偶发同时计数推定方法以及偶发同时计数推定装置制造方法
【专利摘要】根据实施方式，偶发同时计数推定方法取得包含TOF信息的TOF列表模式计数数据，不使用TOF信息地将所取得的TOF列表模式计数数据转换成包含随机计数值的4D原始正弦图计数数据，为了生成4D插补正弦图计数数据，对4D原始正弦图计数数据进行插补，为了除去噪音，对4D插补正弦图计数数据使用低通滤波器，将使用低通滤波器得到的4D插补正弦图计数数据转换成使用滤波器得到的4D原始正弦图计数数据，对使用滤波器得到的4D原始正弦图计数数据有效地使用用于对湮没点进行滤波的TOF蒙片滤波器，从而根据使用滤波器得到的4D原始正弦图计数数据来生成5D?TOF原始正弦图计数数据。
【专利说明】偶发同时计数推定方法以及偶发同时计数推定装置
【技术领域】
[0001]本说明书所述的实施方式一般涉及由Y射线检测系统取得的飞行时间数据中的随机事件的推定。
【背景技术】
[0002]正电子放射断层摄影(Positron Emission Tomography:PET)是将正电子放射型的放射性医药品导入被检体内的核医学的I个领域。当放射性医药品衰变时，生成正电子。具体而言，通过多个正电子分别在作为正电子湮没事件而熟知的现象中与电子进行反应，生成沿着同时计数线大致向相反方向移动的同时发生对的Y光子。在同时计数时间内检测到的Y光子的对通常作为湮没事件由PET扫描仪来记录。
[0003]在飞行时间(time-of-flight:T0F)成像中，还测量检测同时发生对的各Y光子的同时计数间隔内的时间。飞行时间信息表示沿着同时计数线检测到的事件的位置。为了重建或者生成扫描对象的被检体或者被检物的图像，使用多个湮没事件的数据。在此，该图像的重建或者生成一般使用统计学(反复的)或者分析学重建算法来进行。
[0004]图1表示在三维检测器中放射的正电子以及测量的同时计数线(line-of-response:L0R)的经轴坐标和轴向坐标。坐标(xe, ye, ze)或者(se, te, ze)表示放射出的正电子的图像坐标。所测定的LOR的投影坐标能够通过由Z= (za+zb)/2表示的(S，Φ, z, Θ )表示，或者也可以包含T0F-L0R用的附加的维度t。
[0005]在PET中，根据同时计数窗口的有限宽度而产生偶发同时计数(随机)，偶发同时计数用于检测真正的同时计数。当在同时计数窗口内检测两个不存在相关关系的单一事件时，有可能这两个被错误地识别并记录为真正的同时计数事件。随机事件的比例与各检测器上的单一事件的比例以及同时计数窗口的尺寸成比例，由式(I)表示。
[0006]Cu=2 τ T1Tj ( I)
[0007]在此，Cu表示连结第i个检测器和第j个检测器的LOR上的偶发同时计数的计数率，表示第i个检测器和第j个检测器各自的单一计数事件的比例，τ是同时计数窗口的尺寸。
[0008]特别地，在三维PET扫描仪以及高放射能浓度中，偶发同时计数可能形成所记录的瞬发同时计数事件(包含真正的同时计数事件、分散同时计数事件、偶发同时计数事件)的大部分。从而，当没有合适地进行校正时，由于偶发同时计数事件，在重建的图像中可能
产生大量的定量误差。
[0009]因此，作为用于随机推定的最准确且一般使用的方法，能够列举出使用延迟同时计数窗口。延迟同时计数窗口能够从所记录的各个对事件中，除去2个单一事件的相关关系。延迟同时计数窗口通常使同时计数窗口的尺寸从数十到数百倍地延迟，因此2个所记录的单一事件来自I个湮灭的可能性极低。从而，在本方法中，只记录随机事件。
[0010]最近，为了通过由滤波器完全地除去无益于重建视野(field-of-view:F0V)的这些偶发同时计数，从而减少瞬发数据中的随机事件，设计有飞行时间蒙片(T0F蒙片)。在该处理中，通过在开始重建之前除去具有蒙片之外的TOF差的随机事件，从而能够通过列表模式重建以及更短的计算时间，得到更准确的重建图像。
[0011]在TOF列表模式重建中，随机事件与TOF信息一起由以下的方法推定。非TOF延迟列表模式数据最初进行重组插补在四维插补正弦图中，平滑化处理之后，反插补在四维原始正弦图中。在最终步骤中，通过将LOR计数均等地扩散到切线方向t的组距(bin)，考虑沿着LOR的半径方向的t的范围的差以及倾斜角，从而生成五维TOF原始正弦图。
[0012]现有技术文献
[0013]专利文献
[0014]专利文献1:日本特开平09-184885号公报
【发明内容】
[0015]本发明要解决的问题在于，提供一种能够对随机事件的推定使用TOF蒙片的偶发同时计数推定方法以及偶发同时计数推定装置。
[0016]根据一个实施方式，在正电子放射断层摄影列表模式数据中推定偶发同时计数的偶发同时计数推定方法包括:取得包含飞行时间(time-of-flight:T0F)信息的TOF列表模式计数数据；不使用上述TOF信息地将上述取得的TOF列表模式计数数据转换成包含偶发同时计数值的四维原始正弦图计数数据；为了生成四维插补正弦图计数数据而对上述四维原始正弦图计数数据进行插补；为了除去噪音而对上述四维插补正弦图计数数据使用低通滤波器；将使用上述低通滤波器得到的四维插补正弦图计数数据转换成使用滤波器得到的四维原始正弦图计数数据；以及通过处理装置对使用上述滤波器得到的四维原始正弦图计数数据有效地使用用于对湮没点进行滤波的TOF蒙片滤波器，从而根据使用上述滤波器得到的四维正弦图计数数据来生成五维TOF原始正弦图计数数据。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]如果参照以下的详细的说明与附图建立关联来考虑，则能够易于更完全地理解本发明和其附随的大量的优点。
[0018]图1表示PET成像装置的几何学配置的例子。
[0019]图2表示新的TOF蒙片的横截面图以及矢状面图。
[0020]图3A表示没有600mm的FOV、TOF蒙片，而进行随机原始正弦图仿真得到的GATEIEC幻象数据的(rad，t)图。
[0021]图3B表示具有600mm的F0V、T0F蒙片以及3 σ TOF,进行随机原始正弦图仿真而得到的GATE IEC幻象数据的(rad，t)图。
[0022]图4表示基于一个实施方式的PET中的随机现象的推定方法的流程图。
[0023]图5表示基于一个实施方式的PET系统的硬件。
【具体实施方式】
[0024]以下，针对本发明所涉及的实施方式的细节进行说明。在本发明中，如上所示，提供一种能够在偶发同时计数的推定中使用TOF蒙片的偶发同时计数推定方法以及偶发同时计数推定装置。即，如果对上述的以往技术的偶发同时计数推定(随机推定)使用TOF蒙片，则随机的分布伴随着导入椭圆形的TOF蒙片会发生变化，由此在视野(field-of-view:F0V)的中心区域收集的随机事件增加，在FOV的周边部收集的随机事件减少。此时，不能使用没有使用TOF蒙片的上述步骤。其理由是因为:(1)通过随机的平滑化步骤，s维度中的随机的分布发生变化，由此在反插补步骤中会产生推定误差。另外，(2)当使LOR计数均等地向各切线方向t的组距(bin)扩散时，以随机事件数沿着t维度均匀地分布为前提，因此当使用TOF蒙片时，其不适合。这样，随机事件在FOV的中心更多地收集，但是在TOF蒙片的圆形的周边部更少地收集。
[0025]因此，根据本发明所涉及的一个实施方式，提供一种在正电子放射断层摄影列表模式数据中推定随机事件的方法，该方法包含:(1)取得包含飞行时间(time-of-flight:TOF)信息的TOF列表模式计数数据的步骤；(2)不使用TOF信息地将所取得的TOF列表模式计数数据转换成包含随机计数值的四维(4D)原始正弦图计数数据的步骤；(3)为了生成4D插补正弦图计数数据，对4D原始正弦图计数数据进行插补的步骤；(4)为了除去噪音，对4D插补正弦图计数数据使用低通滤波器的步骤；(5)将使用低通滤波器得到的4D插补正弦图计数数据转换成使用滤波器得到的4D原始正弦图计数数据的步骤；以及(6)通过由处理装置，对使用滤波器得到的4D原始正弦图计数数据有效地使用用于对湮没点进行滤波的TOF蒙片滤波器，从而根据使用滤波器得到的4D原始正弦图计数数据来生成五维(5D) TOF原始正弦图计数数据的步骤。
[0026]在另一个实施方式中，TOF蒙片滤波器沿着同时计数线(I ine-of-response:L0R)，在重建视野外具有规定范围的滤波器区域。
[0027]在另一个实施方式中，生成步骤包含根据以下的公式对每个TOF组距(bin)t生成
5D tof原始正弦图计数数据
【权利要求】
1.一种偶发同时计数推定方法，在正电子放射断层摄影列表模式数据中推定偶发同时计数，其中，包含: 取得包含飞行时间即TOF信息的TOF列表模式计数数据； 不使用上述TOF信息地将上述取得的TOF列表模式计数数据转换成包含偶发同时计数值的四维原始正弦图计数数据； 为了生成四维插补正弦图计数数据，对上述四维原始正弦图计数数据进行插补； 为了除去噪音，对上述四维插补正弦图计数数据使用低通滤波器； 将使用上述低通滤波器得到的四维插补正弦图计数数据转换成使用滤波器得到的四维原始正弦图计数数据；以及 通过处理装置，对使用上述滤波器得到的四维原始正弦图计数数据有效地使用用于对湮没点进行滤波的TOF蒙片滤波器，从而根据使用上述滤波器得到的四维正弦图计数数据来生成五维TOF原始正弦图计数数据。
2.根据权利要求1所述的偶发同时计数推定方法，其中， 上述TOF蒙片滤波器沿着同时计数线即L0R，在重建视野外具有规定范围的滤波器区域。
3.根据权利要求1或2所述的偶发同时计数推定方法，其中， 当生成上述五维TOF原始正弦图计数数据时，根据以下的公式在每个TOF组距t生成五维TOF原始正弦图计数数据
4.根据权利要求1或2所述的偶发同时计数推定方法，其中， 在上述TOF列表模式计数数据的取得中，对每个同时测量事件取得具有数据排列{xa，za, xb, zb, ea, eb, tof }的TOF列表模式数据，xa、Xb是事件a和事件b各自的横截方向的入射闪烁体的编号，za、zb是事件a和事件b各自的轴方向的入射闪烁体的编号，ea、eb是事件a和事件b各自的能级，tof是事件a和事件b的到达时间的差。
5.根据权利要求1或2所述的偶发同时计数推定方法，其中， 使用延迟同时计数窗口法在上述四维原始正弦图计数数据内推定偶发同时计数值。
6.一种偶发同时计数推定装置，在正电子放射断层摄影列表模式数据中推定偶发同时计数，其中，具备存储器和处理装置， 上述存储器存储包含飞行时间即TOF信息的TOF列表模式计数数据； 上述处理装置被构成为: 不使用TOF信息地将上述取得的TOF列表模式计数数据转换成包含偶发同时计数值的四维原始正弦图计数数据； 为了生成四维插补正弦图计数数据，对上述四维原始正弦图计数数据进行插补； 为了除去噪音，对上述四维插补正弦图计数数据使用低通滤波器，将使用上述低通滤波器得到的四维插补正弦图计数数据转换成使用滤波器得到的四维原始正弦图计数数据；以及 对使用上述滤波器得到的四维原始正弦图计数数据，有效地使用用于对湮没点进行滤波的TOF蒙片滤波器，从而根据使用上述滤波器得到的四维正弦图计数数据来生成五维TOF原始正弦图计数数据。
7.根据权利要求6所述的偶发同时计数推定装置，其中， 上述TOF蒙片滤波器沿着同时计数线即L0R，在重建视野外具有规定范围的滤波器区域。
8.根据权利要求6或7所述的偶发同时计数推定装置，其中， 上述处理装置还构成为根据以下的公式在每个TOF组距t生成五维TOF原始正弦图计数数据
9.根据权利要求6或7所述的偶发同时计数推定装置，其中， 上述存储器对每个同时测量事件存储具有数据排列{xa，za, xb, zb, ea, eb, tof}的TOF列表模式数据，xa> xb是事件a和事件b各自的横截方向的入射闪烁体的编号，za、zb是事件a和事件b各自的轴方向的入射闪烁体的编号，ea、eb是事件a和事件b各自的能级，tof是事件a和事件b的到达时间的差。
10.根据权利要求6或7所述的偶发同时计数推定装置，其中， 上述处理装置还构成为使用延迟同时计数窗口法在上述四维原始正弦图计数数据内推定偶发同时计数值。
【文档编号】G01T1/161GK103890609SQ201380003466
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2013年5月9日 优先权日:2012年5月9日
【发明者】牛晓锋, 王文莉 申请人:株式会社东芝, 东芝医疗系统株式会社