CN110025329B - 符合计数弦图生成方法、装置、计算机设备和存储介质 - Google Patents

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CN110025329B CN201910335445.8A CN201910335445A CN110025329B CN 110025329 B CN110025329 B CN 110025329B CN 201910335445 A CN201910335445 A CN 201910335445A CN 110025329 B CN110025329 B CN 110025329B
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Abstract

本申请涉及一种符合计数弦图生成方法、装置、计算机设备和存储介质。所述方法包括：获取模拟湮灭光子对到达探测器的光子状态信息；若湮灭光子对中的两个光子均被探测器接收，则对相应湮灭光子对的光子状态信息进行处理，确定有效光子对；根据所述有效光子对的光子状态信息，计算所述有效光子对的探测效率权重以及响应线；根据所述探测效率权重以及响应线，生成符合计数弦图。在生成符合计数弦图的过程中加入了探测效率权重，使符合计数弦图的生成条件既包括散射事件在测量弦图中的强度分布，又包括光子被探测器接收的效率，进一步的在使用该符合计数弦图进行散射校正时，能够提高散射校正的精度，提升重建图像的质量。

Description

符合计数弦图生成方法、装置、计算机设备和存储介质
技术领域
本申请涉及医学图像处理技术领域，特别是涉及一种符合计数弦图生成方法、装置、计算机设备和存储介质。
背景技术
散射校正是在PET(正电子发射型计算机断层显像设备)系统图像重建中不可缺少的算法。散射校正会影响重建图像的质量与重建图像的定量。散射校正需要对PET系统探测到的散射事件进行评估。符合计数弦图体现了散射事件在测量弦图中的强度分布。因此，通常利用符合计数弦图在图像重建的过程中进行散射校正。
目前的现有技术中，利用符合计数弦图在图像重建的过程中进行散射校正。但散射校正不仅与散射事件在测量弦图中的强度分布有关，还与光子被探测器接收的效率有关。但目前现有技术生成的符合计数弦图只与散射事件在测量弦图中的强度分布有关，这样的符合计数弦图会导致散射校正的精度过低，进一步的影响重建图像的质量。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高散射校正精度以及重建图像质量的符合计数弦图生成方法、装置、计算机设备和存储介质。
一种符合计数弦图生成方法，所述方法包括：获取模拟湮灭光子对到达探测器的光子状态信息；若湮灭光子对中的两个光子均被探测器接收，则对相应湮灭光子对的光子状态信息进行处理，确定有效光子对；根据所述有效光子对的光子状态信息，计算所述有效光子对的探测效率权重以及响应线；根据所述探测效率权重以及响应线，生成符合计数弦图。
在其中一个实施例中，所述若湮灭光子对中的两个光子均被探测器接收，则对相应湮灭光子对的光子状态信息进行处理，确定有效光子对包括：所述光子状态信息包括散射标记、光子到达探测器的位置、光子到达探测器的方向、光子到达探测器的能量以及光子达到探测器的输运时间；获取相应探测器的能量分辨率；若湮灭光子对中的两个光子均被探测器接收，则根据所述能量分辨率对光子到达探测器的能量进行随机处理；若处理后湮灭光子对中的两个光子到达探测器的能量都大于预设阈值，则将相应湮灭光子对作为有效光子对；获取有效光子对的光子状态信息。
在其中一个实施例中，，所述若湮灭光子对中的两个光子均被探测器接收，则对相应湮灭光子对的光子状态信息进行处理，确定有效光子对包括：所述光子状态信息包括散射标记、光子到达探测器的位置、光子到达探测器的方向、光子到达探测器的能量以及光子达到探测器的输运时间；获取相应探测器的能量分辨率以及探测器与不同能量光子发生相互作用的概率；若湮灭光子对中的两个光子均被探测器接收，则根据所述能量分辨率对光子到达探测器的能量进行随机处理；根据处理后湮灭光子对中的两个光子到达探测器的能量、光子到达探测器的方向、光子到达探测器的位置以及所述探测器与不同能量光子发生相互作用的概率，计算湮灭光子对被探测器接收的概率；根据所述湮灭光子对被探测器接收的概率，获取有效光子对的光子状态信息。
在其中一个实施例中，所述获取有效光子对的光子状态信息包括：获取探测器的时间分辨率以及预设飞行时间重建标识；根据所述预设飞行时间重建标识，获取有效光子对中两个光子达到探测器的输运时间；根据所述有效光子对中两个光子达到探测器的输运时间以及所述时间分辨率，对所述输运时间进行随机处理；根据所述随机处理后的输运时间，划分数据子集。
在其中一个实施例中，所述根据所述有效光子对中两个光子达到探测器的输运时间以及所述时间分辨率，对所述输运时间进行随机处理包括：根据两个光子的输运时间，计算两个光子到达探测器的时间差；根据所述探测器的时间分辨率对所述时间差进行时间分辨率高斯抽样。
在其中一个实施例中，根据所述有效光子对的光子状态信息，计算所述有效光子对的探测效率权重以及响应线包括：根据有效光子对的光子到达探测器的能量以及光子到达探测器的方向，得到探测效率权重；根据有效光子对的光子到达探测器的位置，得到响应线。
在其中一个实施例中，所述根据所述探测效率权重以及响应线，生成符合计数弦图包括：根据有效光子对的光子状态信息，获取带有散射标记的有效光子对；根据带有散射标记的有效光子对的探测效率权重以及响应线，生成符合计数弦图。
一种符合计数弦图生成装置，所述装置包括：获取模块，用于获取模拟湮灭光子对到达探测器的光子状态信息；处理模块，用于若湮灭光子对中的两个光子均被探测器接收，则对相应湮灭光子对的光子状态信息进行处理，确定有效光子对；计算模块，用于根据所述有效光子对的光子状态信息，计算所述有效光子对的探测效率权重以及响应线；符合计数弦图生成模块，用于根据所述探测效率权重以及响应线，生成符合计数弦图。
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上述任一种所述方法的步骤。
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上述任一种所述的方法的步骤。
上述符合计数弦图生成方法、装置、计算机设备和存储介质，通过获取模拟湮灭光子对到达探测器的光子状态信息，若湮灭光子对中的两个光子均被探测器接收，则对光子状态信息进行处理，确定有效光子对，再根据有效光子对光子状态信息，计算有效光子对的探测效率权重以及响应线，最后根据探测效率权重以及响应线，生成符合计数弦图。在生成符合计数弦图的过程中加入了探测效率权重，使符合计数弦图的生成条件既包括散射事件在测量弦图中的强度分布，又包括光子被探测器接收的效率，进一步的在使用该符合计数弦图进行散射校正时，能够提高散射校正的精度，提升重建图像的质量。
附图说明
图1为一个实施例中符合计数弦图生成方法的流程示意图；
图2为一个实施例中确定有效光子对的方法流程示意图；
图3为另一个实施例中确定有效光子对的方法流程示意图；
图4为一个实施例中飞行时间重建的方法流程示意图；
图5为一个实施例中符合计数弦图生成装置的结构框图；
图6为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
附图标记：获取模块100、处理模块200、计算模块300、符合计数弦图生成模块400。
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。
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。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，放射性核素在衰变过程中释放出正电子，一个正电子在行进十分之几毫米到几毫米后遇到一个电子后发生湮灭，从而产生方向相反的一对能量为511KeV的光子。这对光子，通过高度灵敏的照相机捕捉，并经计算机进行散射和随机信息的校正。经过对不同的正电子进行相同的分析处理，我们可以得到在生物体内聚集情况的三维图像，从而达到诊断的目的。
本申请的符合计数弦图生成算法既可以适用于解析形式的散射校正算法，又可以适用于蒙特卡罗模拟散射校正。其中，解析形式的散射校正算法可以包括：单散射模拟或双散射模拟。以蒙特卡罗模拟散射校正进行说明，需要先根据放射图像以及衰减图像进行蒙特卡罗模拟，得到湮灭光子对到达探测器的光子状态信息。光子状态信息包括散射标记、光子到达探测器的位置、光子到达探测器的方向、光子到达探测器的能量以及光子达到探测器的输运时间。散射标记表示相应光子在蒙特卡罗模拟的过程中是否发生散射。再根据光子状态信息进行统计生成符合计数弦图，在计算符合计数弦图的过程中，计算探测器晶体对每一个光子事件的探测效率权重，该探测效率权重与光子到达探测器的能量和光子到达探测器的方向相关。用该探测效率权重描述光子与探测器晶体之间的相互作用关系，也就是描述光子被探测器接收的效率。在使用上述增加探测效率权重生成的符合计数弦图进行散射校正时，能够提高散射校正的精度，提升重建图像的质量。
在一个实施例中，如图1所示，提供了一种符合计数弦图生成方法，包括以下步骤：
步骤S102，获取模拟湮灭光子对到达探测器的光子状态信息。
具体地，通过蒙特卡罗模拟、单散射模拟或双散射模拟中的一种，模拟光子的湮灭过程，也就是模拟正电子发生湮灭后，产生的方向相反的光子到达探测器晶体被探测器晶体接收的过程。获取探测器接收光子的光子状态信息。其中，光子状态信息包括：散射标记、光子到达探测器的位置、光子到达探测器的方向、光子到达探测器的能量以及光子达到探测器的输运时间。散射标记表示相应光子在蒙特卡罗模拟的过程中是否发生散射，若光子状态信息中存在散射标记则表明相应光子发生过散射，若光子状态信息中不存在散射标记则表明相应光子没有发生过散射。更具体的，蒙特卡罗模拟方法，又被称为随机抽样或统计试验方法。蒙特卡罗模拟方法的基本思想就是当所要求解的问题是某种事件出现的概率，或者是某个随机变量的期望值时，它们可以通过某种“试验”的方法，得到这种事件出现的频率，或者这个随机变数的平均值，并用它们作为问题的解。本实施例以蒙特卡罗模拟为例进行说明。
步骤S104，若湮灭光子对中的两个光子均被探测器接收，则对相应湮灭光子对的光子状态信息进行处理，确定有效光子对。
具体地，根据湮灭光子对中两个光子的光子状态信息，判断两个光子是否均被探测器接收。更具体的，若湮灭光子对中两个光子都存在光子状态信息，也就说明湮灭光子对中两个光子都被探测器接收。若湮灭光子对中两个光子中至少一个光子没有光子状态信息，也就说明湮灭光子对中两个光子至少有一个没有被探测器接收。对湮灭光子对中两个光子都被探测器接收的湮灭光子对光子状态信息进行高斯随机处理，根据高斯随机处理的结果，确定有效光子对。
步骤S106，根据有效光子对的光子状态信息，计算有效光子对的探测效率权重以及响应线。
具体地，获取有效光子对的光子状态信息。更具体的，可以为直接获取的有效光子对的光子状态信息，也可以为对获取对有效光子对进行飞行时间重建后的光子状态信息。优选的，获取预设飞行时间重建标识；若预设飞行时间重建标识为进行飞行时间重建，则对有效光子对进行飞行时间重建；获取飞行时间重建后的有效光子对光子状态信息。其中，预设飞行时间重建标识为预先设定，当此次蒙特卡罗模拟需要进行飞行时间重建时，则预先将预设飞行时间重建标识设定为进行飞行时间重建；当此次蒙特卡罗模拟不需要进行飞行时间重建时，则预先将预设飞行时间重建标识设定为不进行飞行时间重建。根据有效光子对的光子到达探测器的能量以及光子到达探测器的方向，得到探测效率权重；根据有效光子对的光子到达探测器的位置，得到响应线。其中，响应线为湮灭光子对中的两个光子到达探测器的位置的连线。对有效光子对的事件，需要计算光子对在探测器晶体中的探测效率权重。探测效率权重表示光子被探测器接收的效率。在符合计数弦图生成模型中，为了提高计算效率，去除了探测器晶体的部分。而探测器对于不同能量、不同入射方向的伽马射线，探测效率不同。因此，在本实施例中，通过计算不同有效光子对的探测效率权重，校正探测器对不同光子的响应。单个光子的探测效率权重feff为：
Figure BDA0002038997230000061
其中，公式中
Figure BDA0002038997230000062
为探测器晶体对当前能量光子的衰减系数，dγ为有效晶体深度。计算有效晶体深度的公式为：
Figure BDA0002038997230000063
其中，ldet为探测器晶体长度，φ为光子最终方向与垂直于晶体法线之间的夹角。
步骤S108，根据探测效率权重以及响应线，生成符合计数弦图。
具体地，根据有效光子对的光子状态信息，获取带有散射标记的有效光子对；根据带有散射标记的有效光子对的探测效率权重以及响应线，生成符合计数弦图。根据有效光子对的光子状态信息，获取在模拟过程中发生过散射的光子，也就是获取带有散射标记的有效光子对。更具体的，计算带有散射标记的湮灭光子对中两个光子探测效率权重的乘积，得到湮灭光子对的探测权重。根据湮灭光子对的探测权重以及响应线，生成符合计数弦图。
上述符合计数弦图生成方法，通过获取模拟湮灭光子对到达探测器的光子状态信息，若湮灭光子对中的两个光子都到达探测器，则对光子状态信息进行高斯随机处理，确定有效光子对，再根据有效光子对光子状态信息，计算有效光子对的探测效率权重以及响应线，最后根据探测效率权重以及响应线，生成符合计数弦图。在生成符合计数弦图的过程中加入了探测效率权重，使符合计数弦图的生成条件既包括散射事件在测量弦图中的强度分布，又包括光子被探测器接收的效率，进一步的在使用该符合计数弦图进行散射校正时，能够提高散射校正的精度，提升重建图像的质量。
在一个实施例中，如图2所示，提供了一种符合计数弦图生成方法，包括以下步骤：
步骤S202，获取相应探测器的能量分辨率。
具体地，能量分辨率是指探测器所能够测定的最小能量间隔。获取湮灭光子对中两个到达的探测器的能量分辨率。
步骤S204，若湮灭光子对中的两个光子均被探测器接收，则根据能量分辨率对光子到达探测器的能量进行随机处理。
具体地，首先判断光子对中的两个光子是否均被探测器接收，此处需结合实际探测器的位置分布，若光子所在位置无探测晶体存在，如探测器的模块缝隙，则相应位置的光子没有到达探测器，也就没有被探测器所接收。将两个光子都到达探测器的湮灭光子对，根据能量分辨率对光子到达探测器的能量进行高斯随机处理。对光子能量进行高斯随机处理，模拟实际探测器的能量分辨。
步骤S206，若处理后湮灭光子对中的两个光子到达探测器的能量都大于预设阈值，则将相应湮灭光子对作为有效光子对。
具体地，对湮灭光子对中的两个光子的光子到达探测器能量进行高斯随机处理，判断两个光子高斯随机处理后的能量是否都大于预设阈值，若都大于预设阈值，则判断这一对光子对为有效事件。将都大于预设阈值的湮灭光子对作为有效光子对。其中，预设阈值为PET系统低能量阈值。
步骤S208，获取有效光子对的光子状态信息。
具体地，获取有效光子对的光子状态信息可以为直接获取的有效光子对的光子状态信息，也可以为对获取对有效光子对进行飞行时间重建后的光子状态信息。优选的，获取预设飞行时间重建标识；若预设飞行时间重建标识为进行飞行时间重建，则对有效光子对进行飞行时间重建；获取飞行时间重建后的有效光子对光子状态信息。其中，预设飞行时间重建标识为预先设定，当此次蒙特卡罗模拟需要进行飞行时间重建时，则预先将预设飞行时间重建标识设定为进行飞行时间重建；当此次蒙特卡罗模拟不需要进行飞行时间重建时，则预先将预设飞行时间重建标识设定为不进行飞行时间重建。
在一个实施例中，如图3所示，提供了一种符合计数弦图生成方法，包括以下步骤：
步骤S302，获取相应探测器的能量分辨率以及探测器与不同能量光子发生相互作用的概率。
具体地，能量分辨率是指探测器所能够测定的最小能量间隔。获取湮灭光子对中两个到达的探测器的能量分辨率。探测器对于不同能量、不同入射方向的伽马射线，探测效率不同，也就是探测器与不同能量光子发生相互作用的概率不同。获取探测器与不同能量光子发生相互作用的概率。
步骤S304，若湮灭光子对中的两个光子均被探测器接收，则根据能量分辨率对光子到达探测器的能量进行随机处理。
具体地，首先判断光子对中的两个光子是否均被探测器接收，此处需结合实际探测器的位置分布，若光子所在位置无探测晶体存在，如探测器的模块缝隙，则相应位置的光子没有到达探测器，也就是没有被探测器接收。将两个光子都到达探测器的湮灭光子对，根据能量分辨率对光子到达探测器的能量进行高斯随机处理。对光子能量进行高斯随机处理，模拟实际探测器的能量分辨。
步骤S306，根据处理后湮灭光子对中的两个光子到达探测器的能量、光子到达探测器的方向、光子到达探测器的位置以及所述探测器与不同能量光子发生相互作用的概率，计算湮灭光子对被探测器接收的概率。
步骤S308，根据所述湮灭光子对被探测器接收的概率，获取有效光子对的光子状态信息。
具体地，将湮灭光子对被探测器接收的概率设定为有效光子对的个数。获取有效光子对的光子状态信息可以为直接获取的有效光子对的光子状态信息，也可以为对获取对有效光子对进行飞行时间重建后的光子状态信息。优选的，获取预设飞行时间重建标识；若预设飞行时间重建标识为进行飞行时间重建，则对有效光子对进行飞行时间重建；获取飞行时间重建后的有效光子对光子状态信息。其中，预设飞行时间重建标识为预先设定，当此次蒙特卡罗模拟需要进行飞行时间重建时，则预先将预设飞行时间重建标识设定为进行飞行时间重建；当此次蒙特卡罗模拟不需要进行飞行时间重建时，则预先将预设飞行时间重建标识设定为不进行飞行时间重建。
在一个实施例中，如图4所示，提供了一种飞行时间重建的方法，包括以下步骤：
步骤S402，获取探测器的时间分辨率以及预设飞行时间重建标识。
具体地，预设飞行时间重建标识为预先设定，当此次蒙特卡罗模拟需要进行飞行时间重建时，则预先将预设飞行时间重建标识设定为进行飞行时间重建；当此次蒙特卡罗模拟不需要进行飞行时间重建时，则预先将预设飞行时间重建标识设定为不进行飞行时间重建。探测器的时间分辨率为探测器所能够测定的最小时间间隔。
步骤S404，根据所述预设飞行时间重建标识，获取有效光子对中两个光子的光子达到探测器的输运时间。
具体地，若预设飞行时间重建标识为进行飞行时间重建，则获取有效光子对中两个光子光子状态信息，并获取相应光子达到探测器的输运时间。其中光子达到探测器的输运时间为：发生湮灭产生光子的时间点到光子到达探测器的时间点的总时长。
步骤S406，根据所述有效光子对中两个光子达到探测器的输运时间以及所述时间分辨率，对所述输运时间进行随机处理。
具体地，获取相应探测器的时间分辨率；根据两个光子的输运时间，计算两个光子到达探测器的时间差；根据所述探测器的时间分辨率对所述时间差进行时间分辨率高斯抽样。首先根据湮灭光子对中两个光子的光子达到探测器的输运时间，计算两光子达到探测器的时间差；根据两光子分别抵达的探测器编号，更改时间差方向。探测器对光子探测时，记录光子的时间信息有一定误差，此误差分布满足高斯分布。因此，对模拟所得光子理想时间差进行随机抽样，即可得到探测器可能记录的光子到达探测器的时间差。
步骤S408，根据所述随机处理后的输运时间，划分数据子集。
具体地，有效光子到达探测器的时间差范围为-1500ps到+1500ps，则将该范围分为15个子集，时间差为[-1500,-1300]ps的有效光子对记录为第1个子集；(-1300,-1100]ps的有效光子对记录为第2个子集，(-1100,-900]ps的有效光子对记录为第3个子集，(-900,-700]ps的有效光子对记录为第4个子集，(-700,-500]ps的有效光子对记录为第5个子集，(-500,-300]ps的有效光子对记录为第6个子集，(-300,-100]ps的有效光子对记录为第7个子集，(-100,100]ps的有效光子对记录为第8个子集，(100,300]ps的有效光子对记录为第9个子集，(300,500]ps的有效光子对记录为第10个子集，(500,700]ps的有效光子对记录为第11个子集，(700,900]ps的有效光子对记录为第12个子集，(900,1100]ps的有效光子对记录为第13个子集，(1100,1300]ps的有效光子对记录为第14个子集，(1300,1500]ps的有效光子对记录为第15个子集。根据高斯抽样后光子到达探测器的时间差，将有效光子对划分至上述相应子集内。通过对有效光子对进行飞行时间重建能够提高重建图像的质量。
在其中一个实施例中，可以细化探测效率权重公式的计算方式，添加晶体内散射、光子入射深度、乘积位置的描述。还可以不以公式进行探测效率权重计算，而根据实验结果或蒙特卡罗模拟结果，建立光子到达探测器的能量、光子到达探测器的位置、光子到达探测器的方向与探测效率、实际探测位置之间的查找表，通过查表确定符合计数弦图计算所用权重。
利用上述符合计数弦图生成方法得到的符合计数弦图进行散射校正，既能够提高散射校正的精度，又能够提升重建图像的质量。以此权重计算所得符合计数弦图精确度要明显高于以符合事件统计量计算所得符合计数弦图。特别是对于长轴向PET系统，此权重计算与光子的到达探测器的能量、方向有关，长轴PET系统探测器接收的光子方向分布范围远大于短轴向系统，因此长轴向PET系统受晶体效率的影响更大。
应该理解的是，虽然图1-4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1-4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5所示，提供了一种符合计数弦图生成装置，包括：获取模块100、处理模块200、计算模块300和符合计数弦图生成模块400，其中：
获取模块100，用于获取模拟湮灭光子对到达探测器的光子状态信息。
处理模块200，用于若湮灭光子对中的两个光子均被探测器接收，则对相应湮灭光子对的光子状态信息进行处理，确定有效光子对。
计算模块300，用于根据有效光子对的光子状态信息，计算有效光子对的探测效率权重以及响应线。
符合计数弦图生成模块400，用于根据探测效率权重以及响应线，生成符合计数弦图。
处理模块200包括：第一获取单元、第一高斯处理单元以及比较单元。
第一获取单元，用于获取相应探测器的能量分辨率；还用于获取有效光子对的光子状态信息。
第一高斯处理单元，用于若湮灭光子对中的两个光子均被探测器接收，则根据能量分辨率对光子到达探测器的能量进行随机处理。
比较单元，用于若处理后湮灭光子对中的两个光子到达探测器的能量都大于预设阈值，则将相应湮灭光子对作为有效光子对。
处理模块200还包括：第二获取单元、第二高斯处理单元以及计算单元。
第二获取单元，用于获取相应探测器的能量分辨率以及探测器与不同能量光子发生相互作用的概率；还用于根据所述湮灭光子对被探测器接收的概率，获取有效光子对的光子状态信息。
第二高斯处理单元，用于若湮灭光子对中的两个光子均被探测器接收，则根据所述能量分辨率对光子到达探测器的能量进行随机处理。
计算单元，用于根据处理后湮灭光子对中的两个光子到达探测器的能量、光子到达探测器的方向、光子到达探测器的位置以及所述探测器与不同能量光子发生相互作用的概率，计算湮灭光子对被探测器接收的概率。
符合计数弦图生成装置还包括飞行重建模块；
飞行重建模块，用于获取探测器的时间分辨率以及预设飞行时间重建标识；根据所述预设飞行时间重建标识，获取有效光子对中两个光子达到探测器的输运时间；根据所述有效光子对中两个光子达到探测器的输运时间以及所述时间分辨率，对所述输运时间进行随机处理；根据所述随机处理后的输运时间，划分数据子集。
飞行重建模块包括：时间差计算单元以及抽样单元。
时间差计算单元，用于根据两个光子的输运时间，计算两个光子到达探测器的时间差。
抽样单元，用于根据探测器的时间分辨率对时间差进行时间分辨率高斯抽样。
计算模块300包括：探测效率权重计算单元以及响应线计算单元。
探测效率权重计算单元，用于根据有效光子对的光子到达探测器的能量以及光子到达探测器的方向，得到探测效率权重。
响应线计算单元，用于根据有效光子对的光子到达探测器的位置，得到响应线。
符合计数弦图生成模块400包括：有效光子对获取单元以及符合计数弦图生成单元。
有效光子对获取单元，用于根据有效光子对的光子状态信息，获取带有散射标记的有效光子对。
符合计数弦图生成单元，用于根据带有散射标记的有效光子对的探测效率权重以及响应线，生成符合计数弦图。
关于符合计数弦图生成装置的具体限定可以参见上文中对于符合计数弦图生成方法的限定，在此不再赘述。上述符合计数弦图生成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6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符合计数弦图生成方法。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6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：
获取模拟湮灭光子对到达探测器的光子状态信息；若湮灭光子对中的两个光子均被探测器接收，则对相应湮灭光子对的光子状态信息进行处理，确定有效光子对；根据所述有效光子对的光子状态信息，计算所述有效光子对的探测效率权重以及响应线；根据所述探测效率权重以及响应线，生成符合计数弦图。
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：
获取相应探测器的能量分辨率；若湮灭光子对中的两个光子均被探测器接收，则根据所述能量分辨率对光子到达探测器的能量进行随机处理；若处理后湮灭光子对中的两个光子到达探测器的能量都大于预设阈值，则将相应湮灭光子对作为有效光子对；获取有效光子对的光子状态信息。
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：
获取相应探测器的能量分辨率以及探测器与不同能量光子发生相互作用的概率；若湮灭光子对中的两个光子均被探测器接收，则根据所述能量分辨率对光子到达探测器的能量进行随机处理；根据处理后湮灭光子对中的两个光子到达探测器的能量、光子到达探测器的方向、光子到达探测器的位置以及所述探测器与不同能量光子发生相互作用的概率，计算湮灭光子对被探测器接收的概率；根据所述湮灭光子对被探测器接收的概率，获取有效光子对的光子状态信息。
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：
获取探测器的时间分辨率以及预设飞行时间重建标识；根据所述预设飞行时间重建标识，获取有效光子对中两个光子达到探测器的输运时间；根据所述有效光子对中两个光子达到探测器的输运时间以及所述时间分辨率，对所述输运时间进行随机处理；根据所述随机处理后的输运时间，划分数据子集。
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：
根据两个光子的输运时间，计算两个光子到达探测器的时间差；根据所述探测器的时间分辨率对所述时间差进行时间分辨率高斯抽样。
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：
根据有效光子对的光子到达探测器的能量以及光子到达探测器的方向，得到探测效率权重；根据有效光子对的光子到达探测器的位置，得到响应线。
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：
根据有效光子对的光子状态信息，获取带有散射标记的有效光子对；根据带有散射标记的有效光子对的探测效率权重以及响应线，生成符合计数弦图。
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：
获取模拟湮灭光子对到达探测器的光子状态信息；若湮灭光子对中的两个光子均被探测器接收，则对相应湮灭光子对的光子状态信息进行处理，确定有效光子对；根据所述有效光子对的光子状态信息，计算所述有效光子对的探测效率权重以及响应线；根据所述探测效率权重以及响应线，生成符合计数弦图。
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：
获取相应探测器的能量分辨率；若湮灭光子对中的两个光子均被探测器接收，则根据所述能量分辨率对光子到达探测器的能量进行随机处理；若处理后湮灭光子对中的两个光子到达探测器的能量都大于预设阈值，则将相应湮灭光子对作为有效光子对；获取有效光子对的光子状态信息。
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：
获取相应探测器的能量分辨率以及探测器与不同能量光子发生相互作用的概率；若湮灭光子对中的两个光子均被探测器接收，则根据所述能量分辨率对光子到达探测器的能量进行随机处理；根据处理后湮灭光子对中的两个光子到达探测器的能量、光子到达探测器的方向、光子到达探测器的位置以及所述探测器与不同能量光子发生相互作用的概率，计算湮灭光子对被探测器接收的概率；根据所述湮灭光子对被探测器接收的概率，获取有效光子对的光子状态信息。
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：
获取探测器的时间分辨率以及预设飞行时间重建标识；根据所述预设飞行时间重建标识，获取有效光子对中两个光子达到探测器的输运时间；根据所述有效光子对中两个光子达到探测器的输运时间以及所述时间分辨率，对所述输运时间进行随机处理；根据所述随机处理后的输运时间，划分数据子集。
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：
根据两个光子的输运时间，计算两个光子到达探测器的时间差；根据所述探测器的时间分辨率对所述时间差进行时间分辨率高斯抽样。
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：
根据有效光子对的光子到达探测器的能量以及光子到达探测器的方向，得到探测效率权重；根据有效光子对的光子到达探测器的位置，得到响应线。
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：
根据有效光子对的光子状态信息，获取带有散射标记的有效光子对；根据带有散射标记的有效光子对的探测效率权重以及响应线，生成符合计数弦图。
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)

1.一种符合计数弦图生成方法，其特征在于，所述方法包括：
获取模拟湮灭光子对到达探测器的光子状态信息；
若湮灭光子对中的两个光子均被探测器接收，则对相应湮灭光子对的光子状态信息进行处理，确定有效光子对；
根据所述有效光子对的光子状态信息，计算所述有效光子对的探测效率权重以及响应线；
根据所述探测效率权重以及响应线，生成符合计数弦图。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述若湮灭光子对中的两个光子均被探测器接收，则对相应湮灭光子对的光子状态信息进行处理，确定有效光子对包括：所述光子状态信息包括散射标记、光子到达探测器的位置、光子到达探测器的方向、光子到达探测器的能量以及光子达到探测器的输运时间；
获取相应探测器的能量分辨率；
若湮灭光子对中的两个光子均被探测器接收，则根据所述能量分辨率对光子到达探测器的能量进行随机处理；
若处理后湮灭光子对中的两个光子到达探测器的能量都大于预设阈值，则将相应湮灭光子对作为有效光子对；
获取有效光子对的光子状态信息。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述若湮灭光子对中的两个光子均被探测器接收，则对相应湮灭光子对的光子状态信息进行处理，确定有效光子对包括：所述光子状态信息包括散射标记、光子到达探测器的位置、光子到达探测器的方向、光子到达探测器的能量以及光子达到探测器的输运时间；
获取相应探测器的能量分辨率以及探测器与不同能量光子发生相互作用的概率；
若湮灭光子对中的两个光子均被探测器接收，则根据所述能量分辨率对光子到达探测器的能量进行随机处理；
根据处理后湮灭光子对中的两个光子到达探测器的能量、光子到达探测器的方向、光子到达探测器的位置以及所述探测器与不同能量光子发生相互作用的概率，计算湮灭光子对被探测器接收的概率；
根据所述湮灭光子对被探测器接收的概率，获取有效光子对的光子状态信息。
4.根据权利要求2-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述获取有效光子对的光子状态信息包括：
获取探测器的时间分辨率以及预设飞行时间重建标识；
根据所述预设飞行时间重建标识，获取有效光子对中两个光子达到探测器的输运时间；
根据所述有效光子对中两个光子达到探测器的输运时间以及所述时间分辨率，对所述输运时间进行随机处理；
根据所述随机处理后的输运时间，划分数据子集。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述有效光子对中两个光子达到探测器的输运时间以及所述时间分辨率，对所述输运时间进行随机处理包括：
根据两个光子的输运时间，计算两个光子到达探测器的时间差；
根据所述探测器的时间分辨率对所述时间差进行时间分辨率高斯抽样。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述有效光子对的光子状态信息，计算所述有效光子对的探测效率权重以及响应线包括：
根据有效光子对的光子到达探测器的能量以及光子到达探测器的方向，得到探测效率权重；
根据有效光子对的光子到达探测器的位置，得到响应线。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述探测效率权重以及响应线，生成符合计数弦图包括：
根据有效光子对的光子状态信息，获取带有散射标记的有效光子对；
根据带有散射标记的有效光子对的探测效率权重以及响应线，生成符合计数弦图。
8.一种符合计数弦图生成装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于获取模拟湮灭光子对到达探测器的光子状态信息；
处理模块，用于若湮灭光子对中的两个光子均被探测器接收，则对相应湮灭光子对的光子状态信息进行处理，确定有效光子对；
计算模块，用于根据所述有效光子对的光子状态信息，计算所述有效光子对的探测效率权重以及响应线；
符合计数弦图生成模块，用于根据所述探测效率权重以及响应线，生成符合计数弦图。
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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