一位置信息、第二位置信息、探测器腔体直径以及视野直径，计算相应响应线的时间窗宽包括：根据所述第一位置信息、第二位置信息、探测器腔体直径以及视野直径，计算响应线在视野中的长度；根据所述响应线在视野中的长度以及符合时间分辨率，计算相应响应线的时间窗宽。

在其中一个实施例中，所述根据所述第一位置信息、第二位置信息、探测器腔体直径以及视野直径，计算响应线在视野中的长度包括：根据所述第一位置信息以及第二位置信息，计算响应线长度；根据所述响应线长度、探测器腔体直径以及视野直径，计算响应线在视野中的长度。

一种时间窗设置装置，所述装置包括：获取模块，用于获取探测器单元接收的光子信息以及当前探测器单元的位置信息；计算模块，用于根据所述光子信息以及位置信息确定所述光子对应的响应线信息；设置模块，用于根据所述响应线信息设置不同窗宽的时间窗。

一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一种所述方法的步骤。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一种所述的方法的步骤。

上述时间窗设置方法、装置、计算机设备和存储介质，在pet扫描过程中，首先获取探测器单元接收的光子信息以及当前探测器单元的位置信息，再根据光子信息以及位置信息确定所述光子对应的响应线信息，最后根据响应线信息设置不同窗宽的时间窗。通过对不同的长度的响应线设置相应的时间窗，能够提高确定符合事件的准确度，进一步的能够条成像质量。

附图说明

图1为一个实施例中时间窗设置方法的流程示意图；

图2为一个实施例中计算湮灭位置的示意图；

图3为一个实施例中生成时间窗映射表的流程示意图；

图4为一个实施例中探测器以及视野中的响应线示意图。

图5为一个实施例中时间窗设置装置的结构框图；

图6为一个实施例中计算机设备的内部结构图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

正电子发射型计算机断层显像(positronemissioncomputedtomography，pet)，是核医学领域比较先进的临床检查影像技术。是将某种物质，一般是生物生命代谢中必须的物质，如：葡萄糖、蛋白质、核酸、脂肪酸，标记上短寿命的放射性核素(如18f，11c等)，注入人体后，放射性核素在衰变过程中释放出正电子，一个正电子在行进十分之几毫米到几毫米后遇到一个电子后发生湮灭，从而产生方向相反的一对能量为511kev的光子。这对光子，通过高度灵敏的照相机捕捉，并经计算机进行散射和随机信息的校正。经过对不同的正电子进行相同的分析处理，我们可以得到在生物体内聚集情况的三维图像，从而达到诊断的目的。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种时间窗设置方法，包括以下步骤：

步骤s102，获取探测器单元接收的光子信息以及当前探测器单元的位置信息。

具体地，正电子发射计算机断层扫描设备的探测器是由多个探测器单元排列组成。所有探测器单元均标注有相应的位置信息，其中，探测器单元的位置信息为探测器单元在整个探测器结构中的横纵坐标。在进行pet扫描时，放射性核素衰变产生的正电子与负电子碰撞发生湮灭之后，形成两个方向相反的光子，光子穿透人体被探测器单元接收。探测器单元接收到光子时所记录的信息为光子信息，其中，光子信息包括：光子位置、光子入射角度、光子能量以及光子运输时间。本实施例中当光子到达探测器单元时，首先获取接收光子的探测器单元的位置信息以及接收到的光子信息。

步骤s104，根据所述光子信息以及位置信息确定所述光子对应的响应线信息。

具体地，根据光子信息以及位置信息确定相应光子的响应线。根据当前接收光子的探测器单元的位置信息以及接收光子的入射角度信息，获取同一湮灭光子对中的另一光子到达探测器单元的位置信息，将接收一对光子对的两个探测器单元的位置信息进行连线，得到响应线信息。

步骤s106，根据所述响应线信息设置不同窗宽的时间窗。

具体地，根据所述响应线信息以及位置信息查找时间窗映射表，得到相应的时间窗宽。根据所述时间窗宽设置当前响应线信息对应的时间窗。其中，时间窗映射表为：探测器单元的位置信息和响应线信息与时间窗宽的映射关系。在确定了响应线信息之后，根据位置信息以及响应线信息，查找时间窗映射表，得到相应位置信息以及响应线信息对应的时间窗宽，再根据查找到的时间窗宽设置相应响应线的时间窗。对接收到的所有光子对应的响应线分别设置相应的时间窗，能够提高确定符合事件的准确度，进一步的能够提高成像质量。如图2所示，图2为一个实施例中计算湮灭位置的示意图。在确定符合事件之后，根据该符合事件的响应线确定湮灭事件位置。图2中探测器单元a和探测器单元b接收到发生湮灭后形成的方向相反的光子，根据光子信息中的光子运输时间以及光速，能够计算得到探测器单元a到湮灭事件位置的距离以及探测器单元b到湮灭事件位置的距离，再根据探测器单元a到湮灭事件位置的距离以及探测器单元b到湮灭事件位置的距离计算得到湮灭事件位置到响应线中点的位置。具体计算公式如下所示：

la＝ta*c

lb＝tb*c

其中，ta为探测器单元a接收到的光子的运输时间；tb为探测器单元b接收到的光子的运输时间；la为探测器单元a到湮灭事件位置的距离；lb为探测器单元b到湮灭事件位置的距离；c为光速。

在一个实施例中，如图3所示，提供了一种生成时间窗映射表的方法，包括以下步骤：

步骤s202，根据所有探测器单元的位置信息以及所有光子入射角度，计算所有探测器单元上所有光子入射角度对应的响应线以及相应响应线的时间窗宽。

具体地，在进行pet扫描设置各响应线的时间窗之前，首先需要预先设置时间窗映射表，其中，时间窗映射表为：探测器单元的位置信息和响应线信息与时间窗宽的映射关系。也就是在进行pet扫描之前，需要对所有的探测器单元以及所有光子入射角度计算响应线以及相应响应线的时间窗宽，再根据计算到的所有响应线的时间窗宽生成时间窗映射表。

在其中一个实施例中，以对一个固定探测器和一个固定入射角度计算时间窗宽进行举例说明。根据当前探测器单元的所述位置信息以及当前光子入射角度，获取同一湮灭光子对中的另一光子到达探测器单元的位置信息，并将其作为第二位置信息；将第一位置与第二位置的连线作为相应光子对的响应线；根据所述第一位置信息、第二位置信息、探测器腔体直径以及视野直径，计算相应响应线的时间窗宽。首先将当前探测器单元的位置信息作为第一位置信息，根据第一位置信息以及当前光子入射角度，获取发生湮灭后与当前光子对应的另一光子到达探测器单元的位置信息，并将该探测器单元的位置信息作为第二位置信息。将所述第一位置信息对应的第一位置和第二位置信息对应的第二位置进行连线，得到相应光子对的响应线。再根据所述第一位置信息、第二位置信息、探测器腔体直径以及视野直径，计算响应线在视野中的长度。更具体的，如图4所示，图4为一个实施例中探测器以及视野中的响应线示意图。其中d为探测器腔体直径；d′为视野直径；l′为响应线在视野中的长度；l为响应线长度；θ为光子入射角度。首先根据所述第一位置信息以及第二位置信息，计算响应线长度；其中，第一位置信息以及第二位置信息为探测器单元在整个探测器结构中的横纵坐标。再根据响应线长度、探测器腔体直径以及视野直径，计算响应线在视野中的长度。探测器腔体直径为环形探测器形成的圆柱形腔体的直径，视野直径为成像视野形成的圆柱形空间的直径。最后根据所述响应线在视野中的长度以及光速，计算相应位置信息和光子入射角度对应的时间窗宽。其中，时间窗宽的具体计算公式为：

其中，(xi，yi)(xj，yj)为两探测器单元的位置信息；d为探测器腔体直径；d′为视野直径；l′为响应线在视野中的长度；l为响应线长度；ctw为时间窗宽；c为光速。

在其中一个实施例中，据所述第一位置信息、第二位置信息、探测器腔体直径以及视野直径，计算响应线在视野中的长度；根据所述响应线在视野中的长度以及符合时间分辨率，计算相应位置信息和光子入射角度对应的时间窗宽。其中，时间窗宽的具体计算公式为：

其中，(xi，yi)(xj，yj)为两探测器单元的位置信息；d为探测器腔体直径；d′为视野直径；l′为响应线在视野中的长度；l为响应线长度；ctw为时间窗宽；σ为符合时间分辨率；c为光速。

步骤s204，根据所有探测器单元上所有光子入射角度对应的响应线和相应响应线的时间窗宽，生成时间窗映射表。

在其中一个实施例中，时间窗宽的公式可以直接应用于pet扫描中，也就是在pet进行扫描时，获取探测器单元接收的光子信息以及当前探测器单元的位置信息，根据接收到的光子信息以及当前探测器单元的位置信息，获取同一湮灭光子对中的另一光子到达探测器单元的位置信息。根据两个光子到达探测器时的光子信息、探测器腔体直径以及视野直径，计算相应位置信息和光子入射角度对应的时间窗宽。根据计算得到的时间窗宽设置当前响应线的时间窗。

上述时间窗设置方法，在pet扫描过程中，首先获取探测器单元接收的光子信息以及当前探测器单元的位置信息，再根据光子信息以及位置信息确定所述光子对应的响应线信息，最后根据响应线信息设置不同窗宽的时间窗。通过对不同的长度的响应线设置相应的时间窗，能够提高确定符合事件的准确度，进一步的能够提高成像质量。

应该理解的是，虽然图1以及图3的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1以及图3中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在一个实施例中，如图5所示，提供了一种时间窗设置装置，包括：获取模块100、计算模块200以及设置模块300，其中：

获取模块100，用于获取探测器单元接收的光子信息以及当前探测器单元的位置信息。

计算模块200，用于根据所述光子信息以及位置信息确定所述光子对应的响应线信息。

设置模块300，用于根据所述响应线信息设置不同窗宽的时间窗。

设置模块300还包括查找单元以及设置单元。

查找单元，用于根据所述响应线信息以及位置信息查找时间窗映射表，得到相应的时间窗宽。

设置单元，用于根据所述时间窗宽设置当前响应线信息对应的时间窗。

计算模块200，还根据所有探测器单元的位置信息以及所有光子入射角度，计算所有探测器单元上所有光子入射角度对应的响应线以及相应响应线的时间窗宽；根据所有探测器单元上所有光子入射角度对应的响应线和相应响应线的时间窗宽，生成时间窗映射表。

计算模块，还用于根据当前探测器单元的所述位置信息以及当前光子入射角度，获取同一湮灭光子对中的另一光子到达探测器单元的位置信息，并将其作为第二位置信息；将第一位置与第二位置的连线作为相应光子对的响应线；根据所述第一位置信息、第二位置信息、探测器腔体直径以及视野直径，计算相应响应线的时间窗宽。

计算模块，还用于根据所述第一位置信息、第二位置信息、探测器腔体直径以及视野直径，计算响应线在视野中的长度；根据所述响应线在视野中的长度以及光速，计算相应响应线的时间窗宽。

计算模块，还用于根据所述第一位置信息、第二位置信息、探测器腔体直径以及视野直径，计算响应线在视野中的长度；根据所述响应线在视野中的长度以及符合时间分辨率，计算相应响应线的时间窗宽。

计算模块，还用于根据所述第一位置信息以及第二位置信息，计算响应线长度；根据所述响应线长度、探测器腔体直径以及视野直径，计算响应线在视野中的长度。

关于时间窗设置装置的具体限定可以参见上文中对于时间窗设置方法的限定，在此不再赘述。上述时间窗设置装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图6所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种时间窗设置方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

本领域技术人员可以理解，图6中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：

获取探测器单元接收的光子信息以及当前探测器单元的位置信息；根据所述光子信息以及位置信息确定所述光子对应的响应线信息；根据所述响应线信息设置不同窗宽的时间窗。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：

根据所述响应线信息以及位置信息查找时间窗映射表，得到相应的时间窗宽；根据所述时间窗宽设置当前响应线信息对应的时间窗。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：

根据所有探测器单元的位置信息以及所有光子入射角度，计算所有探测器单元上所有光子入射角度对应的响应线以及相应响应线的时间窗宽；根据所有探测器单元上所有光子入射角度对应的响应线和相应响应线的时间窗宽，生成时间窗映射表。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：

根据当前探测器单元的所述位置信息以及当前光子入射角度，获取同一湮灭光子对中的另一光子到达探测器单元的位置信息，并将其作为第二位置信息；将第一位置与第二位置的连线作为相应光子对的响应线；根据所述第一位置信息、第二位置信息、探测器腔体直径以及视野直径，计算相应响应线的时间窗宽。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：

根据所述第一位置信息、第二位置信息、探测器腔体直径以及视野直径，计算响应线在视野中的长度；根据所述响应线在视野中的长度以及光速，计算相应响应线的时间窗宽。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：

根据所述第一位置信息、第二位置信息、探测器腔体直径以及视野直径，计算响应线在视野中的长度；根据所述响应线在视野中的长度以及符合时间分辨率，计算相应响应线的时间窗宽。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：

根据所述第一位置信息以及第二位置信息，计算响应线长度；根据所述响应线长度、探测器腔体直径以及视野直径，计算响应线在视野中的长度。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

获取探测器单元接收的光子信息以及当前探测器单元的位置信息；根据所述光子信息以及位置信息确定所述光子对应的响应线信息；根据所述响应线信息设置不同窗宽的时间窗。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：

根据所述响应线信息以及位置信息查找时间窗映射表，得到相应的时间窗宽；根据所述时间窗宽设置当前响应线信息对应的时间窗。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：

根据所有探测器单元的位置信息以及所有光子入射角度，计算所有探测器单元上所有光子入射角度对应的响应线以及相应响应线的时间窗宽；根据所有探测器单元上所有光子入射角度对应的响应线和相应响应线的时间窗宽，生成时间窗映射表。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：

根据当前探测器单元的所述位置信息以及当前光子入射角度，获取同一湮灭光子对中的另一光子到达探测器单元的位置信息，并将其作为第二位置信息；将第一位置与第二位置的连线作为相应光子对的响应线；根据所述第一位置信息、第二位置信息、探测器腔体直径以及视野直径，计算相应响应线的时间窗宽。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：

根据所述第一位置信息、第二位置信息、探测器腔体直径以及视野直径，计算响应线在视野中的长度；根据所述响应线在视野中的长度以及光速，计算相应响应线的时间窗宽。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：

根据所述第一位置信息、第二位置信息、探测器腔体直径以及视野直径，计算响应线在视野中的长度；根据所述响应线在视野中的长度以及符合时间分辨率，计算相应响应线的时间窗宽。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：

根据所述第一位置信息以及第二位置信息，计算响应线长度；根据所述响应线长度、探测器腔体直径以及视野直径，计算响应线在视野中的长度。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(ram)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram以多种形式可得，诸如静态ram(sram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据率sdram(ddrsdram)、增强型sdram(esdram)、同步链路(synchlink)dram(sldram)、存储器总线(rambus)直接ram(rdram)、直接存储器总线动态ram(drdram)、以及存储器总线动态ram(rdram)等。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。