[發明專利]正電子發射斷層掃描儀及其中的符合判選方法

有效

• 申請號: 201210133393.4
• 申請日: 2012-04-28
• 公開（公告）號: CN102631212A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發明（設計）人: 豐寶桐;魏書軍;魏龍;馬創新;李可;胡婷婷;孫蕓華;王培林;李曉輝;燕新強;胡選侯;杜垚垚;李國仁
• 申請（專利權）人: 中國科學院高能物理研究所
• 主分類號: A61B6/03
• 分類號: A61B6/03
• 代理公司: 北京市惠誠律師事務所 11353
• 代理人: 雷志剛;潘士霖

技術領域

本發明涉及核醫學成像領域，尤其涉及一種正電子發射斷層掃描儀(Positron?Emission?Tomography，PET)及其中的符合判選方法。

背景技術

PET的工作目的是顯像，確定發射正電子核素所在的位置，從而得出示蹤劑藥物在體內的分布，達到對腫瘤等疾病進行診斷的目的。但是，PET并不是直接探測正電子，而是通過探測由電子對湮滅所產生的511KeV的γ光子對來反映正電子核素的位置。接收到這兩個γ光子的兩個探測器晶體條之間的連線稱為符合響應線(Line?of?Response，LOR)，代表反方向飛行的γ光子對所在的直線，湮沒事例的位置就在這條直線上。用兩個探測器晶體條間的連線來確定湮滅點位置的方法，被稱為電子準直，這種探測的方式稱為符合探測。

圖1所示為現有的一種用于探測γ光子的探測環9，該探測環9由多個模塊(例如圖3中的16個模塊12a-12p)組成，每個模塊包含兩個組塊7，每個組塊7則由的條狀晶體6(尺寸為，例如1.9mm×1.9mm×10mm)以陣列(例如16×16陣列)組成。如圖2所示，其中2a和2b表示正電子湮沒產生的兩個能量相等，方向相反的γ光子，它們可能分別被兩個探測器12a和12e探測到。

圖3表示根據不同的視野范圍(Field?Of?View，FOV)(如圖2中的虛線11a、11b)進行各個探測器間的符合判選，探測器之間的符合探測由響應線10表示。

符合探測技術利用了光子對的兩個特性：一是這兩個光子沿著直線方向飛行；二是它們都以光速向前傳播，幾乎同時到達在這條直線上的兩個探測器。但事實上，由于物理上的測不準原理和儀器本身的測量誤差的存在，致使來自同一個湮沒事例的兩個γ光子很難嚴格地被同時探測到，一般都有一個時間間隔，該時間間隔稱之為符合時間窗，一般在幾納秒到幾十納秒之間。只有在符合時間窗之內探測到的一對511KeV的γ光子組合成的事例，才被稱為符合事例。如圖4所示，其中4a和4b表示圖1中的兩個γ光子2a和2b分別到達探測器12a和12e的時間t1和t2，如果t1和t2的差異小于預設的時間窗5，則認為這兩個γ光子2a和2b是由同一湮沒事件產生的。

可見，對符合事例進行判選是確定滅點位置的關鍵，現有的一種符合判選方法是：先對載入的一批數據按時間進行排序，然后比較相鄰數據的時間差看是否在符合時間窗以內，如果是，再進行空間符合，判定是否在視野范圍以內(Field?Of?View，FOV)，如果也是，則將數據作為符合事例打包傳輸給后端計算機進行圖像重建。

該方法的符合判選思想直觀，容易想到。但缺點是：當同時參與符合的數據量很大時，在現場可編程門陣列(Field-Programmable?Gate?Array，FPGA)內進行排序變得困難，資源消耗量大，占用時鐘周期長，難以在實際工程應用中實現。因此該方法在小動物PET或乳腺專用PET等前端探測器模塊少，同時參與符合的數據少時可行，但在人體PET中，探測器模塊成倍增加，上述方法則行不通。

發明內容

在下文中給出關于本發明的簡要概述，以便提供關于本發明的某些方面的基本理解。應當理解，這個概述并不是關于本發明的窮舉性概述。它并不是意圖確定本發明的關鍵或重要部分，也不是意圖限定本發明的范圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細描述的前序。

本發明的一個主要目的在于克服傳統符合判選方式的缺陷，提供一種快速高效、應用范圍廣的正電子發射斷層掃描儀及其中的符合判選方法。

為實現上述目的，本發明提供了一種正電子發射斷層掃描儀中符合判選方法，正電子發射斷層掃描儀包括多個探測器，用于探測正電子核湮沒所產生的γ光子，符合判選方法包括：

獲取各探測器的事例信息，各事例信息包括對應的探測器探測γ光子的時間信息、對應的探測器的位置信息和對應的探測器的能量信息；

將各事例信息按照其時間信息順序存儲在對應的存儲空間中，并將各事例信息的時間信息作為對應的存儲空間的地址信息，其中相鄰時間信息之間具有固定的值差；

根據各所述存儲空間中的事例信息獲取多個標志信息，并將獲取的標志信息存儲至在對應各所述時間信息的多個標志寄存器中，各所述標志信息表示在對應的時間信息所探測到γ光子的次數；

根據各標志信息獲取判選信息，并將獲取的判選信息存儲在對應各時間信息的多個判選寄存器中，各判選信息代表從對應的時間信息開始，在預設符合時間窗內探測到γ光子的次數；

對各判選信息按照對應的時間信息進行排序；