CN110706175B - Pet校正系数的生成方法、系统、可读存储介质和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种PET校正系数的生成方法、系统和磁共振系统，属于医疗影像技术领域，在虚拟的PET系统环境中，对虚拟放射源进行蒙特卡洛仿真，并获得几何校正系数，对放射源进行实验扫描，并结合几何校正系数获得晶体干涉校正系数，使用仿真结合实验的方法生成校正系数，无需定制长度超过2米的均匀模体(中空圆柱源、棒源或者平板源)，也无需设计和加工支持长轴源稳定和匀速旋转的机械装置或者支持长轴源稳定和匀速往复运动的机械装置，简化了设备设计，同时降低了设备成本。
Description
技术领域
本发明涉及医疗影像技术领域，特别是涉及一种PET校正系数的生成方法、系统、可读存储介质和设备。
背景技术
PET(Positron Emission Tomography，正电子发射计算机断层扫描)是当今核医学领域发展最快一项成像技术，在临床检测中得到广泛的应用。
在PET系统中，闪烁晶体探测器探测效率受到多种因素的影响，如放射源的能量、强度、入射方位和角度，闪烁晶体及光导的物理性能及加工质量，闪烁晶体位于模块中的相对位置，光电倍增管的增益，闪烁晶体、光导及光电倍增管的耦合情况，电子学处理，冷却系统，外界环境温湿度等等。由闪烁晶体对所组成的响应线的探测效率又受如两端闪烁晶体分别位于模块中的相对位置、分别位于不同探测器环的位置，系统几何结构，闪烁晶体形状，响应线距离视野中心的距离等因素的影响。为了在视野(FOV)内处处都能得到无伪影、均匀且定量准确的PET重建图像，需要对由闪烁晶体对所组成的响应线的探测效率进行校正。为获得PET系统的校正系数，即需使用能够覆盖系统视野的均匀模体(中空圆柱源、旋转棒源、平面源或者往复运动棒源)进行扫描。对于具有超长轴向视野的全身扫描PET，其轴向长度接近2米，若使用传统方法，则需要长度超过2米的均匀模体(中空圆柱源、棒源或者平板源)，制造近2米长的内部放射源活度分布均匀的中空圆柱源、平板源或者棒源的难度很大，成本很高。即便能够制造，其摆放、存储、运输等十分不便。近2米长棒源的准直，支持棒源稳定和匀速旋转的机械装置，支持棒源稳定和匀速往复运动的机械装置等的设计和加工也极其复杂和昂贵。
发明内容
基于此，有必要针对获得PET系统校正系数的传统方式设计复杂、成本高昂的问题，提供一种PET校正系数的生成方法、系统、可读存储介质和设备。
一种PET校正系数的生成方法，包括以下步骤：
在虚拟的PET系统环境中，对虚拟放射源进行蒙特卡洛仿真模拟，获得仿真模拟数据，根据仿真模拟数据获取第一真事件计数；
根据第一真事件计数和对应虚拟放射源的理论真事件计数获取几何校正系数；
对放射源进行扫描，获得扫描数据，根据几何校正系数对扫描数据进行几何校正，获取第二真事件计数；
根据第二真事件计数和对应放射源的理论真事件计数获取晶体干涉校正系数。
根据上述的PET校正系数的生成方法，在虚拟的PET系统环境中，对虚拟放射源进行蒙特卡洛仿真，并获得几何校正系数，对放射源进行实验扫描，并结合几何校正系数获得晶体干涉校正系数，使用仿真结合实验的方法生成校正系数。由PET扫描仪几何特性和探测晶体材料所决定的物理效应，比如：立体角效应，伽马光子入射角效应，伽马光子入射深度效应，晶体内部散射效应，等可以通过蒙特卡洛仿真的方法模拟，并获得几何校正系数；对于由PET扫描仪工艺和电子学特性所决定的物理效应，比如：闪烁晶体及光导的物理性能及加工质量，晶体与光电倍增管耦合情况，光电倍增管的增益，晶体解码误差等效应，可以通过扫描实验获得；将两者相结合，从而得到准确的PET校正系数，无需定制长度超过2米的均匀模体(中空圆柱源、棒源或者平板源)，也无需设计和加工支持长轴源稳定和匀速旋转的机械装置或者支持长轴源稳定和匀速往复运动的机械装置，简化了设备设计，同时降低了设备成本。
在其中一个实施例中，根据仿真模拟数据获取第一真事件计数的步骤包括以下步骤：
对仿真模拟数据进行物理校正，获得预设模式的第一数据；其中，物理校正包括衰减校正、死时间校正、散射校正或随机事件校正；
根据预设模式的第一数据获取第一真事件计数，其中，预设模式包括列表模式或弦图模式。
在其中一个实施例中，在根据第一真事件计数和对应虚拟放射源的理论真事件计数获取几何校正系数的步骤之前，还包括以下步骤：
获取虚拟放射源的第一几何参数，根据第一几何参数获取虚拟放射源在弦图模式下的理论真事件计数。
在其中一个实施例中，根据几何校正系数对扫描数据进行几何校正，获取第二真事件计数的步骤包括以下步骤：
根据几何校正系数对扫描数据进行几何校正，对几何校正后的扫描数据进行物理校正，获得预设模式的第二数据；其中，物理校正包括衰减校正、死时间校正、散射校正或随机事件校正；
根据预设模式的第二数据获取第二真事件计数，其中，预设模式包括列表模式或弦图模式。
在其中一个实施例中，在根据第二真事件计数和对应放射源的理论真事件计数获取晶体干涉校正系数的步骤之前，还包括以下步骤：
获取放射源的第二几何参数，根据第二几何参数获取放射源在弦图模式下的理论真事件计数。
在其中一个实施例中，PET校正系数的生成方法还包括以下步骤：
获取PET探测器环对探测效率校正系数和PET探测器探测效率校正系数，根据PET探测器环对探测效率校正系数、PET探测器探测效率校正系数、几何校正系数和晶体干涉校正系数，获取归一化校正系数。
在其中一个实施例中，虚拟放射源包括空心圆柱源或平面源，放射源包括平面源或旋转棒源。
一种PET校正系数的生成系统，其特征在于，包括：
数据仿真模拟单元，用于在虚拟的PET系统环境中，对虚拟放射源进行蒙特卡洛仿真模拟，获得仿真模拟数据，根据仿真模拟数据获取第一真事件计数；
几何校正系数获取单元，用于根据第一真事件计数和对应虚拟放射源的理论真事件计数获取几何校正系数；
数据扫描单元，用于对放射源进行扫描，获得扫描数据，根据几何校正系数对扫描数据进行几何校正，获取第二真事件计数；
晶体干涉校系数获取单元，用于根据第二真事件计数和对应放射源的理论真事件计数获取晶体干涉校正系数。
根据上述的PET校正系数的生成系统，数据仿真模拟单元用于在虚拟的PET系统环境中，对虚拟放射源进行蒙特卡洛仿真，并以此仿真模拟数据获取第一真事件计数，几何校正系数获取单元用于根据第一真事件计数获得几何校正系数，数据扫描单元用于对放射源进行实验扫描，结合几何校正系数获得第二真事件计数，晶体干涉校系数获取单元用于根据第二真事件计数获取晶体干涉校正系数，使用仿真结合实验的方法生成校正系数。由PET扫描仪几何特性和探测晶体材料所决定的物理效应，比如：立体角效应，伽马光子入射角效应，伽马光子入射深度效应，晶体内部散射效应，等可以通过蒙特卡洛仿真的方法模拟，并获得几何校正系数；对于由PET扫描仪工艺和电子学特性所决定的物理效应，比如：闪烁晶体及光导的物理性能及加工质量，晶体与光电倍增管耦合情况，光电倍增管的增益，晶体解码误差等效应，可以通过扫描实验获得；将两者相结合，从而得到准确的PET校正系数，无需定制长度超过2米的均匀模体(中空圆柱源、棒源或者平板源)，也无需设计和加工支持长轴源稳定和匀速旋转的机械装置或者支持长轴源稳定和匀速往复运动的机械装置，简化了设备设计，同时降低了设备成本。
在其中一个实施例中，数据仿真模拟单元还用于对仿真模拟数据进行物理校正，获得预设模式的第一数据；根据预设模式的第一数据获取第一真事件计数，其中，物理校正包括衰减校正、死时间校正、散射校正或随机事件校正，预设模式包括列表模式或弦图模式。
在其中一个实施例中，几何校正系数获取单元还用于获取虚拟放射源的第一几何参数，根据第一几何参数获取虚拟放射源在弦图模式下的理论真事件计数。
在其中一个实施例中，数据扫描单元还用于根据几何校正系数对扫描数据进行几何校正，对几何校正后的扫描数据进行物理校正，获得预设模式的第二数据；根据预设模式的第二数据获取第二真事件计数，其中，物理校正包括衰减校正、死时间校正、散射校正或随机事件校正，预设模式包括列表模式或弦图模式。
在其中一个实施例中，晶体干涉校系数获取单元还用于获取放射源的第二几何参数，根据第二几何参数获取放射源在弦图模式下的理论真事件计数。
在其中一个实施例中，PET校正系数的生成系统还包括归一化系数获取单元，用于获取PET探测器环对探测效率校正系数和PET探测器探测效率校正系数，根据PET探测器环对探测效率校正系数、PET探测器探测效率校正系数、几何校正系数和晶体干涉校正系数，获取归一化校正系数。
在其中一个实施例中，虚拟放射源包括空心圆柱源或平面源，放射源包括平面源或旋转棒源。
一种可读存储介质，其上存储有可执行程序，可执行程序被处理器执行时实现上述的PET校正系数的生成方法的步骤。
上述可读存储介质，通过其存储的可执行程序，可以实现将蒙特卡洛仿真模拟和实验扫描相结合，从而得到准确的PET校正系数，无需定制长度超过2米的均匀模体(中空圆柱源、棒源或者平板源)，也无需设计和加工支持长轴源稳定和匀速旋转的机械装置或者支持长轴源稳定和匀速往复运动的机械装置，简化了设备设计，同时降低了设备成本。
一种PET设备，包括存储器和处理器，存储器存储有可执行程序，处理器执行可执行程序时实现上述的PET校正系数的生成方法的步骤。
上述PET设备，通过在处理器上运行可执行程序，可以实现将蒙特卡洛仿真模拟和实验扫描相结合，从而得到准确的PET校正系数，无需定制长度超过2米的均匀模体(中空圆柱源、棒源或者平板源)，也无需设计和加工支持长轴源稳定和匀速旋转的机械装置或者支持长轴源稳定和匀速往复运动的机械装置，简化了设备设计，同时降低了设备成本。
附图说明
图1为一个实施例中的PET校正系数的生成方法的流程示意图；
图2为一个实施例中的长空心圆柱源蒙特卡洛仿真示意图；
图3为一个实施例中的长平面源蒙特卡洛仿真示意图；
图4为一个实施例中的长短旋转棒源扫描示意图；
图5为一个实施例中的PET校正系数的生成方法的应用流程示意图；
图6为一个实施例中的PET校正系数的生成系统的结构示意图；
图7为另一个实施例中的PET校正系数的生成系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
需要说明的是，本发明实施例所涉及的术语“第一\第二”仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序。应该理解“第一\第二”区分的对象在适当情况下可以互换，以使这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。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。
本申请提供的PET校正系数的生成方法，可以由PET系统执行，并可以应用于PET扫描成像等应用场景中，其在虚拟的PET系统环境中，对虚拟放射源进行蒙特卡洛仿真模拟，获得仿真模拟数据，根据仿真模拟数据获取第一真事件计数；根据第一真事件计数和对应虚拟放射源的理论真事件计数获取几何校正系数；对放射源进行扫描，获得扫描数据，根据几何校正系数对扫描数据进行几何校正，获取第二真事件计数；根据第二真事件计数和对应放射源的理论真事件计数获取晶体干涉校正系数，几何校正系数和晶体干涉校正系数可以应用在PET重建图像的补偿校正过程中，使PET重建图像更加清晰准确。
参见图1所示，为本发明一个实施例的PET校正系数的生成方法的流程示意图。该实施例中的PET校正系数的生成方法包括以下步骤：
步骤S110：在虚拟的PET系统环境中，对虚拟放射源进行蒙特卡洛仿真模拟，获得仿真模拟数据，根据仿真模拟数据获取第一真事件计数；
在本步骤中，虚拟的PET系统环境可以利用软件来构建，虚拟的PET系统环境与实际PET系统环境相同，虚拟放射源可以是充满同一强度放射性核素物质的物体，该物体放置在虚拟的PET系统的扫描视野中心；在虚拟的PET系统环境中对虚拟放射源进行蒙特卡洛仿真模拟，可以精确地模拟PET系统成像过程可能发生的多种物理作用，光电吸收、康普顿散射、汤普森散射等等，从而获得仿真模拟数据，从中能得到相应的符合事件的第一真事件计数；在可接受的精度误差下，仿真模拟数据与实际PET系统所探测的数据是一致的，通过仿真模拟得到的第一真事件计数可以用于实际PET系统的几何校正参数的生成；
步骤S120：根据第一真事件计数和对应虚拟放射源的理论真事件计数获取几何校正系数；
在本步骤中，对应虚拟放射源的理论真事件计数是针对虚拟放射源在理想状态下光子湮灭产生的真事件计数，通过第一真事件计数和理论真事件计数的差异可以确定几何校正系数；
步骤S130：对放射源进行扫描，获得扫描数据，根据几何校正系数对扫描数据进行几何校正，获取第二真事件计数；
在本步骤中，是通过实验扫描真实的放射源来获得扫描数据，通过上一步骤得到的几何校正系数对扫描数据进行几何校正，可以提高放射源的第二真事件计数的准确性；
步骤S140：根据第二真事件计数和对应放射源的理论真事件计数获取晶体干涉校正系数。
在本步骤中，对应放射源的理论真事件计数是针对该真实放射源在理想状态下光子湮灭产生的真事件计数，通过第二真事件计数和理论真事件计数的差异可以确定探测器中晶体的干涉校正系数；
在本实施例中，在虚拟的PET系统环境中，对虚拟放射源进行蒙特卡洛仿真，并获得几何校正系数，对放射源进行实验扫描，并结合几何校正系数获得晶体干涉校正系数，使用仿真结合实验的方法生成校正系数。由PET扫描仪几何特性和探测晶体材料所决定的物理效应，比如：立体角效应，伽马光子入射角效应，伽马光子入射深度效应，晶体内部散射效应，等可以通过蒙特卡洛仿真的方法模拟，并获得几何校正系数；对于由PET扫描仪工艺和电子学特性所决定的物理效应，比如：闪烁晶体及光导的物理性能及加工质量，晶体与光电倍增管耦合情况，光电倍增管的增益，晶体解码误差等效应，可以通过扫描实验获得；将两者相结合，从而得到准确的PET校正系数，无需定制长度超过2米的均匀模体(中空圆柱源、棒源或者平板源)，也无需设计和加工支持长轴源稳定和匀速旋转的机械装置或者支持长轴源稳定和匀速往复运动的机械装置，简化了设备设计，同时降低了设备成本。
需要说明的是，PET校正系数的生成方法可以应用在PET设备中，通过PET校正系数的生成方法确定几何校正系数和晶体干涉校正系数，用于对PET扫描成像的过程进行补偿校正，使PET重建图像更加准确。
在一个实施例中，根据仿真模拟数据获取第一真事件计数的步骤包括以下步骤：
对仿真模拟数据进行物理校正，获得预设模式的第一数据；其中，物理校正包括衰减校正、死时间校正、散射校正或随机事件校正；
根据预设模式的第一数据获取第一真事件计数，其中，预设模式包括列表模式或弦图模式。
在本实施例中，仿真模拟数据是通过对虚拟放射源进行蒙特卡洛仿真模拟得到的，模拟的是真实放射源进行PET扫描的过程，扫描过程中也会出现衰减、死时间、散射或随机事件，因此对仿真模拟数据进行物理校正，尽量消除衰减、死时间、散射或随机事件等影响，从而得到更加准确的第一数据，通过列表模式或弦图模式，方便对第一数据进行统计，进而便于获取第一真事件计数。
在一个实施例中，在根据第一真事件计数和对应虚拟放射源的理论真事件计数获取几何校正系数的步骤之前，还包括以下步骤：
获取虚拟放射源的第一几何参数，根据第一几何参数获取虚拟放射源在弦图模式下的理论真事件计数。
在本实施例中，虚拟放射源具有一定的形状，可以获取虚拟放射源的第一几何参数，不同几何参数的放射源在PET扫描下的理论真事件计数有特定的规律，通过第一几何参数可以得到虚拟放射源在弦图模式下的理论真事件计数，用于后续获取几何校正系数。
需要说明的是，在蒙特卡洛仿真模拟时，可以直接定义虚拟发射源的第一几何参数。在根据第一真事件计数和对应虚拟放射源的理论真事件计数获取几何校正系数时，具体可以设响应线LORminj上(第m环第i个晶体和第n环第j个晶体所组成的晶体对)理想真事件计数为C0，第一真事件计数为C1，那么该响应线上的几何校正系数FA＝C0/C1。
在一个实施例中，根据几何校正系数对扫描数据进行几何校正，获取第二真事件计数的步骤包括以下步骤：
根据几何校正系数对扫描数据进行几何校正，对几何校正后的扫描数据进行物理校正，获得预设模式的第二数据；其中，物理校正包括衰减校正、死时间校正、散射校正或随机事件校正；
根据预设模式的第二数据获取第二真事件计数，其中，预设模式包括列表模式或弦图模式。
在本实施例中，扫描数据是通过对放射源进行PET扫描得到的，通过得到的几何校正系数对扫描数据进行几何校正，将由于各个PET探测单元在探测器中所处的空间位置和几何结构等的不同，例如立体角、共线性等造成各条符合线上采集到的真符合事件计数的统计差异减小；扫描过程中不可避免会出现衰减、死时间、散射或随机事件，因此对几何校正后的扫描数据进行物理校正，尽量消除衰减、死时间、散射或随机事件等影响，从而得到更加准确的第二数据，通过列表模式或弦图模式，方便对第二数据进行统计，进而便于获取第二真事件计数。
在一个实施例中，在根据第二真事件计数和对应放射源的理论真事件计数获取晶体干涉校正系数的步骤之前，还包括以下步骤：
获取放射源的第二几何参数，根据第二几何参数获取放射源在弦图模式下的理论真事件计数。
在本实施例中，放射源具有一定的形状，可以获取放射源的第二几何参数，不同几何参数的放射源在PET扫描下的理论真事件计数有特定的规律，通过第二几何参数可以得到放射源在弦图模式下的理论真事件计数，用于后续获取晶体干涉校正系数。
需要说明的是，在根据第二真事件计数和对应放射源的理论真事件计数获取晶体干涉校正系数时，具体可以设响应线LORminj上(第m环第i个晶体和第n环第j个晶体所组成的晶体对)理想真事件计数为C0，第二真事件计数为C1，那么该响应线上的晶体干涉校正系数FB＝C0/C1。
在一个实施例中，PET校正系数的生成方法还包括以下步骤：
获取PET探测器环对探测效率校正系数和PET探测器探测效率校正系数，根据PET探测器环对探测效率校正系数、PET探测器探测效率校正系数、几何校正系数和晶体干涉校正系数，获取归一化校正系数。
在本实施例中，PET设备通过PET探测器来检测PET湮灭反应产生的光子，PET探测器环设在PET设备中，PET探测器环对和PET探测器本身的探测效率会有偏差，对应的可以设置相应的校正系数，即PET探测器环对探测效率校正系数和PET探测器探测效率校正系数，将其和几何校正系数和晶体干涉校正系数相结合，可以得到归一化校正系数，用于对PET扫描进行归一化校正。
具体的，晶体干涉校正系数是归一化校正系数的一部分，响应线LORminj的归一化校正系数F是若干个校正系数的乘积，包括：几何校正系数FA、晶体干涉校正系数FB、探测器环对探测效率校正系数FC、探测器探测效率校正系数FD等等，F＝FA·FB·FC·FD。
在一个实施例中，虚拟放射源包括空心圆柱源或平面源，放射源包括平面源或旋转棒源。
在本实施例中，虚拟放射源可设计为充满同一强度放射性核素物质的空心圆柱源或平面源，并放置在虚拟PET系统的扫描视野中心，放射性核素物质强度均匀的空心圆柱源或平面源的好处在于它具备比较好的空间对称性，可缩减模拟计算时间；放射源由于需要进行实际PET扫描，且为了与PET实际应用相适应，可以选择充满同一强度放射性核素物质的平面源或旋转棒源。
在一个实施例中，PET校正系数的生成方法可以应用于PET扫描成像的场景中。
本申请结合了蒙特卡洛仿真方法和实际实验的方法。使用蒙特卡洛仿真的方法获得与PET扫描仪几何特性和探测晶体材料相关的物理效应所决定的几何校正系数(径向几何校正因子)；使用实验的方法获得与PET扫描仪工艺和电子学特性相关的物理效应所决定的几何校正系数(晶体干涉校正因子)。无需定制长度超过2米的均匀模体(中空圆柱源、棒源或者平板源)，也无需设计和加工支持棒源稳定和匀速旋转的机械装置或者支持棒源稳定和匀速往复运动的机械装置。
假设归一化校正系数(NCuivj)可以写为：
NCuivj＝εuiεvjdrkfuvguvr
其中，u和v为探测器环编号，i和j为某一环内探测器的编号；εui和εvj为探测器探测效率校正因子；fuv为探测器环对探测效率校正因子；drk为晶体干涉校正因子；guvr为径向几何校正因子；r为响应线径向位置编号；k为响应线旋转位置编号；假设PET扫描仪各模块具有一致性，即，所有的探测器环对都具有相同的晶体干涉校正因子，那么只需通过简单的实验(使用仅能覆盖扫描仪部分视野的均匀模体)就可获得晶体干涉校正因子。
本申请可以采用长空心圆柱源或长平面源进行蒙特卡洛仿真模拟。
长空心圆柱源蒙特卡洛仿真的示意图如图2所示，其中中间部分表示长空心圆柱源，上下两边表示探测器。
长平面源蒙特卡洛仿真的示意图如图3所示，其中中间部分表示长平面源，上下两边表示探测器。
本申请可以采用短旋转棒源进行PET实验扫描。
短旋转棒源扫描的示意图如图4所示，其中中间具有椭圆轨迹的黑色短棒表示短棒源，与之连接的部分表示旋转机械装置，上下两边表示探测器。
具体的实施流程如图5所示：可以先定义长空心圆柱源或长平面源的几何参数，对长空心圆柱源或长平面源进行蒙特卡洛仿真模拟，得到仿真模拟数据，执行衰减、死时间、散射、随机等物理校正后，获得列表模式或弦图模式的数据，并以此获得弦图模式的第一真事件计数；利用定义好的长空心圆柱源或长平面源的几何参数，获得对应的弦图模式的理论真事件计数，比较第一真事件计数和理论真事件计数，获得几何校正系数；
在定义长空心圆柱源或长平面源的几何参数的同时，获取PET实验扫描所用的短旋转棒源的几何参数，并对短旋转棒源进行PET扫描，获得扫描数据，利用上述得到的几何校正系数对扫描数据进行几何校正，对几何校正后的数据执行衰减、死时间、散射、随机等物理校正，获得列表模式或弦图模式的数据，并以此获得弦图模式的第二真事件计数；利用已获得的短旋转棒源的几何参数，获得对应的弦图模式的理论真事件计数，比较第二真事件计数和理论真事件计数，获得晶体干涉校正系数。
在得到几何校正系数和晶体干涉校正系数后，结合探测器环对探测效率校正系数和探测器探测效率校正系数，可以得到归一化校正系数。
根据上述PET校正系数的生成方法，本发明实施例还提供一种PET校正系数的生成系统，以下就PET校正系数的生成系统的实施例进行详细说明。
参见图6所示，为一个实施例的PET校正系数的生成系统的结构示意图。
该实施例中的PET校正系数的生成系统包括：
数据仿真模拟单元210，用于在虚拟的PET系统环境中，对虚拟放射源进行蒙特卡洛仿真模拟，获得仿真模拟数据，根据仿真模拟数据获取第一真事件计数；
几何校正系数获取单元220，用于根据第一真事件计数和对应虚拟放射源的理论真事件计数获取几何校正系数；
数据扫描单元230，用于对放射源进行扫描，获得扫描数据，根据几何校正系数对扫描数据进行几何校正，获取第二真事件计数；
晶体干涉校系数获取单元240，用于根据第二真事件计数和对应放射源的理论真事件计数获取晶体干涉校正系数。
在本实施例中，数据仿真模拟单元210用于在虚拟的PET系统环境中，对虚拟放射源进行蒙特卡洛仿真，并以此仿真模拟数据获取第一真事件计数，几何校正系数获取单元220用于根据第一真事件计数获得几何校正系数，数据扫描单元230用于对放射源进行实验扫描，结合几何校正系数获得第二真事件计数，晶体干涉校系数获取单元240用于根据第二真事件计数获取晶体干涉校正系数，使用仿真结合实验的方法生成校正系数。由PET扫描仪几何特性和探测晶体材料所决定的物理效应，比如：立体角效应，伽马光子入射角效应，伽马光子入射深度效应，晶体内部散射效应，等可以通过蒙特卡洛仿真的方法模拟，并获得几何校正系数；对于由PET扫描仪工艺和电子学特性所决定的物理效应，比如：闪烁晶体及光导的物理性能及加工质量，晶体与光电倍增管耦合情况，光电倍增管的增益，晶体解码误差等效应，可以通过扫描实验获得；将两者相结合，从而得到准确的PET校正系数，无需定制长度超过2米的均匀模体(中空圆柱源、棒源或者平板源)，也无需设计和加工支持长轴源稳定和匀速旋转的机械装置或者支持长轴源稳定和匀速往复运动的机械装置，简化了设备设计，同时降低了设备成本。
在一个实施例中，数据仿真模拟单元210还用于对仿真模拟数据进行物理校正，获得预设模式的第一数据；根据预设模式的第一数据获取第一真事件计数，其中，物理校正包括衰减校正、死时间校正、散射校正或随机事件校正，预设模式包括列表模式或弦图模式。
在一个实施例中，几何校正系数获取单元220还用于获取虚拟放射源的第一几何参数，根据第一几何参数获取虚拟放射源在弦图模式下的理论真事件计数。
在一个实施例中，数据扫描单元230还用于根据几何校正系数对扫描数据进行几何校正，对几何校正后的扫描数据进行物理校正，获得预设模式的第二数据；根据预设模式的第二数据获取第二真事件计数，其中，物理校正包括衰减校正、死时间校正、散射校正或随机事件校正，预设模式包括列表模式或弦图模式。
在一个实施例中，晶体干涉校系数获取单元240还用于获取放射源的第二几何参数，根据第二几何参数获取放射源在弦图模式下的理论真事件计数。
在一个实施例中，如图7所示，PET校正系数的生成系统还包括归一化系数获取单元250，用于获取PET探测器环对探测效率校正系数和PET探测器探测效率校正系数，根据PET探测器环对探测效率校正系数、PET探测器探测效率校正系数、几何校正系数和晶体干涉校正系数，获取归一化校正系数。
在一个实施例中，虚拟放射源包括空心圆柱源或平面源，放射源包括平面源或旋转棒源。
本发明实施例的PET校正系数的生成系统与上述PET校正系数的生成方法一一对应，在上述PET校正系数的生成方法的实施例阐述的技术特征及其有益效果均适用于PET校正系数的生成系统的实施例中。
根据上述PET校正系数的生成方法，本发明实施例还提供一种可读存储介质和PET设备。
一种可读存储介质，其上存储有可执行程序，可执行程序被处理器执行时实现上述的PET校正系数的生成方法的步骤。
上述可读存储介质，通过其存储的可执行程序，可以实现将蒙特卡洛仿真模拟和实验扫描相结合，从而得到准确的PET校正系数，无需定制长度超过2米的均匀模体(中空圆柱源、棒源或者平板源)，也无需设计和加工支持长轴源稳定和匀速旋转的机械装置或者支持长轴源稳定和匀速往复运动的机械装置，简化了设备设计，同时降低了设备成本。
一种PET设备，包括存储器和处理器，存储器存储有可执行程序，处理器执行可执行程序时实现上述的PET校正系数的生成方法的步骤。
上述PET设备，通过在处理器上运行可执行程序，可以实现将蒙特卡洛仿真模拟和实验扫描相结合，从而得到准确的PET校正系数，无需定制长度超过2米的均匀模体(中空圆柱源、棒源或者平板源)，也无需设计和加工支持长轴源稳定和匀速旋转的机械装置或者支持长轴源稳定和匀速往复运动的机械装置，简化了设备设计，同时降低了设备成本。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例用于PET校正系数的生成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，程序可存储于一非易失性的计算机可读取存储介质中，如实施例中，该程序可存储于计算机系统的存储介质中，并被该计算机系统中的至少一个处理器执行，以实现包括如上述PET校正系数的生成方法的实施例的流程。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。
以上所述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。
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步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成。所述的程序可以存储于可读取存储介质中。该程序在执行时，包括上述方法所述的步骤。所述的存储介质，包括：ROM/RAM、磁碟、光盘等。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，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，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种PET校正系数的生成方法，其特征在于，包括以下步骤：
在虚拟的PET系统环境中，对虚拟放射源进行蒙特卡洛仿真模拟，获得仿真模拟数据，根据所述仿真模拟数据获取第一真事件计数；
根据所述第一真事件计数和对应虚拟放射源的理论真事件计数获取几何校正系数；
对放射源进行扫描，获得扫描数据，根据所述几何校正系数对所述扫描数据进行几何校正，获取第二真事件计数；所述放射源覆盖PET扫描仪部分视野；
根据所述第二真事件计数和对应所述放射源的理论真事件计数获取晶体干涉校正系数，其中所述晶体干涉校正系数是与PET扫描仪工艺和电子学特性相关的物理效应所决定的几何校正系数。
2.根据权利要求1所述的PET校正系数的生成方法，其特征在于，所述根据所述仿真模拟数据获取第一真事件计数的步骤包括以下步骤：
对所述仿真模拟数据进行物理校正，获得预设模式的第一数据；其中，所述物理校正包括衰减校正、死时间校正、散射校正或随机事件校正；
根据所述预设模式的第一数据获取第一真事件计数，其中，所述预设模式包括列表模式或弦图模式。
3.根据权利要求1所述的PET校正系数的生成方法，其特征在于，在所述根据所述第一真事件计数和对应虚拟放射源的理论真事件计数获取几何校正系数的步骤之前，还包括以下步骤：
获取所述虚拟放射源的第一几何参数，根据所述第一几何参数获取所述虚拟放射源在弦图模式下的理论真事件计数。
4.根据权利要求1所述的PET校正系数的生成方法，其特征在于，所述根据所述几何校正系数对所述扫描数据进行几何校正，获取第二真事件计数的步骤包括以下步骤：
根据所述几何校正系数对所述扫描数据进行几何校正，对几何校正后的扫描数据进行物理校正，获得预设模式的第二数据；其中，所述物理校正包括衰减校正、死时间校正、散射校正或随机事件校正；
根据所述预设模式的第二数据获取第二真事件计数，其中，所述预设模式包括列表模式或弦图模式。
5.根据权利要求1所述的PET校正系数的生成方法，其特征在于，在所述根据所述第二真事件计数和对应所述放射源的理论真事件计数获取晶体干涉校正系数的步骤之前，还包括以下步骤：
获取所述放射源的第二几何参数，根据所述第二几何参数获取所述放射源在弦图模式下的理论真事件计数。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的PET校正系数的生成方法，其特征在于，还包括以下步骤：
获取PET探测器环对探测效率校正系数和PET探测器探测效率校正系数，根据所述PET探测器环对探测效率校正系数、所述PET探测器探测效率校正系数、所述几何校正系数和所述晶体干涉校正系数，获取归一化校正系数。
7.根据权利要求6所述的PET校正系数的生成方法，其特征在于，所述虚拟放射源包括空心圆柱源或平面源，所述放射源包括平面源或旋转棒源。
8.一种PET校正系数的生成系统，其特征在于，包括：
数据仿真模拟单元，用于在虚拟的PET系统环境中，对虚拟放射源进行蒙特卡洛仿真模拟，获得仿真模拟数据，根据所述仿真模拟数据获取第一真事件计数；
几何校正系数获取单元，用于根据所述第一真事件计数和对应虚拟放射源的理论真事件计数获取几何校正系数；
数据扫描单元，用于对放射源进行扫描，获得扫描数据，根据所述几何校正系数对所述扫描数据进行几何校正，获取第二真事件计数；所述放射源覆盖PET扫描仪部分视野；
晶体干涉校系数获取单元，用于根据所述第二真事件计数和对应放射源的理论真事件计数获取晶体干涉校正系数，其中所述晶体干涉校正系数是与PET扫描仪工艺和电子学特性相关的物理效应所决定的几何校正系数。
9.一种可读存储介质，其上存储有可执行程序，其特征在于，所述可执行程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任意一项所述的PET校正系数的生成方法的步骤。
10.一种PET设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有可执行程序，其特征在于，所述处理器执行所述可执行程序时实现权利要求1至7中任意一项所述的PET校正系数的生成方法的步骤。
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