[發(fā)明專利]一種晶體像素查找表生成的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510093724.X
• 申請日: 2015-03-03
• 公開（公告）號: CN104700366B
• 公開（公告）日: 2017-08-22
• 發(fā)明（設計）人: 周鑫;宋燕麗;李強;呂新宇;安少輝
• 申請（專利權）人: 上海聯影醫(yī)療科技有限公司
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

【技術領域】

本發(fā)明涉及輻射探測領域，尤其涉及正電子發(fā)射斷層成像系統(tǒng)探測器的晶體像素查找表生成的方法。

【背景技術】

正電子發(fā)射斷層成像技術(Positron Emission Tomography，簡稱為PET)是一種在核醫(yī)學領域用放射性核素示蹤的方法顯示人體內部結構的新技術，目前已在腫瘤學、神經系統(tǒng)疾病研究和心血管疾病等研究領域顯示出很好的應用前景。其工作原理主要是正電子同位素衰變產生出的正電子與人體內負電子發(fā)生湮滅效應。目前常用的PET探測器主要采用晶體條組成的晶體陣列耦合光電轉換器件的設計方式。當伽馬光子入射到閃爍晶體時，伽馬光子與晶體相互作用發(fā)生能量沉積并產生可見光信號，光電倍增管接收產生的光信號并將其轉換成相應的電信號輸出，根據獲得的電信號可以計算出伽馬光子的入射位置，定位光子事件發(fā)生能量沉積所在晶體條單元的位置直方圖信息，從而得到湮滅事件響應線的位置。該信息由計算機進行重建組合運算，從而得到人體內標記化合物的三維斷層圖像。然而PET探測器在實際工作過程中的編碼和解碼是非線性的，并且晶體的制作工藝或物理特性會存在一定差異，這些因素都會導致光子事件位置直方圖信息發(fā)生桶形、蝶形、旋轉、壓縮和擴張等不規(guī)則的形變，若不做任何處理，數據獲取過程中，在線處理無法判斷晶體像素的行列坐標，直接導致圖像分辨率下降，更為嚴重的會導致圖像信息錯誤。

為解決上述問題，目前廣泛采用的方法是使用晶體像素查找表(Crystal Lookup Table，全文均簡稱為CLT)對獲得的圖像進行校正和糾偏。然而隨著時間的推移，CLT會產生漂移，且時間越長，產生的漂移越嚴重。因此，每隔一定時間，CLT都要被重新繪制。PET設備上有幾萬個晶體，如果手工繪制CLT，即使有經驗的工程師也需要工作一天以上。最常用的方法是半自動繪制CLT，這種方法不僅校正效果好，而且縮短儀器的維護時間，其具體步驟包括：對事件位置分布的二維直方圖進行晶體檢測得到晶體中心位置圖(Crystal Central Position Map，全文均簡稱為CCPM)；接著對CCPM做自動修正得到修正的CCPM；然后技師檢查修正的CCPM，最后對晶體邊緣進行分割。其中，自動修正的CCPM質量越好，技師檢查和修正所花費的時間越少。CLT生成過程中對CCPM做自動修正的方法主要有排序和配準兩類。排序法是按照一定的方向對探測到的晶體排定順序，通常采用從左到右，從上到下排序或者如文獻[1，2]將晶體投影到行列分別排序，判斷晶體實際排序與預期是否相同，以此推測可能的漏檢或錯檢，并進行自動修正。該方法對單個偽影點或粘連點有很強的矯正效果，但對晶體陣列的整齊程度依賴性強，一旦陣列排列不符合初始假設，一步出錯后往往容易導致累積錯誤，穩(wěn)定性差。配準法包括文獻[3]記載的基于訓練樣本方法，其首先對樣本做基于主成分分析的降維，然后利用訓練樣本晶體中心組成網絡模板，以該模板作為預期，對CCPM進行校正；另外配準法還包括文獻[4]報道的基于原圖的方法，其將原始圖像在傅里葉頻域濾波反變換后建立CCPM，并選擇原始圖像為模板。配準法對陣列形變的適應性強，然而這種方法易落入局部最優(yōu)解，易受偽影、粘連點等因素的影響，正確率低。生成高質量的CLT有利于PET系統(tǒng)獲得精確圖像信息。因此，有必要提出新的晶體像素查找表生成的方法。

[1]Zhihao Hu，Chien-Min Kao，Wei Liu，Yun Dong，Zhi Zhang，Qingguo Xie，Chin-Tu Chen，Semi-automatic position calibration for a dual-head small animal PET scanner，Nuclear Science Symposium Conference Record，IEEE，Vol.2，2007.

[2]Xinzeng Wang，Hui Zhang，Guangshu Hu，A simple and robust method for fast crystal identification，Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference(NSS/MIC)，IEEE，2012.