CN104173070B - 确定pet飞行时间的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种确定PET飞行时间的方法和装置。所述飞行时间是指同一湮灭事件所产生的光子对到达探测器的时间差。所述确定PET飞行时间的方法，包括：筛选与所述湮灭事件所产生的第一光子配对的第二光子，其中，所述第二光子的落点位置位于与所述第一光子的落点位置对应的过滤窗内，所述过滤窗与所述第一光子的落点关于探测器轴向中心线对称；由所述第一光子及其配对的第二光子落在探测器上的时间信息，获得所述第一光子和所述第二光子落在探测器上的时间差。本发明技术方案可以使得计算PET飞行时间计算结果准确、稳定，且计算量减少；同时提高探测器运行状态检测结果的准确性和稳定性。

Description

确定PET飞行时间的方法和装置

技术领域

本发明涉及医疗成像领域，尤其涉及一种确定PET飞行时间的方法和装置。

背景技术

随着PET(Positron Emission Tomography，正电子发射断层摄影)成像技术的发展，PET扫描设备在医疗领域已得到了广泛的应用。PET扫描设备是一种先进的医疗诊断成像设备，已成为肿瘤、心、脑疾病诊断与病理研究中不可缺少的重要设备。在PET扫描中，首先对患者注射放射性药物，所述放射性药物是由放射性核素(如¹¹C，¹⁵N，¹⁵O，¹⁸F等)与葡萄糖、胆碱、乙酸等人体代谢所需的化合物合成的示踪剂，这些放射性核素将质子转化成中子，并释放出正电子和微中子。正电子的质量与电子相等，正电子的电量与电子的电量相同，只是符号相反。这种正电子在人体组织中运行很短距离后，即与周围物质中的电子相互作用，发生湮灭辐射，发射出方向相反、能量相等(511keV)的两个γ光子，对这些高穿透性的γ光子进行符合探测，并用分析或统计的方法重建湮灭事件发生的位置构成了PET的基础。

将TOF(Time Of Flight，飞行时间)技术应用在PET上，是对常规PET成像技术的进一步改进。由于光子的传输是以光速进行的，正电子发生湮灭的位置不同，则同一湮灭事件所产生的光子对到达探测器的时间是不同的，TOF技术通过测量光子对的两个γ光子到达探测器环的时间差，可以根据光速估计出湮灭事件在由符合探测所确定的符合线上的大致位置，因此能够直接确定放射性核素(示踪剂)在脏器、组织中的分布，明显提供采集灵敏度和图像分辨率。

现有技术计算PET飞行时间常用方法主要是获取每对光子到达探测器的时间，由每对光子到达探测器的时间差建立直方图，再以半高全宽为标准来衡量时间差的解析度。在现有的技术环境下，计算、检测TOF将耗费巨大的计算量，同时对扫描仪的识别精度也有较高的要求，而且TOF的检测准确度和检测效率都存在问题。

所以，如何能简便、准确、稳定的地确定PET飞行时间，成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明解决的问题是现有技术确定PET飞行时间时，计算方法复杂，计算量大，且PET扫描设备在日常质控中存在的检测准确度低、效率低的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种确定PET飞行时间的方法，所述飞行时间是指同一湮灭事件所产生的光子对到达探测器的时间差，包括：筛选与所述湮灭事件所产生的第一光子配对的第二光子，其中，所述第二光子的落点位置位于与所述第一光子的落点位置对应的过滤窗内，所述过滤窗与所述第一光子的落点关于探测器轴向中心线对称；由所述第一光子及其配对的第二光子落在探测器上的时间信息，获得所述第一光子和所述第二光子落在探测器上的时间差。

可选的，所述过滤窗的尺度由探测器环数以及所述探测器晶体数目确定。

可选的，对于112环且晶体数目为112x1152的探测器，所述过滤窗在轴向上的尺度为11个晶体的宽度，在探测器圆周方向上的尺度为11个晶体的宽度。

可选的，所述筛选与所述湮灭事件所产生的第一光子配对的第二光子包括：确定所述第一光子的落点在探测器轴向上的投影点为第一投影点，待筛选的光子的落点在探测器轴向上的投影点为第二投影点；确定所述第一光子的落点在探测器圆周方向上的投影点为第三投影点，所述待筛选的光子的落点在探测器圆周方向上的投影点为第四投影点；判断是否第一投影点和第二投影点之间的距离小于或等于第一阈值且第三投影点的对称点和第四投影点之间的较短圆弧的长度小于或等于第二阈值，所述第三投影点的对称点与所述第三投影点关于所述探测器圆周中心对称，所述第一阈值和第二阈值关联于所述过滤窗的尺度；若是则确定所述待筛选的光子为与所述第一光子配对的第二光子，若否则所述待筛选的光子与所述第一光子不属于同一湮灭事件所产生的光子对。

可选的，所述过滤窗在探测器轴向上的尺度为m个晶体的宽度，在探测器圆周方向上的尺度为n个晶体的宽度，m、n为奇数，则所述第一阈值为(m-1)/2个晶体的宽度，所述第二阈值为(n-1)/2个晶体的宽度。

可选的，所述确定PET飞行时间的方法还包括：基于所述过滤窗筛选探测器一晶体位置处所有配对的光子对；由所述配对的光子对到达探测器的时间差和配对的光子对的数目，获得所述晶体位置的平均时间差。

可选的，所述晶体位置的平均时间差是由如下计算公式获得：其中，j为探测器的晶体位置的索引值，i为晶体位置j处的配对光子对的索引值，表示晶体位置j处的平均时间差，t_ji为晶体位置j处的第i对配对光子中第一光子落在探测器晶体位置j处的时间信息，t_i为晶体位置j处的第i对配对光子中第二个光子落在探测器的时间信息，sum为晶体位置j处所有配对光子对的总的数目。

可选的，所述确定PET飞行时间的方法还包括：由所述晶体位置的位置信息和所述晶体位置的平均时间差评估所述探测器的运行状态。

一种确定PET飞行时间的装置，所述飞行时间是指同一湮灭事件所产生的光子对到达探测器的时间差，包括：筛选单元，用于筛选与所述湮灭事件所产生的第一光子配对的第二光子，其中，所述第二光子的落点位置位于与所述第一光子的落点位置对应的过滤窗内，所述过滤窗与所述第一光子的落点关于探测器轴向中心线对称；获取时间差单元，由所述第一光子及其配对的第二光子落在探测器上的时间信息，获得所述第一光子和所述第二光子落在探测器上的时间差。

可选的，所述筛选单元还包括：第一确定单元，用于确定所述第一光子的落点在探测器轴向上的投影点为第一投影点，待筛选的光子的落点在探测器轴向上的投影点为第二投影点；第二确定单元，用于确定所述第一光子的落点在探测器圆周方向上的投影点为第三投影点，所述待筛选的光子的落点在探测器圆周方向上的投影点为第四投影点；判断单元，用于判断所述第一确定单元所确定的第一投影点和第二投影点之间的距离是否小于或等于第一阈值且所述第二确定单元所确定的第三投影点的对称点和第四投影点之间的较短圆弧的长度是否小于或等于第二阈值，所述第三投影点的对称点与所述第三投影点关于所述探测器圆周中心对称，所述第一阈值和第二阈值关联于所述过滤窗的尺度；配对单元，用于在所述判断单元的判断结果为是，则确定所述待筛选的光子为与所述第一光子配对的第二光子，否则所述待筛选的光子与所述第一光子不属于同一湮灭事件所产生的光子对。

可选的，所述确定PET飞行时间的装置还包括：获取单元，用于基于所述过滤窗筛选探测器一晶体位置处所有配对的光子对；平均时间差计算单元，由所述配对的光子对到达探测器的时间差和配对的光子对的数目，获得所述晶体位置的平均时间差。

可选的，所述确定PET飞行时间的装置还包括：评估单元，用于由所述晶体位置的位置信息和所述晶体位置的平均时间差评估所述探测器的运行状态。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

对于确定PET飞行时间，本发明技术方案采用过滤窗筛选出同一湮灭事件所产生的配对光子对，可以过滤掉很多不属于同一湮灭事件所产生的光子对，所以计算PET飞行时间时，可以过滤掉许多由不属于同一湮灭事件所产生的光子对所导致错误的时间差信息数据，使得计算PET飞行时间的计算量减小。

所述过滤窗由探测器环数以及所述探测器晶体数目确定，使得检测准确度和效率提高。

通过计算探测器晶体位置处的平均时间差确定PET的飞行时间，使得计算PET飞行时间的结果准确、稳定。

通过所述探测器晶体的位置信息和所述晶体位置的平均时间差来评估所述探测器的运行状态，由于计算PET飞行时间的计算量的减小，可以有效提高检测探测器运行状态的检测效率；同时由于采取时间差平均值的方法，较大提高探测器运行状态的检测结果的准确性和稳定性。

附图说明

图1是本发明技术方案确定PET飞行时间的方法流程示意图；

图2是本发明技术方案提供的光子对落入探测器的位置示意图；

图3是本发明一实施例提供的确定PET飞行时间的方法流程示意图；

图4A和图4B是本发明实施例提供的光子对的投影点位置在探测器轴向和圆周方向上的位置示意图；

图5是本发明一实施例计算探测器晶体位置的平均时间差的流程示意图；

图6是本发明实施例提供的确定PET飞行时间的装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。

图1是本发明技术方案确定PET飞行时间的方法流程示意图，包括以下步骤：

步骤S1，筛选与所述湮灭事件所产生的第一光子配对的第二光子，其中，所述第二光子的落点位置位于与所述第一光子的落点位置对应的过滤窗内，所述过滤窗与所述第一光子的落点关于探测器轴向中心线对称。

其中，过滤窗的尺度如果太大，容易造成过多不属于同一次湮灭事件的光子对划归为同一次湮灭事件，从而影响到最终飞行时间计算的准确性；若过滤窗的尺度太小，易造成过多属于同一湮灭事件的光子对被排除在统计计算以外，同样会影响到计算结果的准确性。在本发明实施例中，所述过滤窗的尺度由探测器环数以及所述探测器晶体数目确定。

图2是本发明技术方案提供的光子对落入探测器的位置示意图，如图2所示，当湮灭事件所产生的光子p1、p2到达探测器时，根据所述光子p1、p2落在所述探测器的位置来判断所述光子p1、p2是否是同一湮灭事件所产生的配对光子对。

为了叙述方便，在本发明的实施例中，将由同一湮灭事件所产生的光子对称为配对光子对，所述配对光子对含有第一光子和第二光子。

请参考图2，将p1作为湮灭事件所产生的第一光子，如果光子p2的落点位置位于与所述第一光子p1的落点位置对应的过滤窗内，则判断光子p2和所述第一光子p1是配对光子对，即光子p2为同一湮灭事件所产生的第一光子p1所配对的第二光子，将所述配对光子对的第一光子p1和第二光子p2用于计算PET飞行时间；如果光子p2的落点位置不在所述第一光子p1的落点位置对应的过滤窗内，则判断光子p2和所述第一光子p1不是配对的光子对，丢弃光子p1、p2的信息，光子p1、p2的信息不参与计算PET飞行时间，在本发明的实施例中，如图2所示，光子p2落在过滤窗内，则确定光子p2为所述第一光子p1配对的第二光子。

所述过滤窗的中心位置可以由所述第一光子p1的落点位置与所述第一光子p1所在的与探测器轴向a所垂直的横截面的圆周的中心点o的连线确定，如图2所示，以所述第一光子p1的落点与所述第一光子p1所在的圆周的中心点o的连线与圆周的交点p3作为所述过滤窗的中心点。

所述过滤窗与所述第一光子p1的位置关于探测器轴向中心线对称。所述过滤窗位置的确定可以采用其它方法进行确定，在此不做太多的限定。

步骤S2，由所述第一光子及其配对的第二光子落在探测器上的时间信息，获得所述第一光子和所述第二光子落在探测器上的时间差。

通过步骤S1筛选出同一湮灭事件所产生的第一光子p1和与所述第一光子p1配对的第二光子p2，由第一光子p1以及第二光子p2落在探测器上的时间信息，获得配对光子对的光子p1和光子p2的时间差。

所述配对光子对落在探测器上的时间信息以及位置信息可以在发生湮灭事件时，由探测器相关硬件将由所述湮灭事件所产生的光子落在探测器上的时间信息和位置信息记录在相关存储设备上，在使用过滤窗筛选配对光子对时根据存储设备上的光子的时间信息和位置信息进行筛选。

下面结合实施例对本发明技术方案进行进一步的说明。

在本发明的实施例中，采用探测器环数为112环且所述探测器晶体数量为112x1152的PET扫描设备。

在PET工作时，在探测器的每两个晶体之间都连接着符合电路，能同时记录由于电子湮灭所产生的各个方向上的光子。所述符合电路确认落入所述探测器的时间差小于8～12ns的光子对来自一次湮灭事件，湮灭点就在发生闪光的两个晶体之间的连线上，所述连线称作符合线，符合电路的输出脉冲命令计算机将这次事件的光子对的信息按照符合线记录在存储器中，所述光子对的信息包含有光子落入探测器的时间信息以及位置信息。

在本发明的实施例中，将按照符合线记录在存储器中的光子对称为符合光子对。

在PET的实际工作中，仅以两个光子落入探测器的时间差来确认是否属于同一次湮灭事件，会将很多不属于同一次湮灭事件的光子对划归为同一次湮灭事件，这是因为某一光子对可能不是同一次湮灭事件所产生的，但是所述光子对落入探测器的时间差小于8～12ns，则所述光子对会被确认为由同一次湮灭事件所产生。这将导致在存储器中记录的信息中含有大量错误配对的光子对信息，即存储器中所记录的符合光子对中含有大量并不是由同一湮灭事件所产生的光子对，本发明实施例提供一种通过设定特定的过滤窗将不属于同一湮灭事件的符合光子对排除在计算之外，提高计算结果的准确性。

图3是本发明实施例提供的确定PET飞行时间的方法流程示意图，如图3所示，步骤S31至步骤S37应于图1所示的步骤S1，由步骤S31至步骤S37筛选出同一湮灭事件所产生的配对光子对，即筛选出同一湮灭事件所产生的第一光子配对的第二光子。

具体地，将一个符合光子对中的光子p1作为湮灭事件所产生的第一光子，将所述符合光子对中的光子p2作为待筛选的光子，判断所述待筛选的光子p2的落点位置是否位于所述第一光子p1的落点位置对应的过滤窗内，如果是，则确定所述待筛选的光子p2为湮灭事件所产生的第一光子p1配对的第二光子，即确定所述符合光子对是由同一湮灭事件所产生的配对光子对，否则，确定所述符合光子对不是由同一湮灭事件所产生的配对光子对。

首先，执行步骤S31，设定过滤窗。

在本发明的实施例中，请参考图2，对于112环且晶体数目为112x1152的探测器，过滤窗在所述探测器轴向a方向上的尺度设置为11个晶体的宽度，在所述探测器圆周方向b方向上的尺度设置为11个晶体的宽度，所述过滤窗可以较好的过滤掉不属于同一次湮灭事件的符合光子对，且使得漏掉属于同一湮灭事件的配对光子对的几率减小，从而可以有效控制最终飞行时间计算的准确性。

执行步骤S32，获取符合光子对到达探测器的时间信息和位置信息。

具体地，从存储湮灭事件符合光子对信息的存储器中，获取所记录的符合光子对的时间信息以及位置信息。所述符合光子对含有光子p1和光子p2。

执行步骤S33至步骤S37，由步骤S31中设定的过滤窗，确定由步骤S32获取的符合光子对是否是同一湮灭事件所产生的配对光子对。

步骤S33，获取所述符合光子对在探测器轴向上的投影点位置。

光子p1和光子p2为由步骤S32中从存储器中获取的已记录的符合光子对，其中，将光子p1作为湮灭事件所产生的第一光子，将光子p2作为待筛选的光子。

在本发明的实施例中，将第一光子p1的落点在探测器轴向上的投影点称为第一投影点，所述待筛选的光子p2的落点在探测器轴向上的投影点称为第二投影点。

所述第一投影点的位置以及所述第二投影点的位置如图4A所示，p1_轴为第一光子p1落点位置在探测器轴向上的投影点位置，即p1_轴为第一投影点位置；p2_轴为所述待筛选的光子p2落点位置在探测器中心轴向上的投影点位置，即p2_轴为第二投影点位置。

步骤S34，判断第一投影点和第二投影点之间的距离小于或等于第一阈值，若是则执行步骤S35，否则，结束本次计算过程。

具体地，如图4A所示，判断第一投影点p1_轴和第二投影点p2_轴之间的距离d2是否小于或等于第一阈值。

所述第一阈值关联与过滤窗的尺度，如果过滤窗在探测器轴向上的尺度为m个晶体的宽度，则所述第一阈值为(m-1)/2个晶体的宽度，其中，m为奇数。

具体地，在本发明的实施例中，由步骤S31设定过滤窗在所述探测器轴向上的尺度设置为11个晶体的宽度，可以确定第一阈值设置为5个晶体的宽度值。

步骤S35，获取所述符合光子对在探测器圆周方向上的投影点的位置。

在本发明的实施例中，将第一光子p1的落点在探测器圆周方向上的投影点称为第三投影点，所述待筛选的光子p2的落点在探测器圆周方向上的投影点称为第四投影点。

所述第三投影点的位置以及所述第四投影点的位置如图4B所示，p1_圆周为第一光子p1的落点在探测器圆周方向上的投影点位置，即p1_圆周为第三投影点位置；p2_圆周为所述待筛选的光子p2落点位置在所述探测器圆周方向上的投影点位置，即p2_圆周为第四投影点位置。

步骤S36，判断第三投影点对称点和第四投影点之间的圆弧的长度小于或等于第二阈值，若是则执行步骤S37，否则，结束本次计算过程。

所述第三投影点的对称点与所述第三投影点关于所述探测器圆周中心对称，具体地，如图4B所示，O点为第三投影点以及第四投影点所在圆周的中心点，L为穿过第三投影点p1_圆周与圆周中心O的直线，所述直线与所述第三投影点以及第四投影点所在圆周相交于p1_圆周和p3两个交点，p3为所述第三投影点p1_圆周关于圆周中心O点的对称点。

如图4B所示，判断第三投影点的对称点p3和第四投影点p2_圆周之间的圆弧的长度d1是否小于或等于第二阈值。

需要说明的是，此处所述的第三投影点的对称点p3和第四投影点p2_圆周之间的圆弧为p3和p2_圆周之间较短的圆弧。

所述第二阈值关联与过滤窗的尺度，如果所述过滤窗在探测器圆周方向上的尺度为n个晶体的宽度，则所述第二阈值为(n-1)/2个晶体的宽度，其中，n为奇数。

具体地，在本发明的实施例中，由步骤S31设定过滤窗在所述探测器圆周方向上的尺度设置为11个晶体的宽度，可以确认第二阈值设置为5个晶体的宽度值。

步骤S37，确定符合光子对为配对光子对。

如果由上述步骤确定第一光子p1的落点在探测器轴向上的第一投影点p1_轴和待筛选光子p2的落点在探测器轴向上的第二投影点p2_轴之间的距离小于或等于第一阈值且所述第一光子p1的落点在探测器圆周方向上的第三投影点p1_圆周和待筛选光子p2的落点在探测器圆周方向上的第四投影点p2_圆周之间的距离小于或等于第二阈值待，则确定待筛选的光子p2的落点位置位于所述第一光子p1的落点位置对应的过滤窗内，确定所述待筛选的光子p2为湮灭事件所产生的第一光子p1配对的第二光子，即确定从存储器中获取的已记录的符合光子对是同一湮灭事件所产生的配对光子对。

步骤S38对应于图1所示的步骤S2，执行步骤S38，获取配对光子对落在探测器上的时间差。

具体地，由所述配对光子对的时间信息得到所述配对光子对落在探测器上的时间差。

通过上述步骤可以从存储器中存储的符合光子对中筛选出同一湮灭事件所产生的配对光子对，可以过滤掉很多不属于同一湮灭事件所产生的光子配对，所以计算PET飞行时间时，可以过滤掉许多错误的时间差信息数据，使得计算PET飞行时间的计算量有效减小。

进一步，所述确定PET飞行时间的方法，还包括计算晶体位置的平均时间差。

图5是本发明一实施例计算晶体位置的平均时间差的流程示意图。

执行步骤S51，基于所述过滤窗筛选探测器一晶体位置处所有配对的光子对。

对于探测器某一晶体位置处，使用上述方法，从存储器中存储的晶体位置处的所有符合光子对中由设定的过滤窗筛选出所有由同一湮灭事件所产生的配对光子对。

执行步骤S52，由所述配对光子对到达探测器的时间差和配对的光子对的数目，获得所述晶体位置的平均时间差。

由步骤S51处获得某一晶体位置处的所有配对光子对信息。由所述所有配对光子对的时间信息获得所有配对光子对落入探测器的时间差，并计算所述所有配对光子对的时间差的总和，进而由所述晶体位置处的配对光子对的时间差的总和与所述配对光子对的总的数目的比值，得到所述晶体位置处的平均时间差。

具体地，可以使用公式：其中，j为探测器的晶体位置的索引值，i为晶体位置j处的配对光子对的索引值，表示晶体位置j处的平均时间差，t_ji为晶体位置j处的第i对配对光子中第一光子落在探测器晶体位置j处的时间信息，t_i为晶体位置j处的第i对配对光子中第二个光子落在探测器的时间信息，sum为晶体位置j处所有配对光子对的总的数目。

由上述公式即可获得探测器的每个晶体位置处的平均时间差，由所述平均时间差确定PET的每个晶体位置处的飞行时间信息。

在本发明的实施例中，对于112环且晶体数量为112x1152的PET扫描器，利用上述求取晶体位置的平均时间差的方法计算PET飞行时间时，如果在3.1GHz的主频，内存为4G的PC上对于所述存储器中记录的9000000个符合光子对的相关数据信息进行处理时耗时为0.561s，由此可见，本发明技术方案提供的计算PET飞行时间的方法可以有效减少计算的时间，提高效率。

同时，由上述公式计算PET的晶体位置处的平均时间差时，对于一个配对光子对，可以由所述配对光子对中第一光子和第二光子的时间差确定第一光子落入的第一晶体位置处的时间差，同样，在计算所述配对光子对中第二光子落入的第二晶体位置处的时间差时，可以由所述配对光子对中第二光子和第一光子的时间差确定，所述第一晶体位置和第二晶体位置对于所述配对光子对的时间差值的大小是一样的，只是所述时间差值的符号是相反的，所以，在计算探测器所有晶体位置处的时间差时，只需要计算一半晶体的结果，另一半晶体的时间差的值符号取反即可。

本发明技术实施例所提供的确定PET飞行时间的方法，通过设定过滤窗可以过滤掉大量不属于同一湮灭事件所产生的光子对，进一步，通过计算探测器晶体位置的平均时间差，使得计算结果准确、稳定，更进一步，由于计算探测器所有晶体的时间差时，只需要计算一半晶体的时间差，其计算量会减少很多。

在本发明的其它实施方式中，可以使用本发明技术方案提供的确定PET飞行时间的方法来评估PET扫描设备的运行状态。具体地，可以由探测器晶体位置的位置信息和所述晶体位置处的平均时间差信息构成二维图像，通过所述二维图像观测PET扫描设备的运行的状态。

通过所述二维图像评估PET扫描设备运行状态的方法，由于计算PET飞行时间的计算量减小可以有效提高PET扫描设备运行状态的检测效率，同时由于采取时间差平均值的方法，较大提高PET扫描设备运行状态的检测结果的准确性和稳定性。

对应上述确定PET飞行时间的方法，本发明技术方案还提供一种确定PET飞行时间的装置，如图6所示，包括：

筛选单元U11，用于筛选与所述湮灭事件所产生的第一光子配对的第二光子，其中，所述第二光子的落点位置位于与所述第一光子的落点位置对应的过滤窗内，所述过滤窗与所述第一光子的落点关于探测器轴向中心线对称。

获取时间差单元U12，由所述第一光子及其配对的第二光子落在探测器上的时间信息，获得所述第一光子和所述第二光子落在探测器上的时间差。

本发明实施例中，所述筛选单元U11可以进一步包括：

第一确定单元U11a，用于确定所述第一光子的落点在探测器轴向上的投影点为第一投影点，待筛选的光子的落点在探测器轴向上的投影点为第二投影点。

第二确定单元U11b，用于确定所述第一光子的落点在探测器圆周方向上的投影点为第三投影点，所述待筛选的光子的落点在探测器圆周方向上的投影点为第四投影点。

判断单元U11c，用于判断所述第一确定单元U11a所确定的第一投影点和第二投影点之间的距离是否小于或等于第一阈值且所述第二确定单元U11b所确定的第三投影点的对称点和第四投影点之间的较短圆弧的长度是否小于或等于第二阈值，所述第三投影点的对称点与所述第三投影点关于所述探测器圆周中心对称，所述第一阈值和第二阈值关联于所述过滤窗的尺度。

所述第一阈值和第二阈值由具体的过滤窗的大小确定。例如本发明实施例所提供的112环的PET扫描设备，所述过滤窗的大小可以为11x11个晶体宽度的范围，则第一阈值与第二阈值的可以设定为5个晶体宽度的范围。

配对单元U11d，用于在所述判断单元的判断结果为是，则确定所述待筛选的光子为与所述第一光子配对的第二光子，否则所述待筛选的光子与所述第一光子不属于同一湮灭事件所产生的光子对。

由判断单元U11c得出的结果确定待筛选的光子是否为所述湮灭事件所产生的第一光子配对的第二光子。

由U11c中如果确定所述光子对在探测器判断轴向上的投影点之间的距离小于5个晶体的宽度值，在圆周方向上的投影点之间的距离同时也小于5个晶体的宽度值，即可确认所述光子对为同一湮灭事件所述产生的配对的光子对。

上述装置中各单元具体功能的实现，可以参见上述确定PET飞行时间方法中提供的具体实施方式，在此不再赘述。

本实施例中，所述确定PET飞行时间的装置还可以包括：

获取单元，用于基于所述过滤窗筛选探测器一晶体位置处所有配对的光子对。

所述获取单元可以采用上述确定PET飞行时间的装置用来获得探测器某一晶体位置处的所有配对光子对。

平均时间差计算单元，由所述配对的光子对到达探测器的时间差和配对的光子对的数目，获得所述晶体位置的平均时间差。

具体地，由所述获取单元得到所述探测器某一晶体位置处的所有配对的光子对信息，由所述配对的光子对的时间信息获得所述配对的所有光子对的落入所述探测器的时间差，并计算所述所有配对的光子对的时间差的总和，进而由所述某一晶体位置处的配对光子对的时间差的总和与所述配对的光子对的总的数目的比值，得到所述晶体位置处的平均时间差，即由所述平均时间差得到PET的每个晶体位置处的飞行时间信息。

具体计算所述探测器某一晶体位置处的平均时间差的方法可以参见以上论述。

进一步，所述确定PET飞行时间的装置还可以包括：评估单元，用于由所述晶体位置信息和所述晶体位置的平均时间差评估所述探测器的运行状态。所述方法同上，在此不再赘述。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (11)

1.一种确定PET飞行时间的方法，所述飞行时间是指同一湮灭事件所产生的光子对到达探测器的时间差，其特征在于，包括：

筛选与所述湮灭事件所产生的第一光子配对的第二光子，其中，所述第二光子的落点位置位于与所述第一光子的落点位置对应的过滤窗内，所述过滤窗的中心点与所述第一光子的落点关于探测器轴向中心线对称，所述过滤窗的尺度由探测器环数以及所述探测器晶体数目确定；

由所述第一光子及其配对的第二光子落在探测器上的时间信息，获得所述第一光子和所述第二光子落在探测器上的时间差。

2.根据权利要求1所述的确定PET飞行时间的方法，其特征在于，对于112环且晶体数目为112x1152的探测器，所述过滤窗在所述探测器轴向上的尺度为11个晶体的宽度，在所述探测器圆周方向上的尺度为11个晶体的宽度。

3.根据权利要求1所述的确定PET飞行时间的方法，其特征在于，所述筛选与所述湮灭事件所产生的第一光子配对的第二光子包括：

确定所述第一光子的落点在探测器轴向上的投影点为第一投影点，待筛选的光子的落点在探测器轴向上的投影点为第二投影点；

确定所述第一光子的落点在探测器圆周方向上的投影点为第三投影点，所述待筛选的光子的落点在探测器圆周方向上的投影点为第四投影点；

判断是否第一投影点和第二投影点之间的距离小于或等于第一阈值且第三投影点的对称点和第四投影点之间的较短圆弧的长度小于或等于第二阈值，所述第三投影点的对称点与所述第三投影点关于所述探测器圆周中心对称，所述第一阈值和第二阈值关联于所述过滤窗的尺度；

若是则确定所述待筛选的光子为与所述第一光子配对的第二光子，若否则所述待筛选的光子与所述第一光子不属于同一湮灭事件所产生的光子对。

4.根据权利要求3所述的确定PET飞行时间的方法，其特征在于，所述过滤窗在探测器轴向上的尺度为m个晶体的宽度，在探测器圆周方向上的尺度为n个晶体的宽度，m、n为奇数，则所述第一阈值为(m-1)/2个晶体的宽度，所述第二阈值为(n-1)/2个晶体的宽度。

5.根据权利要求1所述的确定PET飞行时间的方法，其特征在于，还包括：

基于所述过滤窗筛选探测器一晶体位置处所有配对的光子对；

由所述配对的光子对到达探测器的时间差和配对的光子对的数目，获得所述晶体位置的平均时间差。

6.根据权利要求5所述的确定PET飞行时间的方法，其特征在于，所述晶体位置的平均时间差是由如下计算公式获得：其中，j为探测器的晶体位置的索引值，i为晶体位置j处的配对光子对的索引值，表示晶体位置j处的平均时间差，t_ji为晶体位置j处的第i对配对光子中第一光子落在探测器晶体位置j处的时间信息，t_i为晶体位置j处的第i对配对光子中第二个光子落在探测器的时间信息，sum为晶体位置j处所有配对光子对的总的数目。

7.根据权利要求5所述的确定PET飞行时间的方法，其特征在于，还包括：由所述晶体位置的位置信息和所述晶体位置的平均时间差评估所述探测器的运行状态。

8.一种确定PET飞行时间的装置，所述飞行时间是指同一湮灭事件所产生的光子对到达探测器的时间差，其特征在于，包括：

筛选单元，用于筛选与所述湮灭事件所产生的第一光子配对的第二光子，其中，所述第二光子的落点位置位于与所述第一光子的落点位置对应的过滤窗内，所述过滤窗的中心点与所述第一光子的落点关于探测器轴向中心线对称，所述过滤窗的尺度由探测器环数以及所述探测器晶体数目确定；

获取时间差单元，由所述第一光子及其配对的第二光子落在探测器上的时间信息，获得所述第一光子和所述第二光子落在探测器上的时间差。

9.根据权利要求8所述的确定PET飞行时间的装置，其特征在于，所述筛选单元还包括：

第一确定单元，用于确定所述第一光子的落点在探测器轴向上的投影点为第一投影点，待筛选的光子的落点在探测器轴向上的投影点为第二投影点；

第二确定单元，用于确定所述第一光子的落点在探测器圆周方向上的投影点为第三投影点，所述待筛选的光子的落点在探测器圆周方向上的投影点为第四投影点；

判断单元，用于判断所述第一确定单元所确定的第一投影点和第二投影点之间的距离是否小于或等于第一阈值且所述第二确定单元所确定的第三投影点的对称点和第四投影点之间的较短圆弧的长度是否小于或等于第二阈值，所述第三投影点的对称点与所述第三投影点关于所述探测器圆周中心对称，所述第一阈值和第二阈值关联于所述过滤窗的尺度；

配对单元，用于在所述判断单元的判断结果为是，则确定所述待筛选的光子为与所述第一光子配对的第二光子，否则所述待筛选的光子与所述第一光子不属于同一湮灭事件所产生的光子对。

10.根据权利要求8所述的确定PET飞行时间的装置，其特征在于，还包括：

获取单元，用于基于所述过滤窗筛选探测器一晶体位置处所有配对的光子对；

平均时间差计算单元，由所述配对的光子对到达探测器的时间差和配对的光子对的数目，获得所述晶体位置的平均时间差。

11.根据权利要求10所述的确定PET飞行时间的装置，其特征在于，还包括：

评估单元，用于由所述晶体位置的位置信息和所述晶体位置的平均时间差评估所述探测器的运行状态。