[發明專利]曲面輻射源的PET探測器飛行時間的校準系統

有效

• 申請號: 201911277881.0
• 申請日: 2019-12-12
• 公開（公告）號: CN110988974B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 褚政;高思澤;葉宏偉
• 申請（專利權）人: 明峰醫療系統股份有限公司
• 主分類號: G01T7/00
• 分類號: G01T7/00
• 代理公司: 紹興市越興專利事務所(普通合伙) 33220
• 代理人: 蔣衛東

1.一種曲面輻射源的PET探測器飛行時間的校準系統，其特征在于：包括

校準體模，用于發射時間同時但方向相反的輻射事件對的輻射源；

TOF-PET成像數據采集模塊，用于采集到發出的輻射事件的信息；

輻射源分布獲取模塊，用于提取輻射源的實際形態特征以獲得到輻射源的空間分布；

圖像處理模塊，用于將輻射源分布圖像進行處理，得到與實際輻射源的位置；

正向投影計算模塊，用于同正向投影獲取真實的LOR時間差E；

基礎延時計算模塊，用于利用PET診斷成像裝置對輻射源進行含有TOF信息，計算出每一條LOR上的實際射線對延遲；

對比計算模塊，用于將正向投影計算模塊的結果和基礎延時計算結果進行對比，獲取到精確的各個LOR上的時延；

數據重建模塊，用于采集符合事件TOF時間差來進行TOF方式重建，它同時利用了LOR上的時延信息。

2.如權利要求1所述的一種曲面輻射源的PET探測器飛行時間的校準系統，其特征在于：所述TOF-PET成像數據采集模塊采用多個輻射探測器環狀結構，探測器具有不同的定時延遲，輻射事件對與輻射探測器的相互作用路徑是LOR，檢測器環確定后，每一條LOR的幾何位置是已知的。

3.如權利要求1所述的一種曲面輻射源的PET探測器飛行時間的校準系統，其特征在于：所述輻射源分布獲取模塊提取輻射源的實際形態特征以獲得到輻射源的空間分布，其具體操作步驟包括利用PET診斷成像裝置獲取到輻射源的符合γ光子對信號；或者，如果PET是與X射線斷層掃描并聯的PET/CT設備，使用CT掃描輻射源，通過CT設備重建得到X射線斷層成像的輻射源衰減圖像；如果是PET是與磁共振掃描設備并聯的PET/MR設備，使用MR對輻射源進行時間序列掃描得到輻射源的磁共振空間分布圖像。

4.如權利要求1所述的一種曲面輻射源的PET探測器飛行時間的校準系統，其特征在于：所述圖像處理模塊將輻射源分布圖像進行處理，得到與實際輻射源的位置，其具體操作步驟包括圖像平滑化和圖像閾值分割兩步。

5.如權利要求1所述的一種曲面輻射源的PET探測器飛行時間的校準系統，其特征在于，所述正向投影計算模塊同正向投影獲取真實的LOR時間差E，其具體操作步驟包括以下：

(1)根據原始的PET檢測器幾何坐標產生對應的LOR方向線；

(2)沿著LOR方向線，尋找出累積的輸入圖像像素值，

其代表公式如下

其中，Xi表示上述先前圖像的第i個元素的值，Cj表示第j個LOR方向的累積值，Pij為系統幾何矩陣對應第i個圖像元素、第j個LOR元素的值；

(3)計算累積距離，

其代表公式如下

/

其中

為從LOR起始端到像素i的距離；

(4)計算LOR起始點到輻射源平均距離

Disj＝Wj/Cj

Disj就是第j條LOR到輻射源的距離；

通過轉化，得到時間差Ej＝(2*Disj-DLORj)/c；c表示光速，DLORj是LOR的起始檢測器到終端檢測器的距離。

6.如權利要求5所述的一種曲面輻射源的PET探測器飛行時間的校準系統，其特征在于：所述基礎延時計算模塊利用PET診斷成像裝置對輻射源進行含有TOF信息，計算出每一條LOR上的實際射線對延遲，其具體步驟包括以下：

(1)統計每一條LOR上的統計計數，記為Nj

(2)在每一個LOR下，累積每一個符合事件的飛行時間

計算公式為

其中Tj是第j個LOR上平均延時，Tdjk是第j個LOR上的第k個符合事件時間差，它是由LOR上起始的檢測器延時t0減去終端的檢測器延時t1，公式表達為Tdjk＝t0jk-t1jk。

7.如權利要求6所述的一種曲面輻射源的PET探測器飛行時間的校準系統，其特征在于：基礎延時計算模塊利用PET診斷成像裝置對輻射源進行含有TOF信息，計算出每一條LOR上的實際射線對延遲，得到LOR上需要校正的時延為Delayj＝Ej-Tj。

8.如權利要求7所述的一種曲面輻射源的PET探測器飛行時間的校準系統，其特征在于：所述數據重建模塊用于采集符合事件TOF時間差來進行TOF方式重建，對應TOF-PET成像數據采集模塊更新TOF符合數據的時間差參數，其更新方法為，直接將Delayj作為修正項目，各個符合上新的參數，Dti＝Dti+Delayj，其中i表示第i個符合事件，它的幾何位置屬于標號為j的LOR上。