CN107440734B - 一种pet扫描方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种PET扫描方法和装置，该方法包括：根据调整前的增益校准系数进行扫描获得能谱图，并根据每个探测器的探测区域对获得的能谱图进行划分，获得多个划分区域，然后，根据能谱图中每个划分区域的数据，获得每个划分区域的增益校准系数，作为调整后的增益校准系数，并根据调整后的增益校准系数进行下一次增益扫描。上述过程中，各个探测器的探测区域与闪烁晶体中的晶格的对应关系固定不变，因此，依据该探测器的探测区域对能谱图划分得到的划分区域，该划分区域与闪烁晶体中的晶格的对应关系准确，从而提高了探测器中探测通道的增益调整准确性。

Description

一种PET扫描方法和装置
技术领域
本发明涉及医疗技术领域，特别是涉及一种PET扫描方法和装置。
背景技术
正电子发射型断层显像-计算机断层扫描(Positron Emission Tomography-Computed Tomography，PET-CT)设备以及单光子发射计算机断层成像(Single-PhotonEmission Computed Tomography，SPECT)设备都是当今典型的医学影像设备。其中，探测器作为PET-CT或SPECT的核心部件，主要用于探测放射性核素衰变过程中所释放出的正电子与电子湮灭后所产生的γ光子。
γ光子入射到闪烁晶体后激发出可见光，可见光被探测器接收并处理后，获得能谱图，该能谱图的数据用于表征产生γ光子的事件的能量值及其对应的位置信息。由于闪烁晶体中，各个晶格输出的能量值的一致性较差，导致探测器中，与各个晶格对应的探测通道的增益校准系数存在误差，从而影响该探测器的探测性能。
为了提高探测器的探测性能，根据能谱图对增益校准系数进行调整，进而调整该探测器的探测性能。调整增益校准系数时，获取编码表，该编码表包括各个晶格与划分区域的对应关系，根据该编码表对该能谱图进行分割，获得多个划分区域，统计每个划分区域的计数-能量曲线，根据该计数-能量曲线，计算每个划分区域的增益校准系数作为调整后的增益校准系数，利用该调整后的增益校准系数，对探测器中该划分区域对应的晶格的探测通道进行增益调整。
但是，由于编码表不准确，根据该编码表对该能谱图进行分割后，导致闪烁晶体中各个晶格与该能谱图中的划分区域的对应关系不准确，则会影响划分区域的调整后的增益校准系数的准确度，进而导致对该探测器中探测通道的增益调整不准确，影响该探测器的探测性能。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种PET扫描方法和装置，从而能够提高能谱图划分区域的调整后的增益校准系数的准确度，进而增强探测器中探测通道的增益调整准确性，避免由于探测通道的增益调整不准确，影响该探测器的探测性能的情况发生。
为此，本发明解决技术问题的技术方案是：
第一方面，本申请提供了一种PET扫描方法，该方法包括：
根据调整前的增益校准系数进行扫描获得能谱图；
根据每个探测器的探测区域对所述能谱图进行划分，获得多个划分区域，每个所述划分区域与一个探测器的探测区域相对应；
根据所述能谱图中每个所述划分区域的数据，获得每个所述划分区域的增益校准系数，作为调整后的增益校准系数，以便根据所述调整后的增益校准系数进行下一次增益扫描。
可选的，所有探测器等间距排列成一个矩阵，所述根据探测器的探测区域对所述能谱图进行划分，获得多个划分区域包括：
获取所述探测器的个数；
对所述能谱图进行均匀划分，所获得的划分区域的个数与所述探测器的个数相同。
可选的，四个边缘探测器等间距排列成一个矩阵，中心探测器位于所述四个边缘探测器的正中间，所述根据探测器的探测区域对所述能谱图进行划分，获得多个划分区域包括：
从所述能谱图中划分出中心划分区域，所述中心划分区域对应于所述中心探测器，所述中心划分区域的中心与所述能谱图的中心点重合，所述中心划分区域的面积，与所述中心探测器的探测区域的内接正方形面积相同；
对所述能谱图均匀划分成四个子图像区域；
从所述每个子图像区域中去除重叠图像区域，获得四个边缘划分区域，每个所述边缘划分区域对应于一个所述边缘探测器，所述重叠图像区域是所述子图像区域与所述中心划分区域的重叠区域。
可选的，所述根据所述能谱图中每个所述划分区域的数据，获得每个所述划分区域的增益校准系数，作为调整后的增益校准系数包括：
根据所述能谱图中所述划分区域的数据，获得所述划分区域的计数-能量曲线；
从所述计数-能量曲线中获得所述划分区域的实测能量峰值，所述实测能量峰值是所述能量-计数曲线中最大的计数值对应的能量值；
获取所述划分区域的预设的理论能量峰值；
获得所述理论能量峰值与所述实测能量峰值的比值，作为所述划分区域的调整后的增益校准系数。
可选的，所述方法还包括：
判断所有所述划分区域的增益校准系数是否满足预设的停止调整条件，所述预设的停止调整条件是，能量均方根与所述划分区域的预设的理论能量峰值的差的绝对值，是否小于预设的阈值，所述能量均方根是系数平方和与划分区域个数的商的算术平方根，所述能量平方和是所有划分区域的实测能量峰值的平方和；
当所有所述划分区域的增益校准系数满足预设的停止调整条件时，停止增益校准系数的调整。
可选的，其特征在于，所述方法还包括：
利用所述调整后的增益校准系数替换所述调整前的增益校准系数进行扫描获得新的能谱图。
第二方面，本申请还提供了一种PET扫描装置，该装置包括：
扫描单元，用于根据调整前的增益校准系数进行扫描获得能谱图；
划分单元，用于根据每个探测器的探测区域对所述能谱图进行划分，获得多个划分区域，每个所述划分区域与一个探测器的探测区域相对应；
获得单元，用于根据所述能谱图中每个所述划分区域的数据，获得每个所述划分区域的增益校准系数，作为调整后的增益校准系数；
根据所述调整后的增益校准系数进行下一次增益扫描。
可选的，四个边缘探测器等间距排列成一个矩阵，中心探测器位于所述四个边缘探测器的正中间，所述划分单元包括：
第一划分子单元，用于从所述能谱图中划分出中心划分区域，所述中心划分区域对应于所述中心探测器，所述中心划分区域的中心与所述能谱图的中心点重合，所述中心划分区域的面积，与所述中心探测器的探测区域的内接正方形面积相同；
第二划分子单元，用于从对所述能谱图均匀划分成四个子图像区域；
去除子单元，用于从所述每个子图像区域中去除重叠图像区域，获得四个边缘划分区域，每个所述边缘划分区域对应于一个所述边缘探测器，所述重叠图像区域是所述子图像区域与所述中心划分区域的重叠区域。
可选的，所述获得单元包括：
第一获得子单元，用于根据所述能谱图中所述划分区域的数据，获得所述划分区域的计数-能量曲线；
第二获得子单元，用于从所述计数-能量曲线中获得所述划分区域的实测能量峰值，所述实测能量峰值是所述能量-计数曲线中最大的计数值对应的能量值；
获取子单元，用于获取所述划分区域的预设的理论能量峰值；
第三获得子单元，用于获得所述理论能量峰值与所述实测能量峰值的比值，作为所述划分区域的调整后的增益校准系数。
第三方面，本申请还提供了一种PET扫描装置，该装置包括：处理器，存储器，通信总线，所述处理器与所述存储器通过所述通信总线相连；
所述存储器用于存储指令，所述处理器用于从所述存储器调用指令执行，所述指令包括：
根据调整前的增益校准系数进行扫描获得能谱图；
根据每个探测器的探测区域对所述能谱图进行划分，获得多个划分区域，每个所述划分区域与一个探测器的探测区域相对应；
根据所述能谱图中每个所述划分区域的数据，获得每个所述划分区域的增益校准系数，作为调整后的增益校准系数，以便根据所述调整后的增益校准系数进行下一次增益扫描。
通过上述技术方案可知，本发明有如下有益效果：
根据调整前的增益校准系数进行扫描获得能谱图，并根据每个探测器的探测区域对获得的能谱图进行划分，获得多个划分区域，其中，每个划分区域与一个探测器的探测区域相对应，然后，根据能谱图中每个划分区域的数据，获得每个划分区域的增益校准系数，作为调整后的增益校准系数。上述过程中，根据每个探测器的探测区域对能谱图进行划分，各个探测器的探测区域与闪烁晶体中的晶格的对应关系固定不变，因此，依据该探测器的探测区域对能谱图划分得到的划分区域，该划分区域与闪烁晶体中的晶格的对应关系准确，从而提高了探测器中探测通道的增益调整准确性。
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为根据编码表对能谱图进行分割后得到的划分区域示意图；
图2为探测器环的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的一种PET扫描方法流程示意图；
图4为本申请实施例中对能谱图均匀划分为4个正方形区域的示意图；
图5为本申请实施例中对能谱图均匀划分为9个正方形区域的示意图；
图6为本申请实施例中对能谱图划分为5个区域的示意图；
图7a为本申请实施例中探测器A对应的划分区域的计数-能量曲线；
图7b为本申请实施例中探测器B对应的划分区域的计数-能量曲线；
图7c为本申请实施例中探测器C对应的划分区域的计数-能量曲线；
图7d为本申请实施例中探测器D对应的划分区域的计数-能量曲线；
图8为本申请实施例提供的一种PET扫描方法流程示意图；
图9为本申请实施例提供的一种PET扫描装置结构示意图；
图10为本申请实施例提供的一种PET扫描装置结构示意图。
具体实施方式
为了给出避免调整后的增益校准系数的不准确的实现方案，本发明实施例提供了一种调整增益校准系数的方法及装置，以下结合说明书附图对本发明的实施例进行说明，应当理解，此处所描述的实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。并且在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
申请人经研究发现，现有技术中，预先设置一个编码表，该编码表包括各个晶格与能谱图的划分区域的对应关系。为了提高探测器的探测性能，采用编码表对能谱图进行分割得到多个划分区域，并计算每个划分区域的增益校准系数，利用计算所得的划分区域的增益校准系数，对该划分区域对应的探测通道进行增益调整。其中，划分区域的增益校准系数，与对该划分区域统计得到的计数-能量曲线有关，该计数-能量曲线用于表征该划分区域中，各个能量值所对应的所产生的事件的数量。但是由于编码表并不准确，根据该编码表对该能谱图进行分割后，导致闪烁晶体中各个晶格与能谱图的划分区域的对应关系不准确，使得对该划分区域所统计的计数-能量曲线并不准确，从而获得的该划分区域的增益校准系数不准确，进而导致对该探测器中该划分区域对应的晶格的探测通道的增益调整不准确，影响该探测器的探测性能。
举例而言，正确的编码表可以是一个划分区域对应于一个晶格，但是由于编码表不正确，根据编码表对能谱图进行分割后，可以得到如图1所示的多个划分区域，其中，A、B为对能谱图中的两个划分区域，m为目标晶格。可以看出，目标晶格m一部分对应于划分区域A，另一部分对应于划分区域B，即，一个目标晶格m对应于能谱图上A、B两个划分区域。因此，统计得到的划分区域A的计数-能量曲线，以及统计得到的划分区域B的计数-能量曲线不准确，从而，获得的划分区域A和划分区域B的增益校准系数也不准确，进而导致对该探测器中，划分区域A和划分区域B对应的探测通道的增益调整不准确，影响该探测器的探测性能。
为了避免调整后的增益校准系数的不准确，本申请提供的技术方案中，根据调整前的增益校准系数进行扫描获得能谱图，并根据每个探测器的探测区域对获得的能谱图进行划分，获得多个划分区域，其中，每个划分区域与一个探测器的探测区域相对应，然后，根据能谱图中每个划分区域的数据，获得每个划分区域的增益校准系数，作为调整后的增益校准系数。在调整增益校准系数的过程中，根据每个探测器的探测区域对该能谱图进行划分，各个探测器的探测区域与闪烁晶体中的晶格的对应关系准确，因此，依据该探测器的探测区域对能谱图划分得到的划分区域，该划分区域与闪烁晶体中的晶格的对应关系也准确，从而提高了探测器中探测通道的增益调整准确性。
需要说明的是，增益校准系数，是能谱图中各划分区域的实测能量峰值与预设的理论能量峰值之间的比值。其中，实测能量峰值是指该划分区域的计数-能量曲线中，事件数最大的点所对应的能量值。预设的理论能量峰值是指预先设置好的能量峰值。
可以理解的是，增益校准系数可以是预设的理论能量峰值比上实测能量峰值所得到的值，也可以是实测能量峰值比上预设的理论能量峰值所得到的值。通常情况下，预设的理论能量峰值会大于实测能量峰值，因此，预设的理论能量峰值比上实测能量峰值所得到的值通常大于1，在对增益校准系数进行调整时，增益校准系数的收敛速度相对较快；相应的，实测能量峰值比上预设的理论能量峰值所得到的值通常小于1，在对增益校准系数进行调整时，增益校准系数的收敛速度相对较慢。因此，在实际应用中，往往以预设的理论能量峰值比上实测能量峰值所得到的值，作为增益校准系数，以便于能够尽快将增益校准系数调整准确，以实现探测器中探测通道增益的最优化。
为了更好的理解本申请的技术方案，下面结合附图，对本申请提供的技术方案进行详细描述。
在实际应用中，可以利用如图2所示的探测器环对注入到人体内的同位素标记物进行检测。在该探测器环中，包括多个如探测器模块P的探测器模块。每个探测器模块，包括多个探测器。每个探测器模块中对于增益校准系数的调整时相互独立的，即，探测器模块P调整增益校准系数的开始与结束，对于其余探测器模块调整增益校准系数是没有影响的。本申请的技术方案，可以应用于该探测器环中的任意一个探测器模块。
需要说明的是，本申请实施例中，均以预设的理论能量峰值比上实测能量峰值所得到的值，作为增益校准系数，只是为了便于对本申请的提供的实施例进行说明，并不用于限制本申请的技术方案。相应的，实测能量峰值比上预设的理论能量峰值所得到的值，作为增益校准系数的实施方式，与下文详细说明的调整增益校准系数的方法类似，可参照理解。
先对本申请实施例中所用到的三个名词进行解释说明：
增益扫描，是指“采用增益扫描协议所进行的扫描”，该增益扫描协议中包括增益校准系数和探测器通道的对应关系，每个增益校准系数对应于一个探测器的通道。该探测器的通道是PMT(光电倍增管，photomultiplier tube)管或是SIPM(硅光电倍增管，siliconphotomultiplier)。若是PMT管，一个PMT管对应于一个探测器的通道，每个增益校准系数对应于一个PMT管；若是SIPM，一个SIPM阵列可以有多个像素，一个像素对应于一个探测器的通道，即每个增益校准系数对应于一个SIPM阵列中一个像素。该增益扫描即为利用增益扫描协议中，上述对应关系进行的PET扫描，在PET扫描过程中，探测器中的一个通道输出的信号的强度，即为该通道接收的信号的强度与该通道对应的增益校准系数的乘积。
调整前的增益校准系数，初始状态下(探测器没有执行过扫描时)，是预先设定的初始值；非初始状态下(探测器至少执行过一次扫描后)，是根据上一次扫描所获得的能谱图，采用下述实施例所述的技术方案，所得到的增益校准系数。
调整后的增益校准系数，是根据本次扫描的能谱图，采用下述实施例所述的技术方案，所得到的增益校准系数。
非初始状态下，调整前的增益校准系数，与调整后的增益校准系数是相对概念，而不是绝对概念。举例说明：根据第一次扫描所获得的能谱图，采用下述实施例所述的技术方案，所得到的增益校准系数，对于第一次扫描来说是调整后的增益校准系数，对于第二次扫描来说，是调整前的增益校准系数；根据第二次扫描所获得的能谱图，采用下述实施例所述的技术方案，所得到的增益校准系数，对于第二次扫描来说是调整后的增益校准系数，对于第三次扫描来说，是调整前的增益校准系数，以此类推。也就是说，每次扫描后，根据扫描所得的能谱图所得的增益校准系数，都是该次扫描的调整后的增益校准系数，下一次扫描采用该增益校准系数进行增益扫描，即是下一次扫描的调整前的增益校准系数。
图3为本申请提供的一种PET扫描方法实施例流程图，具体包括：
步骤301：根据调整前的增益校准系数进行扫描获得能谱图。
调整前的增益校准系数，是执行本次扫描前，获得的增益校准系数，该调整前的增益校准系数，用于对本次扫描过程中，对探测器进行增益调整。
在探测器进行第一扫描时，将预先设定的初始值作为该调整前的增益校准系数，执行增益扫描；探测器不是进行第一扫描时，则将上一次扫描后所得的调整后的增益校准系数，作为本次扫描的调整前的增益校准系数，执行增益扫描。
采用调整前的增益校准系数执行本次增益扫描，获得本次扫描所得的能谱图，能谱图中的每一个点，表示探测器所探测到的一个事件，以及该事件对应的能量值。
在扫描过程中，可以基于外置的射线源进行扫描，外置的射线源如Ge-68，Na-22，F-18等；也可以基于闪烁晶体自身的放射性进行扫描，闪烁晶体自身的放射性，如LYSO中Lu的放射性，或者LSO中的Lu身放射性。
步骤302：根据每个探测器探测区域对该能谱图进行划分，获得多个划分区域，每个划分区域与一个探测器的探测区域相对应。
现有技术中，编码表需要根据增益扫描后所获得的能谱图进行调整，编码表不准确，增益扫描所获得的能谱图也不准确，再利用不准确的能谱图对该编码表进行调整，会导致编码表依旧不准确。因此，现有技术中，利用编码表对能谱图进行分割，获得的划分区域不准确。
而本申请中，每个划分区域都是根据探测器的探测区域对能谱图进行划分得到的，因此，每个划分区域都会与一个探测器的探测区域相对应。由于探测器的探测区域不变，该探测器的探测区域与闪烁晶体中晶格的对应关系也是不变的，根据该探测器的探测区域对能谱图进行划分，所得的划分区域与闪烁晶体中的晶格的对应关系准确。
本实施例中，根据每个探测器探测区域对该能谱图进行划分，得到多个划分区域，可以存在两种实施方式，具体如下：
在对能谱图进行划分的第一种实施方式中，所有的探测器等间距排列成一个矩阵，然后获取所有的探测器的个数，根据探测器的个数，对能谱图进行均匀划分，则所获得的划分区域的个数与探测器的个数相同。
为了更好的理解该实施方式的具体实施过程，请参照图3。如图3所示，探测器环中，一个探测器模块包括4个探测器A，B，C，D。能谱图为N×N的晶体阵列，探测器A、B、C、D等间距排列成一个2×2的矩阵。
对本次增益扫描所获得的能谱图进行划分时，获取所有探测器的个数4，根据探测器的个数，将能谱图均匀划分成4个相同大小的划分区域。如图3所示，探测器A对应的第一划分区域的范围是[(0，N/2)，(0，N/2)]，探测器B对应的第二划分区域的范围是[(N/2，N)，(0，N/2)]，探测器C对应的第三划分区域的范围是[(0，N/2)，(N/2，N)]，探测器D对应的第四划分区域的范围是[(N/2，N)，(N/2，N)]。每个划分区域对应于一个探测器的探测区域，所得的划分区域的个数与探测器的个数相同。
可以理解的是，探测器的个数以及排列方式，不仅仅局限于上述示例。在实际应用中，探测器的个数，和/或探测器的排列方式不同，所得到的划分区域也不同，确保一个划分区域对应于一个探测器的探测区域即可。例如，具体实现时，如图4所示，探测器的个数是9，其排列方式为等间距排列成3×3的矩阵，所得到的9个划分区域如图4所示。当然，探测器的个数还可以是6个，排列成2×3的矩阵，或者排列成3×2的矩阵，对应获得两组不同的划分区域。其他的实现方式类似，这里不再赘述。
在对能谱图进行划分的第二种实施方式中，四边边缘探测器等间距排列成一个矩阵，中心探测器位于四个边缘探测器的正中间，则：
从能谱图中划分出中心划分区域，该中心划分区域对应于中心探测器，中心划分区域的中心与该能谱图的中心点重合，其中，中心划分区域的面积，与中心探测器的探测区域的内接正方形面积相同；
对该能谱图均匀划分成四个子图像区域；
从每个子图像区域中去除重叠图像区域，获得四个边缘划分区域，每个边缘划分区域对应于一个边缘探测器，其中，重叠图像区域是子图像区域与中心划分区域的重叠区域。
为了更好的理解该实施方式的具体实施过程，请参阅图6。如图6所示，探测器环中，一个探测器模块包括5个探测器，A、B、C、D，H。能谱图为N×N的晶格阵列，四个边缘探测器为探测器A、B、C、D，中心探测器为H。对本次增益扫描所获得的能谱图进行划分时，先获取中心探测器H的探测区域，确定该中心探测器H的探测区域的内接正方形的面积，进而根据该正方形的面积，基于能谱图的中心进行划分，获得该能谱图中的中心划分区域。该中心划分区域为如图6所示阴影正方形区域，对应于中心探测器H。
对该能谱图均匀划分成四个子图像区域，每个子图像区域为图6所示的四个大小相同的方形区域；从每个子图像区域中，去除与中心划分区域重叠的区域，即，从每个子图像区域中去除该子图像区域内的阴影区域，剩余的图像区域作为边缘划分区域。从而，获得四个边缘划分区域，每个边缘划分区域对应于一个边缘探测器。
步骤303：根据能谱图中每个划分区域的数据，获得每个划分区域的增益校准系数，作为调整后的增益校准系数。
步骤304：根据调整后的增益校准系数进行下一次增益扫描。
能谱图中每个划分区域的数据，表示从该划分区域所对应的晶格中，所探测到的事件对应的能量值。对一个划分区域中的数据进行统计和分析，即可获得该划分区域的增益校准系数，将该增益校准系数作为调整后的增益校准系数。该调整后的增益校准系数，是下一次进行增益扫描时，所采用的调整前的增益校准系数。
作为一种示例，根据能谱图中每个划分区域的数据，获得调整后的增益校准系数的过程可以包括以下步骤：
根据能谱图中划分区域的数据，获得划分区域的计数-能量曲线；
从计数-能量曲线中获得划分区域的实测能量峰值，该实测能量峰值是该计数-能量曲线中最大的计数值对应的能量值；
获取该划分区域的预设的理论能量峰值；
获得该理论能量峰值与实测能量峰值的比值，作为该划分区域的调整后的增益校准系数。
对一个划分区域的数据进行统计，可以获得该划分区域中各个能量值对应的事件数，再通过曲线拟合的方式，获得该划分区域的计数-能量曲线。该计数-能量曲线可以表征事件的能量值与事件数的对应关系。
从该划分区域的计数-能量曲线中，查找到计数值最大的点，并获得该点对应的能量值作为实测能量峰值。获取该划分区域的理论能量峰值，计算理论能量峰值比实测能量峰值的值，作为调整后的增益校准系数。得到调整后的增益校准系数后，采用该调整后的增益校准系数进行下一次PET增益扫描，即该调整后的增益校准系数是下一次PET扫描的调整前的增益校准系数。
一般情况下，理论能量峰值，为预先设置好的能量峰值。在实际应用中，该理论能量峰值，通常为理论上探测器中探测通道的增益达到最优化时，探测通道的增益值。
能谱图中存在多个划分区域，采用上述方法，分别获得每个划分区域的调整后的增益校准系数。
作为一种示例，如图4所示，对能谱图进行划分，得到4个大小相同的划分区域。则，根据每个划分区域的数据，获得如图7所示的4个计数-能量曲线。其中，图7a为探测器A对应的划分区域的计数-能量曲线，图7b为探测器B对应的划分区域的计数-能量曲线，图7c为探测器C对应的划分区域的计数-能量曲线，图7d为探测器D对应的划分区域的计数-能量曲线。
从每个划分区域对应的计数-能量曲线中，获得该划分区域的实测能量峰值，得到探测器A对应的划分区域的实测能量峰值为520，探测器B对应的划分区域的实测能量峰值为510，探测器C对应的划分区域的实测能量峰值为545，探测器D对应的划分区域的实测能量峰值为525。
获取每个划分区域的理论能量峰值。在本示例中，假设每个划分区域的理论能量峰值都为550。
对于每个划分区域，采用公式(1)计算每个划分区域调整后的增益校准系数。
即：
Figure BDA0001398141510000131
则，根据公式(1)计算得到：
探测器A对应的划分区域的调整后的增益校准系数为：550÷520＝1.058；
探测器B对应的划分区域的调整后的增益校准系数为：550÷510＝1.078；
探测器C对应的划分区域的调整后的增益校准系数为：550÷545＝1.009；
探测器D对应的划分区域的调整后的增益校准系数为：550÷525＝1.048。
本申请实施例中，根据调整前的增益校准系数进行扫描获得能谱图，并根据每个探测器的探测区域对获得的能谱图进行划分，获得多个划分区域，其中，每个划分区域与一个探测器的探测区域相对应，然后，根据能谱图中每个划分区域的数据，获得每个划分区域的增益校准系数，作为调整后的增益校准系数。在调整增益校准系数的过程中，根据每个探测器的探测区域对该能谱图进行划分，各个探测器的探测区域与闪烁晶体中的晶格的对应关系固定不变，因此，依据该探测器的探测区域对能谱图划分得到的划分区域，该划分区域与闪烁晶体中的晶格的对应关系准确，从而提高了探测器中探测通道的增益调整准确性。
上述实施例为对探测器中探测通道的增益校准系数进行一次调整的过程。在实际应用中，为了能够尽量使得探测器的增益达到最优化，通常采用迭代调整的方式，对探测器的增益校准系数进行多次调整，直至增益校准系数满足实际需要，此时，可以认为探测器的增益达到最优化，可以停止对增益校准系数的调整。
为此，本申请还提供了另一种PET扫描方法的实施例，如图8所示，具体如下：
步骤801：根据调整前的增益校准系数进行扫描获得能谱图。
步骤802：根据每个探测器探测区域对该能谱图进行划分，获得多个划分区域，每个划分区域与一个探测器的探测区域相对应。
步骤803：根据能谱图中每个划分区域的数据，获得每个划分区域的增益校准系数，作为调整后的增益校准系数。
本实施例中，步骤801至步骤803与上一实施例中步骤301至步骤303类似，可参照理解，在此不再赘述。
步骤804：判断所有划分区域的增益校准系数是否满足预设的停止调整条件，若所有划分区域的增益校准系数不满足预设的停止调整条件，则进入步骤805；若所有划分区域的增益校准系数满足预设的停止调整条件，则进入步骤806。
步骤805：利用此次调整后的增益校准系数替换此次调整前的增益校准系数，并返回步骤801。
步骤806：停止对划分区域的增益校准系数的调整。
其中，该预设的停止调整条件为，能量均方根与该划分区域的预设的理论能量峰值的差的绝对值，是否小于预设的阈值，其中，能量均方根是能量平方和与划分区域个数的商的平方根，能量平方和是所有划分区域的实测能量峰值的平方和。
假设一个探测器模块存在n个探测器，分别为探测器1、探测器2、…、探测器n，则将能谱图划分成n个划分区域。则能量平方和的计算公式为：
Figure BDA0001398141510000141
其中，E为所有划分区域的能量平方和，即n个划分区域的实测能量峰值的平方和，E1为探测器1对应的划分区域的实测能量峰值，E2为探测器B对应的划分区域的实测能量峰值，…，En为探测器n对应的划分区域的实测能量峰值。
由于能量均方根是能量平方和与划分区域个数的商的算术平方根，因此，所有划分区域的能量均方根的计算公式如下所示：
Figure BDA0001398141510000142
其中，RMS为能量均方根，E为能量平方和，n为划分区域的个数。
判断所有划分区域的增益校准系数是否满足预设的停止调整条件，即为，判断|RMS-划分区域的预设的理论能量峰值|是否小于预设的阈值。
其中，预设的阈值为预先设置的值，可以由技术人员预先设定，也可以由算法程序自动生成。
若在此次调整划分区域的增益校准系数的过程中，得到的调整后的增益校准系数不满足预设的停止条件，则表明需要重复步骤701至步骤703所述的增益校准系数的调整过程，再次对划分区域的增益校准系数进行调整。因此，将此次调整得到的调整后的增益校准系数，作为下一次增益扫描时，所采用的调整前的增益校准系数，再次对所有划分区域的增益校准系数进行调整。
还是以上实施例中A、B、C、D四个探测器为例来进行说明。对能谱图如图4所示的划分方式进行划分，得到4个划分区域。探测器A的对应的划分区域的实测能量峰值为520，探测器B的对应的划分区域的实测能量峰值为510，探测器C的对应的划分区域的实测能量峰值为545，探测器D的对应的划分区域的实测能量峰值为525。假设所有划分区域的预设的理论能量峰值为550，预设的阈值为2。
根据公式(2)，计算得到能量平方和E＝5202+5102+5452+5252＝1103150。
根据公式(3)，计算得到能量均方根
Figure BDA0001398141510000151
则|RMS-划分区域的预设的理论能量峰值|的值为|525.2-550|＝24.8。
由于24.8>2,可以判断为所有划分区域的增益校准系数不满足预设的停止调整条件，需要继续对所有划分区域的增益校准系数进行调整。
当所有划分区域的增益校准系数满足预设的停止调整条件时，则可以认为所有划分区域的增益校准系数，能够使得对应探测器的增益达到最优，不需要再对所有划分区域的增益校准系数继续进行调整。后续的增益扫描过程中，该探测器会一直采用该划分区域的增益校准系数。
作为一种示例，对所有划分区域的增益校准系数进行多次调整之后，得到每个划分区域的实测能量峰值。其中，探测器A对应的实测能力峰值为549，探测器B对应的实测能力峰值为550，探测器C对应的实测能力峰值为547，探测器D对应的实测能力峰值为548。其中，预设的理论能量峰值为550，预设的阈值为2。
则，根据公式(1)计算得到：
探测器A对应的划分区域的多次调整后的增益校准系数为：550÷549＝1.002；
探测器B对应的划分区域的多次调整后的增益校准系数为：550÷550＝1.000；
探测器C对应的划分区域的多次调整后的增益校准系数为：550÷547＝1.005；
探测器D对应的划分区域的多次调整后的增益校准系数为：550÷548＝1.004。
根据公式(2)计算得到多次调整后的能量平方和E＝5492+5502+5472+5482＝1203414。
根据公式(3)，计算得到能量均方根
Figure BDA0001398141510000161
则|RMS-划分区域的预设的理论能量峰值|的值为|548.5-550|＝1.5。
由于1.5<2,可以判断为所有划分区域的增益校准系数满足预设的停止调整条件，则停止对所有划分区域的增益校准系数的调整，并将划分区域A、B、C、D分别对应的增益校准系数1.002、1.000、1.005、1.004，作为下一次扫描得到能谱图所依据的增益校准系数。
本申请实施例中，采用迭代调整的方式对划分区域的增益校准系数进行调整，直至所有划分区域的增益校准系数满足预设的停止调整条件。在调整增益校准系数的过程中，通过对划分区域的增益校准系数进行多次调整，提高了每个划分区域的增益校准系数的准确度，从而能够增强探测器中探测通道的增益调整准确性，提高探测器的探测性能。
另外，本申请还提供了一种PET扫描的装置，请一并参阅图9，该装置包括：
扫描单元901，用于根据调整前的增益校准系数进行扫描获得能谱图；
划分单元902，用于根据每个探测器的探测区域对所述能谱图进行划分，获得多个划分区域，每个所述划分区域与一个探测器的探测区域相对应；
获得单元903，用于根据所述能谱图中每个所述划分区域的数据，获得每个所述划分区域的增益校准系数，作为调整后的增益校准系数，以便根据所述调整后的增益校准系数进行下一次增益扫描。
可选的，所述划分单元902包括：
第一获取子单元，用于获取所述探测器的个数；
第一划分子单元，用于对所述能谱图进行均匀划分，所得到的的划分区域的个数与所述探测器的个数相同。
可选的，四个边缘探测器等间距排列成一个矩阵，中心探测器位于所述四个边缘探测器的正中间，所述划分单元902包括：
第二划分子单元，用于从所述能谱图中划分出中心划分区域，所述中心划分区域对应于所述中心探测器，所述中心划分区域的中心与所述能谱图的中心点重合，所述中心划分区域的面积，与所述中心探测器的探测区域的内接正方形面积相同；
第三划分子单元，用于从对所述能谱图均匀划分成四个子图像区域；
去除子单元，用于从所述每个子图像区域中去除重叠图像区域，获得四个边缘划分区域，每个所述边缘划分区域对应于一个所述边缘探测器，所述重叠图像区域是所述子图像区域与所述中心划分区域的重叠区域。
可选的，所述获得单元903包括：
第一获得子单元，用于根据所述能谱图中所述划分区域的数据，获得所述划分区域的计数-能量曲线；
第二获得子单元，用于从所述计数-能量曲线中获得所述划分区域的实测能量峰值，所述实测能量峰值是所述能量-计数曲线中最大的计数值对应的能量值；
第二获取子单元，用于获取所述划分区域的预设的理论能量峰值；
第三获得子单元，用于获得所述理论能量峰值与所述实测能量峰值的比值，作为所述划分区域的调整后的增益校准系数。
可选的，所述装置还包括：
判断单元，用于判断所有所述划分区域的增益校准系数是否满足预设的停止调整条件，所述预设的停止调整条件是，能量均方根与所述划分区域的预设的理论能量峰值的差的绝对值，是否小于预设的阈值，所述能量均方根是系数平方和与划分区域个数的商的算术平方根，所述能量平方和是所有划分区域的实测能量峰值的平方和；
停止单元，用于当所有所述划分区域的增益校准系数满足预设的停止调整条件时，停止增益校准系数的调整。
可选的，所述装置还包括：
替换单元，用于利用所述调整后的增益校准系数替换所述调整前的增益校准系数进行扫描获得新的能谱图。
图10为本发明实施例提供的PET扫描装置结构示意图，包括：
处理器1001，存储器1002，通信总线1003；所述处理器1001与所述存储器1002通过所述通信总线1003相连。
所述存储器1002用于存储指令，所述处理器1001用于从所述存储器1002调用指令执行，所述指令包括：
根据调整前的增益校准系数进行扫描获得能谱图；
根据每个探测器的探测区域对所述能谱图进行划分，获得多个划分区域，每个所述划分区域与一个探测器的探测区域相对应；
根据所述能谱图中每个所述划分区域的数据，获得每个所述划分区域的增益校准系数，作为调整后的增益校准系数，以便根据所述调整后的增益校准系数进行下一次增益扫描。
图10所示的PET扫描装置，是与图3所示的PET扫描方法所对应的装置，具体实现方法与图3所示的方法类似，参考与3所示的方法的描述，这里不再赘述。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，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，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种PET扫描方法，其特征在于，所述方法包括：
根据调整前的增益校准系数进行扫描获得能谱图；
根据每个探测器的探测区域对所述能谱图进行划分，获得多个划分区域，每个所述划分区域与一个探测器的探测区域相对应；
根据所述能谱图中每个所述划分区域的数据，获得每个所述划分区域的增益校准系数，作为调整后的增益校准系数；
根据所述调整后的增益校准系数进行下一次增益扫描；
所述根据所述能谱图中每个所述划分区域的数据，获得每个所述划分区域的增益校准系数，作为调整后的增益校准系数包括：
根据所述能谱图中所述划分区域的数据，获得所述划分区域的计数-能量曲线；
从所述计数-能量曲线中获得所述划分区域的实测能量峰值，所述实测能量峰值是所述能量-计数曲线中最大的计数值对应的能量值；
获取所述划分区域的预设的理论能量峰值；
获得所述理论能量峰值与所述实测能量峰值的比值，作为所述划分区域的调整后的增益校准系数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所有探测器等间距排列成一个矩阵，所述根据每个探测器的探测区域对所述能谱图进行划分，获得多个划分区域包括：
获取所述探测器的个数；
对所述能谱图进行均匀划分，所获得的划分区域的个数与所述探测器的个数相同。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，四个边缘探测器等间距排列成一个矩阵，中心探测器位于所述四个边缘探测器的正中间，所述根据每个探测器的探测区域对所述能谱图进行划分，获得多个划分区域包括：
从所述能谱图中划分出中心划分区域，所述中心划分区域对应于所述中心探测器，所述中心划分区域的中心与所述能谱图的中心点重合，所述中心划分区域的面积，与所述中心探测器的探测区域的内接正方形面积相同；
对所述能谱图均匀划分成四个子图像区域；
从所述每个子图像区域中去除重叠图像区域，获得四个边缘划分区域，每个所述边缘划分区域对应于一个所述边缘探测器，所述重叠图像区域是所述子图像区域与所述中心划分区域的重叠区域。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
判断所有所述划分区域的增益校准系数是否满足预设的停止调整条件，所述预设的停止调整条件是，所述划分区域的能量均方根与所述划分区域的预设的理论能量峰值的差的绝对值，是否小于预设的阈值，所述划分区域的能量均方根是能量平方和与划分区域个数的商的算术平方根，所述能量平方和是所有划分区域的实测能量峰值的平方和；
当所有所述划分区域的增益校准系数满足预设的停止调整条件时，停止增益校准系数的调整。
5.根据权利要求1-3任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
利用所述调整后的增益校准系数替换所述调整前的增益校准系数进行扫描获得新的能谱图。
6.一种PET扫描装置，其特征在于，所述装置包括：
扫描单元，用于根据调整前的增益校准系数进行扫描获得能谱图；
划分单元，用于根据每个探测器的探测区域对所述能谱图进行划分，获得多个划分区域，每个所述划分区域与一个探测器的探测区域相对应；
获得单元，用于根据所述能谱图中每个所述划分区域的数据，获得每个所述划分区域的增益校准系数，作为调整后的增益校准系数；
根据所述调整后的增益校准系数进行下一次增益扫描；
所述获得单元具体用于：
根据所述能谱图中所述划分区域的数据，获得所述划分区域的计数-能量曲线；
从所述计数-能量曲线中获得所述划分区域的实测能量峰值，所述实测能量峰值是所述能量-计数曲线中最大的计数值对应的能量值；
获取所述划分区域的预设的理论能量峰值；
获得所述理论能量峰值与所述实测能量峰值的比值，作为所述划分区域的调整后的增益校准系数。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，四个边缘探测器等间距排列成一个矩阵，中心探测器位于所述四个边缘探测器的正中间，所述划分单元包括：
第一划分子单元，用于从所述能谱图中划分出中心划分区域，所述中心划分区域对应于所述中心探测器，所述中心划分区域的中心与所述能谱图的中心点重合，所述中心划分区域的面积，与所述中心探测器的探测区域的内接正方形面积相同；
第二划分子单元，用于从对所述能谱图均匀划分成四个子图像区域；
去除子单元，用于从所述每个子图像区域中去除重叠图像区域，获得四个边缘划分区域，每个所述边缘划分区域对应于一个所述边缘探测器，所述重叠图像区域是所述子图像区域与所述中心划分区域的重叠区域。
8.根据权利要求6或7任意一项所述的装置，其特征在于，所述获得单元包括：
第一获得子单元，用于根据所述能谱图中所述划分区域的数据，获得所述划分区域的计数-能量曲线；
第二获得子单元，用于从所述计数-能量曲线中获得所述划分区域的实测能量峰值，所述实测能量峰值是所述能量-计数曲线中最大的计数值对应的能量值；
获取子单元，用于获取所述划分区域的预设的理论能量峰值；
第三获得子单元，用于获得所述理论能量峰值与所述实测能量峰值的比值，作为所述划分区域的调整后的增益校准系数。
9.一种PET扫描装置，其特征在于，所述装置包括：处理器，存储器，通信总线，所述处理器与所述存储器通过所述通信总线相连；
所述存储器用于存储指令，所述处理器用于从所述存储器调用指令执行，所述指令包括：
根据调整前的增益校准系数进行扫描获得能谱图；
根据每个探测器的探测区域对所述能谱图进行划分，获得多个划分区域，每个所述划分区域与一个探测器的探测区域相对应；
根据所述能谱图中每个所述划分区域的数据，获得每个所述划分区域的增益校准系数，作为调整后的增益校准系数，以便根据所述调整后的增益校准系数进行下一次增益扫描；
所述根据所述能谱图中每个所述划分区域的数据，获得每个所述划分区域的增益校准系数，作为调整后的增益校准系数包括：
根据所述能谱图中所述划分区域的数据，获得所述划分区域的计数-能量曲线；
从所述计数-能量曲线中获得所述划分区域的实测能量峰值，所述实测能量峰值是所述能量-计数曲线中最大的计数值对应的能量值；
获取所述划分区域的预设的理论能量峰值；
获得所述理论能量峰值与所述实测能量峰值的比值，作为所述划分区域的调整后的增益校准系数。
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