CN107684436B - 在pet系统中确定入射光子的位置的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种在PET系统中确定入射光子的位置的方法。该PET系统包括闪烁体阵列、与所述闪烁体阵列的第一表面光耦合和第二表面分别光耦合的第一光传感器阵列和第二光传感器阵列。该方法包括基于所述第一光传感器阵列和所述第二光传感器阵列接收的所述入射光子在所述闪烁体阵列中激发产生的可见光子，生成对应于所述目标对象的PET数据集；以及基于所述PET数据集确定所述入射光子在闪烁体阵列上的入射位置。

Description

在PET系统中确定入射光子的位置的方法
技术领域
本发明涉及医疗系统领域，特别涉及一种在PET系统中确定入射光子的位置的方法。
背景技术
PET成像装置通过感测聚集在病人的靶器官或组织中放射药物发出的入射光子(例如，伽马光子)进行工作。基于特定湮灭事件的位置可以构建二维或三维的图像。特定湮灭事件的位置是根据对应于该特定湮灭事件的入射光子的位置来确定的。所以有必要设计一种更准确地确定入射光子的位置的系统和方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种在PET系统中确定入射光子的位置的方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为采用双面稀疏化光传感器阵列确定入射光子的位置，所述PET系统包括闪烁体阵列、与所述闪烁体阵列的第一表面光耦合的第一传感器阵列以及与所述闪烁体阵列的第二表面光耦合的第二光传感器阵列。所述方法包括：闪烁体阵列接收对应于目标对象的所述入射光子；所述第一光传感器阵列和所述第二光传感器阵列接收所述入射光子在所述闪烁体阵列中激发产生的可见光子；基于所述第一光传感器阵列和所述第二光传感器阵列接收的可见光子，生成对应于所述目标对象的PET数据集；以及基于所述PET数据集确定所述入射光子在闪烁体阵列上的入射位置。
进一步地，所述方法还包括基于所述入射光子在闪烁体阵列上的入射位置重建所述目标对象的图像。
进一步地，所述闪烁体阵列的第一表面和所述闪烁体阵列的第二表面相对设置。
进一步地，所述基于所述PET数据集确定所述入射光子在闪烁体阵列上的入射位置包括：基于所述入射光子在一个方向上的光强度空间分布确定所述入射光子在闪烁体阵列上的入射位置在所述方向上的分量。
进一步地，所述PET数据集包括第一数据集和第二数据集。所述第一数据集包含所述第一光传感器阵列接收到的对应于所述入射光子的一个或多个第一光强度值。所述第二数据集包含所述第二光传感器阵列接收到的对应于所述入射光子的一个或多个第二光强度值。
进一步地，所述基于所述PET数据集确定所述入射光子在闪烁体阵列上的入射位置包括：基于所述第一数据集确定所述入射光子在第一方向上的位置；基于所述第二数据集确定所述入射光子在第二方向上的位置；以及基于所述第一数据集和所述第二数据集确定所述入射光子在第三方向上的位置。
进一步地，所述入射光子在闪烁体阵列上的入射位置在一个方向上的分量和一个系数相关，所述系数是一个第一数值和一个第二数值的比值，所述第一数值是所述第一数据集中所述一个或多个第一光强度值的和，所述第二数值是所述第一数据集中所述一个或多个第二光强度值的和第二数据集中的一个或多个第二光强度值的和。
进一步地，所述第一数据集是{X1,X2,X3,X4}，所述第二数据集是{Y1,Y2,Y3,Y4}，所述入射光子在第一方向上的位置的计算公式是：X＝X1+X3/(X1+X2+X3+X4)；所述入射光子在第二方向上的位置的计算公式是：Y＝Y1+Y3/(Y1+Y2+Y3+Y4)；以及所述系数的计算公式是：Cz＝(X1+X2+X3+X4)/(X1+X2+X3+X4+Y1+Y2+Y3+Y4)，其中，X代表所述第一光传感器阵列接收到的入射光子的光强度值，Y代表所述第二光传感器接收到的入射光子的光强度值，CZ代表入射光子在所述闪烁体阵列的一个第三方向上的相对位置。
进一步地，所述基于所述PET数据集确定所述入射光子在闪烁体阵列上的入射位置包括对所述PET数据集进行预处理，所述预处理包括数据分类、数据筛选和/或数据校正。
另一方面，本发明还公开了一种包括可执行指令的非暂时性的计算机可读介质。当至少一个处理器执行所述可执行指令时，所述至少一个处理器执行一种在PET系统中确定入射光子的位置的方法。所述方法包括：基于第一光传感器阵列、闪烁体阵列和第二光传感器阵列，获取对应于目标对象的PET数据集；以及基于所述PET数据集确定所述入射光子在闪烁体阵列上的入射位置。
因为采用了以上的技术方案，本发明具备以下的技术效果：
1.采用双面稀疏化光传感器阵列减少了探测器的制造成本；
2.采用双面稀疏化光传感器阵列减少了探测器采集和处理的数据量；以及
3.通过包含双面稀疏化光传感器阵列的探测器可以确定入射光子的位置。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例。这些实施例并非是限制性的，图中相同标号代表相同结构和操作。
图1是根据本发明的一些实施例所示的一种示例性PET系统的示意图。
图2是根据本发明的一些实施例所示的一种示例性图像处理系统的框图。
图3是根据本发明的一些实施例示出的计算设备的硬件和软件组件的示意图。
图4是根据本发明的一些实施例示出的一种示例性PET扫描仪的示意图。
图5是根据本发明的一些实施例示出的一种示例性的探测单元的示意图。
图6是根据本发明的一些实施例示出的一种示例性闪烁体阵列的俯视图。
图7是根据本发明的一些实施例示出的一种闪烁体阵列的立体图。
图8是根据本发明的一些实施例示出的一种示例性第一光传感器阵列的俯视图。
图9是根据本发明的一些实施例示出的一种示例性第二光传感器阵列的俯视图。
图10是根据本发明的一些实施例示出的一种示例性8×8闪烁体阵列的俯视图。
图11是根据本发明的一些实施例所示的一种示例性探测单元的透视图。
图12是根据本发明的一些实施例示出的示例性探测单元的侧视图。
图13是根据本发明的一些实施例示出的示例性探测单元的侧视图。
图14是根据本发明的一些实施例示出的一种示例性处理模块的示例图。
图15是根据本发明的一些实施例示出的用于重建目标对象图像的示例性流程的流程图。
图16是根据本发明的一些实施例示出的确定入射光子的三维位置的示例性流程的流程图。
具体实施方式
在下面的详细描述中，为了提供对相关发明的透彻理解，通过实施例阐述了实施例的具体细节。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以在没有这些具体细节的情况下被实现。在其他情况下，为了避免不必要地模糊本发明的各方面，已经以较高级别(没有细节)描述了众所周知的方法、程序、系统、部件和/或电路。对本领域技术人员来说，可以对本发明实施例进行各种显而易见的修改。在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本发明中的一般原理可以应用于其他实施例和应用场景中。因此，本发明不限于示出的实施例，而是符合与权利要求一致的最广范围。
本申请使用的术语仅用于描述特定示例性实施例的目的，而不是限制性的。如本申请所使用的，除非上下文明确提示例外情形，单数形态的“一”，“一个”和“该”也可以包括复数。应当进一步理解的是，在本说明书中使用的术语“包括”和/或“包含”时，指存在所述特征、整形常量、步骤、操作、元素和/或组件，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整形常量、步骤、操作、元件、组件和/或其组合。
应当理解的是，本申请使用的术语“系统”、“引擎”、“单元”、“模块”和/或“区块”是一种以升序的形式来区分不同组件、元件、部件、部件或组件的级别方法。然而，如果其他表达方式达到相同的目的，则这些术语可能被其他表达方式所取代。
应当理解的是，当单元、引擎、模块或区块被称为“在…上”、“连接到”或“耦合到”另一单元、引擎、模块或区块时，其可以直接“在…上”、“连接到”或“耦合到”、或者与另一单元、引擎、模块或区块通信，或者可以存在中间的单元、引擎、模块或区块，除非上下文明确提示例外情形。如本申请所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任何一种和所有的组合。
参照附图并考虑以下描述，本申请的这些和其他特征以及相关的结构元件以及制造的部件和经济的结合的操作和功能的方法可以变得更加明显，且都构成本申请的一部分。然而，应当明确地理解，附图仅仅是为了说明和描述的目的，并不意图限制本申请的范围。应当理解的是，附图不是按比例的。
本发明提供了用于非侵入性成像的系统和组件，例如用于疾病诊断或研究目的。成像系统可以应用在诸如医学或工业等不同领域中。例如，成像系统可用于组件的内部检查，诸如缺陷检测、安全扫描、故障分析、计量学、组装分析、空隙分析、壁厚分析等中的一种或多种的组合。
为了说明的目的，本发明描述在PET系统中确定入射光子的三维位置的方法和系统。PET系统可以基于PET数据集确定入射光子的三维位置。如本发明所使用的，PET数据集指由PET系统获取的多个子数据集。例如，PET数据集可以包括对应于三维坐标系中第一方向的第一数据集和对应于三维坐标系中第二方向的第二数据集。基于第一数据集和第二数据集可以确定入射光子的三维位置。
以下描述是为了帮助更好地理解确定入射光子的三维位置的方法和系统。本发明使用的术语“入射光子”指的是伽马(γ)射线、X射线等。本发明使用的术语“三维位置”指的是通过三个不同的方向(例如，在三维坐标系中)表示位置。确定的流程可以由PET系统来执行。确定的结果可以用于在成像系统中后续的图像重建。这并非为了限制本发明的范围。对于本领域的技术人员，在本发明的指导下可以进行各种修正和改变。然而，各种修正和改变并没有脱离本发明的范围。
图1是根据本发明的一些实施例所示的一种示例性PET系统的示意图。在一些实施例中，PET系统可以是多模态系统。示例性的多模态系统可以包括计算机断层扫描-正电子发射断层扫描(CT-PET)系统、磁共振-正电子发射断层扫描(MR-PET)系统等。在一些实施例中，多模态成像系统可以包括用于执行PET成像和/或相关分析的模块和/或组件。
PET系统可以包括PET扫描仪110和主计算机120。PET扫描仪110可以包括机架111、探测器112、探测区域113和治疗床114。
探测器112可以检测从探测区域113发射的放射事件(例如，伽马光子)。在一些实施例中，探测器112可以包括多个探测单元(例如，图3所示的探测单元310、探测单元315)。探测单元可以以任何合适的方式实现，例如，在环形探测器中、在矩形探测器中或以阵列在任何形状的探测器中实现。在一些实施例中，多个探测单元可以对称地在探测器112上实现，例如图3所示的探测单元310和315。在一些实施例中，探测单元可以包括一个或多个晶体元件和/或一个或多个光电倍增管(PMT)(未示出)。在一些实施例中，本发明采用的PMT可以是单通道PMT或多通道PMT。在探测区域113内，可将对象摆放在治疗床114上。在一些实施例中，主计算机120可以包括一种可执行指令的非暂时性的计算机可读介质。主计算机120可以包括一个或者多个处理器，所述处理器可以执行PET系统的指令。
在一些实施例中，检测的放射事件可以在存储器中(例如，主计算机120中的存储设备)中存储或存档、在显示器(例如，主计算机120中或连接到主计算机120的显示器)中显示或转移到外部存储设备中(例如，通过电缆或有线/无线网络连接到主计算机120的外部存储设备)。在一些实施例中，用户可以通过主计算机120控制PET扫描仪110。
此外，尽管未示出，PET系统可以连接到网络(例如，电信网络、局域网(LAN)、无线网、诸如因特网的广域网(WAN)、对等网络、电缆网络等)以用于通信。
应当注意的是，上述对PET系统的描述仅仅是为了说明的目的，而非限制本发明的范围。对于本领域的技术人员，根据本发明的指导可以进行各种修正和改变。例如，PET系统的装配和/或功能根据具体的实施场景而改变。仅作为示例，PET系统可以添加一些其它的组件，诸如患者定位模块、梯度放大模块和其他设备或模块。又例如，存储模块133是可选的，并且PET系统中的模块可以分别包括一个集成存储单元。
图2是根据本发明的一些实施例所示的一种示例性图像处理系统100的框图。如图2所示，图像处理系统100包括获取模块131、控制模块132、存储模块133、处理模块134和显示模块135.
获取模块131可以获取或接收PET数据集。仅作为示例，PET数据集可以包括一个或多个子数据集(例如，结合图12描述的第一数据集和结合图13描述的第二数据集)。在一些实施例中，在PET扫描或分析中，在扫描过程开始前首先会将PET示踪剂施予受试者。在PET扫描期间，PET示踪剂会发射正电子，即电子的反粒子。正电子具有和电子相同的质量和相反的电荷。正电子和电子(其天然存在于受试者体内)相互作用发生湮灭(也称为“湮灭事件”或“符合事件”)。一个电子-正电子湮灭事件(例如，结合图4所示的正电子-电子湮灭事件340)会产生两个511keV的γ光子。当电子-正电子湮灭事件产生两个γ光子时，两个γ光子相对于彼此向相反的方向行进。连接两个γ光子的线称为“响应线(LOR)”。获取模块131可以获取γ光子的轨迹和/或信息(也称为“PET数据集”)。例如，PET数据集可以包括探测器112获取的对应于两个γ光子的数据。在一些实施例中，PET数据集可用于确定两个γ光子的三维位置。
在一些实施例中，PET示踪剂可以包括碳(11C)、氮(13N)、氧(150)，氟(18F)等中的一种或多种的组合。因此，在一些实施例中，本发明中的PET示踪剂可以是包含一种或多种上述元素的有机化合物。这些示踪剂或是类似于天然存在的物质，或是能够在受试者体内与感兴趣的功能或活性相互作用。
控制模块132可以生成一个或多个控制参数以控制获取模块131、存储模块133、处理模块134和/或显示模块135。例如，控制模块132可以控制获取模块131以确定是否获取信号或获取信号的时间。又例如，控制模块132可以控制处理模块134选择不同的算法以处理获取模块131获取的PET数据集。在一些实施例中，控制模块132可以接收由用户(例如，医生)发起的实时命令或由用户(例如，医生)从存储设备中选取的预设命令。控制模块132可以进一步应用实时命令或预设命令来调整获取模块131和/或处理模块134以根据接收到的命令拍摄受试者的图像。在一些实施例中，控制模块132可以和图像处理系统100中的其他模块通信以交换信息或数据。
存储模块133可以存储获取的PET数据集、控制参数、处理过的PET数据集等中的一种或多种的组合。在一些实施例中，存储模块133可以包括大容量存储器、可移除存储器、易失性读写存储器、只读存储器(ROM)等中的一种或多种的组合。例如，大容量存储器可以包括磁盘、光盘、固态驱动器等。可移除存储器可以包括闪存驱动器、软盘、光盘、存储卡、压缩盘、磁带等。易失性读写存储器可以包括随机存取存储器(RAM)。RAM可以包括动态随机存取存储器(DRAM)、双倍数据率同步动态随机存取存储器(DDR SDRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、晶闸管随机存取存储器(T-RAM)和零电容随机存取存储器(Z-RAM)等。ROM可以包括掩模只读存储器(MROM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、光盘只读存储器(CD-ROM)和数字通用盘只读存储器等。在一些实施例中，存储模块133可以存储由图像处理系统110中一个或多个处理器(例如，处理模块134)执行的一个或多个程序和/或指令，以执行在本发明中描述的示例性方法。例如，存储模块133以存储由图像处理系统110中的处理器(例如，处理模块134)执行的程序和/或指令，以获取PET数据集、确定入射光子的位置或显示任何中间结果或结果位置。
处理器134可以对从图像处理系统100中模块接收到的信息进行处理。在一些实施例中，处理模块134可以对获取模块131或存储模块133获取的PET数据集进行预处理。在一些实施例中，处理模块134可以基于处理过的PET数据集确定入射光子的三维位置、基于确定的入射光子的位置和PET数据集重建图像、生成包含一个或多个PET图像和/或其他相关信息的报告等。例如，处理模块134可以基于预处理操作对PET数据集进行处理，所述预处理操作包括数据分类、数据筛选、数据校正(例如，随机重合的校正、探测器死区时间的校正、探测器灵敏度的校正)、数据预估和减法(散射光子的预估和减法)等中的一种或多种的组合。又例如，处理模块134可以基于对应于多个入射光子(例如，γ光子)PET数据集确定多对第一数据集和第二数据集。
显示模块135可以显示和图像处理系统100相关的信息。所述信息包括程序、软件、算法、数据、文本、数字、图像、语音等中的一种或多种的组合。在一些实施例中，显示模块135可以包括液晶显示器(LCD)、基于发光二极管(LED)的显示器、平板显示器、阴极射线管(CRT)、触摸屏等中的一种或多种的组合。触摸屏可以包括诸如电阻触摸屏、电容触摸屏、等离子体触摸屏、矢量压力传感触摸屏、红外触摸屏等中的一种或多种的组合。
在一些实施例中，图2中所示的一个或多个模块可以在图1所示的示例性PET系统的至少一部分中实现。例如，获取模块131、控制模块132、存储模块133、处理模块134和/或显示模块135被集成在控制台中。通过控制台，用户可以设置扫描参数、控制成像过程、查看重建的图像等等。在一些实施例中，控制台可以通过主计算机120来实现。
图3是根据本发明的一些实施例示出的计算设备200的硬件和软件组件的示意图。计算设备200可以在图像处理系统100上实施。在一些实施例中，计算设备200可以包括处理器202、存储器204和通讯端口206。
处理器202可以根据本发明描述的技术执行计算机指令(程序代码)和处理模块134的功能。所述计算机指令可以包括执行特定功能的例程、程序、对象、部件、数据结构、规程、模块等。例如，处理器202可以处理从获取模块131、控制模块132、存储模块133或图像处理系统100的其他任意组件接收到的数据或信息。在一些实施例中，处理器202可以包括微控制器、微处理器、精简指令集计算机(RISC)、专用集成电路(ASIC)、专用指令集处理器(ASIP)、中央处理器(CPU)、图形处理器(GPU)、物理运算处理器(PPU)、微控制器单元、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、高级RISC机器(ARM)、可编程逻辑器件(PLD)、能够执行一个或多个功能的电路或处理器中的一种或多种的组合。例如，处理器202可以包括微控制器以处理PET扫描仪110中的PET数据集，从而确定入射光子的三维位置。
存储器204可以存储从获取模块131、控制模块132、存储模块133、处理模块134或图像处理系统100的其他任意组件接收到的数据或信息。在一些实施例中，存储器204可以包括大容量存储器、可移动存储器、易失性读写存储器、只读存储器(ROM)等中的一种或多种的组合。例如，大容量存储器可以包括磁盘、光盘、固态硬盘等。可移动存储器可以包括闪存驱动器、软盘、光盘、存储卡、压缩盘、磁带等。易失性读写存储器可以包括随机存取存储器(RAM)。RAM可以包括动态随机存取存储器(DRAM)、双倍数据率同步动态随机存取存储器(DDR SDRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、晶闸管随机存取存储器(T-RAM)和零电容随机存取存储器(Z-RAM)等。ROM可以包括掩模只读存储器(MROM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、光盘只读存储器(CD-ROM)和数字通用盘只读存储器等。在一些实施例中，存储器204可以存储一个或多个程序和/或指令以完成本发明中描述的示例方法。例如，存储器204可以存储由处理模块134执行的程序，所述程序可以基于PET数据集确定入射光子的三维位置。
通讯端口206可以通过网络发送或接收来自获取模块131、控制模块132、存储模块133、处理模块134的信息或数据。在一些实施例中，通讯端口206可以包括有线端口(例如，通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)端口、高清晰度多媒体接口(High DefinitionMultimedia Interface，HDMI)等)或无线端口(例如，蓝牙端口、红外接口、WiFi端口等)。
图4是根据本发明的一些实施例示出的一种示例性PET扫描仪300的示意图。PET扫描仪300是图1所示的PET扫描仪110的一种实施例。所述PET扫描仪300可以包括探测器环320和治疗床330等。
探测器环320可以获取对应于目标对象的PET数据集(图4中未示出)。探测器环320可以包括多个探测单元(例如，探测单元310、探测单元315等)。探测单元310和探测单元315可以是同一类型或者不同类型的探测器。例如，探测单元310和探测单元315可均为区块探测器。探测单元310和探测单元315可以包括多个光传感器元件(例如，图11所示的Sx1)。探测单元310可以探测入射光子。探测单元310可以是入射光子探测器，例如γ射线探测器。探测单元310可以生成对应于入射光子的探测数据(例如，图5所示的第一光传感器阵列410探测到的第一数据集、图5所示的第二光传感器阵列430所探测到的第二数据集)。探测到的数据可用于确定入射光子的三维位置。
治疗床330可用于放置扫描的目标对象(图4中未示出)。所述扫描对象可以是人类、动物或其他物种。
在PET扫描过程中，对目标对象施用放射药物，放射药物在目标对象体内发生放射性衰变事件并生成正电子。正电子可以与电子发生相互作用，产生正电子-电子湮灭事件340。所述正电子-电子湮灭事件340会发射出两条方向相反的γ射线350和355(如图4所示)。探测器环320可以利用符合探测电路(图4中未示出)探测对应于正电子-电子湮灭事件340的符合事件。例如，当确定两个γ光子来源于同一个正电子-电子湮灭事件340时，则探测到了符合事件，并可以在探测到两个γ光子的探测器之间确定一条响应线(LOR)。基于多条响应线可以进一步重建二维或三维图像。例如，PET扫描仪300可以包括多个探测器环320，符合事件可以被多个探测器环320中的任意两个探测器环320探测到，也可以被单个探测器环320探测到。当将各个探测器环320作为单个实体时，基于各个探测器环320探测到的响应线可以重建二维图像。当将多个探测器环320作为一个实体时，基于多个探测器环320探测到的所有响应线可以重建三维图像。因此，基于所述二维/三维图像，可以确定放射药物在目标对象体内的分布。
应当注意的是，以上描述只是为了说明的目的，而非限制对本发明的范围。对于本领域内的技术人员，在本发明的指导下可以进行各种修正和改变。但是，各种修正和改变并没有脱离本发明的范围。例如，PET扫描仪300可以包括安装探测器环320的机架。
图5是根据本发明的一些实施例示出的一种示例性的探测单元310的示意图。探测单元310可以是多层结构(例如，三层结构)。探测单元310可以包括一层第一光传感器阵列410、一层闪烁体阵列420和一层第二光传感器阵列430。在一些实施例中，第一光传感器阵列410附接在闪烁体阵列420的上平面。第二光传感器阵列430附接在闪烁体阵列420的下平面。所述附接的方式可以是分离接触或者粘合接触。所述粘合接触可以是通过粘合材料(例如，硅脂)接触。如图4所示，可以确定一个对应于探测单元310的三维坐标系。分别指定X轴方向、Y轴方向和Z轴方向为第一方向、第二方向和第三方向。三维坐标系的X-Y平面与闪烁体阵列420的上平面和下平面平行。三维坐标系的X-Z平面与闪烁体阵列420的上平面和下平面垂直。
第一光传感器阵列410和/或第二光传感器阵列430可以光耦合到闪烁体阵列420。例如，第一光传感器阵列410可以光耦合于闪烁体阵列420的第一表面。第二光传感器阵列430可以光耦合于闪烁体阵列420的第二表面。第一表面和第二表面可以是相对设置的两个表面。当被入射光子(例如，γ光子)撞击时，闪烁体阵列420可以发光。第一光传感器阵列410和第二光传感器阵列430可以探测到所述发光。所述发光可以是发出可见光。所述可见光包括多个可见光子。
第一光传感器阵列410基于探测对应于入射光子产生的光可以生成一个或多个电信号(例如，电压信号、电流信号等)。第一光传感器阵列410可以基于所述一个或多个电信号确定第一数据集。根据第一数据集可以确定对应于入射光子在第一方向上(例如，三维坐标系的X轴方向)的光强度空间分布。
在一些实施例中，第一光传感器阵列410可以包括多个光传感器元件(例如，Sx1、Sx2、Sx3……Sxi……)。所述多个光传感器可以排列成一行或多行(例如，如图8所示的第一行、第二行……第M行)。第一光传感器阵列中每一个光传感器可以探测到光并产生电信号。在一行中的光传感器可以通过电路连接到同一行中的另一个光传感器(例如，相邻的光传感器)，并且共享相同的电信号收集单元(例如，一个第一电信号收集单元，未在图5中示出)。所述多个光传感器可以与在同一行中的光传感器不相连，并且每一个光传感器都有一个电信号收集单元(例如，一个第二电信号收集单元，未在图5中示出)。经过一个或多个操作，所述多个光传感器可以基于一个时刻的多个电信号确定第一数据集(例如，{X1,X2,X3,…,Xi,…})。所述一个或多个操作可以包括进行模拟-数字转换。第一数据集中的一个数据可以是由第一光传感器阵列410中的一个光传感器获取的。例如，X1是由传感器Sx1在某一时刻获得。
第二光传感器阵列430可以基于探测对应于入射光子产生的光(例如，可见光)生成一个或多个电信号(例如，电压信号、电流信号等)。第二光传感器阵列430可以基于所述一个或多个电信号确定第二数据集。根据第二数据集可以确定对应于入射光子在第二方向上(例如，三维坐标系的Y轴方向)的光强度空间分布。
在一些实施例中，第二光传感器阵列430可以包括多个光传感器元件(例如，Sy1、Sy2、Sy3……Syi……)。所述多个光传感器可以排列成一列或多列(例如，如图9所示的第一列、第二列……第N列)。第二光传感器阵列中每一个所述多个光传感器可以探测到光并产生光信号。在一列中的光传感器可以通过电路连接到同一列中的另一个光传感器(例如，相邻的光传感器)，并且共享相同的电信号收集单元(未在图5中示出)。所述多个光传感器可以与在同一列中的光传感器不相连，并且每一个所述多个光传感器都有一个电信号收集单元(未在图5中示出)。经过一个或多个操作，所述多个光传感器可以基于一个时刻的多个电信号确定第二数据集(例如，{Y1,Y2,Y3,…,Yi,…})。所述一个或多个操作可以包括进行模拟-数字转换。第二数据集中的一个数据可以是由第二光传感器阵列430中的一个光传感器获取的。例如，Y1是由传感器Sy1在某一时刻获得。
第一光传感器阵列410和第二光传感器阵列430中的光传感器可以是相同或不同类型的传感器。光传感器可以是半导体传感器。光传感器可以包括硅光电倍增管(SiPM)、雪崩光电二极管(APD)、光电倍增管(PMT)等。第一光传感器阵列410和第二光传感器阵列430中的光传感器在间隔距离、传感器数量密度等方面可以是均匀排列或不均匀排列的。例如，在第一光传感器阵列410和第二光传感器阵列430中每两个相邻光传感器的间隔距离可以是相等的。又例如，第一光传感器阵列410和第二光传感器阵列430在第一方向(例如，三维坐标系的X轴方向)和第二方向(例如，三维坐标系的Y轴方向)上的光传感器的数量可以是相等的。第一光传感器阵列410中光传感器的数量和第二光传感器阵列430中光传感器的数量可以相等或不等。
闪烁体阵列420可以包括一个或多个闪烁体(即闪烁体元件)。闪烁体可以以阵列形式排布。闪烁体可以排列成一行或多行(例如，图6所示的K行)和一列或多列(例如，图7所示的P列)。闪烁体可以进一步排列成一层或多层。在一些实施例中，在闪烁体阵列420的上平面和下平面分别包括第一分光结构和第二分光结构(未在图中示出)。所述第一分光结构由所述一个或多个闪烁体的上平面的分光结构组成。所述第二分光结构由所述一个或多个闪烁体的下平面的分光结构组成。所述第一分光结构和所述第二分光结构分别限定闪烁体阵列的第一出光面和第二出光面。第一出光面对应于闪烁体阵列的上平面。第二出光面对应于闪烁体阵列的下平面。所述分光结构是设置于所述闪烁体(例如，晶体)表面的反光膜或白色反光涂层。闪烁体可用于记录入射光子(例如，γ光子)。在PET扫描仪300中，入射光子是通过施用的放射性药物发射的正电子湮灭而产生的。例如，当闪烁体接收到γ光子时，γ光子会在闪烁体中行进一段距离后才会被最终吸收。该距离成为互动深度(DOI)。在γ光子被吸收的位置，闪烁体会将一部分吸收的能量转换成可见光或紫外光。所述转换过程可以产生对应于和闪烁体相互作用的每个γ光子的光脉冲。光脉冲的强度通常与沉积在闪烁体中的能量成比例。
闪烁体阵列420中的闪烁体可以是任何一种具有一个或多个物理性质和/或闪烁性质的闪烁体。所述一个或多个物理性质和/或闪烁性质包括密度、有效原子序数、衰减时间、光输出、发射波长、能量分辨率、在发射波长透明度、折射率、辐射强度、非吸湿性，坚固性和经济增长过程等。例如，闪烁体阵列420中闪烁体的密度可以是从3.00g/cm3到10.00g/cm3。又例如，闪烁体阵列420中闪烁体的有效原子序数可以从10到100。又例如，发射波长可以是接近400nm。适合闪烁体阵列420中闪烁体的示例性材料包括碘化钠(NaI)、碘化铯(CsI)、溴化镧(LaBr3)、氯化镧(LaCl3)、硅酸镥(Lu2SiO5),硅酸钇镥(LYSO)、硅酸镥、锗酸铋(BGO)、硅酸钆(GSO)、硅酸镥钆、氟化钡(BaF2)、铝酸钇(YAIO3)等中的一种或多种的组合。
闪烁体阵列420中的闪烁体可以有多种形状。例如，闪烁体可以是具有各种横截面的球体、长方体、杆、线、斜面、柱、盘等形状中的一种或多种的组合。闪烁体可以是液体或固体、有机或无机和晶体或非晶体。以晶体晶体结构为例，晶体结构可以包括单层晶体和多层晶体。单层晶体只包含一层晶体。多层晶体包含多于一层的晶体。闪烁体阵列420中的闪烁体可以有不同的尺寸。闪烁体的不同尺寸对应于不同的能量分辨率水平。存在一个特定尺寸是闪烁体表现出最佳的能量分辨率。闪烁体阵列420中的闪烁体在间隔距离、闪烁体数量密度等方面可以是均匀排列或不均匀排列的。例如，每两个相邻闪烁体的间隔距离可以是相同的。又例如，闪烁体阵列420中第一区域内(例如，从第一列到第三列的区域)的闪烁体数量密度可以和闪烁体阵列420中第二区域内(例如，从第11列到底13列的区域)的闪烁体数量密度不同。
应当注意的是，上述描述仅仅是为了说明的目的，而非限制本发明的范围。对于本领域的技术人员，在本发明的指导下可以进行各种修正和改变。然而，各种修正和改变并没有脱离本发明的范围。例如，探测单元310在第一光传感器这列410和闪烁体阵列420之间可以包括一个或多个光导和/或准直器以将闪烁体阵列420发射的光引导到第一光传感器阵列410。
图6是根据本发明的一些实施例示出的一种示例性闪烁体阵列420的俯视图。俯视图是闪烁体阵列420的X-Y平面的视图。如图6中所示，闪烁体阵列420可以包括多个闪烁体。
闪烁体阵列420可以是单层阵列或多层阵列。当闪烁体阵列420是一个K行P列的单层阵列时，可以基于行和列确定闪烁体阵列420中闪烁体元件(例如，闪烁体)的数量(例如，K×P)。K和P可以是任何正整数(例如，1、2、3、6、8和10等)。K和P可以相等或不等。当闪烁体阵列420是一个K行P列Q层的多层阵列时，可以基于行、列和层确定闪烁体阵列420中闪烁体的数量(例如，K×P×Q)。
图7是根据本发明的一些实施例示出的一种闪烁体阵列420的立体图。仅仅为了说明的目的，图7采用了单层阵列的结构。在一些实施例中，闪烁体阵列420也可以是多层阵列。如图7所示，闪烁体阵列420的列数为P、行数为K。
应当注意的是，上述描述仅仅是为了说明的目的，而非限制本发明的范围。对于本领域的技术人员，在本发明的指导下可以进行各种修正和改变。然而，各种修正和改变并没有脱离本发明的范围。例如，闪烁体阵列420中的闪烁体之间可能存在间隙。所述间隙可以用导电或非导电材料填充以屏蔽闪烁体免受外部电场的干扰。
图8是根据本发明的一些实施例示出的一种示例性第一光传感器阵列410的俯视图。俯视图是第一光传感器阵列410的X-Y平面的视图。第一光传感器阵列410可以位于平行于X-Y平面的一层。第一光传感器阵列410可以包含排列成M行的多个光传感器。所述M行平行于第一方向(例如，三维坐标系的X轴方向)。同一行的光传感器(例如，在第一行的光传感器Sx2和光传感器Sx3)可以通过电路连接到另一个光传感器(例如，相邻的光传感器)，并且共享同一个电信号收集单元(未在图8中示出)。例如，光传感器Sx2可以连接到光传感器Sx3。又例如，光传感器Sx1可以连接到光传感器Sx3。
图9是根据本发明的一些实施例示出的一种示例性第二光传感器阵列430的俯视图。俯视图是第二光传感器阵列430的X-Y平面的视图。第二光传感器阵列430可以位于平行于X-Y平面的一层。第二光传感器阵列430可以包含排列成N列的多个光传感器。所述N列平行于第二方向(例如，三维坐标系的Y轴方向)。
在一些实施例中，第一光传感器阵列410和第二光传感器阵列430中的多个光传感器的数量均小于闪烁体阵列420中的闪烁体的数量。例如，当闪烁体阵列420中有16个闪烁体时，第一光传感器阵列410和第二光传感器阵列430中的光传感器的数量均要小于16(例如，8、4等)。在一些实施例中，第一光传感器阵列410中的光传感器的数量和第二光传感器阵列430中的光传感器的数量可以相同或不同。例如，在一个具有4×4闪烁体阵列420的探测单元310中，第一光传感器阵列410和第二光传感器阵列430可以包含不同数量的光传感器，例如，第一光传感器阵列410包含4个光传感器而第二光传感器阵列430包含8个光传感器。又例如，在一个具有4×4闪烁体阵列420的探测单元310中，第一光传感器阵列410和第二光传感器阵列430可以包含相同数量的光传感器，例如，第一光传感器阵列410和第二光传感器阵列430均包含4个光传感器，或第一光传感器阵列410和第二光传感器阵列430均包含8个光传感器。
应当注意的是，上述描述仅仅是为了说明的目的，而非限制本发明的范围。对于本领域的技术人员，在本发明的指导下可以进行各种修正和改变。然而，各种修正和改变并没有脱离本发明的范围。例如，第一光传感器阵列410中光传感器的空隙可以是均匀或不均匀的。例如，光传感器Sx1和光传感器Sx2之间的间隙是0.19nm，而光传感器Sx2和光传感器Sx3之间的间隙是0.15nm。
图10是根据本发明的一些实施例示出的一种示例性8×8闪烁体阵列710的俯视图。俯视图是8×8闪烁体阵列710的X-Y平面的视图。所述8×8闪烁体阵列710是图5所示的闪烁体阵列420的一种实施例。
图11是根据本发明的一些实施例所示的一种示例性探测单元720的透视图。所述探测单元720是图5所示的探测单元310的一种实施例。图11是从俯视角示出的示例性探测单元720的透视图。探测单元720包括第一光传感器阵列721、8×8闪烁体阵列710和第二光传感器阵列(未在图11中示出)。第一光传感器阵列721和第二光传感器阵列(未在图11中示出)具有相同数量的光传感器(例如，4个光传感器)。第二光传感器阵列未在图11中示出是由于其位于第一光传感器阵列721的下方。
第一光传感器阵列721包含光传感器Sx1、光传感器Sx2、光传感器Sx3和光传感器Sx4。光传感器Sx1和光传感器Sx3位于第一光传感器阵列721的第一行。光传感器Sx2和光传感器Sx4位于第一光传感器阵列721的第二行。
第一光传感器阵列721可以基于光传感器Sx1、Sx2、Sx3和Sx4获取第一数据集(例如，{X1,X2,X3,X4})。图像处理系统100可以基于第一数据集确定对应于入射光子在第一方向(例如，三维坐标系的X轴方向)上的光强度空间分布。
图12是根据本发明的一些实施例示出的示例性探测单元720的侧视图。图12是探测单元720在Y-Z平面的侧视图。图12仅示出了第一光传感器阵列721的第一行中的光传感器Sx1。光传感器Sx3位于Sx1的后方。图12仅示出了第一光传感器阵列721的第二行中的光传感器Sx2。光传感器Sx4位于Sx2的后方。
图13是根据本发明的一些实施例示出的示例性探测单元720的侧视图。图13是探测单元720在X-Z平面的侧视图。
第二光传感器阵列722包含光传感器Sy1、光传感器Sy2、光传感器Sy3和光传感器Sy4。光传感器Sy1和光传感器Sy3位于第二光传感器阵列722的第一列。光传感器Sy2和光传感器Sy4位于第二光传感器阵列722的第二列。图13仅示出了第二光传感器阵列722的第一列中的光传感器Sy1，光传感器Sy3位于Sy1的后方。图13仅示出了第二光传感器阵列721的第二列中的光传感器Sy2，光传感器Sy4位于Sx2的后方。
第二光传感器阵列722可以基于光传感器Sy1、Sy2、Sy3和Sy4获取第二数据集(例如，{Y1,Y2,Y3,Y4})。图像处理系统100可以基于第二数据集确定对应于入射光子在第二方向(例如，三维坐标系的Y轴方向)上的的光强度空间分布。
图14是根据本发明的一些实施例示出的一种示例性处理模块134的示例图。如图14所示，处理模块134包括数据预处理单元810、位置确定单元820、图像重建单元830等。
数据预处理单元810可以预处理PET数据集。预处理PET数据集包括数据分类、数据筛选、数据校正(例如，随机重合的校正、探测器死区时间的校正、探测器灵敏度的校正)、数据预估和减法(散射光子的预估和减法)等中的一种或多种的组合。预处理后的数据集可以包括多个子数据集。在一些实施例中，PET数据集和预处理过的数据集被存储在存储模块133中。
位置确定单元820可以确定对应于目标对象的入射光子的三维位置。所述入射光子的三维位置可以是基于预处理过的数据集来确定的。位置确定单元820可以确定湮灭事件的位置。所述湮灭事件的位置可以是基于一对入射光子的位置来确定的。
图像重建单元830可以重建目标对象的图像。所述图像可以是基于入射光子的三维位置和PET数据集来重建的。所述图像可以是二维图像或三维图像。在一些实施例中，图像可以通过显示模块135中的一个显示器来显示。
应当注意的是，上述关于处理模块134的描述仅仅是为了说明的目的，并非限制本发明的范围。对于本领域的技术人员，在本发明的指导下可以进行各种修改和改变。然而，各种修改和改变并没有脱离本发明的范围。例如，处理模块134可以包括一个存储单元(图14中未示出)以存储预处理过的PET数据。类似的调整应落入本发明的范围。
图15是根据本发明的一些实施例示出的用于重建目标对象图像的示例性流程900的流程图。所述目标对象可以是被施予放射性药物的病人。放射性药物的适用性取决于所映射的器官或组织。放射性药物可以引发湮灭事件(正电子-电子湮灭事件340)。湮灭事件产生一对入射光子(例如，γ光子)，沿相反方向或近似相反方向(接近180°角)射出。一对呈180°角放置的PET探测器(例如，探测单元310和探测单元315)可以探测从一个单一湮灭事件(例如，正电子-电子湮灭事件340)发射出来的一对入射光子。在一些实施例中，PET系统可以包括不止一对探测单元和不止一个湮灭事件。下面图15的步骤中以一对探测单元和一个湮灭事件为例。流程900可以由如图2所示的图像处理系统100执行。流程900中的一个或多个操作可以由计算设备200执行。
在910中，图像处理系统100可以获取对应于目标对象的PET数据集。在一些实施例中，步骤910可以由图2所示的获取模块131执行。
PET数据集可以包括由获取单元131获取的多个子数据集(例如，由探测单元310获取的第一数据集、由探测单元315获取的第二数据集等)。PET数据集可以包括在图像重建中的其他一些数据(例如，和目标对象相关的信息)。
在920中，图像处理系统100可以预处理PET数据集。基于预处理过程可以生成预处理过的数据集。在一些实施例中，步骤920可以由图14所示的预处理单元810执行。
预处理PET数据可以包括数据分类、数据筛选、数据校正(例如，随机重合的校正、探测器死区时间的校正、探测器灵敏度的校正)、数据预估和减法(散射光子的预估和减法)等中的一种或多种的组合。
在一些实施例中，对应于正电子-电子湮灭事件340中一个入射光子的第一数据集和第二数据集可以确定为一个处理过的数据集。这两个数据集可以由一对放置于180°角的探测单元(例如，探测单元315和探测单元310)在给定的时间窗口获取的。例如，第一数据集可以是结合图12描述的{X1,X2,X3,X4}，第二数据集可以使结合图13描述的{Y1,Y2,Y3,Y4}。
在930中，图像处理系统100可以确定对应于目标对象的至少一个入射光子的三维位置。在一些实施例中，步骤930可以由图14所示的位置确定单元820执行。
所述至少一个入射光子的三维位置可以基于预处理过的数据集来确定。在一些实施例中，所述至少一个入射光子的三维位置可以是基于第一数据集(例如，{X1,X2,X3,X4})和第二数据集(例如，{Y1,Y2,Y3,Y4})来确定的。确定所述至少一个入射光子的三维位置的详细内容可以在图16的描述中找到。
在940中，图像处理系统100可以基于多对入射光子的三维位置和PET数据集进行目标对象图像的重建。在一些实施例中，步骤930可以由图像重建单元830执行。
基于一对入射光子的三维位置可以在一对探测单元的位置之间确定一条响应线。湮灭事件的位置位于所述响应线上。诸如这样的响应线可以用于重建图像。所述图像可以是二维或三维的。例如，基于对应于单个探测器环320的响应线可以进行二维图像的重建。基于多个探测器环320探测到的响应线可以进行三维图像的重建。在一些实施例中，湮灭事件的位置可以基于入射光子对的飞行时间(TOF)差和响应线来确定的。
图像重建可以使用一种或多种技术，例如，滤波反投影(FBP)技术、统计学、基于似然的技术、衰减校正技术等中的一种或多种的组合。
应当注意的是，上述描述流程900仅仅是为了说明的目的，并非限制本发明的范围。显而易见的是，对于本领域的技术人员，在本发明的指导下可以进行各种修正和改变。然而，各种修正和改变并没有脱离本发明的范围。例如，可以在图像重建之后执行图像组合操作(例如，PET和CT的组合)。类似的修改应落入本发明的范围内。
图16是根据本发明的一些实施例示出的确定入射光子的三维位置的示例性流程1000的流程图。流程1000可以由图2所示的图像处理系统100执行。流程1000的一个或多个操作可以由计算设备200执行。在一些实施例中，参考图14描述的流程1000是实现图15所示的步骤930的一种示例性流程。
在1010中，图像处理系统100可以通过第一光传感器阵列探测以确定对应于入射光子的第一数据集。
在一些实施例中，第一数据集可以是结合图12描述的数据集{X1,X2,X3,X4}。第一数据集中的数据对应于由第一光传感器阵列721的光传感器探测(或接收)到的光的光强度。所述光是由8×8闪烁体阵列710中对应于入射光子的闪烁体产生的。
在1020中，图像处理系统100可以通过第二光传感器阵列探测以确定对应于入射光子的第二数据集。
在一些实施例中，第二数据集可以是结合图13描述的数据集{Y1,Y2,Y3,Y4}。第一数据集中的数据对应于由第二光传感器阵列722的光传感器探测(或接收)到的光的光强度。所述光是由8×8闪烁体阵列710中对应于入射光子的闪烁体产生的。
在1030中，图像处理系统100可以基于第一数据集确定入射光子在第一方向上的第一维度位置。第一维度位置指的是在第一方向(例如，三维坐标系的X轴方向)的位置。入射光子的第一维度位置可以是基于对应于入射光子的第一光强度空间分布来确定的。所述第一光强度空间分布可以是基于第一数据集确定的。
在一些实施例中，第一光强度空间分布可以是基于第一数据集中的数据来确定的。例如，第一数据集是{X1,X2,X3,X4}，则第一维度位置x可以通过公式(1)确定：
X＝X1+X3/(X1+X2+X3+X4)。 (1)
在1040中，图像处理系统100可以基于第二数据集确定入射光子在第二方向上的第二维度位置。第二维度位置指的是在第二方向(例如，三维坐标系的Y轴方向)上的位置。入射光子的第二维度位置可以是基于对应于入射光子的第二光强度空间分布来确定的。所述第二光强度空间分布可以是基于第二数据集确定的。
在一些实施例中，第二光强度空间分布可以是基于第二数据集中的数据来确定的。例如，第二数据集是{Y1,Y2,Y3,Y4}，则第二维度位置y可以通过公式(2)确定：
Y＝Y1+Y3/(Y1+Y2+Y3+Y4)。 (2)
在1050中，图像处理系统100可以基于第一数据集和第二数据集确定入射光子在第三方向上的第三维度位置。第三维度位置指的是在第三方向(例如，三维坐标系的Z轴方向)上的位置。入射光子的第三维度位置可以是基于对应于入射光子的第三光强度空间分布来确定的。所述第三光强度空间分布可以是基于第一数据集和第二数据集确定的。
在一些实施例中，第三光强度空间分布可以是基于一个系数来确定的。所述系数是第一数据集中至少一个第一光强度值的和与第二数据集中至少一个第二光强度值的和之间的比值。所述系数可以是一个第一数值和一个第二数值的比值。在一些实施例中，所述第一数值可以是第一数据集中一个或者多个第一光强度值的和。所述第二数值可以是第一数据集中一个或者多个第一光强度值和第二数据集中一个或者多个第二光强度值的和。例如，系数Cz可以由公式(3)确定：
Cz＝(X1+X2+X3+X4)/(X1+X2+X3+X4+Y1+Y2+Y3+Y4). (3)
其中，X代表所述第一光传感器阵列接收到的入射光子的光强度值，Y代表所述第二光传感器接收到的入射光子的光强度值，CZ代表入射光子在所述闪烁体阵列的一个第三方向上的相对位置。基于系数Cz可以确定第三维度位置z。例如，z可以由Cz和8×8闪烁体阵列710中闪烁体的厚度的乘积来确定。
因此，基于入射光子的第一维度位置、第二维度位置和第三维度位置可以确定三维坐标系中入射光子的三维位置。基于入射光子的位置可以确定一个或多个参数(例如，响应线、互动深度、湮灭事件的位置等)以用于图像重建。
应当注意的是，上述描述流程1000仅仅是为了说明的目的，并非限制本发明的范围。显而易见的是，对于本领域的技术人员，在本发明的指导下可以进行各种修正和改变。然而，各种修正和改变并没有脱离本发明的范围。例如，在确定入射光子的三维位置后可以执行坐标转换操作，以便于在同一个坐标系中描述多个入射光子。类似的修改应落入本发明的范围内。
上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述发明披露仅仅作为示例，而并不构成对本申请的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。
此外，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
此外，本领域技术人员可以理解，本申请的各方面可以通过若干具有可专利性的种类或情况进行说明和描述，包括任何新的和有用的工序、机器、产品或物质的组合，或对他们的任何新的和有用的改进。相应地，本申请的各个方面可以完全由硬件执行、可以完全由软件(包括固件、常驻软件、微码等)执行、也可以由硬件和软件组合执行。以上硬件或软件均可被称为“模块”、“子“单元”、“模块”或“系统”。此外，本申请的各方面可能表现为位于一个或多个计算机可读介质中的计算机产品，该产品包括计算机可读程序编码。
计算机可读信号介质可能包含一个内含有计算机程序编码的传播数据信号，例如在基带上或作为载波的一部分。该传播信号可能有多种表现形式，包括电磁形式、光形式等等、或合适的组合形式。计算机可读信号介质可以是除计算机可读存储介质之外的任何计算机可读介质，该介质可以通过连接至一个指令执行系统、装置或设备以实现通讯、传播或传输供使用的程序。位于计算机可读信号介质上的程序编码可以通过任何合适的介质进行传播，包括无线电、电缆、光纤电缆、射频信号、类似介质、或任何上述介质的组合。
本申请各部分操作所需的计算机程序编码可以用任意一种或多种程序语言编写，包括面向对象编程语言如Java、Scala、Smalltalk、Eiffel、JADE、Emerald、C++、C#、VB.NET、Python等，常规程序化编程语言如C语言、Visual Basic、Fortran 2003、Perl、COBOL 2002、PHP、ABAP，动态编程语言如Python、Ruby和Groovy，或其他编程语言等。该程序编码可以完全在用户计算机上运行、或作为独立的软件包在用户计算机上运行、或部分在用户计算机上运行部分在远程计算机运行、或完全在远程计算机或服务器上运行。在后种情况下，远程计算机可以通过任何网络形式与用户计算机连接，比如局域网(LAN)或广域网(WAN)，或连接至外部计算机(例如通过因特网)，或在云计算环境中，或作为服务使用如软件即服务(SaaS)。
此外，除非权利要求中明确说明，本申请所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本申请流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本申请实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，虽然以上所描述的系统组件可以通过硬件设备实现，但是也可以只通过软件的解决方案得以实现，如在现有的服务器或移动设备上安装所描述的系统。
同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本申请一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体的实例中列出的数值是精确的。
针对本申请引用的每个专利、专利申请、专利申请公开物和其他材料，如文章、书籍、说明书、出版物、文档等，特此将其全部内容并入本申请作为参考。与本申请内容不一致或产生冲突的申请历史文件除外，对本申请权利要求最广范围有限制的文件(当前或之后附加于本申请中的)也除外。需要说明的是，如果本申请附属材料中的描述、定义、和/或术语的使用与本申请所述内容有不一致或冲突的地方，以本申请的描述、定义和/或术语的使用为准。
最后，应当理解的是，本申请中所述实施例仅用以说明本申请实施例的原则。其他的变形也可能属于本申请的范围。因此，作为示例而非限制，本申请实施例的替代配置可视为与本申请的指导一致。相应地，本申请的实施例不仅限于本申请明确介绍和描述的实施例。

Claims (8)

1.一种在PET系统中确定入射光子的位置的方法，其特征在于，所述PET系统包括闪烁体阵列、与所述闪烁体阵列的第一表面光耦合的第一光传感器阵列以及与所述闪烁体阵列的第二表面光耦合的第二光传感器阵列，其中，
所述第一光传感器阵列包含至少一行光传感器，每一行中的光传感器通过电路连接到同一行中的另一个光传感器，并共享相同的电信号收集单元；
所述第二光传感器阵列包含至少一列光传感器，每一列中的光传感器通过电路连接到同一列中的另一个光传感器，并共享相同电信号收集单元；
所述方法包括：
所述闪烁体阵列接收对应于目标对象的入射光子；
所述第一光传感器阵列和所述第二光传感器阵列接收所述入射光子在所述闪烁体阵列中激发产生的可见光子；
基于所述可见光子，生成对应于所述目标对象的PET数据集；以及
基于所述PET数据集确定所述入射光子在闪烁体阵列上的入射位置；其中，
所述PET数据集包括第一数据集和第二数据集，所述第一数据集包含所述第一光传感器阵列接收到的对应于所述入射光子的一个或者多个第一光强度值，所述第二数据集包含所述第二光传感器阵列接收到的对应于所述入射光子的一个或者多个第二光强度值；
所述基于所述PET数据集确定所述入射光子在闪烁体阵列上的入射位置包括：
基于所述第一数据集确定所述入射光子在第一方向上的位置；
基于所述第二数据集确定所述入射光子在第二方向上的位置；以及
基于所述第一数据集和所述第二数据集确定所述入射光子在第三方向上的位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
基于所述入射光子在闪烁体阵列上的入射位置重建所述目标对象的图像。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述闪烁体阵列的第一表面和所述闪烁体阵列的第二表面相对设置。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述PET数据集确定所述入射光子在闪烁体阵列上的入射位置包括：
基于所述入射光子在一个方向上的光强度空间分布确定所述入射光子在闪烁体阵列上的入射位置在所述方向上的分量。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述入射光子在闪烁体阵列上的入射位置在一个方向上的分量和一个系数相关，所述系数是一个第一数值和一个第二数值的比值，所述第一数值是所述第一数据集中所述一个或多个第一光强度值的和，所述第二数值是所述第一数据集中所述一个或多个第二光强度值和第二数据集中所述一个或多个第二光强度值的和。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一数据集是{X1，X2，X3，X4}，所述第二数据集是{Y1，Y2，Y3，Y4}，
所述入射光子在第一方向上的位置的计算公式是：X＝X1+X3/(X1+X2+X3+X4)；
所述入射光子在第二方向上的位置的计算公式是：Y＝Y1+Y3/(Y1+Y2+Y3+Y4)；以及
所述系数的计算公式是：Cz＝(X1+X2+X3+X4)/(X1+X2+X3+X4+Y1+Y2+Y3+Y4)，
其中，X代表所述第一光传感器阵列接收到的入射光子的光强度值，Y代表所述第二光传感器接收到的入射光子的光强度值，CZ代表入射光子在所述闪烁体阵列的一个第三方向上的相对位置。
7.根据权利要求1所述的方法，所述基于所述PET数据集确定所述入射光子在闪烁体阵列上的入射位置包括对所述PET数据集进行预处理，所述预处理包括数据分类、数据筛选和/或数据校正。
8.一种包括可执行指令的非暂时性的计算机可读介质，当至少一个处理器执行所述可执行指令时，所述至少一个处理器执行一种在PET系统中确定入射光子的位置的方法，其特征在于，所述方法为如权利要求1-7任一所述的方法。
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