CN109480881A - Pet-mr同步门控方法、装置、pet-mr检测设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种PET‑MR同步门控方法、装置、PET‑MR检测设备、存储介质和计算机设备，该方法使用检测对象的特征信息训练神经网络模型，得到特征信息的幅值与周期的对应关系；再根据所述幅值与周期的对应关系设置幅值门控与时间门控；最后分别使用幅值门控与时间门控控制PET检测设备和MR检测设备的同步运行，这样可以精确地控制PET‑MR设备中的PET和MR同步运行，可以有效抑制伪影，使得图像重建时图像融合效果好。
Description
技术领域
本发明涉及信息技术领域，特别是涉及一种PET-MR同步门控方法、装置、PET-MR检测设备、存储介质和计算机设备。
背景技术
PET-MR即正电子发射计算机断层显像仪PET和核磁共振成像术MR两强结合一体化组合成的大型功能代谢与分子影像诊断设备，同时具有PET和MR的检查功能。
但是，实际上使用PET-MR设备对检测对象检查时，由于PET-MR中的PET和MR难以实现同步，使得获取的图像融合效果差，存在运动伪影的情形。
发明内容
基于此，有必要提出一种PET-MR同步门控方法、装置、PET-MR检测设备、存储介质和计算机设备，以优化PET-MR中的PET和MR的控制，减少图像融合时的运动伪影。
本发明提出了一种PET-MR同步门控方法，包括：
采集检测对象的特征信息，使用所述特征信息训练神经网络模型，得到特征信息的幅值与周期的对应关系；
根据所述幅值与周期的对应关系设置幅值门控与时间门控；
使用幅值门控和时间门控分别控制PET检测设备和MR检测设备同步运行。
在其中一个实施例中，所述使用时间门控控制MR检测设备的运行包括：
获取MR检测设备的实际触发时间与设置触发时间之间的时间差；
根据所述时间差调整所述时间门控的触发信号的发送时间。
在其中一个实施例中，所述方法包括：
PET检测设备和MR检测设备分别采集检测信息；
以rawdata格式存储所述检测信息。
在其中一个实施例中，所述特征信息，包括：呼吸信息、脉搏信息、心电信息中的一种或几种。
在其中一个实施例中，所述根据所述幅值与周期的对应关系设置幅值门控与时间门控的步骤包括：
分别获取呼吸信息的幅值与周期的第一对应关系，脉搏信息幅值与周期的第二对应关系，心电信息的幅值与周期的第三对应关系；
根据第一对应关系、第二对应关系和第三对应关系，以及所述第一对应关系、第二对应关系和第三对应关系对应的权值，设置PET幅值门控与MR时间门控。
在其中一个实施例中，所述PET检测设备和MR检测设备分别采集检测信息的步骤，包括：
根据预设的检测信息的置信区间过滤原始检测信息，得到检测信息。
本发明提出了一种PET-MR同步门控装置，包括：特征信息采集模块、信息处理模块和控制模块，
所述特征信息采集模块，用于采集检测对象的特征信息；
所述信息处理模块，用于使用所述特征信息训练神经网络模型，得到特征信息的幅值与周期的对应关系，并根据所述幅值与周期的对应关系设置PET幅值门控与MR时间门控；
所述控制模块，用于使用幅值门控和时间门控分别控制PET检测设备和MR检测设备同步运行。
本发明还提了一种PET-MR检测设备，包括上述PET-MR同步门控装置。
相应的，本发明提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
本发明还提出了一种计算机设备，包括存储器、处理器，及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。
与传统技术相比，本发明提供的一种PET-MR同步门控方法、装置、PET-MR检测设备、存储介质和计算机设备具有如下有益效果：
本发明提供了一种PET-MR同步门控方法、装置、PET-MR检测设备、存储介质和计算机设备，该方法使用检测对象的特征信息训练神经网络模型，得到特征信息的幅值与周期的对应关系；再根据所述幅值与周期的对应关系设置PET幅值门控与MR时间门控；最后分别使用幅值门控和时间门控控制PET检测设备和MR检测设备的运行，这样可以精确地控制PET-MR设备中的PET和MR同步运行，可以有效抑制伪影，使得图像重建时图像融合效果好。
附图说明
图1为其中一个实施例提出的一种PET-MR同步门控方法的步骤流程图；
图2为其中一个实施例提出的使用呼吸信进行PET-MR同步门控的方法的步骤流程图；
图3为其中一个实施例提出的一种PET-MR同步门控装置的结构图；
图4为其中一个实施例提出的一种计算机设备的结构图。
具体实施方式
为了使本发明的发明目的、技术方案及技术效果更加清楚明白，以下结合附图对本发明的具体实施例进行描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。需要说明的是，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。应当清楚是，本实施例中的“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。
图1示出了在其中一个实施例中一种正电子发射计算机断层显像仪PET-核磁共振MR同步门控方法的步骤流程图。该方法包括：
步骤S101：采集检测对象的特征信息，使用所述特征信息训练神经网络模型，得到特征信息的幅值与周期的对应关系。
本实施例中，检测对象的特征信息可以包括生理信息，例如呼吸信息、脉搏信息、心电信息等信息。获取的特征信息可以是上述几种信息中的一种，也可以同时获取上述信息中的两种或以上。
PET-MR设备中设有特征信息采集模块VSM(Vita Signal Monitor)，可以采集特征信息。VSM在采集特征信息后会发送给PET-MR设备中的PET和MR。MR根据接收的特征信息设置时间门控的触发时间、延迟时间和序列激发采集时段。PET也会根据接收的特征信息设置幅值门控的参数。
根据一个实施例，VSM是监测心动周期的心电图(ECG或EKG)设备。在另一个实施例中，VSM是测量呼吸率或与对象呼吸相关联的其他参数的呼吸监测器。还可以使用VSM来监测脉搏。在另一个实施例中，VSM用于测量心动和呼吸周期二者。在任何情况下，在对象经历MR数据采集的同时，VSM可以监测对象中的一个或多个周期事件(例如心跳、呼吸等)，并为MR扫描器探测到的每个k空间数据线打上时间戳并将其与VSM的输出一起记录。
生理周期常常具有短时间的一个或多个帧或阶段，以及持续更长时间的一个或多个帧或阶段。根据来自VSM的生理信号及时调节数据采集次序，以确保在每个阶段进行足够的数据采样，同时使过采样最小化。
步骤S102：根据所述幅值与周期的对应关系设置PET幅值门控与MR时间门控。
根据特征信息的幅值与周期的对应关系得到幅值与时间的对应关系。由于幅值门控是根据特征信息的幅值进行控制，时间门控是根据时间进行控制，因此，根据得到幅值与时间的对应关系设置PET幅值门控与MR时间门控，可以达到同步控制PET-MR设备中的PET和MR。
MR门控扫描是以时间为周期，通过设置门控触发时间、延迟时间和采集时间可以得到一个周期的生理信号信息。PET的生理信息是持续采集的，在PET和MR进行设置时，可以将时间门控控制MR的采集信息的周期通过协议转换写到PET的协议中，将MR的时间门控和PET的幅值门控关联，实现PET和MR的同步控制。
步骤S103：使用幅值门控和时间门控分别控制PET检测设备和MR检测设备同步运行。
由于幅值门控和时间门控的控制过程是根据幅值与周期的对应关系设置，周期是时间参数，因此，这相当于建立了幅值门控与时间门控的对应关系，可以控制使用幅值门控和时间门控的检测设备同步运行。
本实施例提出的PET-MR同步门控方法，使用检测对象的特征信息训练神经网络模型，得到特征信息的幅值与周期的对应关系；再根据所述幅值与周期的对应关系设置幅值门控与时间门控的参数；最后分别使用幅值门控和时间门控控制PET检测设备和MR检测设备的运行，这样可以精确地控制PET-MR设备中的PET和MR同步运行，可以有效抑制伪影，使得图像重建时图像融合效果好。
在其中一个实施例中，使用时间门控控制MR检测设备的运行包括：
步骤1031：获取MR检测设备的实际触发时间与设置触发时间之间的时间差。可以根据PET-MR设备之前采集的数据信息，以PET采集信息的时间轴为基准，与MR采集的信息比对得到MR检测设备的实际触发时间与设置触发时间之间的时间差。
步骤1032：根据所述时间差调整所述时间门控的触发信号的发送时间。
本实施例的方法减少了由于PET-MR设备中，MR设备的实际触发时间与设置触发时间存在误差，导致PET-MR设备同步控制信号的误差，可以提高PET-MR设备的同步门控的精确度。
在其中一个实施例中，上述PET-MR同步门控方法，还包括：
PET检测设备和MR检测设备分别采集检测信息；
以rawdata格式存储所述检测信息。
rawdata格式的数据，是PET检测和MR检测的一种通用数据格式，使用统一的数据存储PET-MR的检测数据，方便后期图像重建时，数据处理与应用。
在其中一个实施例中，当以呼吸信息作为门控触发信号，则根据所述幅值与周期的对应关系设置幅值门控与时间门控的步骤包括：
获取呼吸信息的幅值与周期的对应关系，根据呼吸信息的幅值与周期的对应关系设置幅值门控与时间门控。
在其中一个实施例中，当以脉搏信息作为门控触发信号，则根据所述幅值与周期的对应关系设置幅值门控与时间门控的步骤包括：
获取脉搏信息的幅值与周期的对应关系，根据脉搏信息的幅值与周期的对应关系设置幅值门控与时间门控。
在其中一个实施例中，当以心电信息作为门控触发信号，则根据所述幅值与周期的对应关系设置幅值门控与时间门控的步骤包括：
获取心电信息的幅值与周期的对应关系，根据心电信息的幅值与周期的对应关系设置幅值门控与时间门控。
在其中一个实施例中，当需要综合获取的特征信息作为门控触发信号，则根据所述幅值与周期的对应关系设置幅值门控与时间门控的步骤包括：
步骤S1021：分别获取呼吸信息的幅值与周期的第一对应关系，脉搏信息幅值与周期的第二对应关系，心电信息的幅值与周期的第三对应关系。
步骤S1022：根据第一对应关系、第二对应关系和第三对应关系，以及所述第一对应关系、第二对应关系和第三对应关系对应的权值，设置PET幅值门控与MR时间门控。
在其中一个实施例中，PET检测设备和MR检测设备分别采集检测信息的步骤，包括：根据预设的检测信息的置信区间过滤原始检测信息，得到检测信息。
可以通过设置特征信息的幅值区间和/或周期区间过滤不合理的原始特征信息，得到进行训练的特征信息。
本实施例可以使得到的特征信息的幅值与周期的对应关系更加合理，进而可以保证设置的幅值门控与时间门控更合理。
如图2所示，为其中一个实施例提出的应用呼吸信息进行PET-MR同步门控方法的步骤流程图。该方法包括：
步骤S201：采集检测者的呼吸信息，并将采集的呼吸信息转化为模型数据进行神经网络模型训练，得到检测者的呼吸周期与呼吸幅值的对应关系。
步骤S202：根据检测者的呼吸周期与呼吸幅值的对应关系，设置时间门控和幅值门控的参数。时间门控的参数包括：触发时间、触发延迟时间、序列激发采集时段以及呼吸周期区间；幅值门控的参数包括：触发时间、采集周期以及呼吸幅值区间。
步骤S203：接收呼吸触发信号，使用幅值门控和时间门控分别控制PET检测设备和MR检测设备同步运行，进行检测信息采集得到原始特征信息。
步骤S204：使用设置的呼吸周期区间和呼吸幅值区间过滤原始特征信息，得到检测信息。
步骤S205：以rawdata格式存储检测信息。
本实施例提出的应用呼吸信息进行PET-MR同步门控方法得到的特征信息，在图像重建时图像的融合效果好。
应该理解的是，虽然图1-图2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-图2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。
基于同样的发明构思，本发明提出了一种PET-MR同步门控装置，结构如图3所示，包括：特征信息采集模块310、信息处理模块320和控制模块330，
所述特征信息采集模块310，用于采集检测对象的特征信息。
所述信息处理模块320，用于使用所述特征信息训练神经网络模型，得到特征信息的幅值与周期的对应关系，并根据所述幅值与周期的对应关系设置幅值门控与时间门控。
所述控制模块330，用于使用幅值门控控制PET检测设备运行，使用时间门控控制MR检测设备的运行。
在其中一个实施例中，PET-MR同步门控装置还包括：优化模块340，
所示优化模块，用于获取MR检测设备的实际触发时间与设置触发时间之间的时间差，根据所述时间差调整所述时间门控的触发信号的发送时间。
在其中一个实施例中，PET-MR同步门控装置还包括：存储模块350，
所述存储模块350，用于存储rawdata格式的PET检测设备和MR检测设备获取的检测信息。
在其中一个实施例中，特征信息采集模块310采集的特征信息，包括：呼吸信息、脉搏信息、心电信息中的一种或几种。
在其中一个实施例中，信息处理模块320，用于分别获取呼吸信息的幅值与周期的第一对应关系，脉搏信息幅值与周期的第二对应关系，心电信息的幅值与周期的第三对应关系；根据第一对应关系、第二对应关系和第三对应关系，以及所述第一对应关系、第二对应关系和第三对应关系对应的权值，设置幅值门控与时间门控。
在其中一个实施例中，特征信息采集模块310，用于根据预设的特征信息的置信区间过滤原始特征信息，得到特征信息。
相应的，本发明还提出了PET-MR检测设备，包括上述实施例提出的PET-MR同步门控装置。关于PET-MR同步门控装置的具体限定可以参见上文中对于PET-MR同步门控方法的限定，在此不再赘述。上述PET-MR同步门控装置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4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图像识别方法。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。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器及处理器，所述存储器上存储有可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：采集检测对象的特征信息，使用所述特征信息训练神经网络模型，得到特征信息的幅值与周期的对应关系；根据所述幅值与周期的对应关系设置幅值门控与时间门控；使用所述幅值门控和时间门控分别控制PET检测设备和MR检测设备同步运行。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时具体实现以下步骤：获取MR检测设备的实际触发时间与设置触发时间之间的时间差；根据所述时间差调整所述时间门控的触发信号的发送时间。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时具体实现以下步骤：以rawdata格式存储PET检测设备和MR检测设备采集的检测信息。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时具体实现以下步骤：分别获取呼吸信息的幅值与周期的第一对应关系，脉搏信息幅值与周期的第二对应关系，心电信息的幅值与周期的第三对应关系；根据第一对应关系、第二对应关系和第三对应关系，以及所述第一对应关系、第二对应关系和第三对应关系对应的权值，设置幅值门控与时间门控。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时具体实现以下步骤：根据预设的检测信息的置信区间过滤原始检测信息，得到检测信息。
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：采集检测对象的特征信息，使用所述特征信息训练神经网络模型，得到特征信息的幅值与周期的对应关系；根据所述幅值与周期的对应关系设置幅值门控与时间门控；使用所述幅值门控和时间门控分别控制PET检测设备和MR检测设备同步运行。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时具体实现以下步骤：获取MR检测设备的实际触发时间与设置触发时间之间的时间差；根据所述时间差调整所述时间门控的触发信号的发送时间。
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：以rawdata格式存储PET检测设备和MR检测设备采集的检测信息。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时具体实现以下步骤：分别获取呼吸信息的幅值与周期的第一对应关系，脉搏信息幅值与周期的第二对应关系，心电信息的幅值与周期的第三对应关系；根据第一对应关系、第二对应关系和第三对应关系，以及所述第一对应关系、第二对应关系和第三对应关系对应的权值，设置幅值门控与时间门控。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时具体实现以下步骤：根据预设的检测信息的置信区间过滤原始检测信息，得到检测信息。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以通过硬件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)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)执行本发明各个实施场景的方法。
本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
上述本发明序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施场景，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种正电子发射计算机断层显像仪PET-核磁共振MR同步门控方法，其特征在于，所述方法包括：
采集检测对象的特征信息，使用所述特征信息训练神经网络模型，得到特征信息的幅值与周期的对应关系；
根据所述幅值与周期的对应关系设置幅值门控与时间门控；
使用所述幅值门控和时间门控分别控制PET检测设备和MR检测设备同步运行。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用时间门控控制MR检测设备的运行包括：
获取MR检测设备的实际触发时间与设置触发时间之间的时间差；
根据所述时间差调整所述时间门控的触发信号的发送时间。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
PET检测设备和MR检测设备分别采集检测信息；
以rawdata格式存储所述检测信息。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述特征信息，包括：呼吸信息、脉搏信息、心电信息中的一种或几种。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述幅值与周期的对应关系设置幅值门控与时间门控的步骤包括：
分别获取呼吸信息的幅值与周期的第一对应关系，脉搏信息幅值与周期的第二对应关系，心电信息的幅值与周期的第三对应关系；
根据第一对应关系、第二对应关系和第三对应关系，以及所述第一对应关系、第二对应关系和第三对应关系对应的权值，设置幅值门控与时间门控。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述PET检测设备和MR检测设备分别采集检测信息的步骤，包括：
根据预设的检测信息的置信区间过滤原始检测信息，得到检测信息。
7.一种PET-MR同步门控装置，其特征在于，包括：特征信息采集模块、信息处理模块和控制模块，
所述特征信息采集模块，用于采集检测对象的特征信息；
所述信息处理模块，用于使用所述特征信息训练神经网络模型，得到特征信息的幅值与周期的对应关系，并根据所述幅值与周期的对应关系设置幅值门控与时间门控；
所述控制模块，用于使用所述幅值门控和时间门控分别控制PET检测设备和MR检测设备同步运行。
8.一种PET-MR检测设备，其特征在于，包括如权利要求7所述的PET-MR同步门控装置。
9.一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，该程序被处理器执行时实现权利要求1-6中任意一项所述方法的步骤。
10.一种计算机设备，包括存储器、处理器，及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，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1-6中任一项所述方法的步骤。
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