CN115153606A - 探测器的死时间校正方法、系统、装置及存储介质 - Google Patents

探测器的死时间校正方法、系统、装置及存储介质 Download PDF

Info

Publication number
CN115153606A
CN115153606A CN202210723040.3A CN202210723040A CN115153606A CN 115153606 A CN115153606 A CN 115153606A CN 202210723040 A CN202210723040 A CN 202210723040A CN 115153606 A CN115153606 A CN 115153606A
Authority
CN
China
Prior art keywords
dead time
time correction
energy
correction factor
single event
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210723040.3A
Other languages
English (en)
Inventor
刘益林
唐嵩松
王建勋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai United Imaging Healthcare Co Ltd
Original Assignee
Shanghai United Imaging Healthcare Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai United Imaging Healthcare Co Ltd filed Critical Shanghai United Imaging Healthcare Co Ltd
Priority to CN202210723040.3A priority Critical patent/CN115153606A/zh
Publication of CN115153606A publication Critical patent/CN115153606A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03—Computed tomography [CT]
    • A61B6/037—Emission tomography
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/44—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis
    • A61B6/4417—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis related to combined acquisition of different diagnostic modalities
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/58—Testing, adjusting or calibrating thereof
    • A61B6/582—Calibration
    • A61B6/585—Calibration of detector units

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Nuclear Medicine (AREA)

Abstract

本申请实施例公开了一种探测器的死时间校正方法、系统、装置及存储介质。所述方法可以包括：获取目标对象的原始扫描数据，所述原始扫描数据由成像设备的探测器接收辐射光子获得；根据所述原始扫描数据，获取与所述目标对象相关的两个能窗下的两个第一单事件计数信息或者两个以上能窗下的两个以上第一单事件计数信息；基于所述两个或以上第一单事件计数信息，确定第一死时间校正因子；基于所述第一死时间校正因子，对所述原始扫描数据进行死时间校正。

Description

探测器的死时间校正方法、系统、装置及存储介质
技术领域
本申请涉及医疗设备技术领域，特别涉及一种探测器的死时间校正方法、系统、装置、及存储介质。
背景技术
发射型计算机断层扫描(Emission Computed Tomography，ECT)探测器是一种用于测量或检测辐射光子能量的探测装置，在核医学领域得到较为广泛的应用，正电子发射断层成像术(Positron Emission Tomography，PET)/单光子发射计算机断层成像术(Single-Photon Emission Computed Tomography，SPECT)等都使用了ECT探测器。死时间(dead time)是指探测器的探测单元处理一个单事件最小的处理时间。在死时间内，探测单元不会处理第二个输入的单事件。由此造成的信号损失被称为死区丢失(dead timeloss)。死区丢失会造成光子计数(例如，单事件计数)丢失，进而低估图像的像素值，影响成像质量。因此需要对探测器获得的数据进行死时间校正。
发明内容
本申请实施例之一提供一种探测器的死时间校正方法，其中，所述方法包括：获取目标对象的原始扫描数据，所述原始扫描数据由成像设备的探测器接收辐射光子获得；根据所述原始扫描数据，获取与所述目标对象相关的两个能窗下的两个第一单事件计数信息或者两个以上能窗下的两个以上第一单事件计数信息；基于所述两个或以上第一单事件计数信息，确定第一死时间校正因子；基于所述第一死时间校正因子，对所述原始扫描数据进行死时间校正。
在一些实施例中，所述两个或以上能窗包括第一能窗和第二能窗，其中，所述第二能窗的能量范围大于所述第一能窗的能量范围。
在一些实施例中，所述第二能窗的能量范围用于根据所述原始扫描数据选择确定入射信息的第一类单事件，所述第一能窗反映与注射进所述目标对象的放射物质相关的特征能峰所在的能量范围。
在一些实施例中，所述第一能窗的能量范围用于在所述第一类单事件中选择第二类单事件进行符合判定。
在一些实施例中，所述第一能窗的能量范围为430keV-650keV，所述第二能窗的能量大于200keV。
在一些实施例中，所述基于所述两个或以上第一单事件计数信息，确定第一死时间校正因子包括：确定所述两个或以上第一单事件计数信息的第一关系值；获取校正关系模型，所述校正关系模型包括所述两个或以上单事件计数信息的第一关系值与第一死时间校正因子均值之间的关系；根据所述第一关系值和所述校正关系模型，确定第一死时间校正因子均值；根据所述第一死时间校正因子均值，确定所述第一死时间校正因子。
在一些实施例中，所述第一死时间校正因子包括两个或以上第一校正参数，每个所述第一校正参数对应所述成像设备的探测器的一个探测单元；所述方法还包括：获取实验对象对应的第二死时间校正因子，所述第二死时间校正因子包括两个或以上第二校正参数，每个所述第二校正参数对应所述成像设备的一个所述探测单元，所述实验对象用于获取所述校正关系模型；确定所述两个或以上第二校正参数的均值，作为第二死时间校正因子均值；根据第一死时间校正因子均值，第二死时间校正因子均值和所述两个或以上第二校正参数，确定所述两个或以上第一校正参数。
本申请实施例之一提供一种探测器的死时间校正系统，其中，所述系统包括：获取模块，用于获取目标对象的原始扫描数据，所述原始扫描数据由成像设备的探测器接收辐射光子获得；计数模块，用于根据所述原始扫描数据，获取与所述目标对象相关的两个能窗下的两个第一单事件计数信息或者两个以上能窗下的两个以上第一单事件计数信息；确定模块，用于基于所述两个或以上第一单事件计数信息，确定第一死时间校正因子；校正模块，用于基于所述第一死时间校正因子，对所述原始扫描数据进行死时间校正。
本申请实施例之一提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以上所述任意一种探测器的死时间校正方法。
本申请实施例之一提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储计算机指令，当计算机读取存储介质中的计算机指令后，计算机执行以上所述任意一种探测器的死时间校正方法。
本申请实施例可能带来的有益效果包括：本申请实施例提供的探测器的死时间校正方法，根据所述原始扫描数据，获取与所述目标对象相关的两个或以上能窗下的两个或以上第一单事件计数信息或者两个以上能窗下的两个以上第一单事件计数信息，基于所述两个或以上第一单事件计数信息，确定第一死时间校正因子，基于所述第一死时间校正因子，对所述原始扫描数据进行死时间校正。通过引入多个能窗下的单事件计数率，可以使得系统对不同的扫描物体都能获得较为准确的死时间校正效果。多个能窗下的单事件计数率可以模拟/近似体现扫描物体的形状和放射源分布的特征，从而提高校准的准确性。进一步通过校正关系模型自动地获取死时间校正因子，提高了校正的效率。
附图说明
本申请将以示例性实施例的方式进一步说明，这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。这些实施例并非限制性的，在这些实施例中，相同的编号表示相同的结构，其中：
图1是根据本申请的一些实施例所示的示例性探测器的死时间校正系统的示意图；
图2是根据本申请一些实施例所示的一种探测器的死时间校正方法的示例性流程图；
图3是根据本申请一些实施例所示的确定第一死时间校正因子的示例性流程图；
图4是根据本申请一些实施例所示的死时间校正的示例性流程图；
图5是根据本申请一些实施例所示的获取校正模型的示例性流程图；
图6是根据本申请一些实施例所示的获取校正模型的另一示例性流程图；
图7是根据本申请一些实施例所示的一种用于探测器的死时间校正的处理设备的示例性模块图；
图8是根据本申请的一些实施例所示的可以实现处理设备的计算设备的示例性硬件和/或软件组件的示意图；
图9是根据本申请的一些实施例所示的第一能窗和第二能窗的能量范围的示意图；
图10是根据本申请的一些实施例所示的高活度采样点线性拟合获取死时间因子的示意图；
图11根据本申请的一些实施例所示的低活度采样点线性拟合获取本底计数率的示意图；
图12根据本申请的一些实施例所示的两种不同能窗下单事件计数率的分布情况的示意图；
图13根据本申请的一些实施例所示的两能窗下单事件计数率比值随第二能窗下计数率变化情况的示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。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它类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。
应当理解，本文使用的“系统”、“装置”、“单元”和/或“模块”是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换所述词语。
如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。
本申请中使用了流程图用来说明根据本申请的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或后面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各个步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。
PET是从人体分子水平反映人体内脏器和组织的功能及代谢状况的诊断技术。PET将含有正电子放射性的药物(如18F-FDG)注入人体，由于FDG的代谢情况与葡萄糖非常相似，可聚集在消化葡萄糖的细胞内，尤其是生长迅速的肿瘤组织药物摄取是不一样的。18F衰变放出的正电子将与组织中的负电子发生湮灭反应，产生能量相等(511keV)、方向相反的两个γ光子，通过环绕人体的探测器阵列，利用符合测量技术测量出这两个光子，就可获得正电子的位置信息，再用图像重建软件进行处理后可得到正电子在人体内分布情况的断层图像。
在一些实施例中，湮灭后产生两个运动方向相反的光子可以被探测器组件112接收，根据探测器组件112接收到的数据，统计得到单事件数据。其中，将探测器接收到一个光子称为一个单事件。可以根据单事件数据和符合时间窗确定符合事件，根据符合事件重建出PET图像。死时间(dead time)是指探测器的探测单元处理一个单事件最小的处理时间。在死时间内，探测单元不会处理第二个输入的单事件。由此造成的信号损失被称为死区丢失(dead time loss)。一般PET系统在每个事件之后都会有1-10ns的死时间。死区丢失会造成光子计数(例如，单事件计数)丢失，进而低估图像的像素值，影响成像质量。因此需要对因死时间而丢失的单事件数据进行死时间校正。
图1是根据本申请的一些实施例所示的示例性探测器的死时间校正系统100的示意图。如图1所示，探测器的死时间校正系统100可包括扫描设备110、网络120、终端130、处理设备140和存储设备150。探测器的死时间校正系统100的组件可以通过各种方式连接。仅作为示例，如图1所示，扫描设备110可以通过网络120连接到处理设备140。又例如，扫描设备110可以直接连接到处理设备140(如连接扫描设备110和处理设备140的虚线中的双向箭头所示)。再例如，存储设备150可以直接或通过网络120连接到处理设备140。作为又一示例，终端设备(例如，130-1、130-2、130-3等)可以直接连接到处理设备140(如通过链接终端130和处理设备140的虚线中的双向箭头所示)或通过网络120。
扫描设备110可以扫描目标对象和/或生成关于所述目标对象的扫描数据(例如，投影数据)。在本申请中，目标对象也可以被称为目标、扫描对象、或被检测对象，以上术语可以互换使用。在一些实施例中，目标对象可以是生物比如患者、动物等，也可以是人造物体，比如体模等。目标对象还可以是患者的特定部分，例如，器官和/或组织。当目标对象需要被扫描时，其可以被放置于移动平台114上，随着移动平台114沿着扫描设备110的纵向运动，并进入扫描区域113。示例性的扫描设备110可以是医疗成像设备，例如PET设备、PET-CT设备、PET-MRI设备等。扫描设备110可以包括探测器组件112。在目标对象进入扫描区域113后，探测器组件112可以探测在扫描区域113中发生的辐射事件(例如，目标对象中的电子湮灭事件)。在一些实施例中，探测器组件112可以包括一个或多个探测单元。所述探测单元可以任何适合形状排列，例如环形、弧形、长方形、阵列等其中一种或几种的组合。例如，所述探测单元可以沿着扫描设备110的径向进行排列以形成探测器环。探测器组件112的排列限定了扫描区域113。
网络120可以包括可以促进探测器的死时间校正系统100的信息和/或数据交换的任何合适的网络。在一些实施例中，探测器的死时间校正系统100的一个或以上组件(例如，扫描设备110、终端130、处理设备140或存储设备150)可以经由网络120与探测器的死时间校正系统100的一个或以上其他组件传送信息和/或数据。例如，处理设备140可以经由网络120从扫描设备110获取物体衰减的信号。在一些实施例中，网络120可以是有线网络或无线网络等或其任意组合。网络120可以是和/或包括公共网络(例如，因特网)、专用网络(例如，局部区域网络(LAN)、广域网(WAN)等)、有线网络(例如，以太网网络)、无线网络(例如，Wi-Fi网络、Li-Fi网络等)、蜂窝网络(例如，长期演进(LTE)网络)、帧中继网络、虚拟专用网络(“VPN”)、卫星网络、电话网络、路由器、集线器、交换机、服务器计算机和/或其任何组合。仅作为示例，网络120可以包括电缆网络、有线网络、光纤网络、电信网络、内联网、无线局部区域网络(WLAN)、城域网(MAN)、公共电话交换网(PSTN)、蓝牙TM网络、紫蜂TM网络、近场通信(NFC)网络、超宽带(UWB)网络、移动通信(1G、2G、3G、4G、5G)网络、窄带物联网(NB-IoT)、红外通信等，或其任何组合。在一些实施例中，网络120可以包括一个或以上网络接入点。例如，网络120可以包括有线和/或无线网络接入点，例如基站和/或互联网交换点，探测器的死时间校正系统100的一个或以上组件可以通过它们连接到网络120以交换数据和/或信息。
终端130可以包括移动设备130-1、平板电脑130-2、笔记本电脑130-3等，或其任何组合。在一些实施例中，终端130可以通过网络与探测器的死时间校正系统100中的其他组件交互。例如，终端130可以向扫描设备110发送一种或多种控制指令以控制移动平台114承载目标对象进入扫描区域113，并控制探测器组件112接收数据。又例如，终端130还可以接收由探测器组件112发送过来的数据。在一些实施例中，终端130可以接收由用户(例如，探测器的死时间校正系统100的使用者比如医生)输入的信息和/或指令，并且经由网络120将所接收的信息和/或指令发送到扫描设备110或处理设备140。在一些实施例中，终端130可以是处理设备140的一部分。终端130和处理设备140可以集成为一体，作为扫描设备110的控制装置，例如，操作台。在一些实施例中，可以省略终端130。
处理设备140可以处理从扫描设备110、终端130和/或存储设备150获得的数据和/或信息。例如，处理设备140可以从扫描设备(例如，探测器112)处获取采集到的扫描数据。再例如，处理设备140可以基于以上获取的数据对扫描设备110的相关参数进行校正，例如，死时间校正。在一些实施例中，处理设备140可以是单个服务器或服务器组。服务器组可以是集中式的或分布式的。在一些实施例中，处理设备140可以是本地的或远程的。例如，处理设备140可以经由网络120访问存储在扫描设备110、终端130和/或存储设备150中或由其获取的信息和/或数据。又例如，处理设备140可以直接连接到扫描设备110(如图1中连接处理设备140和扫描设备110的虚线中的双向箭头所示)、终端130(如图1中连接处理设备140和终端130的虚线中的双向箭头所示)和/或存储设备150，以访问存储的或获取的信息和/或数据。在一些实施例中，处理设备140可以在云平台上实现。仅作为示例，该云平台可以包括私有云、公共云、混合云、社区云、分布云、内部云、多层云等或其任意组合。在一些实施例中，处理设备140可以在计算设备800上实现，该计算设备800具有本申请中的图8所示的一个或以上组件。
存储设备150可以存储数据和/或指令。在一些实施例中，存储设备150可以存储从扫描设备110、终端130和/或处理设备140获取的数据。例如，存储设备150可以存储死时间校正因子。在一些实施例中，存储设备150可以存储处理设备140可以执行或用于执行本申请中描述的示例性方法的数据和/或指令。例如，存储设备150可以存储处理设备140以执行各流程图所示的方法的指令。一些实施例中，存储设备150可以包括大容量存储设备、可移动存储设备、易失性读写内存、只读内存(ROM)等，或其任意组合。示例性大容量存储器可以包括磁盘、光盘、固态驱动器等。示例性可移动存储器可以包括闪光驱动器、软盘、光盘、内存卡、压缩盘、磁带等。示例性易失性读写内存可以包括随机存取内存(RAM)。示例性RAM可以包括动态RAM(DRAM)、双倍数据速率同步动态RAM(DDRSDRAM)、静态RAM(SRAM)、晶闸管RAM(T-RAM)和零电容RAM(Z-RAM)。示例性ROM可以包括掩模ROM(MROM)、可编程ROM(PROM)、可擦除可编程ROM(PEROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、光盘ROM(CD-ROM)，以及数字通用磁盘ROM等。在一些实施例中，存储设备150可以在云平台上实现。仅作为示例，该云平台可以包括私有云、公共云、混合云、社区云、分布云、内部云、多层云等或其任意组合。
在一些实施例中，存储设备150可以连接到网络120以与探测器的死时间校正系统100的一个或以上组件(例如，扫描设备110、处理设备140、终端130等)通信。探测器的死时间校正系统100的一个或以上组件可以经由网络120访问存储设备150中存储的数据或指令。在一些实施例中，存储设备150可以直接连接到探测器的死时间校正系统100的一个或以上组件或与之通信(例如，扫描设备110、处理设备140、终端130等)。在一些实施例中，存储设备150可以是处理设备140的一部分。
在一些实施例中，探测器的死时间校正系统100还可包括连接到探测器的死时间校正系统100(例如，扫描设备110、处理设备140、终端130、存储设备150等)的一个或以上组件的一个或以上电源(图1中未示出)。
图2是根据本申请一些实施例所示的一种探测器的死时间校正方法200的示例性流程图。在一些实施例中，流程200可以通过处理逻辑来执行，该处理逻辑可以包括硬件(例如，电路、专用逻辑、可编程逻辑、微代码等)、软件(运行在处理设备上以执行硬件模拟的指令)等或其任意组合。图2所示的用于探测器的死时间校正的流程200中的一个或多个操作可以通过图1所示的处理设备140实现。例如，流程200可以以指令的形式存储在存储设备150中，并由处理设备140执行调用和/或执行。在一些实施例中，流程200可以由处理设备800执行。如图2所示，流程200可以包括以下操作。
步骤210，获取目标对象的原始扫描数据，原始扫描数据由成像设备的探测器接收辐射光子获得。在一些实施例中，步骤210可以由获取模块710执行。
在一些实施例中，成像设备是指医疗成像设备(例如，扫描设备110)，例如，PET设备、PET-CT设备、PET-MRI设备等。
在一些实施例中，目标对象可以是生物比如患者、动物等，也可以是人造物体，比如体模等。目标对象还可以是患者的特定部分，例如，器官和/或组织。
在一些实施例中，原始扫描数据可以包括对目标对象在扫描区域中的部分器官或者组织进行扫描所产生的数据。
在一些实施例中，湮灭后产生两个运动方向相反的光子可以被探测器组件112接收，根据探测器组件112接收到的数据，统计得到单事件数据。其中，将探测器组件112接收到一个光子称为一个单事件。在一些实施例中，所述单事件数据可以包括信号值、能量沉积、入射位置、入射时间中的至少一个。
在一些实施例中，原始扫描数据可以包括探测器组件112接收的与目标对象相关的单事件数据。例如，原始扫描数据可以包括探测器组件112接收的所有与目标对象相关的单事件数据。又例如，原始扫描数据可以包括探测器组件112接收的与目标对象相关的能量值大于阈值的单事件数据。
在一些实施例中，原始扫描数据可以是通过成像设备的扫描部件(例如，扫描机架)扫描获得。在一些实施例中，可以通过成像设备的扫描部件到重建计算机之间的传输部件获取原始扫描数据。例如，可以通过成像设备的扫描机架与重建计算机之间的环滑部件获取原始扫描数据。又例如，可以通过网络或者接口的方式获取原始扫描数据。还可以通过其他方式获取原始扫描数据，本申请对获取原始扫描数据的方式不做限制。
在一些实施例中，扫描区域(例如，扫描区域113)可以由成像设备的探测器中的多个探测单元限定。例如，多个探测单元按序排列组成一个环形圆柱体。目标对象将在该环形圆柱体的内部进行扫描。在一些实施例中，原始扫描数据可以预先存储在存储装置(例如，处理设备140或处理设备700的自带存储器或外接存储器，如存储设备150)中，获取模块710可以通过与该存储装置进行通信以获取原始扫描数据。
步骤220，根据原始扫描数据，获取与目标对象相关的两个或以上能窗下的两个或以上(多个)第一单事件计数信息。在一些实施例中，步骤220可以由计数模块720执行。在一些实施例中，可以获取与所述目标对象相关的两个能窗下的两个第一单事件计数信息或者两个以上能窗下的两个以上第一单事件计数信息。在一些实施例中，一个能窗对应一个第一单事件计数信息。
在一些实施例中，单事件计数信息可以包括单事件计数或单事件计数率。第一单事件计数信息可以包括两个或以上(多个)能窗下的与目标对象相关的单事件计数或单事件计数率。
在一些实施例中，单事件计数率可以指单位时间内(例如，某一时刻或某一时间段)接收到的单事件(例如，辐射事件)数量。在一些实施例中，第一单事件计数率可以指在两个或以上能窗下的与目标对象相关的单事件计数率。例如，第一单事件计数率可以指某一时刻或某一时间段接收到的与目标对象相关的单事件中，在两个或以上能窗下的单事件计数。又例如，第一单事件计数率可以指在两个或以上能窗下的与目标对象相关的单事件中，单位时间内的单事件计数。
能窗可以指能量范围。能窗可以通过能量数值范围(如120-160keV)或能量峰值结合上下变化的百分比(如140keV±20％)来表示。可理解的是，能窗也可以通过其它形式表示，本申请对此不作限制。
在一些实施例中，两个或以上能窗可以包括第一能窗和第二能窗，其中，第二能窗的能量范围可以大于第一能窗的能量范围。在一些实施例中，第一能窗的能量范围可以被包括在第二能窗的能量范围内。
在一些实施例中，第二能窗的能量范围可以用于在原始扫描数据包括的单事件中选择确定入射信息的第一类单事件。入射信息可以包括但不限于单事件的入射位置、能量沉积、入射时间等中的至少一个。例如，第二能窗的能量范围可以用于在原始扫描数据包括的单事件中选择确定能量沉积的第一类单事件。在一些实施例中，第一能窗可以反映与注射进目标对象体内的放射物质相关的特征能峰所在的能量范围。特征能峰可以反映探测器组件112接收的数量大于一定阈值的单事件对应的能量值。例如，在PET成像系统中，特征能峰对应511keV。在一些实施例中，对于PET成像，第一能窗的能量范围可以用于在第一类单事件中选择第二类单事件进行符合判定。
在扫描之前，目标对象将被注入放射源(例如，放射性示踪同位素)。放射性示踪同位素衰变时可以发射出一个或多个正电子。这些正电子在目标对象内部经过较短距离的传播(例如，约1-3mm)后，将会与电子进行作用，发生湮灭并产生光子(例如，一个正电子湮灭将产生一对γ光子，每个γ光子具有511keV的能量)。该湮灭事件可以被称为是辐射事件。同时，同对的γ光子将朝相反方向移动，并可以被成像设备(例如，扫描设备110)的探测单元所接收。该对γ光子的移动路径可以被称为响应线，接收该对γ光子的两个探测单元位于响应线的两端。同对的γ光子由位于同一响应线上的两个探测单元接收或探测可以称为真符合事件(或简称真事件)。这两个探测单元可以被称为探测单元对。在本申请中，探测单元对可以被称为“探测模组”。同样地，成像设备的任一探测单元也可以接收γ光子对中的一个。γ光子由任一探测单元接收或探测可以称为单辐射事件(或简称单事件)。因此，任意一个探测单元也可以被称为一个“探测模组”。成像设备的探测单元在接收到γ光子后，可以记录接收到γ光子的时间，并将将光信号转变为电信号，例如定时脉冲。这些可以被认为是探测模组所采集到的扫描数据。随后，单事件电信号，例如定时脉冲，将被传输至符合电路进行甄别，根据符合时间窗进行符合判定，确定符合事件。
在一些实施例中，第一能窗的能量范围可以为430keV-650keV，第二能窗的能量可以大于200keV。如图9所示，为第一能窗和第二能窗的能量范围的示意图。例如，如图9所示，对于PET成像，第一能窗的能量范围为430keV-650keV，可以反映511keV特征能峰610所在的能量范围。第二能窗的能量范围为大于200keV。
在一些实施例中，可以在原始扫描数据中选择能量值(能量沉积)在第一能窗和第二能窗下的单事件，并统计第一能窗和第二能窗下的单事件计数率作为第一单事件计数率。例如，将第一能窗和第二能窗下的单事件计数分别除以原始扫描的采集时间得到对应的第一单事件计数率。在一些实施例中，可以在原始扫描数据中选择某个时间点或某个时间段对应的单事件，并在其中选择第一能窗和第二能窗下的单事件作为第一单事件计数率。
步骤230，基于两个或以上第一单事件计数信息，确定第一死时间校正因子。在一些实施例中，步骤230可以由确定模块730执行。
死时间校正因子可以用于对成像设备的探测器所采集到的辐射事件(真事件或单事件)进行修正。例如，可以根据死时间校正因子对死时间造成的信号损失进行估计和恢复。在一些实施例中，第一死时间校正因子可以指基于两个或以上第一单事件计数信息确定的死时间校正因子。
在一些实施例中，可以确定两个或以上第一单事件计数信息的第一关系值，获取校正关系模型，其中校正关系模型可以包括两个或以上单事件计数信息的关系值与第一死时间校正因子均值之间的关系，根据第一关系值和校正关系模型，确定第一死时间校正因子均值，根据第一死时间校正因子均值，确定第一死时间校正因子。关于确定第一死时间校正因子的更多描述可以参见图3及其描述，在此不再赘述。
步骤240，基于第一死时间校正因子，对原始扫描数据进行死时间校正。在一些实施例中，步骤240可以由校正模块740执行。
在一些实施例中，可以基于第一死时间校正因子对原始扫描数据进行死时间校正，得到校正后的扫描数据。例如，可以根据第一死时间校正因子对原始扫描数据中因死时间造成的信号损失进行估计和恢复。在一些实施例中，校正的操作可以包括但不限于随机校正、散射校正、衰减校正等其中一种或几种的组合。
可以理解的，仅通过一次校正可能无法得到最优的或符合预设标准的校正结果。因此，基于第一死时间校正因子对原始扫描数据进行死时间校正还包括基于第一死时间校正因子对原始扫描数据进行死时间迭代校正，以使校正后的扫描数据达到预设标准，提高重建出的PET图像的质量和精度。
在一些实施例中，可以根据校正后的扫描数据进行符合判定，确定符合事件。可以根据符合事件进行图像重建，得到目标对象的PET图像。
应当注意的是，上述有关流程200的描述仅仅是为了示例和说明，而不限定本申请的适用范围。对于本领域技术人员来说，在本申请的指导下可以对流程200进行各种修正和改变。然而，这些修正和改变仍在本申请的范围之内。
图3是根据本申请一些实施例所示的确定第一死时间校正因子的示例性流程图。在一些实施例中，流程300可以通过处理逻辑来执行，该处理逻辑可以包括硬件(例如，电路、专用逻辑、可编程逻辑、微代码等)、软件(运行在处理设备上以执行硬件模拟的指令)等或其任意组合。图3所示的用于确定第一死时间校正因子的流程300中的一个或多个操作可以通过图1所示的处理设备140实现。例如，流程300可以以指令的形式存储在存储设备150中，并由处理设备140执行调用和/或执行。在一些实施例中，流程300可以由处理设备700(或确定模块730)执行。如图3所示，流程300可以包括以下操作。
步骤310，确定两个或以上第一单事件计数信息的第一关系值。步骤310可以由第一关系值确定单元732执行。
在一些实施例中，第一关系值可以是指两个或以上第一单事件计数信息之间的运算值，反映了两个或以上第一单事件计数信息之间的对比关系。在一些实施例中，第一关系值可以为两个或以上第一单事件计数信息之间的比值。仅作为实例，对应第一能窗和第二能窗的两个第一单事件计数信息分别为A和B，则可以确定第一单事件计数信息A和B之间的比值f，例如，f＝A/B或f＝B/A。
在一些实施例中，第一关系值还可以为两个或以上第一单事件计数信息经过加、减、乘、除所得到的运算值。例如，对于某一时刻t，分别对应第一能窗和第二能窗的两个第一单事件计数信息为A和B，则第一关系值可以为A+B、A-B、B-A、(A-B)/B、(B-A)/B、或A*B等。
步骤320，获取校正关系模型，校正关系模型包括两个或以上单事件计数信息的第一关系值与第一死时间校正因子均值之间的关系。步骤320可以由模型获取单元734执行。
在一些实施例中，校正关系模型可以以函数、表格或者曲线等形式表示。
在一些实施例中，校正关系模型可以通过如下方法获取：对于形状或尺寸不同的两个或以上实验对象中的每一个，获取实验对象的两个或以上能窗(与步骤220中的两个或以上能窗相同)下的两个或以上第二单事件计数信息，确定两个或以上第二单事件计数信息的第二关系值；获取实验对象对应的第二死时间校正因子均值，根据每个实验对象对应的所述第二关系值和第二死时间校正因子均值，确定校正关系模型。
在一些实施例中，校正模型可以提前获得，并存储在系统100的存储设备中(例如，存储设备150，处理设备140的存储器820等)。执行步骤320时，处理设备140可以从存储设备中获取校正模型。关于获取校正模型的更多描述可以参见图5及其描述，在此不再赘述。
步骤330，根据第一关系值和校正关系模型，确定第一死时间校正因子均值。步骤330可以由均值确定单元736执行。
在一些实施例中，校正关系模型可以反映第一关系值以及第一死时间校正因子均值之间的关系，可以根据第一关系值，通过校正关系模型确定第一死时间校正因子均值。
步骤340，根据第一死时间校正因子均值，确定第一死时间校正因子。步骤340可以由第一死时间校正因子确定单元738执行。
在一些实施例中，第一死时间校正因子可以包括两个或以上第一校正参数，其中，每个第一校正参数可以对应成像设备的探测器组件的一个探测单元，即第一死时间校正因子包括每个探测单元对应的第一校正参数。
在一些实施例中，可以通过如下方法确定第一校正参数：获取实验对象对应的第二死时间校正因子，第二死时间校正因子可以包括两个或以上第二校正参数，每个第二校正参数对应PET成像设备的一个探测单元，实验对象可以用于获取校正关系模型；确定两个或以上第二校正参数的均值，作为第二死时间校正因子均值；根据第一死时间校正因子均值，第二死时间校正因子均值和所述两个或以上第二校正参数，确定所述两个或以上第一校正参数。
在一些实施例中，根据第一死时间校正因子均值和第二死时间校正因子均值，确定校正系数；根据两个或以上第二校正参数和校正系数，确定两个或以上第一校正参数。在一些实施例中，校正系数可以包括第一死时间校正因子均值和第二死时间校正因子的比值，例如，第一死时间校正因子均值为E，第二死时间校正因子的比值为F，则校正系数为E/F。在一些实施例中，第一校正参数可以通过第二校正参数和校正系数相乘得到，例如，对于同一个探测单元，实验对象对应的第二校正参数为G，校正系数为H，则目标对象对应的第一校正参数I＝G*H。
应当注意的是，上述有关流程300的描述仅仅是为了示例和说明，而不限定本申请的适用范围。对于本领域技术人员来说，在本申请的指导下可以对流程300进行各种修正和改变。然而，这些修正和改变仍在本申请的范围之内。
图4是根据本申请一些实施例所示的死时间校正的示例性流程图。如图4所示，在实际扫描中的死时间校正环节中，可以先获取原始扫描数据(如现场扫描目标对象或调取存储在存储设备150和/或终端130中的原始扫描数据)，然后根据原始扫描数据中两个或以上能窗下的两个或以上第一单事件计数信息，获取两个或以上第一单事件计数信息的第一关系值(如两个或以上第一单事件计数信息之间的比值)，获取校正模型，根据第一关系值计算出死时间因子查找表均值，将死时间因子查找表均值作用于用于获取校正模型的实验对象对应的死时间因子查找表，以获取最终的死时间校正因子，然后根据最终的死时间校正因子对原始扫描数据进行死时间校正，获得校正后的扫描数据，校正后的扫描数据可以转换为弦图或List-Mode数据，进行图像重建。
图5是根据本申请一些实施例所示的获取校正模型的示例性流程图。在一些实施例中，流程500可以通过处理逻辑来执行，该处理逻辑可以包括硬件(例如，电路、专用逻辑、可编程逻辑、微代码等)、软件(运行在处理设备上以执行硬件模拟的指令)等或其任意组合。图5所示的用于获取校正模型的流程500中的一个或多个操作可以通过图1所示的处理设备140实现。例如，流程500可以以指令的形式存储在存储设备150中，并由处理设备140执行调用和/或执行。在一些实施例中，流程500可以由处理设备700(或确定模块730)执行。如图5所示，流程500可以包括以下操作。
步骤510，对于两个或以上实验对象中的每一个，获取实验对象的两个或以上能窗下的两个或以上第二单事件计数信息。步骤510可以由模型获取单元734执行。
在一些实施例中，可以将实验对象放在用于扫描目标对象的扫描设备110中进行衰变实验，获得第二单事件计数信息，也可以将实验对象放在与扫描设备110同类型的设备中进行衰变实验，获得第二单事件计数信息。在一些实施例中，如果实验对象以前在扫描设备110或与扫描设备110同类型的设备中做过衰变实验，可以从存储设备(例如，系统100的存储设备或者外部设备)中获取该实验对象的实验数据，根据实验数据获取第二单事件计数信息。
在一些实施例中，实验对象可以包括生物比如患者、动物等，也可以包括人造物体，比如模体等。所述两个或以上实验对象的形状、类型、尺寸中的至少一个可以不同。
在一些实施例中，所述模体可以包括均匀模体，其形状可以是多样的，例如，圆柱体、立方体、球体、椭球体等形状。所述模体的长度可以是小于所述成像设备的轴向长度。轴向可以指将患者推进或推离扫描区域113的方向。在一些实施例中，所述成像设备的轴向长度指的是所述成像设备的轴向视野(field of view,FOV)的大小。例如，当成像设备的轴向长度为2m时，均匀模体的长度可以设置为0.3m、0.6m、1m等小于轴向长度2m的尺寸。这种比成像设备的轴向长度更小的均匀模体其加工、存储、运输、灌注、摆放等方面更加便捷，灌注至所述均匀模体的放射源可以均匀地分布在模体中，并且能更加准确地将模体置于所述成像设备的视野(轴向视野或径向视野)的中心，以便提高校准的准确性。
在一些实施例中，第二单事件计数信息可以包括两个或以上能窗下的与实验对象相关的单事件计数或单事件计数率。第二单事件计数率可以指在两个或以上能窗下的与实验对象相关的单事件计数率。例如，第二单事件计数率可以指某一时刻或某一时间段接收到的与实验对象相关的单事件中，在两个或以上能窗下的单事件计数。又例如，第二单事件计数率可以指在两个或以上能窗下的与实验对象相关的单事件中，单位时间内的单事件计数。
步骤520，确定两个或以上第二单事件计数信息的第二关系值。步骤520可以由模型获取单元734执行。
在一些实施例中，第二关系值可以是指两个或以上第二单事件计数信息之间的运算值，反映了两个或以上第二单事件计数信息之间的对比关系。在一些实施例中，第二关系值可以为两个或以上第二单事件计数信息之间的比值。仅作为实例，对应第一能窗和第二能窗的两个第二单事件计数信息分别为C和D，则可以确定第二单事件计数信息C和D之间的比值f，例如，f＝C/D或f＝D/C。
在一些实施例中，第二关系值还可以为两个或以上第二单事件计数信息经过加、减、乘、除所得到的运算值。例如，对于某一时刻t，分别对应第一能窗和第二能窗的两个第二单事件计数信息为C和D，则第一关系值可以为C+D、C-D、D-C、(C-D)/D、(D-C)/D、或C*D等。
步骤530，获取所述实验对象对应的第二死时间校正因子均值。步骤530可以由模型获取单元734执行。
在一些实施例中，对于每个实验对象，可以获取实验对象对应的第二死时间校正因子。第二死时间校正因子可以包括两个或以上第二校正参数，每个第二校正参数对应成像设备的探测器组件的一个探测单元。第二死时间校正因子均值是指第二死时间校正因子中全部或部分第二校正参数的平均值。
在一些实施例中，可以根据探测单元单事件计数率随放射源活度变化模型，通过一次放射性模体衰变实验，获取第二死时间校正因子。例如，可以根据瘫痪模型(比如成像设备在处理当前事件时不能接受下一事件)或非瘫痪模型(比如成像设备在处理当前事件时可以接受下一事件)获取实验对象对应的第二死时间校正因子。
例如，对于一个探测单元，假定其所接收的单事件计数率服从瘫痪模型：m＝ne-λτ或非瘫痪模型：m＝n+nb-m(n+nb)τ，其中，m表示探测单元测量到的单事件计数率，n表示入射到探测单元的单事件计数率，τ表示探测单元对应的第二校正参数，nb表示本底计数率，λ表示衰变常数。
在一次衰变实验中，在不同的时间点ti采集多组数据，每组数据探测单元测量到的单事件计数率记为mi。又由于探测单元测量到的单事件计数率与放射源活度成正比，因此可以符合指数衰减变化，例如，
Figure BDA0003712336820000111
(n0表示初始单事件计数率)，将其带入上述非瘫痪模型，则非瘫痪模型可以化为：
Figure BDA0003712336820000112
对于mi大于10倍nb的采样点，可以忽略本底计数率的影响，则公式(1)可以化为：
Figure BDA0003712336820000113
公式(2)中，将mi作为自变量，将
Figure BDA0003712336820000114
作为因变量进行变换后，可得到一个标准的线性方程，线性拟合后可以得到斜率-n0τ和截距n0，即可求出第二校正参数τ。
如图10所示，横坐标为mi，纵坐标为
Figure BDA0003712336820000115
将mi和ti代入图10所示的坐标系形成采样点，如图10所示，对于mi大于10倍nb的采样点进行线性拟合，得到拟合结果L，根据拟合结果L可以得到斜率-n0τ和截距n0，进而得到探测单元对应的第二校正参数τ。
瘫痪模型的推导过程类似，例如，将
Figure BDA0003712336820000116
代入瘫痪模型，忽略本底计数率后转换成线性方程组形式变为：
λτ+ln(m)＝-n0τe-λτ+ln(n0). (3)
在一些实施例中，第二死时间校正因子可以以第二死时间校正因子查找表的形式表示。例如，第二死时间校正因子查找表中可以包括实验对象的类型(例如，均匀模体)，实验对象的形状，探测器组件的每个探测单元的位置(和/或编号)，以及每个探测单元对应的第二校正参数。
在一些实施例中，可以对每个探测单元利用上述方法确定第二校正参数，进而确定第二死时间校正因子。
可以理解的是，还可以根据其它方法确定实验对象的第二死时间校正因子，本申请对第二死时间校正因子的确定方法不作限制。
在一些实施例中，本底计数率可以指的是在同一环境下，除实验对象的放射性外，由其它因素引起的单事件计数率。在本申请中，本底计数率可以指的是没有放入实验对象时，探测单元的单事件计数率。本底计数率与探测单元的类型有关，而由于PET成像设备的探测单元的类型是已知的，则所述本底计数率也是已知的。例如，由于活度较低时探测单元的死时间效应比较微弱，因此可以利用活度最低的10次测量结果进行线性拟合获得本底计数率nb。在一些实施例中，本底计数率可以在确定第二死时间校正因子之前提前确定，然后将本底计数率存储在存储设备中，例如，处理设备700的自带存储器或外接存储器。在一些实施例中，可以在确定第二死时间校正因子的过程中确定本底计数率。
如图11所示，坐标系中，横坐标表示放射源活度，纵坐标表示探测单元测量到的单事件计数率，其中探测单元测量到的单事件计数率与放射源活度成正比，以活度最低的10次测量结果(例如，图11中方框730中的采样点)为例，在进行线性拟合时可以获得本底计数率nb。
在一些实施例中，可以将实验对象放在用于扫描目标对象的扫描设备110或与扫描设备110同类型的设备中进行衰变实验，获得第二死时间校正因子。在一些实施例中，如果实验对象以前在扫描设备110或与扫描设备110同类型的设备中做过衰变实验，可以从存储设备(例如，系统100的存储设备或者外部设备)中获取该实验对象的实验数据，根据实验数据获取第二死时间校正因子，从而根据第二死时间校正因子均值。在一些实施例中，获取实验对象的第二单事件计数信息和确定第二死时间校正因子可以基于实验对象的同一个衰变实验。
步骤540，根据每个所述实验对象对应的所述第二关系值和所述第二死时间校正因子均值，确定所述校正关系模型。步骤540可以由模型获取单元734执行。
在一些实施例中，可以对所述两个或以上实验对象对应的第二关系值和第二死时间校正因子均值进行拟合以获取校正模型。其中，所采用的拟合方法可以包括插值法、最小二乘法、二次多项式拟合、三次多项式拟合、半对数拟合回归、Log-Log拟合回归、Logit-log拟合回归、四参数拟合等，或其他适合的拟合方法。对于拟合的具体方法本申请不做限定。校正模型可以表示第一死时间校正因子均值与第一关系值之间的对应关系。
应当注意的是，上述有关流程500的描述仅仅是为了示例和说明，而不限定本申请的适用范围。对于本领域技术人员来说，在本申请的指导下可以对流程500进行各种修正和改变。然而，这些修正和改变仍在本申请的范围之内。
图6是根据本申请一些实施例所示的获取校正模型的另一示例性流程图。对于一个模体(如模体1)，获取模体1对应的第二死时间校正因子均值，计算模体1对应的两个或以上第二单事件计数信息的第二关系值，判断是否存在其它模体，若存在其它模体(如模体2)，则获取模体2对应的第二死时间校正因子均值，计算模体2对应的两个或以上第二单事件计数信息的第二关系值，并再次判断是否存在新模体，直至不存在其它模体，通过对获取的不同模体对应的第二死时间校正因子均值和第二关系值进行拟合以获取校正模型，从而将不同模体或不同放射源分布情况下的基于单事件计数率的校正模型统一。其中，所采用的拟合方法可以包括插值法、最小二乘法、二次多项式拟合、三次多项式拟合、半对数拟合回归、Log-Log拟合回归、Logit-log拟合回归、四参数拟合等，或其他适合的拟合方法。对于拟合的具体方法本申请不做限定。
图7是根据本申请一些实施例所示的一种用于探测器的死时间校正的处理设备700的模块图。如图7所示，处理设备700可以包括获取模块710、计数模块720、确定模块730，以及校正模块740。
在一些实施例中，获取模块710可以用于获取目标对象的原始扫描数据，所述原始扫描数据由成像设备的探测器接收辐射光子获得。
在一些实施例中，计数模块720可以用于根据所述原始扫描数据，获取与所述目标对象相关的两个或以上能窗下的两个或以上第一单事件计数信息。在一些实施例中，所述两个或以上能窗包括第一能窗和第二能窗，其中，所述第二能窗的能量范围大于所述第一能窗的能量范围。在一些实施例中，所述第二能窗的能量范围用于根据所述原始扫描数据选择确定入射信息的第一类单事件，所述第一能窗反映与注射进所述目标对象的放射物质相关的特征能峰所在的能量范围。在一些实施例中，所述第一能窗的能量范围用于在所述第一类单事件中选择第二类单事件进行符合判定。在一些实施例中，所述第一能窗的能量范围为430keV-650keV，所述第二能窗的能量大于200keV。
在一些实施例中，确定模块730可以用于基于所述两个或以上第一单事件计数信息，确定第一死时间校正因子。在一些实施例中，所述第一死时间校正因子包括两个或以上第一校正参数，每个所述第一校正参数对应所述成像设备的探测器的一个探测单元。
在一些实施例中，所述确定模块730还包括第一关系值确定单元732、模型获取单元734、第一均值确定单元736和第一死时间校正因单元738。
在一些实施例中，第一关系值确定单元732可以用于确定所述两个或以上第一单事件计数信息的第一关系值。在一些实施例中，所述第一关系值为所述两个或以上第一单事件计数信息之间的比值。
在一些实施例中，模型获取单元734可以用于获取校正关系模型，所述校正关系模型包括所述两个或以上单事件计数信息的第一关系值与第一死时间校正因子均值之间的关系。
在一些实施例中，第一均值确定单元736可以用于根据所述第一关系值和所述校正关系模型，确定第一死时间校正因子均值。
在一些实施例中，第一死时间校正因单元738可以用于根据所述第一死时间校正因子均值，确定所述第一死时间校正因子。
在一些实施例中，所述确定模块730还可以包括第二死时间校正因单元，用于获取实验对象对应的第二死时间校正因子，所述第二死时间校正因子包括两个或以上第二校正参数，每个所述第二校正参数对应所述成像设备的一个所述探测单元，所述实验对象用于获取所述校正关系模型；第二均值确定单元，用于确定所述两个或以上第二校正参数的均值，作为第二死时间校正因子均值；校正系数确定单元，用于根据所述第一死时间校正因子均值和所述第二死时间校正因子均值，确定校正系数；第一校正参数确定单元，用于根据所述两个或以上第二校正参数和所述校正系数，确定所述两个或以上第一校正参数。
在一些实施例中，所述确定模块730还可以用于对于两个或以上实验对象中的每一个，获取所述实验对象的所述两个或以上能窗下的两个或以上第二单事件计数信息；确定所述两个或以上第二单事件计数信息的第二关系值；获取所述实验对象对应的第二死时间校正因子均值；根据每个所述实验对象对应的所述第二关系值和所述第二死时间校正因子均值，确定所述校正关系模型。
在一些实施例中，校正模块740可以用于基于所述第一死时间校正因子，对所述原始扫描数据进行死时间校正。
关于用于探测器的死时间校正的处理设备700的各模块的具体描述，可以参考本说明书流程图部分，例如，图1至图6的相关说明。
应当理解，图7所示的系统及其模块可以利用各种方式来实现。例如，在一些实施例中，系统及其模块可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。其中，硬件部分可以利用专用逻辑来实现；软件部分则可以存储在存储器中，由适当的指令执行系统，例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域技术人员可以理解上述的方法和系统可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现，例如在诸如磁盘、CD或DVD-ROM的载体介质、诸如只读存储器(固件)的可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。本说明书的系统及其模块不仅可以有诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体、或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现，也可以用例如由各种类型的处理器所执行的软件实现，还可以由上述硬件电路和软件的结合(例如，固件)来实现。
需要注意的是，以上对于序列标注系统及其模块的描述，仅为描述方便，并不能把本说明书限制在所举实施例范围之内。可以理解，对于本领域的技术人员来说，在了解该系统的原理后，可能在不背离这一原理的情况下，对各个模块进行任意组合，或者构成子系统与其他模块连接。例如，获取模块710和计数模块720可以是一个模块，用于实现数据获取的功能。再例如，确定模块730和校正模块740可以是一个模块同时具有上述两个模块的功能。例如，各个模块可以共用一个存储模块，各个模块也可以分别具有各自的存储模块。诸如此类的变形，均在本说明书的保护范围之内。
图8是根据本申请的一些实施例所示的可以实现处理设备140的计算设备的示例性硬件和/或软件组件的示意图。如图8所示，计算设备800可以包括处理器810、存储器820、输入/输出(I/O)830和通信端口840。
处理器810可以执行计算机指令(程序代码)并根据本文描述的技术执行处理设备140的功能。计算机指令可以包括执行本文描述的特定功能的例程、程序、对象、组件、信号、数据结构、过程、模块和功能。例如，处理器810可以从存储设备150和/或终端130获取原始扫描数据。在一些实施例中，处理器810可以包括微控制器、微处理器、精简指令集计算机(RISC)、专用集成电路(ASIC)、应用特定指令集处理器(ASIP)、中央处理器(CPU)、图形处理器(GPU)、物理运算处理器(PPU)、微控制器单元、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、高级RISC机(ARM)、可编程逻辑器件以及能够执行一个或以上功能的任何电路和处理器等，或其任意组合。
仅用于说明目的，在计算设备800中仅描述了一个处理器。然而，应该注意的是，本申请中的计算设备800还可以包括多个处理器，因此本申请中描述的由一个处理器执行的方法的操作也可以由多个处理器联合或单独执行。例如，如果在计算设备800的本申请处理器中执行操作A和B两者，则应该理解，操作A和步骤B也可以由计算设备800中的两个不同处理器联合或单独执行(例如，第一处理器执行操作A，第二处理器执行操作B，或者第一和第二处理器共同执行操作A和B)。
仅作为示例，处理器810可以接收遵循用于目标对象的PET扫描协议的指令。例如，处理器810可以提供某些控制信号以控制探测单元112的通断。
在一些实施例中，处理器810可以获取目标对象在成像设备的扫描区域中的原始扫描数据。
在一些实施例中，处理器810还可以从一个或以上探测模组获取数据。例如，处理器900可以获取各个探测模组所接受的辐射事件。具体地，各个探测模组接收到辐射事件会响应于辐射事件产生电信号。处理器900可以采集各个探测模组的电信号。在一些实施例中，各个探测器可以对所接收到的辐射事件进行计数，如第二计数率。
在一些实施例中，处理器810还可以基于所获取到的扫描数据，确定PET成像设备的死时间等相关参数。所述PET成像设备的死时间相关校正参数包括成像设备的死时间校正因子、死时间。
存储器820可以存储从扫描设备110、终端130、存储设备150或探测器的死时间校正系统100的任何其他组件获取的数据/信息。在一些实施例中，存储器820可包括质量存储设备、可移除存储设备、易失性读写内存、只读内存(ROM)等，或其任何组合。例如，质量存储设备可以包括磁盘、光盘、固态驱动器等。可移动存储设备可以包括闪存驱动器、软盘、光盘、内存卡、zip盘、磁带等。易失性读写内存可以包括随机存取内存(RAM)。示例性的RAM可包括一动态RAM(DRAM)、双倍速率同步动态RAM(DDR SDRAM)、静态RAM(SRAM)、闸流体RAM(T-RAM)和零电容RAM(Z-RAM)等。示例性的ROM可包括一屏蔽ROM(MROM)、可程序ROM(PROM)、可清除可程序ROM(PEROM)、电子可抹除可程序ROM(EEPROM)、光盘ROM或数字通用磁盘ROM等。在一些实施例中，存储器820可以储存一个或以上程序和/或指令以执行本申请中描述的示例性方法。例如，存储器820可以存储用于处理设备140的程序，用于确定处理器基于所获取到的扫描数据确定设备的死时间相关参数。又例如，存储器820可以存储控制移动平台114的相关程序。
I/O 830可以输入或输出信号、数据或信息。在一些实施例中，I/O 830可以使用户能够与处理设备810进行交互。在一些实施例中，I/O 830可以包括输入设备和输出设备。示例性输入设备可包括键盘、鼠标、触摸屏、麦克风、轨迹球等，或其组合。示例性输出设备可以包括显示设备、扬声器、打印机、投影仪等，或其任意组合。示例性显示设备可以包括液晶显示器(LCD)、基于发光二极管(LED)的显示器、平板显示器、曲面显示器、电视设备、阴极射线管(CRT)等，或其任意组合。
仅作为示例，用户(例如，操作者)可以输入与通过I/O 830进行图像/扫描的物体(例如，患者)相关的数据。与物体相关的数据可以包括标识信息(例如，姓名、年龄、性别、病史、合同信息、身体检查结果等)和/或包括必须执行的PET扫描的性质的测试信息。用户还可以输入扫描设备110的操作所需的参数，例如图像对比度和/或比率、感兴趣区域(ROI)、切片厚度、影像类型或其任何组合。I/O还可以显示基于采样数据生成的PET图像。
通信端口840可以连接到网络(例如，网络120)以促进数据通信。通信端口840可以在处理设备140与扫描设备110、终端130或存储设备150之间建立连接。连接可以是有线连接、无线连接或两者的组合，其使得能够进行数据发送和接收。有线连接可包括电缆、光缆、电话线等，或其任何组合。无线连接可以包括蓝牙、Wi-Fi、WiMax、WLAN、ZigBee、移动网络(例如，3G、4G、5G等)等，或其组合。在一些实施例中，通信端口840可以是标准化通信端口，例如RS232、RS485等。在一些实施例中，通信端口840可以是专门设计的通信端口。例如，通信端口840可以根据医学数字成像和通信(DICOM)协议来设计。
上述关于死时间校正的内容是以PET系统为例进行描述的。可以理解的是，本申请提出的死时间校正方法也可以适用于单光子发射计算机断层(Single-Photon EmissionComputed Tomography，SPECT)成像系统。例如，图1中的系统100可以是SPECT成像系统。扫描设备110可以是SPECT扫描设备110，包括SPECT设备、SPECT-CT设备等。
对于SPECT，首先病人需要摄入放射性同位素药物，在药物到达所需要成像的断层位置后，由于放射性衰变，将从断层处发出γ光子，探测器组件的探测单元探测沿一条投影线进来的γ光子，通过闪烁体将探测到的高能γ射线转化为闪烁光，通过光电传感器将光信号转化为电信号，然后电信号被转换为数字信号，根据数字信号重建出图像。其中，将探测器接收到一个光子称为一个单事件。不同种类的放射源可以发出带有不同能量的γ光子。
由于PET系统和SPECT系统都使用了ECT探测器，因此，SPECT系统的死时间校正方法与PET系统类似，可以根据图2-图6的描述获取校正模型并且对SPECT系统进行死时间校正。
作为示例，对于SPECT系统，用于获取校正模型的实验对象的形状、类型、尺寸、放射源中的至少一个可以不同。在一些实施例中，一个校正模型可以对应同一种放射源或者不同种类的放射源。
作为示例，两个或以上能窗可以包括第一能窗和第二能窗，其中，第二能窗的能量范围可以大于第一能窗的能量范围。在一些实施例中，第一能窗的能量范围可以被包括在第二能窗的能量范围内。在一些实施例中，第二能窗的能量范围可以用于在所述原始扫描数据包括的单事件中选择确定入射信息的第一类单事件。入射信息可以包括但不限于单事件的入射位置、能量沉积、入射时间等中的至少一个。例如，第二能窗的能量范围可以用于在所述原始扫描数据包括的单事件中选择确定能量沉积的第一类单事件。在一些实施例中，第一能窗可以反映与注射进目标对象体内的放射物质相关的特征能峰所在的能量范围。特征能峰可以反映探测器组件112接收的数量大于一定阈值的单事件对应的能量值。例如，如果放射物质为99mTc，特征能峰对应140keV。第一能窗的能量范围可以为140keV±20％。又例如，如果放射物质为133Ba，特征能峰为302keV和356keV。第一能窗的能量范围可以包括这两个特征能峰，或者，可以确定两个能窗分别表示这两个能峰。
在一些实施例中，当选择两个以上能窗时，例如，如果放射物质为133Ba，可以选择两个第一能窗分别表示对应的两个特征能峰，选择一个第二能窗将所述两个第一能窗包括在内。所述两个第一能窗对应的单事件计数率为C1A和C2A，所述第二能窗对应的单事件计数率为C2，确定C1A和C2A分别与C2的比值，r1＝C1A/C2，r2＝C2A/C2，将r1和r2的算数平均值或者加权平均值作为第一关系值。
根据某一特定能窗下的单事件计数率随放射源活度变化的模型，来确定的死时间校正因子，不能完全涵盖造成系统电子学死时间的所有环节(例如，单一能窗内的单事件计数率与总事件数的比例会随扫描物体大小或者放射源强度分布而变化)。这导致了用标准模体衰变实验标定的系统死时间因子，在对其他模体或者人体数据进行图像重建时，定量产生偏差。另外，由于电子学电路的基线恢复问题，对于同一个扫描物体在不同的活度下，探测器输出信号的能量峰值在不断漂移。另一方面，探测器本身由于闪烁体和光电转换器件间的光导材料(如硅油)的耦合问题，也会造成探测器输出信号的能量峰值在不断漂移。这造成了对于同一模体，在不同的扫描时间，或者不同的扫描剂量条件下，都会有不同的死时间校正因子。
不同扫描物体的形状、放射源分布、不同的扫描时间、不同的扫描剂量会导致单一能窗内的单事件计数与总事件数的比例不同，导致仅使用单一能窗范围内的单事件计数信息去校正系统的死时间效应时，无法解决所有类型的扫描物体，或者系统状态漂移(能峰漂移)带来的探测效率变化导致的模型失配问题。
本申请中，采用了基于两个或以上能窗下单事件计数信息的死时间校正方法。首先，对多种模体进行死时间因子查找表计算，得到不同的查找表；并且计算各个模体的实验下两个或以上能窗内单事件计数信息的比值。然后，拟合不同查找表均值与单事件计数信息比值之间的关系。在实际扫描中的死时间校正的环节，先根据采集数据中两个或以上能窗内单事件计数信息的比值，计算出死时间因子查找表均值，将死时间因子查找表均值作用于查找表获取最终的死时间校正因子。
某一能窗下单事件计数率与实际探测器处理的事件数之间的比例，随着不同扫描物体的形状、放射源分布、不同的扫描时间、不同的扫描剂量而变化，其原因是不同扫描物体散射事件比例、信号堆积(pile-up)效应以及电路复用(multiplexing)效应不同。因此，某一能窗下单事件计数率与实际探测器处理的事件数之间的比例可以反映不同情况的特征。上述方法通过两个或以上能窗内单事件计数信息的比值，模拟某一能窗下单事件计数率与实际探测器处理的事件数之间的比例，以反映不同情况(例如，不同扫描物体的形状、放射源分布、不同的扫描时间、不同的扫描剂量)的特征，使得系统可以通过比值识别不同的情况，从而确定对应的死时间校正因子。例如，可以用上述第二能窗(例如，第二能窗的能量范围用于选择确定入射信息(例如，能量沉积)的单事件)近似探测器组件实际处理的所有事件数，虽然第二能窗的能量范围内的单事件计数不是所有进入探测器电子学的事件计数，但是已经包含了那些需要消耗探测器较多计算资源的事件。作为示例，对于不同模体(如均匀模体和美国国家电器制造协会标准噪声等效计数率(NEC)模体)进行多次测量，测量结果显示NEC模体的第二能窗下的单事件计数率与第一能窗下的单事件计数率间的比值大于均匀水模的第二能窗下的单事件计数率与第一能窗下的单事件计数率间的比值，且NEC模体在不同的放射源活度下保持稳定。两种不同能窗下单事件计数率的分布情况如图12所示，其中，NEC#1NEC#2NEC#3表示对NEC模体的三次测量，Unif#1Unif#2表示对均匀水模的两次测量，两种不同能窗下单事件计数率的比值随第二能窗下计数率变化情况如图13所示。从图12和图13中可以看出，第一能窗单事件计数率与第二能窗单事件计数率之间的比例可以区别不同的扫描对象。
本申请实施例可能带来的有益效果包括但不限于：(1)本申请通过引入多个能窗下的单事件计数率，可以使得系统对不同的扫描物体都能获得较为准确的死时间校正效果；(2)多个能窗下的单事件计数率的比值可以模拟/近似体现扫描物体的形状和放射源分布的特征，从而提高校准的准确性；(3)通过校正关系模型，可以自动地获取死时间校正因子，提高了校正的效率。需要说明的是，不同实施例可能产生的有益效果不同，在不同的实施例里，可能产生的有益效果可以是以上任意一种或几种的组合，也可以是其他任何可能获得的有益效果。
上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述详细披露仅仅作为示例，而并不构成对本申请的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。
同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一个替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
此外，除非权利要求中明确说明，本申请所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本申请流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本申请实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，虽然以上所描述的系统组件可以通过硬件设备实现，但是也可以只通过软件的解决方案得以实现，如在现有的服务器或移动设备上安装所描述的系统。
同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本申请一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。
针对本申请引用的每个专利、专利申请、专利申请公开物和其他材料，如文章、书籍、说明书、出版物、文档等，特此将其全部内容并入本申请作为参考。与本申请内容不一致或产生冲突的申请历史文件除外，对本申请权利要求最广范围有限制的文件(当前或之后附加于本申请中的)也除外。需要说明的是，如果本申请附属材料中的描述、定义、和/或术语的使用与本申请所述内容有不一致或冲突的地方，以本申请的描述、定义和/或术语的使用为准。
最后，应当理解的是，本申请中所述实施例仅用以说明本申请实施例的原则。其他的变形也可能属于本申请的范围。因此，作为示例而非限制，本申请实施例的替代配置可视为与本申请的教导一致。相应地，本申请的实施例不仅限于本申请明确介绍和描述的实施例。

Claims (10)

1.一种探测器的死时间校正方法，其中，所述方法包括：
获取目标对象的原始扫描数据，所述原始扫描数据由成像设备的探测器接收辐射光子获得；
根据所述原始扫描数据，获取与所述目标对象相关的两个能窗下的两个第一单事件计数信息或者两个以上能窗下的两个以上第一单事件计数信息；
基于所述两个或以上第一单事件计数信息，确定第一死时间校正因子；
基于所述第一死时间校正因子，对所述原始扫描数据进行死时间校正。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述两个或以上能窗包括第一能窗和第二能窗，其中，所述第二能窗的能量范围大于所述第一能窗的能量范围。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二能窗的能量范围用于根据所述原始扫描数据选择确定入射信息的第一类单事件，所述第一能窗反映与注射进所述目标对象的放射物质相关的特征能峰所在的能量范围。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一能窗的能量范围用于在所述第一类单事件中选择第二类单事件进行符合判定。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一能窗的能量范围为430keV-650keV，所述第二能窗的能量大于200keV。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述两个或以上第一单事件计数信息，确定第一死时间校正因子包括：
确定所述两个或以上第一单事件计数信息的第一关系值；
获取校正关系模型，所述校正关系模型包括所述两个或以上单事件计数信息的第一关系值与第一死时间校正因子均值之间的关系；
根据所述第一关系值和所述校正关系模型，确定第一死时间校正因子均值；
根据所述第一死时间校正因子均值，确定所述第一死时间校正因子。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一死时间校正因子包括两个或以上第一校正参数，每个所述第一校正参数对应所述成像设备的探测器的一个探测单元；
所述方法还包括：
获取实验对象对应的第二死时间校正因子，所述第二死时间校正因子包括两个或以上第二校正参数，每个所述第二校正参数对应所述成像设备的一个所述探测单元，所述实验对象用于获取所述校正关系模型；
确定所述两个或以上第二校正参数的均值，作为第二死时间校正因子均值；根据第一死时间校正因子均值，第二死时间校正因子均值和所述两个或以上第二校正参数，确定所述两个或以上第一校正参数。
8.一种探测器的死时间校正系统，其中，所述系统包括：
获取模块，用于获取目标对象的原始扫描数据，所述原始扫描数据由成像设备的探测器接收辐射光子获得；
计数模块，用于根据所述原始扫描数据，获取与所述目标对象相关的两个能窗下的两个第一单事件计数信息或者两个以上能窗下的两个以上第一单事件计数信息；
确定模块，用于基于所述两个或以上第一单事件计数信息，确定第一死时间校正因子；
校正模块，用于基于所述第一死时间校正因子，对所述原始扫描数据进行死时间校正。
9.一种探测器的死时间校正装置，其特征在于，所述装置包括：
至少一个存储介质，存储计算机指令；
至少一个处理器，执行所述计算机指令，以实现如权利要求1～7任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储计算机指令，当计算机读取所述计算机指令时，所述计算机执行权利要求1～7任一项所述的方法。
CN202210723040.3A 2022-06-24 2022-06-24 探测器的死时间校正方法、系统、装置及存储介质 Pending CN115153606A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210723040.3A CN115153606A (zh) 2022-06-24 2022-06-24 探测器的死时间校正方法、系统、装置及存储介质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210723040.3A CN115153606A (zh) 2022-06-24 2022-06-24 探测器的死时间校正方法、系统、装置及存储介质

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115153606A true CN115153606A (zh) 2022-10-11

Family

ID=83486835

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210723040.3A Pending CN115153606A (zh) 2022-06-24 2022-06-24 探测器的死时间校正方法、系统、装置及存储介质

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115153606A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Conti Focus on time-of-flight PET: the benefits of improved time resolution
CN107110983B (zh) 基于像素的死时间校正
US9747701B2 (en) Systems and methods for emission tomography quantitation
Rothfuss et al. LSO background radiation as a transmission source using time of flight
US9958559B1 (en) Method and apparatus for automatic detection and correction of patient bed shift using intrinsic scintillation crystal radiations
Kennedy et al. 3D iteratively reconstructed spatial resolution map and sensitivity characterization of a dedicated cardiac SPECT camera
WO2015022606A1 (en) A hybrid method based on simulation and experimental data to normalize pet data
US20110142367A1 (en) Methods and systems for correcting image scatter
US20240036222A1 (en) Systems and methods for correcting positron emission tomography devices
EP1631844B8 (en) Generating detector efficiency estimates for a pet scanner
US11002867B1 (en) Determination of crystal singles rates to estimate mean random coincidence rate
Bataille et al. Monte Carlo simulation for the ECAT HRRT using GATE
Krishnamoorthy et al. PET physics and instrumentation
US11231508B2 (en) Gamma camera dead time determination in real time using long lived radioisotopes
US20230102139A1 (en) Systems and methods for state detection of imaging devices
Cheng et al. Maximum likelihood activity and attenuation estimation using both emission and transmission data with application to utilization of Lu‐176 background radiation in TOF PET
CN110215223A (zh) 散射校正方法、系统、可读存储介质和设备
CN115153606A (zh) 探测器的死时间校正方法、系统、装置及存储介质
CN108703769B (zh) Tof数据的校正方法、装置、系统和计算机可读存储介质
CN108932740B (zh) 一种归一化校正因子获取方法及医学成像方法
Raylman et al. Quantification of radiotracer uptake with a dedicated breast PET imaging system
CN111839566B (zh) Pet成像设备的死时间校正方法、系统、装置及存储介质
Belcari et al. PET/CT and PET/MR Tomographs: Image Acquisition and Processing
WO2023241722A1 (en) Methods and systems for image reconstruction
Torres Espallardo Image reconstruction and correction methods for madpet-ii based on monte carlo techniques

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination