CN110934604B - 康普顿散射序列恢复方法、装置、存储介质和pet成像系统 - Google Patents

康普顿散射序列恢复方法、装置、存储介质和pet成像系统 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种康普顿散射序列恢复方法、装置、存储介质和PET成像系统。其中，该方法包括：探测散射事例，其中，散射事例包括：至少一次散射事件和一次光电作用事件，或者至少两次散射事件；根据散射事例中事件的作用点位置，确定作用点位置的平均作用距离；从预设关系表中查询在平均作用距离下，散射事例中各散射沉积能量顺序的事件是第一次散射事件的概率值，其中，预设关系表是基于统计模拟确定的；确定概率值最大的散射沉积能量顺序对应的事件为第一次散射事件。通过本申请，解决了相关技术中的康普顿散射序列恢复方法的恢复精度差的问题，提高了康普顿散射序列恢复的精度。

Description

康普顿散射序列恢复方法、装置、存储介质和PET成像系统
技术领域
本申请涉及核医学领域，特别是涉及一种康普顿散射序列恢复方法、装置、PET成像系统及计算机可读存储介质。
背景技术
PET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。PET图像质量主要受系统的空间分辨影响，而空间分辨率本质上是由响应线(LOR)位置的准确度决定的，传统上认为PET系统的空间分辨率受到探测器晶体尺寸、正电子自由程、非共线性、探测器环直径、解码误差、作用深度(DOI)等因素的影响，并且已有相应的经验公式描述这种影响关系。但该模型默认了一个前提条件，即预先确定湮灭光子沉积能量在哪个晶体内。实际上，湮灭光子在探测器中一定有非常大的概率发生康普顿散射。
康普顿散射是指光子与自由电子发生完全弹性碰撞，电子获得一部分能量，散射的光子能量减小、频率减小、波长变长。沉积能量是指光子在探测器的视野内发生的散射事件或者光电作用事件。当湮灭光子在探测器中发生康普顿散射时，光子能量可能沉积在多个相邻或不相邻探测器晶体内，如果不能准确判断哪个晶体是发生第一次沉积能量(即首次康普顿散射)的位置，就会造成响应线定位的巨大偏差，进而影响PET图像重建质量。
为了得到正确的响应线从而获得准确的重建图像，需要对探测器中的康普顿散射事件进行径迹序列恢复，得到第一次沉积能量点的准确位置，即康普顿散射序列恢复。
传统的康普顿散射序列恢复分别是“重心法”和“简单能量比较法”。
传统的anger逻辑没有特别的进行康普顿散射序列恢复，其电路效果等价于将沉积能量的重心位置(晶体位置)作为光子第一次沉积能量位置，相当于采用了重心法进行康普顿散射序列恢复。例如，当多个晶体因收集到康普顿散射沉积能量而产生闪烁光时，覆盖在整个block上的多个光电倍增器件(光电倍增管PMT/硅光电倍增管SiPM)会产生不同强度的信号，anger逻辑电路输出的该伽马(gamma)光子的能量即为多个光电倍增器件的信号总和，输出的位置信号则为多个光电倍增器件坐标以信号幅度为权重的平均位置坐标。
对于拥有单晶体信号处理能力的定制电路逻辑，可以采用简单能量比较法进行康普顿散射序列恢复，基于简单的能量比较，将沉积能量次高的作用点(晶体位置)作为第一次散射发生的位置。由于专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称为ASIC)能够给出每个晶体的闪烁光信号强度，该gamma光子的能量仍为激发的若干个晶体的信号之和；对于仅发生一次康普顿散射的两个作用点事例，沉积能量少的作用点作为第一次散射发生的位置；对于发生两次及两次以上康普顿散射的多个作用点事例，沉积能量第二多的作用点作为第一次散射发生的位置，即激发的若干个晶体中信号强度第二大的那个晶体的坐标。
上述两种方法处理流程比较简单自然，但是对康普顿序列正确恢复的概率较低，从而造成较大的LOR定位误差，影响图像质量。
美国通用电气公司(General Electric Company，简称为GE)改进了简单能量比较法，认为当两次沉积能量中的较小值小于70keV时，该较小值很大概率属于光电吸收时的K层电子发射产生的能量，因此康普顿散射倾向于发生在沉积能量较大的位置；当两次沉积能量中的较小值大于70keV时，由于511keV的光子康普顿散射截面远大于光电吸收作用截面，因此康普顿散射倾向于发生在沉积能量较小的位置。但此种改进对于普顿散射序列恢复精度的提升仍然有限。
发明内容
基于此，有必要针对相关技术中的康普顿散射序列恢复方法的恢复精度差的问题，提供一种康普顿散射序列恢复方法、装置、PET成像系统及计算机可读存储介质。
第一方面，本申请实施例提供了一种康普顿散射序列恢复方法，包括：探测散射事例，其中，所述散射事例包括：至少一次散射事件和一次光电作用事件，或者至少两次散射事件；根据所述散射事例中事件的作用点位置，确定所述作用点位置的平均作用距离；从预设关系表中查询在所述平均作用距离下，所述散射事例中各散射沉积能量顺序的事件是第一次散射事件的概率值，其中，所述预设关系表是基于统计模拟确定的；确定所述概率值最大的散射沉积能量顺序对应的事件为第一次散射事件。
在其中一些实施例中，根据所述散射事例中事件的作用点位置，确定所述作用点位置的平均作用距离包括：在所述散射事例中事件的数量为两个的情况下，确定所述散射事例中的两个事件的作用点位置之间的距离为所述平均作用距离。
在其中一些实施例中，根据所述散射事例中事件的作用点位置，确定所述作用点位置的平均作用距离包括：在所述散射事例中事件的数量为三个或者三个以上的情况下，确定所述散射事例中每两个事件之间的距离的平均值为所述平均作用距离。
在其中一些实施例中，所述康普顿散射序列恢复方法还包括：通过蒙特卡洛仿真方法对散射事例进行仿真；统计仿真的散射事例中具有不同散射沉积能量顺序的事件为第一次散射事件的概率值以及平均作用距离的对应关系，得到所述预设关系表。
在其中一些实施例中，所述预设关系表包括：在所述散射事例中的事件的数量为两个，且散射事例的平均作用距离不大于第一预设值的情况下，散射沉积能量大的事件为第一次散射事件的概率值不小于散射沉积能量小的事件为第一次散射事件的概率值；在所述散射事例中的事件的数量为两个，且散射事例的平均作用距离大于所述第一预设值的情况下，散射沉积能量小的事件为第一次散射事件的概率值不小于散射沉积能量大的事件为第一次散射事件的概率值；在所述散射事例中的事件的数量为三个，且散射事例的平均作用距离不大于第二预设值的情况下，散射沉积能量最大的事件为第一次散射事件的概率值不小于该散射事例中其他事件为第一次散射事件的概率值；在所述散射事例中的事件的数量为三个，且散射事例的平均作用距离大于第二预设值的情况下，散射沉积能量最小的事件为第一次散射事件的概率值不小于该散射事例中其他事件为第一次散射事件的概率值。
在其中一些实施例中，所述第一预设值为3.35mm，所述第二预设值为10.55mm。
第二方面，本申请实施例提供了一种康普顿散射序列恢复装置，包括：探测模块，用于探测散射事例，其中，所述散射事例包括：至少一次散射事件和一次光电作用事件，或者至少两次散射事件；第一确定模块，用于根据所述散射事例中事件的作用点位置，确定所述作用点位置的平均作用距离；查询模块，用于从预设关系表中查询在所述平均作用距离下，所述散射事例中各散射沉积能量顺序的事件是第一次散射事件的概率值，其中，所述预设关系表是基于统计模拟确定的；第二确定模块，用于确定所述概率值最大的散射沉积能量顺序对应的事件为第一次散射事件。
在其中一些实施例中，所述康普顿散射序列恢复装置还包括：仿真模块，用于通过蒙特卡洛仿真方法对散射事例进行仿真；统计模块，用于统计仿真的散射事例中具有不同散射沉积能量顺序的事件为第一次散射事件的概率值以及平均作用距离的对应关系，得到所述预设关系表。
第三方面，本申请实施例提供了一种PET成像系统，包括：具有成像视野的孔腔的PET扫描仪；以及被配置为在受试者位于所述PET扫描仪中时操作所述PET扫描仪，以通过从受试者感兴趣区域中探测符合计数数据来执行诊断扫描的处理器；其中，所述处理器还被配置为执行第一方面所述的方法。
第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，当所述计算机程序指令被处理器执行时实现第一方面所述的方法。
与现有技术相比，通过本申请实施例提供的康普顿散射序列恢复方法、装置、PET成像系统及计算机可读存储介质，采用探测散射事例，其中，散射事例包括：至少一次散射事件和一次光电作用事件，或者至少两次散射事件；根据散射事例中事件的作用点位置，确定作用点位置的平均作用距离；从预设关系表中查询在平均作用距离下，散射事例中各散射沉积能量顺序的事件是第一次散射事件的概率值，其中，预设关系表是基于统计模拟确定的；确定概率值最大的散射沉积能量顺序对应的事件为第一次散射事件的方式，解决了相关技术中的康普顿散射序列恢复方法的恢复精度差的问题，提高了康普顿散射序列恢复的精度。
附图说明
图1是根据本申请实施例的康普顿散射序列恢复方法的流程图；
图2是根据本申请优选实施例的具有两个事件的散射事例的作用距离的示意图；
图3是根据本申请优选实施例的具有三个事件的散射事例的作用距离的示意图；
图4是根据本申请优选实施例的具有两个事件的散射事例中具有不同散射沉积能量顺序的事件为第一次散射事件的概率值与平均作用距离的对应关系示意图；
图5是根据本申请优选实施例的具有三个事件的散射事例中具有不同散射沉积能量顺序的事件发生的概率值与平均作用距离的对应关系示意图；
图6是根据本申请优选实施例的具有三个事件的散射事例中具有不同散射沉积能量顺序的事件为第一次散射事件的概率值与平均作用距离的对应关系示意图；
图7是根据本申请实施例的康普顿散射序列恢复装置的结构框图；
图8是根据本申请实施例的康普顿散射序列恢复设备的硬件结构示意图。
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。
显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其他类似情景。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本申请公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本申请揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本申请公开的内容不充分。
除非另作定义，权利要求书和说明书中使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。
“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。
本申请所涉及的系统不仅可用于非侵入成像，如疾病的诊断和研究，还可用于工业领域等，其所涉及的图像处理系统可以包括正电子发射计算机断层显像系统(PET系统)、正电子发射计算机断层显像-计算机断层扫描多模态系统(PET-CT系统)、正电子发射计算机断层显像-磁共振多模态混合系统(PET-MR系统)等。
下面将以PET成像系统为例对本申请实施例进行说明。
本申请实施例提供了一种PET成像系统，包括：具有成像视野的孔腔的PET扫描仪；以及被配置为在受试者位于PET扫描仪中时操作PET扫描仪，以通过从受试者感兴趣区域中探测符合计数数据来执行诊断扫描的处理器；其中，处理器还被配置为执行康普顿散射序列恢复方法。
图1是根据本发明实施例的康普顿散射序列恢复方法的流程图，如图1所示，该流程包括如下步骤：
步骤S101，探测散射事例，其中，散射事例包括：至少一次散射事件和一次光电作用事件，或者至少两次散射事件。
在本实施例中，通过PET系统的探测器的闪烁晶体来探测散射事例。探测器具有闪烁器和光电倍增管(PMT)。其中，闪烁晶体可以将从受检者入射的伽马射线转换成可视光。光电倍增管可选择一系列的APD单元，每个单元是一个独立的盖革式探测器，包括光电阳极、多级倍增电极和光电阴极，其中，光电阴极接受闪烁光而产生光电子；多级倍增电极可提供对光电子进行加速的电场，从光电阴极发射的电子在电场中被朝向倍增电极加速，并与倍增电极的表面碰撞溢出多个电子，该现象在多级倍增电极中重复发生，电子数雪崩似地倍增；光电阳极可输出百万数量级的电子，形成电子流。
在本实施例中，探测器检测从受检者内部发射的成对湮灭伽马射线，生成与检测出的成对湮灭伽马射线的光量相应的脉冲状电信号，该脉冲状电信号被供给处理器；处理器根据电信号生成单事件数据(Single Event Data)。处理器可通过检测电信号的强度是否超过阈值检测产生湮灭的伽马射线。可选地，处理器可采用Anger逻辑或其他处理方式识别单事件的空间坐标、时间戳以及所检测的伽马射线的估计能量。此外，在预先设定的时间范围内的多个单事件被推测为由来于从同一对湮灭点产生的成对湮灭伽马射线，这些事件被称为一个散射事例。该预先设定的时间范围例如为6ns～18ns。
通过上述方式，可以探测出同一散射事例中发生的事件的次数。
步骤S102，根据散射事例中事件的作用点位置，确定作用点位置的平均作用距离。
在本实施例中，根据步骤S101中探测到的散射事例中各个事件的作用点位置，例如各个事件的空间坐标，则可以计算出每个事件的作用点位置到其他事件的作用点位置的距离，然后取这些距离的平均值，即得到散射事例中所有事件的作用点位置的平均作用距离。
在本实施例中，在散射事例中事件的数量为两个的情况下，确定散射事例中的两个事件的作用点位置之间的距离为平均作用距离。例如，在图2中示出了发生在一个block中的散射事例，该散射事例包括沉积能量分别为E1和E2的两个事件，这两个事件对应的作用点位置分别为
Figure BDA0002300616460000091
和/>
Figure BDA0002300616460000092
则该散射事例的平均作用距离即为/>
Figure BDA0002300616460000093
到/>
Figure BDA0002300616460000094
的距离。
在本实施例中，在散射事例中事件的数量为三个或者三个以上的情况下，确定散射事例中每两个事件之间的距离的平均值为平均作用距离。例如，在图3中示出了发生在一个block中的另一个散射事例，该散射事例包括沉积能量分别为E1，E2和E3的三个事件，这三个事件对应的作用点位置分别为
Figure BDA0002300616460000095
和/>
Figure BDA0002300616460000096
那么，该散射事例的平均作用距离即为/>
Figure BDA0002300616460000097
到
Figure BDA00023006164600000913
到/>
Figure BDA00023006164600000910
以及/>
Figure BDA00023006164600000911
到/>
Figure BDA00023006164600000912
三者距离的平均值。如果一个散射事例中事件的数量为三个以上，则以此类推，确定散射事例中每两个事件之间的距离的平均值为平均作用距离。
步骤S103，从预设关系表中查询在平均作用距离下，散射事例中各散射沉积能量顺序的事件是第一次散射事件的概率值，其中，预设关系表是基于统计模拟确定的。
在本实施例中，基于统计模拟，即蒙特卡洛仿真方法，确定的预设关系表中包含在具有不同的平均作用距离的散射事例的事件中，具有不同的沉积能量顺序的事件属于第一次散射事件的概率值。
在一些实施例中，预设关系表可以通过下列的方式得到：通过蒙特卡洛仿真方法对散射事例进行仿真；统计仿真的散射事例中具有不同散射沉积能量顺序的事件为第一次散射事件的概率值以及平均作用距离的对应关系，得到预设关系表。
其中，对于具有不同事件数量的散射事例分别进行蒙特卡洛仿真，从而分别得到具有不同事件数量的散射事例对应的预设关系表。基于此，在步骤S103中，亦是根据探测到的散射事例中事件的数量来选取对应的预设关系表，进而查询散射事例中各散射沉积能量顺序的事件是第一次散射事件的概率值。即对于两个事件的散射事例，在根据蒙特卡洛仿真两个事件的散射事例统计得到的预设关系表查询散射事例中各散射沉积能量顺序的事件是第一次散射事件的概率值。对于三个事件的散射事例，在根据蒙特卡洛仿真三个事件的散射事例统计得到的预设关系表查询散射事例中各散射沉积能量顺序的事件是第一次散射事件的概率值。对于三个以上事件的散射事例，亦是如此。
在散射事例中的事件的数量为两个，且散射事例的平均作用距离不大于第一预设值的情况下，散射沉积能量大的事件为第一次散射事件的概率值不小于散射沉积能量小的事件为第一次散射事件的概率值；在散射事例中的事件的数量为两个，且散射事例的平均作用距离大于第一预设值的情况下，散射沉积能量小的事件为第一次散射事件的概率值不小于散射沉积能量大的事件为第一次散射事件的概率值。例如，图4中示出了一个具有两个事件的散射事例中具有不同散射沉积能量顺序的事件为第一次散射事件的概率值与平均作用距离的对应关系。图4中分别示出了沉积能量较小的事件在具有不同的平均作用距离的散射事例中属于第一次散射事件的概率值变化曲线，以及沉积能量较大的事件在具有不同的平均作用距离的散射事例中属于第一次散射事件的概率值变化曲线。其中，E1表示第一次散射事件的沉积能量，E2表示第二次散射事件的沉积能量。两条曲线在平均作用距离为3.35mm(即第一预设值)的位置相交。图4表明在具有两个事件的散射事例中，当散射事例的平均作用距离小于3.35mm时，沉积能量较大的事件属于第一次散射事件的概率值较大；当散射事例的平均作用距离大于3.35mm时，沉积能量较小的事件属于第一次散射事件的概率值较大。
在散射事例中的事件的数量为三个，且散射事例的平均作用距离不大于第二预设值的情况下，散射沉积能量最大的事件为第一次散射事件的概率值不小于该散射事例中其他事件为第一次散射事件的概率值；在散射事例中的事件的数量为三个，且散射事例的平均作用距离大于第二预设值的情况下，散射沉积能量最小的事件为第一次散射事件的概率值不小于该散射事例中其他事件为第一次散射事件的概率值。例如，图5中示出了一个具有三个事件的散射事例中具有不同散射沉积能量顺序的事件发生的概率值与平均作用距离的对应关系，其中E1表示第一次散射事件的沉积能量，E2表示第二次散射事件的沉积能量，E3表示第三次散射事件的沉积能量。在图6中对图5中散射沉积能量顺序对应的概率值进一步统计，得到了具有三个事件的散射事例中具有不同散射沉积能量顺序的事件为第一次散射事件的概率值与平均作用距离的对应关系。图6表明在具有三个事件的散射事例中，在不同的平均作用距离下，沉积能量顺序第二的事件属于第一次散射事件的概率值均小于沉积能量顺序最小的事件属于第一次散射事件的概率值；当散射事例的平均作用距离小于10.55mm(即第二预设值)时，沉积能量最大的事件属于第一次散射事件的概率值最大；当散射事例的平均作用距离大于10.55mm时，沉积能量最小的事件属于第一次散射事件的概率值最大。
以此类推，在具有三个以上事件的散射事例中，也能够得到对应的预设关系表，在此不再赘述。
步骤S104，确定概率值最大的散射沉积能量顺序对应的事件为第一次散射事件。
在通过蒙特卡洛仿真方法得到了预设关系表后，通过查询预设关系表即可确定概率值最大的事件的散射沉积能量顺序，则选取当前散射事例中对应散射沉积能量顺序的事件，确定这个事件为第一次散射事件，探测到这个事件的晶体即为第一次散射事件的作用点位置。
需要说明的是，第一预设值3.35mm，第二预设值10.55mm是采用本申请实施例的PET成像系统仿真统计得到的优选值，上述两个预设值对于不同工况或者不同PET扫描仪配置的PET成像系统可能存在不同取值，但均可以基于本申请实施例提供的方法确定。
根据上述实施例，对于PET成像系统，每个block上的ASIC能够给出哪些晶体接收到了信号，并串行的给出相应信息。对于一个发生了一次散射的湮灭光子，虽然前向散射的概率偏大(511keV发生小角度康普顿散射的概率偏大)，但由于散射角度小，第一次能量沉积小，则散射光子的能量就越大，在后续没有被探测器阻挡并发生逃逸的概率也相对较大。因此不能简单的认为一次散射能量沉积事例中沉积能量小的作用点就是第一作用点。实际上根据蒙特卡洛仿真结果，这个概率只有53.07％，仅略大于50％；直观上讲，散射光子能量越高，平均作用距离就会越大，反之亦然，因此应当存在一个平均作用距离阈值，对于平均作用距离平均作用距离小于该阈值的散射事例，应将沉积能量大的作用点作为第一次散射发生的位置，如图4所示，这个阈值是3.35mm。类似的，对于三次及三次以上作用次数的事例，也不能简单的将沉积能量第二大的作用点视为第一次散射发生点，而应根据平均作用距离平均作用距离划分出若干个区间，每个区间内采用不同的方式判定序列顺序，如图6所示，当平均作用距离平均作用距离小于10.55mm时，第一次康普顿散射能量沉积值偏大的概率较大，而对于平均作用距离平均作用距离大于10.55mm的情况，第一次康普顿散射能量沉积最小的概率最大，这样散射光子才有足够的能量运动更长的距离。
在本实施例中还提供了一种康普顿散射序列恢复装置，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的系统较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
图7是根据本申请实施例的康普顿散射序列恢复装置的结构框图，如图7所示，该装置包括：
探测模块71，用于探测散射事例，其中，散射事例包括：至少一次散射事件和一次光电作用事件，或者至少两次散射事件；
第一确定模块72，耦合至探测模块71，用于根据散射事例中事件的作用点位置，确定作用点位置的平均作用距离；
查询模块73，耦合至第一确定模块72，用于从预设关系表中查询在平均作用距离下，散射事例中各散射沉积能量顺序的事件是第一次散射事件的概率值，其中，预设关系表是基于统计模拟确定的；
第二确定模块74，耦合至查询模块73，用于确定概率值最大的散射沉积能量顺序对应的事件为第一次散射事件。
在其中一些实施例中，第二确定模块74用于在散射事例中事件的数量为两个的情况下，确定散射事例中的两个事件的作用点位置之间的距离为平均作用距离；在散射事例中事件的数量为三个或者三个以上的情况下，确定散射事例中每两个事件之间的距离的平均值为平均作用距离。
在其中一些实施例中，康普顿散射序列恢复装置还包括：仿真模块，用于通过蒙特卡洛仿真方法对散射事例进行仿真；统计模块，耦合至仿真模块，用于统计仿真的散射事例中具有不同散射沉积能量顺序的事件为第一次散射事件的概率值以及平均作用距离的对应关系，得到预设关系表。
在其中一些实施例中，预设关系表包括：在散射事例中的事件的数量为两个，且散射事例的平均作用距离不大于第一预设值的情况下，散射沉积能量大的事件为第一次散射事件的概率值不小于散射沉积能量小的事件为第一次散射事件的概率值；在散射事例中的事件的数量为两个，且散射事例的平均作用距离大于第一预设值的情况下，散射沉积能量小的事件为第一次散射事件的概率值不小于散射沉积能量大的事件为第一次散射事件的概率值；在散射事例中的事件的数量为三个，且散射事例的平均作用距离不大于第二预设值的情况下，散射沉积能量最大的事件为第一次散射事件的概率值不小于该散射事例中其他事件为第一次散射事件的概率值；在散射事例中的事件的数量为三个，且散射事例的平均作用距离大于第二预设值的情况下，散射沉积能量最小的事件为第一次散射事件的概率值不小于该散射事例中其他事件为第一次散射事件的概率值。
在其中一些实施例中，第一预设值为3.35mm，第二预设值为10.55mm。
另外，结合图1描述的本申请实施例的康普顿散射序列恢复方法可以由康普顿散射序列恢复设备来实现。图8示出了本申请实施例提供的康普顿散射序列恢复设备的硬件结构示意图。
康普顿散射序列恢复设备可以包括处理器81以及存储有计算机程序指令的存储器82。
具体地，上述处理器81可以包括中央处理器(CPU)，或者特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)，或者可以被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。
存储器82可以包括用于数据或指令的大容量存储器。举例来说而非限制，存储器82可包括硬盘驱动器(Hard Disk Drive，HDD)、软盘驱动器、闪存、光盘、磁光盘、磁带或通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)驱动器或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，存储器82可包括可移除或不可移除(或固定)的介质。在合适的情况下，存储器82可在数据处理装置的内部或外部。在特定实施例中，存储器82是非易失性固态存储器。在特定实施例中，存储器82包括只读存储器(ROM)。在合适的情况下，该ROM可以是掩模编程的ROM、可编程ROM(PROM)、可擦除PROM(EPROM)、电可擦除PROM(EEPROM)、电可改写ROM(EAROM)或闪存或者两个或更多个以上这些的组合。
处理器81通过读取并执行存储器82中存储的计算机程序指令，以实现上述实施例中的任意一种康普顿散射序列恢复方法。
在一个示例中，康普顿散射序列恢复设备还可包括通信接口83和总线80。其中，如图8所示，处理器81、存储器82、通信接口83通过总线80连接并完成相互间的通信。
通信接口83，主要用于实现本申请实施例中各模块、装置、单元和/或设备之间的通信。
总线80包括硬件、软件或两者，将康普顿散射序列恢复设备的部件彼此耦接在一起。举例来说而非限制，总线可包括加速图形端口(AGP)或其他图形总线、增强工业标准架构(EISA)总线、前端总线(FSB)、超传输(HT)互连、工业标准架构(ISA)总线、无限带宽互连、低引脚数(LPC)总线、存储器总线、微信道架构(MCA)总线、外围组件互连(PCI)总线、PCI-Express(PCI-X)总线、串行高级技术附件(SATA)总线、视频电子标准协会局部(VLB)总线或其他合适的总线或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，总线80可包括一个或多个总线。尽管本申请实施例描述和示出了特定的总线，但本申请考虑任何合适的总线或互连。
该康普顿散射序列恢复设备可以基于获取到的散射事例，执行本申请实施例中的康普顿散射序列恢复方法，从而实现结合图1描述的康普顿散射序列恢复方法。
另外，结合上述实施例中的康普顿散射序列恢复方法，本申请实施例可提供一种计算机可读存储介质来实现。该计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令；该计算机程序指令被处理器执行时实现上述实施例中的任意一种康普顿散射序列恢复方法。
综上所述，通过本申请提供的上述实施例或者优选实施方式，基于蒙特卡洛仿真得到的预设关系表实现了康普顿恢复，并且相对于相关技术而言，提高了康普顿散射序列恢复的精度。并且，本申请实施例提供的康普顿散射序列恢复方法还具有运算量小，简便易实现的有益效果。
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)

1.一种康普顿散射序列恢复方法，其特征在于，包括：
探测散射事例，其中，所述散射事例包括：至少一次散射事件和一次光电作用事件，或者至少两次散射事件；
根据所述散射事例中各个事件的作用点位置之间的距离，确定所述作用点位置的平均作用距离；
从预设关系表中查询在所述平均作用距离下，所述散射事例中各散射沉积能量顺序的事件是第一次散射事件的概率值，其中，所述预设关系表是基于统计模拟确定的；
确定所述概率值最大的散射沉积能量顺序对应的事件为第一次散射事件。
2.根据权利要求1所述的康普顿散射序列恢复方法，其特征在于，根据所述散射事例中各个事件的作用点位置之间的距离，确定所述作用点位置的平均作用距离包括：
在所述散射事例中事件的数量为两个的情况下，确定所述散射事例中的两个事件的作用点位置之间的距离为所述平均作用距离。
3.根据权利要求1所述的康普顿散射序列恢复方法，其特征在于，根据所述散射事例中各个事件的作用点位置之间的距离，确定所述作用点位置的平均作用距离包括：
在所述散射事例中事件的数量为三个或者三个以上的情况下，确定所述散射事例中每两个事件的作用点位置之间的距离的平均值为所述平均作用距离。
4.根据权利要求1所述的康普顿散射序列恢复方法，其特征在于，所述康普顿散射序列恢复方法还包括：
通过蒙特卡洛仿真方法对散射事例进行仿真；
统计仿真的散射事例中具有不同散射沉积能量顺序的事件为第一次散射事件的概率值以及平均作用距离的对应关系，得到所述预设关系表。
5.根据权利要求1所述的康普顿散射序列恢复方法，其特征在于，所述预设关系表包括：
在所述散射事例中的事件的数量为两个，且散射事例的平均作用距离不大于第一预设值的情况下，散射沉积能量大的事件为第一次散射事件的概率值不小于散射沉积能量小的事件为第一次散射事件的概率值；
在所述散射事例中的事件的数量为两个，且散射事例的平均作用距离大于所述第一预设值的情况下，散射沉积能量小的事件为第一次散射事件的概率值不小于散射沉积能量大的事件为第一次散射事件的概率值；
在所述散射事例中的事件的数量为三个，且散射事例的平均作用距离不大于第二预设值的情况下，散射沉积能量最大的事件为第一次散射事件的概率值不小于该散射事例中其他事件为第一次散射事件的概率值；
在所述散射事例中的事件的数量为三个，且散射事例的平均作用距离大于第二预设值的情况下，散射沉积能量最小的事件为第一次散射事件的概率值不小于该散射事例中其他事件为第一次散射事件的概率值。
6.根据权利要求5所述的康普顿散射序列恢复方法，其特征在于，所述第一预设值为3.35mm，所述第二预设值为10.55mm。
7.一种康普顿散射序列恢复装置，其特征在于，包括：
探测模块，用于探测散射事例，其中，所述散射事例包括：至少一次散射事件和一次光电作用事件，或者至少两次散射事件；
第一确定模块，用于根据所述散射事例中各个事件的作用点位置之间的距离，确定所述作用点位置的平均作用距离；
查询模块，用于从预设关系表中查询在所述平均作用距离下，所述散射事例中各散射沉积能量顺序的事件是第一次散射事件的概率值，其中，所述预设关系表是基于统计模拟确定的；
第二确定模块，用于确定所述概率值最大的散射沉积能量顺序对应的事件为第一次散射事件。
8.根据权利要求7所述的康普顿散射序列恢复装置，其特征在于，所述康普顿散射序列恢复装置还包括：
仿真模块，用于通过蒙特卡洛仿真方法对散射事例进行仿真；
统计模块，用于统计仿真的散射事例中具有不同散射沉积能量顺序的事件为第一次散射事件的概率值以及平均作用距离的对应关系，得到所述预设关系表。
9.一种PET成像系统，其特征在于包括：具有成像视野的孔腔的PET扫描仪；以及被配置为在受试者位于所述PET扫描仪中时操作所述PET扫描仪，以通过从受试者感兴趣区域中探测符合计数数据来执行诊断扫描的处理器；其中，所述处理器还被配置为执行权利要求1至6中任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其特征在于，当所述计算机程序指令被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的方法。
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