CN107976706B - 一种pet系统的计数丢失校正方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种PET系统的计数丢失校正方法和装置，该方法根据探测器的Block结构把真符合计数率丢失的影响分解为Block上丢失的单光子计数的影响和接收的单光子计数的影响，从而分别建立Block单光子计数率与Block单光子计数率丢失校正因子的函数关系、系统单光子计数率与符合丢失校正因子的函数关系，利用这两个函数关系进行计数丢失校正。这种校正方法解决了单光子分布差异对计数丢失的影响，既可以提高校正后真符合计数的总值精确性，也可以提高符合数据分布的准确性，提高重建图像质量，提高定量分析精确性。
Description
技术领域
本申请涉及医疗设备技术，尤其涉及一种PET系统的计数丢失校正方法和装置。
背景技术
正电子发射断层成像(Positron Emission Tomography，PET)系统已广泛应用到医疗领域。PET除显示形态结构外，能够利用活体代谢在分子水平上提供有关脏器及其病变的功能信息，在诊断肿瘤、心血管和神经系统等疾病中具有卓越性能。
PET系统通过探测从活体中发出的射线，经重建得到反映活体各组织代谢情况的图像。但系统在探测这些射线时，受探测器系统结构设计、晶体积分时间、前端电子、符合判别电路等各种因素影响，系统实际接收的射线数目往往和活体发射的射线数目不相同，因此需要对PET扫描得到的数据进行校正。常用的数据校正包括随机校正、正规化校正、计数丢失校正、散射校正、衰减校正等。其中计数丢失校正是影响PET图像定量准确性的重要一步。
目前实现计数丢失校正的方法有多种，比如测量法。然而，有些计数丢失校正方法可能存在校正准确性不高的问题，从而影响重建图像的质量。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种PET系统的计数丢失校正方法和装置，用以提高计数丢失校正的准确性，从而提高重建图像的质量。
具体地，本申请是通过如下技术方案实现的：
本申请第一方面，提供了一种PET系统的计数丢失校正方法，所述方法应用于PET系统，所述方法包括：
获取经过随机校正后的待检测对象的扫描数据，所述扫描数据包括每个探测器模块Block的单光子计数率，每两个Block之间的真符合计数和系统单光子计数率；所述系统单光子计数率为所述PET系统包括的各Block的单光子计数率之和；
针对所述扫描数据中的每个真符合计数，确定该真符合计数对应的两个Block；
针对所述两个Block中的每个Block，根据该Block的单光子计数率，获取该Block对应的单光子计数丢失校正因子；
根据所述两个Block的单光子计数丢失校正因子，得到该真符合计数对应的第一部分校正因子；
根据所述扫描数据中的系统单光子计数率，获取该真符合计数对应的第二部分校正因子；
根据所述第一部分校正因子和所述第二部分校正因子，对该真符合计数进行校正。
本申请第二方面，提供了一种PET系统的计数丢失校正装置，所述装置应用于PET系统，所述装置包括：
数据获取模块，用于获取经过随机校正后的待检测对象的扫描数据，所述扫描数据包括每个探测器模块Block的单光子计数率，每两个Block之间的真符合计数和系统单光子计数率；所述系统单光子计数率为所述PET系统包括的各Block的单光子计数率之和；
校正模块，用于针对所述扫描数据中的每个真符合计数，确定该真符合计数对应的两个Block；针对所述两个Block中的每个Block，根据该Block的单光子计数率，获取该Block对应的单光子计数丢失校正因子；根据所述两个Block的单光子计数丢失校正因子，得到该真符合计数对应的第一部分校正因子；根据所述扫描数据中的系统单光子计数率，获取该真符合计数对应的第二部分校正因子；根据所述第一部分校正因子和所述第二部分校正因子，对该真符合计数进行校正。
本申请提供的PET系统的计数丢失校正方法和装置的有益效果：根据探测器的Block结构把真符合计数率丢失的影响分解为Block上丢失的单光子计数的影响和接收的单光子计数的影响，从而分别建立Block单光子计数率与Block单光子计数率丢失校正因子的函数关系、系统单光子计数率与符合丢失校正因子的函数关系，利用这两个函数关系进行计数丢失校正。这种校正方法解决了单光子分布差异对计数丢失的影响，既可以提高校正后真符合计数的总值精确性，也可以提高符合数据分布的准确性，提高重建图像质量，提高定量分析精确性。
附图说明
图1是本申请一示例性实施例示出的一种PET探测装置的示意图；
图2是现有技术中一种单光子计数率与计数丢失校正因子的函数关系的示例图；
图3是本申请一示例性实施例示出的一种PET系统的计数丢失校正方法的流程图；
图4是本申请一示例性实施例示出的一种单光子计数率与药物活度的变化曲线的示意图；
图5是本申请一示例性实施例示出的一种控制设备的结构示意图；
图6是本申请一示例性实施例示出的一种PET系统的计数丢失校正装置的结构示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
以下，首先对PET系统和本申请中的部分用语进行介绍。
PET系统的主要工作原理是：将含有放射性核素标记的示踪物质注入被探测对象内，放射性核素经过衰变放射出正电子。正电子与邻近的电子发生湮灭作用，产生一对飞行方向相反的511KeV伽玛(γ)光子，γ光子会被PET系统中的探测装置所采集。
如图1所示，简单示意了PET系统中用于探测γ光子对的探测装置。如图1所示，PET系统的探测装置一般包括沿轴线排列的多个探测环10，每个探测环10由多个探测器模块11拼装而成，该探测器模块即为本申请中的“Block”。每个探测器模块11可以由闪烁晶体和光电倍增管组成，闪烁晶体可以吸收γ光子，并根据γ光子的能量产生一定数量的可见光光子，光电倍增管则将闪烁晶体产生的可见光信号转化为电信号输出，例如转换为脉冲输出。
上述探测到一个γ光子入射到一个闪烁晶体的事件可以称之为“单事件”。在同一个时间窗内探测到一对γ光子入射到一对闪烁晶体的事件可以称之为“符合事件”。符合事件可分为真符合事件(true coincidence)、散射符合事件(scatter coincidence)和随机符合事件(random coincidence)，其中只有真符合事件含有准确的定位信息。
本申请中，除非另有说明，“单光子计数率”是指扫描过程中单位时间内接收到的单光子(即正电子湮灭事件中产生的γ光子)数。“系统单光子计数率”是指扫描过程中单位时间内探测装置各Block上接收到的单光子数之和。“真符合计数率”是指经过随机校正之后的真符合计数率，因此包括扫描过程中单位时间内探测到的真符合事件数和散射符合事件数。“系统真符合计数率”也是指经过随机校正之后的系统真符合计数率，为单位时间内各Block两两之间的真符合事件数和散射符合事件数之和。
相应的，除非另有说明，“单光子计数”是指扫描过程中一段时间内接收到的单光子数。“系统单光子计数”是指扫描过程中一段时间内探测装置各Block上接收到的单光子数之和。“真符合计数”是指经过随机校正之后的真符合计数，因此包括扫描过程中一段时间内探测到的真符合事件数和散射符合事件数。“系统真符合计数”是指经过随机校正之后的系统真符合计数，为扫描过程中一段时间内探测到的各Block两两之间的真符合事件数和散射符合事件数之和。
下面结合说明书附图和各实施例对本发明技术方案进行说明。
测量法是常用的计数丢失校正方法之一，该方法通过测量一特定模体在不同活度下的系统单光子计数率和系统真符合事件计数率，然后根据测量数据建立系统单光子计数率与计数丢失校正因子的函数关系(或查找表)，一种函数关系示例如图2所示。临床扫描阶段，再将实际测得的系统单光子计数率代入上述函数关系，求得对应的校正因子，并基于得到的校正因子对实际测得的系统真符合事件计数率进行校正。
由于该函数关系是在一种特定模体的基础上获得的，而固定的模体意味着固定的单光子分布情况，因此临床扫描阶段测得的系统单光子计数率代入该函数关系所得到的计数丢失校正因子，也是这种特定的单光子分布情况下使用的校正因子。而临床扫描阶段使用的模体可能无法和建模阶段使用的模体完全一致，例如可能在模体的放置位置上、模体内的药物分布上存在偏差，这均可能导致临床扫描阶段的单光子分布情况有别于建模阶段的单光子分布情况，因此临床扫描阶段真正需要的校正因子与通过该函数关系计算得到的校正因子也可能会有差异。
由于上述计数丢失校正方法直接根据系统单光子计数率获得校正因子，没有考虑到单光子分布差异的影响，认为相同的计数率对应着相同的符合丢失，各个Block的符合数据都是相同的丢失情况。而实际上，应该是单光子计数率高的Block单光子丢失较严重，因此它相关的真符合计数丢失也应该比较严重，单光子计数率低的Block单光子丢失较少，因此它相关的真符合计数丢失也应该较少。所以只用系统单光子计数率来校正会产生校正偏差，这会导致计数丢失校正后的系统真符合计数的总值准确性变差，同时也会导致系统真符合计数的分布不准确，最终导致重建图像质量变差，不利于定量分析。
为此，本申请根据探测器的Block结构把真符合计数丢失的影响分解为两部分，一部分是Block上丢失的单光子计数的影响，即每个Block上的单光子丢失引起的真符合计数的丢失；另一部分是接收的单光子计数的影响，即真符合计数是由系统接收到的单光子进行的符合计数，当系统单光子计数率高时由于多符合等因素的影响，会引起真符合计数的丢失；根据上述两部分的影响，分别建立Block单光子计数率与Block单光子计数率丢失校正因子的函数关系、系统单光子计数率与符合丢失校正因子的函数关系，利用这两个函数关系进行计数丢失校正，从而解决单光子分布差异对真符合计数率的影响。
如下说明本申请提供的PET系统的计数丢失校正方法，该方法可包括建模阶段和临床扫描阶段。其中，建模阶段主要进行Block单光子计数率与Block单光子计数率丢失校正因子的函数关系、系统单光子计数率与符合丢失校正因子的函数关系这两个模型的建立。临床扫描阶段主要通过建模阶段建立的两个模型对临床扫描数据进行校正，最终得到理想的PET图像。在如下的描述中，将首先描述在建模阶段如何建立上述两个模型，再描述在临床扫描阶段如何利用得到的两个模型进行计数校正。
一、建模阶段
第一步，对一个注有放射性药物的模体进行多个时间段的扫描，统计每个时间段i内的药物活度ai、实际系统单光子计数率Si、每个Block的实际单光子计数率sji、每两个Block之间的实际真符合计数率以及实际系统真符合计数率Ti，其中，i为时间段编号，j为Block的编号，j1和j2表示两个不同的Block的编号，j1的取值范围为1～K，j2的取值范围为1～K，K表示Block个数。
具体的，注有放射性药物的模体(如圆柱形模体)在PET系统中可以均匀发射射线，药物的初始活度较高，通常会超过临床病人扫描时的活度，如可以是50毫居里(mCi)。PET系统按照时间段进行多个时间段的扫描，由于药物随时间衰变，活度会越来越低，而活度越低计数(包括单光子计数和真符合计数)丢失越少。因此可以通过药物活度控制在扫描的最后几个时间段内几乎无计数丢失发生。
对每一个扫描时间段i，可以根据药物衰变计算每个时间段i内的平均药物活度ai，以及可以将统计的每个时间段i内的各Block上的单光子计数、系统单光子计数、任意两个Block之间的真符合计数和系统真符合计数，分别除以对应的时间段i的时长，计算得到sji、Si、和Ti。
第二步，基于第一步得到的数据计算各Block的单光子计数丢失校正因子，建立各Block上单光子计数率与单光子计数丢失校正因子的函数关系。
对于每个Block，实现过程如下：
首先，根据无计数丢失情况下单光子计数率随活度的增加成正比增加的原理，以及统计的最小活度下的几个时间段无计数丢失的情况，利用统计的最小活度下几个时间段内的药物活度和该Block的实际单光子计数率，如利用无计数丢失的M个时间段内的ai和sji，可以获得无计数丢失情况下该Block的理论单光子计数率与活度的比值λj：
λj＝[∑(sji/ai)]/M................公式(1)
或λj＝(∑sji)/(∑ai)................公式(2)
假设共扫描了N个时间段，各时间段的编号依次为1，2，…N-1，N，并且该Block在最后的M个时间段内无计数丢失，那么上述公式(1)和公式(2)也可以表示为：
其次，根据上述得到的比值λj，计算该Block在每个时间段i内分别对应的理论单光子计数率
所谓理论单光子计数率即无单光子丢失情况下的理想的单光子计数率。
然后，将除以对应的实际单光子计数率sji，得到该Block在每个时间段i内分别对应的单光子计数丢失校正因子ηji：
最后，根据上述获得的数据序列ηji和sji，即可建立该Block的单光子计数率与单光子计数丢失校正因子的函数关系ηj＝fj(s)。
本申请中，有时会使用到单光子计数丢失校正模型来指代这一函数关系。
其中，函数fj(s)可以为多项式函数或者分段函数。
当fj(s)为多项式函数时，可表示为如下的形式：
其中，s为该Block的单光子计数率(或单光子计数)，n为预先设置的多项式的维度，ak为多项式系数，由数据序列ηji和sji通过多项式拟合得到。
当fj(s)为分段函数时，可表示为如下的形式：
其中，s为该Block的单光子计数率(或单光子计数)，公式(8)中的ηji和sji为上述已知的数据序列，所谓插值方法，为通过s附近的sji对应的ηji利用线性插值或其它插值方法获得。
第三步，根据第二步求得的各Block在每个时间段分别对应的单光子计数丢失校正因子ηji，对Block之间的实际真符合计数率进行校正，以排除单光子计数丢失带来的影响。
具体实现过程如下：
首先，按照第二步中的公式(1)至公式(6)，可以求得各Block在每个时间段i分别对应的单光子计数丢失校正因子ηji。由于单光子的计数丢失会导致真符合计数的丢失，因此，两个不同的Block之间用于排除单光子计数丢失对真符合计数影响的校正因子为：
其中，j1和j2的含义同上述描述，表示两个不同的Block的编号，表示Block j1对应的单光子计数丢失校正因子，表示Block j2对应的单光子计数丢失校正因子。
因此，排除了单光子计数丢失的影响后，每个时间段内两个不同的Block之间的真符合计数率为：
最后，将按照公式(10)得到的每个时间段内排除了单光子计数丢失影响后的每两个Block之间的真符合计数率相加，即可得到每个时间段排除了单光子计数丢失影响后的系统真符合计数率
第四步，根据无计数丢失情况下真符合计数率随活度的增加成正比增加的原理，以及统计的最小活度下的几个时间段无计数丢失的情况，利用统计的最小活度下几个时间段内的实际系统真符合计数率Ti和药物活度ai，如利用无计数丢失的M个时间段内的Ti和ai，可以获得无计数丢失情况下的理论真符合计数率与药物活度的比值α：
α＝[∑(Ti/ai)]/M................公式(11)
或α＝(∑Ti)/(∑ai)................公式(12)
假设共扫描了N个时间段，各时间段的编号依次为1，2，…N-1，N，并且系统在最后的M个时间段内无计数丢失，那么上述公式(11)和公式(12)也可以表示为：
或
然后，根据上述得到的比值α，可以计算得到在每个时间段i内的理论系统真符合计数率
第五步，基于第三步和第四步得到的数据计算各Block的单光子计数丢失校正因子，建立系统单光子计数率与符合丢失校正因子的函数关系。
具体的，将第四步得到的该理论系统真符合计数率除以第三步得到的对应的即可得到任意两个Block在每个时间段i分别对应的符合丢失校正因子ωi：
然后根据获得的数据序列ωi和对应的实际系统单光子计数率Si，即可建立系统单光子计数率与符合丢失校正因子的函数关系ω＝g(S)。
本申请中，有时会使用到真符合计数丢失校正模型来指代这一函数关系。
其中，函数g(S)可以为多项式函数或者分段函数。
当g(S)为多项式函数时，可表示为如下的形式：
其中，S为系统单光子计数率(或系统单光子计数)，l为预先设置的多项式的维度，bk为多项式系数，由数据序列ωi和Si通过多项式拟合得到。
当g(S)为分段函数时，可表示为如下的形式：
其中，S为系统单光子计数率(或系统单光子计数)，公式(18)中的ωi和Si为上述已知的数据序列，所谓插值方法，为通过S附近的Si对应的ωi利用线性插值或其它插值方法获得。
二、临床扫描阶段
本阶段，首先对待检测对象执行PET扫描，获得扫描数据，扫描数据包括每个Block的单光子计数率，所有Block的系统单光子计数率和每两个Block之间的真符合计数。需要注意，原始的扫描数据中包括的每两个Block之间的真符合计数，包括了这两个Block之间的真符合事件数、散射符合事件数和随机符合事件数。
然后，PET系统对扫描数据进行随机校正，剔除真符合计数包括的随机符合事件数。经过随机校正之后，每两个Block之间的真符合计数只包括这两个Block之间的真符合事件数和散射符合事件数。
本申请实施例在对经过随机校正之后的扫描数据进行计数丢失校正时，即要对所有Block两两之间的真符合计数进行校正。
图3为本申请提出的计数丢失校正方法的流程，该方法可以应用于PET系统，用于校正任意两个Block之间的真符合计数。该方法包括以下步骤：
步骤301：获取经过随机校正后的待检测对象的扫描数据，所述扫描数据包括每个Block的单光子计数率，每两个Block之间的真符合计数和系统单光子计数率。
所述系统单光子计数率为所述PET系统包括的各Block的单光子计数率之和。
步骤302：针对所述扫描数据中的每个真符合计数，执行步骤303至步骤307的处理过程。
步骤303：确定该真符合计数对应的两个Block。
例如，PET系统在统计真符合计数时，可以将每一次真符合事件发生时接收到γ光子的两个Block的编号进行记录，从而可以比较容易地确定出任意两个Block之间的真符合计数。
步骤304：针对所述两个Block中的每个Block，根据该Block的单光子计数率，获取该Block对应的单光子计数丢失校正因子。
如图4所示，探测器的单光子计数率随着药物活度的变化呈现线性上升区和非线性区。此处的单光子计数丢失校正因子正是用于校正药物活度对单光子计数的影响。
具体的，可以利用建模阶段得到的Block的单光子计数率与单光子计数丢失校正因子的函数关系ηj＝fj(s)，即上述公式(7)或公式(8)，将Block在扫描过程中的单光子计数率代入，求得单光子计数丢失校正因子ηj。
步骤305：根据所述两个Block的单光子计数丢失校正因子，得到该真符合计数对应的第一部分校正因子。
所述第一部分校正因子可以用于校正Block上单光子计数的丢失对真符合计数的影响。
具体的，所述第一部分校正因子，可以通过将两个Block的单光子计数丢失校正因子相乘得到。
例如，如果待校正的是Block 1和Block 2之间的真符合计数，那么此处的第一部分校正因子为η1η2。
步骤306：根据所述扫描数据中的系统单光子计数率，获取该真符合计数对应的第二部分校正因子。
由于真符合计数是由系统接收到的单光子进行的符合计数，当系统单光子计数率高时由于多符合等因素的影响，会引起真符合计数的丢失，因此，此处的所述第二部分校正因子正是用于校正系统单光子计数对真符合计数的影响。
具体的，可以利用建模阶段得到的系统单光子计数率与符合丢失校正因子的函数关系ω＝g(S)，即上述公式(17)或公式(18)，将扫描过程中的系统单光子计数率代入，求得第二部分校正因子ω。
步骤307：根据所述第一部分校正因子和所述第二部分校正因子，对该真符合计数进行校正。
具体的，可以是将所述第一部分符合丢失校正因子和所述第二部分符合丢失校正因子，与所述真符合计数相乘，将所得乘积作为校正后的真符合计数。
例如，如果待校正的是Block 1和Block 2之间的真符合计数T12，那么校正后的真符合计数可以表示为η1η2ωT12，其中，η1η2代表第一部分校正因子，ω代表第二部分校正因子。
经过上述步骤301至步骤307，可以得到经过计数丢失校正之后的真符合计数，然后可以对该真符合计数继续执行正规化校正(用于校正探测器效率、探测器几何结构产生的影响因素)、散射校正(用于剔除真符合计数中的散射事件数)、衰减校正(用于补偿γ射线穿过扫描物体丢失的真符合事件)等校正内容，最后基于经过上述各项校正内容最终得到的真符合计数进行图像重建，可以得到待检测对象(如患者)的PET重建图像。
由以上描述可知，本申请实施例提供的计数丢失校正方法根据探测器的Block结构把真符合计数率丢失的影响分解为Block上丢失的单光子计数的影响和接收的单光子计数的影响，从而分别建立Block单光子计数率与Block单光子计数率丢失校正因子的函数关系、系统单光子计数率与符合丢失校正因子的函数关系，利用这两个函数关系进行计数丢失校正。这种校正方法解决了单光子分布差异对计数丢失的影响，既可以提高校正后真符合计数的总值精确性，也可以提高符合数据分布的准确性，提高重建图像质量，提高定量分析精确性。
以上对本申请提供的方法进行了描述。下面对本申请提供的装置进行描述。
PET(或PET/CT)扫描设备，可以由扫描机架、检查床、计算机系统、操作控制台等多个设备构成一个PET系统。其中，扫描机架的内部安装有用于扫描的探测器环。而本申请提供的PET系统的计数丢失校正的方法，用于扫描采集数据之后的数据处理阶段，例如，可以是由安装在计算机系统中的数据处理软件执行。如图5所示，本申请提供的方法可以由控制设备51执行，该控制设备51可以包括处理器510，通信接口520，存储器530，总线540。处理器510，通信接口520，存储器530通过总线540完成相互间的通信。
其中，存储器530中可以存储有PET系统的计数丢失校正的逻辑指令，该存储器例如可以是非易失性存储器(non-volatilememory)。处理器510可以调用执行存储器530中的PET系统的计数丢失校正的逻辑指令，以执行上述的PET系统的计数丢失校正方法。
PET系统的计数丢失校正的逻辑指令的功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
上述的PET系统的计数丢失校正的逻辑指令，可以称为“PET系统的计数丢失校正装置”，该装置可以划分成各个功能模块。如图6所示，该装置可以包括：数据获取模块601、校正模块602和建模模块603。
数据获取模块601，用于获取经过随机校正后的待检测对象的扫描数据，所述扫描数据包括每个探测器模块Block的单光子计数率，每两个Block之间的真符合计数和系统单光子计数率；所述系统单光子计数率为所述PET系统包括的各Block的单光子计数率之和。
校正模块602，用于针对所述扫描数据中的每个真符合计数，确定该真符合计数对应的两个探测器模块Block；针对所述两个Block中的每个Block，根据该Block的单光子计数率，获取该Block对应的单光子计数丢失校正因子；根据所述两个Block的单光子计数丢失校正因子，得到该真符合计数对应的第一部分校正因子；根据所述扫描数据中的系统单光子计数率，获取该真符合计数对应的第二部分校正因子；根据所述第一部分校正因子和所述第二部分校正因子，对该真符合计数进行校正。
可选的，在根据所述两个Block的单光子计数丢失校正因子，得到该真符合计数对应的第一部分校正因子时，所述校正模块602具体用于：将所述两个Block的单光子计数丢失校正因子相乘，得到该真符合计数对应的第一部分校正因子。
可选的，在根据所述第一部分校正因子和所述第二部分校正因子，对该真符合计数进行校正时，所述校正模块602具体用于：将所述第一部分校正因子和所述第二部分校正因子，与所述真符合计数相乘，将所得乘积作为校正后的真符合计数；其中，所述第一部分校正因子用于校正Block上单光子计数的丢失对真符合计数的影响；所述第二部分校正因子用于校正系统单光子计数对真符合计数的影响。
可选的，所述装置还可以包括建模模块603；所述建模模块603用于：
在所述数据获取模块601获取待检测对象的扫描数据之前，对一个注有放射性药物的模体进行多个时间段的扫描；
统计每个时间段内的药物活度ai和各Block的实际单光子计数率sji，其中，i为时间段编号，j为Block的编号；
根据各Block在无单光子计数丢失的M个时间段内的实际单光子计数率sji和该M个时间段内的药物活度ai，分别计算各Block在无单光子计数丢失情况下的理论单光子计数率与药物活度的比值λj，其中，λj＝[∑(sji/ai)]/M或λj＝(∑sji)/(∑ai)；
根据该比值λj，分别计算各Block在每个时间段内分别对应的理论单光子计数率
将除以对应的实际单光子计数率sji，分别得到各Block在每个时间段分别对应的单光子计数丢失校正因子
可选的，在根据该Block的单光子计数率，获取该Block对应的单光子计数丢失校正因子时，所述校正模块602具体用于：获取预先建立的该Block的单光子计数丢失校正模型；将该Block的单光子计数率代入该Block的单光子计数丢失校正模型，得到该Block对应的单光子计数丢失校正因子。
其中，每个Block的单光子计数丢失校正模型由所述建模模块603建立，建立过程如下：
所述建模模块603根据各Block在每个时间段分别对应的单光子计数丢失校正因子ηji和对应的实际单光子计数率sji，分别建立各Block的单光子计数丢失校正模型。
可选的，在根据所述扫描数据中的系统单光子计数率，获取该真符合计数对应的第二部分校正因子时，所述校正模块602具体用于：获取预先建立的真符合计数丢失校正模型；将所述扫描数据中的系统单光子计数率代入所述真符合计数丢失校正模型，得到该真符合计数对应的第二部分校正因子。
其中，所述真符合计数丢失校正模型由所述建模模块603建立，建立过程如下：
所述建模模块603在对所述模体进行多个时间段的扫描时，统计每个时间段内的实际系统单光子计数率Si、每两个Block之间的实际真符合计数率，以及实际系统真符合计数率Ti；
在得到各Block在每个时间段分别对应的单光子计数丢失校正因子ηji之后，针对每两个Block分别执行：将该两个Block在每个时间段分别对应的单光子计数丢失校正因子相乘，并将所得乘积分别乘以对应时间段的该两个Block之间的实际真符合计数率，得到每个时间段排除了单光子计数丢失影响后的该两个Block之间的真符合计数率；
将每个时间段排除了单光子计数丢失影响后的每两个Block之间的真符合计数率相加，得到每个时间段排除了单光子计数丢失影响后的系统真符合计数率
根据在无单光子计数丢失的M个时间段内的实际真符合计数率Ti和该M个时间段内的药物活度ai，计算在无真符合计数丢失情况下的理论真符合计数率与药物活度的比值α＝[∑(Ti/ai)]/M或α＝(∑Ti)/(∑ai)；
根据该比值α，计算在每个时间段的理论真符合计数率
将该理论真符合计数率除以对应的得到任意两个Block在每个时间段分别对应的符合丢失校正因子
根据ωi和对应的实际系统单光子计数率Si，建立所述真符合计数丢失校正模型。
对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以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可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本申请方案的目的。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。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。
Claims (10)
1.一种正电子发射断层成像PET系统的计数丢失校正方法，其特征在于，所述方法应用于PET系统，包括：
获取经过随机校正后的待检测对象的扫描数据，所述扫描数据包括每个探测器模块Block的单光子计数率，每两个Block之间的真符合计数和系统单光子计数率；所述系统单光子计数率为所述PET系统包括的各Block的单光子计数率之和；
针对所述扫描数据中的每个真符合计数，确定该真符合计数对应的两个Block；
针对所述两个Block中的每个Block，根据该Block的单光子计数率，获取该Block对应的单光子计数丢失校正因子；
根据所述两个Block的单光子计数丢失校正因子，得到该真符合计数对应的第一部分校正因子；
根据所述扫描数据中的系统单光子计数率，获取该真符合计数对应的第二部分校正因子；
根据所述第一部分校正因子和所述第二部分校正因子，对该真符合计数进行校正。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述两个Block的单光子计数丢失校正因子，得到该真符合计数对应的第一部分校正因子，包括：
将所述两个Block的单光子计数丢失校正因子相乘，得到该真符合计数对应的第一部分校正因子。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据所述第一部分校正因子和所述第二部分校正因子，对该真符合计数进行校正，包括：
将所述第一部分校正因子和所述第二部分校正因子，与所述真符合计数相乘，将所得乘积作为校正后的真符合计数；
其中，所述第一部分校正因子用于校正Block上单光子计数的丢失对真符合计数的影响；
所述第二部分校正因子用于校正系统单光子计数对真符合计数的影响。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述获取待检测对象的扫描数据之前，所述方法还包括：
对一个注有放射性药物的模体进行多个时间段的扫描；
统计每个时间段内的药物活度ai和各Block的实际单光子计数率sji，其中，i为时间段编号，j为Block的编号；
根据各Block在无单光子计数丢失的M个时间段内的实际单光子计数率sji和该M个时间段内的药物活度ai，分别计算各Block在无单光子计数丢失情况下的理论单光子计数率与药物活度的比值λj，其中，λj＝[∑(sji/ai)]/M或λj＝(∑sji)/(∑ai)；
根据该比值λj，分别计算各Block在每个时间段内分别对应的理论单光子计数率
将除以对应的实际单光子计数率sji，分别得到各Block在每个时间段分别对应的单光子计数丢失校正因子
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据该Block的单光子计数率，获取该Block对应的单光子计数丢失校正因子，包括：
获取预先建立的该Block的单光子计数丢失校正模型；
将该Block的单光子计数率代入该Block的单光子计数丢失校正模型，得到该Block对应的单光子计数丢失校正因子；
其中，每个Block的单光子计数丢失校正模型的建立过程如下：
根据各Block在每个时间段分别对应的单光子计数丢失校正因子ηji和对应的实际单光子计数率sji，分别建立各Block的单光子计数丢失校正模型。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述扫描数据中的系统单光子计数率，获取该真符合计数对应的第二部分校正因子，包括：
获取预先建立的真符合计数丢失校正模型；
将所述扫描数据中的系统单光子计数率代入所述真符合计数丢失校正模型，得到该真符合计数对应的第二部分校正因子；
其中，所述真符合计数丢失校正模型的建立过程如下：
在对所述模体进行多个时间段的扫描时，统计每个时间段内的实际系统单光子计数率Si、每两个Block之间的实际真符合计数率，以及实际系统真符合计数率Ti；
在得到各Block在每个时间段分别对应的单光子计数丢失校正因子ηji之后，针对每两个Block分别执行：将该两个Block在每个时间段分别对应的单光子计数丢失校正因子相乘，并将所得乘积分别乘以对应时间段的该两个Block之间的实际真符合计数率，得到每个时间段排除了单光子计数丢失影响后的该两个Block之间的真符合计数率；
将每个时间段排除了单光子计数丢失影响后的每两个Block之间的真符合计数率相加，得到每个时间段排除了单光子计数丢失影响后的系统真符合计数率Ti；
根据在无单光子计数丢失的M个时间段内的实际真符合计数率Ti和该M个时间段内的药物活度ai，计算在无真符合计数丢失情况下的理论真符合计数率与药物活度的比值α＝[∑(Ti/ai)]/M或α＝(∑Ti)/(∑ai)；
根据该比值α，计算在每个时间段的理论真符合计数率
将该理论真符合计数率除以对应的得到任意两个Block在每个时间段分别对应的符合丢失校正因子
根据ωi和对应的实际系统单光子计数率Si，建立所述真符合计数丢失校正模型。
7.一种正电子发射断层成像PET系统的计数丢失校正装置，其特征在于，所述装置应用于PET系统，包括：
数据获取模块，用于获取经过随机校正后的待检测对象的扫描数据，所述扫描数据包括每个探测器模块Block的单光子计数率，每两个Block之间的真符合计数和系统单光子计数率；所述系统单光子计数率为所述PET系统包括的各Block的单光子计数率之和；
校正模块，用于针对所述扫描数据中的每个真符合计数，确定该真符合计数对应的两个Block；针对所述两个Block中的每个Block，根据该Block的单光子计数率，获取该Block对应的单光子计数丢失校正因子；根据所述两个Block的单光子计数丢失校正因子，得到该真符合计数对应的第一部分校正因子；根据所述扫描数据中的系统单光子计数率，获取该真符合计数对应的第二部分校正因子；根据所述第一部分校正因子和所述第二部分校正因子，对该真符合计数进行校正。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，在根据所述两个Block的单光子计数丢失校正因子，得到该真符合计数对应的第一部分校正因子时，所述校正模块具体用于：
将所述两个Block的单光子计数丢失校正因子相乘，得到该真符合计数对应的第一部分校正因子。
9.如权利要求7或8所述的装置，其特征在于，在根据所述第一部分校正因子和所述第二部分校正因子，对该真符合计数进行校正时，所述校正模块具体用于：
将所述第一部分校正因子和所述第二部分校正因子，与所述真符合计数相乘，将所得乘积作为校正后的真符合计数；
其中，所述第一部分校正因子用于校正Block上单光子计数的丢失对真符合计数的影响；
所述第二部分校正因子用于校正系统单光子计数对真符合计数的影响。
10.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括建模模块；所述建模模块用于：
在所述数据获取模块获取待检测对象的扫描数据之前，对一个注有放射性药物的模体进行多个时间段的扫描；
统计每个时间段内的药物活度ai和各Block的实际单光子计数率sji，其中，i为时间段编号，j为Block的编号；
根据各Block在无单光子计数丢失的M个时间段内的实际单光子计数率sji和该M个时间段内的药物活度ai，分别计算各Block在无单光子计数丢失情况下的理论单光子计数率与药物活度的比值λj，其中，λj＝[∑(sji/ai)]/M或λj＝(∑sji)/(∑ai)；
根据该比值λj，分别计算各Block在每个时间段内分别对应的理论单光子计数率
将除以对应的实际单光子计数率sji，分别得到各Block在每个时间段分别对应的单光子计数丢失校正因子
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Legal Events
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| GR01 | Patent grant | ||
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Effective date of registration: 20230412 Address after: Room 308, No. 177-2 Chuangxin Road, Hunnan District, Shenyang City, Liaoning Province, 110167 Patentee after: Shenyang Zhihe Medical Technology Co.,Ltd. Address before: 110167 No. 177-1 Innovation Road, Hunnan District, Shenyang City, Liaoning Province Patentee before: Shenyang Neusoft Medical Systems Co.,Ltd. |
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