確定pet飛行時間的方法和裝置制造方法
【專利摘要】一種確定PET飛行時間的方法和裝置。所述飛行時間是指同一湮滅事件所產(chǎn)生的光子對到達探測器的時間差。所述確定PET飛行時間的方法，包括：篩選與所述湮滅事件所產(chǎn)生的第一光子配對的第二光子，其中，所述第二光子的落點位置位于與所述第一光子的落點位置對應(yīng)的過濾窗內(nèi)，所述過濾窗與所述第一光子的落點關(guān)于探測器軸向中心線對稱；由所述第一光子及其配對的第二光子落在探測器上的時間信息，獲得所述第一光子和所述第二光子落在探測器上的時間差。本發(fā)明技術(shù)方案可以使得計算PET飛行時間計算結(jié)果準確、穩(wěn)定，且計算量減少；同時提高探測器運行狀態(tài)檢測結(jié)果的準確性和穩(wěn)定性。
【專利說明】確定PET飛行時間的方法和裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)療成像領(lǐng)域，尤其涉及一種確定PET飛行時間的方法和裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著PET (Positron Emiss1n Tomography,正電子發(fā)射斷層攝影)成像技術(shù)的發(fā)展，PET掃描設(shè)備在醫(yī)療領(lǐng)域已得到了廣泛的應(yīng)用。PET掃描設(shè)備是一種先進的醫(yī)療診斷成像設(shè)備，已成為腫瘤、心、腦疾病診斷與病理研究中不可缺少的重要設(shè)備。在PET掃描中，首先對患者注射放射性藥物，所述放射性藥物是由放射性核素(如nC，15N, 150,18F等)與葡萄糖、膽堿、乙酸等人體代謝所需的化合物合成的示蹤劑，這些放射性核素將質(zhì)子轉(zhuǎn)化成中子，并釋放出正電子和微中子。正電子的質(zhì)量與電子相等，正電子的電量與電子的電量相同，只是符號相反。這種正電子在人體組織中運行很短距離后，即與周圍物質(zhì)中的電子相互作用，發(fā)生湮滅輻射，發(fā)射出方向相反、能量相等(511keV)的兩個Y光子，對這些高穿透性的Y光子進行符合探測，并用分析或統(tǒng)計的方法重建湮滅事件發(fā)生的位置構(gòu)成了 PET的基礎(chǔ)。
[0003]將TOF (Time Of Flight,飛行時間)技術(shù)應(yīng)用在PET上，是對常規(guī)PET成像技術(shù)的進一步改進。由于光子的傳輸是以光速進行的，正電子發(fā)生湮滅的位置不同，則同一湮滅事件所產(chǎn)生的光子對到達探測器的時間是不同的，TOF技術(shù)通過測量光子對的兩個Y光子到達探測器環(huán)的時間差，可以根據(jù)光速估計出湮滅事件在由符合探測所確定的符合線上的大致位置，因此能夠直接確定放射性核素(示蹤劑)在臟器、組織中的分布，明顯提供采集靈敏度和圖像分辨率。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)計算PET飛行時間常用方法主要是獲取每對光子到達探測器的時間，由每對光子到達探測器的時間差建立直方圖，再以半高全寬為標準來衡量時間差的解析度。在現(xiàn)有的技術(shù)環(huán)境下，計算、檢測TOF將耗費巨大的計算量，同時對掃描儀的識別精度也有較高的要求，而且TOF的檢測準確度和檢測效率都存在問題。
[0005]所以，如何能簡便、準確、穩(wěn)定的地確定PET飛行時間，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)難題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明解決的問題是現(xiàn)有技術(shù)確定PET飛行時間時，計算方法復(fù)雜，計算量大，且PET掃描設(shè)備在日常質(zhì)控中存在的檢測準確度低、效率低的問題。。
[0007]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種確定PET飛行時間的方法，所述飛行時間是指同一湮滅事件所產(chǎn)生的光子對到達探測器的時間差，包括:篩選與所述湮滅事件所產(chǎn)生的第一光子配對的第二光子，其中，所述第二光子的落點位置位于與所述第一光子的落點位置對應(yīng)的過濾窗內(nèi)，所述過濾窗與所述第一光子的落點關(guān)于探測器軸向中心線對稱；由所述第一光子及其配對的第二光子落在探測器上的時間信息，獲得所述第一光子和所述第二光子落在探測器上的時間差。
[0008]可選的，所述過濾窗的尺度由探測器環(huán)數(shù)以及所述探測器晶體數(shù)目確定。
[0009]可選的，對于112環(huán)且晶體數(shù)目為112x1152的探測器，所述過濾窗在軸向上的尺度為11個晶體的寬度，在探測器圓周方向上的尺度為11個晶體的寬度。
[0010]可選的，所述篩選與所述湮滅事件所產(chǎn)生的第一光子配對的第二光子包括:確定所述第一光子的落點在探測器軸向上的投影點為第一投影點，待篩選的光子的落點在探測器軸向上的投影點為第二投影點；確定所述第一光子的落點在探測器圓周方向上的投影點為第三投影點，所述待篩選的光子的落點在探測器圓周方向上的投影點為第四投影點；判斷是否第一投影點和第二投影點之間的距離小于或等于第一閾值且第三投影點的對稱點和第四投影點之間的較短圓弧的長度小于或等于第二閾值，所述第三投影點的對稱點與所述第三投影點關(guān)于所述探測器圓周中心對稱，所述第一閾值和第二閾值關(guān)聯(lián)于所述過濾窗的尺度；若是則確定所述待篩選的光子為與所述第一光子配對的第二光子，若否則所述待篩選的光子與所述第一光子不屬于同一湮滅事件所產(chǎn)生的光子對。
[0011]可選的，所述過濾窗在探測器軸向上的尺度為m個晶體的寬度，在探測器圓周方向上的尺度為η個晶體的寬度，m、η為奇數(shù),則所述第一閾值為(m_l)/2個晶體的寬度,所述第二閾值為(n_l)/2個晶體的寬度。
[0012]可選的，所述確定PET飛行時間的方法還包括:基于所述過濾窗篩選探測器一晶體位置處所有配對的光子對；由所述配對的光子對到達探測器的時間差和配對的光子對的數(shù)目，獲得所述晶體位置的平均時間差。



sum.、
[0013]可選的，所述晶體位置的平均時間差是由如下計算公式獲得:7 —Ι? # _ 其
tJ —，




sum
中，j為探測器的晶體位置的索引值，i為晶體位置j處的配對光子對的索引值，&表示晶體位置j處的平均時間差，為晶體位置j處的第i對配對光子中第一光子落在探測器晶體位置j處的時間信息，\為晶體位置j處的第i對配對光子中第二個光子落在探測器的時間信息，sum為晶體位置j處所有配對光子對的總的數(shù)目。
[0014]可選的，所述確定PET飛行時間的方法還包括:由所述晶體位置的位置信息和所述晶體位置的平均時間差評估所述探測器的運行狀態(tài)。
[0015]一種確定PET飛行時間的裝置，所述飛行時間是指同一湮滅事件所產(chǎn)生的光子對到達探測器的時間差，包括:篩選單元，用于篩選與所述湮滅事件所產(chǎn)生的第一光子配對的第二光子，其中，所述第二光子的落點位置位于與所述第一光子的落點位置對應(yīng)的過濾窗內(nèi)，所述過濾窗與所述第一光子的落點關(guān)于探測器軸向中心線對稱；獲取時間差單元，由所述第一光子及其配對的第二光子落在探測器上的時間信息，獲得所述第一光子和所述第二光子落在探測器上的時間差。
[0016]可選的，所述篩選單元還包括:第一確定單元，用于確定所述第一光子的落點在探測器軸向上的投影點為第一投影點，待篩選的光子的落點在探測器軸向上的投影點為第二投影點；第二確定單元，用于確定所述第一光子的落點在探測器圓周方向上的投影點為第三投影點，所述待篩選的光子的落點在探測器圓周方向上的投影點為第四投影點；判斷單元，用于判斷所述第一確定單元所確定的第一投影點和第二投影點之間的距離是否小于或等于第一閾值且所述第二確定單元所確定的第三投影點的對稱點和第四投影點之間的較短圓弧的長度是否小于或等于第二閾值，所述第三投影點的對稱點與所述第三投影點關(guān)于所述探測器圓周中心對稱，所述第一閾值和第二閾值關(guān)聯(lián)于所述過濾窗的尺度；配對單元，用于在所述判斷單元的判斷結(jié)果為是，則確定所述待篩選的光子為與所述第一光子配對的第二光子，否則所述待篩選的光子與所述第一光子不屬于同一湮滅事件所產(chǎn)生的光子對。
[0017]可選的，所述確定PET飛行時間的裝置還包括:獲取單元，用于基于所述過濾窗篩選探測器一晶體位置處所有配對的光子對；平均時間差計算單元，由所述配對的光子對到達探測器的時間差和配對的光子對的數(shù)目，獲得所述晶體位置的平均時間差。
[0018]可選的，所述確定PET飛行時間的裝置還包括:評估單元，用于由所述晶體位置的位置信息和所述晶體位置的平均時間差評估所述探測器的運行狀態(tài)。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點:
[0020]對于確定PET飛行時間，本發(fā)明技術(shù)方案采用過濾窗篩選出同一湮滅事件所產(chǎn)生的配對光子對，可以過濾掉很多不屬于同一湮滅事件所產(chǎn)生的光子對，所以計算PET飛行時間時，可以過濾掉許多由不屬于同一湮滅事件所產(chǎn)生的光子對所導(dǎo)致錯誤的時間差信息數(shù)據(jù)，使得計算PET飛行時間的計算量減小。
[0021]所述過濾窗由探測器環(huán)數(shù)以及所述探測器晶體數(shù)目確定，使得檢測準確度和效率提聞。
[0022]通過計算探測器晶體位置處的平均時間差確定PET的飛行時間，使得計算PET飛行時間的結(jié)果準確、穩(wěn)定。
[0023]通過所述探測器晶體的位置信息和所述晶體位置的平均時間差來評估所述探測器的運行狀態(tài)，由于計算PET飛行時間的計算量的減小，可以有效提高檢測探測器運行狀態(tài)的檢測效率；同時由于采取時間差平均值的方法，較大提高探測器運行狀態(tài)的檢測結(jié)果的準確性和穩(wěn)定性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明技術(shù)方案確定PET飛行時間的方法流程示意圖；
[0025]圖2是本發(fā)明技術(shù)方案提供的光子對落入探測器的位置示意圖；
[0026]圖3是本發(fā)明一實施例提供的確定PET飛行時間的方法流程示意圖；
[0027]圖4A和圖4B是本發(fā)明實施例提供的光子對的投影點位置在探測器軸向和圓周方向上的位置示意圖；
[0028]圖5是本發(fā)明一實施例計算探測器晶體位置的平均時間差的流程示意圖；
[0029]圖6是本發(fā)明實施例提供的確定PET飛行時間的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0030]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】做詳細的說明。在以下描述中闡述了具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以多種不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣。因此本發(fā)明不受下面公開的【具體實施方式】的限制。
[0031]圖1是本發(fā)明技術(shù)方案確定PET飛行時間的方法流程示意圖，包括以下步驟:
[0032]步驟SI，篩選與所述湮滅事件所產(chǎn)生的第一光子配對的第二光子，其中，所述第二光子的落點位置位于與所述第一光子的落點位置對應(yīng)的過濾窗內(nèi)，所述過濾窗與所述第一光子的落點關(guān)于探測器軸向中心線對稱。
[0033]其中，過濾窗的尺度如果太大，容易造成過多不屬于同一次湮滅事件的光子對劃歸為同一次湮滅事件，從而影響到最終飛行時間計算的準確性；若過濾窗的尺度太小，易造成過多屬于同一湮滅事件的光子對被排除在統(tǒng)計計算以外，同樣會影響到計算結(jié)果的準確性。在本發(fā)明實施例中，所述過濾窗的尺度由探測器環(huán)數(shù)以及所述探測器晶體數(shù)目確定。
[0034]圖2是本發(fā)明技術(shù)方案提供的光子對落入探測器的位置示意圖，如圖2所示，當湮滅事件所產(chǎn)生的光子P1、P2到達探測器時，根據(jù)所述光子pl、p2落在所述探測器的位置來判斷所述光子PU P2是否是同一湮滅事件所產(chǎn)生的配對光子對。
[0035]為了敘述方便，在本發(fā)明的實施例中，將由同一湮滅事件所產(chǎn)生的光子對稱為配對光子對，所述配對光子對含有第一光子和第二光子。
[0036]請參考圖2，將pi作為湮滅事件所產(chǎn)生的第一光子，如果光子p2的落點位置位于與所述第一光子Pl的落點位置對應(yīng)的過濾窗內(nèi)，則判斷光子P2和所述第一光子pi是配對光子對，即光子P2為同一湮滅事件所產(chǎn)生的第一光子pi所配對的第二光子，將所述配對光子對的第一光子Pl和第二光子P2用于計算PET飛行時間；如果光子p2的落點位置不在所述第一光子Pl的落點位置對應(yīng)的過濾窗內(nèi)，則判斷光子P2和所述第一光子pi不是配對的光子對，丟棄光子pl、p2的信息，光子pl、p2的信息不參與計算PET飛行時間，在本發(fā)明的實施例中，如圖2所示，光子p2落在過濾窗內(nèi)，則確定光子p2為所述第一光子pi配對的第二光子。
[0037]所述過濾窗的中心位置可以由所述第一光子pi的落點位置與所述第一光子pi所在的與探測器軸向a所垂直的橫截面的圓周的中心點ο的連線確定，如圖2所示，以所述第一光子Pl的落點與所述第一光子Pl所在的圓周的中心點ο的連線與圓周的交點P3作為所述過濾窗的中心點。
[0038]所述過濾窗與所述第一光子pi的位置關(guān)于探測器軸向中心線對稱。所述過濾窗位置的確定可以采用其它方法進行確定，在此不做太多的限定。
[0039]步驟S2，由所述第一光子及其配對的第二光子落在探測器上的時間信息，獲得所述第一光子和所述第二光子落在探測器上的時間差。
[0040]通過步驟SI篩選出同一湮滅事件所產(chǎn)生的第一光子Pl和與所述第一光子Pl配對的第二光子P2，由第一光子pi以及第二光子p2落在探測器上的時間信息，獲得配對光子對的光子Pl和光子P2的時間差。
[0041]所述配對光子對落在探測器上的時間信息以及位置信息可以在發(fā)生湮滅事件時，由探測器相關(guān)硬件將由所述湮滅事件所產(chǎn)生的光子落在探測器上的時間信息和位置信息記錄在相關(guān)存儲設(shè)備上，在使用過濾窗篩選配對光子對時根據(jù)存儲設(shè)備上的光子的時間信息和位置信息進行篩選。
[0042]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明技術(shù)方案進行進一步的說明。
[0043]在本發(fā)明的實施例中，采用探測器環(huán)數(shù)為112環(huán)且所述探測器晶體數(shù)量為112x1152的PET掃描設(shè)備。
[0044]在PET工作時，在探測器的每兩個晶體之間都連接著符合電路，能同時記錄由于電子湮滅所產(chǎn)生的各個方向上的光子。所述符合電路確認落入所述探測器的時間差小于8?12ns的光子對來自一次湮滅事件，湮滅點就在發(fā)生閃光的兩個晶體之間的連線上，所述連線稱作符合線，符合電路的輸出脈沖命令計算機將這次事件的光子對的信息按照符合線記錄在存儲器中，所述光子對的信息包含有光子落入探測器的時間信息以及位置信息。
[0045]在本發(fā)明的實施例中，將按照符合線記錄在存儲器中的光子對稱為符合光子對。
[0046]在PET的實際工作中，僅以兩個光子落入探測器的時間差來確認是否屬于同一次湮滅事件，會將很多不屬于同一次湮滅事件的光子對劃歸為同一次湮滅事件，這是因為某一光子對可能不是同一次湮滅事件所產(chǎn)生的，但是所述光子對落入探測器的時間差小于8?12ns，則所述光子對會被確認為由同一次湮滅事件所產(chǎn)生。這將導(dǎo)致在存儲器中記錄的信息中含有大量錯誤配對的光子對信息，即存儲器中所記錄的符合光子對中含有大量并不是由同一湮滅事件所產(chǎn)生的光子對，本發(fā)明實施例提供一種通過設(shè)定特定的過濾窗將不屬于同一湮滅事件的符合光子對排除在計算之外，提高計算結(jié)果的準確性。
[0047]圖3是本發(fā)明實施例提供的確定PET飛行時間的方法流程示意圖，如圖3所示，步驟S31至步驟S37應(yīng)于圖1所示的步驟SI，由步驟S31至步驟S37篩選出同一湮滅事件所產(chǎn)生的配對光子對，即篩選出同一湮滅事件所產(chǎn)生的第一光子配對的第二光子。
[0048]具體地，將一個符合光子對中的光子pi作為湮滅事件所產(chǎn)生的第一光子，將所述符合光子對中的光子P2作為待篩選的光子，判斷所述待篩選的光子p2的落點位置是否位于所述第一光子Pl的落點位置對應(yīng)的過濾窗內(nèi)，如果是，則確定所述待篩選的光子P2為湮滅事件所產(chǎn)生的第一光子Pl配對的第二光子，即確定所述符合光子對是由同一湮滅事件所產(chǎn)生的配對光子對，否則，確定所述符合光子對不是由同一湮滅事件所產(chǎn)生的配對光子對。
[0049]首先，執(zhí)行步驟S31，設(shè)定過濾窗。
[0050]在本發(fā)明的實施例中，請參考圖2，對于112環(huán)且晶體數(shù)目為112x1152的探測器，過濾窗在所述探測器軸向a方向上的尺度設(shè)置為11個晶體的寬度，在所述探測器圓周方向b方向上的尺度設(shè)置為11個晶體的寬度，所述過濾窗可以較好的過濾掉不屬于同一次湮滅事件的符合光子對，且使得漏掉屬于同一湮滅事件的配對光子對的幾率減小，從而可以有效控制最終飛行時間計算的準確性。
[0051]執(zhí)行步驟S32，獲取符合光子對到達探測器的時間信息和位置信息。
[0052]具體地，從存儲湮滅事件符合光子對信息的存儲器中，獲取所記錄的符合光子對的時間信息以及位置信息。所述符合光子對含有光子Pl和光子P2。
[0053]執(zhí)行步驟S33至步驟S37，由步驟S31中設(shè)定的過濾窗，確定由步驟S32獲取的符合光子對是否是同一湮滅事件所產(chǎn)生的配對光子對。
[0054]步驟S33，獲取所述符合光子對在探測器軸向上的投影點位置。
[0055]光子pi和光子p2為由步驟S32中從存儲器中獲取的已記錄的符合光子對，其中，將光子Pi作為湮滅事件所產(chǎn)生的第一光子，將光子P2作為待篩選的光子。
[0056]在本發(fā)明的實施例中，將第一光子pi的落點在探測器軸向上的投影點稱為第一投影點，所述待篩選的光子P2的落點在探測器軸向上的投影點稱為第二投影點。
[0057]所述第一投影點的位置以及所述第二投影點的位置如圖4A所示，pl#為第一光子Pl落點位置在探測器軸向上的投影點位置，即Plifi為第一投影點位置$2#為所述待篩選的光子P2落點位置在探測器中心軸向上的投影點位置，即p2#為第二投影點位置。
[0058]步驟S34，判斷第一投影點和第二投影點之間的距離小于或等于第一閾值，若是則執(zhí)行步驟S35，否則，結(jié)束本次計算過程。
[0059]具體地，如圖4A所示，判斷第一投影點pl#和第二投影點p2#之間的距離d2是否小于或等于第一閾值。
[0060]所述第一閾值關(guān)聯(lián)與過濾窗的尺度，如果過濾窗在探測器軸向上的尺度為m個晶體的寬度，則所述第一閾值為(m-1)/2個晶體的寬度,其中，m為奇數(shù)。
[0061]具體地，在本發(fā)明的實施例中，由步驟S31設(shè)定過濾窗在所述探測器軸向上的尺度設(shè)置為11個晶體的寬度，可以確定第一閾值設(shè)置為5個晶體的寬度值。
[0062]步驟S35，獲取所述符合光子對在探測器圓周方向上的投影點的位置。
[0063]在本發(fā)明的實施例中，將第一光子pi的落點在探測器圓周方向上的投影點稱為第三投影點，所述待篩選的光子P2的落點在探測器圓周方向上的投影點稱為第四投影點。
[0064]所述第三投影點的位置以及所述第四投影點的位置如圖4B所示，？1_為第一光子Pl的落點在探測器圓周方向上的投影點位置，即為第三投影點位置；P2fflM為所述待篩選的光子P2落點位置在所述探測器圓周方向上的投影點位置，即p2 為第四投影點位置。
[0065]步驟S36，判斷第三投影點對稱點和第四投影點之間的圓弧的長度小于或等于第二閾值，若是則執(zhí)行步驟S37，否則，結(jié)束本次計算過程。
[0066]所述第三投影點的對稱點與所述第三投影點關(guān)于所述探測器圓周中心對稱，具體地，如圖4B所示，O點為第三投影點以及第四投影點所在圓周的中心點，L為穿過第三投影點Pl 與圓周中心O的直線，所述直線與所述第三投影點以及第四投影點所在圓周相交于Pl目胃和P3兩個交點，p3為所述第三投影點pi _關(guān)于圓周中心O點的對稱點。
[0067]如圖4B所示，判斷第三投影點的對稱點p3和第四投影點p2 之間的圓弧的長度dl是否小于或等于第二閾值。
[0068]需要說明的是，此處所述的第三投影點的對稱點p3和第四投影點p2 0胃之間的圓弧為P3和p2 _之間較短的圓弧。
[0069]所述第二閾值關(guān)聯(lián)與過濾窗的尺度，如果所述過濾窗在探測器圓周方向上的尺度為η個晶體的寬度,則所述第二閾值為(η-1)/2個晶體的寬度,其中，η為奇數(shù)。
[0070]具體地，在本發(fā)明的實施例中，由步驟S31設(shè)定過濾窗在所述探測器圓周方向上的尺度設(shè)置為11個晶體的寬度，可以確認第二閾值設(shè)置為5個晶體的寬度值。
[0071]步驟S37，確定符合光子對為配對光子對。
[0072]如果由上述步驟確定第一光子pi的落點在探測器軸向上的第一投影點Plffi和待篩選光子Ρ2的落點在探測器軸向上的第二投影點ρ2#之間的距離小于或等于第一閾值且所述第一光子Pl的落點在探測器圓周方向上的第三投影點和待篩選光子Ρ2的落點在探測器圓周方向上的第四投影點p2fflM之間的距離小于或等于第二閾值待，則確定待篩選的光子P2的落點位置位于所述第一光子Pl的落點位置對應(yīng)的過濾窗內(nèi)，確定所述待篩選的光子P2為湮滅事件所產(chǎn)生的第一光子Pl配對的第二光子，即確定從存儲器中獲取的已記錄的符合光子對是同一湮滅事件所產(chǎn)生的配對光子對。
[0073]步驟S38對應(yīng)于圖1所示的步驟S2，執(zhí)行步驟S38，獲取配對光子對落在探測器上的時間差。
[0074]具體地，由所述配對光子對的時間信息得到所述配對光子對落在探測器上的時間差。
[0075]通過上述步驟可以從存儲器中存儲的符合光子對中篩選出同一湮滅事件所產(chǎn)生的配對光子對，可以過濾掉很多不屬于同一湮滅事件所產(chǎn)生的光子配對，所以計算PET飛行時間時，可以過濾掉許多錯誤的時間差信息數(shù)據(jù)，使得計算PET飛行時間的計算量有效減小。
[0076]進一步，所述確定PET飛行時間的方法，還包括計算晶體位置的平均時間差。
[0077]圖5是本發(fā)明一實施例計算晶體位置的平均時間差的流程示意圖。
[0078]執(zhí)行步驟S51，基于所述過濾窗篩選探測器一晶體位置處所有配對的光子對。
[0079]對于探測器某一晶體位置處，使用上述方法，從存儲器中存儲的晶體位置處的所有符合光子對中由設(shè)定的過濾窗篩選出所有由同一湮滅事件所產(chǎn)生的配對光子對。
[0080]執(zhí)行步驟S52，由所述配對光子對到達探測器的時間差和配對的光子對的數(shù)目，獲得所述晶體位置的平均時間差。
[0081]由步驟S51處獲得某一晶體位置處的所有配對光子對信息。由所述所有配對光子對的時間信息獲得所有配對光子對落入探測器的時間差，并計算所述所有配對光子對的時間差的總和，進而由所述晶體位置處的配對光子對的時間差的總和與所述配對光子對的總的數(shù)目的比值，得到所述晶體位置處的平均時間差。



sum.V (/ )
[0082]具體地，可以使用公式:"其中，j為探測器的晶體位置的索引值，i

s sum ，
為晶體位置j處的配對光子對的索引值，^表示晶體位置j處的平均時間差，t,,為晶體位置j處的第i對配對光子中第一光子落在探測器晶體位置j處的時間信息，\為晶體位置j處的第i對配對光子中第二個光子落在探測器的時間信息，sum為晶體位置j處所有配對光子對的總的數(shù)目。
[0083]由上述公式即可獲得探測器的每個晶體位置處的平均時間差，由所述平均時間差確定PET的每個晶體位置處的飛行時間信息。
[0084]在本發(fā)明的實施例中，對于112環(huán)且晶體數(shù)量為112x1152的PET掃描器，利用上述求取晶體位置的平均時間差的方法計算PET飛行時間時，如果在3.1GHz的主頻，內(nèi)存為4G的PC上對于所述存儲器中記錄的9000000個符合光子對的相關(guān)數(shù)據(jù)信息進行處理時耗時為0.561s,由此可見，本發(fā)明技術(shù)方案提供的計算PET飛行時間的方法可以有效減少計算的時間，提高效率。(此處，請發(fā)明人確認是否可以提供相同的條件下，現(xiàn)有技術(shù)計算所需要的時間)
[0085]同時，由上述公式計算PET的晶體位置處的平均時間差時，對于一個配對光子對，可以由所述配對光子對中第一光子和第二光子的時間差確定第一光子落入的第一晶體位置處的時間差，同樣，在計算所述配對光子對中第二光子落入的第二晶體位置處的時間差時，可以由所述配對光子對中第二光子和第一光子的時間差確定，所述第一晶體位置和第二晶體位置對于所述配對光子對的時間差值的大小是一樣的，只是所述時間差值的符號是相反的，所以，在計算探測器所有晶體位置處的時間差時，只需要計算一半晶體的結(jié)果，另一半晶體的時間差的值符號取反即可。
[0086]本發(fā)明技術(shù)實施例所提供的確定PET飛行時間的方法，通過設(shè)定過濾窗可以過濾掉大量不屬于同一湮滅事件所產(chǎn)生的光子對，進一步，通過計算探測器晶體位置的平均時間差，使得計算結(jié)果準確、穩(wěn)定，更進一步，由于計算探測器所有晶體的時間差時，只需要計算一半晶體的時間差，其計算量會減少很多。
[0087]在本發(fā)明的其它實施方式中，可以使用本發(fā)明技術(shù)方案提供的確定PET飛行時間的方法來評估PET掃描設(shè)備的運行狀態(tài)。具體地，可以由探測器晶體位置的位置信息和所述晶體位置處的平均時間差信息構(gòu)成二維圖像，通過所述二維圖像觀測PET掃描設(shè)備的運行的狀態(tài)。
[0088]通過所述二維圖像評估PET掃描設(shè)備運行狀態(tài)的方法，由于計算PET飛行時間的計算量減小可以有效提高PET掃描設(shè)備運行狀態(tài)的檢測效率，同時由于采取時間差平均值的方法，較大提高PET掃描設(shè)備運行狀態(tài)的檢測結(jié)果的準確性和穩(wěn)定性。
[0089]對應(yīng)上述確定PET飛行時間的方法，本發(fā)明技術(shù)方案還提供一種確定PET飛行時間的裝置，如圖6所示,包括:
[0090]篩選單元U11，用于篩選與所述湮滅事件所產(chǎn)生的第一光子配對的第二光子，其中，所述第二光子的落點位置位于與所述第一光子的落點位置對應(yīng)的過濾窗內(nèi)，所述過濾窗與所述第一光子的落點關(guān)于探測器軸向中心線對稱。
[0091]獲取時間差單元U12，由所述第一光子及其配對的第二光子落在探測器上的時間信息，獲得所述第一光子和所述第二光子落在探測器上的時間差。
[0092]本發(fā)明實施例中，所述篩選單元Ul I可以進一步包括:
[0093]第一確定單元Ulla，用于確定所述第一光子的落點在探測器軸向上的投影點為第一投影點，待篩選的光子的落點在探測器軸向上的投影點為第二投影點。
[0094]第二確定單元Ullb，用于確定所述第一光子的落點在探測器圓周方向上的投影點為第三投影點，所述待篩選的光子的落點在探測器圓周方向上的投影點為第四投影點。
[0095]判斷單元Ullc，用于判斷所述第一確定單元Ulla所確定的第一投影點和第二投影點之間的距離是否小于或等于第一閾值且所述第二確定單元Ullb所確定的第三投影點的對稱點和第四投影點之間的較短圓弧的長度是否小于或等于第二閾值，所述第三投影點的對稱點與所述第三投影點關(guān)于所述探測器圓周中心對稱，所述第一閾值和第二閾值關(guān)聯(lián)于所述過濾窗的尺度。
[0096]所述第一閾值和第二閾值由具體的過濾窗的大小確定。例如本發(fā)明實施例所提供的112環(huán)的PET掃描設(shè)備，所述過濾窗的大小可以為Ilxll個晶體寬度的范圍，則第一閾值與第二閾值的可以設(shè)定為5個晶體寬度的范圍。
[0097]配對單元Ulld，用于在所述判斷單元的判斷結(jié)果為是，則確定所述待篩選的光子為與所述第一光子配對的第二光子，否則所述待篩選的光子與所述第一光子不屬于同一湮滅事件所產(chǎn)生的光子對。
[0098]由判斷單元Ullc得出的結(jié)果確定待篩選的光子是否為所述湮滅事件所產(chǎn)生的第一光子配對的第二光子。
[0099]由Ullc中如果確定所述光子對在探測器判斷軸向上的投影點之間的距離小于5個晶體的寬度值，在圓周方向上的投影點之間的距離同時也小于5個晶體的寬度值，即可確認所述光子對為同一湮滅事件所述產(chǎn)生的配對的光子對。
[0100]上述裝置中各單元具體功能的實現(xiàn)，可以參見上述確定PET飛行時間方法中提供的【具體實施方式】，在此不再贅述。
[0101]本實施例中，所述確定PET飛行時間的裝置還可以包括:
[0102]獲取單元，用于基于所述過濾窗篩選探測器一晶體位置處所有配對的光子對。
[0103]所述獲取單元可以采用上述確定PET飛行時間的裝置用來獲得探測器某一晶體位置處的所有配對光子對。
[0104]平均時間差計算單元，由所述配對的光子對到達探測器的時間差和配對的光子對的數(shù)目，獲得所述晶體位置的平均時間差。
[0105]具體地，由所述獲取單元得到所述探測器某一晶體位置處的所有配對的光子對信息，由所述配對的光子對的時間信息獲得所述配對的所有光子對的落入所述探測器的時間差，并計算所述所有配對的光子對的時間差的總和，進而由所述某一晶體位置處的配對光子對的時間差的總和與所述配對的光子對的總的數(shù)目的比值，得到所述晶體位置處的平均時間差，即由所述平均時間差得到PET的每個晶體位置處的飛行時間信息。
[0106]具體計算所述探測器某一晶體位置處的平均時間差的方法可以參見以上論述。
[0107]進一步，所述確定PET飛行時間的裝置還可以包括:評估單元，用于由所述晶體位置信息和所述晶體位置的平均時間差評估所述探測器的運行狀態(tài)。所述方法同上，在此不再贅述。
[0108]雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動與修改，因此本發(fā)明的保護范圍應(yīng)當以權(quán)利要求所限定的范圍為準。
【權(quán)利要求】
1.一種確定PET飛行時間的方法，所述飛行時間是指同一湮滅事件所產(chǎn)生的光子對到達探測器的時間差，其特征在于，包括: 篩選與所述湮滅事件所產(chǎn)生的第一光子配對的第二光子，其中，所述第二光子的落點位置位于與所述第一光子的落點位置對應(yīng)的過濾窗內(nèi)，所述過濾窗與所述第一光子的落點關(guān)于探測器軸向中心線對稱； 由所述第一光子及其配對的第二光子落在探測器上的時間信息，獲得所述第一光子和所述第二光子落在探測器上的時間差。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的確定PET飛行時間的方法，其特征在于，所述過濾窗的尺度由探測器環(huán)數(shù)以及所述探測器晶體數(shù)目確定。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的確定PET飛行時間的方法，其特征在于，對于112環(huán)且晶體數(shù)目為112x1152的探測器，所述過濾窗在所述探測器軸向上的尺度為11個晶體的寬度，在所述探測器圓周方向上的尺度為11個晶體的寬度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的確定PET飛行時間的方法，其特征在于，所述篩選與所述湮滅事件所產(chǎn)生的第一光子配對的第二光子包括: 確定所述第一光子的落點在探測器軸向上的投影點為第一投影點，待篩選的光子的落點在探測器軸向上的投影點為第二投影點； 確定所述第一光子的落點在探測器圓周方向上的投影點為第三投影點，所述待篩選的光子的落點在探測器圓周方向上的投影點為第四投影點； 判斷是否第一投影點和第二投影點之間的距離小于或等于第一閾值且第三投影點的對稱點和第四投影點之間的較短圓弧的長度小于或等于第二閾值，所述第三投影點的對稱點與所述第三投影點關(guān)于所述探測器圓周中心對稱，所述第一閾值和第二閾值關(guān)聯(lián)于所述過濾窗的尺度； 若是則確定所述待篩選的光子為與所述第一光子配對的第二光子，若否則所述待篩選的光子與所述第一光子不屬于同一湮滅事件所產(chǎn)生的光子對。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的確定PET飛行時間的方法，其特征在于，所述過濾窗在探測器軸向上的尺度為m個晶體的寬度，在探測器圓周方向上的尺度為η個晶體的寬度，m、n為奇數(shù)，則所述第一閾值為(m-1)/2個晶體的寬度，所述第二閾值為(n-l)/2個晶體的寬度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的確定PET飛行時間的方法，其特征在于，還包括: 基于所述過濾窗篩選探測器一晶體位置處所有配對的光子對； 由所述配對的光子對到達探測器的時間差和配對的光子對的數(shù)目，獲得所述晶體位置的平均時間差。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的確定PET飛行時間的方法，其特征在于，所述晶體位置的平

sum ,,均時間差是由如下計算公式獲得:7 —I? > — 其中，.?為探測器的晶體位置的索引值，
tJ —-5

sumi為晶體位置j處的配對光子對的索引值，^表示晶體位置j處的平均時間差，t,,為晶體位置j處的第i對配對光子中第一光子落在探測器晶體位置j處的時間信息，\為晶體位置j處的第i對配對光子中第二個光子落在探測器的時間信息，sum為晶體位置j處所有配對光子對的總的數(shù)目。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的確定PET飛行時間的方法，其特征在于，還包括:由所述晶體位置的位置信息和所述晶體位置的平均時間差評估所述探測器的運行狀態(tài)。
9.一種確定PET飛行時間的裝置，所述飛行時間是指同一湮滅事件所產(chǎn)生的光子對到達探測器的時間差，其特征在于，包括: 篩選單元，用于篩選與所述湮滅事件所產(chǎn)生的第一光子配對的第二光子，其中，所述第二光子的落點位置位于與所述第一光子的落點位置對應(yīng)的過濾窗內(nèi)，所述過濾窗與所述第一光子的落點關(guān)于探測器軸向中心線對稱； 獲取時間差單元，由所述第一光子及其配對的第二光子落在探測器上的時間信息，獲得所述第一光子和所述第二光子落在探測器上的時間差。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的確定PET飛行時間的裝置，其特征在于，所述過濾窗的尺度由探測器環(huán)數(shù)以及所述探測器晶體數(shù)目確定。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的確定PET飛行時間的裝置，其特征在于，所述篩選單元還包括: 第一確定單元，用于確定所述第一光子的落點在探測器軸向上的投影點為第一投影點，待篩選的光子的落點在探測器軸向上的投影點為第二投影點； 第二確定單元，用于確定所述第一光子的落點在探測器圓周方向上的投影點為第三投影點，所述待篩選的光子的落點在探測器圓周方向上的投影點為第四投影點； 判斷單元，用于判斷所述第一確定單元所確定的第一投影點和第二投影點之間的距離是否小于或等于第一閾值且所述第二確定單元所確定的第三投影點的對稱點和第四投影點之間的較短圓弧的長度是否小于或等于第二閾值，所述第三投影點的對稱點與所述第三投影點關(guān)于所述探測器圓周中心對稱，所述第一閾值和第二閾值關(guān)聯(lián)于所述過濾窗的尺度； 配對單元，用于在所述判斷單元的判斷結(jié)果為是，則確定所述待篩選的光子為與所述第一光子配對的第二光子，否則所述待篩選的光子與所述第一光子不屬于同一湮滅事件所產(chǎn)生的光子對。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的確定PET飛行時間的裝置，其特征在于，還包括: 獲取單元，用于基于所述過濾窗篩選探測器一晶體位置處所有配對的光子對； 平均時間差計算單元，由所述配對的光子對到達探測器的時間差和配對的光子對的數(shù)目，獲得所述晶體位置的平均時間差。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的確定PET飛行時間的裝置，其特征在于，還包括: 評估單元，用于由所述晶體位置的位置信息和所述晶體位置的平均時間差評估所述探測器的運行狀態(tài)。
【文檔編號】A61B6/03GK104173070SQ201310191005
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2013年5月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月21日
【發(fā)明者】王凱 申請人:上海聯(lián)影醫(yī)療科技有限公司