CN111505699B - 康普顿散射事例恢复方法、pet系统及计算机可读存储介质 - Google Patents

康普顿散射事例恢复方法、pet系统及计算机可读存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种康普顿散射事例恢复方法、PET系统及计算机可读存储介质。其中，该方法包括：获取第一光电传感器阵列探测到的能量值，以及光电传感器阵列‑闪烁晶体响应矩阵；根据光电传感器阵列‑晶体响应矩阵，确定与第一光电传感器阵列探测到的能量值对应的、探测到光电效应事件的第一闪烁晶体的位置；根据第一闪烁晶体的位置和第一光电传感器阵列探测到的能量值，确定康普顿散射事例的第一作用点。通过本申请，以解决了相关技术中康普顿散射事例恢复精度低的问题，提高了康普顿散射事例恢复的精度。

Description

康普顿散射事例恢复方法、PET系统及计算机可读存储介质
技术领域
本申请涉及成像设备领域，特别是涉及康普顿散射事例恢复方法、PET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。
在PET系统中，正负电子湮灭产生的背靠背的511keV单能光子，与两端的探测器分别发生作用而被探测到。探测器一般使用闪烁晶体做光转换材料，511keV的伽马(gamma)光子与晶体发生两种响应事件：一种是光电效应事件，gamma光子通过一次碰撞，能量完全沉积下来，释放出大量的荧光子；另一种是康普顿散射效应事件，gamma光子与晶体原子的外层电子，发生多次碰撞，能量不断减小，方向不断改变，最终沉积部分能量或全部能量。这些发生散射的gamma光子，如果不做鉴别或恢复，会损失灵敏度，或者位置判断错误，能量精度下降。
图1a是根据相关技术的gamma光子在闪烁晶体内发生光电效应事件的示意图，如图1a所示，gamma光子10在闪烁晶体11内只发生了一次响应事件，即单次光电效应事件，能量完全沉积。图1b是根据相关技术的gamma光子在一个block内发生散射效应事件的示意图，如图1b所示，gamma光子在第一个闪烁晶体内能量没有完全沉积，如果不做恢复，将第二个闪烁晶体作为作用位置将会造成位置计算错误。图1c是根据相关技术的gamma光子在相邻block发生散射效应事件的示意图，如图1c所示，gamma光子在一个block的闪烁晶体内能量没有完全沉积，如果不做恢复，会造成灵敏度损失，或能量信息错误。
目前通常散射事例恢复方法是，在一个给定的时间窗口(如1ns)内，如果发生大于等于2次响应事件，以发生了2个为例，能量分别为EA，EB，时间分别是TA，TB。分两种情况做处理：第一种情况，如果min(EA，EB)<70keV，则认为发生作用的位置(称作第一作用点FI)是能量较大的那个晶体；第二种情况，如果min(EA，EB)≥70keV，则认为第一作用点是能量较小的那个晶体。判断出FI晶体后，将EA+EB的总能量作为本次光电效应事件的总能量。散射恢复后的时间根据TA，TB计算。但是，这种方法简单粗略，精度不高。
发明内容
本申请实施例提供了一种康普顿散射事例恢复方法、PET系统及计算机可读存储介质，以至少解决相关技术中康普顿散射事例恢复精度低的问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种康普顿散射事例恢复方法，包括：
获取第一光电传感器阵列探测到的能量值，以及光电传感器阵列-闪烁晶体响应矩阵，其中，所述光电传感器阵列-闪烁晶体响应矩阵用于表示在一个康普顿散射事例中光电传感器阵列探测到的能量值与探测到光电效应事件的闪烁晶体的位置及沉积能量之间的映射关系；
根据所述光电传感器阵列-晶体响应矩阵，确定与所述第一光电传感器阵列探测到的能量值对应的、探测到光电效应事件的第一闪烁晶体的位置；
根据所述第一闪烁晶体的位置和所述第一光电传感器阵列探测到的能量值，确定康普顿散射事例的第一作用点。
在其中一些实施例中，所述光电传感器阵列-闪烁晶体响应矩阵是训练而来的，其训练过程包括：
获取全部光电传感器阵列探测到的所有康普顿散射事例的能量值组成的初始解码图，并使用闪烁晶体的能量窗对所述初始解码图进行能量过滤，得到过滤后的解码图，以及将所述过滤后的解码图使用Anger蒙版过滤，得到符合所述Anger蒙版的解码图；
根据所述闪烁晶体的能量窗和符合所述Anger蒙版的解码图，筛选出每个光电传感器阵列探测到的每个光电效应事件对应的能量值作为所述每个光电传感器阵列探测到的有效能量值，并记录探测到所述每个光电效应事件的闪烁晶体的位置；
根据所述有效能量值和与所述有效能量值对应的所述每个光电效应事件的闪烁晶体的位置，调整所述光电传感器阵列-闪烁晶体响应矩阵的元素。
在其中一些实施例中，根据所述第一闪烁晶体的位置和所述第一光电传感器阵列探测到的能量值，确定康普顿散射事例的第一作用点包括：
在探测到光电效应事件的所述第一闪烁晶体的数量为多个的情况下，根据所述第一光电传感器阵列探测到的能量值落入的阈值范围，确定康普顿散射事例的所述第一作用点；
其中，在所述第一光电传感器阵列探测到的能量值中的次大能量值落入第一阈值范围的情况下，确定所述第一闪烁晶体中与所述第一光电传感器阵列探测到的能量值中的最大能量值对应的闪烁晶体为康普顿散射事例的所述第一作用点；在所述第一光电传感器阵列探测到的能量值中的次大能量值落入第二阈值范围的情况下，确定所述第一闪烁晶体中与所述第一光电传感器阵列探测到的能量值中次大能量值对应的闪烁晶体为康普顿散射事例的所述第一作用点，其中，所述第一阈值范围的最大值小于所述第二阈值范围的最小值。
在其中一些实施例中，根据所述光电传感器阵列-晶体响应矩阵，确定与所述第一光电传感器阵列探测到的能量值对应的、探测到光电效应事件的第一闪烁晶体的位置包括：
采用极大似然法计算所述第一闪烁晶体的位置。
在其中一些实施例中，采用极大似然法计算所述第一闪烁晶体的位置包括：
根据放射性元素衰变规律和所述光电传感器阵列-晶体响应矩阵，构造用于计算探测到光电事件的闪烁晶体的位置的最优化问题；
求解所述最优化问题，得到探测到光电事件的闪烁晶体的位置。
第二方面，本申请实施例提供了一种PET系统，所述PET系统包括探测器和计算机设备，其中，所述计算机设备包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面所述的康普顿散射事例恢复方法。
在其中一些实施例中，所述探测器包括由探测器基本单元组成的阵列，其中，所述探测器基本单元包括4个光电传感器和9个闪烁晶体，其中，所述4个光电传感器以正方形阵列的方式排列，所述9个闪烁晶体以正方形阵列的方式排列。
在其中一些实施例中，所述光电传感器为SiPM。
在其中一些实施例中，所述探测器包括多个block，其中，每个block包括以正方形阵列的方式排列的64个所述探测器基本单元。
第三方面，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，该程序被处理器执行时实现如第一方面所述的康普顿散射事例恢复方法。
相比于相关技术，本申请实施例提供的康普顿散射事例恢复方法、PET系统及计算机可读存储介质，通过获取第一光电传感器阵列探测到的能量值，以及光电传感器阵列-闪烁晶体响应矩阵，其中，光电传感器阵列-闪烁晶体响应矩阵用于表示在一个康普顿散射事例中光电传感器阵列探测到的能量值与探测到光电效应事件的闪烁晶体的位置及沉积能量之间的映射关系；根据光电传感器阵列-晶体响应矩阵，确定与第一光电传感器阵列探测到的能量值对应的、探测到光电效应事件的第一闪烁晶体的位置；根据第一闪烁晶体的位置和第一光电传感器阵列探测到的能量值，确定康普顿散射事例的第一作用点的方式，以解决了相关技术中康普顿散射事例恢复精度低的问题，提高了康普顿散射事例恢复的精度。
本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1a是根据相关技术的gamma光子在闪烁晶体内发生光电效应事件的示意图；
图1b是根据相关技术的gamma光子在一个block内发生散射效应事件的示意图；
图1c是根据相关技术的gamma光子在相邻block发生散射效应事件的示意图；
图2是根据本申请实施例的PET系统的结构框图；
图3是根据本申请实施例的康普顿散射事例恢复方法的流程图；
图4是根据本申请实施例的光电传感器阵列-闪烁晶体响应矩阵的训练方法的示意图；
图5是根据本申请优选实施例的康普顿散射事例恢复方法的流程图；
图6是根据本申请实施例的block的组成结构的示意图。
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，对本申请进行描述和说明。应当理解，此处所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。基于本申请提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
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而言，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。
在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。
除非另作定义，本申请所涉及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。本申请所涉及的“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。本申请所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；例如包含了一系列步骤或模块(单元)的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本申请所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”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“多个”是指两个或两个以上。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。本申请所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序。
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系统。图2是根据本申请实施例的PET系统的结构框图。如图2所示，该PET系统包括：具有成像视野的孔腔的PET探测器21；以及被配置为在受试者位于PET探测器21中时操作PET探测器21，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计算机设备22。该计算机设备22包括存储器221、处理器222以及存储在所述存储器221上并可在处理器222上运行的计算机程序223。处理器222在执行该计算机程序223时实现本申请实施例提供的任一种康普顿散射事例恢复方法。
图3是根据本申请实施例的康普顿散射事例恢复方法的流程图。如图3所示，该流程包括如下步骤：
步骤S301，获取第一光电传感器阵列探测到的能量值，以及光电传感器阵列-闪烁晶体响应矩阵，其中，光电传感器阵列-闪烁晶体响应矩阵用于表示在一个康普顿散射事例中光电传感器阵列探测到的能量值与探测到光电效应事件的闪烁晶体的位置及沉积能量之间的映射关系。
在本实施例中，通过PET系统的PET探测器来探测散射事例。PET探测器由多个block形成环状结构，每个block都包括多个探测器基本单元。在本实施例中的探测器基本单元包括光电传感器阵列及与光电传感器阵列耦合的闪烁晶体。光电传感器通常为光电倍增管。闪烁晶体在gamma光子等高能粒子的撞击下将动能转换成光能而发出闪光，称之为能量沉积。光电倍增管将光能转换成电信号而实现对发生能量沉积的响应事件进行记录，并传送给计算机设备进行处理。
在本实施例中，PET探测器检测从受试者内部发射的成对湮灭gamma射线，生成与检测出的成对湮灭gamma射线的光量相应的脉冲电信号，该脉冲电信号被供给计算机设备的处理器，处理器根据电信号生成单事件数据。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gamma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同一对湮灭点产生的成对湮灭gamma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1ns～18ns。
本实施例中的光电传感器阵列-闪烁晶体响应矩阵是用于表示在一个康普顿散射事例中光电传感器阵列探测到的能量值与探测到光电效应事件的闪烁晶体的位置及沉积能量之间的映射关系。该光电传感器阵列-闪烁晶体响应矩阵可以通过计算机模拟康普顿散射事件，然后根据模拟得到的各康普顿散射事例中光电传感器阵列探测到的能量值与探测到响应时间的闪烁晶体的位置及沉积能量对光电传感器阵列-闪烁晶体响应矩阵中的元素进行训练而得来。
图4是根据本申请实施例的光电传感器阵列-闪烁晶体响应矩阵的训练方法的示意图，如图4所示，在其中一些实施例中，光电传感器阵列-闪烁晶体响应矩阵可以采取下列的方式训练：
步骤1，获取全部光电传感器阵列探测到的所有康普顿散射事例的能量值组成的初始解码图，并使用闪烁晶体的能量窗对初始解码图进行能量过滤，得到过滤后的解码图，以及将过滤后的解码图使用Anger蒙版过滤，得到符合Anger蒙版的解码图。
在本实施例中，从全部光电传感器阵列探测到的所有康普顿散射事例的能量值组成的初始解码图中过滤出光电传感器阵列探测到的有效能量值，即符合Anger蒙版的解码图。
在其中一些实施例中，首先，从全部的光电传感器阵列获取探测得到的响应事件的模拟信号，组成初始解码图，从而获得全部光电传感器阵列探测到的响应事件的能量分布情况；然后根据响应事件的能量分布情况，计算初始解码图中的峰值位置，并通过查找表确定图峰值位置对应的闪烁晶体的编号。对相同闪烁晶体探测到的每个事例加和，得到每个闪烁晶体的511keV能量峰值，进而确定每个闪烁晶体的能量窗。在获得每个晶体的能量窗之后，使用每个晶体的能量窗对初始解码图进行能量过滤，得到能量过滤后的解码图，最后将能量过滤后的解码图再经过Anger蒙版过滤，得到符合Anger蒙版的解码图。
其中，根据已有研究，每个闪烁晶体在发生康普顿散射或光电效应时，其上光子能量分布呈现一定规律：非散射光子能量集中在峰值511keV，而能量420keV以下主要是散射光子。但实际PET系统的运行中，非散射光子能量谱有一定宽度(即能量窗)，导致PET系统的对应闪烁晶体发出光子能量的数据处理通道数目众多，一个数据处理通道对应一种光子能量，比如，在一种通用的PET系统中其闪烁晶体发出光子能量分布范围为0～511keV，其对应具有512个数据处理通道。PET系统的多个数据处理通道相对于闪烁晶体发出的光子，对通过相应数据处理通道(例如511keV)的光子进行计数，计数最大的数据处理通道编号，也就是该闪烁晶体的能量峰值。
步骤2，根据闪烁晶体的能量窗和符合Anger蒙版的解码图，筛选出每个光电传感器阵列探测到的每个光电效应事件对应的能量值作为每个光电传感器阵列探测到的有效能量值，并记录探测到每个光电效应事件的闪烁晶体的位置。
在本实施例中，在获得符合Anger蒙版的解码图之后，再将探测到的每一个事例经过符合Anger蒙版的解码图进行过滤。具体而言，对于每一个事例，首先判断光电传感器阵列探测到的能量值是否大于设定的阈值以及判断探测到的能量值是否属于同一个闪烁晶体阵列，从而排除无用数据，并保证光电传感器阵列探测到的能量值属于同一个闪烁晶体阵列。然后根据该闪烁晶体对应的能量窗，将能量窗内的光电传感器阵列的探测值相加，再经过符合Anger蒙版的解码图进行筛选，如果是符合该符合Anger蒙版的事例，则将该光电传感器阵列探测到的能量值记为有效传感器值，每个光电传感器的探测值组成传感器值矢量
Figure BDA0002465132550000081
该事例中单次击中事件的闪烁晶体被击中则记为1，未被击中则记为0，从而得到闪烁晶体值矢量
Figure BDA0002465132550000082
根据上述描述，对于有效的单次光电效应事件而言，
Figure BDA0002465132550000083
约为511keV，
Figure BDA0002465132550000084
中仅有一个元素为1，其它元素均为0。
步骤3，根据有效能量值和与有效能量值对应的每个光电效应事件的闪烁晶体的位置，调整光电传感器阵列-闪烁晶体响应矩阵的元素。
在步骤2中得到了具有有效传感器值
Figure BDA0002465132550000085
和闪烁晶体值矢量
Figure BDA0002465132550000086
之后，将他们之间的映射关系记为：
Figure BDA0002465132550000087
其中，A即为光电传感器阵列-闪烁晶体响应矩阵。
对于一个有m个光电传感器的光电传感器阵列，及其对应的n个闪烁晶体，上述映射关系可以记为：
Figure BDA0002465132550000088
其中，光电传感器阵列-闪烁晶体响应矩阵中的每个元素a11～amn被训练直至收敛，最终得到训练完备的光电传感器阵列-闪烁晶体响应矩阵A。
在上述训练过程中，不使用光电传感器探测到的准直束的能量值，可以减少训练样本的数量，大大提高训练效率。
需要说明的是，光电传感器阵列-闪烁晶体响应矩阵的训练方法除上述方法外，还可以采用其他的方法训练，例如使用极大似然法或者使用深度学习算法。
步骤S302，根据光电传感器阵列-晶体响应矩阵，确定与第一光电传感器阵列探测到的能量值对应的、探测到光电效应事件的第一闪烁晶体的位置。
步骤S303，根据第一闪烁晶体的位置和第一光电传感器阵列探测到的能量值，确定康普顿散射事例的第一作用点。
在获得训练完备的光电传感器阵列-闪烁晶体响应矩阵A之后，由于该训练完备的光电传感器阵列-闪烁晶体响应矩阵A以及第一光电传感器阵列探测到的能量值为已知，因此根据上述的映射关系就可以鉴别一个事例是否为康普顿散射事例，并在该事例为康普顿散射事例的情况下，对康普顿散射事例进行恢复，确定康普顿散射事例的第一作用点。
图5是根据本申请优选实施例的康普顿散射事例恢复方法的流程图，如图5所示，在其中一个实施例中，在获取光电传感器阵列探测到的传感器值之后，首先可以判断光电传感器阵列探测到的能量值是否大于设定的阈值以及判断探测到的能量值是否属于同一个闪烁晶体阵列，排除不符合的事例，保证光电传感器阵列探测到的能量值属于同一个闪烁晶体阵列。然后根据有效的传感器值以及光电传感器阵列-闪烁晶体响应矩阵A计算闪烁晶体值矢量。
在散射事例恢复时，首先从大到小将闪烁晶体值矢量中的元素进行排序，并选择其元素中的两个最大值，假设为x1和x2。如果x1和x2满足|x1-x2|<10，以及其对应的能量值E1和E2满足E1+E2＝511keV，以及传感器阵列探测到的最大能量值Max E和次大能量值2nd MaxE满足Max E/2nd Max E<c(c为预设值)，则确定该事例为散射事例。
在鉴别散射事例后，可以根据相关技术中的任一方法进行散射事例恢复。
例如，在其中一些实施例中使用最大或次大能量法进行散射事例恢复。在探测到光电效应事件的第一闪烁晶体的数量为多个的情况下，根据第一光电传感器阵列探测到的能量值落入的阈值范围，确定康普顿散射事例的第一作用点；其中，在第一光电传感器阵列探测到的能量值中的次大能量值落入第一阈值范围(例如[30keV，70keV))的情况下，确定第一闪烁晶体中与第一光电传感器阵列探测到的能量值中的最大能量值对应的闪烁晶体为康普顿散射事例的第一作用点；在第一光电传感器阵列探测到的能量值中的次大能量值落入第二阈值范围(例如[70keV，700keV])的情况下，确定第一闪烁晶体中与第一光电传感器阵列探测到的能量值中次大能量值对应的闪烁晶体为康普顿散射事例的第一作用点，其中，第一阈值范围的最大值小于第二阈值范围的最小值。散射恢复后的时间为：
Figure BDA0002465132550000091
其中，T1和T2分别为探测到最大能量值的时间和探测到次大能量值的时间，σ1和σ2分别为T1和T2的统计误差。
除此以外，还可以采用最优化方法，例如极大似然法(Maximum Likelihood，简称为ML)，来进行散射事例恢复。例如，根据放射性元素衰变规律和光电传感器阵列-晶体响应矩阵，构造用于计算探测到光电事件的闪烁晶体的位置的最优化问题；求解最优化问题，得到探测到光电事件的闪烁晶体的位置。
在其中一些实施例中，据放射性元素衰变规律和光电传感器阵列-晶体响应矩阵，构造用于计算探测到光电事件的闪烁晶体的位置的最优化问题包括：
光电传感器阵列-晶体响应矩阵表示为：
Figure BDA0002465132550000101
对于其中第j个光电传感器上的第i个闪烁晶体，其似然函数表示为：
Figure BDA0002465132550000102
则有：
Figure BDA0002465132550000103
其中，i0可以使得上述似然函数取得最大值，
Figure BDA0002465132550000104
Figure BDA0002465132550000105
λ＝AT；i＝1,2,3，…，n；j＝1,2,3，…，m；cij表示第j个光电传感器上的第i个闪烁晶体的晶体值。
通过上述步骤S301～步骤S303，基于光电传感器阵列-闪烁晶体响应矩阵能够准确鉴别一个事例是否为康普顿散射事例，并在鉴别到康普顿散射事例的情况下进行散射恢复，相对于相关技术中将给定时间窗口的两个响应事件都作为散射事件并进行散射事件恢复的方式而言，本申请实施例提高了康普顿散射事例鉴别及恢复的精度。
本申请实施例提供了一种PET系统。PET系统包括探测器和计算机设备，其中，计算机设备包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述的康普顿散射事例恢复方法。
在其中一些实施例中，探测器包括多个block，图6是根据本申请实施例的block的组成结构的示意图，如图6所示，每个block包括以正方形阵列的方式排列的64个探测器基本单元。其中，探测器基本单元包括4个光电传感器和9个闪烁晶体，其中，4个光电传感器以正方形阵列的方式排列，9个闪烁晶体以正方形阵列的方式排列。
在其中一些实施例中，光电传感器为SiPM。
在上述实施例中，采用了4个光电传感器和9和闪烁晶体耦合的探测器基本单元(Mircro Block，也称为微晶体阵列)，光电传感器对闪烁晶体的覆盖能够接近100％。
另外，结合上述实施例中的康普顿散射事例恢复方法，本申请实施例还提供了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事例恢复方法。
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。
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)

1.一种康普顿散射事例恢复方法，其特征在于，包括：
获取第一光电传感器阵列探测到的能量值，以及光电传感器阵列-闪烁晶体响应矩阵，其中，所述光电传感器阵列-闪烁晶体响应矩阵用于表示在一个康普顿散射事例中光电传感器阵列探测到的能量值与探测到光电效应事件的闪烁晶体的位置及沉积能量之间的映射关系；
根据所述光电传感器阵列-闪烁晶体响应矩阵，确定与所述第一光电传感器阵列探测到的能量值对应的、探测到光电效应事件的第一闪烁晶体的位置；
根据所述第一闪烁晶体的位置和所述第一光电传感器阵列探测到的能量值，确定康普顿散射事例的第一作用点。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光电传感器阵列-闪烁晶体响应矩阵是训练而来的，其训练过程包括：
获取全部光电传感器阵列探测到的所有康普顿散射事例的能量值组成的初始解码图，并使用闪烁晶体的能量窗对所述初始解码图进行能量过滤，得到过滤后的解码图，以及将所述过滤后的解码图使用Anger蒙版过滤，得到符合所述Anger蒙版的解码图；
根据所述闪烁晶体的能量窗和符合所述Anger蒙版的解码图，筛选出每个光电传感器阵列探测到的每个光电效应事件对应的能量值作为所述每个光电传感器阵列探测到的有效能量值，并记录探测到所述每个光电效应事件的闪烁晶体的位置；
根据所述有效能量值和与所述有效能量值对应的所述每个光电效应事件的闪烁晶体的位置，调整所述光电传感器阵列-闪烁晶体响应矩阵的元素。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第一闪烁晶体的位置和所述第一光电传感器阵列探测到的能量值，确定康普顿散射事例的第一作用点包括：
在探测到光电效应事件的所述第一闪烁晶体的数量为多个的情况下，根据所述第一光电传感器阵列探测到的能量值落入的阈值范围，确定康普顿散射事例的所述第一作用点；
其中，在所述第一光电传感器阵列探测到的能量值中的次大能量值落入第一阈值范围的情况下，确定所述第一闪烁晶体中与所述第一光电传感器阵列探测到的能量值中的最大能量值对应的闪烁晶体为康普顿散射事例的所述第一作用点；在所述第一光电传感器阵列探测到的能量值中的次大能量值落入第二阈值范围的情况下，确定所述第一闪烁晶体中与所述第一光电传感器阵列探测到的能量值中次大能量值对应的闪烁晶体为康普顿散射事例的所述第一作用点，其中，所述第一阈值范围的最大值小于所述第二阈值范围的最小值。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述光电传感器阵列-闪烁晶体响应矩阵，确定与所述第一光电传感器阵列探测到的能量值对应的、探测到光电效应事件的第一闪烁晶体的位置包括：
采用极大似然法计算所述第一闪烁晶体的位置。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，采用极大似然法计算所述第一闪烁晶体的位置包括：
根据放射性元素衰变规律和所述光电传感器阵列-闪烁晶体响应矩阵，构造用于计算探测到光电事件的闪烁晶体的位置的最优化问题；
求解所述最优化问题，得到探测到光电事件的闪烁晶体的位置。
6.一种PET系统，其特征在于，所述PET系统包括探测器和计算机设备，其中，所述计算机设备包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5中任一项所述的康普顿散射事例恢复方法。
7.根据权利要求6所述的PET系统，其特征在于，所述探测器包括由探测器基本单元组成的阵列，其中，所述探测器基本单元包括4个光电传感器和9个闪烁晶体，其中，所述4个光电传感器以正方形阵列的方式排列，所述9个闪烁晶体以正方形阵列的方式排列。
8.根据权利要求7所述的PET系统，其特征在于，所述光电传感器为SiPM。
9.根据权利要求7所述的PET系统，其特征在于，所述探测器包括多个block，其中，每个block包括以正方形阵列的方式排列的64个所述探测器基本单元。
10.一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，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的康普顿散射事例恢复方法。
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