[發(fā)明專利]一種基于低秩約束的PET時(shí)間校正方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910156259.8
• 申請(qǐng)日: 2019-03-01
• 公開（公告）號(hào): CN109893154B
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉華鋒;陳懷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): A61B6/03
• 分類號(hào): A61B6/03
• 代理公司: 杭州天勤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224
• 代理人: 王琛

1.一種基于低秩約束的PET時(shí)間校正方法，包括如下步驟：

(1)采集放射源為點(diǎn)源或旋轉(zhuǎn)線源兩種情況下PET探測(cè)系統(tǒng)所得到的符合事件，對(duì)于任一符合事件，記錄探測(cè)器中探測(cè)到該事件的一對(duì)晶體的探測(cè)時(shí)間，進(jìn)而解析出系統(tǒng)關(guān)于晶體對(duì)探測(cè)時(shí)差的FWHM圖；

(2)建立PET探測(cè)系統(tǒng)的時(shí)間校正模型如下：

其中：x為晶體時(shí)間補(bǔ)償向量，其維度為n，n為探測(cè)器中的晶體數(shù)量，x中每個(gè)元素值即對(duì)應(yīng)各晶體的時(shí)間補(bǔ)償值；b為晶體對(duì)探測(cè)時(shí)差向量，其維度為m，m為符合事件的數(shù)量，b中每個(gè)元素值即對(duì)應(yīng)各符合事件的晶體對(duì)探測(cè)時(shí)間差；A為m×n大小的系統(tǒng)矩陣，||||₂表示2范數(shù)；

(3)使上述時(shí)間校正模型加入低秩約束，得到PET時(shí)間校正的目標(biāo)函數(shù)如下，進(jìn)而對(duì)該目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化求解得到晶體時(shí)間補(bǔ)償向量x；

其中：X為晶體時(shí)間補(bǔ)償矩陣，|| ||_*表示核范數(shù)，μ為設(shè)定的權(quán)重系數(shù)；

(4)根據(jù)求得的晶體時(shí)間補(bǔ)償向量x，對(duì)每一晶體的探測(cè)時(shí)間進(jìn)行補(bǔ)償，從而得到校正后的晶體對(duì)探測(cè)時(shí)差向量b，并將其以FWHM圖的形式展示。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PET時(shí)間校正方法，其特征在于：所述系統(tǒng)矩陣A中的元素值為-1、0或1，且每一行即對(duì)應(yīng)一個(gè)符合事件，每一列即對(duì)應(yīng)一個(gè)晶體，一行中只有兩個(gè)元素值分別為-1和1，其余元素值均為0，這兩個(gè)元素值對(duì)應(yīng)的晶體即為探測(cè)到符合事件的晶體對(duì)，其中探測(cè)時(shí)間在先的晶體對(duì)應(yīng)元素值為1，探測(cè)時(shí)間在后的晶體對(duì)應(yīng)元素值為-1。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PET時(shí)間校正方法，其特征在于：所述晶體時(shí)間補(bǔ)償矩陣X的大小為k×p，k為探測(cè)器中的晶體陣列個(gè)數(shù)，p為單個(gè)晶體陣列中的晶體數(shù)量，由于n＝k×p，故晶體時(shí)間補(bǔ)償向量x中的元素值按k行p列的形式對(duì)應(yīng)排布后即可得到晶體時(shí)間補(bǔ)償矩陣X。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PET時(shí)間校正方法，其特征在于：所述步驟(3)中采用ADMM算法對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化求解得到晶體時(shí)間補(bǔ)償向量x。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PET時(shí)間校正方法，其特征在于：所述的步驟(1)中利用放置于PET探測(cè)系統(tǒng)中心的點(diǎn)源或距離PET探測(cè)系統(tǒng)中心一定位置的旋轉(zhuǎn)線源來獲取符合事件。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PET時(shí)間校正方法，其特征在于：所述的步驟(1)中獲取得到的符合事件包含有即時(shí)符合事件與延時(shí)符合事件，由于延時(shí)符合事件是已知噪聲信息，因此需要將延時(shí)符合事件從即時(shí)符合事件集合當(dāng)中去除。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PET時(shí)間校正方法，其特征在于：所述的步驟(1)中當(dāng)放射源為旋轉(zhuǎn)線源，在解析計(jì)算FWHM圖時(shí)需加入位置補(bǔ)償，使得結(jié)果能以單個(gè)半波寬的形式呈現(xiàn)。