[發明專利]用于正電子發射斷層攝影隨機符合估計的松弛迭代最大似然期望最大化

在審

• 申請號: 201880060981.5
• 申請日: 2018-09-20
• 公開（公告）號: CN111512343A
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 宋犀云;葉京漢;A·安德烈耶夫;白傳勇;胡志強
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號: G06T11/00
• 分類號: G06T11/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 劉兆君

一種非瞬態存儲介質存儲指令，所述指令能由電子處理器(20)讀取并運行以執行用于估計針對正電子發射斷層攝影(PET)成像設備(12)的探測器陣列(14)的探測器(16)的單獨率的方法(100)。所述方法包括：獲得針對由所述探測器陣列的所述探測器的對定義的響應線(LOR)的測量的延遲符合率；并且通過迭代優化來生成針對所述探測器陣列的所述探測器的估計的單獨率，在所述迭代優化中，每次迭代通過包括以下各項的操作來執行針對所述探測器的所述單獨率的估計結果的更新：對針對所述探測器的所述單獨率的估計結果進行正向投影以生成針對所述LOR的延遲符合率的估計結果；生成針對所述LOR的所測量的延遲符合率與針對所述LOR的所述延遲符合率的所生成的估計結果之間的定量比較結果；對所述定量比較結果進行反向投影以生成針對所述探測器的所述單獨率的校正結果；使用所生成的校正結果來更新針對所述探測器的所述單獨率的估計結果。針對所述探測器陣列的所述探測器的所估計的單獨率包括當所述迭代優化滿足停止準則時通過所述迭代優化輸出的針對所述探測器的所述單獨率的估計結果。該過程連帶地優化所估計的單獨率和隨機符合估計結果。

技術領域

下文總體上涉及醫學成像領域、正電子發射斷層攝影(PET)成像領域、PET圖像重建和重建后處理領域以及相關領域。

背景技術

正電子發射斷層攝影(PET)圖像的高質量和準確的定量重建要求對隨機符合(“隨機符合”)進行校正。先前已經提出了用于隨機符合校正的不同方法。一種這樣的方法基于以下假設，使用延遲符合窗口對記錄在即時窗口中的隨機符合進行建模：假設探測到的隨機符合的數量平均起來等于即時符合正弦圖中的隨機符合的數量(參見Noll G.的《輻射探測和測量》(第三版，紐約，紐約：John WileySons；1999年))。延遲符合方法的一個缺點是延遲符合數據中的統計噪聲。為了減少噪聲，可以采用對延遲符合數據的平滑化或其他平均化策略，但是這些方法會引入額外的偏差和/或為折衷目的而損害準確性。

能夠采用Casey平均化步驟對噪聲進行平滑化(參見Casey ME、Hoffman EJ.的“Quantitation in positron emission computed tomography:7.A technique toreduce noise in accidental coincidence measurements and coincidenceefficiency calibration”(J Comput Assist Tomogr.，1986年，第10卷，第845-850頁)。有問題的是，由于是對延遲正弦圖(而不是對即時正弦圖)應用了Casey平均化，因此在早期步驟中應用于延遲正弦圖和即時正弦圖的探測器幾何響應校正的效果變得與延遲正弦圖和即時正弦圖不匹配。這引起在來自均勻圓柱體體模的重建圖像中的軸向輪廓中出現不希望的波形。

另一類隨機符合校正方法包括基于單獨率(singles rate)和隨機符合率之間的理論關系，根據單獨率來估計隨機符合，這被稱為“基于單獨”的方法。這些方法要求每個探測器或每個探測器塊的單獨率可用，并且要求單獨率應當反映那些可能引起隨機符合的單獨光子，并且通常還要求縮放估計的隨機符合以匹配來自采集的延遲符合的量(參見Stearns CW、McDaniel DL、Kohlmyer SG、Arul PR、Geiser BP、Shanmugam V.的“Randomcoincidence estimation from single event rates on the Discovery ST PET/CTscanner”(2003年IEEE核科學專題討論會和醫學成像會議的論文集，俄勒岡波特蘭，IEEE2003；第5卷，第3067–3069頁))。

美國專利申請US 2009/0072154描述了一種使用延遲符合和單獨率這兩者來減少數據差異的隨機符合校正方法。該方法導出隨機符合事件(延遲)正弦圖中與探測器環中的探測器i和j相對應的R_ij的平均估計結果，如下所示：