CN105590029B - 一种基于双端探测器的晶体分辨图计算方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于医疗设备技术领域，提供了一种基于双端探测器的晶体分辨图计算方法和装置。所述方法包括：根据预设能量阈值，去除双端探测器采集到的所有事件信息中低于所述预设能量阈值的事件信息；获取去除低于所述预设能量阈值的事件信息后的所述双端探测器的单端晶体位置坐标；根据所述双端探测器的单端晶体位置坐标，计算所述双端探测器的双端晶体位置坐标，以获得所述双端探测器的晶体分辨图。通过本发明提高了晶体分辨图计算方法的可靠性，更好地表征了双端探测器的空间分辨性能。

Description

一种基于双端探测器的晶体分辨图计算方法和装置

技术领域

本发明属于医疗设备技术领域，尤其涉及一种基于双端探测器的晶体分辨图计算方法和装置。

背景技术

正电子发射型计算机断层显像(Positron Emission Computed Tomography，PET)是核医学领域比较先进的临床检查影像技术，能够将含有放射性核素的药物在体内的分布形成图像，该图形可以反映人体代谢、组织功能和结构形态。

在核医学PET设备中，最为核心的部件为探测器，也可以称为PET探测器，该部件用于检测引入病患体内的放射性核素所发出的射线，例如伽马射线。常用的探测器包括多个晶体和光电转换器件。其中，晶体用于检测病患体内释放出的射线光子(例如伽马光子)并将其转换成可见光，光电转换器件用于将可见光转换成电信号。

晶体分辨图是通过对探测器不同晶体位置发射的可见光的坐标进行直方图统计得到的晶体单元分布图，是表征探测器本征空间分辨率的有效方法，也是衡量探测器系统空间分辨性能的主要指标。现有的晶体分辨图计算方法，是简单地将探测器的单端晶体的位置坐标进行平均，得到双端晶体的位置坐标，没有考虑相互作用深度和低能噪声事件的影响，降低了晶体分辨图计算方法的可靠性，不能很好的表征探测器的空间分辨性能。

故，有必要提出一种新的技术方案，以解决上述技术问题。

发明内容

鉴于此，本发明实施例提供一种基于双端探测器的晶体分辨图计算方法和装置，以提高晶体分辨图计算方法的可靠性，更好地表征双端探测器的空间分辨性能。

本发明实施例的第一方面，提供一种基于双端探测器的晶体分辨图计算方法，所述方法包括：

根据预设能量阈值，去除双端探测器采集到的所有事件信息中低于所述预设能量阈值的事件信息；

获取去除低于所述预设能量阈值的事件信息后的所述双端探测器的单端晶体位置坐标；

根据所述双端探测器的单端晶体位置坐标，计算所述双端探测器的双端晶体位置坐标，以获得所述双端探测器的晶体分辨图。

本发明实施例的第二方面，提供一种基于双端探测器的晶体分辨图计算装置，所述装置包括：

去除模块、获取模块以及计算模块；

所述去除模块，用于根据预设能量阈值，去除双端探测器采集到的所有事件信息中低于所述预设能量阈值的事件信息；

所述获取模块，用于获取去除低于所述预设能量阈值的事件信息后的所述双端探测器的单端晶体位置坐标；

所述计算模块，用于根据所述双端探测器的单端晶体位置坐标，计算所述双端探测器的双端晶体位置坐标，以获得所述双端探测器的晶体分辨图。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本发明实施例根据所有事件信息中去除低于预设能量阈值的事件信息后的事件信息获取双端探测器的单端晶体位置坐标，根据所述双端探测器的单端晶体位置坐标，计算所述双端探测器的双端晶体位置坐标，去除了低于预设能量阈值的事件信息对所述双端探测器的双端晶体位置坐标的影响，进而也去除了低于预设能量阈值的事件信息对根据所述双端探测器的双端晶体位置坐标获得的所述双端探测器的晶体分辨图的影响，从而提高了晶体分辨图计算方法的可靠性，更好地表征了双端探测器的空间分辨性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的基于双端探测器的晶体分辨图计算方法的实现流程图；

图2是本发明实施例一提供的十六个电信号通过电子学加权转换为四个电信号的示例图；

图3是本发明实施例一提供的一个硅光电倍增管模块的四个电信号输出位置示例图；

图4是本发明实施例二提供的基于双端探测器的晶体分辨图计算装置的组成示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一：

图1示出了本发明实施例一提供的基于双端探测器的晶体分辨图计算方法的实现流程，所述实现流程详述如下：

在步骤S101中，根据预设能量阈值，去除双端探测器采集到的所有事件信息中低于所述预设能量阈值的事件信息；

在本发明实施例中，通过采集卡读取所述双端探测器采集到的所有事件信息，所述采集卡为高速模拟信号采集卡。

较佳的，所述双端探测器的光电转换器件为硅光电倍增管，采用硅光电倍增管的双端探测器能够有效测量相互作用深度，同时具备很好的磁场兼容特性。

在本发明实施例中，一个可见光由硅光电倍增管转换为一个电信号称为一个事件信息，所述低于所述预设能量阈值的事件信息为低能噪声事件信息。

在本发明实施例中，所述双端探测器包括两个单端探测器，分别为第一探测器和第二探测器，第一探测器和第二探测器为对向放置，第一探测器和第二探测器分别包括一个硅光电倍增管模块，一个硅光电倍增管模块由4×4个硅光电倍增管阵列构成，将十六个电信号通过电子学加权转换为四个电信号，即第一探测器和第二探测器分别由四个通道存储电信号。如图2是十六个电信号通过电子学加权转换为四个电信号的示例图，A、B、C、D为四个电信号，电阻Ri＝500Ω，Ro＝300Ω，如图3是一个硅光电倍增管模块的四个电信号输出位置示例图，A、B、C、D为四个电信号。

在本发明实施例中，在所述双端探测器的八个通道中存储所有事件信息，并将所述双端探测器的八个通道的能量输出值进行累加，累加后的值作为所述双端探测器的双端总能量，根据所述双端探测器的双端总能量，绘制能谱图，计算能谱峰值对应的能量值，将所述能谱峰值对应的能量值的作为预设能量阈值。

在步骤S102中，获取去除低于所述预设能量阈值的事件信息后的所述双端探测器的单端晶体位置坐标；

进一步的，所述获取去除低于所述预设能量阈值的事件信息后的所述双端探测器的单端晶体位置坐标，具体包括：

根据所述所有事件信息中去除低于所述预设能量阈值的事件信息后的事件信息，获取所述双端探测器的八个通道的能量输出值；

根据所述双端探测器的八个通道的能量输出值，计算所述双端探测器的单端晶体位置坐标。

进一步的，所述根据所述双端探测器的八个通道的能量输出值，计算所述双端探测器的单端晶体位置坐标，具体包括：

根据所述双端探测器的第一探测器的四个通道的能量输出值A₁、B₁、C₁、D₁，计算所述双端探测器的第一探测器的单端晶体位置坐标其中，第一探测器的单端能量值E₁＝A₁+B₁+C₁+D₁；

根据所述双端探测器的第二探测器的四个通道的能量输出值A₂、B₂、C₂、D₂，计算所述双端探测器的第二探测器的单端晶体位置坐标 其中，第二探测器的单端能量值E₂＝A₂+B₂+C₂+D₂。

在步骤S103中，根据所述双端探测器的单端晶体位置坐标，计算所述双端探测器的双端晶体位置坐标，以获得所述双端探测器的晶体分辨图。

在本发明实施例中，根据所述双端探测器的双端晶体位置坐标，可以通过三维直方图统计得到所述双端探测器的晶体分辨图。

进一步的，所述根据所述双端探测器的单端晶体位置坐标，计算所述双端探测器的双端晶体位置坐标，具体包括：

在本发明实施例中，分别为第一探测器和第二探测器的相互作用深度加权因子。

需要说明的是，本发明实施例的第一探测器是指某一探测器，“第一”在此仅为表述和指代的方便，并不意味着在本发明的具体实现方式中一定会有与之对应的第一探测器。类似地，第二探测器中的“第二”也仅仅是为了表述和指代的方便，并不意味着在本发明的具体实现方式中一定会有与之对应的第二探测器。

本发明实施例根据所有事件信息中去除低于预设能量阈值的事件信息后的事件信息获取双端探测器的单端晶体位置坐标，根据所述双端探测器的单端晶体位置坐标，计算所述双端探测器的双端晶体位置坐标，去除了低于预设能量阈值的事件信息对所述双端探测器的双端晶体位置坐标的影响，并在所述双端探测器的双端晶体位置坐标的计算中加入了相互作用深度加权因子，考虑了低能噪声事件和相互作用深度对所述双端探测器的双端晶体位置坐标的影响，根据所述双端探测器的双端晶体位置坐标，可以通过三维直方图统计得到所述双端探测器的晶体分辨图，进而考虑了低能噪声事件和相互作用深度对所述双端探测器的晶体分辨图的影响，从而提高了晶体分辨图计算方法的可靠性，更好地表征了双端探测器的空间分辨性能。

实施例二：

图4示出了本发明实施例二提供的基于双端探测器的晶体分辨图计算装置的组成示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

去除模块41，用于根据预设能量阈值，去除双端探测器采集到的所有事件信息中低于所述预设能量阈值的事件信息；

获取模块42，用于获取去除低于所述预设能量阈值的事件信息后的所述双端探测器的单端晶体位置坐标；

进一步的，所述获取模块42具体包括：

获取单元421，用于根据所述所有事件信息中去除低于所述预设能量阈值的事件信息后的事件信息，获取所述双端探测器的八个通道的能量输出值；

计算单元422，用于根据所述双端探测器的八个通道的能量输出值，计算所述双端探测器的单端晶体位置坐标。

进一步的，所述计算单元422具体用于：

根据所述双端探测器的第一探测器的四个通道的能量输出值A₁、B₁、C₁、D₁，计算所述双端探测器的第一探测器的单端晶体位置坐标其中，第一探测器的单端能量值E₁＝A₁+B₁+C₁+D₁；

根据所述双端探测器的第二探测器的四个通道的能量输出值A₂、B₂、C₂、D₂，计算所述双端探测器的第二探测器的单端晶体位置坐标 其中，第二探测器的单端能量值E₂＝A₂+B₂+C₂+D₂。

计算模块43，用于根据所述双端探测器的单端晶体位置坐标，计算所述双端探测器的双端晶体位置坐标，以获得所述双端探测器的晶体分辨图。

进一步的，所述计算模块43具体用于：

本发明实施例提供的基于双端探测器的晶体分辨图计算装置可以使用在前述对应的方法实施例一中，详情参见上述实施例一的描述，在此不再赘述。

所述领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块或单元的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块或单元完成，即所述装置的内部结构划分成不同的功能模块或单元，上述功能模块或单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件的形式实现。另外，各功能模块或单元的具体名称也只是为了便于相互区别，并不用于限制本申请的保护范围。

综上所述，本发明实施例根据所有事件信息中去除低于预设能量阈值的事件信息后的事件信息获取双端探测器的单端晶体位置坐标，根据所述双端探测器的单端晶体位置坐标，计算所述双端探测器的双端晶体位置坐标，去除了低于预设能量阈值的事件信息对所述双端探测器的双端晶体位置坐标的影响，并在所述双端探测器的双端晶体位置坐标的计算中加入了相互作用深度加权因子，考虑了低能噪声事件和相互作用深度对所述双端探测器的双端晶体位置坐标的影响，根据所述双端探测器的双端晶体位置坐标，可以通过三维直方图统计得到所述双端探测器的晶体分辨图，进而考虑了低能噪声事件和相互作用深度对所述双端探测器的晶体分辨图的影响，从而提高了晶体分辨图计算方法的可靠性，更好地表征了双端探测器的空间分辨性能。

本领域普通技术人员还可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以在存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，包括ROM/RAM、磁盘、光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于双端探测器的晶体分辨图计算方法，其特征在于，所述方法包括：

根据预设能量阈值，去除双端探测器采集到的所有事件信息中低于所述预设能量阈值的事件信息；其中，在所述双端探测器的八个通道中存储所有事件信息，并将所述双端探测器的八个通道的能量输出值进行累加，累加后的值作为所述双端探测器的双端总能量，根据所述双端探测器的双端总能量，绘制能量谱，计算能谱峰值对应的能量值，将所述能谱峰值对应的能量值的作为预设能量阈值；

获取去除低于所述预设能量阈值的事件信息后的所述双端探测器的单端晶体位置坐标；

根据所述双端探测器的单端晶体位置坐标以及第一探测器和第二探测器的相互作用深度加权因子，计算所述双端探测器的双端晶体位置坐标，以获得所述双端探测器的晶体分辨图。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取去除低于所述预设能量阈值的事件信息后的所述双端探测器的单端晶体位置坐标，具体包括：

根据所述所有事件信息中去除低于所述预设能量阈值的事件信息后的事件信息，获取所述双端探测器的八个通道的能量输出值；

根据所述双端探测器的八个通道的能量输出值，计算所述双端探测器的单端晶体位置坐标。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述双端探测器的八个通道的能量输出值，计算所述双端探测器的单端晶体位置坐标，具体包括：

根据所述双端探测器的第一探测器的四个通道的能量输出值A₁、B₁、C₁、D₁，计算所述双端探测器的第一探测器的单端晶体位置坐标其中，第一探测器的单端能量值E₁＝A₁+B₁+C₁+D₁；

根据所述双端探测器的第二探测器的四个通道的能量输出值A₂、B₂、C₂、D₂，计算所述双端探测器的第二探测器的单端晶体位置坐标 其中，第二探测器的单端能量值E₂＝A₂+B₂+C₂+D₂。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述双端探测器的单端晶体位置坐标，计算所述双端探测器的双端晶体位置坐标，具体包括：

根据所述第一探测器的单端晶体位置坐标和第二探测器的单端晶体位置坐标计算所述双端探测器的双端晶体位置坐标其中，所述双端探测器的双端总能量E＝E₁+E₂。

5.一种基于双端探测器的晶体分辨图计算装置，其特征在于，所述装置包括：

去除模块、获取模块以及计算模块；

所述去除模块，用于根据预设能量阈值，去除双端探测器采集到的所有事件信息中低于所述预设能量阈值的事件信息；其中，在所述双端探测器的八个通道中存储所有事件信息，并将所述双端探测器的八个通道的能量输出值进行累加，累加后的值作为所述双端探测器的双端总能量，根据所述双端探测器的双端总能量，绘制能量谱，计算能谱峰值对应的能量值，将所述能谱峰值对应的能量值的作为预设能量阈值；

所述获取模块，用于获取去除低于所述预设能量阈值的事件信息后的所述双端探测器的单端晶体位置坐标；

所述计算模块，用于根据所述双端探测器的单端晶体位置坐标以及第一探测器和第二探测器的相互作用深度加权因子，计算所述双端探测器的双端晶体位置坐标，以获得所述双端探测器的晶体分辨图。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述获取模块具体包括：

获取单元，用于根据所述所有事件信息中去除低于所述预设能量阈值的事件信息后的事件信息，获取所述双端探测器的八个通道的能量输出值；

计算单元，用于根据所述双端探测器的八个通道的能量输出值，计算所述双端探测器的单端晶体位置坐标。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述计算单元具体用于：

根据所述双端探测器的第一探测器的四个通道的能量输出值A₁、B₁、C₁、D₁，计算所述双端探测器的第一探测器的单端晶体位置坐标其中，第一探测器的单端能量值E₁＝A₁+B₁+C₁+D₁；

根据所述双端探测器的第二探测器的四个通道的能量输出值A₂、B₂、C₂、D₂，计算所述双端探测器的第二探测器的单端晶体位置坐标 其中，第二探测器的单端能量值E₂＝A₂+B₂+C₂+D₂。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述计算模块具体用于：

根据所述第一探测器的单端晶体位置坐标和第二探测器的单端晶体位置坐标计算所述双端探测器的双端晶体位置坐标其中，所述双端探测器的双端总能量E＝E₁+E₂。