[發明專利]單光子發射斷層成像系統的幾何刻度方法

有效

• 申請號: 201410348073.X
• 申請日: 2014-07-21
• 公開（公告）號: CN104173074A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發明（設計）人: 魏清陽;劉亞強;王石;馬天予;江年銘;劉邁
• 申請（專利權）人: 北京辛耕普華醫療科技有限公司
• 主分類號: A61B6/03
• 分類號: A61B6/03
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張大威

技術領域

本發明涉及發射斷層成像技術領域，特別涉及一種單光子發射斷層成像系統的幾何刻度方法。

背景技術

發射斷層成像技術是一種非侵入式的核醫學成像方法，其原理是使用放射性核素標記的生物活性物質參與生物體的生理代謝，利用測量放射性核素的分布，間接觀察生物活性物質的代謝和三維分布情況。發射斷層成像包括SPECT(Single?Photon?Emission?Computed?Tomography)和PET(Positron?Emission?Tomography)，它們都是功能性顯像技術，目前已廣泛應用于預臨床的藥物研究和臨床疾病診斷。SPECT相比于PET具有高分辨率和較多種類的標記藥物的優點。

目前一種SPECT系統的搭建方法是在PET探測器中嵌入針孔準直器(如圖1)或者槽縫(Slit-Slat)準直器(如圖2)的方法。該方法的特點是利用已有PET環作為探測器，并結合準直器進行SPECT成像，系統的優點是降低了SPECT系統的成本，和減小系統占據的物理空間，并且系統具有高度的靈活性，可以同時進行雙模式成像，有利于兩種圖像的融合。該系統設計具有廣泛的市場應用前景。

嵌入式PET/SPECT系統經常要在PET和SPECT不同工作狀態進行切換，需要將準直器移進移出，容易使準直器位置發生微小位移，造成系統幾何位置不精確，影響SPECT圖像質量，因此獲得高質量的SPECT圖像的一個關鍵步驟是對準直器在PET系統中的位置的精確刻度。目前常用的方法是利用位置控制平移臺將伽馬點源在成像視野內以一定的掃描軌道進行投影數據的采集，獲得點源在各個運動位置的投影重心，利用最小二乘擬合的方法對準直器的針孔進行位置標定。

傳統方法需要制備較小尺寸的點源，有一定的困難，同時需要較為復雜的掃描軌道和數據擬合方法，操作困難。

發明內容

本發明旨在至少解決上述技術問題之一。

為此，本發明的目的在于提出一種單光子發射斷層成像系統的幾何刻度方法。該方法可為斷層成像的圖像重建提供精確的幾何參數，從而提高單光子發射斷層成像系統的成像質量。

為了實現上述目的，本發明的實施例提供了一種單光子發射斷層成像系統的幾何刻度方法，所述單光子發射斷層成像系統包括PET探測器和準直器，所述方法包括以下步驟：對所述準直器進行測量以獲得所述準直器上針孔或槽縫的幾何參數；將所述準直器和所述PET探測器組裝成所述單光子發射斷層成像系統；控制所述準直器運動，以利用所述PET探測器測量所述準直器運動至多個目標位置時的多組本底符合事件；根據所述多組本底符合事件得到所述準直器在所述單光子發射斷層成像系統中的位置坐標。

根據本發明實施例的方法可以對單光子發射斷層成像系統(即SPECT系統)的幾何參數進行精確刻度，為斷層成像的圖像重建提供精確的幾何參數，從而提高單光子發射斷層成像系統的成像質量。

另外，根據本發明上述實施例的單光子發射斷層成像系統的幾何刻度方法還可以具有如下附加的技術特征：

在一些示例中，所述控制所述準直器運動，以利用所述PET探測器測量所述準直器運動至多個目標位置時的多組本底符合事件，具體包括：控制所述準直器移出所述PET探測器的環中，并通過所述PET探測器采集第一預設時間內的第一本底符合事件；控制所述準直器移入所述PET探測器的環中，并通過所述PET探測器采集第二預設時間內的第二本底符合事件；控制所述準直器移出至所述PET探測器的環中預設距離，并通過所述PET探測器采集第三預設時間內的第三本底符合事件。

在一些示例中，利用PET探測器中镥176衰變產生的負電子和級聯的伽馬粒子測量所述多組本底符合事件。

在一些示例中，所述根據所述多組本底符合事件得到所述準直器在所述單光子發射斷層成像系統中的位置坐標，具體包括：將所述多組本底符合事件轉化為正弦圖；根據所述正弦圖利用圖像重建算法建立所述準直器的三維衰減圖像；以及從所述準直器的三維衰減圖像中提取所述準直器在所述單光子發射斷層成像系統中的位置坐標；或直接將符合事件響應線反投影，獲得準直器的反投影圖像，以及從所述反投影圖像中提取所述準直器在所述單光子發射斷層成像系統中的位置坐標。

在一些示例中，利用反投影的方法將所述多組本底符合事件轉化為正弦圖；利用濾波反投影算法或迭代重建算法獲得所述準直器的三維衰減圖像。

在一些示例中，還包括：在所述準直器上進行進一步處理，包括粘貼標記物或切槽切縫，以利用所述標記物或所述切槽切縫獲得本底成像，以用于標定所述準直器的幾何參數。