一种事件排序方法及装置
技术领域
本发明涉及核医疗设备领域,尤其涉及一种事件排序方法及装置。
背景技术
随着核医疗设备的快速发展,能够获取到人体断层图像的计算机断层显像装置越来越成为早期发现和诊断肿瘤、心血管等领域重大疾病的有力武器。常见的计算机断层显像装置包括以下几种:正电子发射计算机断层显像装置(Positron Emission Tomography,简称PET)、正电子发射计算机断层显像和扫描装置(Positron Emission Computed Tomography,简称PET-CT)、正电子发射计算机断层显像和核磁共振装置(Positron EmissionTomography-magnetic resonance,简称PET-MR)等。
所述计算机断层显像装置的工作原理如下:首先在病人体内注射放射性的生物示踪药物(例如13N-NH、18F-FDOPA等),这些药物是由回旋加速器产生的,并且是有可释放正电子的放射性核素合成的。这些放射性核素是人体内存在的必需元素(如碳、氮、氧等)或在某种程度上能取代必需元素的同位素。所述生物示踪药物在注射到人体后会发生衰变,而且在衰变过程中会产生正电子,所述正电子的质量与负电子的质量相同,但是电量是负电子电量的负值。所述生物示踪药物产生的正电子在人体内移动大约1mm后将会与人体内的负电子结合发生湮灭辐射,正、负电子湮灭时会产生两个能量相同(511keV)且方向相反的γ光子,参见图1。正常情况下,这两个光子会被探测器系统的两个探测器检测到,由于这两个光子的路径不同,到达这两个探测器的时间可能会有差别,如果在规定的时间窗内,探测器系统探测到这两个光子,则该事件被称为符合事件。所述计算机断层显像装置通过记录所有事件,并对从中所有事件中找出符合事件形成符合线(LOR),并将所述LOR线分别累加可形成原始的正弦图,再经过图像重建和处理最终得到正电子的浓度分布图像。通过对所述正电子的浓度分布的异常情况进行分析,医生可以判断癌症等疾病的病灶。
参见图2,现有技术中,所述计算机断层显像装置的各采集模块检测事件是否发生,并记录事件发生的时间及相关数据,当采集模块采集时间达到预设时间时,所有采集模块将包含所述事件发生的时间及相关数据的时间轴发送至数据汇总模块进行汇总(图2中仅显示了采集模块与所述数据汇总模块的部分连线),数据汇总模块根据事件发生的时间对所有事件进行排序,以便符合处理模块对符合事件进行判断。在现有技术中,数据汇总模块需要判断时间轴上的每个单位时间内是否有事件发生,如果不对每个时间单位内产生的事件进行判断,那么可能会出现时间乱序的现象,造成符合处理的异常,影响图像质量;但是对每个时间单位内的事件进行判断会耗费大量的时间,导致事件排序的效率降低,影响整个系统的性能。
发明内容
为了解决现有技术中事件排序的效率低下、系统性能较低的技术问题,本发明提供了一种事件排序方法及装置,实现了提高事件排序效率,提升系统性能的目的。
本发明实施例提供了一种事件排序方法,所述方法包括:
获取各采集模块生成的事件数据流,其中,每个所述事件数据流均包括一个时间轴,每个时间轴的起始点和结束点均相同,所述时间轴平均分为M个时间段,M≥1,每个时间段内至少标记了一个事件,且每个时间段由若干个单位时间段组成;
将每一个时间轴中包含有假事件的时间段去除,所述假事件是指当所述采集模块在该时间段没有获取到事件的相关数据而生成的一个特定标记;
对剩余时间段中的事件按照时间顺序进行排序。
优选的,所述采集模块至少有两个。
优选的,各个事件数据流的第i个时间段均事先存储于第i个存储单元中,其中,1≤i≤M;
所述步骤将每一个时间轴中包含有假事件的时间段去除包括:
将事先存储于第i个存储单元的包含有假事件的时间段去除。
优选的,在步骤将事先存储于第i个存储单元的包含有假事件的时间段去除后,判断剩余的事件中的第一预设标记是否正确,所述第一预设标记包括所述时间段对应的时间轴的信息;
如果否,则将包含有错误的第一预设标记的事件丢弃。
优选的,所述方法还包括:
判断剩余的事件中的第二预设标记是否正确,所述第二预设标记包括所述时间段的信息;
如果否,则将包含有错误的第二预设标记的事件丢弃。
本发明实施例还提供了一种事件排序装置,所述装置包括:获取单元、去除单元和排序单元,所述获取单元与所述去除单元连接,所述去除单元与所述排序单元连接;
其中,所述获取单元,用于获取各采集模块生成的事件数据流,其中,每个所述事件数据流均包括一个时间轴,每个时间轴的起始点和结束点均相同,所述时间轴平均分为M个时间段,M≥1,每个时间段内至少标记了一个事件,且每个时间段由若干个单位时间段组成;
所述去除单元,用于将包含有假事件的时间段去除,所述假事件是指当所述采集模块在该时间段没有获取到事件的相关数据而生成的一个特定标记;
所述排序单元,用于对剩余时间段中的事件按照时间顺序进行排序。
优选的,所述去除单元,用于将包含有假事件的时间段去除包括:
所述去除单元,用于将事先存储于第i个存储单元的包含有假事件的时间段去除,其中所述第i个存储单元存储着各个事件数据流的第i个时间段,且1≤i≤M。
优选的,所述装置还包括第一判断单元和第一丢弃单元;
所述去除单元与所述第一判断单元连接,所述第一判断单元与所述第一丢弃单元连接;
其中,所述第一判断单元,用于判断剩余的事件中的第一预设标记是否正确,所述第一预设标记包括所述时间段对应的时间轴的信息,如果否,则激活所述第一丢弃单元;
所述第一丢弃单元,用于将包含有错误的第一预设标记的事件丢弃。
优选的,所述装置还包括第二判断单元和第二丢弃单元;
所述第二判断单元与所述第二丢弃单元连接;
其中,所述第二判断单元,用于判断剩余的事件中的第二预设标记是否正确,所述第二预设标记包括所述时间段的信息,如果否,则激活所述第二丢弃单元;
所述第二丢弃单元,用于将包含有错误的第二预设标记的事件丢弃。
现有技术中,数据汇总模块判断时间轴上的连续单位时间内是否存在标记事件,当所述时间轴代表的时间长度较长或单位时间段较小时,这种判断方法会严重降低事件排序的效率,影响系统的性能。
在本发明中,通过将时间轴划分为若干个时间段,每个时间段又包含若干个单位时间段,通过将包含有假事件的时间段去除,有效节约了判断的时间,进而提高了事件排序的效率,也提高了系统的性能。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明现有技术中正、负电子湮灭的示意图;
图2为本发明现有技术中进行事件排序的装置连接示意图;
图3为本发明提供的一种事件排序方法实施例一的流程图
图4为本发明实施例一提供的三种符合事件示意图;
图5为本发明实施例一提供的时间轴示意图;
图6为本发明实施例一提供的去掉假事件后的两个时间轴的示意图;
图7为本发明实施例一提供的对图6中的两个时间轴中的事件排序后的示意图;
图8为本发明提供的一种事件排序方法实施例二的流程图;
图9为本发明提供的一种事件排序装置实施例一的结构框图;
图10为本发明提供的一种事件排序器装置实施例二的结构框图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
方法实施例一:
图3为本发明提供的一种事件排序方法实施例一的流程图。
本实施例提供的事件排序方法包括如下步骤:
S101:获取各采集模块生成的事件数据流。
生物示踪药物产生的正电子与人体内的负电子结合发生湮灭产生γ光子的过程被称为事件发生,所述γ光子被计算机断层显像装置中的探测器接收,所述探测器包括由多个晶体单元组成的晶体阵列和光电探测器,所述晶体整列中的闪烁晶体将γ光子转化为可见光,所述光电探测器将所述可见光转换为电信号,所述电信号经由光电倍增管滤波和放大,再由前端电子电路根据该电信号对所述电信号传递的γ光子的能量、位置等信息进行获取。因此,所述事件数据流中数据的含义是指γ光子的能量数据、位置数据和/或其他数据信息。
此外所述事件数据流中数据中可能还包括γ光子的被接收的时间信息,所述时间信息非常重要,它最重要的作用是用于进行符合事件判断。符合事件包括三种,第一种是真符合事件,即探测器探测到的两个光子源于同一个湮灭事件,且这两个光子在到达探测器之间均未与介质发生任何相互作用,参见图4A;第二种散射符合事件,即探测到的两个光子来源于同一湮灭事件,但是在到达探测器之前两个光子中至少有一个光子经过了散射后偏离了原来的方向,参见图4C;第三种是随机符合事件,即探测到的两个光子不是来自同一个湮灭事件,参见图4B。在这三种符合事件中,只有第一种可以准确定位到光子的位置,具体通过确定探测器接收到两个光子的时间差在时间窗范围内,所述时间窗通常为8~12ns,并且根据探测器中接收光子的晶体的位置来确定事件发生的位置。
在本实施中,所述采集模块至少有两个,每个采集模块均会生成相应的事件数据流,每个事件数据流均包括一个时间轴,每个时间轴的起始点和结束点均相同,图5为一个时间轴的示意图,所述时间轴平均分为M个时间段,M≥1,每个时间段内至少标记了一个事件,且每个时间段由若干个单位时间段组成。举例而言,每个时间段为500ns,每个单位时间段为1ns。
需要注意的是,这里从各采集模块获取的事件数据流中的时间轴的起始点和结束点均相同并不意味着各采集模块初始生成的时间轴的起始点和结束点均相同,在实际应用中,由于各种各样的原因,各采集模块虽然同时得到数据采集命令,但开始采集的时间点可能不一样,因而结束的时间点也不一样。在这种情况下,需要对这些起始点进行校正,以使各采集模块最终生成的各时间轴的起始点和结束点均相同。
其中,所述事件分为“真事件”和“假事件”,所述“真事件”是指事件发生并且在某个时间段内被所述采集模块获取到的相关的数据信息,所述“假事件”是指因没有被所述采集模块获取到相关数据信息而生成的一个特定标记。需要注意的是,“真事件”和“假事件”是相对于采集模块而言的,例如当正、负电子湮灭产生的两个光子分别被图2中的采集模块1和采集模块7对应的探测器接收到,那么对于采集模块1和7来讲则为真事件,而对其他采集模块来讲则为假事件;如果在一段时间内没有任何光子产生,也就是说任何一个采集模块都没有获取到光子的数据信息,那么对于所有采集模块而言都为假事件。对于同一采集模块的同一个时间段来讲,所述真事件和假事件是“非”的关系,即如果某时间段中没有代表假事件的特定标记,那一定存在真事件。
此外,本发明虽然不对一个时间段中代表假事件的特定标记的数量做限定,但是为了操作简便,在本实施例中,若在该时间段中没有获取到关于光子的数据信息,则仅用一个特定标记来代表假事件。
S102:将每一个时间轴中包含有假事件的时间段去除。
在实际应用中,对于某个时间轴,可能有部分或全部的时间段都标记了假事件,本实施例对每一个时间轴中这些包含有假事件的时间段去除,排序时就不用对这些时间段中的单位时间内是否包含有真事件做判断,有效节约了排序的时间。
S103:对剩余时间段中的事件按照时间顺序进行排序。
在步骤S102将每一个时间轴中包含有假事件的时间段去除后,剩余时间段包含的事件即为真事件。由于真事件中携带有时间信息,因此本实施根据按照时间的先后顺序对剩余的事件进行排序。
举例而言,图6为去掉假事件后的两个时间轴的示意图,图中,对于时间轴1,去掉包含假事件的时间段后剩余的时间段为时间段1、时间段3、时间段4、时间段5和时间段7,每个时间段内都标记了一个真事件;对于时间轴2,去掉包含假事件的时间段后剩余的时间段为时间段3、时间段5和时间段7,每个时间段也都标记了一个真事件。
图7为对图6的两个时间轴中的事件排序后的示意图,从图7中可以看出事件1-8发生时间由早到晚的顺序为:事件1、事件2、事件6、事件3、事件4、事件7、事件8和事件5,之后可以通过比较两事件之间的间隔时间是否符合时间窗来判断是否为符合事件。
可以理解的是,图6和图7提供的示意图并不构成对本发明方案的限制,而且在图6中,每个时间段只标记了一个真事件,在实际应用中,每个时间段可以标记多个真事件。
现有技术中,数据汇总模块判断时间轴上的单位时间段内是否标记事件,当所述时间轴代表的时间长度较长或单位时间段较小时,这种判断方法会严重降低事件排序的效率,影响系统的性能。
在本实施例中,通过将时间轴划分为若干个时间段,每个时间段又包含若干个单位时间段,通过将包含有假事件的时间段去除,有效节约了判断的时间,进而提高了事件排序的效率,也提高了系统的性能。
方法实施例二
图8为本发明提供的一种事件排序方法实施例二的流程图。
本实施例提供的事件排序方法包括如下步骤:
S201:获取各采集模块生成的事件数据流。
在实际应用中,若所有采集模块在生成所述事件数据流后直接进行获取,可能会导致数据传输链路发生拥挤状况,而且若此时没有将采集模块之前的发送的事件数据流处理完毕,则新获取的这批事件数据流则会处于等待状态,不仅占用数据汇总模块的内存,而且可能会导致数据汇总模块处理其他事件的效率降低。
因此,在本实施例中,所述各个事件数据流的第i个时间段均事先存储于第i个存储单元中,其中,1≤i≤M。也就是说,每个时间段都对应一个存储单元,每个事件数据流的时间段1都存储于存储单元1中,每个事件数据流的时间段2均存储于存储单元2中,以此类推。由于所述存储单元与所述数据汇总模块独立,因此不会占用数据汇总模块的内存,也不影响数据汇总模块的数据处理效率,当数据汇总模块对该时间轴之前的数据处理完毕后,再从这些存储单元中读取新数据进行处理。此外,数据汇总模块可以将所有存储单元的数据一并进行读取,也可以分批读取,例如先读取存储单元1的数据,待将存储单元1的数据处理完毕后,再读取存储单元2的数据,以此类推。由于存储单元与数据汇总模块之间的数据传输链路传输的数据较少,因此减少传输链路发生拥堵的情况。
所述存储单元可以都设置在一个存储器中,也可以设置在多个存储器中,本发明不做具体限定。
另外,所述采集模块可以在生成整个事件数据流后再按照各时间段发送至对应的存储单元,也可以每生成一个时间段的事件数据流后就进行发送,本发明对此也不做具体限定。
S202:将事先存储于第i个存储单元的包含有假事件的时间段去除。
S203:判断剩余的事件中的第一预设标记是否正确,如果否,则进行步骤S204。
在实际应用中,为了提高绘制正电子的浓度分布图像的效率,可能会将整个光子探测过程划分为多个时段,每个时间段都有相应的标记来与同一采集模块生成的其他时间轴做区分,因此,本实施例中,所述第一预设标记包括所述时间段对应的时间轴的信息。
S204:包含有错误的第一预设标记的事件丢弃。
假设当前需要判断的事件标记于采集模块1的时间轴20的时间段5内,若该事件的第一预设标记为20,则表示该事件为正确的事件,应当保留;若该事件的第一预设标记不为20,则表示该事件不是正确的事件,应当丢弃。
S205:判断剩余的事件中的第二预设标记是否正确,如果否,则进行步骤S206。
S206:将包含有错误的第二预设标记的事件丢弃。
在本实施例中,所述第二预设标记包括所述时间段的信息。以上述例子为例,若该事件的第二预设标记为5,则表示该事件为正确的事件,应当保留;若该时间的第二预设标记不为5,则表示该事件不是正确的事件,应当丢弃。
需要注意的是,步骤S203和步骤S205中的两个判断条件可以同时存在,也可以只存在其中一个。若这两个判断条件同时存在,那么步骤S205和步骤S206可以在步骤S203和步骤S204之前、之后或并列(图8显示的是步骤S205和步骤S206在步骤S203和步骤S204之后的情况)。
S207:对剩余的事件按照时间顺序进行排序。
相对于方法实施例一,本实施例通过将各个事件数据流的第i个时间段均事先存储于第i个存储单元中,更加提高了事件排序的效率,且减少传输链路发生拥堵的情况。此外,通过将包含有错误的第一预设标记和第一预设标记的事件丢弃,保证了事件的有效性,从而提高事件排序的质量,进而提高正电子的浓度分布图像的质量。
基于以上实施例提供的一种事件排序方法,本发明实施例还提供了一种事件排序装置,下面结合附图来详细说明其工作原理。
装置实施例一
参见图9,该图为本发明提供的一种事件排序装置实施例一的结构框图。
本实施例提供的事件排序装置包括:获取单元301、去除单元302和排序单元303,所述获取单元301与所述去除单元302连接,所述去除单元302与所述排序单元303连接;
其中,所述获取单元301,用于获取各采集模块生成的事件数据流,其中,每个所述事件数据流均包括一个时间轴,每个时间轴的起始点和结束点均相同,所述时间轴平均分为M个时间段,M≥1,每个时间段内至少标记了一个事件,且每个时间段由若干个单位时间段组成;
所述去除单元302,用于将每一个时间轴中包含有假事件的时间段去除,所述假事件是指当所述采集模块在该时间段没有获取到事件的相关数据而生成的一个特定标记;
所述排序单元303,用于对剩余时间段中的事件按照时间顺序进行排序。
在本实施例中,通过将时间轴划分为若干个时间段,每个时间段又包含若干个单位时间段,通过将每一个时间轴中包含有假事件的时间段去除,有效节约了判断的时间,进而提高了事件排序的效率,也提高了系统的性能。
装置实施例二
参见图10,该图为本发明提供的一种事件排序装置实施例二的结构框图。
在本实施中,所述去除单元302,用于将事先存储于第i个存储单元的包含有假事件的时间段去除,其中所述第i个存储单元存储着各个事件数据流的第i个时间段,且1≤i≤M。
此外,在装置实施例一的基础上,本实施例提供的事件排序装置还包括:第一判断单元304和第一丢弃单元305。
所述去除单元302与所述第一判断单元304连接,所述第一判断单元304与所述第一丢弃单元305连接。
其中,所述第一判断单元304,用于判断剩余的事件中的第一预设标记是否正确,所述第一预设标记包括所述时间段对应的时间轴的信息,如果否,则激活所述第一丢弃单元;所述第一丢弃单元305,用于将包含有错误的第一预设标记的事件丢弃。
在本实施例中,所述装置还包括第二判断单元306和第二丢弃单元307,所述第二判断单元306与所述第二丢弃单元307连接。
其中,所述第二判断单元306,用于判断剩余的事件中的第二预设标记是否正确,所述第二预设标记包括所述时间段的信息,如果否,则激活所述第二丢弃单元;所述第二丢弃单元307,用于将包含有错误的第二预设标记的事件丢弃。
需要注意的是,在实际应用中,所述第一判断单元304和所述第二判断单元306以及分别对应的所述第一丢弃单元305和所述第二丢弃单元307可以同时设置在所述事件排序装置中,也可以择一设置。若同时设置,则所述事件排序装置各单元的连接方式可以为:
所述获取单元301与所述去除单元302连接,所述去除单元302与所述第一判断单元304连接,所述第一判断单元304与所述第一丢弃单元305连接,所述第一丢弃单元305与所述第二判断单元306连接,所述第二判断单元306与所述第二丢弃单元307连接,所述第二丢弃单元307与所述排序单元303连接;
或,所述获取单元301与所述去除单元302连接,所述去除单元302与所述第二判断单元306连接,所述第二判断单元306与所述第二丢弃单元307连接,所述第二丢弃单元307与所述第一判断单元304连接,所述第一判断单元304与所述第一丢弃单元305连接,所述第一丢弃单元305与所述排序单元303连接;
或,所述获取单元301与所述去除单元302连接,所述去除单元302同时与所述第一判断单元304和所述第二判断单元306连接,所述第一判断单元304与所述第一丢弃单元305连接,所述第二判断单元306与所述第二丢弃单元307连接,所述第一丢弃单元305和所述第二丢弃单元307分别与所述排序单元303连接。图10示出的即为第三种情况。
此外,
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于装置实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述得比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元及模块可以是或者也可以不是物理上分开的。另外,还可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元和模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下,即可以理解并实施。
以上所述仅是本发明的具体实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。