CN110680370B - 图像重建方法、装置、控制台设备及pet系统 - Google Patents

图像重建方法、装置、控制台设备及pet系统 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供一种图像重建方法、装置、控制台设备及PET系统。本发明实施例，通过从采集的PET扫描数据中，识别出每个晶体内康普顿散射事件对应的第一扫描数据、以及能量值超过预设的第一能量阈值的第二扫描数据，对于每组第一扫描数据，从第二扫描数据中找出与该第一扫描数据匹配的第一单事件数据，根据所述第一扫描数据及与所述第一扫描数据匹配的第一单事件数据，获得由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据，根据所述第二扫描数据中符合事件对应的数据以及所述由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据进行图像重建，得到重建图像，通过将晶体内康普顿散射事件恢复为符合事件，增加了感兴趣区域的符合事件计数率，提高了系统灵敏度。

Description

图像重建方法、装置、控制台设备及PET系统
技术领域
本发明涉及医学图像处理技术领域，尤其涉及一种图像重建方法、装置、控制台设备及PET系统。
背景技术
正电子发射断层成像(Positron Emission Tomography，PET)技术是当前的热门医学影像技术之一。基于飞行时间(Time of Flight，TOF)技术的正电子发射断层成像(TOF-PET)是核医学领域技术发展的重要方向，与传统的PET成像相比，它可以提供更加清晰的图像。
PET探测器用于在PET系统扫描过程中，探测被检体内发出的高能光子，并基于探测结果生成PET扫描数据。PET扫描数据中不仅包括符合事件对应的单事件数据，也包括晶体内康普顿散射事件对应的单事件数据。在图像重建过程中，相关技术根据能量大小将晶体内康普顿散射事件对应的单事件数据过滤掉，利用符合事件对应的单事件数据进行图像重建，这样使得系统总符合计数率减少，导致系统灵敏度降低。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题，本发明提供了一种图像重建方法、装置、控制台设备及PET系统，提高系统灵敏度。
根据本发明实施例的第一方面，提供一种图像重建方法，所述方法包括：
从采集的PET扫描数据中，识别出每个晶体内康普顿散射事件对应的第一扫描数据、以及能量值超过预设的第一能量阈值的第二扫描数据；
对于每组第一扫描数据，从第二扫描数据中找出与该第一扫描数据匹配的第一单事件数据；
根据所述第一扫描数据及与所述第一扫描数据匹配的第一单事件数据，获得由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据；
根据所述PET扫描数据中符合事件对应的扫描数据以及所述由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据进行图像重建，得到重建图像。
根据本发明实施例的第二方面，提供一种图像重建装置，所述装置包括：
识别模块，用于从采集的PET扫描数据中，识别出每个晶体内康普顿散射事件对应的第一扫描数据、以及能量值超过预设的第一能量阈值的第二扫描数据；
匹配模块，用于对于每组第一扫描数据，从第二扫描数据中找出与该第一扫描数据匹配的第一单事件数据；
散射恢复模块，用于根据所述第一扫描数据及与所述第一扫描数据匹配的第一单事件数据，获得由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据；
重建模块，用于根据所述第二扫描数据中符合事件对应的数据以及所述由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据进行图像重建，得到重建图像。
根据本发明实施例的第三方面，提供一种控制台设备，包括内部总线，以及通过内部总线连接的存储器、处理器和外部接口；其中，
所述外部接口，用于连接PET系统的探测器，所述探测器包括多个闪烁晶体及相应的多个光电转换器和处理电路；
所述存储器，用于存储校正逻辑对应的机器可读指令；
所述处理器，用于读取所述存储器上的所述机器可读指令，并执行如下操作：
从采集的PET扫描数据中，识别出每个晶体内康普顿散射事件对应的第一扫描数据、以及能量值超过预设的第一能量阈值的第二扫描数据；
对于每组第一扫描数据，从第二扫描数据中找出与该第一扫描数据匹配的第一单事件数据；
根据所述第一扫描数据及与所述第一扫描数据匹配的第一单事件数据，获得由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据；
根据所述第二扫描数据中符合事件对应的数据以及所述由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据进行图像重建，得到重建图像。
根据本发明实施例的第四方面，提供一种PET系统，包括探测器、扫描床和控制台设备，所述探测器包括多个闪烁晶体及相应的多个光电转换器和处理电路；其中，
所述闪烁晶体，用于在所述PET系统扫描过程中，探测被检体内发出的高能光子，并将所述高能光子转换为光信号；
所述光电转换器件，用于将所述光信号转换成电信号；
所述处理电路，用于将所述电信号转换成脉冲信号，采集脉冲信号的能量信息；
所述控制台设备，用于从采集的PET扫描数据中，识别出每个晶体内康普顿散射事件对应的第一扫描数据、以及能量值超过预设的第一能量阈值的第二扫描数据；对于每组第一扫描数据，从第二扫描数据中找出与该第一扫描数据匹配的第一单事件数据；根据所述第一扫描数据及与所述第一扫描数据匹配的第一单事件数据，获得由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据；根据所述第二扫描数据中符合事件对应的数据以及所述由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据进行图像重建，得到重建图像。
根据本发明实施例的第五方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中，所述程序被处理器执行时实现如下操作：
从采集的PET扫描数据中，识别出每个晶体内康普顿散射事件对应的第一扫描数据、以及能量值超过预设的第一能量阈值的第二扫描数据；
对于每组第一扫描数据，从第二扫描数据中找出与该第一扫描数据匹配的第一单事件数据；
根据所述第一扫描数据及与所述第一扫描数据匹配的第一单事件数据，获得由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据；
根据所述第二扫描数据中符合事件对应的数据以及所述由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据进行图像重建，得到重建图像。
本发明实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本发明实施例，通过从采集的PET扫描数据中，识别出每个晶体内康普顿散射事件对应的第一扫描数据、以及能量值超过预设的第一能量阈值的第二扫描数据，对于每组第一扫描数据，从第二扫描数据中找出与该第一扫描数据匹配的第一单事件数据，根据所述第一扫描数据及与所述第一扫描数据匹配的第一单事件数据，获得由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据，根据第二扫描数据中符合事件对应的数据以及所述由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据进行图像重建，得到重建图像，将晶体内康普顿散射事件恢复为符合事件，增加了散射区域的能量值，提高了系统灵敏度。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本说明书。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本说明书的实施例，并与说明书一起用于解释本说明书的原理。
图1是本发明实施例提供的图像重建方法的一个流程示例图。
图2是本发明实施例提供的晶体内康普顿散射事件形成的多条LOR响应线的示例图。
图3是本发明实施例提供的图像重建装置的功能方块图。
图4是本发明实施例提供的控制台设备的一个硬件结构图。
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发明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、本发明实施例的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本发明实施例使用的术语是仅仅出于描述特定本发明实施例的目的，而非旨在限制本发明实施例。在本发明实施例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，尽管在本发明实施例可能采用术语第一、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，在不脱离本发明实施例范围的情况下，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”。
PET系统所采集的PET扫描数据是由一个个的单事件数据组成的。每个单事件数据包括能量信息、时间信息和位置信息。其中，能量信息表示入射到探测器晶体中的光子的能量，时间信息表示该光子入射到探测器晶体中的时间，位置信息为该光子所入射到的晶体的位置。
在对被检体进行PET扫描的过程中，被检体中的目标区域发生湮灭事件时，会产生两个能量相同、方向相反的光子，该两个光子分别到达互成180度角的探测器晶体，被探测器捕获，生成两组单事件数据。通过该两组单事件数据进行符合，可以确定湮灭位置，从而生成一个符合事件计数。
如果该两个光子中的一个光子按照原方向(此处原方向是指湮灭事件所产生的光子的运动方向)到达探测器晶体，另一个光子在中途发生晶体内康普顿散射，则该另一个光子经散射后产生多个散射光子，该多个散射光子分别入射到探测器晶体中，被探测器捕获，生成多组单事件数据，每一个散射光子对应一个单事件。通过晶体内康普顿散射事件相关的单事件数据，可以恢复出原有的符合事件，从而增加符合事件计数。
相关技术中，在利用PET扫描数据进行图像重建的过程中，首先会根据预设的第二能量阈值对PET扫描数据进行筛选，能量值超过能量阈值的单事件数据获得通过，用于图像重建，而能量值未超过能量阈值的单事件数据被过滤掉。由于散射光子的能量小于散射前光子的能量，因此在相关技术中，与晶体内康普顿散射事件相关的单事件数据会被过滤掉，从而使得符合事件计数减少，系统灵敏度降低。
本发明提供的图像重建方法，能够将晶体内康普顿散射事件恢复为符合事件，增加符合事件计数，提高系统灵敏度。
下面通过实施例分别对本发明提供的图像重建方法进行说明。
图1是本发明实施例提供的图像重建方法的一个流程示例图。该图像重建方法可以应用于对PET扫描数据进行图像重建。如图1所示，图像重建方法可以包括：
S101，从采集的PET扫描数据中，识别出每个晶体内康普顿散射事件对应的第一扫描数据、以及能量值超过预设的第一能量阈值的第二扫描数据。
从采集的PET扫描数据中，识别出每个晶体内康普顿散射事件对应的第一扫描数据、以及能量值超过预设的第一能量阈值的第二扫描数据
S102，对于每组第一扫描数据，从第二扫描数据中找出与该第一扫描数据匹配的第一单事件数据。
S103，根据所述第一扫描数据及与一扫描数据匹配的第一单事件数据，获得由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据。
S104，根据第二扫描数据中符合事件对应的数据以及由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据进行图像重建，得到重建图像。
PET扫描数据包括PET扫描过程中的所有单事件数据。
晶体内康普顿散射是指发生在晶体内的康普顿散射。
每一个晶体内康普顿散射事件对应两个或两个以上单事件，因此步骤S101中，每个晶体内康普顿散射事件对应的第一扫描数据包括两组或两组以上的单事件数据。
步骤S101中，能量值超过预设的第一能量阈值的第二扫描数据是指上述相关技术中通过筛选的单事件数据。
举例说明。在一个湮灭事件中，产生两个能量相同、方向相反的光子：光子A和光子B。光子B按照原方向入射到探测器晶体中，被记录为单事件b；光子A发生晶体内康普顿散射产生两个散射光子：光子A1和光子A2。光子A1入射到探测器晶体中，被记录为单事件a1，光子A2入射到探测器晶体中，被记录为单事件a2。
在另一个湮灭事件中，产生两个能量相同、方向相反的光子：光子C和光子D。光子C按照原方向入射到探测器晶体中，被记录为单事件c，光子D按照原方向入射到探测器晶体中，被记录为单事件d。
则单事件a1的数据和单事件a2的数据为第一扫描数据，单事件b的数据、单事件c的数据和单事件d的数据为第二扫描数据。
在一个示例性的实现过程中，步骤S101可以包括：
对于PET扫描数据中的每个单事件数据，判断PET扫描数据中是否存在满足如下全部条件的目标单事件数据：
包含的空间位置信息所对应的第一空间位置与该单事件数据对应的第二空间位置之间的距离小于预设的距离阈值；
包含的时间信息所对应的第一时间与该单事件数据对应的第二时间之间的差值小于预设的时间阈值；
包含的第一能量值与该单事件数据中的第二能量值均小于预设的第二能量阈值，所述第二能量阈值不大于所述第一能量阈值；
若存在，则确定所述目标单事件数据和该单事件数据为同一散射事件对应的第一扫描数据，所述同一散射事件为晶体内康普顿散射事件。
本实施例利用同一晶体内康普顿散射事件的多个散射光子对应的单事件之间空间位置接近(比如空间直线跨度为6个晶体内)、时间间隔小(比如为2-3倍系统时间分辨率)且能量小(比如低于435kev)的特点，识别同一晶体内康普顿散射事件的对应的第一扫描数据，为通过晶体内康普顿散射恢复符合事件提供基础。并且，本实施例利用上述条件，还能够消除将模体内康普顿散射事件或其它正常事件误认为晶体内康普顿散射事件的情形，提高准确性。
在通过步骤S101识别出每个晶体内康普顿散射事件对应的第一扫描数据后，可以对第一扫描数据中的每个单事件数据进行标示。该标示用于指示单事件数据为晶体内康普顿散射事件的数据。
在一个示例性的实现过程中，步骤S101之前，还可以包括：
对采集的所述PET扫描数据进行系统时间校正，获得校正后的PET扫描数据；
从采集的PET扫描数据中，识别出每个晶体内康普顿散射事件对应的第一扫描数据、以及能量值超过预设的第一能量阈值的第二扫描数据，包括：从所述校正后的PET扫描数据中，识别出每个晶体内康普顿散射事件对应的第一扫描数据、以及能量值超过预设的第一能量阈值的第二扫描数据。
本实施例通过对PET扫描数据进行系统时间校正，能够补偿因系统全局时钟或安装等因素引起的时间误差，提高数据准确性。
在一个示例性的实现过程中，步骤S102可以通过如下方式实现：
对于每组第一扫描数据，将该组第一扫描数据和第二扫描数据中的各个单事件数据按照时间进行排序；
查找与该组第一扫描数据中的所有单事件数据处于同一时间窗的属于第二扫描数据的单事件数据；
将查找出的单事件数据作为与该组第一扫描数据匹配的第一单事件数据。
其中，时间窗的宽度为预设宽度。
举例说明。将前述的单事件a1、单事件a2、单事件b、单事件c和单事件d按照事件中的时间信息所表示的时间进行排序，找到同时包括单事件a1和单事件a2的时间窗1。假设单事件b在时间窗1内，单事件c和单事件d在时间窗1外，则确定单事件b的数据为与单事件a1的数据和单事件a2的数据匹配的第一单事件数据。
在一个示例性的实现过程中，步骤S103可以包括：
根据所述PET扫描数据中符合事件对应的扫描数据进行图像重建，获得初始重建图像；
将所述第一扫描数据中的每一第二单事件数据，分别与所述第一扫描数据匹配的第一单事件数据进行符合处理，获得多条响应线；
计算每条响应线对应的TOF核函数；
对每个TOF核函数与所述初始重建图像中的像素值进行线积分，获得TOF核函数对应的响应线的概率值；
将概率值最大的响应线对应的第二单事件数据和所述第一单事件数据确定为由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据。
本实施例中，符合事件对应的扫描数据为第二扫描数据中能够进行符合形成符合事件的单事件数据。
以前述的单事件a1、单事件a2、单事件b、单事件c和单事件d为例，其中，单事件b、单事件c和单事件d的数据都属于第二扫描数据，但是单事件b不能够与第二扫描数据中的其他单事件数据进行符合形成符合事件，而单事件c和单事件d的数据能够进行符合形成符合事件，因此单事件c和单事件d的数据为符合事件对应的扫描数据，而单事件b的数据不为符合事件对应的扫描数据。
初始重建图像是根据所述PET扫描数据中符合事件对应的扫描数据进行图像重建获得的。初始重建图像也即按照前述的相关技术进行图像重建获得的图像。
每组第一扫描数据中的每一第二单事件数据，分别与第一扫描数据匹配的第一单事件数据进行符合处理，即将每一个散射光子的单事件数据与第一单事件数据进行符合处理。
以前述的单事件a1和单事件a2这2个单事件的数据组成的第一扫描数据为例。单事件b的数据为与单事件a1的数据和单事件a2的数据匹配的第一单事件数据，将单事件b的数据与单事件a1数据进行符合处理，获得响应线p1，将单事件b的数据与单事件a2数据进行符合处理，获得响应线p2。
假设在一次湮灭事件中，产生的一个光子按原方向入射到晶体C1，另一个光子经过晶体内康普顿散射后得到的3个散射光子分别入射到晶体C2、晶体C3、晶体C4，则获得的三条响应线如图2所示。图2是本发明实施例提供的晶体内康普顿散射事件形成的多条LOR响应线的示例图。请参见图2，响应线LOR12通过晶体C1和晶体C2，响应线LOR13通过晶体C1和晶体C3，响应线LOR14通过晶体C1和晶体C4。这里的晶体即代表了相应单事件的位置信息所表示的位置。例如，晶体C2代表了一个散射光子对应的单事件的位置信息所表示的位置。图2中，测试模体即为被检体。
本实施例中，TOF核函数可以是根据符合时间差形成的高斯TOF核函数。
本实施例中，响应线的概率值等于响应线对应的TOF核函数与初始重建图像中的像素值的线积分的结果。例如以±3σ为范围，将TOF核函数与初始重建图像中的像素值进行积分，所得的结果即为响应线的概率值。概率值最大的响应线对应的第二单事件数据和第一单事件数据即可作为散射恢复的符合事件数据，该符合事件数据同第二扫描数据中的符合事件对应的扫描数据一起用于图像重建。
本实施例中，通过将响应线对应的TOF核函数与初始重建图像中的像素值进行线积分的方式确定响应线的概率值，进而通过概率值确定散射恢复的符合事件对应的响应线，能够对晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件响应线进行准确的空间定位，提高了响应线空间定位的准确性，从而有助于提高重建图像的图像质量。
在一个示例性的实现过程中，步骤S103之前，还可以包括：
所述PET扫描数据中的全部第一扫描数据和全部第二扫描数据进行时间游动误差校正；
步骤S103可以包括：根据所述第一扫描数据经过时间游动误差校正后得到的数据及与所述第一单事件数据经过时间游动误差校正后得到的数据，获得由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据；
步骤S104可以包括：根据所述第二扫描数据经过时间游动误差校正后得到的数据中符合事件对应的数据以及所述由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据进行图像重建，得到重建图像。
例如，对于前述的属于第一扫描数据的单事件a1的数据、单事件a2的数据，以及属于第二扫描数据的单事件b的数据、单事件c的数据、单事件d的数据，在利用单事件a1的数据、单事件a2的数据和单事件b的数据进行散射恢复之前，可以对单事件a1的数据、单事件a2的数据和单事件b的数据、单事件c的数据、单事件d的数据进行时间游动误差校正。
在一个示例中，对所述PET扫描数据中的全部第一扫描数据和全部第二扫描数据进行时间游动误差校正，可以包括：
对于所述PET扫描数据中的全部第一扫描数据和全部第二扫描数据中的每组单事件数据，获取该组单事件数据对应的晶体相对于参考晶体的能量与时间游动误差的对应关系；
从所述能量与时间游动误差的对应关系中，获取该组单事件数据中的目标能量值对应的目标时间游动误差；
计算该组单事件数据中的时间值与所述目标时间游动误差的和；
将该组单事件数据中的时间值更新为所述和的值。
本实施例中，晶体指探测器晶体。对于每个晶体，其相对于参考晶体的能量与时间游动误差的对应关系可以通过如下方式获得：
假设有有参考晶体M(也可称为参考探测器晶体)，及待测晶体N(也可称为待测探测器晶体)，用参考晶体M来测待测晶体N的时间游动误差：
第一步，采集参考晶体M与待测晶体N的所有单事件信息，选取参考晶体M的能量位于511kev±DE的单事件(为了减小参考晶体M的时间游动对待测晶体N测试的影响，DE很小，例如DE为2.5kev)，作为参考单事件。
第二步，将待测晶体N采集得到的一系列单事件的能量进行分块，分别与参考单事件进行符合处理。能量块中的单与参考单事件进行符合时，时间差上形成一个符合时间高斯分布图。
第三步，以待测晶体N中能量块(511kev±DE)与参考单事件进行符合形成的高斯时间分布的中点为参考点，将其它能量块形成的高斯符合时间的中点与参考点进行相减得到时间差值，存储该时间差值。
第四步，待测晶体N中一系列的能量块会与参考单事件符合形成一系列的高斯分布时间中点，进而形成一个表，对表中数据进行拟合，得到能量-时间游动误差拟合公式。
该能量-时间游动误差拟合公式即可作为晶体相对于参考晶体的能量与时间游动误差的对应关系。下一次采集待测晶体N的单事件时，依据N的单事件的能量，利用上述的能量-时间游动误差拟合公式，得到时间上的游动误差，并将N的单事件的时间与得到的游动误差相加即为该单事件经过时间游动误差校正后的时间。
本实施例中，时间游动误差校正的方法可以采用相关技术中各种已知的方式进行，关于时间游动误差校正的详细方法请参考相关技术，此处不再进行赘述。
本实施例通过对数据进行时间游动误差校正，对扫描数据进行了校准，提高了数据准确性，有助于提高重建图像的图像质量。
本实施例中，晶体的能量与时间游动误差的对应关系是预先设置在系统中的。
本发明实施例提供的图像重建方法，通过从采集的PET扫描数据中，识别出每个晶体内康普顿散射事件对应的第一扫描数据、以及能量值超过预设的第一能量阈值的第二扫描数据，对于每组第一扫描数据，从第二扫描数据中找出与该第一扫描数据匹配的第一单事件数据，根据所述第一扫描数据及与所述第一扫描数据匹配的第一单事件数据，获得由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据，根据第二扫描数据中符合事件对应的数据以及所述由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据进行图像重建，得到重建图像，将晶体内康普顿散射事件恢复为符合事件，增加了散射区域的能量值，提高了系统灵敏度。
基于上述的方法实施例，本发明实施例还提供了相应的装置、设备、系统及存储介质实施例。关于本发明实施例的装置、设备、系统及存储介质实施例的详细实现方式，请参见前述方法实施例部分的相应说明。
图3是本发明实施例提供的图像重建装置的功能方块图。如图3所示，本实施例中，图像重建装置可以包括：
识别模块310，用于从采集的PET扫描数据中，识别出每个晶体内康普顿散射事件对应的第一扫描数据、以及能量值超过预设的第一能量阈值的第二扫描数据；
匹配模块320，用于对于每组第一扫描数据，从第二扫描数据中找出与该第一扫描数据匹配的第一单事件数据；
散射恢复模块330，用于根据所述第一扫描数据及与所述第一扫描数据匹配的第一单事件数据，获得由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据；
重建模块340，用于根据所述第二扫描数据中符合事件对应的数据以及所述由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据进行图像重建，得到重建图像。
在一个示例性的实现过程中，识别模块310可以具体用于：
对于所述PET扫描数据中的每个单事件数据，判断所述PET扫描数据中是否存在满足如下全部条件的目标单事件数据：
包含的空间位置信息所对应的第一空间位置与该单事件数据对应的第二空间位置之间的距离小于预设的距离阈值；
包含的时间信息所对应的第一时间与该单事件数据对应的第二时间之间的差值小于预设的时间阈值；
包含的第一能量值与该单事件数据中的第二能量值均小于预设的第二能量阈值，所述第二能量阈值不大于所述第一能量阈值；
若存在，则确定所述目标单事件数据和该单事件数据为同一散射事件对应的第一扫描数据，所述同一散射事件为晶体内康普顿散射事件。
在一个示例性的实现过程中，散射恢复模块330可以具体用于：
根据所述PET扫描数据中符合事件对应的扫描数据进行图像重建，获得初始重建图像；
将所述第一扫描数据中的每一第二单事件数据，分别与所述第一扫描数据匹配的第一单事件数据进行符合处理，获得多条响应线；
计算每条响应线对应的TOF核函数；
对每个TOF核函数与所述初始重建图像中的像素值进行线积分，获得TOF核函数对应的响应线的概率值；
将概率值最大的响应线对应的第二单事件数据和所述第一单事件数据确定为由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据。
在一个示例性的实现过程中，图像重建装置还可以包括：
游动误差校正模块，用于对所述PET扫描数据中的全部第一扫描数据和全部第二扫描数据进行时间游动误差校正；
散射恢复模块330具体用于：根据所述第一扫描数据经过时间游动误差校正后得到的数据及与所述第一单事件数据经过时间游动误差校正后得到的数据，获得由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据；
重建模块340具体用于：根据所述第二扫描数据经过时间游动误差校正后得到的数据中符合事件对应的数据以及所述由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据进行图像重建，得到重建图像。
在一个示例性的实现过程中，游动误差校正模块可以具体用于：
对于所述PET扫描数据中的全部第一扫描数据和全部第二扫描数据中的每组单事件数据，获取该组单事件数据对应的晶体相对于参考晶体的能量与时间游动误差的对应关系；
从所述能量与时间游动误差的对应关系中，获取该组单事件数据中的目标能量值对应的目标时间游动误差；
计算该组单事件数据中的时间值与所述目标时间游动误差的和；
将该组单事件数据中的时间值更新为所述和的值。
在一个示例性的实现过程中，图像重建装置还可以包括：
系统校正模块，用于对采集的所述PET扫描数据进行系统时间校正，获得校正后的PET扫描数据；
识别模块310可以具体用于：从所述校正后的PET扫描数据中，识别出每个晶体内康普顿散射事件对应的第一扫描数据、以及能量值超过预设的第一能量阈值的第二扫描数据。
本发明实施例还提供了一种控制台设备。图4是本发明实施例提供的控制台设备的一个硬件结构图。如图4所示，控制台设备包括：内部总线401，以及通过内部总线连接的存储器402，处理器403和外部接口404。
所述外部接口404，用于连接PET系统的探测器，所述探测器包括多个闪烁晶体及相应的多个光电转换器和处理电路；
所述存储器402，用于存储校正逻辑对应的机器可读指令；
所述处理器403，用于读取存储器402上的机器可读指令，并执行所述指令以实现如下操作：
从采集的PET扫描数据中，识别出每个晶体内康普顿散射事件对应的第一扫描数据、以及能量值超过预设的第一能量阈值的第二扫描数据；
对于每组第一扫描数据，从第二扫描数据中找出与该第一扫描数据匹配的第一单事件数据；
根据所述第一扫描数据及与所述第一扫描数据匹配的第一单事件数据，获得由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据；
根据所述第二扫描数据中符合事件对应的数据以及所述由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据进行图像重建，得到重建图像。
在一个示例性的实现过程中，从采集的PET扫描数据中，识别出每个晶体内康普顿散射事件对应的第一扫描数据，包括：
对于所述PET扫描数据中的每个单事件数据，判断所述PET扫描数据中是否存在满足如下全部条件的目标单事件数据：
包含的空间位置信息所对应的第一空间位置与该单事件数据对应的第二空间位置之间的距离小于预设的距离阈值；
包含的时间信息所对应的第一时间与该单事件数据对应的第二时间之间的差值小于预设的时间阈值；
包含的第一能量值与该单事件数据中的第二能量值均小于预设的第二能量阈值，所述第二能量阈值不大于所述第一能量阈值；
若存在，则确定所述目标单事件数据和该单事件数据为同一散射事件对应的第一扫描数据，所述同一散射事件为晶体内康普顿散射事件。
在一个示例性的实现过程中，根据所述第一扫描数据及与所述第一扫描数据匹配的第一单事件数据，获得由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据，包括：
根据所述PET扫描数据中符合事件对应的扫描数据进行图像重建，获得初始重建图像；
将所述第一扫描数据中的每一第二单事件数据，分别与所述第一扫描数据匹配的第一单事件数据进行符合处理，获得多条响应线；
计算每条响应线对应的TOF核函数；
对每个TOF核函数与所述初始重建图像中的像素值进行线积分，获得TOF核函数对应的响应线的概率值；
将概率值最大的响应线对应的第二单事件数据和所述第一单事件数据确定为由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据。
在一个示例性的实现过程中，根据所述第一扫描数据及与所述第一扫描数据匹配的第一单事件数据，获得由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据之前，还包括：
对所述PET扫描数据中的全部第一扫描数据和全部第二扫描数据进行时间游动误差校正；
根据所述第一扫描数据及与所述第一扫描数据匹配的第一单事件数据，获得由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据，包括：根据所述第一扫描数据经过时间游动误差校正后得到的数据及与所述第一单事件数据经过时间游动误差校正后得到的数据，获得由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据；
根据所述第二扫描数据中符合事件对应的数据以及所述由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据进行图像重建，包括：根据所述第二扫描数据经过时间游动误差校正后得到的数据中符合事件对应的数据以及所述由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据进行图像重建，得到重建图像。
在一个示例性的实现过程中，对所述PET扫描数据中的全部第一扫描数据和全部第二扫描数据进行时间游动误差校正，包括：
对于所述PET扫描数据中的全部第一扫描数据和全部第二扫描数据中的每组单事件数据，获取该组单事件数据对应的晶体相对于参考晶体的能量与时间游动误差的对应关系；
从所述能量与时间游动误差的对应关系中，获取该组单事件数据中的目标能量值对应的目标时间游动误差；
计算该组单事件数据中的时间值与所述目标时间游动误差的和；
将该组单事件数据中的时间值更新为所述和的值。
在一个示例性的实现过程中，从采集的PET扫描数据中，识别出每个晶体内康普顿散射事件对应的第一扫描数据、以及能量值超过预设的第一能量阈值的第二扫描数据之前，还包括：
对采集的所述PET扫描数据进行系统时间校正，获得校正后的PET扫描数据；
从采集的PET扫描数据中，识别出每个晶体内康普顿散射事件对应的第一扫描数据、以及能量值超过预设的第一能量阈值的第二扫描数据，包括：从所述校正后的PET扫描数据中，识别出每个晶体内康普顿散射事件对应的第一扫描数据、以及能量值超过预设的第一能量阈值的第二扫描数据。
本发明实施例还提供了一种PET系统，包括探测器、扫描床和控制台设备，所述探测器包括多个闪烁晶体及相应的多个光电转换器和处理电路；其中，
所述闪烁晶体，用于在所述PET系统扫描过程中，探测被检体内发出的高能光子，并将所述高能光子转换为光信号；
所述光电转换器件，用于将所述光信号转换成电信号；
所述处理电路，用于将所述电信号转换成脉冲信号，采集脉冲信号的能量信息；
所述控制台设备，用于从采集的PET扫描数据中，识别出每个晶体内康普顿散射事件对应的第一扫描数据、以及能量值超过预设的第一能量阈值的第二扫描数据；对于每组第一扫描数据，从第二扫描数据中找出与该第一扫描数据匹配的第一单事件数据；根据所述第一扫描数据及与所述第一扫描数据匹配的第一单事件数据，获得由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据；根据所述第二扫描数据中符合事件对应的数据以及所述由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据进行图像重建，得到重建图像。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中，所述程序被处理器执行时实现如下操作：从采集的PET扫描数据中，识别出每个晶体内康普顿散射事件对应的第一扫描数据、以及能量值超过预设的第一能量阈值的第二扫描数据；
对于每组第一扫描数据，从第二扫描数据中找出与该第一扫描数据匹配的第一单事件数据；
根据所述第一扫描数据及与所述第一扫描数据匹配的第一单事件数据，获得由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据；
根据所述第二扫描数据中符合事件对应的数据以及所述由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据进行图像重建，得到重建图像。
在一个示例性的实现过程中，从采集的PET扫描数据中，识别出每个晶体内康普顿散射事件对应的第一扫描数据，包括：
对于所述PET扫描数据中的每个单事件数据，判断所述PET扫描数据中是否存在满足如下全部条件的目标单事件数据：
包含的空间位置信息所对应的第一空间位置与该单事件数据对应的第二空间位置之间的距离小于预设的距离阈值；
包含的时间信息所对应的第一时间与该单事件数据对应的第二时间之间的差值小于预设的时间阈值；
包含的第一能量值与该单事件数据中的第二能量值均小于预设的第二能量阈值，所述第二能量阈值不大于所述第一能量阈值；
若存在，则确定所述目标单事件数据和该单事件数据为同一散射事件对应的第一扫描数据，所述同一散射事件为晶体内康普顿散射事件。
在一个示例性的实现过程中，根据所述第一扫描数据及与所述第一扫描数据匹配的第一单事件数据，获得由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据，包括：
根据所述PET扫描数据中符合事件对应的扫描数据进行图像重建，获得初始重建图像；
将所述第一扫描数据中的每一第二单事件数据，分别与所述第一扫描数据匹配的第一单事件数据进行符合处理，获得多条响应线；
计算每条响应线对应的TOF核函数；
对每个TOF核函数与所述初始重建图像中的像素值进行线积分，获得TOF核函数对应的响应线的概率值；
将概率值最大的响应线对应的第二单事件数据和所述第一单事件数据确定为由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据。
在一个示例性的实现过程中，根据所述第一扫描数据及与所述第一扫描数据匹配的第一单事件数据，获得由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据之前，还包括：
对所述PET扫描数据中的全部第一扫描数据和全部第二扫描数据进行时间游动误差校正；
根据所述第一扫描数据及与所述第一扫描数据匹配的第一单事件数据，获得由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据，包括：根据所述第一扫描数据经过时间游动误差校正后得到的数据及与所述第一单事件数据经过时间游动误差校正后得到的数据，获得由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据；
根据所述第二扫描数据中符合事件对应的数据以及所述由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据进行图像重建，包括：根据所述第二扫描数据经过时间游动误差校正后得到的数据中符合事件对应的数据以及所述由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据进行图像重建，得到重建图像。
在一个示例性的实现过程中，对所述PET扫描数据中的全部第一扫描数据和全部第二扫描数据进行时间游动误差校正，包括：
对于所述PET扫描数据中的全部第一扫描数据和全部第二扫描数据中的每组单事件数据，获取该组单事件数据对应的晶体相对于参考晶体的能量与时间游动误差的对应关系；
从所述能量与时间游动误差的对应关系中，获取该组单事件数据中的目标能量值对应的目标时间游动误差；
计算该组单事件数据中的时间值与所述目标时间游动误差的和；
将该组单事件数据中的时间值更新为所述和的值。
在一个示例性的实现过程中，从采集的PET扫描数据中，识别出每个晶体内康普顿散射事件对应的第一扫描数据、以及能量值超过预设的第一能量阈值的第二扫描数据之前，还包括：
对采集的所述PET扫描数据进行系统时间校正，获得校正后的PET扫描数据；
从采集的PET扫描数据中，识别出每个晶体内康普顿散射事件对应的第一扫描数据、以及能量值超过预设的第一能量阈值的第二扫描数据，包括：从所述校正后的PET扫描数据中，识别出每个晶体内康普顿散射事件对应的第一扫描数据、以及能量值超过预设的第一能量阈值的第二扫描数据。
对于装置和设备实施例而言，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模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。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说明书方案的目的。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。
上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里申请的发明后，将容易想到本说明书的其它实施方案。本说明书旨在涵盖本说明书的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本说明书的一般性原理并包括本说明书未申请的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本说明书的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本说明书并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本说明书的范围仅由所附的权利要求来限制。
以上所述仅为本说明书的较佳实施例而已，并不用以限制本说明书，凡在本说明书的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种图像重建方法，其特征在于，所述方法包括：
从采集的PET扫描数据中，识别出每个晶体内康普顿散射事件对应的第一扫描数据、以及能量值超过预设的第一能量阈值的第二扫描数据；
对于每组第一扫描数据，从第二扫描数据中找出与该第一扫描数据匹配的第一单事件数据；
根据所述第一扫描数据及与所述第一扫描数据匹配的第一单事件数据，获得由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据；
根据所述第二扫描数据中符合事件对应的数据以及所述由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据进行图像重建，得到重建图像。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从采集的PET扫描数据中，识别出每个晶体内康普顿散射事件对应的第一扫描数据，包括：
对于所述PET扫描数据中的每个单事件数据，判断所述PET扫描数据中是否存在满足如下全部条件的目标单事件数据：
包含的空间位置信息所对应的第一空间位置与该单事件数据对应的第二空间位置之间的距离小于预设的距离阈值；
包含的时间信息所对应的第一时间与该单事件数据对应的第二时间之间的差值小于预设的时间阈值；
包含的第一能量值与该单事件数据中的第二能量值均小于预设的第二能量阈值，所述第二能量阈值不大于所述第一能量阈值；
若存在，则确定所述目标单事件数据和该单事件数据为同一散射事件对应的第一扫描数据，所述同一散射事件为晶体内康普顿散射事件。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第一扫描数据及与所述第一扫描数据匹配的第一单事件数据，获得由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据，包括：
根据所述PET扫描数据中符合事件对应的扫描数据进行图像重建，获得初始重建图像；
将所述第一扫描数据中的每一第二单事件数据，分别与所述第一扫描数据匹配的第一单事件数据进行符合处理，获得多条响应线，所述第二单事件数据包括所述第一扫描数据中的单事件数据；
计算每条响应线对应的TOF核函数；
对每个TOF核函数与所述初始重建图像中的像素值进行线积分，获得TOF核函数对应的响应线的概率值；
将概率值最大的响应线对应的第二单事件数据和所述第一单事件数据确定为由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第一扫描数据及与所述第一扫描数据匹配的第一单事件数据，获得由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据之前，还包括：
对所述PET扫描数据中的全部第一扫描数据和全部第二扫描数据进行时间游动误差校正；
根据所述第一扫描数据及与所述第一扫描数据匹配的第一单事件数据，获得由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据，包括：根据所述第一扫描数据经过时间游动误差校正后得到的数据及与所述第一单事件数据经过时间游动误差校正后得到的数据，获得由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据；
根据所述第二扫描数据中符合事件对应的数据以及所述由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据进行图像重建，包括：根据所述第二扫描数据经过时间游动误差校正后得到的数据中符合事件对应的数据以及所述由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据进行图像重建，得到重建图像。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，对所述PET扫描数据中的全部第一扫描数据和全部第二扫描数据进行时间游动误差校正，包括：
对于所述PET扫描数据中的全部第一扫描数据和全部第二扫描数据中的每组单事件数据，获取该组单事件数据对应的晶体相对于参考晶体的能量与时间游动误差的对应关系；
从所述能量与时间游动误差的对应关系中，获取该组单事件数据中的目标能量值对应的目标时间游动误差；
计算该组单事件数据中的时间值与所述目标时间游动误差的和；
将该组单事件数据中的时间值更新为所述和的值。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从采集的PET扫描数据中，识别出每个晶体内康普顿散射事件对应的第一扫描数据、以及能量值超过预设的第一能量阈值的第二扫描数据之前，还包括：
对采集的所述PET扫描数据进行系统时间校正，获得校正后的PET扫描数据；
从采集的PET扫描数据中，识别出每个晶体内康普顿散射事件对应的第一扫描数据、以及能量值超过预设的第一能量阈值的第二扫描数据，包括：从所述校正后的PET扫描数据中，识别出每个晶体内康普顿散射事件对应的第一扫描数据、以及能量值超过预设的第一能量阈值的第二扫描数据。
7.一种图像重建装置，其特征在于，所述装置包括：
识别模块，用于从采集的PET扫描数据中，识别出每个晶体内康普顿散射事件对应的第一扫描数据、以及能量值超过预设的第一能量阈值的第二扫描数据；
匹配模块，用于对于每组第一扫描数据，从第二扫描数据中找出与该第一扫描数据匹配的第一单事件数据；
散射恢复模块，用于根据所述第一扫描数据及与所述第一扫描数据匹配的第一单事件数据，获得由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据；
重建模块，用于根据所述第二扫描数据中符合事件对应的数据以及所述由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据进行图像重建，得到重建图像。
8.一种控制台设备，其特征在于，包括内部总线，以及通过内部总线连接的存储器、处理器和外部接口；其中，
所述外部接口，用于连接PET系统的探测器，所述探测器包括多个闪烁晶体及相应的多个光电转换器和处理电路；
所述存储器，用于存储校正逻辑对应的机器可读指令；
所述处理器，用于读取所述存储器上的所述机器可读指令，并执行如下操作：
从采集的PET扫描数据中，识别出每个晶体内康普顿散射事件对应的第一扫描数据、以及能量值超过预设的第一能量阈值的第二扫描数据；
对于每组第一扫描数据，从第二扫描数据中找出与该第一扫描数据匹配的第一单事件数据；
根据所述第一扫描数据及与所述第一扫描数据匹配的第一单事件数据，获得由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据；
根据所述第二扫描数据中符合事件对应的数据以及所述由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据进行图像重建，得到重建图像。
9.一种PET系统，其特征在于，包括探测器、扫描床和控制台设备，所述探测器包括多个闪烁晶体及相应的多个光电转换器和处理电路；其中，
所述闪烁晶体，用于在所述PET系统扫描过程中，探测被检体内发出的高能光子，并将所述高能光子转换为光信号；
所述光电转换器，用于将所述光信号转换成电信号；
所述处理电路，用于将所述电信号转换成脉冲信号，采集脉冲信号的能量信息；
所述控制台设备，用于从采集的PET扫描数据中，识别出每个晶体内康普顿散射事件对应的第一扫描数据、以及能量值超过预设的第一能量阈值的第二扫描数据；对于每组第一扫描数据，从第二扫描数据中找出与该第一扫描数据匹配的第一单事件数据；根据所述第一扫描数据及与所述第一扫描数据匹配的第一单事件数据，获得由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据；根据所述第二扫描数据中符合事件对应的数据以及所述由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据进行图像重建，得到重建图像。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，其中，所述程序被处理器执行时实现如下操作：
从采集的PET扫描数据中，识别出每个晶体内康普顿散射事件对应的第一扫描数据、以及能量值超过预设的第一能量阈值的第二扫描数据；
对于每组第一扫描数据，从第二扫描数据中找出与该第一扫描数据匹配的第一单事件数据；
根据所述第一扫描数据及与所述第一扫描数据匹配的第一单事件数据，获得由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据；
根据所述第二扫描数据中符合事件对应的数据以及所述由晶体内康普顿散射事件恢复的符合事件数据进行图像重建，得到重建图像。
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