一種數(shù)字pet的時間校正方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及輻射探測成像技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種數(shù)字PET的時間校正方法及系 統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 正電子發(fā)射斷層成像（PositronEmissionTomography，以下簡稱PET)是一種 非侵入式的造影方法。它是通過探測標(biāo)記于分子探針上的正電子放射性核素衰變產(chǎn)生 的Y光子，獲得其能量、位置和時間信息，然后運用湮滅符合技術(shù)，得到湮滅事件所在響 應(yīng)線的位置，并采用二維或三維斷層重建算法獲得正電子核素在生物體中的分布，從而 在體外觀測生物體內(nèi)的生理和生化過程，見現(xiàn)有技術(shù)[1](參見MichaelE.Phelps,PET Physics,Instrument,andScanners,Springer, 2006)〇
[0003] 符合時間分辨率是評估PET系統(tǒng)性能的一個關(guān)鍵指標(biāo)，它表征了PET系統(tǒng)在探測 符合事件時的時間響應(yīng)波動特性。優(yōu)秀的符合時間分辨率有助于設(shè)置更小的時間窗，剔除 更多的隨機符合事件，獲得更好的噪聲等效計數(shù)率，從而提高成像質(zhì)量和信噪比。然而，在 實際的PET系統(tǒng)中，探測器環(huán)通常包含有成千上萬的探測單元，在數(shù)據(jù)采集與處理過程中 每個探測單元都不可避免的會受到多種物理因素的影響而使系統(tǒng)符合時間分辨率指標(biāo)嚴(yán) 重惡化，如圖1所示，其中（a)為理想情況下的符合時間譜示意圖，（b)為實際情況下的符 合時間譜示意圖。
[0004] 通常的時間校正方法有直接測量法和間接計算法。直接測量法廣泛地應(yīng)用于傳統(tǒng) PET系統(tǒng)中，典型的有棒源掃描法和時間校準(zhǔn)探針法?，F(xiàn)有技術(shù)[2](WilliamsJ，LuoD，K. LM,etal.Crystal-basedcoincidencetimingcalibrationmethod[P],UnitedStates Patent7030382,Apr.，2006.)中，棒源掃描法是利用透射掃描時使用的棒源進行的，但該 方法由于引入了飛行時間誤差導(dǎo)致校正精度不高，另外隨著以PET/CT為代表的多模醫(yī)學(xué) 影像設(shè)備的出現(xiàn)，CT取代了傳統(tǒng)的透射掃描來進行衰減校正而使該方法的應(yīng)用受到了極大 挑戰(zhàn)。現(xiàn)有技術(shù)[3](ThompsonC,CambordeML,CaseyM.Acentralpositronsourceto performthetimingalignmentofdetectorsinaPETscanner[J].IEEETrans.Nucl. Sci.，2005, 52 (5) : 1300 - 1304.)中，時間校準(zhǔn)探針法則相當(dāng)于給每個待校正單元提供了統(tǒng) 一的時間校準(zhǔn)參考源，即時間校準(zhǔn)探針，每次校正時需將其放入到成像區(qū)域中心，并連接到 該成像設(shè)備的數(shù)據(jù)采集通道上進行數(shù)據(jù)采集，能夠達到較好的校正精度，但該方法是在增 加時間校準(zhǔn)探針的情況下進行的，校正精度極大依賴于探針本身和成像設(shè)備數(shù)據(jù)采集通道 性能，且需占用成像設(shè)備的數(shù)據(jù)采集通道、易受本地輻射噪聲影響，校正時間較長。
[0005] 相對于直接測量法，間接計算法正越來越多的應(yīng)用于新型小動物PET系統(tǒng)中。它 是通過對測量得到的符合事件進行數(shù)據(jù)分析、模型抽象和特征量優(yōu)化的時間校正方法。無 論是將時間校正問題轉(zhuǎn)化為求解線性方程組最小二乘解問題的方法，見現(xiàn)有技術(shù)[4](參 見ParkSJ,SouthekalS,PurschkeM,etal.Digitalcoincidenceprocessingforthe RatCAPconsciousratbrainPETscanner[J].IEEETrans.Nucl.Sci. , 2008, 55 (I) :510- 515.)，還是將時間校正問題轉(zhuǎn)化為凸優(yōu)化問題的方法，見現(xiàn)有技術(shù)[5](ReynoldsP DjOlcottPjPratxG,etal.Convexoptimizationofcoincidencetimeresolutionfor ahigh-resolutionPETsystem[J].IEEETrans.Med.Imaging，2011，30 (2) :391 - 400.)，雖 然都能夠達到較好的校正精度，但是它們都是將所有響應(yīng)線或者所有符合事件納入到計算 范疇，這就導(dǎo)致了在大量符合數(shù)據(jù)情況下時間校正極高的計算復(fù)雜度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種數(shù)字PET的時間校正方法及系 統(tǒng)，通過降維大大降低了計算復(fù)雜度，加快了校正效率。
[0007] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明具體步驟如下：
[0008] 步驟一、獲取各探測器模組生成的列表式數(shù)據(jù)，并對所述列表式數(shù)據(jù)進行能量篩 選，剔除散射符合事件，形成用于時間校正的原始數(shù)據(jù)集；
[0009] 步驟二、利用所述原始數(shù)據(jù)集進行時間符合判斷，計算得到每條響應(yīng)線兩端探測 單元的通道時延差A(yù)tu，同時獲得每條響應(yīng)線上的符合事件數(shù)\j;其中，i和j分別為響 應(yīng)線兩端探測單元的編號，i和j的取值范圍為1~n，n為探測單元總數(shù)，且i辛j;所述 探測單元為模組級探測單元或晶體條級探測單元；
[0010] 接著，利用計算得到的響應(yīng)線兩端探測單元的通道時延差A(yù)tu，構(gòu)建探測單元的 通道時延方程組：
【主權(quán)項】
1. 一種數(shù)字PET的時間校正方法，其特征在于，包括： 步驟一、獲取各探測器模組生成的列表式數(shù)據(jù)，并對所述列表式數(shù)據(jù)進行能量篩選，剔 除散射符合事件，形成用于時間校正的原始數(shù)據(jù)集； 步驟二、利用所述原始數(shù)據(jù)集進行時間符合判斷，計算得到每條響應(yīng)線兩端探測單元 的通道時延差Λ同時獲得每條響應(yīng)線上的符合事件數(shù)\j;其中，i和j分別為響應(yīng)線 兩端探測單元的編號，i和j的取值范圍為1~η，η為探測單元總數(shù)，且i辛j ;所述探測 單元為模組級探測單元或晶體條級探測單元； 接著，利用計算得到的響應(yīng)線兩端探測單元的通道時延差△ 構(gòu)建探測單元的通道 時延方程組：
其中，h為第i個探測單元的通道時延量； 將式⑴表示為式（2): 艮P，A · X = Δ tL0K (2) 步驟三、利用步驟二獲得的每條響應(yīng)線上的符合事件數(shù)，計算每條響應(yīng)線上的符合 B 事件數(shù)占所述原始數(shù)據(jù)集總符合事件數(shù)的權(quán)重一，權(quán)重Wu越大即表征相應(yīng) 的響應(yīng)線對時間分辨