CN106073812A - 一种确定门控信号的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种确定门控信号的方法和装置，属于医学领域。所述方法包括：获取正电子发射断层显像PET设备在检测时段内的每个预设时长的子时段中检测到的各湮灭点位置信息；根据所述每个子时段对应的各湮灭点位置信息，分别计算每个子时段对应的湮灭点重心位置；将所述每个子时段对应的湮灭点重心位置确定为门控信号，基于所述门控信号进行PET图像重建。采用本发明，可以降低诊断系统成本。

Description

一种确定门控信号的方法和装置

技术领域

本发明涉及医学领域，特别涉及一种确定门控信号的方法和装置。

背景技术

在医学领域中，可以通过PET/CT(positron emission tomography/computedtomography，正电子发射断层显像/计算机断层扫描)设备对人体或动物体肿瘤、心脏系统疾病和神经系统疾病进行早期诊断，即可以通过PET/CT设备对被扫描对象扫描得到的图像确定发生病灶的位置。然而，在PET成像时，由于成像过程具有一定的时长，被扫描对象的呼吸运动或心脏搏动使被发生病灶的组织(比如肺)在空间上周期性移位，导致所得的PET图像模糊，使得难以或不可能识别PET图像中的小病变。

为消除呼吸运动导致的PET图像模糊，往往在PET中采用门控技术，即通过特定的设备采集呼吸运动对应的门控信号(其中，门控信号可以是用于反映被扫描对象在扫描时长(比如12分钟)内的呼吸运动过程或心脏搏动过程的信号)，目前，常用的采集门控信号的方法往往需要依靠外部设备，比如，通过红外线采集装置或摄像机采集被扫描对象体表的运动信号，其中，运动信号可以是被扫描对象处于平躺状态下，体表某部位的高度随着时间进行变化的高度值，采集到的该运动信号即为门控信号。然后，可以根据得到的门控信号，进行PET图像重建，即可以根据门控信号反映出的呼吸周期，将很多次重复的相同运动阶段中的PET数据划分在一起，将划分在一起的PET数据重建为一个运动阶段的图像。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

基于上述处理方式采集门控信号时，需要增加额外的外部设备，而外部设备的价格往往比较昂贵，从而，导致诊断系统成本增加。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种确定门控信号的方法和装置。所述技术方案如下：

第一方面，提供了一种确定门控信号的方法，所述方法包括：

获取正电子发射断层显像PET设备在检测时段内的每个预设时长的子时段中检测到的各湮灭点位置信息；

根据所述每个子时段对应的各湮灭点位置信息，分别计算每个子时段对应的湮灭点重心位置；

根据所述每个子时段对应的湮灭点重心位置，确定门控信号，基于所述门控信号进行PET图像重建。

可选的，所述根据所述每个子时段对应的各湮灭点位置信息，分别计算每个子时段对应的湮灭点重心位置，包括：

对于每个子时段，根据所述子时段对应的各湮灭点位置信息，确定在所述子时段中，在轴向检测位置范围内的每个预设长度的子范围对应的湮灭点数目，根据每个子范围对应的湮灭点数目，确定所述子时段对应的湮灭点轴向重心位置。

可选的，所述湮灭点位置信息包括径向位置、角度位置、轴向位置标识，其中，所述轴向位置标识是用于表示湮灭点的轴向位置的信息；

所述根据所述子时段对应的各湮灭点位置信息，确定在所述子时段中，在轴向检测位置范围内的每个预设长度的子范围对应的湮灭点数目，包括：

对于每个轴向位置标识，根据所述子时段中所述轴向位置标识所属的各湮灭点位置信息中的径向位置和角度位置，确定每个径向位置-角度位置组合所对应的湮灭点数目；

对于每个轴向位置标识，将满足预设接近度条件的多个径向位置-角度位置组合合并为一个新的径向位置-角度位置组合，并将多个径向位置-角度位置组合对应的湮灭点数目之和，作为所述新的径向位置-角度位置组合对应的湮灭点数目；

根据在每个轴向位置标识下的所有新的径向位置-角度位置组合对应的湮灭点数目，确定在所述子时段中，在轴向检测位置范围内的每个预设长度的子范围对应的湮灭点数目。

这样，可以降低噪声的影响，提高确定出的门控信号的准确性。

可选的，所述根据每个子范围对应的湮灭点数目，确定所述子时段对应的湮灭点轴向重心位置，包括：

获取预先设置的每个子范围对应的顺序号，将每个子范围对应的湮灭点数目作为对应顺序号的权值，对所述每个子范围对应的顺序号，计算加权平均值，作为所述子时段对应的湮灭点轴向重心位置。

可选的，所述方法还包括：

对于每个子时段，根据核素衰变公式和所述子时段下的所述每个子范围对应的湮灭点数目，确定所述子时段下的所述每个子范围对应的衰变修正后的湮灭点数目；

所述根据每个子范围对应的湮灭点数目，确定所述子时段对应的湮灭点轴向重心位置，包括：

根据每个子范围对应的衰变修正后的湮灭点数目，确定所述子时段对应的湮灭点轴向重心位置。

可选的，所述根据所述每个子时段对应的湮灭点重心位置，确定门控信号，包括：

对所述每个子时段和所述每个子时段对应的湮灭点重心位置构成的重心-时间函数进行频域变换处理，得到所述重心-时间函数对应的频谱；

基于具有预设中心频率和预设带宽的带通滤波器，对所述频谱进行滤波，得到滤波后的频谱；

对所述滤波后的频谱进行所述频域变换的逆变换，得到门控信号。

可选的，所述预设中心频率为预设呼吸频率值时，得到的所述门控信号为呼吸运动对应的门控信号。

可选的，所述预设中心频率为预设心跳频率值时，得到的所述门控信号为心脏搏动对应的门控信号。

第二方面，提供了一种确定门控信号的装置，所述装置包括：

获取模块，用于获取正电子发射断层显像PET设备在检测时段内的每个预设时长的子时段中检测到的各湮灭点位置信息；

计算模块，用于根据所述每个子时段对应的各湮灭点位置信息，分别计算每个子时段对应的湮灭点重心位置；

确定模块，用于根据所述每个子时段对应的湮灭点重心位置，确定门控信号，基于所述门控信号进行PET图像重建。

可选的，所述计算模块，用于：

对于每个子时段，根据所述子时段对应的各湮灭点位置信息，确定在所述子时段中，在轴向检测位置范围内的每个预设长度的子范围对应的湮灭点数目，根据每个子范围对应的湮灭点数目，确定所述子时段对应的湮灭点轴向重心位置。

可选的，所述湮灭点位置信息包括径向位置、角度位置、轴向位置标识，其中，所述轴向位置标识是用于表示湮灭点的轴向位置的信息；

所述计算模块，包括：

第一确定子模块，用于对于每个轴向位置标识，根据所述子时段中所述轴向位置标识所属的各湮灭点位置信息中的径向位置和角度位置，确定每个径向位置-角度位置组合所对应的湮灭点数目；

合并子模块，用于对于每个轴向位置标识，将满足预设接近度条件的多个径向位置-角度位置组合合并为一个新的径向位置-角度位置组合，并将多个径向位置-角度位置组合对应的湮灭点数目之和，作为所述新的径向位置-角度位置组合对应的湮灭点数目；

第二确定子模块，用于根据在每个轴向位置标识下的所有新的径向位置-角度位置组合对应的湮灭点数目，确定在所述子时段中，在轴向检测位置范围内的每个预设长度的子范围对应的湮灭点数目。

可选的，所述计算模块，用于：

获取预先设置的每个子范围对应的顺序号，将每个子范围对应的湮灭点数目作为对应顺序号的权值，对所述每个子范围对应的顺序号，计算加权平均值，作为所述子时段对应的湮灭点轴向重心位置。

可选的，所述计算模块，还用于：

对于每个子时段，根据核素衰变公式和所述子时段下的所述每个子范围对应的湮灭点数目，确定所述子时段下的所述每个子范围对应的衰变修正后的湮灭点数目；

所述计算模块，用于：

根据每个子范围对应的衰变修正后的湮灭点数目，确定所述子时段对应的湮灭点轴向重心位置。

可选的，所述确定模块，包括：

频域变换子模块，用于对所述每个子时段和所述每个子时段对应的湮灭点重心位置构成的重心-时间函数进行频域变换处理，得到所述重心-时间函数对应的频谱；

滤波子模块，用于基于具有预设中心频率和预设带宽的带通滤波器，对所述频谱进行滤波，得到滤波后的频谱；

频域逆变换子模块，用于对所述滤波后的频谱进行所述频域变换的逆变换，得到门控信号。

可选的，所述预设中心频率为预设呼吸频率值时，得到的所述门控信号为呼吸运动对应的门控信号。

可选的，所述预设中心频率为预设心跳频率值时，得到的所述门控信号为心脏搏动对应的门控信号。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例中，可以根据PET设备检测到的各湮灭点位置信息确定门控信号，无需在PET设备检测各湮灭点位置信息的时候，增加额外的外部设备采集门控信号，从而，可以降低诊断系统成本。

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是本发明实施例提供的一种确定门控信号的方法流程图；

图2是本发明实施例提供的一种终端的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种探测晶体对的示意图；

图4是本发明实施例提供的一种确定门控信号的装置结构示意图；

图5是本发明实施例提供的一种确定门控信号的装置结构示意图；

图6是本发明实施例提供的一种确定门控信号的装置结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明实施例提供了一种确定门控信号的方法，如图1所示，该方法的执行主体为终端。其中，该终端可以是具有确定门控信号功能的终端，比如，可以是与PET(positronemission tomography，正电子发射断层显像)设备相连，可以根据PET设备采集的数据确定门控信号的计算机设备。

终端可以包括处理器210、收发器220、存储器230、输入单元240、显示单元250、音频电路260以及电源270等部件，如图2所示，本领域技术人员可以理解，图2中示出的终端结构并不构成对终端的限定，可以包括比图示更多或更少的部件或者组合某些部件，或者不同的部件布置。其中：

处理器210可以是终端的控制中心，利用各种接口和线路连接整个终端设备的各个部分，如收发器220和存储器230等，通过运行或执行存储在存储器230内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器230内的数据，执行终端的各种功能和处理数据，从而对终端进行整体监控。可选的，处理器210可包括一个或多个处理核心。在本发明中，处理器210可以用于确定门控信号的相关处理。收发器220可以用于接收和发送数据，终端可以通过收发器220接收和发送数据，终端可以通过因特网收发数据，收发器可以是网卡。

存储器230可用于存储软件程序以及模块，处理器210通过运行存储在存储器230的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理。存储器230可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如确定门控信号功能等)等；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据(比如湮灭点位置信息等)等。此外，存储器230可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。输入单元240可以用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与用户设置以及功能控制有关的键盘、鼠标、操作杆、光学或者轨迹球信号输入。显示单元250可以用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息以及终端的各种图形用户接口，这些图形用户接口可以由图形、文本、图标、视频和其任意组合来构成。显示单元250可包括显示面板251，可选的，可以采用LCD(LiquidCrystal Display，液晶显示器)、OLED(Organic Light-Emitting Diode,有机发光二极管)等形式来配置显示面板251。音频电路260、扬声器261，传声器262可提供用户与终端之间的音频接口，音频电路260可将接收到的音频数据转换为电信号。电源270可以通过电源管理系统与处理器210逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。电源270还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电系统、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。终端还包括有存储器，以及一个或者一个以上的程序，其中一个或者一个以上程序存储于存储器中，且经配置以由一个或者一个以上处理器执行述一个或者一个以上程序来执行下述各个实施例所述的确定门控信号的方法。

下面将结合具体实施方式，对图1所示的处理流程进行详细的说明，内容可以如下：

步骤101，获取正电子发射断层显像PET设备在检测时段内的每个预设时长的子时段中检测到的各湮灭点位置信息。

其中，湮灭点可以是正电子与体内的负电子发生湮灭产生一对光子的位置点，湮灭点位置信息可以是用于表示湮灭点位置的信息，比如，可以是几近同时接收到一对光子的两个探测晶体的编号和轴向位置标识，其中，轴向位置标识可以是用于表示湮灭点的轴向位置的信息，轴向位置标识可以用PET设备中每个探测器环的编号表示，例如，每个探测器环包括60个探测晶体，编号依次为1，2，…60，PET设备共包括15个探测器环，编号依次是1，2，…15，某个湮灭点位置信息可以是(40,50,2)，即表示在该湮灭点产生的一对光子，被第2个探测器环的40号和50号探测晶体几近同时检测到。

湮灭点位置信息还可以是径向位置、角度位置和轴向位置标识，即由径向位置、角度位置和轴向位置标识三个参数组合作为一个湮灭点位置信息，其中，由探测器环编号和轴向位置标识组成的湮灭点位置信息与由径向位置、角度位置和轴向位置标识组成的湮灭点位置信息具有一一对应关系，探测器环编号与径向位置-角度位置组合之间可以互相转换，角度位置可以是两个探测器环编号对应的探测晶体之间的连线与竖直线之间的夹角，取值在0-180之间，径向位置可以是探测器环的圆心到两个探测晶体之间的连线的距离。后续描述以湮灭点位置信息是径向位置、角度位置和轴向位置标识为例，进行方案的详细说明。

需要说明的一点是，PET设备检测到的湮灭点位置信息中的轴向位置标识可以用探测器环的编号表示。具体来讲，当几近同时检测到一对光子的探测晶体位于同一个探测器环时，该湮灭点对应的轴向位置标识即是该探测器环的编号。但是，几近同时检测到一对光子的探测晶体还可能位于不同的探测器环，如图3所示，此时，该湮灭点对应的轴向位置标识可以用探测晶体位于的两个探测器环的编号组合表示，也可以用预先设置的这两个探测器环组合对应的标识表示，其中，本地中可以预先设置有每两个探测器环组合对应的轴向位置标识，可以是大于PET设备所包含的探测器环数目的数字，例如，PET设备共有15个探测器环，编号依次是1-15，可以预先设置16表示两个探测晶体位于第1、2探测器环、17表示两个探测晶体位于第1、3探测器环、18表示两个探测晶体位于第1、4探测器环，以此类推，每两个探测器环组合都预先对应有一个编号。这样，PET设备检测到湮灭点时，可以根据检测到该湮灭点的探测晶体所在的探测器环，为该湮灭点分配相应的轴向位置标识。

在实施中，在医学领域，可以通过PET设备对人体或动物体肿瘤、心脏系统疾病和神经系统疾病进行早期诊断，即可以通过PET设备对被扫描对象扫描得到的图像确定发生病灶的位置。具体的，首先可以对被扫描对象注射放射性核素(如¹⁸F、¹¹C)，其中，放射性核素是正电子核素，放射性核素会随着代谢进入体内的组织(其中，发生病灶的组织会吸收大量的放射性核素)，然后，正电子将会与体内的负电子发生湮灭，产生一对反向运动的光子，这一对反向运动的光子将会被位于对称位置的两个探测晶体检测到，其中，PET设备每个探测器环上具有相同个数的探测晶体，且每个探测器环上的每个探测晶体具有唯一的编号，PET设备每检测到一对光子时，即可对表示该湮灭点位置的信息(即湮灭点位置信息)进行存储，即可以对几近同时检测到一对光子的两个探测晶体的编号和轴向位置标识进行存储，最后，终端可以根据PET设备检测到的湮灭点位置信息，形成PET图像。进而，医生可以根据PET图像确定该扫描对象是否有发生病灶的组织，其中，PET设备在检测各湮灭点位置信息时，需要一定的检测时长(一般检测时长大约在3分钟左右)，在PET设备对被扫描对象扫描期间，被扫描对象会进行多次呼吸运动或心脏搏动，此种情况下，若被扫描对象有发生病灶的组织时，由于病灶组织的运动，将会导致得到的PET图像发生模糊。

目前，可以通过门控技术解决由于病灶组织运动导致得到的PET图像模糊的问题，下面将具体介绍终端确定门控信号的详细过程。

终端可以将PET设备的整个检测时段划分为多个具有相同预设时长的子时段，其中，预设时长可以是0.5秒。终端可以获取PET设备在检测时段内检测到的多个湮灭点位置信息，其中，PET设备检测到的各湮灭点位置信息可以是按照各湮灭点位置信息对应的检测时间依次排列的列表式数据，进而，终端可以基于各湮灭点位置信息对应的检测时间，确定在检测时段内的每个预设时长的子时段中检测到的各湮灭点位置信息。

步骤102，根据每个子时段对应的各湮灭点位置信息，分别计算每个子时段对应的湮灭点重心位置。

在实施中，对于每个子时段，终端可以根据每个子时段对应的各湮灭点位置信息，计算每个子时段对应的湮灭点重心位置。也就是说，当湮灭点位置信息包含探测晶体编号和轴向位置标识时，可以根据各湮灭点对应的探测晶体编号和轴向位置标识，确定每个子时段对应的湮灭点重心位置。当湮灭点位置信息包含径向位置、角度位置和轴向位置标识时，可以根据各湮灭点对应的径向位置、角度位置和轴向位置标识，确定每个子时段对应的湮灭点重心位置。

具体的，可以分别计算湮灭点在每个子时段对应的轴向上的重心位置，相应的，步骤102的处理过程可以如下：步骤一，对于每个子时段，根据子时段对应的各湮灭点位置信息，确定在子时段中，在轴向检测位置范围内的每个预设长度的子范围对应的湮灭点数目。步骤二，根据每个子范围对应的湮灭点数目，确定子时段对应的湮灭点轴向重心位置。

其中，湮灭点轴向重心位置可以是湮灭点在PET设备轴向上的重心位置。

在实施中，确定每个子时段对应的各湮灭点位置信息后，对于每个轴向位置标识，可以对包含有相同轴向位置标识的湮灭点位置信息的个数进行统计，即可得到每个轴向位置标识对应的出现次数(即湮灭点数目)，得到每个轴向位置标识对应的湮灭点数目后，终端可以根据该子时段对应的各轴向位置标识对应的湮灭点数目，确定在轴向检测位置范围内的每个预设长度的子范围对应的湮灭点数目。最后，可以根据每个子范围对应的湮灭点数目，确定子时段对应的湮灭点轴向重心位置。

具体的，在确定每个子范围对应的湮灭点数目时，可以先将每个湮灭点信息对应的湮灭点数目沿着径向位置、角度位置进行压缩，再进行数据重组处理，相应的，步骤一的处理过程可以如下：对于每个轴向位置标识，根据子时段中轴向位置标识所属的各湮灭点位置信息中的径向位置和角度位置，确定每个径向位置-角度位置组合所对应的湮灭点数目；对于每个轴向位置标识，将满足预设接近度条件的多个径向位置-角度位置组合合并为一个新的径向位置-角度位置组合，并将多个径向位置-角度位置组合对应的湮灭点数目之和，作为新的径向位置-角度位置组合对应的湮灭点数目；根据在每个轴向位置标识下的所有新的径向位置-角度位置组合对应的湮灭点数目，确定在子时段中，在轴向检测位置范围内的每个预设长度的子范围对应的湮灭点数目。

在实施中，确定每个子时段对应的各湮灭点位置信息后，对于每个子时段，终端可以将列表式数据进行数据排序处理，得到子时段对应的正弦图Sinogram数据，其中，Sinogram数据可以包括每个不同的湮灭点位置信息及其对应的出现次数(湮灭点数目)。具体的，可以对每个不同的湮灭点位置信息的出现次数进行统计，得到每个不同的湮灭点位置信息对应的出现次数，其中，该出现次数可以代表该湮灭点位置信息对应的湮灭点数目。例如，第一子时段的湮灭点位置信息包括(1,10,1)、(5,10,1)、(1,10,3)、(10,20,1)、(1,10,3)、(10,20,1)、(5,10,1)、(10,20,1)、(1,10,3)、(1,10,3)、(1,10,2)、(1,10,1)、(1,10,2)、(5,10,1)、(1,10,1)、(5,10,1)，对该子时段的湮灭点位置信息进行数据排序得到的Sinogram数据包含的信息为：3个(1,10,1)、4个(5,10,1)、4个(1,10,3)、3个(10,20,1)、2个(1,10,2)，其中，Sinogram数据可以是以表格的形式记录每个湮灭点位置信息及其对应的湮灭点数目，需要说明的是，在实际操作中，每个子时段会包括大量的湮灭点位置信息，上述示例只是为了说明由列表式数据到Sinogram数据的处理过程。

得到每个子时段对应的Sinogram数据后，可以根据湮灭点位置信息中的轴向位置标识，确定每个轴向位置标识对应的Sinogram数据，其中，每个轴向位置标识对应的Sinogram数据可以是该轴向位置标识下的各径向位置-角度位置组合对应的湮灭点数目，如表1所示，其中，按照从左到右，从上到下数值依次增大的顺序排列，每个径向位置和角度位置组合对应的数目即为该湮灭点位置信息对应的湮灭点数目。例如，对于轴向位置标识18，位置(0,0)对应的5即表示径向位置为0、角度位置为0、轴向位置标识为18的湮灭点位置信息对应的湮灭点数目为5。

表1

对于每个轴向位置标识，终端得到轴向位置标识对应的Sinogram数据后，可以使Sinogram数据按照预设的接近度条件，沿着径向位置方向和角度位置方向进行压缩。具体的，终端可以将每相邻(即满足预设接近条件)的预设数目个径向位置-角度位置组合合并为一个新的径向位置-角度位置组合，其中，新的径向位置-角度位置组合中的径向位置可以是多个径向位置-角度位置组合中的径向位置的均值，新的径向位置-角度位置组合中的角度位置可以是多个径向位置-角度位置组合中的角度位置的均值，并且可以将预设数目个径向位置-角度位置组合对应的湮灭点数目进行相加，得到的湮灭点数目之和作为新的径向位置-角度位置组合对应的湮灭点数目。例如，如表1所示的Sinogram数据，预设数目可以是4，终端可以将(0,0)、(1,0)、(0,5)、(1,5)合并为一个新的径向位置-角度位置组合-(0.5,2.5)，将(2,0)、(3,0)、(2,5)、(3,5)合并为一个新的径向位置-角度位置组合-(2.5,2.5)，将(0,10)、(1,10)、(0,12)、(1,12)合并为一个新的径向位置-角度位置组合-(0.5,11)，将(2,10)、(3,10)、(2,12)、(3,12)合并为一个新的径向位置-角度位置组合-(2.5,11)。这样，可以使数据压缩后的Sinogram数据中的每个径向位置-角度位置组合对应的湮灭点数目增大，即可以提高每个径向位置-角度位置组合的数据统计量，进而，可以降低噪声的干扰。

对于每个子时段，终端得到子时段下每个轴向位置标识对应的数据压缩后的Sinogram数据后，首先可以根据预设的数据重组算法(比如SSRB(Single Slice Rebin，单层重组)算法、FORE(Fourier Rebin，傅里叶重组)算法)，为湮灭点位置信息表示几近同时接收到光子对的探测器晶体位于不同探测器环的湮灭点(即轴向位置标识大于探测器环数目的湮灭点位置信息对应的湮灭点，或者轴向位置标识用两个探测器环编号组合表示的湮灭点位置信息对应的湮灭点)，确定新的轴向位置标识，也就是说，可以根据预设的数据重组算法，确定这些湮灭点对应的探测器环，例如，PET设备共包括15个探测器环，某湮灭点对应的湮灭点位置信息为(1,10,17)，其中，预先设置的轴向位置标识17表示两个不同的探测器环为1、3，可以根据预设的数据重组算法，确定该湮灭点对应的新的轴向位置标识为2，即经过数据重组处理后，该湮灭点的湮灭点位置信息为(10,20,2)，即将大于探测器环数的轴向位置标识转换为小于探测器环数的轴向位置标识，然后，终端可以对数据重组的各湮灭点位置信息和未经数据重组的各湮灭点位置信息进行重新统计，得到数据重组后的Sinogram数据，进而，可以根据数据重组后的Sinogram数据，确定在该子时段中，在轴向检测位置范围内的每个预设长度的子范围对应的湮灭点数目，其中，可以将每个探测器环看作是一个子范围，也可以将每相邻的预设数目个探测器环看作是一个子范围。具体的，对于每个子范围，终端可以将该子范围下的湮灭点位置信息对应的湮灭点数目之和，作为该子范围对应的湮灭点数目。

对于每个子时段，得到每个子范围对应的湮灭点数目后，可以根据每个子范围对应的顺序号，确定湮灭点轴向重心位置，相应的，步骤二的处理过程可以如下：获取预先设置的每个子范围对应的顺序号，将每个子范围对应的湮灭点数目作为对应顺序号的权值，对每个子范围对应的顺序号，计算加权平均值，作为子时段对应的湮灭点轴向重心位置。

在实施中，终端得到每个子范围对应的湮灭点数目后，可以获取预先设置的每个子范围对应的顺序号，其中，把每个探测器环看作是一个子范围时，每个子范围的顺序号可以是对应的探测器环编号，进而，可以将每个子范围对应的湮灭点数目作为对应顺序号的权值，计算每个子范围的顺序号的加权平均值，该加权平均值既是该子时段对应的湮灭点轴向重心位置。

具体的，可以将每个子时段下每个子范围对应的湮灭点数目记为S(t，i)，其中，i表示子范围对应的顺序号，每个子时段对应的湮灭点轴向重心位置记为W(t)，则每个子时段t对应的湮灭点轴向重心位置W(t)可以按照公式(1)进行计算，

$W\left(t\right)=\frac{\underset{i}{\Σ}i\·S(t,i)}{\underset{i}{\Σ}S(t,i)}---\left(1\right)$

可选的，考虑到核素衰变对统计数据的影响，得到每个子范围对应的湮灭点数目后，可以每个子范围对应的湮灭点数目进行衰变修正，相应的，处理过程可以如下：对于每个子时段，根据核素衰变公式和子时段下的每个子范围对应的湮灭点数目，确定子时段下的每个子范围对应的衰变修正后的湮灭点数目。相应的，步骤二的处理过程可以如下：根据每个子范围对应的衰变修正后的湮灭点数目，确定子时段对应的湮灭点轴向重心位置。

在实施中，对于每个子时段，得到该子时段下的每个子范围对应的湮灭点数目后，可以根据核素衰变公式，对子时段下的每个子范围对应的湮灭点数目进行衰变修正，得到该子时段下的每个子范围对应的衰变修正后的湮灭点数目，具体的，可以按照公式(2)得到每个子时段下的每个子范围对应的衰变修正后的湮灭点数目，

$S^{\′}(t,i)=S(t,i)\·e^{t\·ln\left(2\right)/T_{1/2}}---\left(2\right)$

其中，S′(t,i)为子时段t下的子范围i对应的衰变修正后的湮灭点数目，S(t,i)为子时段t下的子范围i对应的衰变修正前的湮灭点数目，T_1/2为核素的半衰期，为核素衰变公式。

此种情况下，终端可以根据每个子时段t下的每个子范围i对应的衰变修正后的湮灭点数目，确定子时段t对应的湮灭点轴向重心位置W(t)，即W(t)可以按照公式(3)计算。

$W\left(t\right)=\frac{\underset{i}{\Σ}i\·S^{\′}(t,i)}{\underset{i}{\Σ}{S}^{\′}(t,i)}---\left(3\right)$

步骤103，根据每个子时段对应的湮灭点重心位置，确定门控信号，基于门控信号进行PET图像重建。

其中，门控信号可以是由每个子时段对应的湮灭点重心位置确定出的运动信号。

在实施中，终端得到每个子时段对应的湮灭点重心位置后，可以将每个子时段对应的湮灭点重心位置，作为门控信号。可以从门控信号中，提取被扫描对象呼气最大时(或者吸气最大时)对应的各个时刻，将每相邻两个时刻之间的时长等分为预设数目个子时长，将每个时长内相对应的子时长中检测到的湮灭点位置信息划分在一起，其中，可以认为划分在一起的湮灭点位置信息是被扫描对象处于相同运动阶段时检测到的，进而，可以根据划分在一起的湮灭点位置信息进行PET图像重建，得到相应运动阶段的PET图像。例如，被扫描对象呼气最大时对应的时刻分别是t1、t2、t3、t4、t5，分别将t2-t1、t3-t2、t4-t3、t5-t4的时长划分为3等分，编号分别为1-3，可以将在所有编号为1的子时长内检测到的各湮灭点位置信息划分在一起，根据这些湮灭点位置进行PET图像重建，得到对应该运动阶段的PET图像，将在所有编号为2的子时长内检测到的各湮灭点位置信息划分在一起，根据这些湮灭点位置进行PET图像重建，得到对应该运动阶段的PET图像，在所有编号为3的子时长内检测到的各湮灭点位置信息划分在一起，根据这些湮灭点位置进行PET图像重建，得到对应该运动阶段的PET图像，进而，可以得到多个运动阶段的PET图像。

可选的，还可以将经过滤波后的每个子时段对应的湮灭点重心位置作为门控信号，相应的，步骤103的处理过程可以如下：对每个子时段和每个子时段对应的湮灭点重心位置构成的重心-时间函数进行频域变换处理，得到重心-时间函数对应的频谱；基于具有预设中心频率和预设带宽的带通滤波器，对频谱进行滤波，得到滤波后的频谱；对滤波后的频谱进行频域变换的逆变换，得到门控信号。

在实施中，终端得到每个子时段t对应的湮灭点轴向重心位置W(t)后，可以对W(t)进行快速傅里叶变换(FFT)，进而，得到W(t)的频谱，其中，W(t)的频谱可以按照公式(4)计算得到，

H(f)＝|FFT(W(t))| (4)

其中，H(f)即是W(t)的频谱，f表示频率，进而，终端可以对湮灭点轴向重心位置W(t)的频谱进行滤波，其中，可以通过具有预设中心频率和预设带宽的带通滤波器(比如高斯滤波器)对其进行滤波，得到滤波后的频谱，之后，对滤波后的频谱进行反傅里叶变换处理，得到门控信号。

另外，得到湮灭点轴向重心位置W(t)的频谱H(f)后，一般频谱上会有两个明显的波峰，一个在低于0.5Hz的位置上，主要是呼吸运动引起的，另一个在1Hz左右的位置上，主要由心脏搏动引起的。我们可以通过预先设置带通滤波器的中心频率和带宽分别获取呼吸运动对应的门控信号和心脏搏动对应的门控信号。具体的，预设中心频率为预设呼吸频率值(比如，预设呼吸频率值可以是0.5Hz)时，得到的门控信号为呼吸运动对应的门控信号，预设中心频率为预设心跳频率值(比如，预设心跳频率值可以是1Hz)时，得到的门控信号为心脏搏动对应的门控信号。

本发明实施例中，可以根据PET设备检测到的各湮灭点位置信息确定门控信号，无需在PET设备检测各湮灭点位置信息的时候，增加额外的外部设备采集门控信号，从而，可以降低诊断系统成本。

基于相同的技术构思，本发明实施例还提供了一种确定门控信号的装置，如图4所示，该装置包括：

获取模块410，用于获取正电子发射断层显像PET设备在检测时段内的每个预设时长的子时段中检测到的各湮灭点位置信息；

计算模块420，用于根据所述每个子时段对应的各湮灭点位置信息，分别计算每个子时段对应的湮灭点重心位置；

确定模块430，用于根据所述每个子时段对应的湮灭点重心位置，确定门控信号，基于所述门控信号进行PET图像重建。

可选的，所述计算模块420，用于：

对于每个子时段，根据所述子时段对应的各湮灭点位置信息，确定在所述子时段中，在轴向检测位置范围内的每个预设长度的子范围对应的湮灭点数目，根据每个子范围对应的湮灭点数目，确定所述子时段对应的湮灭点轴向重心位置。

可选的，所述湮灭点位置信息包括径向位置、角度位置、轴向位置标识，其中，所述轴向位置标识是用于表示湮灭点的轴向位置的信息；

如图5所示，所述计算模块420，包括：

第一确定子模块4201，用于对于每个轴向位置标识，根据所述子时段中所述轴向位置标识所属的各湮灭点位置信息中的径向位置和角度位置，确定每个径向位置-角度位置组合所对应的湮灭点数目；

合并子模块4202，用于对于每个轴向位置标识，将满足预设接近度条件的多个径向位置-角度位置组合合并为一个新的径向位置-角度位置组合，并将多个径向位置-角度位置组合对应的湮灭点数目之和，作为所述新的径向位置-角度位置组合对应的湮灭点数目；

第二确定子模块4203，用于根据在每个轴向位置标识下的所有新的径向位置-角度位置组合对应的湮灭点数目，确定在所述子时段中，在轴向检测位置范围内的每个预设长度的子范围对应的湮灭点数目。

可选的，所述计算模块420，用于：

获取预先设置的每个子范围对应的顺序号，将每个子范围对应的湮灭点数目作为对应顺序号的权值，对所述每个子范围对应的顺序号，计算加权平均值，作为所述子时段对应的湮灭点轴向重心位置。

可选的，所述计算模块420，还用于：

对于每个子时段，根据核素衰变公式和所述子时段下的所述每个子范围对应的湮灭点数目，确定所述子时段下的所述每个子范围对应的衰变修正后的湮灭点数目；

所述计算模块420，用于：

根据每个子范围对应的衰变修正后的湮灭点数目，确定所述子时段对应的湮灭点轴向重心位置。

可选的，如图6所示，所述确定模块430，包括：

频域变换子模块4301，用于对所述每个子时段和所述每个子时段对应的湮灭点重心位置构成的重心-时间函数进行频域变换处理，得到所述重心-时间函数对应的频谱；

滤波子模块4302，用于基于具有预设中心频率和预设带宽的带通滤波器，对所述频谱进行滤波，得到滤波后的频谱；

频域逆变换子模块4303，用于对所述滤波后的频谱进行所述频域变换的逆变换，得到门控信号。

可选的，所述预设中心频率为预设呼吸频率值时，得到的所述门控信号为呼吸运动对应的门控信号。

可选的，所述预设中心频率为预设心跳频率值时，得到的所述门控信号为心脏搏动对应的门控信号。

本发明实施例中，可以根据PET设备检测到的各湮灭点位置信息确定门控信号，无需在PET设备检测各湮灭点位置信息的时候，增加额外的外部设备采集门控信号，从而，可以降低诊断系统成本。

需要说明的是：上述实施例提供的确定门控信号的装置在确定门控信号时，仅以上述各功能模块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完成，即将终端的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的确定门控信号的装置与确定门控信号的方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种确定门控信号的方法，其特征在于，所述方法包括：

获取正电子发射断层显像PET设备在检测时段内的每个预设时长的子时段中检测到的各湮灭点位置信息；

根据所述每个子时段对应的各湮灭点位置信息，分别计算每个子时段对应的湮灭点重心位置；

根据所述每个子时段对应的湮灭点重心位置，确定门控信号，基于所述门控信号进行PET图像重建。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述每个子时段对应的各湮灭点位置信息，分别计算每个子时段对应的湮灭点重心位置，包括：

对于每个子时段，根据所述子时段对应的各湮灭点位置信息，确定在所述子时段中，在轴向检测位置范围内的每个预设长度的子范围对应的湮灭点数目，根据每个子范围对应的湮灭点数目，确定所述子时段对应的湮灭点轴向重心位置。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述湮灭点位置信息包括径向位置、角度位置、轴向位置标识，其中，所述轴向位置标识是用于表示湮灭点的轴向位置的信息；

所述根据所述子时段对应的各湮灭点位置信息，确定在所述子时段中，在轴向检测位置范围内的每个预设长度的子范围对应的湮灭点数目，包括：

对于每个轴向位置标识，根据所述子时段中所述轴向位置标识所属的各湮灭点位置信息中的径向位置和角度位置，确定每个径向位置-角度位置组合所对应的湮灭点数目；

对于每个轴向位置标识，将满足预设接近度条件的多个径向位置-角度位置组合合并为一个新的径向位置-角度位置组合，并将多个径向位置-角度位置组合对应的湮灭点数目之和，作为所述新的径向位置-角度位置组合对应的湮灭点数目；

根据在每个轴向位置标识下的所有新的径向位置-角度位置组合对应的湮灭点数目，确定在所述子时段中，在轴向检测位置范围内的每个预设长度的子范围对应的湮灭点数目。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据每个子范围对应的湮灭点数目，确定所述子时段对应的湮灭点轴向重心位置，包括：

获取预先设置的每个子范围对应的顺序号，将每个子范围对应的湮灭点数目作为对应顺序号的权值，对所述每个子范围对应的顺序号，计算加权平均值，作为所述子时段对应的湮灭点轴向重心位置。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

对于每个子时段，根据核素衰变公式和所述子时段下的所述每个子范围对应的湮灭点数目，确定所述子时段下的所述每个子范围对应的衰变修正后的湮灭点数目；

所述根据每个子范围对应的湮灭点数目，确定所述子时段对应的湮灭点轴向重心位置，包括：

根据每个子范围对应的衰变修正后的湮灭点数目，确定所述子时段对应的湮灭点轴向重心位置。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述每个子时段对应的湮灭点重心位置，确定门控信号，包括：

对所述每个子时段和所述每个子时段对应的湮灭点重心位置构成的重心-时间函数进行频域变换处理，得到所述重心-时间函数对应的频谱；

基于具有预设中心频率和预设带宽的带通滤波器，对所述频谱进行滤波，得到滤波后的频谱；

对所述滤波后的频谱进行所述频域变换的逆变换，得到门控信号。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述预设中心频率为预设呼吸频率值时，得到的所述门控信号为呼吸运动对应的门控信号。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述预设中心频率为预设心跳频率值时，得到的所述门控信号为心脏搏动对应的门控信号。

9.一种确定门控信号的装置，其特征在于，所述装置包括：

获取模块，用于获取正电子发射断层显像PET设备在检测时段内的每个预设时长的子时段中检测到的各湮灭点位置信息；

计算模块，用于根据所述每个子时段对应的各湮灭点位置信息，分别计算每个子时段对应的湮灭点重心位置；

确定模块，用于根据所述每个子时段对应的湮灭点重心位置，确定门控信号，基于所述门控信号进行PET图像重建。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述计算模块，用于：

对于每个子时段，根据所述子时段对应的各湮灭点位置信息，确定在所述子时段中，在轴向检测位置范围内的每个预设长度的子范围对应的湮灭点数目，根据每个子范围对应的湮灭点数目，确定所述子时段对应的湮灭点轴向重心位置。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述湮灭点位置信息包括径向位置、角度位置、轴向位置标识，其中，所述轴向位置标识是用于表示湮灭点的轴向位置的信息；

所述计算模块，包括：

第一确定子模块，用于对于每个轴向位置标识，根据所述子时段中所述轴向位置标识所属的各湮灭点位置信息中的径向位置和角度位置，确定每个径向位置-角度位置组合所对应的湮灭点数目；

合并子模块，用于对于每个轴向位置标识，将满足预设接近度条件的多个径向位置-角度位置组合合并为一个新的径向位置-角度位置组合，并将多个径向位置-角度位置组合对应的湮灭点数目之和，作为所述新的径向位置-角度位置组合对应的湮灭点数目；

第二确定子模块，用于根据在每个轴向位置标识下的所有新的径向位置-角度位置组合对应的湮灭点数目，确定在所述子时段中，在轴向检测位置范围内的每个预设长度的子范围对应的湮灭点数目。

12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述计算模块，用于：

获取预先设置的每个子范围对应的顺序号，将每个子范围对应的湮灭点数目作为对应顺序号的权值，对所述每个子范围对应的顺序号，计算加权平均值，作为所述子时段对应的湮灭点轴向重心位置。

13.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述计算模块，还用于：

对于每个子时段，根据核素衰变公式和所述子时段下的所述每个子范围对应的湮灭点数目，确定所述子时段下的所述每个子范围对应的衰变修正后的湮灭点数目；

所述计算模块，用于：

根据每个子范围对应的衰变修正后的湮灭点数目，确定所述子时段对应的湮灭点轴向重心位置。

14.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述确定模块，包括：

频域变换子模块，用于对所述每个子时段和所述每个子时段对应的湮灭点重心位置构成的重心-时间函数进行频域变换处理，得到所述重心-时间函数对应的频谱；

滤波子模块，用于基于具有预设中心频率和预设带宽的带通滤波器，对所述频谱进行滤波，得到滤波后的频谱；

频域逆变换子模块，用于对所述滤波后的频谱进行所述频域变换的逆变换，得到门控信号。

15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述预设中心频率为预设呼吸频率值时，得到的所述门控信号为呼吸运动对应的门控信号。

16.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述预设中心频率为预设心跳频率值时，得到的所述门控信号为心脏搏动对应的门控信号。