CN117441191A - 用于pet系统的归一化校正方法、装置、设备和可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
提供一种用于PET系统的归一化校正方法，所述PET系统包括探测器，所述探测器包括多个晶体，其中，所述归一化校正方法包括：获取符合事件数据集，其中，所述符合事件数据集包括多个响应线；计算各个响应线的几何对称值；根据各个响应线的几何对称值，对所述多个响应线进行分组，其中，一组响应线中的多个响应线具有相同的几何对称值；通过累加的方式计算同一组响应线的符合事件数；根据计算出的同一组响应线的符合事件数，循环计算该组响应线的几何因子值，其中，同一组响应线中的各个响应线具有相同的几何因子值；循环计算所述晶体的晶体效率因子值；以及根据上述几何因子值和所述晶体效率因子值，分别计算所述多个响应线的归一化因子值。
Description
本公开涉及图像处理技术领域和医疗器械技术领域，并且具体地涉及一种用于PET系统的归一化校正方法、装置、设备和可读存储介质。
在PET(即Positron Emission Tomography)系统中，临床显像过程具体包括：将发射正电子的放射性核素(如F-18等)标记到能够参与人体组织血流或代谢过程的化合物上，将标有带正电子化合物的放射性核素注射到受检者体内。让受检者在PET的有效视野范围(Field of View，简称为FOV)内进行PET扫描。放射核素发射出的正电子在体内移动大约1mm后与组织中的负电子结合发生湮灭辐射，产生两个能量相等(511KeV)、方向相反的γ光子。利用PET装置的探测系统，可以探测该γ光子对，进而分析正电子的存在，并重建反映生物体各组织代谢情况的PET图像，获得示踪剂在受检生物体内的浓度分布。
在本部分中公开的以上信息仅用于对本公开的技术构思的背景的理解，因此，以上信息可包含不构成现有技术的信息。
发明内容
在一个方面，提供一种用于PET系统的归一化校正方法，所述PET系统包括探测器，所述探测器包括多个晶体，其中，所述归一化校正方法包括：
获取符合事件数据集，其中，所述符合事件数据集包括多个响应线；
计算各个响应线的几何对称值；
根据各个响应线的几何对称值，对所述多个响应线进行分组，其中，一组响应线中的多个响应线具有相同的几何对称值；
通过累加的方式计算同一组响应线的符合事件数；
根据计算出的同一组响应线的符合事件数，循环计算该组响应线的几何因子值，其中，同一组响应线中的各个响应线具有相同的几何因子值；
循环计算所述晶体的晶体效率因子值；以及
根据上述几何因子值和所述晶体效率因子值，分别计算所述多个响应线的归一化因子值。
根据一些实施例，所述探测器包括M个晶体环，每个晶体环包括N个所述晶体；
所述计算各个响应线的几何对称值包括：根据下面的公式，计算各个响应线的几何对称值，
gk
u，v＝||n
u-n
v|-N/2|，
其中，gk
u，v表示响应线的几何对称值，
u、v分别表示一个响应线连接的两个晶体所在的晶体环的编号，0≤u≤M-1，0≤v≤M-1，
n
u表示一个响应线连接的两个晶体中的一个晶体在u环上的晶体编号，n
v表示一个响应线连接的两个晶体中的另一个晶体在v环上的晶体编号，0≤n
u≤N-1，0≤n
v≤N-1，
N表示晶体环上的晶体总数，N为正偶数，
M表示探测器包括的晶体环的总数，M为自然数。
根据一些实施例，在计算各个响应线的几何对称值之前，所述归一化校正方法还包括：初始化所述多个响应线中的每一个响应线的几何因子值，以及初始化每一个晶体的效率因子值。
根据一些实施例，采用最大似然估计法，循环计算该组响应线的几何因子和所述晶体的晶体效率因子值。
根据一些实施例，所述循环计算该组响应线的几何因子值包括：根据下面的公式，计算一组响应线的几何因子值，
其中，g
u，v表示在u环和v环上具有相同几何对称值的响应线的几何因子值，
m
ij表示晶体i和晶体j所形成的响应线检测到的实际符合事件数，i、j分别表示晶体的编号，
ε
i表示晶体i的探测效率因子值，
ε
j表示晶体j的探测效率因子值，
P
ij表示响应线经过所有晶体的概率之和。
根据一些实施例，所述循环计算所述晶体的晶体效率因子值包括：根据下面的公式，计算所述晶体的晶体效率因子值，
其中，g
ij表示晶体i和晶体j所形成的响应线的几何因子值。
根据一些实施例，所述根据上述几何因子值和所述晶体效率因子值，分别计算所述多个响应线的归一化因子值包括：根据下面的公式，计算各个响应线的归一化因子值，
其中，
表示晶体i和晶体j所形成的响应线的归一化因子值。
根据一些实施例，所述根据上述几何因子值和所述晶体效率因子值，分别计算所述多个响应线的归一化因子值包括：
通过逐次迭代的方式，计算归一化因子值的收敛值；以及
当相邻两次迭代的收敛值之间的差值小于规定阈值时，停止迭代计算，将当前的归一化因子值确定为一个响应线的归一化因子值。
根据一些实施例，所述通过逐次迭代的方式，计算归一化因子值的收敛值包括：通过下面的公式，计算所述归一化因子值的收敛值，
其中，
表示在上次迭代中晶体i和晶体j所形成的响应线的归一化因子值，
C表示响应线的总数量，
S表示所述收敛值。
根据一些实施例，所述规定阈值为约0.0001。
根据一些实施例，所述归一化校正方法还包括：输出三维数据体格式的归一化因子分布图。
在另一方面，提供一种用于PET系统的归一化校正装置，所述PET系统包括探测 器，所述探测器包括多个晶体，其中，所述归一化校正装置包括：
获取模块，用于获取符合事件数据集，其中，所述符合事件数据集包括多个响应线；
几何对称值计算模块，用于计算各个响应线的几何对称值；
分组模块，用于：根据各个响应线的几何对称值，对所述多个响应线进行分组，其中，一组响应线中的多个响应线具有相同的几何对称值；
累加模块，用于通过累加的方式计算同一组响应线的符合事件数；
几何因子值计算模块，用于：根据计算出的同一组响应线的符合事件数，循环计算该组响应线的几何因子值，其中，同一组响应线中的各个响应线具有相同的几何因子值；
晶体效率因子值计算模块，用于循环计算所述晶体的晶体效率因子值；以及
归一化因子值计算模块，用于：根据上述几何因子值和所述晶体效率因子值，分别计算所述多个响应线的归一化因子值。
在又一方面，提供一种电子设备，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，
其中，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行如上所述的归一化校正方法。
在再一方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有可执行指令，该指令被处理器执行时使处理器执行如上所述的归一化校正方法。
通过参照附图详细描述本公开的示例性实施例，本公开的特征及优点将变得更加明显。
图1A是PET系统的示意性框图；
图1B是PET系统的探测器的截面示意图；
图2是根据本公开的一些示例性实施例的用于PET系统的归一化校正方法的流程图；
图3是根据本公开的一些示例性实施例的用于PET系统的归一化校正方法的详细 流程图；
图4A至图4C分别是根据本公开的一些示例性实施例的归一化因子三维数据体的切片图；
图5是根据本公开的一些示例性实施例的图像处理方法的流程图；
图6是根据本公开的一些示例性实施例的用于PET系统的归一化校正装置的示意框图；以及
图7示意性示出了根据本公开实施例的适于实现上述归一化校正方法的电子设备的方框图。
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开的保护范围。
需要说明的是，在附图中，为了清楚和/或描述的目的，可以放大元件的尺寸和相对尺寸。如此，各个元件的尺寸和相对尺寸不必限于图中所示的尺寸和相对尺寸。在说明书和附图中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。
为了便于描述，空间关系术语，例如，“上”、“下”、“左”、“右”等可以在此被使用，来描述一个元件或特征与另一元件或特征如图中所示的关系。应理解，空间关系术语意在涵盖除了图中描述的取向外，装置在使用或操作中的其它不同取向。例如，如果图中的装置被颠倒，则被描述为“在”其它元件或特征“之下”或“下面”的元件将取向为“在”其它元件或特征“之上”或“上面”。
需要说明的是，在本文中，表述“PET”是英文Positron Emission Tomography的缩写。在PET系统中，临床显像过程具体包括：将发射正电子的放射性核素(如F-18等)标记到能够参与人体组织血流或代谢过程的化合物上，将标有带正电子化合物的放射性核素注射到受检者体内。让受检者在PET的有效视野范围(Field of View，简称为FOV)内进行PET扫描。放射核素发射出的正电子在体内移动大约1mm后与组织中的负电子结合发生湮灭辐射，产生两个能量相等(511KeV)、方向相反的γ光子。利用PET装置的探测系统，可以探测该γ光子对，进而分析正电子的存在，并重建反 映生物体各组织代谢情况的PET图像，获得示踪剂在受检生物体内的浓度分布。
探测通道(以下部分地方简称“通道”)作为最基本的接收γ光子信号的单元，每个通道仅和一个晶体耦合，由于两个光子在体内的路径不同，到达两个探测通道的时间也有一定差别，如果在规定的时间窗内(一般为0-15ns)，探测系统探测到两个互成180度(±0.25度)的光子时，即为一个“符合事件”，获得“符合事件”的一对探测器之间的“连线”称投影线，或称响应线(Line of Response，简称为LOR)。对于任意一个探测通道i而言，如图1所示，在探测系统中存在一定数量的探测通道j可以与第i个探测通道形成响应线。
在PET成像过程中，由于几何结构、硬件性能等因素，往往导致探测系统中不同位置处探测器的灵敏度不一致，进而造成数据失真，使得最终形成的图像上产生伪影。用于消除探测器通道之间的灵敏度差异的方法被称为归一化校正方法。传统的基于组件的PET归一化校正方法原理是根据每条响应线的计数率进行校正。该方法一般先计算每个通道的探测效率，然后分别依次计算每个通道所在探测器、探测环轴向位置、探测环径向位置的几何因子，最后通过把每条响应线两端的通道探测效率和几何因子相乘来获得该响应线的归一化因子。
在形成用于诊断的PET图像的过程(该过程被称作：图像重建)中，需要用到系统响应矩阵。系统响应矩阵的本质是图像中每个像素点所产生的光子被某条响应线所探测到的概率的阵列，系统响应矩阵一般通过数学计算、软件仿真等方式来获得，其可能出现与实际探测系统不完全一致的情况，从而使得图像出现环形伪影等异常现象。因此，为了得到正确的图像，需要将实际探测系统的灵敏度校正至与系统响应矩阵一致，而归一化校正是被用来校正上述探测概率差异的方法。
发明人经研究发现，最初的归一化校正方法是于20世纪80年代开始的，在PET系统有效成像视野范围内放置一个空间分布一致的放射源，然后得到每个探测晶体范围内采集到的事件数，即探测计数，通过每个探测晶体的探测计数计算出每个探测晶体所对应的归一化校正因子，这种方法被称之为直接归一化方法。此种方法需要统计大量数据，采集时间长。1989年霍夫曼提出了基于组件的归一化方法，和直接归一化相比，基于组件的归一化方法考虑了PET系统晶体探测效率和响应线几何差异性因子等校正因子之间的相互影响。组件归一化对于3D PET实现较为复杂，并且需要大量的符合事件数据才能计算出精度高的归一化因子。另外，还有些方法是通过迭代获 取校正因子。然而，上述方法需要针对每条LOR计算归一化因子，当LOR采集不到符合事件数据或者检测符合事件数据偏少，会导致计算的归一化因子不准确。
本公开的实施例至少提供一种用于PET系统的归一化校正方法，所述PET系统包括探测器，所述探测器包括多个晶体，其中，所述归一化校正方法包括：获取符合事件数据集，其中，所述符合事件数据集包括多个响应线；计算各个响应线的几何对称值；根据各个响应线的几何对称值，对所述多个响应线进行分组，其中，一组响应线中的多个响应线具有相同的几何对称值；通过累加的方式计算同一组响应线的符合事件数；根据计算出的同一组响应线的符合事件数，循环计算该组响应线的几何因子值，其中，同一组响应线中的各个响应线具有相同的几何因子值；循环计算所述晶体的晶体效率因子值；以及根据上述几何因子值和所述晶体效率因子值，分别计算所述多个响应线的归一化因子值。在根据本公开实施例的归一化校正方法中，增加几何对称性求解几何因子值，可以在少量数据的基础上计算出精度高的归一化因子，有利于减少计算量并提高计算准确性。
图1A是PET系统的示意性框图。结合参照图1A，PET系统可以包括放射源10和探测器20。例如，用于PET系统的探测器可以包括晶体、光导、光电倍增管和前放电路等部件。
图1B是PET系统的探测器的截面示意图。结合参照图1B，探测器20可以包括多个探测环，每个探测环可以由多个探测器模块拼装而成。例如，每个探测器模块可以包括闪烁晶体201和光电倍增管。闪烁晶体可以吸收γ光子，并根据γ光子的能量产生一定数量的可见光光子。光电倍增管可以讲闪烁晶体产生的可见光转化为电信号输出，例如，转化为脉冲信号输出。
需要说明的是，在本公开的实施例中，探测器20可以包括多个晶体环。相应地，所述PET系统可以为3D PET系统。
图2是根据本公开的一些示例性实施例的用于PET系统的归一化校正方法的流程图。结合参照图1，用于PET系统的归一化校正方法200可以包括以下操作和步骤。
在操作S210，获取符合事件数据集，其中，所述符合事件数据集包括多个响应线；计算各个响应线的几何对称值。
在操作S220，根据各个响应线的几何对称值，对所述多个响应线进行分组，其中，一组响应线中的多个响应线具有相同的几何对称值。
在操作S230，通过累加的方式计算同一组响应线的符合事件数。
在操作S240，根据计算出的同一组响应线的符合事件数，循环计算该组响应线的几何因子值，其中，同一组响应线中的各个响应线具有相同的几何因子值。
在操作S250，循环计算所述晶体的晶体效率因子值。
在操作S260，根据上述几何因子值和所述晶体效率因子值，分别计算所述多个响应线的归一化因子值。
图3是根据本公开的一些示例性实施例的用于PET系统的归一化校正方法的详细流程图。结合参照图2和图3，用于PET系统的归一化校正方法200可以包括以下操作和步骤。
在操作S310，获取符合事件数据集。例如，可以通过脑PET系统采集符合事件，具体的来，使用环形假体注射FDG(氟代脱氧葡萄糖的简称)，进行数据的采集。
需要说明的是，在该实施例中，以脑PET系统为例对所述归一化校正方法进行说明，但是，本公开的实施例不局限于脑PET系统。
在操作S320，初始化所述多个响应线中的每一个响应线的几何因子值，以及初始化每一个晶体的效率因子值。例如，响应线的几何因子值的初始值可以为1，晶体的效率因子值的初始值可以为1。
在操作S330，计算各个响应线的几何对称值。
例如，所述探测器20可以包括M个晶体环，每个晶体环包括N个所述晶体。
所述计算各个响应线的几何对称值可以包括：根据下面的公式(1)，计算各个响应线的几何对称值，
gk
u，v＝||n
u-n
v|-N/2| (1)，
其中，gk
u，v表示响应线的几何对称值，u、v分别表示一个响应线连接的两个晶体所在的晶体环的编号，0≤u≤M-1，0≤v≤M-1，n
u表示一个响应线连接的两个晶体中的一个晶体在u环上的晶体编号，n
v表示一个响应线连接的两个晶体中的另一个晶体在v环上的晶体编号，0≤n
u≤N-1，0≤n
v≤N-1，N表示晶体环上的晶体总数，N为正偶数，M表示探测器包括的晶体环的总数，M为自然数。
在操作S340，根据各个响应线的几何对称值，对所述多个响应线进行分组，其中，一组响应线中的多个响应线具有相同的几何对称值。
例如，参照图1B，示意性示出了具有相同的几何对称值的多条响应线LOR。根 据公式(1)计算出各个响应线LOR的几何对称值，将具有相同的几何对称值的响应线LOR分为一组，从而得到多组响应线LOR。在每一组响应线LOR中，各个响应线LOR的几何对称值相同。
在操作S350中，通过累加的方式计算同一组响应线的符合事件数。即，累加同一组响应线的符合事件数：∑
ijm
ij，其中，i＝0，…，N-1且j＝0，…，N-1，响应线LOR两端对应的晶体分别为晶体i和晶体j，m
ij为晶体i和晶体j所形成的响应线LOR检测到的实际符合事件数。
具体地，晶体环(此处是指多个晶体呈环状布置所形成的结构)上的响应线LOR存在对称性，可以认为相同对称性的响应线LOR具有相同的几何位置，也就是几何因子值相同。
在操作S360中，判断是否对所有响应线LOR完成分组。如果没有完成，则返回执行上述操作S340。如果已经完成，则执行下面的步骤。
在操作S370中，循环计算响应线LOR的几何因子值和晶体的晶体效率因子值。
在本公开的实施例中，定义以下归一化模型来描述每条响应线LOR检测到的符合事件数：
M
ij＝ε
i*ε
j*g
ij*P
ij*A
ij (2)，
其中，响应线LOR两端对应的晶体分别为晶体i、晶体j；M
ij表示响应线LOR理想状态下检测到的符合事件数；ε
i表示晶体i的探测效率因子值，ε
j表示晶体j的探测效率因子值；g
ij表示晶体i和晶体j所形成的响应线LOR的几何因子值；P
ij表示晶体i和晶体j所形成的响应线LOR经过所有体素的概率之和，可由系统响应矩阵得出P
ij的值；A
ij表示放射源的浓度值。
计算公式(2)需要求出ε
i、ε
j以及g
ij的值，而上述公式中的未知量较多，无法进行直接求解。在本公开的实施例中，可以基于最大似然估计法进行求解归一化因子值。
例如，可以建立如下的似然函数NL：
NL＝∑
ij[m
ij*log(M
ij)-M
ij] (3)，
需要对似然函数NL进行最大化，取对数后求一阶导数，并获取一阶导数为零时的因子，综合公式(2)和(3)，可得到如下公式：
由公式(4)和(5)进行不断迭代运算，可以计算出所有晶体效率因子值和响应线LOR的几何因子值。在本公开的实施例中，计算三维空间内的LOR对称几何关系，将具有相同几何对称关系的LOR分类为同一组，该组LOR的几何因子值相同。以此方式，可以实现在少量数据的基础上计算出精度高的归一化因子值。
在本公开的实施例中，同一组响应线中的各个响应线具有相同的几何因子值。
例如，所述循环计算该组响应线的几何因子值包括：根据下面的公式(6)，计算一组响应线的几何因子值，
其中，g
u，v表示在u环和v环上具有相同几何对称值的响应线的几何因子值，m
ij表示晶体i和晶体j所形成的响应线检测到的实际符合事件数，i、j分别表示晶体的编号，ε
i表示晶体i的探测效率因子值，ε
j表示晶体j的探测效率因子值，P
ij表示响应线经过所有晶体的概率之和。
例如，可以根据上面的公式(4)，循环计算所有晶体的晶体效率因子值。
在操作S380中，存储本次迭代的几何因子值以及晶体效率因子值。
在操作S390中，根据上述几何因子值和所述晶体效率因子值，分别计算所述多个响应线的归一化因子值。
例如，可以根据下面的公式(7)，计算所有响应线LOR的归一化因子值。
其中，
表示晶体i和晶体j所形成的响应线的归一化因子值。
在操作S410中，通过逐次迭代的方式，计算归一化因子值的收敛值；以及当相邻两次迭代的收敛值之间的差值小于规定阈值时，停止迭代计算，将当前的归一化因子值确定为一个响应线的归一化因子值。
例如，可以所述通过逐次迭代的方式，计算归一化因子值的收敛值包括：通过下面的公式(8)，计算所述归一化因子值的收敛值，
其中，
表示在上次迭代中晶体i和晶体j所形成的响应线的归一化因子值，C表示响应线的总数量，S表示所述收敛值。
例如，所述规定阈值为约0.0001。具体地，根据公式(9)计算相邻两次迭代的收敛值之间的差值Δd：
Δd＝|S
C-S
P| (9)，
当Δd大于0.0001，则执行上述S370；当Δd小于0.0001，执行下面的操作或步骤。
可选地，在操作S420中，输出归一化因子值到MLEM重构算法，其中，响应线LOR穿过体素的概率值设置为1。
在操作S430中，输出三维数据体格式的归一化因子分布图。图4A至图4C分别是根据本公开的一些示例性实施例的归一化因子三维数据体的切片图。参照图4A至图4C，可以看出归一化因子的分布和正常重构出图像的伪影分布一致，从而可以判定归一化因子的分布趋势是正确的。
根据本公开的实施例，还提供一种图像处理方法。结合参照图5，所述图像处理方法包括以下操作或步骤。
在操作S510，采用如上所述的归一化校正方法获得归一化因子值。
在操作S520，采用获得的归一化因子值对对象进行处理。
例如，在使用归一化因子值的图像和未使用归一化因子值的图像上截取相同的ROI，进行定量计算均匀性，得到以下数据表。
| 图像 | 均值 | 标准差 | 均匀性(％) |
| 使用归一化 | 0.083 | 0.002 | 2.4 |
| 未使用归一化 | 0.099 | 0.004 | 4.0 |
从上表可以看出，在使用归一化因子值的图像中，标准差更小。在上述数据表中，均匀性等于标准差除以均值，其值越小，代表图像的均匀性越好。由此可见，在使用归一化因子值处理图像后，图像的均匀性得到较大改善。
图6是根据本公开的一些示例性实施例的用于PET系统的归一化校正装置的示意框图。参照图6，所述PET系统包括探测器，所述探测器包括多个晶体，其中，所述归一化校正装置600可以包括：获取模块610，用于获取符合事件数据集，其中，所 述符合事件数据集包括多个响应线；几何对称值计算模块620，用于计算各个响应线的几何对称值；分组模块630，用于：根据各个响应线的几何对称值，对所述多个响应线进行分组，其中，一组响应线中的多个响应线具有相同的几何对称值；累加模块640，用于通过累加的方式计算同一组响应线的符合事件数；几何因子值计算模块650，用于：根据计算出的同一组响应线的符合事件数，循环计算该组响应线的几何因子值，其中，同一组响应线中的各个响应线具有相同的几何因子值；晶体效率因子值计算模块660，用于循环计算所述晶体的晶体效率因子值；以及归一化因子值计算模块670，用于：根据上述几何因子值和所述晶体效率因子值，分别计算所述多个响应线的归一化因子值。
根据本公开的实施例，上述归一化校正装置中的模块和单元中的任意多个模块和单元可以合并在一个模块中实现，或者其中的任意一个模块可以被拆分成多个模块。或者，这些模块中的一个或多个模块的至少部分功能可以与其他模块的至少部分功能相结合，并在一个模块中实现。根据本公开的实施例，上述归一化校正装置中的模块和单元中的至少一个可以至少被部分地实现为硬件电路，例如现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑阵列(PLA)、片上系统、基板上的系统、封装上的系统、专用集成电路(ASIC)，或可以通过对电路进行集成或封装的任何其他的合理方式等硬件或固件来实现，或以软件、硬件以及固件三种实现方式中任意一种或以其中任意几种的适当组合来实现。或者，上述归一化校正装置中的模块和单元中的至少一个可以至少被部分地实现为计算机程序模块，当该计算机程序模块被运行时，可以执行相应的功能。
在根据本公开的实施例的归一化校正方法和归一化校正装置中，可以精确计算归一化因子，可移植性强。在迭代过程中，增加响应线LOR的几何对称的方法，可以在少量数据基础上计算几何因子。另外，还提出一种用于3D PET系统的归一化因子可视化方法，方便分析和验证归一化因子的正确性。
图7示意性示出了根据本公开实施例的适于实现上述归一化校正方法的电子设备的方框图。
如图7所示，根据本公开实施例的电子设备700包括处理器701，其可以根据存储在只读存储器(ROM)702中的程序或者从存储部分708加载到随机访问存储器(RAM)703中的程序而执行各种适当的动作和处理。处理器701例如可以包括通用 微处理器(例如CPU)、指令集处理器和/或相关芯片组和/或专用微处理器(例如，专用集成电路(ASIC))等等。处理器701还可以包括用于缓存用途的板载存储器。处理器701可以包括用于执行根据本公开实施例的方法流程的不同动作的单一处理单元或者是多个处理单元。
在RAM 703中，存储有电子设备700操作所需的各种程序和数据。处理器701、ROM 702以及RAM 703通过总线704彼此相连。处理器701通过执行ROM 702和/或RAM 703中的程序来执行根据本公开实施例的方法流程的各种操作。需要注意，所述程序也可以存储在除ROM 702和RAM 703以外的一个或多个存储器中。处理器701也可以通过执行存储在所述一个或多个存储器中的程序来执行根据本公开实施例的方法流程的各种操作。
根据本公开的实施例，电子设备700还可以包括输入/输出(I/O)接口705，输入/输出(I/O)接口705也连接至总线704。电子设备700还可以包括连接至I/O接口705的以下部件中的一项或多项：包括键盘、鼠标等的输入部分706；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分707；包括硬盘等的存储部分708；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分709。通信部分709经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器710也根据需要连接至I/O接口705。可拆卸介质711，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器710上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分708。
本公开还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是上述实施例中描述的设备/装置/系统中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该设备/装置/系统中。上述计算机可读存储介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被执行时，实现根据本公开实施例的方法。
根据本公开的实施例，计算机可读存储介质可以是非易失性的计算机可读存储介质，例如可以包括但不限于：便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。例如，根据本公开的实施例， 计算机可读存储介质可以包括上文描述的ROM 702和/或RAM 703和/或ROM 702和RAM 703以外的一个或多个存储器。
本公开的实施例还包括一种计算机程序产品，其包括计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。当计算机程序产品在计算机系统中运行时，该程序代码用于使计算机系统实现本公开实施例所提供的物品推荐方法。
在该计算机程序被处理器701执行时执行本公开实施例的系统/装置中限定的上述功能。根据本公开的实施例，上文描述的系统、装置、模块、单元等可以通过计算机程序模块来实现。
在一种实施例中，该计算机程序可以依托于光存储器件、磁存储器件等有形存储介质。在另一种实施例中，该计算机程序也可以在网络介质上以信号的形式进行传输、分发，并通过通信部分709被下载和安装，和/或从可拆卸介质711被安装。该计算机程序包含的程序代码可以用任何适当的网络介质传输，包括但不限于：无线、有线等等，或者上述的任意合适的组合。
在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分709从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质711被安装。在该计算机程序被处理器701执行时，执行本公开实施例的系统中限定的上述功能。根据本公开的实施例，上文描述的系统、设备、装置、模块、单元等可以通过计算机程序模块来实现。
根据本公开的实施例，可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本公开实施例提供的计算机程序的程序代码，具体地，可以利用高级过程和/或面向对象的编程语言、和/或汇编/机器语言来实施这些计算程序。程序设计语言包括但不限于诸如Java，C++，python，“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分 包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
本领域技术人员可以理解，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合或/或结合，即使这样的组合或结合没有明确记载于本公开中。特别地，在不脱离本公开精神和教导的情况下，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合。所有这些组合和/或结合均落入本公开的范围。
以上对本公开的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本公开的范围。尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。本公开的范围由所附权利要求及其等同物限定。不脱离本公开的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本公开的范围之内。
Claims (14)
- 一种用于PET系统的归一化校正方法，所述PET系统包括探测器，所述探测器包括多个晶体，其中，所述归一化校正方法包括：获取符合事件数据集，其中，所述符合事件数据集包括多个响应线；计算各个响应线的几何对称值；根据各个响应线的几何对称值，对所述多个响应线进行分组，其中，一组响应线中的多个响应线具有相同的几何对称值；通过累加的方式计算同一组响应线的符合事件数；根据计算出的同一组响应线的符合事件数，循环计算该组响应线的几何因子值，其中，同一组响应线中的各个响应线具有相同的几何因子值；循环计算所述晶体的晶体效率因子值；以及根据上述几何因子值和所述晶体效率因子值，分别计算所述多个响应线的归一化因子值。
- 根据权利要求1所述的归一化校正方法，其中，所述探测器包括M个晶体环，每个晶体环包括N个所述晶体；所述计算各个响应线的几何对称值包括：根据下面的公式，计算各个响应线的几何对称值，gk u，v＝||n u-n v|-N/2|，其中，gk u，v表示响应线的几何对称值，u、v分别表示一个响应线连接的两个晶体所在的晶体环的编号，0≤u≤M-1，0≤v≤M-1，n u表示一个响应线连接的两个晶体中的一个晶体在u环上的晶体编号，n v表示一个响应线连接的两个晶体中的另一个晶体在v环上的晶体编号，0≤n u≤N-1，0≤n v≤N-1，N表示晶体环上的晶体总数，N为正偶数，M表示探测器包括的晶体环的总数，M为自然数。
- 根据权利要求1所述的归一化校正方法，其中，在计算各个响应线的几何对称值之前，所述归一化校正方法还包括：初始化所述多个响应线中的每一个响应线的几何因子值，以及初始化每一个晶体的效率因子值。
- 根据权利要求1所述的归一化校正方法，其中，采用最大似然估计法，循环计算该组响应线的几何因子和所述晶体的晶体效率因子值。
- 根据权利要求2所述的归一化校正方法，其中，所述循环计算该组响应线的几何因子值包括：根据下面的公式，计算一组响应线的几何因子值，其中，g u，v表示在u环和v环上具有相同几何对称值的响应线的几何因子值，m ij表示晶体i和晶体j所形成的响应线检测到的实际符合事件数，i、j分别表示晶体的编号，ε i表示晶体i的探测效率因子值，ε j表示晶体j的探测效率因子值，P ij表示响应线经过所有体素的概率之和。
- 根据权利要求5所述的归一化校正方法，其中，所述循环计算所述晶体的晶体效率因子值包括：根据下面的公式，计算所述晶体的晶体效率因子值，其中，g ij表示晶体i和晶体j所形成的响应线的几何因子值。
- 根据权利要求6所述的归一化校正方法，其中，所述根据上述几何因子值和所述晶体效率因子值，分别计算所述多个响应线的归一化因子值包括：根据下面的公式，计算各个响应线的归一化因子值，其中， 表示晶体i和晶体j所形成的响应线的归一化因子值。
- 根据权利要求7所述的归一化校正方法，其中，所述根据上述几何因子值和所述晶体效率因子值，分别计算所述多个响应线的归一化因子值包括：通过逐次迭代的方式，计算归一化因子值的收敛值；以及当相邻两次迭代的收敛值之间的差值小于规定阈值时，停止迭代计算，将当前的归一化因子值确定为一个响应线的归一化因子值。
- 根据权利要求8所述的归一化校正方法，其中，所述通过逐次迭代的方式，计算归一化因子值的收敛值包括：通过下面的公式，计算所述归一化因子值的收敛值，其中， 表示在上次迭代中晶体i和晶体j所形成的响应线的归一化因子值，C表示响应线的总数量，S表示所述收敛值。
- 根据权利要求8或9所述的归一化校正方法，其中，所述规定阈值为约0.0001。
- 根据权利要求1所述的归一化校正方法，其中，所述归一化校正方法还包括：输出三维数据体格式的归一化因子分布图。
- 一种用于PET系统的归一化校正装置，所述PET系统包括探测器，所述探测器包括多个晶体，其中，所述归一化校正装置包括：获取模块，用于获取符合事件数据集，其中，所述符合事件数据集包括多个响应线；几何对称值计算模块，用于计算各个响应线的几何对称值；分组模块，用于：根据各个响应线的几何对称值，对所述多个响应线进行分组，其中，一组响应线中的多个响应线具有相同的几何对称值；累加模块，用于通过累加的方式计算同一组响应线的符合事件数；几何因子值计算模块，用于：根据计算出的同一组响应线的符合事件数，循环计 算该组响应线的几何因子值，其中，同一组响应线中的各个响应线具有相同的几何因子值；晶体效率因子值计算模块，用于循环计算所述晶体的晶体效率因子值；以及归一化因子值计算模块，用于：根据上述几何因子值和所述晶体效率因子值，分别计算所述多个响应线的归一化因子值。
- 一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，其中，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行根据权利要求1～11中任一项所述的归一化校正方法。
- 一种计算机可读存储介质，其上存储有可执行指令，该指令被处理器执行时使处理器执行根据权利要求1～11中任一项所述的归一化校正方法。
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