CN108873047B - 检测放射源活度的方法、系统、计算机设备和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种检测放射源活度的方法、系统、计算机设备和存储介质。所述方法包括：建立被检体的特征、系统计数率和放射源活度的对应关系；获取所述第一被检体的第一特征和所述第一被检体进行PET扫描的第一系统计数率；根据所述第一被检体的第一特征和第一系统计数率，利用所述对应关系得到所述第一被检体的第一放射源活度。上述检测放射源活度的方法、系统、计算机设备和存储介质，通过建立被检体的特征、系统计数率和放射源活度的对应关系，根据特征和系统计数率得到被检体的放射源活度的方法测量放射源活度，避免了活度计的校准、测量手法的变化等因素的影响，使放射源活度的测量更加准确，疾病诊断效果更好。
Description
技术领域
本申请涉及正电子发射断层摄影(PET)技术领域，特别是涉及一种检测放射源活度的方法、系统、计算机设备和存储介质。
背景技术
正电子发射断层扫描仪(Positron Emission Tomography，PET)是一种伽马光子探测和图像重建结合的高级功能分子影像技术。PET显像技术是在生物活体内注入可反映生理代谢过程的放射性示踪剂，示踪剂在参与生理代谢时发生衰变产生正电子，然后正电子和邻近的电子发生湮没效应产生逆向运动的511keV伽马光子对，连接接收光子对的探测器得到一定数量的符合响应线(Line of Response，LOR)，并经过校正和后续图像断层重建，即可观测生物活体对示踪剂的摄取速率。
在使用PET进行疾病诊断时，需要对放射源的活度进行测量，以得到标准摄取值(standard uptake value,SUV)来鉴别恶性肿瘤与良性病变，并提示肿瘤的恶性程度。
目前的放射源活度测量方法是使用活度计进行测量，然而在实际操作中，由于活度计的校准、测量手法的变化等因素，难以保证放射源活度的测量精度，常常会因此引起放射源活度测量不准，导致SUV值出现偏差，容易导致误诊。
发明内容
基于此，有必要针对目前的放射源活度测量方法是使用活度计进行测量，然而在实际操作中，由于活度计的校准、测量手法的变化等因素，难以保证放射源活度的测量精度，常常会因此引起放射源活度测量不准，导致SUV值出现偏差，容易导致误诊的问题，提供一种检测放射源活度的方法、系统、计算机设备和存储介质。
一种检测放射源活度的方法，所述方法包括：
建立被检体的特征、系统计数率和放射源活度的对应关系；
获取所述第一被检体的第一特征和所述第一被检体进行PET扫描的第一系统计数率；
根据所述第一被检体的第一特征和第一系统计数率，利用所述对应关系得到所述第一被检体的第一放射源活度。
在其中一个实施例中，
所述建立被检体的特征、系统计数率和放射源活度的对应关系的步骤包括：
建立查找表，所述查找表中包括被检体的特征、系统计数率和放射源活度的对应关系。
在其中一个实施例中，
所述获取所述第一被检体的第一特征和所述第一被检体进行PET扫描的第一系统计数率的步骤包括：
使用PET系统扫描第一被检体，得到所述第一被检体的第一系统计数率和第一PET图像；
根据所述第一被检体的第一PET图像确定所述第一被检体的第一特征。
在其中一个实施例中，
所述建立被检体的特征、系统计数率和放射源活度的对应关系的步骤包括：
通过机器学习的方法建立被检体的特征、系统计数率和放射源活度的对应关系。
在其中一个实施例中，所述被检体的特征为被检体的PET图像。
在其中一个实施例中，
所述获取所述第一被检体的第一特征和所述第一被检体进行PET扫描的第一系统计数率的步骤包括：
使用PET系统扫描第一被检体，得到所述第一被检体的第一系统计数率和第一PET图像。
一种检测放射源活度的系统，包括：
对应关系建立模块，用于建立被检体的特征、系统计数率和放射源活度的对应关系；
获取模块，用于获取所述第一被检体的第一特征和所述第一被检体进行PET扫描的第一系统计数率；
计算模块，用于根据所述第一被检体的第一特征和第一系统计数率，利用所述对应关系得到所述第一被检体的第一放射源活度。
一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
建立被检体的特征、系统计数率和放射源活度的对应关系；
获取所述第一被检体的第一特征和所述第一被检体进行PET扫描的第一系统计数率；
根据所述第一被检体的第一特征和第一系统计数率，利用所述对应关系得到所述第一被检体的第一放射源活度。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
建立被检体的特征、系统计数率和放射源活度的对应关系；
获取所述第一被检体的第一特征和所述第一被检体进行PET扫描的第一系统计数率；
根据所述第一被检体的第一特征和第一系统计数率，利用所述对应关系得到所述第一被检体的第一放射源活度。
上述检测放射源活度的方法、系统、计算机设备和存储介质，通过建立被检体的特征、系统计数率和放射源活度的对应关系，获取被检体的特征和被检体进行PET扫描的系统计数率，根据被检体的特征和系统计数率，利用对应关系得到被检体的放射源活度的方法测量放射源活度，避免了活度计的校准、测量手法的变化等因素的影响，使放射源活度的测量更加准确，疾病诊断效果更好。
附图说明
图1为本发明的一个实施例中的检测放射源活度方法的流程示意图；
图2为本发明的一个实施例中的NEMA IQ模体的截面形状示意图；
图3为本发明的一个实施例中的注射入桶源的放射源活度与计数率关系的曲线图；
图4为本发明的一个实施例中的检测放射源活度的系统的结构框图；
图5为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
请参阅图1，图1为本发明的实施例的检测放射源活度的方法的示意图。在本实施例中，所述检测放射源活度的方法应用于患者进行PET检查时需要根据放射源活度判断SUV值以进行疾病诊断的情况。
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。其大致方法是，将某种物质，一般是生物生命代谢中必须的物质，如：葡萄糖、蛋白质、核酸、脂肪酸，标记上短寿命的放射性核素(如18F，11C等)，注入人体后，通过对于该物质在代谢中的聚集，来反映生命代谢活动的情况，从而达到诊断的目的。
在本发明的实施例中，所述放射源活度为进行正电子发射型计算机断层显像时判断注射入患者检测部位的放射性同位素的活度。所述计数率为单位时间内放射性测量仪测定的脉冲数，可以为单事件计数率、符合计数率或随机计数率。
在本实施例中，所述检测放射源活度的方法包括：
步骤100，建立被检体的特征、系统计数率和放射源活度的对应关系。
具体地，所述被检体包括患者和模体。常见的模体大多为规则的、没有棱角的几何体比如长圆柱体、球体、椭球体等。在其它实施例中，所述模体还包括NEMA IQ模体，所述NEMA IQ模体截面形状示意图如图2所示，所述NEMA IQ模体的截面形状及尺寸大小如图2所示。在本实施例中，获取被检体的特征、系统计数率和放射源活度并将其一一对应，即可得到包含被检体的特征、系统计数率和放射源活度的对应关系的查找表。
具体地，所述被检体的特征包括被检体的空间位置、形状、大小中的至少一种。在本实施例中，所述被检体的特征包括被检体的空间位置、形状和大小。
在其它实施例中，所述建立被检体的特征、系统计数率和放射源活度的对应关系还包括：通过机器学习的方法建立被检体的特征、系统计数率和放射源活度的对应关系。具体地，构建神经网络模型，以被检体的特征、系统计数率和放射源活度作为训练集对所述神经网络模型进行训练，进而得到经训练的神经，所述经训练的神经网络中包含有所述被检体的特征、系统计数率和放射源活度的对应关系。在本实施例中，所述神经网络为卷积神经网络。在其它实施例中，所述神经网络可以为其他类型的神经网络。
机器学习(Machine Learning,ML)是一门多领域交叉学科，涉及概率论、统计学、逼近论、凸分析、算法复杂度理论等多门学科。专门研究计算机怎样模拟或实现人类的学习行为，以获取新的知识或技能，重新组织已有的知识结构使之不断改善自身的性能。它是人工智能的核心，是使计算机具有智能的根本途径，其应用遍及人工智能的各个领域，它主要使用归纳、综合而不是演绎。
步骤110，获取所述第一被检体的第一特征和所述第一被检体进行PET扫描的第一系统计数率。
在建立查找表的实施例中，所述步骤110包括：
使用PET系统扫描第一被检体，得到所述第一被检体的第一系统计数率和第一PET图像；
根据所述第一被检体的第一PET图像确定所述第一被检体的第一特征。
具体地，所述第一被检体的第一特征包括第一被检体的空间位置、形状、大小中的至少一种。在本实施例中，所述第一被检体的第一特征包括第一被检体的空间位置、形状和大小。
具体地，以长圆柱体，PET系统中常用的桶源为例，将内径20厘米，长30厘米的桶源放在PET探测器的有效视野FOV中心时，使用正电子发射型计算机断层显像系统成像，测量注射入桶源的放射源活度与计数率，注射入桶源的放射源活度与计数率关系的曲线如图3所示。将注射入桶源的放射源活度与计数率曲线上各点取值并与桶源空间位置、形状大小对应起来即可得到所述查找表。可知，在模体空间位置和形状大小不变时，注射入模体的放射源活度与计数率保持正相关关系。在本实施例中，使用联影uMI 510正电子发射型计算机断层显像系统成像。在其它实施例中，可以使用联影uMI 780正电子发射型计算机断层显像系统或联影uMI 550正电子发射型计算机断层显像系统成像，曲线数值会有差异，但注射入模体的放射源活度与计数率仍保持正相关关系。在本实施例中，所述计数率为单事件计数率。在其它实施例中，可以采用符合计数率或随机计数率作为查找表参数，曲线形状会略有差异，但注射入模体的放射源活度与计数率仍保持正相关关系。
在其它实施例中，将其它长圆柱体、球体等形状的模体或患者被检部位放入PET系统有效视野FOV中，测量注射入模体或被检部位的放射源活度与计数率，并得到包括模体空间位置、形状大小、计数率和放射源活度的对应关系的查找表。在其它实施例中，将模体或患者被检部位在PET系统有效视野FOV中各位置移动，并测量相应位置的注射入模体的放射源活度与计数率，得到查找表。测量模体或患者被检部位在PET系统有效视野FOV中各位置的注射入模体的放射源活度与计数率，即可得到模体或患者被检部位在PET系统有效视野FOV中各位置的查找表。
在通过机器学习的方法建立被检体的特征、系统计数率和放射源活度的对应关系的实施例中，所述被检体的特征为被检体的PET图像。具体地，所述步骤110包括：使用PET系统扫描第一被检体，得到所述第一被检体的第一系统计数率和第一PET图像。
步骤120，根据所述第一被检体的第一特征和第一系统计数率，利用所述对应关系得到所述第一被检体的第一放射源活度。
在建立查找表的实施例中，所述步骤120包括：基于所述第一被检体的空间位置、形状、大小中的至少一种特征找到与选取的所述第一被检体的特征相同的被检体的查找表，并基于第一被检体的系统计数率与相应被检体的查找表进行比对，得到所述第一被检体的对应放射源活度。
在通过机器学习的方法建立被检体的特征、系统计数率和放射源活度的对应关系的实施例中，所述步骤120包括：将所述第一被检体的第一PET图像和第一系统计数率输入所述经训练的神经网络中，即可得到所述第一被检体的对应放射源活度。
应该理解的是，虽然图1的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中，如图4所示，提供了一种检测放射源活度的系统，包括：对应关系建立模块400、获取模块410和计算模块420，其中：
对应关系建立模块400，用于建立被检体的特征、系统计数率和放射源活度的对应关系；
获取模块410，用于获取所述第一被检体的第一特征和所述第一被检体进行PET扫描的第一系统计数率；
计算模块420，用于根据所述第一被检体的第一特征和第一系统计数率，利用所述对应关系得到所述第一被检体的第一放射源活度。
在其中一个实施例中，所述对应关系建立模块400还用于：
建立查找表，所述查找表中包括被检体的特征、系统计数率和放射源活度的对应关系。
在其中一个实施例中，所述获取模块410还用于：
使用PET系统扫描第一被检体，得到所述第一被检体的第一系统计数率和第一PET图像；
根据所述第一被检体的第一PET图像确定所述第一被检体的第一特征。
在其中一个实施例中，所述对应关系建立模块400还用于：
通过机器学习的方法建立被检体的特征、系统计数率和放射源活度的对应关系。
在其中一个实施例中，所述获取模块410还用于：
使用PET系统扫描第一被检体，得到所述第一被检体的第一系统计数率和第一PET图像。
关于检测放射源活度的系统的具体限定可以参见上文中对于检测放射源活度的方法的限定，在此不再赘述。上述检测放射源活度的系统中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图5所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种检测放射源活度的方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解，图5中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
建立被检体的特征、系统计数率和放射源活度的对应关系；
获取所述第一被检体的第一特征和所述第一被检体进行PET扫描的第一系统计数率；
根据所述第一被检体的第一特征和第一系统计数率，利用所述对应关系得到所述第一被检体的第一放射源活度。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
建立查找表，所述查找表中包括被检体的特征、系统计数率和放射源活度的对应关系。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
使用PET系统扫描第一被检体，得到所述第一被检体的第一系统计数率和第一PET图像；
根据所述第一被检体的第一PET图像确定所述第一被检体的第一特征。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
通过机器学习的方法建立被检体的特征、系统计数率和放射源活度的对应关系。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
使用PET系统扫描第一被检体，得到所述第一被检体的第一系统计数率和第一PET图像。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
建立被检体的特征、系统计数率和放射源活度的对应关系；
获取所述第一被检体的第一特征和所述第一被检体进行PET扫描的第一系统计数率；
根据所述第一被检体的第一特征和第一系统计数率，利用所述对应关系得到所述第一被检体的第一放射源活度。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
建立查找表，所述查找表中包括被检体的特征、系统计数率和放射源活度的对应关系。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
使用PET系统扫描第一被检体，得到所述第一被检体的第一系统计数率和第一PET图像；
根据所述第一被检体的第一PET图像确定所述第一被检体的第一特征。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
通过机器学习的方法建立被检体的特征、系统计数率和放射源活度的对应关系。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
使用PET系统扫描第一被检体，得到所述第一被检体的第一系统计数率和第一PET图像。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种检测放射源活度的方法，其特征在于，所述方法包括：
建立被检体的特征、系统计数率和放射源活度的对应关系，所述被检体的特征包括被检体的空间位置、形状、大小中的至少一种；
获取第一被检体的第一特征和所述第一被检体进行PET扫描的第一系统计数率；
根据所述第一被检体的第一特征和第一系统计数率，利用所述对应关系得到所述第一被检体的第一放射源活度。
2.根据权利要求1所述的检测放射源活度的方法，其特征在于，所述建立被检体的特征、系统计数率和放射源活度的对应关系的步骤包括：
建立查找表，所述查找表中包括被检体的特征、系统计数率和放射源活度的对应关系。
3.根据权利要求2所述的检测放射源活度的方法，其特征在于，所述获取所述第一被检体的第一特征和所述第一被检体进行PET扫描的第一系统计数率的步骤包括：
使用PET系统扫描第一被检体，得到所述第一被检体的第一系统计数率和第一PET图像；
根据所述第一被检体的第一PET图像确定所述第一被检体的第一特征。
4.根据权利要求1所述的检测放射源活度的方法，其特征在于，所述建立被检体的特征、系统计数率和放射源活度的对应关系的步骤包括：
通过机器学习的方法建立被检体的特征、系统计数率和放射源活度的对应关系。
5.根据权利要求4所述的检测放射源活度的方法，其特征在于，所述被检体的特征为被检体的PET图像。
6.根据权利要求5所述的检测放射源活度的方法，其特征在于，所述获取所述第一被检体的第一特征和所述第一被检体进行PET扫描的第一系统计数率的步骤包括：
使用PET系统扫描第一被检体，得到所述第一被检体的第一系统计数率和第一PET图像。
7.一种检测放射源活度的系统，其特征在于，包括：
对应关系建立模块，用于建立被检体的特征、系统计数率和放射源活度的对应关系，所述被检体的特征包括被检体的空间位置、形状、大小中的至少一种；
获取模块，用于获取第一被检体的第一特征和所述第一被检体进行PET扫描的第一系统计数率；
计算模块，用于根据所述第一被检体的第一特征和第一系统计数率，利用所述对应关系得到所述第一被检体的第一放射源活度。
8.根据权利要求7所述的检测放射源活度的系统，其特征在于，所述对应关系建立模块还用于建立查找表，所述查找表中包括被检体的特征、系统计数率和放射源活度的对应关系。
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
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