一种数字pet的时间校正方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及辐射探测成像技术领域，具体涉及一种数字PET的时间校正方法及系 统。
【背景技术】
[0002] 正电子发射断层成像（PositronEmissionTomography，以下简称PET)是一种 非侵入式的造影方法。它是通过探测标记于分子探针上的正电子放射性核素衰变产生 的Y光子，获得其能量、位置和时间信息，然后运用湮灭符合技术，得到湮灭事件所在响 应线的位置，并采用二维或三维断层重建算法获得正电子核素在生物体中的分布，从而 在体外观测生物体内的生理和生化过程，见现有技术[1](参见MichaelE.Phelps,PET Physics,Instrument,andScanners,Springer, 2006)〇
[0003] 符合时间分辨率是评估PET系统性能的一个关键指标，它表征了PET系统在探测 符合事件时的时间响应波动特性。优秀的符合时间分辨率有助于设置更小的时间窗，剔除 更多的随机符合事件，获得更好的噪声等效计数率，从而提高成像质量和信噪比。然而，在 实际的PET系统中，探测器环通常包含有成千上万的探测单元，在数据采集与处理过程中 每个探测单元都不可避免的会受到多种物理因素的影响而使系统符合时间分辨率指标严 重恶化，如图1所示，其中（a)为理想情况下的符合时间谱示意图，（b)为实际情况下的符 合时间谱示意图。
[0004] 通常的时间校正方法有直接测量法和间接计算法。直接测量法广泛地应用于传统 PET系统中，典型的有棒源扫描法和时间校准探针法。现有技术[2](WilliamsJ，LuoD，K. LM,etal.Crystal-basedcoincidencetimingcalibrationmethod[P],UnitedStates Patent7030382,Apr.，2006.)中，棒源扫描法是利用透射扫描时使用的棒源进行的，但该 方法由于引入了飞行时间误差导致校正精度不高，另外随着以PET/CT为代表的多模医学 影像设备的出现，CT取代了传统的透射扫描来进行衰减校正而使该方法的应用受到了极大 挑战。现有技术[3](ThompsonC,CambordeML,CaseyM.Acentralpositronsourceto performthetimingalignmentofdetectorsinaPETscanner[J].IEEETrans.Nucl. Sci.，2005, 52 (5) : 1300 - 1304.)中，时间校准探针法则相当于给每个待校正单元提供了统 一的时间校准参考源，即时间校准探针，每次校正时需将其放入到成像区域中心，并连接到 该成像设备的数据采集通道上进行数据采集，能够达到较好的校正精度，但该方法是在增 加时间校准探针的情况下进行的，校正精度极大依赖于探针本身和成像设备数据采集通道 性能，且需占用成像设备的数据采集通道、易受本地辐射噪声影响，校正时间较长。
[0005] 相对于直接测量法，间接计算法正越来越多的应用于新型小动物PET系统中。它 是通过对测量得到的符合事件进行数据分析、模型抽象和特征量优化的时间校正方法。无 论是将时间校正问题转化为求解线性方程组最小二乘解问题的方法，见现有技术[4](参 见ParkSJ,SouthekalS,PurschkeM,etal.Digitalcoincidenceprocessingforthe RatCAPconsciousratbrainPETscanner[J].IEEETrans.Nucl.Sci. , 2008, 55 (I) :510- 515.)，还是将时间校正问题转化为凸优化问题的方法，见现有技术[5](ReynoldsP DjOlcottPjPratxG,etal.Convexoptimizationofcoincidencetimeresolutionfor ahigh-resolutionPETsystem[J].IEEETrans.Med.Imaging，2011，30 (2) :391 - 400.)，虽 然都能够达到较好的校正精度，但是它们都是将所有响应线或者所有符合事件纳入到计算 范畴，这就导致了在大量符合数据情况下时间校正极高的计算复杂度。
【发明内容】
[0006] 有鉴于此，本发明要解决的技术问题是提供一种数字PET的时间校正方法及系 统，通过降维大大降低了计算复杂度，加快了校正效率。
[0007] 为解决上述技术问题，本发明具体步骤如下：
[0008] 步骤一、获取各探测器模组生成的列表式数据，并对所述列表式数据进行能量筛 选，剔除散射符合事件，形成用于时间校正的原始数据集；
[0009] 步骤二、利用所述原始数据集进行时间符合判断，计算得到每条响应线两端探测 单元的通道时延差Atu，同时获得每条响应线上的符合事件数\j;其中，i和j分别为响 应线两端探测单元的编号，i和j的取值范围为1~n，n为探测单元总数，且i辛j;所述 探测单元为模组级探测单元或晶体条级探测单元；
[0010] 接着，利用计算得到的响应线两端探测单元的通道时延差Atu，构建探测单元的 通道时延方程组：
【主权项】
1. 一种数字PET的时间校正方法，其特征在于，包括： 步骤一、获取各探测器模组生成的列表式数据，并对所述列表式数据进行能量筛选，剔 除散射符合事件，形成用于时间校正的原始数据集； 步骤二、利用所述原始数据集进行时间符合判断，计算得到每条响应线两端探测单元 的通道时延差Λ同时获得每条响应线上的符合事件数\j;其中，i和j分别为响应线 两端探测单元的编号，i和j的取值范围为1~η，η为探测单元总数，且i辛j ;所述探测 单元为模组级探测单元或晶体条级探测单元； 接着，利用计算得到的响应线两端探测单元的通道时延差△ 构建探测单元的通道 时延方程组：
其中，h为第i个探测单元的通道时延量； 将式⑴表示为式（2): 艮P，A · X = Δ tL0K (2) 步骤三、利用步骤二获得的每条响应线上的符合事件数，计算每条响应线上的符合 B 事件数占所述原始数据集总符合事件数的权重一，权重Wu越大即表征相应 的响应线对时间分辨