CN110432922B - 一种提高pet系统时间校准精度的方法 - Google Patents
一种提高pet系统时间校准精度的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110432922B CN110432922B CN201910723632.3A CN201910723632A CN110432922B CN 110432922 B CN110432922 B CN 110432922B CN 201910723632 A CN201910723632 A CN 201910723632A CN 110432922 B CN110432922 B CN 110432922B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- threshold
- low
- acquisition
- pet system
- threshold value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000013480 data collection Methods 0.000 claims description 5
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 claims 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims 1
- 238000002600 positron emission tomography Methods 0.000 description 26
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000000700 radioactive tracer Substances 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 238000012879 PET imaging Methods 0.000 description 1
- 238000003759 clinical diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000002059 diagnostic imaging Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 230000003902 lesion Effects 0.000 description 1
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012636 positron electron tomography Methods 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
- A61B6/03—Computed tomography [CT]
- A61B6/037—Emission tomography
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/48—Diagnostic techniques
- A61B6/481—Diagnostic techniques involving the use of contrast agents
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/52—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis
- A61B6/5211—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of medical diagnostic data
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Nuclear Medicine (AREA)
Abstract
本发明提供一种提高PET系统时间校准精度的方法，包括以下步骤：(1)对高、低双阈值的脉冲信号甄别电路；(2)对本底计数进行数据采集处理；(3)对步骤(2)后的本底数据以区域为单位进行数据分析处理，获取的阈值作为低阈值；(4)对步骤(3)后的阈值数据形成阈值查找表；(5)对步骤(4)后的阈值查找表通过数据采集加载到PET系统各对应模块；(6)根据阈值表对脉冲信号更原始的时间信号进行探测。本发明采用高、低阈值的比较器，自动改变低阈值，获取各区域对应的计数峰值以及对应的阈值，实现对区域的低阈值的精准获取；可以达到提高PET系统时间分辨率提高，时间分辨率指标提升的目的。
Description
技术领域
本发明涉及医学影像设备技术领域，更为具体地涉及一种提升PET系统时间校准精度的方法。
背景技术
正电子发射断层成像(PET,Positron Emission Tomography)检查前需要注射放射性示踪剂，示踪剂能够被人体组织代谢。相比于正常组织，肿瘤就有更高的代谢水平。PET成像的原理是：示踪剂衰变产生正电子，正电子与负电子湮灭发出两个方向相反、能量相等的光子对，每个光子以光速飞行。探测器探测光子对后，进行一系列信号处理，重建出具有临床诊断意义的图像。
如果可以测出两个光子到达探测器的时间差，由于探测器直径和光速已知，就可以确定光子出现的位置，即正电子的发射位置，也就是示踪剂衰变的位置。传统PET重建技术只能是将该淹没位置定位在该70cm符合线的任何位置上。因此，ToF重建技术能极大地降低图像的噪声水平，这样通过图像信噪比的提高达到改善图像质量的效果。理论上，若ToF-PET的时间分辨率达到20ps，则基于时间分辨率可以将病灶定位在3mm的精度范围内，届时，PET将彻底不需要图像重建。
TOF技术能够提高PET诊断精度、缩短扫描时间，拓展了PET的临床应用，因此，提高系统的时间分辨率是未来PET发展的主要趋势之一。然而，由于受PET探测器，前端电子学电路等的影响，PET探测器各模块间存在一定的时间差异，并且这些差异是无规则的。因此，需要一种高精度的校准方法来实现对系统准确的时间校准。
发明内容
本发明为了解决现有技术中PET探测器各模块间存在的时间差异，无法对系统准确的时间校准的问题，提出一种提高PET系统时间校准精度的方法，采用高低双阈值的比较器，通过对数据的采集和分析，获取每个模块区域的阈值，能有效实现PET整机系统各模块区域的阈值达到最佳，保证了系统的时间校准的精准性，提高PET系统时间分辨率提高，时间分辨率指标提升的目的。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种提高PET系统时间校准精度的方法，包括以下步骤：
(1)对高低双阈值的脉冲信号甄别电路；
(2)对进行步骤(1)后电路的本底计数进行数据采集处理；
(3)对进行步骤(2)后得到的本底数据以区域为单位进行数据分析处理，获取的阈值作为低阈值；
(4)对进行步骤(3)后得到的阈值数据形成阈值表；
(5)对进行步骤(4)后得到的阈值表通过数据采集加载到PET系统各对应模块；
(6)根据阈值表对脉冲信号更原始的时间信号进行探测。
进一步地，所述步骤(1)中采用高、低双阈值比较器的方式来对高、低双阈值的脉冲信号甄别电路。
进一步地，所述高、低双阈值比较器为不同的两路比较器。
进一步地，所述步骤(2)中的数据采集处理具体包括以下步骤：首先设置采集次数N和采集步进值step；再自动加载低阈值表，设置初始阈值为Th(0)；再对单事例本底计数采集，当前状态下数据采集结束，并记录当前采集次数n，判断n≤N，若n＜N，则更新阈值表后继续数据采集；若n＝N，则采集结束。
进一步地，所述数据采集默认采集次数N＝30次，采集进步值step＝3,初始阈值Th(0)＝0。
进一步地，所述数据采集处理的采集时间为5min。
进一步地，所述步骤(3)中的数据分析处理具体包括以下步骤：首先将区域本底计数分布统计；再分析区域本底计数与当前阈值的关系，获取区域本底计数峰值及对应的阈值，并将区域获得阈值作为低阈值。
进一步地，所述数据分析处理是根据每个不同的区域本底计数分布统计和分析，并获取每个区域的本底计数峰值和阈值，获得每个区域的低阈值。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)采用高、低阈值的比较器，自动改变低阈值，获取各区域对应的计数峰值以及对应的阈值，实现对区域的低阈值的精准获取。
(2)采用本发明技术方案中的方法对本底计数的数据采集，获取当前状态的各区域的本底计数分布与阈值之间的关系，并获取对应的阈值，可以达到提高PET系统时间分辨率提高，时间分辨率指标提升的目的。
附图说明
图1为本发明的提高PET系统时间校准精度的方法流程图；
图2位本发明的数据采集流程图；
图3为本发明的数据分析流程图；
图4为本发明的PET系统模块分布示意图；
图5为本发明的峰值(阈值)的位置示意图；
图6为对比例1时间校准的时间分布曲线图；
图7为对比例2时间校准的时间分布曲线图；
图8为本发明实施例1时间校准的时间分布曲线图。
附图说明
图中英文的翻译：block：区域；single：单事例。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1
如图1至图3所示，一种提高PET系统时间校准精度的方法，包括以下步骤：
(1)采用不同的高、低双阈值比较器来对高、低双阈值的脉冲信号甄别电路；
(2)对进行步骤(1)后电路的本底计数进行数据采集处理，具体步骤为：首先设置采集次数N和采集步进值step；再自动加载阈值表，设置初始阈值Th(0)；再对单事例本底计数采集，根据当前阈值状态下采集结束；再判断采集次数小于或等于预设值；若采集次数小于预设值，将更新低阈值表；再自动加载低阈值表；再对单事例本底计数采集，根据当前状态下数据采集结束，并记录当前采集次数n，判断n≤N，若n＜N，则更新阈值表后继续数据采集；若n＝N，则采集结束；数据采集默认采集次数N＝30次，采集进步值step＝3,初始阈值Th(0)＝0，采集时间为5min。
(3)对进行步骤(2)后得到的本底数据以区域为单位进行数据分析处理，具体步骤为：首先将每个不同的区域本底计数分布统计；再分析每个区域本底计数与当前阈值的关系，获取每个区域的本底计数峰值及对应的阈值，并将每个区域获得阈值作为该区域的低阈值；当前阈值的计算方式为：Th(n)＝Th(0)+(n-1)x step＝0+(n-1)x 3；
(4)对进行步骤(3)后得到的阈值数据形成阈值表；
(5)对进行步骤(4)后得到的阈值表通过数据采集加载到PET系统各对应模块；
(6)根据阈值表对脉冲信号更原始的时间信号进行探测。
如图4所示，PET系统共有38个模块，每个模块有24个区域，即PET系统有912个区域，以区域为单元分别统计采集的计数分布，根据本底计数分布，统计所有区域的计数率。
如图5所示，将所有采集次数的同一区域的计数分布与阈值的关系以曲线表示，得出每个区域本底计数和阈值关系曲线的峰值点所对应的横坐标，将所获得的峰值阈值按照PET系统模块的排布方式形成阈值表，并将阈值表通过数据采集下发给PET系统各模块，完成阈值表的加载。
本发明实施方案的时间校准效果验证：
如图6至图8所示，本验证方式采用图表的形式来表达，给出PET系统不做时间校准的时间分辨率曲线图(图6：对比例1)、PET系统使用传统方式做时间校准的时间分辨率曲线图(图7：对比例2)以及PET系统使用本发明技术方案做时间校准的时间分辨率曲线图(图8：实施例1)，具体效果如下表所示：
| 项目/例子 | 实施例1 | 对比例1 | 对比例2 |
| 时间分辨率(ps) | 622ps | 6285ps | 1065ps |
根据以上表格可知，本发明的实施例1与对比例2相比较，时间分辨率提高了443ps，时间分辨率指标提升了42％，提升效果显著。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种提高PET系统时间校准精度的方法，包括以下步骤：
（1）采用高、低双阈值的脉冲信号甄别电路，对高、低双阈值的脉冲信号进行甄别；
（2）对进行步骤（1）后电路的本底计数进行数据采集处理；所述数据采集处理具体包括以下步骤：首先设置采集次数N和采集步进值step；再自动加载低阈值表，设置初始阈值Th（0）；再对单事例本底计数采集，当前状态下数据采集结束，并记录当前采集次数n，判断n≤N，若n＜N，则更新低阈值表后继续数据采集；若n=N，则采集结束；
（3）对进行步骤（2）后得到的本底数据以区域为单位进行数据分析处理，获取的阈值作为低阈值；所述数据分析处理具体包括以下步骤：首先将区域本底计数分布统计；再分析区域本底计数与当前阈值的关系，获取区域本底计数峰值及对应的阈值，并将区域获得阈值作为低阈值；当前阈值的计算方式为：Th（n）=Th（0）+（n-1）×step；
（4）对进行步骤（3）后得到的低阈值数据形成低阈值表；
（5）对进行步骤（4）后得到的低阈值表通过数据采集加载到PET系统各探测器模块；
（6）根据加载到PET系统各探测器模块的低阈值表对脉冲信号更原始的时间信号进行探测。
2.根据权利要求1所述的提高PET系统时间校准精度的方法，其特征在于，所述步骤（1）中采用高、低双阈值比较器的方式来对高、低双阈值的脉冲信号进行甄别。
3.根据权利要求2所述的提高PET系统时间校准精度的方法，其特征在于，所述高、低双阈值比较器为不同的两路比较器。
4.根据权利要求1所述的一种提高PET系统时间校准精度的方法，其特征在于，所述数据采集默认采集次数N=30次，采集步进值step=3，初始阈值Th（0）=0。
5.根据权利要求1所述的一种提高PET系统时间校准精度的方法，其特征在于，所述数据采集处理的采集时间为5分钟。
6.根据权利要求1所述的一种提高PET系统时间校准精度的方法，其特征在于，所述数据分析处理是根据每个不同的区域本底计数分布统计和分析，获取区域本底计数峰值及对应的阈值，并将区域获得阈值作为低阈值。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910723632.3A CN110432922B (zh) | 2019-08-07 | 2019-08-07 | 一种提高pet系统时间校准精度的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910723632.3A CN110432922B (zh) | 2019-08-07 | 2019-08-07 | 一种提高pet系统时间校准精度的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110432922A CN110432922A (zh) | 2019-11-12 |
| CN110432922B true CN110432922B (zh) | 2022-11-18 |
Family
ID=68433594
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910723632.3A Active CN110432922B (zh) | 2019-08-07 | 2019-08-07 | 一种提高pet系统时间校准精度的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110432922B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111736207B (zh) * | 2020-05-28 | 2022-06-07 | 广东明峰医疗科技有限公司 | 一种pet时间标定方法 |
| CN111685788B (zh) * | 2020-06-09 | 2022-07-29 | 广东明峰医疗科技有限公司 | 一种提高pet信噪比的方法 |
| CN112545484B (zh) * | 2020-12-01 | 2023-08-08 | 上海联影医疗科技股份有限公司 | 医学成像系统校准时间确定方法、装置和计算机设备 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102608648B (zh) * | 2006-07-28 | 2015-06-03 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 正电子发射断层摄影中的飞行时间测量 |
| US8178848B2 (en) * | 2009-12-21 | 2012-05-15 | General Electric Company | Systems and methods for filtering noise in pixelated image detectors |
| JP6295265B2 (ja) * | 2012-11-19 | 2018-03-14 | ピーイーティーエスワイエス−メディカル ピーイーティー イメージング システムズ エスアー | シリコン光電子増倍管を用いてエネルギー及び飛行時間を測定するための読み出し装置及び読み出し方法 |
| US8796637B1 (en) * | 2013-05-24 | 2014-08-05 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Timing calibration for time-of-flight (TOF) PET using positron-emitting isotopes and annihilation targets |
| FR3032081B1 (fr) * | 2015-01-28 | 2018-02-16 | Weeroc | Circuit electronique configure pour controler un module d'acquisition d'un dispositif de detection de photons, module d'acquisition, procede de controle, et programme d'ordinateur correspondant. |
| CN109507716B (zh) * | 2018-11-16 | 2020-04-21 | 江苏赛诺格兰医疗科技有限公司 | 一种获取闪烁体探测器能量信息的方法 |
-
2019
- 2019-08-07 CN CN201910723632.3A patent/CN110432922B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110432922A (zh) | 2019-11-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110432922B (zh) | 一种提高pet系统时间校准精度的方法 | |
| EP2994776B1 (en) | Apparatus and method for the evaluation of gamma radiation events | |
| CN107693037B (zh) | Pet扫描装置及其时间偏移校正方法 | |
| US7820975B2 (en) | Achieving accurate time-of-flight calibrations with a stationary coincidence point source | |
| US7847552B2 (en) | Exclusion of compromised PET data during simultaneous PET-MR acquisition | |
| JP7265791B2 (ja) | パルス信号をサンプリングするための方法及びデバイス並びにコンピュータプログラム媒体 | |
| US20140257096A1 (en) | Data-driven optimization of event acceptance/rejection logic | |
| CN104220900B (zh) | 高通量光子计数探测器电子器件 | |
| US8969814B2 (en) | System and method of determining timing triggers for detecting gamma events for nuclear imaging | |
| CN111965691B (zh) | 一种pet中的时间游走修正方法 | |
| CN110680370B (zh) | 图像重建方法、装置、控制台设备及pet系统 | |
| CN106842277B (zh) | 一种堆积事件处理方法及装置 | |
| CN109507716B (zh) | 一种获取闪烁体探测器能量信息的方法 | |
| CN104173070B (zh) | 确定pet飞行时间的方法和装置 | |
| CN112068188B (zh) | Pet探测器能量峰位漂移的实时校准方法 | |
| CN109350099A (zh) | 一种应用于临床pet系统的随机事件去除处理方法 | |
| CN111839569B (zh) | Pet时间分辨率测算、重建系统和方法 | |
| Oliver et al. | Application of artificial neural network for reducing random coincidences in PET | |
| CN110327063B (zh) | 能量校正方法、装置、控制台设备及pet系统 | |
| CN113520435A (zh) | 时间校正方法、装置、计算机设备以及存储介质 | |
| GB2497834A (en) | Analyzing pet medical imaging data | |
| CN111736207B (zh) | 一种pet时间标定方法 | |
| CN110176009A (zh) | 一种肺部图像分割和跟踪方法和系统 | |
| CN108542409B (zh) | 一种测量双平板pet系统噪声等效计数率的方法 | |
| CN103211597B (zh) | 一种基于仿射聚类的静息脑功能连通区域检测方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20230301 Address after: No. 863, Qingpu Road, Shou'an Street, Pujiang County, Chengdu, Sichuan 611633 Patentee after: Sichuan Mingfeng Medical Technology Co.,Ltd. Address before: 528437 First and Second Floors of A3 Building No.6 Shennong Road, Zhongshan Torch Development Zone, Guangdong Province Patentee before: Guangdong Mingfeng Medical Technology Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right |