CN112998736B - 一种扫描装置的时间校正系统及其时间校正方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种扫描装置的时间校正系统及其时间校正方法，包括：将模体设置在扫描视野的预设区域内；定义响应线；采集符合事件，根据所述第一探测器与所述模体的距离，以及所述第二探测器与所述模体的距离，对所述符合事件的飞行时间差进行修正，以获得飞行时间差的修正值；根据所述探测器的反应时间、所述第一射线的能量、所述第二射线的能量、所述相交长度和所述飞行时间差的修正值建立计算模型；利用所述计算模型，来获得每一所述探测器的反应时间参数等步骤。本发明提出的扫描装置的时间校正系统及其时间校正方法可以提高重建的TOF‑PET图像的精准性。

Description

一种扫描装置的时间校正系统及其时间校正方法

技术领域

本发明涉及医疗影像技术领域，特别涉及一种扫描装置的时间校正系统及其时间偏移校正方法。

背景技术

飞行时间正电子发射断层成像(TOF-PET)扫描仪是核医学成像中的一种先进的功能成像工具，其应用前景已经受到核医学成像研究者和设备制造厂商的高度重视，其成像原理是：通过对生物体进行扫描前，给生物体注射含有放射性核素的示踪剂，示踪剂在生物体内会发生β⁺衰变并产生正电子，衰变后产生的正电子与生物体内的电子相遇时会发生正负电子对湮灭反应，从而生成一对方向相反、能量相同的γ光子，环绕在被测生物体周围的探测器对这对光子进行探测，并将信息以符合事件的形式进行存储，经一系列的电子学响应，将所述电子学响应信号输入至计算机，以通过相应的图像重建算法生成能够反映示踪剂在生物体内分布的图像。TOF-PET具有时间测量功能，其可以在符合时间窗内确定放射性核素分布的位置和强度，利用正电子湮灭产生的两个51lkeV的γ光子到达探测器的时间差，根据光速定位湮灭事件在响应线(Line of Response，LOR)上的可能位置，其可以提高PET扫描仪的成像质量、减少用药量、及缩短扫描时间。

传统技术中，利用TOF-PET系统重建的图像可能会受到温度、湿度、TOF-PET系统设计、TOF-PET系统中元件的时钟特性等因素的影响，导致TOF-PET图像产生伪影和定量误差，因此，需要对TOF-PET系统的TOF数据进行校正。传统技术中，一般在每日清晨临床扫描开始前，使用旋转固体线源或者其他固体的模体进行校正，获取当前系统状态下各响应线晶体对或探测器的关于γ光子的反应时间(直接受到γ光子能量影响)，作为当日系统的TOF校正信息。

但是，上述进行反应时间参数的估计过程，其需要专业技术人员利用旋转固体线源进行操作，操作比较复杂，并且需要长时间扫描，对旋转装置的精度和稳定性要求较高。此外，目前尚无使用桶形固体源进行反应时间参数估计的技术，这局限了反应时间参数估计的临床适用性。

发明内容

鉴于上述现有技术的缺陷，本发明提出一种扫描装置的时间校正系统及其时间校正方法，当探测器探测到能量不同的γ光子时，通过该时间校正方法可以探测到探测器对γ光子的反应时间，从而可以对飞行时间进行修正，减少飞行时间的误差，提高重建的TOF-PET图像的精准性。该时间校正方法可同时用于计算由能量造成的时间测量偏差，或探测器固有的时间测量偏差。

为实现上述目的及其他目的，本发明提出一种扫描装置的时间校正方法，包括：

将模体设置在扫描视野的预设区域内，并获取所述模体与所述扫描视野中心的相对位置关系，其中所述模体位于所述扫描视野内的探测器环内，所述探测器环包括多个位置不同的探测器；

定义响应线，并计算所述响应线与所述模体的相交长度，其中将第一探测器和第二探测器之间的连线定义为一条所述响应线，所述响应线穿过所述模体；

采集符合事件，当所述模体发射方向相反的第一射线和第二射线，且所述第一射线和所述第二射线在预设的时间符合窗内被探测到时，则定义为所述符合事件，并分别记录所述第一射线和所述第二射线的能量，所述第一射线被所述第一探测器接收，所述第二射线被所述第二探测器接收；

根据所述第一探测器与所述模体的距离，以及所述第二探测器与所述模体的距离，对所述符合事件的飞行时间差进行修正，以获得飞行时间差的修正值；

根据所述探测器的反应时间、所述第一射线的能量、所述第二射线的能量、所述相交长度和所述飞行时间差的修正值建立计算模型；

利用所述计算模型，来获得每一所述探测器的反应时间参数；

根据所述探测器的反应时间参数，以获得所述探测器的反应时间，而获得所述符合事件的飞行时间差的改变量；

判断每一所述飞行时间差的改变量是否小于阈值；

若否，则根据已有的每一所述探测器的反应时间参数更新所述符合事件的飞行时间差的修正值，以再次获得每一所述探测器的反应时间参数，直至所述符合事件的飞行时间差的改变量小于阈值；

若是，则输出所述探测器的反应时间参数，并根据所述探测器的反应时间参数，对所述符合事件的飞行时间差的修正值进行修正。

进一步地，所述第一射线的能量与所述第二射线的能量相同或不同，所述第一探测器的反应时间与所述第一射线的能量为负相关，所述第二探测器的反应时间与所述第二射线的能量为负相关。

进一步地，根据所述第一探测器与所述模体的距离，以及所述第二探测器与所述模体的距离，对所述符合事件的飞行时间差进行修正，以获得飞行时间差的修正值的步骤包括：

根据所述第一探测器到所述模体的距离对所述第一探测器探测到所述第一射线的时间进行修正，以获得所述第一探测器探测到所述第一射线的时间修正值，并定义为T_1c

根据所述第二探测器到所述模体的距离对所述第二探测器探测到所述第二射线的时间进行修正，以获得所述第二探测器探测到所述第二射线的时间修正值，并定义为T_2c；

计算所述飞行时间差的修正值，所述飞行时间差的修正值T＝T_1c-T_2c；

其中，T为所述飞行时间差的修正值。

进一步地，

T_1c＝T₁-d₁₃/c

其中，T_1c表示所述第一探测器探测到所述第一射线的时间的修正值，T₁表示所述第一探测器探测到所述第一射线的时间，d₁₃表示所述第一探测器到所述模体的距离，c为光速。

进一步地，根据所述探测器的反应时间参数，以获得所述探测器的反应时间的步骤包括：

将每一所述探测器受到伽马射线能量影响所产生的反应时间的过程定义为反应时间函数；

根据所述反应时间函数获得所述第一探测器的反应时间，并定义为第一反应时间；表示为：

f(E₁,ω₁)

其中f表示反应时间函数，E₁为所述第一射线的能量，ω₁为所述第一探测器的反应时间参数；以及

根据所述反应时间函数获得所述第二探测器的反应时间，并定义为第二反应时间；表示为：

f(E₂,ω₂)

其中f表示反应时间函数，E₂为所述第二射线的能量，ω₂为所述第二探测器的反应时间参数。

进一步地，所述计算模型为

其中，～表示T_c满足正态分布(用Norm表示)和均匀分布(用Unif表示)的求和形式，T_c表示所述飞行时间差的修正值，R表示所述相交长度，σ表示所述响应线的时间分辨率(标准差形式)，f(E₁,ω₁)和f(E₂,ω₂)分别表示所述第一反应时间和第二反应时间。

进一步地，所述飞行时间差的修正值与一个正态分布卷积一个均匀分布的结果同分布，所述正态分布的标准差正比于所述响应线的时间分辨率；所述均匀分布的长度正比于所述相交长度。

进一步地，根据所述探测器的反应时间参数，以获得所述探测器的反应时间，而获得所述符合事件的飞行时间差的改变量的步骤包括：

将已根据所述探测器的反应时间参数获得的每一所述探测器的反应时间，并定义为第一反应时间偏移量，其中，若未根据所述探测器的反应时间参数获得所述探测器的反应时间，则将所述第一反应时间偏移量设置为零；

根据所述第一反应时间偏移量对所述飞行时间差的修正值进行修正，以再次获得所述飞行时间差的修正值，并更新所述计算模型；

利用所述计算模型，再次获得所述探测器的反应时间参数，以再次获得所述探测器的反应时间，并定义为第二反应时间偏移量；

定义所述符合事件飞行时间差的改变量，所述符合事件的飞行时间差的改变量正相关于所述第二反应时间偏移量与所述第一反应时间偏移量的差值。

进一步地，所述响应线的时间分辨率正相关于所述第一探测器的时间分辨率、第二探测器的时间分辨率，每一所述响应线的时间分辨率相同或不同，所述探测器环的时间分辨率正相关于每一所述响应线的时间分辨率。

进一步地，还包括根据每一所述探测器的反应时间参数对所述探测器环进行时间校正。

进一步地，本发明还提出一种扫描装置的时间校正系统，包括：

模体位置获取单元，用于获得模体相对于扫描视野中心的相对位置关系，其中所述模体位于所述扫描视野内的探测器环内，所述探测器环包括多个位置不同的探测器；

响应线获取单元，用于获取响应线，并计算所述响应线与所述模体的相交长度，其中将第一探测器和第二探测器之间的连线定义为一条所述响应线，所述响应线穿过所述模体；

采集单元，用于采集符合事件，当所述模体发射方向相反的第一射线和第二射线，且所述第一射线和所述第二射线在预设的时间符合窗内被探测到时，则定义为所述符合事件，并分别记录所述第一射线和所述第二射线的能量，所述第一射线被所述第一探测器接收，所述第二射线被所述第二探测器接收；

修正单元，用于根据所述第一探测器与所述模体的距离，以及所述第二探测器与所述模体的距离，对所述符合事件的飞行时间差进行修正，以获得飞行时间差的修正值；

模型建立单元，用于根据所述探测器的反应时间、所述第一射线的能量、所述第二射线的能量、所述相交长度和所述飞行时间差的修正值建立计算模型；

模型处理单元，用于利用所述计算模型，来获得每一所述探测器的反应时间参数；根据所述探测器的反应时间参数，以获得所述探测器的反应时间，而获得所述符合事件的飞行时间差的改变量；

判断单元，用于判断每一所述飞行时间差的改变量是否小于阈值；若否，则根据已有的每一所述探测器的反应时间参数更新所述符合事件的飞行时间差的修正值，以再次获得每一所述探测器的反应时间参数，直至所述符合事件的飞行时间差的改变量小于阈值；若是，则输出所述探测器的反应时间参数，并根据所述探测器的反应时间参数，对所述符合事件的飞行时间差的修正值进行修正。

综上所述，本发明提出一种扫描装置的时间校正系统及其时间校正方法，当对该扫描装置进行时间校正时，首先将模体放置在扫描装置的扫描视野内，然后定义符合事件和响应线，同时还计算出响应线与模体的相交长度；然后根据模体与探测器环的相对位置关系，对飞行时间差进行修正，从而可以获得飞行时间差的修正值，然后根据探测器的反应时间，第一射线的能量，第二射线的能量，相交长度和飞行时间差的修正值建立计算模型，然后通过该计算模型来获得探测器的反应时间参数，并根据反应时间参数来获得探测器的反应时间，从而可以获得符合事件的飞行时间差的改变量，然后判断该飞行时间差的改变量是否小于阈值，若否，则根据已有的每一所述探测器的反应时间参数更新所述符合事件的飞行时间差的修正值，以再次获得每一所述探测器的反应时间参数，直至所述符合事件的飞行时间差的改变量小于阈值；若是，则输出所述探测器的反应时间参数，并根据所述探测器的反应时间参数，对所述符合事件的飞行时间差的修正值进行修正。本发明中当第一射线和第二射线的能量不同时，因此第一探测器和第二探测器分别对第一射线和第二射线的反应时间不同，因此经过上述校正方法之后，可以完全剔除探测器的反应时间不同对飞行时间差的影响，因此可以避免由于探测器对γ光子的反应时间或者反应速度差异而导致飞行时间差的误差，因此可以提高飞行时间差的准确性，提高重建的TOF-PET图像的精准性。本发明还可以同时获得探测器本征的时间偏移参数，例如探测器的时间偏移量。同时还可以根据探测器的时间偏移量来修正飞行时间。

附图说明

图1：本发明中的TOF-PET装置结构的图。

图2：本发明中搭载在图1的机架(gantry)上的检测器环的示意性的横断面图。

图3：本发明中图2的检测器环的示意性的纵断面图。

图4：本发明中用于说明由图1的重建部所利用的TOF-PET重建法的原理的图。

图5：本发明中扫描装置的时间校正方法流程图。

图6：本发明中模体和探测器环的简要示意图。

图7：本发明中扫描装置的时间校正系统的示意图。

图8：本发明中电子设备的示意图。

图9：本发明中计算机存储介质的示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

如图1所示，本实施例提出一种正电子发射计算机断层显像(Positron Emissioncomputed Tomography，PET)装置，该PET装置可以为TOF(Time Of Flight：飞行时间)-PET装置。该TOF-PET装置10包括控制部11、机架12、信号处理部13、同时计数部14、存储部15、重建部16、显示部17以及操作部18。

如图2-图3所示，图2显示为搭载在机架12上的探测器环100的示意性横断面图。图3显示为图2的A-A方向的断面图。机架12具有沿圆周的中心轴Z排列的多个探测器环100。探测器环100具有排列在中心轴Z周围的圆周上的多个探测器110。探测器环100的开口部上形成有图像视野(FOV：Field Of View)。将载置有被模体200的床板140插入探测器环100的开口部，以使得被模体200的射线部位进入FOV。被模体200以使体轴与中心轴Z一致的方式被载置在床板140上。在被模体200内，为了PET摄影而注入利用放射性同位素标识的药剂。探测器110检测从被模体200内部放出的成对湮没γ射线，生成与检测出的成对湮没γ射线的光量相应的脉冲状电信号。

如图2所示，探测器110具有多个闪烁器120与多个光电倍增管130。闪烁器120接受由来于被模体200内的放射性同位素的成对湮没γ射线，产生闪烁光。各闪烁器被配置为各闪烁器的长轴方向与检测器环的径向大致一致。光电倍增管130被设置在与正交于中心轴Z的径向有关的、闪烁器120的一端部上。在闪烁器120与光电倍增管130之间设置有或没有光波导(Light Guide)(未图示)。探测器环100中所包含的多个闪烁器120与多个光电倍增管130被排列成同心圆(同心圆筒)状。在闪烁器120中所产生的闪烁光在闪烁器120内传播，并朝向光电倍增管130。光电倍增管130产生与闪烁光的光量相应的脉冲状电信号。所产生的电信号如图1所示被供给至信号处理部13。

如图1所示，信号处理部13根据来自光电倍增管130的电信号生成单光子事件。具体情况是，信号处理部13实施检测时刻测量处理、位置计算处理以及能量计算处理。在检测时刻测量处理中，信号处理部13测量探测器110的γ射线的检测时刻。具体情况是，信号处理部13监视来自光电倍增管130的电信号的峰值。然后，信号处理部13测量电信号的峰值超过预先设定的阈值的时刻作为检测时刻。即，信号处理部13通过检出电信号的强度超过阈值这一情况，从而电检测湮没γ射线。在位置计算处理中，信号处理部13根据来自光电倍增管130的电信号，计算湮没γ射线的入射位置。湮没γ射线的入射位置与湮没γ射线入射到的闪烁器120的位置坐标对应。在能量计算处理中，信号处理部13根据来自光电倍增管130的电信号，计算入射至闪烁器120的湮没γ射线的能量值。与单光子事件有关的检测时刻数据、位置坐标数据以及能量值数据被关联在一起。与单光子事件有关的能量值数据、位置坐标数据以及检测时刻数据的组合被称为单光子事件数据。单光子事件数据每次检测出湮没γ射线就会依次生成。所生成的单光子事件数据被供给至同时计数部14，其中单光子事件数据的时刻数据被对应探测器的时间偏移量所修正。

如图1所示，同时计数部14对与多个单事件有关的单光子事件数据实施同时计数处理。具体情况是，同时计数部14从重复供给的单光子事件数据中重复确定容纳在与预先设定的时间范围内的2个单光子事件有关的事件数据。时间范围被设定为例如1ns-15ns左右。该成对的单光子事件被推测为由来于从同一成对湮没点产生的成对湮没γ射线。成对的单光子事件概括地被称为符合事件。连结检测出该成对湮没γ射线的成对的探测器110(更详细说是闪烁器120)的线被称为LOR(Line Of Response：响应线)。这样，同时计数部14针对每一LOR计数符合事件。与构成LOR的成对的事件有关的事件数据(以下，称为符合事件数据)被存储至存储部15。

如图1所示，重建部16根据与多个符合事件有关的符合事件数据，重建表现被检体内的放射性同位素的浓度的空间分布的图像数据。重建部16执行利用了一对湮没γ射线的检测时刻差的重建法(以下，称为TOF-PET重建法)。在TOF-PET重建法中，LOR上的各像素中的成对湮没点的存在概率根据符合事件的检测时刻差而不同。

图4为用于说明TOF-PET重建法的原理的图。如图4所示，设一对湮没γ射线在检测时刻t₁通过第一检测器111被检测出，在检测时刻t₂通过第二检测器112被检测出，则湮没位置距离第二探测器112和第一探测器111的距离差可以由如下公式算出：

重建部16利用(1)式，对每一符合事件计算LOR上的成对湮没点的位置。另外，LOR的位置根据构成LOR的2个事件的2个检测位置，通过重建部16来计算。当计算出成对湮没点的位置时，重建部16针对LOR上的每一像素设定与成对湮没点的存在概率相应的权重。对象像素的权重被设定为随着距离成对湮没点的距离离开而变小。时间分辨率越好，计算出的成对湮没点的分布的准确度越高。因此，时间分辨率越好，在计算出的成对湮没点的像素中越设定相对其他像素相对高的权重。重建部16利用这样设定的权重，根据符合事件数据来重建图像数据。例如，重建部16根据符合事件数据，生成表现LOR的位置与计数数的PET用投影数据。并且，重建部16根据所生成的投影数据，利用TOF-PET重建法生成图像数据。所重建的图像数据被供给至存储部15。这样，TOF-PET重建法利用符合事件的检测时刻差，与不利用检测时刻差的重建法相比可提高信噪比。即，在TOF-PET重建法中，时间分辨率为重要的参数。

如图1所示，显示部17在显示设备上显示与图像数据对应的图像。作为显示设备，可适宜地利用CRT显示器、液晶显示器、有机EL显示器和等离子显示器等。操作部18受理操作者经由输入设备的各种指令和信息的输入。作为输入设备可适宜地利用键盘、鼠标、各种按钮和触摸屏等。

如图3所示，机架12具备沿Z轴排列的多个探测器环100。在图3中，为了例示而示出3个探测器环100。各探测器环100具有沿Z轴排列的多个闪烁器环121。闪烁器环121通过沿Z轴周围的大致圆周上排列的多个闪烁器120被构成。在图3中，为了例示而对各探测器环100示出3个闪烁器环121。以下，将沿中心轴Z排列的多个检测器环中所包含的所有闪烁器环121的数称为列数。在图3时，闪烁器环121的列数、即闪烁器120的列数为9。另外，将机架12内所包含的所有闪烁器120概括地称为闪烁器组360。另外，闪烁器环121的列数(闪烁器120的列数)、探测器环100内的探测器110的数量、探测器110内的闪烁器120的数量并不限定于图3所示的数量。

在探测器110中，多个闪烁器120被排列成例如二维状。本实施方式涉及的闪烁器120也可以通过现有的任何种类的闪烁器材料形成。例如，闪烁器120由NaI(碘化钠))或BGO(锗酸铋)、LSO(在硅酸镥中能够添加一定量铈)、LaBr3：Ce、LYSO(LSO与硅酸钇的混合晶体)等闪烁器材料形成。作为闪烁器120的材料，经常使用镥结晶。除上述材料以外，例如，闪烁器120例如也可以通过镓系结晶或石榴石系结晶形成。

在介绍具体的实施例之前，这里对本发明实施例中涉及的专业术语或者概念进行解释说明：

响应线：将探测器探测到的γ光子的两个晶体条之间的连线称为响应线(Line OfResponse，LOR)。

符合事件：当两个511keV的γ光子在预设的时间符合窗内(例如1ns-15ns左右)被探测到时，便认为发生了一对符合事件。

符合时间窗：是为两个γ光子到达探测器的时间差所设的时长。

散射符合：指湮没辐射产生的两个γ光子，如果一个到达之前与组织发生散射，但仍在符合时间窗内被探测到，则称为散射符合。

随机符合：是一种假符合，两个γ光子毫无时间和空间的相互关系，但在符合时间窗内被误探测到的符合事件。

在一些实施例中，当两个γ光子的能量不同时，导致探测器对高能量的γ光子反应时间或者反应速度不同，探测器对高能量的γ光子反应时间小于探测器对低能量的γ光子反应时间，或者说探测器对高能量的γ光子反应速度大于探测器对低能量的反应速度。如果探测器对γ光子的反应时间不同，因此会增加飞行时间差的误差，因此本实施例提出一种扫描装置的时间校正方法，该时间校正方法可以剔除探测器对γ光子的反应时间不同带来的误差，该扫描装置的时间校正方法，包括：

S1：将模体设置在扫描视野的预设区域内，并获取所述模体与所述扫描视野中心的相对位置关系，其中所述模体位于所述扫描视野内的探测器环内，所述探测器环包括多个位置不同的探测器；

S2：定义响应线，并计算所述响应线与所述模体的相交长度，其中将第一探测器和第二探测器之间的连线定义为一条所述响应线，所述响应线穿过所述模体；

S3：采集符合事件，当所述模体发射方向相反的第一射线和第二射线，且所述第一射线和所述第二射线在预设的时间符合窗内被探测到时，则定义为所述符合事件，并分别记录所述第一射线和所述第二射线的能量，所述第一射线被所述第一探测器接收，所述第二射线被所述第二探测器接收；

S4：根据所述第一探测器与所述模体的距离，以及所述第二探测器与所述模体的距离，对所述符合事件的飞行时间差进行修正，以获得飞行时间差的修正值；

S5：根据所述探测器的反应时间、所述第一射线的能量、所述第二射线的能量、所述相交长度和所述飞行时间差的修正值建立计算模型；

S6：利用所述计算模型，来获得每一所述探测器的反应时间参数；

S7：根据所述探测器的反应时间参数，以获得所述探测器的反应时间，而获得所述符合事件的飞行时间差的改变量；

S8：判断所述飞行时间差的改变量是否小于阈值；

S9：若否，则根据已有的每一所述探测器的反应时间参数更新所述符合事件的飞行时间差的修正值，以再次获得每一所述探测器的反应时间参数，直至所述符合事件的飞行时间差的改变量小于阈值；

S10：若是，则输出所述探测器的反应时间参数，并根据所述探测器的反应时间参数，对所述符合事件的飞行时间差的修正值进行修正。

如图2和图6所示，在步骤S1中，在使用扫描装置10之前，首先对该扫描装置10进行校正，例如首先将模体200放置在探测器环100内，模体200可以为线状放射源、均匀桶装放射源、均匀空心桶状放射源中的任意一种，当然本实施例还可以选择其他类型的模体200，本实施例不对模体200作限定。模体200位于扫描视野范围内且与圆筒形机架20的中心轴平行。在本实施例中，探测器环100的轴向视野长度大于模体200的轴向长度，因此可以采用连续或离散的方式在轴向位置上采集数据。又例如当模体200的横截面明显小于探测器环100的的横截面时，也可以采用连续或离散的方式在横截面位置上采集数据。在本实施例中，该探测器环100用于探测射线，因此每个探测器环100内的每个探测器都可以采集不少于10个符合事件，且当探测器的横截面尺寸扩大时，探测器采集的符合事件的数量也要增加。需要说明的是，探测器环100包括多个位置不同的探测器。

如图6所示，在本实施例中，该模体200位于探测器环100内的预设位置上，该预设位置可以和探测器环100的中心位置重合，当然，该预设位置可以和探测器环100的中心位置具有一定的距离。在模体200放置在探测器环100内后，还可以通过图像再现或外部测量的方式来确定模体200与探测器环100的相对位置关系，所述相对位置关系包括模体200的倾斜角度。在本实施例中，模体200的尺寸，模体200在探测器环100内的位置都可以作为后期建模的参数。需要说明的是，本实施例中，该模体200例如为桶状的固体均匀放射源，放射剂量分布均匀。

如图6所示，在步骤S2-S3中，当模体200内的放射点201发出一个正电子，正电子与周围的电子相遇时会发生正负电子对湮灭反应，从而生成一对方向相反的γ光子，γ光子能够被探测器环100探测到。在本实施例中，放射点201发射一对方向相反的第一射线L1和第二射线L2。需要说明的是，第一射线L1的能量与第二射线L2的能量不同，例如第一射线L1的能量大于第二射线L2的射线，当然，第一射线L1的能量也可以小于第二射线L2的射线。在一些实施例中，第一射线L1的能量可以等于第二射线L2的能量。在本实施例中，第一射线L1可以被第一探测器111探测到，第二射线L2可以被第二探测器112探测到，第一探测器111和第二探测器112可以相对设置。第一射线L1与模体200的边界交于第三交点A3，与第一探测器111交于第一交点A1。第二射线L2与模体200的边界交于第四交点A4，与第二探测器112交于第二交点A2。本实施例可以将第一交点A1和第二交点A2的连线定义为响应线。如果第一射线L1和第二射线L2在预设的符合时间窗内被探测到时，即可定义为一对符合事件；例如第一射线L1和第二射线L2在10ns内被探测到，即可认为发生一对符合事件。

如图6所示，在本实施例中，由于响应线穿过该模体200，也就是说响应线与模体200相交，例如第三交点A3与第四交点A4的连线可以为响应线与模体200的相交长度。该相交长度可以作为后续建模的参数。在使用桶源等不可忽略相交长度的校正方法中，不同的响应线所对应的相交长度不同，使用该相交长度作为建模参数，可以提高模型的准确性，例如降低相交长度短的响应线对模型的影响，使用该相交长度建模可以被视为在线性模型中添加权重。需要说明的是，该相交长度与模体200的位置有关，当模体200为倾斜状态时，相交长度也会发生变化。在本实施例中，线段A2A4可以作为模体200与响应线的相交长度。

如图6所示，在本实施例中，当第一探测器111探测到第一射线L1时，第二探测器112探测到第二射线L2时，即可获得第一射线L1到达第一探测器111的时间，第二射线L2到达第二探测器112的时间，本实施例将第一射线L1到达第一探测器111的时间定义为第一时间T₁，将第二射线L2到达第二探测器112的时间定义为第二时间T₂，从而可以获得该符合事件的飞行时间差，所述飞行时间差可以等于第一时间T₁和第二时间T₂的差值。

如图6所示，在步骤S4中，在计算出符合事件的飞行时间差之后，还可以对该飞行时间差进行修正，例如根据模体200与第一探测器111的距离对第一探测器111探测到第一射线L1的时间进行修正。例如将第一探测器111探测到第一射线L1的时间定义为T₁，然后可以对第一探测器111探测到第一射线L1的时间T₁进行修正，修正后的时间

T_1c＝T₁-d₁₃/c

其中，T_1c表示所述第一探测器111探测到所述第一射线L1的时间的修正值，T₁表示所述第一探测器111探测到所述第一射线L1的时间，d₁₃表示所述第一探测器111到所述模体200的距离，c为光速。

同理，可以获得修正后的第二探测器112探测到第二射线L2的时间

T_2c＝T₂-d₂₄/c

其中，T_2c表示所述第二探测器112探测到所述第二射线L2的时间的修正值，T₂表示所述第二探测器112探测到所述第二射线L2的时间，d₂₄表示所述第二探测器112到所述模体200的距离，c为光速。

本实施例中，所述飞行时间差的修正值T＝T_1c-T_2c；其中，T为所述飞行时间差的修正值。

经过对飞行时间差进行修正之后，则可以忽略不同探测器与模体200之间的距离差，从而提高本实施例的适用性，即适用于不同形状的模体200或探测器，同时降低后续模型的复杂程度。

如图6所示，在步骤S5-S10中，在确定响应线之后，本实施例以第一探测器111的反应时间和第二探测器112的反应时间，第一射线L1的能量E₁，第二射线L2的能量E₂，飞行时间差的修正值T，相交长度R，建立关于反应时间和时间偏移量的计算模型。

需要说明的是，探测器的反应时间关于能量的函数f有多种形式，在本实例中例如以一次多项式形式为例。第一探测器111在接收到能量为E₁的单光子事件后，产生的反应时间为

第二探测器112在接收到能量为E₂的单光子事件后，产生的反应时间为

f表示反应时间函数，所述反应时间函数可以为每一所述探测器受到伽马射线能量影响所产生的反应时间的过程；ω₁为所述第一探测器的反应时间参数，

和

分别表示ω₁的两个分量；ω₂为所述第二探测器的反应时间参数，

和

分别表示ω₂的两个分量。其中

和

也可以理解为所述第一探测器和所述第二探测器的时间偏移量。当然，在一些实施例，还可以将第一探测器111的时间偏移量

第二探测器112的时间偏移量

为设置成固定值，例如为零。

需要说明的是，由于其中项

和

对光子反应时间的影响与时间偏移参数一致，因此本实施例亦可以同时估计探测器的时间偏移参数，并且在之后称θ₁和θ₂为探测器的时间偏移参数，称ω₁和ω₂为探测器的反应时间参数。并将第一探测器的反应时间函数写作f(E₁,ω₁,θ₁)＝E₁·ω₁+θ₁,并将第二探测器的反应时间函数写作f(E₂,ω₂,θ₂)＝E₂·ω₂+θ₂，其中ω₁和ω₂分别对应之前的

和

如图6所示，在本实施例中，该计算模型可以为

其中，～表示T_c满足该正态分布(用Norm表示)和均匀分布(用Unif表示)的求和形式，T_c表示所述飞行时间差的修正值，R表示所述相交长度，σ表示所述响应线的时间分辨率，f(E₁,ω₁,θ₁)和f(E₂,ω₂,θ₂)分别算出第一反应时间和第二反应时间。所述飞行时间差的修正值与一个正态分布卷积一个均匀分布的结果同分布，所述正态分布的标准差正比于所述响应线的时间分辨率；所述均匀分布的长度正比于所述相交长度。所述响应线的时间分辨率正相关于所述第一探测器的时间分辨率、第二探测器的时间分辨率，每一所述响应线的时间分辨率相同或不同，所述探测器环的时间分辨率正相关于每一所述响应线的时间分辨率。

更具体地，可以建立该符合事件的飞行时间差关于时间偏移参数和反应时间参数的分布，用概率密度函数表示为

其中σ为符合事件的飞行时间差的时间分辨率(标准差形式)，第一射线L1的能量E₁，第二射线L2的能量E₂，γ为正电子湮灭位置为隐变量，exp表示自然指数函数。当使用诸如(旋转)线源或者点源为放射源时，可以认为γ＝0，是上述概率密度函数的简化形式，亦是本实施例的简化形式。

针对如上概率密度函数的对数似然函数形式为

其中Σ_i和Σ_γ分别代表对所有的符合事件求和以及对所有可能发生湮灭的位置求和，R_i为符合事件i对应的响应线和模体200的相交长度。为了用如上含有隐变量γ的对数似然函数估计时间偏移参数和反应时间参数，写出隐变量γ关于符合事件的飞行时间差，时间偏移参数和反应时间参数的概率，如

其中Σ_γ′代表对所有可能的γ的备选γ′的求和，g函数计算概率。如上概率Γ_γ针对不同响应线有所不同，但可以直接计算，在后面的推导中认为已知。根据如上对数似然函数和隐变量概率，可以写出在已有对时间偏移参数和反应时间参数(用上标k表示)后，再次估计的时间偏移参数和反应时间参数的结果。如此建立迭代函数如下

如此，对于计算时间偏移参数和反应时间参数的迭代解法可以用如下过程表示

1)初始化：

2)更新

3)更新

4)更新

5)更新

6)k←k+1

7)停止条件：每一所述符合事件的飞行时间差的改变量小于阈值，本实施例中给出一种计算每一所述反应时间改变量的方式，表示为如下形式：

其中Δ₁和Δ₂分别表示前一次迭代的反应时间和当次迭代的反应时间，由如下公式计算得到

Δ＝θ₁+ω₁·E₁-θ₂-ω₂·E₂

∈为阈值，Σ_i表示对所有符合事件求和。

上述过程中，首先执行初始化步骤1)，然后重复进行2)-6)，直到达到停止条件7)。本实施例中使用交替更新

和

的形式表示，表示为后面等式的解，但是在一些实施例中也可以同时更新这四个参数，即合并四个更新。

在使用诸如(旋转)线源或点源作为放射源时，可以认为γ＝0，是上述概率密度函数的简化形式，亦是本实施例的简化形式。此时不需对隐变量γ进行处理，也可以直接根据对数似然函数求解参数θ₁,θ₂,ω₁,ω₂，应视为本实施例的简化形式。

若已有对反应时间中对能量的修正，即反应时间函数f为关于每一探测器的常数函数，此特例可以看作仅作时间偏移量的估计，应看作本实施例的特例。

如图5-图6所示，当时间偏移量θ₁和θ₂不等于零时，也就是第一探测器111的时间偏移量θ₁≠0，第二探测器112的时间偏移量θ₂≠0，亦可以同时将其看作是f中的一个系数求解。因此本实施例可以同时计算探测器固有的时间偏移参数(探测器的时间偏移量)和关于γ光子的时间偏移参数(探测器的反应时间)。

在使用期望最大化方法使用隐变量γ的期望代替该隐变量后，可以获得探测器的反应时间参数(ω₁,ω₂)和/或时间偏移量(θ₁,θ₂)的似然函数。然后对该计算模型进行求解，从而可以获得关于反应时间参数(ω₁,ω₂)和/或时间偏移量(θ₁,θ₂)的最优计算结果。经过对该计算模型进行处理之后，即可得到第一探测器111的反应时间参数ω₁，第二探测器112的反应时间参数ω₂，也就是可以获得第一探测器111的第一反应时间偏移量，以及第二探测器112的第一反应时间偏移量，然后可以根据上述反应时间偏移量，再次对飞行时间差的修正值进行修正，从而再次获得飞行时间差的修正值，然后更新该计算模型，再次获得该第一探测器111的反应时间参数ω₁，第二探测器112的反应时间参数ω₂，也就是可以获得第一探测器111的第二反应时间偏移量，以及第二探测器112的第二反应时间偏移量，然后根据第二反应时间偏移量来再次修正飞行时间差的修正值，从而可以获得飞行时间差的修正值的改变量，也就是获得飞行时间差的改变量，所述飞行时间差的改变量可以等于正相关于第二反应时间偏移量与第一反应时间偏移量的差值。然后重复上述步骤，直至飞行时间差的改变量小于阈值。

在本实施例中，根据第一探测器111的时间偏移参数θ₁和反应时间参数ω₁对第一时间T₁(第一探测器111探测到第一射线L1的时间)进行修正，根据第二探测器112的时间偏移参数θ₂和反应时间参数ω₂对第二时间T₂(第一探测器112探测到第二射线L2的时间)进行修正，修正后的飞行时间差为T₁-f(E₁,ω₁,θ₁)-T₂+f(E₂,ω₂,θ₂)＝T₁-(θ₁+ω₁·E₁)-T₂+(θ₂+ω₂·E₂)。

如图6所示，在本实施例中，假设第一探测器111和第二探测器112的反应时间关于γ光子能量的偏移函数是同一单调递降函数，并且参数相同时，由于第一射线L1的能量E₁大于第二射线L2的能量E₂，因此可以推算出第一探测器111的反应时间小于第二探测器112的反应时间，也就是说探测器的反应时间与射线的能量为负相关，当然，在一些特殊情况下也可以为正相关。假设第一探测器111的反应时间为1ps，第一探测器112的反应时间为5ps，并且已经修正由于第一探测器111和第二探测器112与模体200距离不同造成的时间差后，因此导致第一探测器111的时钟滞后少于第二探测器112的时钟滞后，也就是说该符合事件的飞行时间差会减少4ps，增加飞行时间差的测量误差。本实施例通过计算出第一探测器111的反应时间，第二探测器112的反应时间，从而在计算飞行时间差时，即可将第一探测器111和第二探测器112的反应时间误差剔除掉，也就是可以使得第一探测器111和第二探测器112记录事件发生时间就是实际发生时间，所述实际发生时间表示为γ光子到达探测器时的时间，也就是说γ光子到达探测器时即被检测到。当然，在一些实施例中，通过该计算模型还可以使得第一探测器111的反应时间等于第二探测器112的反应时间，第一探测器111和第二探测器112的反应时间相同，因此不会对飞行时间差造成影响。需要说明的是，本实施例仅以第一探测器111和第二探测器112进行说明，在实际操作时，可以同时获得所有的探测器的反应时间，因此可以对探测器环100探测到的所有的符合事件的飞行时间就行修正。当然，本实施例还包括根据每一所述探测器的反应时间参数对所述探测器环进行时间校正。

如图7所示，本实施还提出一种扫描装置的时间校正系统300，该时间校正系统300包括模体位置获取单元301，响应线单元302，采集单元303，修正单元304，模型建立单元305，模型处理单元306和判断单元307。该时间校正系统300的时间校正方法可以参阅上述描述。

如图6-图7所示，在本实施例中，模体位置获取单元301用于获得模体200相对于扫描视野中心的相对位置关系，其中所述模体200位于所述扫描视野内的探测器环内，所述探测器环包括多个位置不同的探测器。响应线单元302用于获取响应线，并计算所述响应线与所述模体200的相交长度，其中将第一探测器111和第二探测器112之间的连线定义为一条所述响应线，所述响应线穿过所述模体200。采集单元303用于采集符合事件，当所述模体200发射方向相反的第一射线L1和第二射线L2，且所述第一射线L1和所述第二射线L2在预设的时间符合窗内被探测到时，则定义为所述符合事件，并分别记录所述第一射线L1和所述第二射线L2的能量，所述第一射线L1被所述第一探测器111接收，所述第二射线L2被所述第二探测器112接收。

如图6-图7所示，在本实施例中，修正单元304用于根据所述第一探测器111与所述模体200的距离，以及所述第二探测器112与所述模体200的距离，对所述符合事件的飞行时间差进行修正，以获得飞行时间差的修正值。模型建立单元305，用于根据所述探测器的反应时间、所述第一射线L1的能量、所述第二射线L1的能量、所述相交长度和所述飞行时间差的修正值建立计算模型。模型处理单元306用于利用所述计算模型，来获得每一所述探测器的反应时间参数；根据所述探测器的反应时间参数，以获得所述探测器的反应时间，而获得所述符合事件的飞行时间差的改变量；判断单元308，用于判断每一所述飞行时间差的改变量是否小于阈值；若否，则根据已有的每一所述探测器的反应时间参数更新所述符合事件的飞行时间差的修正值，以再次获得每一所述探测器的反应时间参数，直至所述符合事件的飞行时间差的改变量小于阈值；若是，则输出所述探测器的反应时间参数，并根据所述探测器的反应时间参数，对所述符合事件的飞行时间差的修正值进行修正。

如图7所示，在本实施针对不同能量的γ光子导致探测器对γ光子的反应时间不同进行论述。当然，本实施例中的时间校正方法还可以适用于由于探测器不同导致探测器对γ光子的反应时间不同而导致飞行时间误差较大的场景中。

如图8所示，本实施例还提出一种电子设备，所述电子设备包括处理器50和存储器60，所述存储器60存储有程序指令，所述处理器50运行程序指令实现扫描装置的时间校正方法。所述处理器50可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DigitalSignal Processing，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit，简称ASIC)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件；所述存储器60可能包含随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)，也可能还包括非易失性存储器(Non-Volatile Memory)，例如至少一个磁盘存储器。所述存储器60也可以为随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)类型的内部存储器，所述处理器50、存储器60可以集成为一个或多个独立的电路或硬件，如：专用集成电路(ApplicationSpecificIntegrated Circuit，ASIC)。需要说明的是，上述的存储器60中的计算机程序可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，电子设备，或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。

如图9所示，本实施例还提出一种计算机可读存储介质701，所述计算机可读存储介质701存储有计算机指令70计算机指令70，所述计算机指令70用于使所述计算机执行上述实现扫描装置的时间校正方法。计算机可读存储介质701可以是，电子介质、磁介质、光介质、电磁介质、红外介质或半导体系统或传播介质。计算机可读存储介质701还可以包括半导体或固态存储器、磁带、可移动计算机磁盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、硬磁盘和光盘。光盘可以包括光盘-只读存储器(CD-ROM)、光盘-读/写(CD-RW)和DVD。

综上所述，本发明提出一种扫描装置的时间校正系统及其时间校正方法，当对该扫描装置进行时间校正时，首先将模体放置在扫描装置的扫描视野内，然后定义符合事件和响应线，同时还计算出响应线与模体的相交长度；然后根据模体与探测器环的相对位置关系，对飞行时间差进行修正，从而可以获得飞行时间差的修正值，然后根据探测器的反应时间，第一射线的能量，第二射线的能量，相交长度和飞行时间差的修正值建立计算模型，然后通过该计算模型来获得探测器的反应时间参数，并根据反应时间参数来获得探测器的反应时间，从而可以获得符合事件的飞行时间差的改变量，然后判断该飞行时间差的改变量是否小于阈值，若否，则根据已有的每一所述探测器的反应时间参数更新所述符合事件的飞行时间差的修正值，以再次获得每一所述探测器的反应时间参数，直至所述符合事件的飞行时间差的改变量小于阈值；若是，则输出所述探测器的反应时间参数，并根据所述探测器的反应时间参数，对所述符合事件的飞行时间差的修正值进行修正。本发明中当第一射线和第二射线的能量不同时，因此第一探测器和第二探测器分别对第一射线和第二射线的反应时间不同，因此经过上述校正方法之后，可以完全剔除探测器的反应时间不同对飞行时间差的影响，因此可以避免由于探测器对γ光子的反应时间或者反应速度不同而导致飞行时间差的误差，因此可以提高飞行时间差的准确性，提高重建的TOF-PET图像的精准性。本发明还可以同时获得探测器本征的时间偏移参数，例如探测器的时间偏移量。同时还可以根据探测器的时间偏移量来修正飞行时间。

在整篇说明书中提到“一个实施例(one embodiment)”、“实施例(anembodiment)”或“具体实施例(a specific embodiment)”意指与结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中，并且不一定在所有实施例中。因而，在整篇说明书中不同地方的短语“在一个实施例中(in one embodiment)”、“在实施例中(inan embodiment)”或“在具体实施例中(in a specific embodiment)”的各个表象不一定是指相同的实施例。此外，本发明的任何具体实施例的特定特征、结构或特性可以按任何合适的方式与一个或多个其他实施例结合。应当理解本文所述和所示的发明实施例的其他变型和修改可能是根据本文教导的，并将被视作本发明精神和范围的一部分。

还应当理解还可以以更分离或更整合的方式实施附图所示元件中的一个或多个，或者甚至因为在某些情况下不能操作而被移除或因为可以根据特定应用是有用的而被提供。

另外，除非另外明确指明，附图中的任何标志箭头应当仅被视为示例性的，而并非限制。此外，除非另外指明，本文所用的术语“或”一般意在表示“和/或”。在术语因提供分离或组合能力是不清楚的而被预见的情况下，部件或步骤的组合也将视为已被指明。

如在本文的描述和在下面整篇权利要求书中所用，除非另外指明，“一个(a)”、“一个(a n)”和“该(the)”包括复数参考物。同样，如在本文的描述和在下面整篇权利要求书中所用，除非另外指明，“在…中(in)”的意思包括“在…中(in)”和“在…上(on)”。

本发明所示实施例的上述描述(包括在说明书摘要中所述的内容)并非意在详尽列举或将本发明限制到本文所公开的精确形式。尽管在本文仅为说明的目的而描述了本发明的具体实施例和本发明的实例，但是正如本领域技术人员将认识和理解的，各种等效修改是可以在本发明的精神和范围内的。如所指出的，可以按照本发明所述实施例的上述描述来对本发明进行这些修改，并且这些修改将在本发明的精神和范围内。

本文已经在总体上将系统和方法描述为有助于理解本发明的细节。此外，已经给出了各种具体细节以提供本发明实施例的总体理解。然而，相关领域的技术人员将会认识到，本发明的实施例可以在没有一个或多个具体细节的情况下进行实践，或者利用其它装置、系统、配件、方法、组件、材料、部分等进行实践。在其它情况下，并未特别示出或详细描述公知结构、材料和/或操作以避免对本发明实施例的各方面造成混淆。

因而，尽管本发明在本文已参照其具体实施例进行描述，但是修改自由、各种改变和替换意在上述公开内，并且应当理解，在某些情况下，在未背离所提出发明的范围和精神的前提下，在没有对应使用其他特征的情况下将采用本发明的一些特征。因此，可以进行许多修改，以使特定环境或材料适应本发明的实质范围和精神。本发明并非意在限制到在下面权利要求书中使用的特定术语和/或作为设想用以执行本发明的最佳方式公开的具体实施例，但是本发明将包括落入所附权利要求书范围内的任何和所有实施例及等同物。因而，本发明的范围将只由所附的权利要求书进行确定。

Claims (10)

1.一种扫描装置的时间校正方法，其特征在于，包括：

将模体设置在扫描视野的预设区域内，并获取所述模体与所述扫描视野中心的相对位置关系，其中所述模体位于所述扫描视野内的探测器环内，所述探测器环包括多个位置不同的探测器，所述模体为线状放射源或均匀桶状放射源；

定义响应线，并计算所述响应线与所述模体的相交长度，其中将第一探测器和第二探测器之间的连线定义为一条所述响应线，所述响应线穿过所述模体；

采集符合事件，当所述模体发射方向相反的第一射线和第二射线，且所述第一射线和所述第二射线在预设的时间符合窗内被探测到时，则定义为所述符合事件，并分别记录所述第一射线和所述第二射线的能量，所述第一射线被所述第一探测器接收，所述第二射线被所述第二探测器接收；

根据所述第一探测器与所述模体的距离，以及所述第二探测器与所述模体的距离，对所述符合事件的飞行时间差进行修正，以获得飞行时间差的修正值；

根据所述探测器的反应时间、所述第一射线的能量、所述第二射线的能量、所述相交长度和所述飞行时间差的修正值建立计算模型；

利用所述计算模型，来获得每一所述探测器的反应时间参数；

根据所述探测器的反应时间参数，以获得所述探测器的反应时间，从而获得所述符合事件的飞行时间差的改变量；

判断每一所述飞行时间差的改变量是否小于阈值；

若否，则根据已有的每一所述探测器的反应时间参数更新所述符合事件的飞行时间差的修正值，以再次获得每一所述探测器的反应时间参数，直至所述符合事件的飞行时间差的改变量小于阈值；

若是，则输出所述探测器的反应时间参数，并根据所述探测器的反应时间参数，对所述符合事件的飞行时间差的修正值进行修正。

2.根据权利要求1所述的扫描装置的时间校正方法，其特征在于：所述第一射线的能量与所述第二射线的能量相同或不同，所述第一探测器的反应时间与所述第一射线的能量为负相关，所述第二探测器的反应时间与所述第二射线的能量为负相关。

3.根据权利要求1所述的扫描装置的时间校正方法，其特征在于，根据所述第一探测器与所述模体的距离，以及所述第二探测器与所述模体的距离，对所述符合事件的飞行时间差进行修正，以获得飞行时间差的修正值的步骤包括：

根据所述第一探测器到所述模体的距离对所述第一探测器探测到所述第一射线的时间进行修正，以获得所述第一探测器探测到所述第一射线的时间修正值，并定义为T_1c；

根据所述第二探测器到所述模体的距离对所述第二探测器探测到所述第二射线的时间进行修正，以获得所述第二探测器探测到所述第二射线的时间修正值，并定义为T_2c；

计算所述飞行时间差的修正值，所述飞行时间差的修正值T_c＝T_1c-T_2c；

其中，T_c为所述飞行时间差的修正值。

4.根据权利要求3所述的扫描装置的时间校正方法，其特征在于，

T_1c＝T₁-d₁₃/c

其中，T_1c表示所述第一探测器探测到所述第一射线的时间的修正值，T₁表示所述第一探测器探测到所述第一射线的时间，g₁₃表示所述第一探测器到所述模体的距离，c为光速。

5.根据权利要求1所述的扫描装置的时间校正方法，其特征在于，根据所述探测器的反应时间参数，以获得所述探测器的反应时间的步骤包括：

将每一所述探测器受到伽马射线能量影响所产生的反应时间的过程定义为反应时间函数；

根据所述反应时间函数获得所述第一探测器的反应时间，并定义为第一反应时间；表示为：

其中f表示反应时间函数，E₁为所述第一射线的能量，ω₁为所述第一探测器的反应时间参数，

和

分别表示ω₁的两个分量；以及

根据所述反应时间函数获得所述第二探测器的反应时间，并定义为第二反应时间；表示为：

其中f表示反应时间函数，E₂为所述第二射线的能量，ω₂为所述第二探测器的反应时间参数，

和

分别表示ω₂的两个分量。

6.根据权利要求5所述的扫描装置的时间校正方法，其特征在于，所述计算模型为

其中，～表示T_c满足正态分布Norm和均匀分布Unif的求和形式，T_c表示所述飞行时间差的修正值，R表示所述相交长度，σ表示所述响应线的时间分辨率，f(E₁,ω₁)和f(E₂,ω₂)分别表示第一反应时间函数和第二反应时间函数，所述响应线的时间分辨率σ正相关于所述第一探测器的时间分辨率和第二探测器的时间分辨率。

7.根据权利要求1所述的扫描装置的时间校正方法，其特征在于，根据所述探测器的反应时间参数，以获得所述探测器的反应时间，而获得所述符合事件的飞行时间差的改变量的步骤包括：

将已根据所述探测器的反应时间参数获得的每一所述探测器的反应时间，并根据所述探测器的反应时间来确定第一反应时间偏移量，其中，若未根据所述探测器的反应时间参数获得所述探测器的反应时间，则将所述第一反应时间偏移量设置为零；

根据所述第一反应时间偏移量对所述飞行时间差的修正值进行修正，以再次获得所述飞行时间差的修正值，并更新所述计算模型；

利用更新后所述计算模型，再次获得所述探测器的反应时间参数，以再次获得所述探测器的反应时间，并根据再次获取的所述探测器的反应时间来确定第二反应时间偏移量；

定义所述符合事件飞行时间差的改变量，所述符合事件的飞行时间差的改变量正相关于所述第二反应时间偏移量与所述第一反应时间偏移量的差值。

8.根据权利要求1所述的扫描装置的时间校正方法，其特征在于，所述响应线的时间分辨率正相关于所述第一探测器的时间分辨率、第二探测器的时间分辨率，每一所述响应线的时间分辨率相同或不同，所述探测器环的时间分辨率正相关于每一所述响应线的时间分辨率。

9.根据权利要求1所述的扫描装置的时间校正方法，其特征在于，还包括根据每一所述探测器的反应时间参数对所述探测器环进行时间校正。

10.一种扫描装置的时间校正系统，其特征在于，包括：

模体位置获取单元，用于获得模体相对于扫描视野中心的相对位置关系，其中所述模体位于所述扫描视野内的探测器环内，所述探测器环包括多个位置不同的探测器，所述模体为线状放射源或均匀桶状放射源；

响应线获取单元，用于获取响应线，并计算所述响应线与所述模体的相交长度，其中将第一探测器和第二探测器之间的连线定义为一条所述响应线，所述响应线穿过所述模体；

采集单元，用于采集符合事件，当所述模体发射方向相反的第一射线和第二射线，且所述第一射线和所述第二射线在预设的时间符合窗内被探测到时，则定义为所述符合事件，并分别记录所述第一射线和所述第二射线的能量，所述第一射线被所述第一探测器接收，所述第二射线被所述第二探测器接收；

修正单元，用于根据所述第一探测器与所述模体的距离，以及所述第二探测器与所述模体的距离，对所述符合事件的飞行时间差进行修正，以获得飞行时间差的修正值；

模型建立单元，用于根据所述探测器的反应时间、所述第一射线的能量、所述第二射线的能量、所述相交长度和所述飞行时间差的修正值建立计算模型；

模型处理单元，用于利用所述计算模型，来获得每一所述探测器的反应时间参数；根据所述探测器的反应时间参数，以获得所述探测器的反应时间，从而获得所述符合事件的飞行时间差的改变量；

判断单元，用于判断每一所述飞行时间差的改变量是否小于阈值；若否，则根据已有的每一所述探测器的反应时间参数更新所述符合事件的飞行时间差的修正值，以再次获得每一所述探测器的反应时间参数，直至所述符合事件的飞行时间差的改变量小于阈值；若是，则输出所述探测器的反应时间参数，并根据所述探测器的反应时间参数，对所述符合事件的飞行时间差的修正值进行修正。

Images