CN111067560B - 散射校正方法、装置、可读存储介质和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种散射校正方法、装置、可读存储介质和电子设备。该方法包括：针对探测器中多个目标晶体对中的每一目标晶体对，获取所述目标晶体对所对应的被检体的散射区域的平均衰减系数；根据每一所述目标晶体对所对应的所述散射区域的平均衰减系数，利用预先建立的衰减系数与低能阈值间的对应关系，确定每一所述目标晶体对所对应的目标低能阈值，其中，在所述对应关系中，衰减系数越大，对应的低能阈值越小；利用每一所述目标晶体对所对应的目标低能阈值进行单散射模拟的散射分布估计；根据散射分布估计结果进行散射校正。如此，可以得到更准确的散射分布，提高散射校正准确度，优化图像质量，有效节省PET重建成像时间。
Description
技术领域
本公开涉及正电子发射断层扫描技术领域，具体地，涉及一种散射校正方法、装置、可读存储介质和电子设备。
背景技术
正电子发射断层扫描(PET)，是一种用于观察身体代谢过程的核医学探测器，原理是把具有正电子发射的同位素标记药物注入人体内，这些药物在参与人体的生理代谢过程中发生湮灭效应，生成两个背对背发射的能量为0.511MeV的γ射线。
PET重建成像依赖于检测同时发射的光子得到的投影数据。理想情况下，在符合时间窗内同时检测到的两个光子时，湮灭位置可以沿着连接探测位置的符合线进行定位。在实际情况中，γ会在人体内发生康普顿散射，偏转一个或两个光子，这些散射事件导致符合事件在对象内部定位错误，重建图像时，散射会导致图像质量下降，对比度降低和量化不准确。因此，校正散射事件的数据就变得至关重要。
目前较为常用的散射校正方法为单散射模拟方法。然而，单散射模拟的缺点在于仅仅估算了光子在人体内单次散射的情况。实际在人体的散射中，会出现多重散射的情况，且随着人体的体重增加，在设置同样低能阈值的情况下，多重散射概率越大。在这种情况下，单散射模拟的散射分布估计将低于实际情况，造成散射事件的低估及散射欠校正的情况，导致图像质量下降。
发明内容
本公开的目的是提供一种散射校正方法、装置、计算机可读存储介质和电子设备，以提高散射校正的准确度。
为了实现上述目的，第一方面，本公开提供一种散射校正方法，包括：针对探测器中多个目标晶体对中的每一目标晶体对，获取所述目标晶体对所对应的被检体的散射区域的平均衰减系数；根据每一所述目标晶体对所对应的所述散射区域的平均衰减系数，利用预先建立的衰减系数与低能阈值间的对应关系，确定每一所述目标晶体对所对应的目标低能阈值，其中，在所述对应关系中，衰减系数越大，对应的低能阈值越小；利用每一所述目标晶体对所对应的目标低能阈值进行单散射模拟的散射分布估计；根据散射分布估计结果进行散射校正。
可选地，所述获取所述目标晶体对所对应的被检体的散射区域的平均衰减系数，包括：确定第一向量与第二向量之间的夹角，其中，所述第一向量为所述目标晶体对中的一个晶体到当前采样点的向量，所述第二向量为所述当前采样点到所述目标晶体对中的另一晶体的向量；若所述夹角的绝对值小于预设的最大散射角度，则根据由所述目标晶体对与所述当前采样点形成的路径上的每一体素点的衰减系数，确定该路径对应的衰减系数；若已确定出预设数量的路径对应的衰减系数，则计算所述预设数量的路径对应的衰减系数的平均值，并将该平均值作为所述目标晶体对所对应的被检体的散射区域的平均衰减系数，其中，所述预设数量大于1。
可选地，所述获取所述目标晶体对所对应的被检体的散射区域的平均衰减系数，还包括：若尚未确定出所述预设数量的路径对应的衰减系数，或者若所述夹角的绝对值大于或等于所述最大散射角度，则重新确定采样点，之后，重新执行所述确定第一向量与第二向量之间的夹角的步骤和所述若所述夹角的绝对值小于预设的最大散射角度，则根据由所述目标晶体对与所述当前采样点形成的路径上的每一体素点的衰减系数，确定该路径对应的衰减系数的步骤，直到已确定出所述预设数量的路径对应的衰减系数为止。
可选地，所述最大散射角度基于所述探测器的真实低能阈值来确定。
可选地，所述对应关系通过以下方式建立：确定多个水模中每一水模对应的衰减系数，其中，所述多个水模的半径互不相同；通过对每一所述水模进行仿真，获得在每一所述水模对应的衰减系数下，使得总散射分布最佳的低能阈值；利用每一所述水模对应的衰减系数和与该衰减系数对应的低能阈值进行曲线拟合，以获得所述对应关系。
可选地，所述探测器的晶体对被划分成多组，每组晶体对中包括多个空间上相邻的晶体对，从每组晶体对中选择一晶体对作为所述目标晶体对；所述利用每一所述目标晶体对所对应的目标低能阈值进行单散射模拟散射分布估计，包括：针对每一所述目标晶体对，将该目标晶体对所对应的目标低能阈值用作与该目标晶体对同组的其他晶体对所对应的目标低能阈值；利用所述探测器中每一所述晶体对所对应的目标低能阈值进行单散射模拟散射分布估计。
第二方面，本公开提供一种散射校正装置，包括：衰减系数确定模块，被配置为针对探测器中多个目标晶体对中的每一目标晶体对，获取所述目标晶体对所对应的被检体的散射区域的平均衰减系数；低能阈值确定模块，被配置为根据所述衰减系数确定模块获取到的每一所述目标晶体对所对应的所述散射区域的平均衰减系数，利用预先建立的衰减系数与低能阈值间的对应关系，确定每一所述目标晶体对所对应的目标低能阈值，其中，在所述对应关系中，衰减系数越大，对应的低能阈值越小；散射分布估计模块，被配置为利用所述低能阈值确定模块确定出的每一所述目标晶体对所对应的目标低能阈值，进行单散射模拟的散射分布估计；散射校正模块，被配置为根据所述散射分布估计模块获得的散射分布估计结果进行散射校正。
可选地，所述衰减系数确定模块包括：夹角确定子模块，被配置为确定第一向量与第二向量之间的夹角，其中，所述第一向量为所述目标晶体对中的一个晶体到当前采样点的向量，所述第二向量为所述当前采样点到所述目标晶体对中的另一晶体的向量；衰减系数确定子模块，被配置为若所述夹角确定子模块确定出的所述夹角的绝对值小于预设的最大散射角度，则根据由所述目标晶体对与所述当前采样点形成的路径上的每一体素点的衰减系数，确定该路径对应的衰减系数；平均衰减系数确定子模块，被配置为若所述衰减系数确定子模块已确定出预设数量的路径对应的衰减系数，则计算所述预设数量的路径对应的衰减系数的平均值，并将该平均值作为所述目标晶体对所对应的被检体的散射区域的平均衰减系数，其中，所述预设数量大于1。
可选地，所述衰减系数确定模块还包括：采样点确定子模块，被配置为若所述衰减系数确定子模块尚未确定出所述预设数量的路径对应的衰减系数，或者若所述夹角确定子模块确定出的所述夹角的绝对值大于或等于所述最大散射角度，则重新确定采样点，之后，使所述夹角确定子模块重新执行确定第一向量与第二向量之间的夹角，以及所述衰减系数确定子模块重新执行，若所述夹角的绝对值小于预设的最大散射角度，则根据由所述目标晶体对与所述当前采样点形成的路径上的每一体素点的衰减系数，直到所述衰减系数确定子模块已确定出所述预设数量的路径对应的衰减系数为止。
可选地，所述探测器的晶体对被划分成多组，每组晶体对中包括多个空间上相邻的晶体对，从每组晶体对中选择一晶体对作为所述目标晶体对；所述散射分布估计模块，被配置为针对每一所述目标晶体对，将该目标晶体对所对应的目标低能阈值用作与该目标晶体对同组的其他晶体对所对应的目标低能阈值；利用所述探测器中每一所述晶体对所对应的目标低能阈值进行单散射模拟散射分布估计。
第三方面，本公开提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本公开第一方面提供的所述方法的步骤。
第四方面，本公开提供一种电子设备，包括：存储器，其上存储有计算机程序；处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现本公开第一方面提供的所述方法的步骤。
通过上述技术方案，可以在单散射模拟的散射分布估计中，动态调节晶体对所对应的低能阈值。这样，可以增加单散射事件的估计，以实现对多重散射事件的补充，从而得到更准确的散射分布，有效避免欠校正情况的发生，达到了提高散射校正准确度、优化图像质量的效果，尤其是对于体积较大的被检体，上述效果更为显著。此外，上述技术方案无需复杂的仿真和计算过程，可有效节省PET重建成像时间。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是根据本公开一实施例示出的散射校正方法的流程图；
图2是根据本公开一实施例示出的获取目标晶体对所对应的被检体的散射区域的平均衰减系数的方法的流程图；
图3示出了一晶体对的二维平面示意图；
图4示出了一衰减系数与低能阈值间的对应关系的示意图；
图5示出了利用本公开提供的方法进行单散射模拟的散射分布估计，与利用常规方式进行散射分布估计的仿真结果对比图；
图6是根据本公开一实施例示出的散射校正装置的框图；
图7是根据一示例性实施例示出的一种电子设备的框图。
具体实施方式
如在背景技术中所阐述的，惯常的单散射模拟方法并未考虑多重散射，因此在对体积较大的被检体(例如，人或者其他动物)进行散射估计时将造成欠校正的情况，导致图像质量下降。
相关技术中，为了补充多重散射部分，可采用完整的蒙特卡罗模拟进行散射估计或者添加多重散射模型。然而，不论是利用完整的蒙特卡罗模拟来估计散射分布，还是添加多重散射模型以估计散射分布，这两种方法均需要更多的计算步骤和模拟过程，将大大提升所需的重建时间。
对此，本公开提供一种散射校正方法、装置、计算机可读存储介质和电子设备，以提高散射校正的准确度，节省PET重建成像时间。
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
图1是根据本公开一实施例示出的散射校正方法的流程图。如图1所示，该方法可以包括S101～S104。
在S101中，针对探测器中多个目标晶体对中的每一目标晶体对，获取该目标晶体对所对应的被检体的散射区域的平均衰减系数。
探测器可以包括多层探测器环，每层探测器环中的晶体沿环形排列。探测器中的晶体可以形成多个晶体对。在一种可选的实施方式中，S101中提及的多个目标晶体对，可以包括探测器中每一晶体对。
在本公开中，被检体可以为人或其他动物。可以基于电子计算机断层扫描(CT)成像系统的输出数据，计算每一目标晶体对所对应的被检体的散射区域的平均衰减系数。
在S102中，根据每一目标晶体对所对应的被检体的散射区域的平均衰减系数，利用预先建立的衰减系数与低能阈值间的对应关系，确定每一目标晶体对所对应的目标低能阈值。
在S103中，利用每一目标晶体对所对应的目标低能阈值进行单散射模拟的散射分布估计。
在进行单散射模拟的散射分布估计时，需输入的参数包括高能阈值和低能阈值，二者分别限定了能窗范围的上限和下限。在相关技术中，对于所有晶体对，低能阈值的设定是固定的，均是根据探测器的真实低能阈值给出的固定值，例如，被设置为435KeV。然而，发明人发现，随着被检体体积的增加，光子穿过的距离越远，发生多重散射的概率就越大。不同的晶体对，其对应的可能发生散射的区域并不相同。如果针对每一晶体对均设置同一低能阈值，则可能导致对于相对大的散射区域，低估的散射计数较多，这是由于在这些较大的散射区域，会发生较多的多重散射。因此，针对每一晶体对均设置同一低能阈值，会导致最终的散射分布估计低于实际情况，造成散射事件的低估，导致图像质量下降。
而在本公开中，首先计算目标晶体对所对应的被检体的散射区域的平均衰减系数，之后再利用预先建立的衰减系数与低能阈值间的对应关系，确定出该目标晶体对所对应的目标低能阈值。其中，在该对应关系中，衰减系数越大，对应的低能阈值越小，即，衰减系数与低能阈值间呈负相关变化关系。平均衰减系数与光子在被检体中的传输距离及被测体的组织成分相关，对于对应平均衰减系数较大的晶体对，可能是其对应的散射区域的组织成分密度较大，包含骨骼，或其对应的散射区域较大，光子传输距离较远，这些因素都将导致光子发生多重散射的概率增加，设置较小的目标低能阈值，可增加单散射的估计，对多重散射事件进行一定的补充。
在S104中，根据散射分布估计结果进行散射校正。该步骤的实现方式是本领域技术人员已知的，故本文不再赘述。
通过上述技术方案，可以在单散射模拟的散射分布估计中，动态调节晶体对所对应的低能阈值。这样，可以增加单散射事件的估计，以实现对多重散射事件的补充，从而得到更准确的散射分布，有效避免欠校正情况的发生，达到了提高散射校正准确度、优化图像质量的效果，尤其是对于体积较大的被检体，上述效果更为显著。此外，上述技术方案无需复杂的仿真和计算过程，可有效节省PET重建成像时间。
图2是根据本公开一实施例示出的获取目标晶体对所对应的被检体的散射区域的平均衰减系数的方法的流程图。图3示出了一晶体对的二维平面示意图。如图2所示，该方法可以包括S201～S206。
在S201中，确定第一向量与第二向量之间的夹角，其中，该第一向量为目标晶体对中的一个晶体到当前采样点的向量，该第二向量为当前采样点到该目标晶体对中的另一晶体的向量。
如图3所示，目标晶体对包括晶体A和晶体B。根据CT图像对人体进行体素划分，并进行采样，获得当前采样点S。利用晶体A、晶体B和当前采样点S各自的空间位置坐标，可以确定出第一向量与第二向量之间的夹角θ。
示例地，假设晶体A的空间位置坐标为(xA,yA,zA)，晶体B的空间位置坐标为(xB,yB,zB)，当前采样点S的空间位置坐标为(xS,yS,zS)，则可得：
其中，
表示晶体A与当前采样点S之间的距离；
表示当前采样点S与晶体B之间的距离；
表示晶体A到当前采样点S的向量，即上述第一向量；
表示当前采样点S到晶体B的向量，即上述第二向量。
在S202中，判断该夹角的绝对值是否小于预设的最大散射角度。若是，执行S203；若否，执行S206。
其中，最大散射角度可以根据实际情况来进行设定。在一个实施例中，可以基于探测器的真实低能阈值来确定。
例如，可以通过如下公式来确定最大散射角度：
其中，E'表示探测器的真实低能阈值；E0表示入射光子能量，其数值为511KeV；m0c2表示电子的静止能量；m0表示电子的静止质量；c表示光在真空中传播的速度；θmax表示在该真实低能阈值E'下对应的最大散射角度。
也就是，可根据探测器的真实低能阈值确定出最大散射角度，基于该最大散射角度，可以确定出针对目标晶体对AB，可能发生散射的区域范围，如图3的虚线范围所示，该目标晶体对AB可能发生散射的区域基本上在该虚线范围内。
在S203中，根据由该目标晶体对与当前采样点形成的路径上的每一体素点的衰减系数，确定该路径对应的衰减系数。
如果S201中针对当前采样点S，确定出的夹角的绝对值小于该最大散射角度，则该当前采样点S落入该目标晶体对AB可能发生散射的区域，此时，获取位于由该目标晶体对与当前采样点形成的路径(即，路径ASB)上的每一体素点的衰减系数。示例地，可以根据CT图像来获取相应体素点的衰减系数。之后，根据获取到的该路径上的每一体素点的衰减系数，确定该路径对应的衰减系数μi。例如，对该路径上的每一体素点的衰减系数进行积分运算，以获得该路径对应的衰减系数。
在S204中，确定满足条件的采样点是否达到预设数量，其中，该预设数量大于1。若是，则执行S205；若否，则执行S206。
满足条件的采样点，即S201中针对该采样点确定出的夹角满足其绝对值小于最大散射角度这一条件。因此，S204中的判断操作，也可以被看作是针对该目标晶体对，是否已确定出了预设数量的路径对应的衰减系数。
预设数量可以根据实际情况进行设定，通常情况下，预设数量大约在万级。
在S205中，计算该预设数量的路径对应的衰减系数的平均值，并将该平均值作为该目标晶体对所对应的散射区域的平均衰减系数。
该预设数量的路径总体涵盖的区域可以作为该目标晶体对所对应的被检体的散射区域，通过计算该预设数量的路径对应的衰减系数的平均值，可以确定出该目标晶体对所对应的被检体的散射区域的平均衰减系数。示例地，
其中，μaverage表示目标晶体对所对应的被检体的散射区域的平均衰减系数；μi表示第i条路径对应的衰减系数；N表示上述的预设数量。
在S206中，重新确定采样点，之后，返回S201，以重新执行以上步骤，直到本次迭代过程中，S204的判断结果为是，则停止迭代，之后，执行S205。
值得说明的是，针对S101中提及的多个目标晶体对中的每一目标晶体对，都可以按照图2所示的方法，确定出该目标晶体对所对应的被检体的散射区域的平均衰减系数。
在确定出目标晶体对所对应的被检体的散射区域的平均衰减系数后，利用上述的对应关系，确定出该目标晶体对所对应的目标低能阈值。该对应关系可以通过仿真实验来获得。
示例地，选取多个水模，该多个水模的半径互不相同。之后，确定每一水模对应的衰减系数。由于水的衰减系数是已知的，因此，不同半径的水模对应的衰减系数取决于该水模的半径，半径越大，对应的衰减系数越大。
通过对每一水模进行仿真，获得在每一水模对应的衰减系数下，使得总散射分布最佳的低能阈值。即，在对一水模进行仿真时，已知该水模对应的衰减系数，通过设置不同的低能阈值，获得在该低能阈值下的总散射分布，选取最佳总散射分布对应的低能阈值，作为与该水模的衰减系数对应的低能阈值。如此，可以获得多组衰减系数和对应的低能阈值。之后，利用该多组衰减系数和对应的低能阈值进行曲线拟合，以获得上述对应关系。
示例地，可根据如下公式进行曲线拟合：
LLD＝a-exp(-b*μ+c) (6)
其中，LLD表示低能阈值；μ表示衰减系数；a、b、c分别为常数，经曲线拟合后得到a、b、c的最佳值。
经过曲线拟合之后，可以获得衰减系数与低能阈值间的对应关系。图4示出了一衰减系数与低能阈值间的对应关系的示意图。值得说明的是，上述曲线拟合所用的公式仅仅为示例，在不同场景下，可以视衰减系数与低能阈值实际变化关系，选用其他公式进行拟合，本公开并不具体限定。
此外，上述对应关系也不局限于曲线形式，其也可以以其他形式呈现，例如，为对应关系表的形式。示例地，该对应关系表中记录有多组衰减系数及其对应的低能阈值。在确定与目标晶体对所对应的被检体的散射区域的平均衰减系数对应的目标低能阈值时，可以利用该平均衰减系数查询该对应关系表，以获得对应的目标低能阈值。若该对应关系表未记录与该平均衰减系数对应的低能阈值，则可以根据该对应关系表中记录的与该平均衰减系数数值接近的衰减系数，和该数值接近的衰减系数所对应的低能阈值，进行插值运算，以计算出该平均衰减系数对应的目标低能阈值。
考虑到相邻晶体对之间的散射区域的区别并不明显，因此，在动态调节晶体对所对应的低能阈值时，可以以晶体对组为单位进行。示例地，探测器的晶体对被划分成多组，每组晶体对中包括多个空间上相邻的晶体对。例如，在探测器环上将晶体划分为若干组n×m的晶体阵列，其中，n大于1，m大于1，例如，3×3的晶体阵列。这样，对于相对设置的两个晶体阵列，这两个晶体阵列中的晶体所形成的多个晶体对可被认为是空间上相邻的晶体对，这些晶体对可以被划分为一组。
在这种情况下，在S101之前，先从每组晶体对中分别选择一晶体对作为目标晶体对，这样，获得了多个目标晶体对。其中，选取的方式可以例如为随机选取。之后，S103可以包括：针对每一目标晶体对，将该目标晶体对所对应的目标低能阈值用作与该目标晶体对同组的其他晶体对所对应的目标低能阈值；利用探测器中每一晶体对所对应的目标低能阈值进行单散射模拟散射分布估计。
也就是说，在该实施例中，基于相邻晶体对之间具有相似的散射特性，在确定出每一目标晶体对对应的目标低能阈值后，将该目标低能阈值同样赋予给同组的其他晶体对，这样无需再针对同组中的其他晶体对逐一计算平均衰减系数，后再逐一确定目标低能阈值。如此，可以在保证散射分布估计具有较高精度的同时，进一步提高PET重建成像时间。
图5示出了利用本公开提供的方法进行单散射模拟的散射分布估计，与利用常规方式进行散射分布估计的仿真结果对比图。仿真对象为直径为50cm的均匀水模，仿真设置中能量分辨率为10％，探测器的真实低能阈值被设置为435KeV。
首先，按照常规方式，将每一晶体对所对应的低能阈值按照探测器的真实低能阈值进行设置，且为同一值，例如，均设置为435KeV。在仿真数据中可得到每一层弦图的总散射分布及单散射分布，通过尾部拟合的方法放大单散射分布(使弦图边缘单散射计数与总散射计数相同)，计算不同半径R下的单散射计数/总散射计数的比率(ratio)，结果如图5中以三角形示出的点。
与之对比，利用本公开提供的方法得到的单散射计数/总散射计数比率，结果如图5中以矩形示出的点。从图5中可以看到，在模体的中间，按照常规方式进行散射分布估计，低估了中间位置的散射计数，而通过本公开提供的方法，可以很好地补充多散射部分。从仿真结果可以看到，本公开提供的方法可以实现对多重散射事件的补充，能够达到提高散射分布估计的精度，有效避免欠校正，提高散射校正准确度，优化图像质量的目的。
基于同一发明构思，本公开还提供一种散射校正装置。图6是根据本公开一实施例示出的散射校正装置600的框图。如图6所示，该装置600可以包括：
衰减系数确定模块601，被配置为针对探测器中多个目标晶体对中的每一目标晶体对，获取所述目标晶体对所对应的被检体的散射区域的平均衰减系数；
低能阈值确定模块602，被配置为根据所述衰减系数确定模块601获取到的每一所述目标晶体对所对应的被检体的散射区域的平均衰减系数，利用预先建立的衰减系数与低能阈值间的对应关系，确定每一所述目标晶体对所对应的目标低能阈值，其中，在所述对应关系中，衰减系数越大，对应的低能阈值越小；
散射分布估计模块603，被配置为利用所述低能阈值确定模块602确定出的每一所述目标晶体对所对应的目标低能阈值，进行单散射模拟的散射分布估计；
散射校正模块604，被配置为根据所述散射分布估计模块603获得的散射分布估计结果进行散射校正。
通过上述技术方案，可以在单散射模拟的散射分布估计中，动态调节晶体对所对应的低能阈值。这样，可以增加单散射事件的估计，以实现对多重散射事件的补充，从而得到更准确的散射分布，有效避免欠校正情况的发生，达到了提高散射校正准确度、优化图像质量的效果，尤其是对于体积较大的被检体，上述效果更为显著。此外，上述技术方案无需复杂的仿真和计算过程，可有效节省PET重建成像时间。
可选地，所述衰减系数确定模块601可以包括：夹角确定子模块，被配置为确定第一向量与第二向量之间的夹角，其中，所述第一向量为所述目标晶体对中的一个晶体到当前采样点的向量，所述第二向量为所述当前采样点到所述目标晶体对中的另一晶体的向量；衰减系数确定子模块，被配置为若所述夹角确定子模块确定出的所述夹角的绝对值小于预设的最大散射角度，则根据由所述目标晶体对与所述当前采样点形成的路径上的每一体素点的衰减系数，确定该路径对应的衰减系数；平均衰减系数确定子模块，被配置为若所述衰减系数确定子模块已确定出预设数量的路径对应的衰减系数，则计算所述预设数量的路径对应的衰减系数的平均值，并将该平均值作为所述目标晶体对所对应的被检体的散射区域的平均衰减系数，其中，所述预设数量大于1。
可选地，所述衰减系数确定模块601还可以包括：采样点确定子模块，被配置为若所述衰减系数确定子模块尚未确定出所述预设数量的路径对应的衰减系数，或者若所述夹角确定子模块确定出的所述夹角的绝对值大于或等于所述最大散射角度，则重新确定采样点，之后，使所述夹角确定子模块重新执行确定第一向量与第二向量之间的夹角，以及所述衰减系数确定子模块重新执行，若所述夹角的绝对值小于预设的最大散射角度，则根据由所述目标晶体对与所述当前采样点形成的路径上的每一体素点的衰减系数，直到所述衰减系数确定子模块已确定出所述预设数量的路径对应的衰减系数为止。
可选地，所述探测器的晶体对被划分成多组，每组晶体对中包括多个空间上相邻的晶体对，从每组晶体对中选择一晶体对作为所述目标晶体对；所述散射分布估计模块603可以被配置为针对每一所述目标晶体对，将该目标晶体对所对应的目标低能阈值用作与该目标晶体对同组的其他晶体对所对应的目标低能阈值；利用所述探测器中每一所述晶体对所对应的目标低能阈值进行单散射模拟散射分布估计。
关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
图7是根据一示例性实施例示出的一种电子设备700的框图。该电子设备700可以为用于进行散射分布估计的设备，应用于PET-CT系统。如图7所示，该电子设备700可以包括：处理器701，存储器702。该电子设备700还可以包括多媒体组件703，输入/输出(I/O)接口704，以及通信组件705中的一者或多者。
其中，处理器701用于控制该电子设备700的整体操作，以完成上述的散射校正方法中的全部或部分步骤。存储器702用于存储各种类型的数据以支持在该电子设备700的操作，这些数据例如可以包括用于在该电子设备700上操作的任何应用程序或方法的指令，以及应用程序相关的数据，例如CT成像系统的输出数据、PET探测器的输出数据、收发的消息、图片、音频、视频等等。该存储器702可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，简称SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EPROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，简称PROM)，只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。多媒体组件703可以包括屏幕和音频组件。其中屏幕例如可以是触摸屏，音频组件用于输出和/或输入音频信号。例如，音频组件可以包括一个麦克风，麦克风用于接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器702或通过通信组件705发送。音频组件还包括至少一个扬声器，用于输出音频信号。I/O接口704为处理器701和其他接口模块之间提供接口，上述其他接口模块可以是键盘，鼠标，按钮等。这些按钮可以是虚拟按钮或者实体按钮。通信组件705用于该电子设备700与其他设备之间进行有线或无线通信。无线通信，例如Wi-Fi，蓝牙，近场通信(Near Field Communication，简称NFC)，2G、3G、4G、NB-IOT、eMTC、或其他5G等等，或它们中的一种或几种的组合，在此不做限定。因此相应的该通信组件705可以包括：Wi-Fi模块，蓝牙模块，NFC模块等等。
在一示例性实施例中，电子设备700可以被一个或多个应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，简称DSP)、数字信号处理设备(Digital Signal Processing Device，简称DSPD)、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，简称PLD)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述的散射校正方法。
在另一示例性实施例中，还提供了一种包括程序指令的计算机可读存储介质，该程序指令被处理器执行时实现上述的散射校正方法的步骤。例如，该计算机可读存储介质可以为上述包括程序指令的存储器702，上述程序指令可由电子设备700的处理器701执行以完成上述的散射校正方法。
在另一示例性实施例中，还提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品包含能够由可编程的装置执行的计算机程序，该计算机程序具有当由该可编程的装置执行时用于执行上述的散射校正方法的代码部分。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。
Claims (12)
1.一种散射校正方法，其特征在于，包括：
针对探测器中多个目标晶体对中的每一目标晶体对，获取所述目标晶体对所对应的被检体的散射区域的平均衰减系数；
根据每一所述目标晶体对所对应的所述散射区域的平均衰减系数，利用预先建立的衰减系数与低能阈值间的对应关系，确定每一所述目标晶体对所对应的目标低能阈值，其中，在所述对应关系中，衰减系数越大，对应的低能阈值越小；
利用每一所述目标晶体对所对应的目标低能阈值进行单散射模拟的散射分布估计；
根据散射分布估计结果进行散射校正；
所述获取所述目标晶体对所对应的被检体的散射区域的平均衰减系数，包括：
确定第一向量与第二向量之间的夹角，其中，所述第一向量为所述目标晶体对中的一个晶体到当前采样点的向量，所述第二向量为所述当前采样点到所述目标晶体对中的另一晶体的向量；
若所述夹角的绝对值小于预设的最大散射角度，则根据由所述目标晶体对与所述当前采样点形成的路径上的每一体素点的衰减系数，确定该路径对应的衰减系数；
若已确定出预设数量的路径对应的衰减系数，则计算所述预设数量的路径对应的衰减系数的平均值，并将该平均值作为所述目标晶体对所对应的被检体的散射区域的平均衰减系数，其中，所述预设数量大于1。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述目标晶体对所对应的被检体的散射区域的平均衰减系数，还包括：
若尚未确定出所述预设数量的路径对应的衰减系数，或者若所述夹角的绝对值大于或等于所述最大散射角度，则重新确定采样点，之后，重新执行所述确定第一向量与第二向量之间的夹角的步骤和所述若所述夹角的绝对值小于预设的最大散射角度，则根据由所述目标晶体对与所述当前采样点形成的路径上的每一体素点的衰减系数，确定该路径对应的衰减系数的步骤，直到已确定出所述预设数量的路径对应的衰减系数为止。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述最大散射角度基于所述探测器的真实低能阈值来确定。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对应关系通过以下方式建立：
确定多个水模中每一水模对应的衰减系数，其中，所述多个水模的半径互不相同；
通过对每一所述水模进行仿真，获得在每一所述水模对应的衰减系数下，使得总散射分布最佳的低能阈值；
利用每一所述水模对应的衰减系数和与该衰减系数对应的低能阈值进行曲线拟合，以获得所述对应关系。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述探测器的晶体对被划分成多组，每组晶体对中包括多个空间上相邻的晶体对，从每组晶体对中选择一晶体对作为所述目标晶体对；
所述利用每一所述目标晶体对所对应的目标低能阈值进行单散射模拟散射分布估计，包括：
针对每一所述目标晶体对，将该目标晶体对所对应的目标低能阈值用作与该目标晶体对同组的其他晶体对所对应的目标低能阈值；
利用所述探测器中每一所述晶体对所对应的目标低能阈值进行单散射模拟散射分布估计。
6.一种散射校正装置，其特征在于，包括：
衰减系数确定模块，被配置为针对探测器中多个目标晶体对中的每一目标晶体对，获取所述目标晶体对所对应的被检体的散射区域的平均衰减系数；
低能阈值确定模块，被配置为根据所述衰减系数确定模块获取到的每一所述目标晶体对所对应的所述散射区域的平均衰减系数，利用预先建立的衰减系数与低能阈值间的对应关系，确定每一所述目标晶体对所对应的目标低能阈值，其中，在所述对应关系中，衰减系数越大，对应的低能阈值越小；
散射分布估计模块，被配置为利用所述低能阈值确定模块确定出的每一所述目标晶体对所对应的目标低能阈值，进行单散射模拟的散射分布估计；
散射校正模块，被配置为根据所述散射分布估计模块获得的散射分布估计结果进行散射校正；
所述衰减系数确定模块包括：
夹角确定子模块，被配置为确定第一向量与第二向量之间的夹角，其中，所述第一向量为所述目标晶体对中的一个晶体到当前采样点的向量，所述第二向量为所述当前采样点到所述目标晶体对中的另一晶体的向量；
衰减系数确定子模块，被配置为若所述夹角确定子模块确定出的所述夹角的绝对值小于预设的最大散射角度，则根据由所述目标晶体对与所述当前采样点形成的路径上的每一体素点的衰减系数，确定该路径对应的衰减系数；
平均衰减系数确定子模块，被配置为若所述衰减系数确定子模块已确定出预设数量的路径对应的衰减系数，则计算所述预设数量的路径对应的衰减系数的平均值，并将该平均值作为所述目标晶体对所对应的被检体的散射区域的平均衰减系数，其中，所述预设数量大于1。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述衰减系数确定模块还包括：
采样点确定子模块，被配置为若所述衰减系数确定子模块尚未确定出所述预设数量的路径对应的衰减系数，或者若所述夹角确定子模块确定出的所述夹角的绝对值大于或等于所述最大散射角度，则重新确定采样点，之后，使所述夹角确定子模块重新执行确定第一向量与第二向量之间的夹角，以及所述衰减系数确定子模块重新执行，若所述夹角的绝对值小于预设的最大散射角度，则根据由所述目标晶体对与所述当前采样点形成的路径上的每一体素点的衰减系数，直到所述衰减系数确定子模块已确定出所述预设数量的路径对应的衰减系数为止。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述最大散射角度基于所述探测器的真实低能阈值来确定。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述对应关系通过以下方式建立：
确定多个水模中每一水模对应的衰减系数，其中，所述多个水模的半径互不相同；
通过对每一所述水模进行仿真，获得在每一所述水模对应的衰减系数下，使得总散射分布最佳的低能阈值；
利用每一所述水模对应的衰减系数和与该衰减系数对应的低能阈值进行曲线拟合，以获得所述对应关系。
10.根据权利要求6-9中任一项所述的装置，其特征在于，所述探测器的晶体对被划分成多组，每组晶体对中包括多个空间上相邻的晶体对，从每组晶体对中选择一晶体对作为所述目标晶体对；
所述散射分布估计模块，被配置为针对每一所述目标晶体对，将该目标晶体对所对应的目标低能阈值用作与该目标晶体对同组的其他晶体对所对应的目标低能阈值；利用所述探测器中每一所述晶体对所对应的目标低能阈值进行单散射模拟散射分布估计。
11.一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，该程序被处理器执行时实现权利要求1-5中任一项所述方法的步骤。
12.一种电子设备，其特征在于，包括：
存储器，其上存储有计算机程序；
处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现权利要求1-5中任一项所述方法的步骤。
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