[發(fā)明專利]針對全數(shù)字PET系統(tǒng)的在線能量符合方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310315457.7
• 申請日: 2013-07-25
• 公開（公告）號: CN104337531A
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 謝慶國;吳小可;朱俊;牛明;胡志豪;王璐瑤
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州瑞派寧科技有限公司
• 主分類號: A61B6/03
• 分類號: A61B6/03
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高能輻射探測成像及數(shù)字信號處理領(lǐng)域，尤其涉及一種針對全數(shù)字PET系統(tǒng)的在線能量符合方法。

背景技術(shù)

目前主流的PET探測器通常采用陣列閃爍晶體耦合光電轉(zhuǎn)換器件的探測結(jié)構(gòu)。當γ光子入射到陣列晶體中某個晶體條后發(fā)生康普頓散射或者光電效應(yīng)，產(chǎn)生可見光信號，光電轉(zhuǎn)換器件接收這些光信號并將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號輸出，利用該電信號，可以計算出γ光子入射位置坐標（X，Y），并根據(jù)該坐標位置得到γ光子事件所在晶體條編號，最終用于確定湮滅事件響應(yīng)線（Line?of?Response,簡稱LOR）。

然而在實際PET系統(tǒng)中，湮滅產(chǎn)生的一對方向相反的γ光子在入射到探測器前會有一定幾率在生物組織中發(fā)生康普頓作用，導(dǎo)致其丟失一部分能量并改變行進方向，最終入射到探測器的位置也發(fā)生偏移，此時探測器通過該對γ光子的實際入射位置將獲得一條錯誤的湮滅事件響應(yīng)線，該類情況稱為散射事件。為甄別該類散射事件，通常的做法是使用能量符合，即選用一個有著最低和最高閾值的能量窗對每個閃爍脈沖事件進行判斷，將超出能量窗閾值的事件濾除。

在理想情況下，分別統(tǒng)計探測器陣列上每一晶體條包含的閃爍脈沖事件的能量值，應(yīng)該得到相同的能量譜，然而在實際工程實現(xiàn)時，由于光電轉(zhuǎn)換器件的增益不同和后級確定位置所用的電阻加權(quán)網(wǎng)絡(luò)對不同位置的能量響應(yīng)不一致等因素，無法直接采用同一能量窗進行濾除，必須結(jié)合晶體分割數(shù)據(jù)，統(tǒng)計其能量譜信息，并將每個晶體條上閃爍脈沖能量校正到511keV后，再施以能量窗進行能量符合。

目前有以下幾種方法來實現(xiàn)這一過程：

參考文獻一[1]所研制的ClearPET的探測模組生產(chǎn)單事件幀后，須先傳送到多個預(yù)處理個人計算機（personal?computer，以下簡稱PC）上進行晶體查找和能量校正操作，經(jīng)過能量符合后的數(shù)據(jù)再統(tǒng)一發(fā)送到主PC上進行下一步數(shù)據(jù)處理，該方法未能提高單個探測模組的有效數(shù)據(jù)帶寬。其單個探測模塊能達到的最高計數(shù)率為478kevents/s。

參考文獻二[2]和參考文獻三[3]所研制的miniPET使用軟符合方法，即在探測模塊形成單事件幀后通過以太網(wǎng)發(fā)送到上位機，在上位機上進行符合探測。該方法在硬件上實現(xiàn)晶體分割和能量校正的操作，精度、適應(yīng)性和可升級性差。其單個探測模組能達到的計數(shù)率為90kevents/s/detector。

以上方法均不能適用于全數(shù)字化PET下對高計數(shù)率的需求，因此，針對上述技術(shù)問題，有必要提供一種基于全數(shù)字PET系統(tǒng)的全自動在線能量符合方法，以克服上述缺陷。

[1]Streun,M.;Brandenburg,G.;Larue,H.;Parl,C.;Ziemons,K.,The?data?acquisition?system?of?ClearPET?neuro-a?small?animal?PET?scanner,Nuclear?Science,IEEE?Transactions?on,vol.53,no.3,pp.700,703,June2006.

[2]Hegyesi,G.;Imrek,J.;Kalinka,G.;Molnar,J.;Novak,D.;Végh,J.;Balkay,L.;Emri,M.;Kis,A.;Molnar,G.;Tron,L.;Valastyan,I.;Bagamery,I.;Bukki,T.;Rozsa,S.;Szabo,Z.;Kerek,A.,Ethernet?Based?Distributed?Data?Acquisition?System?for?a?Small?Animal?PET,Nuclear?Science,IEEE?Transactions?on,vol.53,no.4,pp.2112,2117,Aug.2006.

[3]Hegyesi,G.;Imrek,J.;Kalinka,G.;Molnar,J.;Novak,D.;Végh,J.;Balkay,L.;Emri,M.;Molnar,G.;Tron,L.;Bagamery,I.;Bukki,T.;Rozsa,S.;Szabo,Z.;Kerek,A.,Development?of?an?FPGA-based?data?acquisition?module?for?small?animal?PET,Nuclear?Science?Symposium?Conference?Record,2004IEEE,vol.5,no.,pp.2957,2961,16-22Oct.2004.

發(fā)明內(nèi)容