TWI780853B - 平面式加馬成像探頭位置訊號處理方法 - Google Patents

平面式加馬成像探頭位置訊號處理方法 Download PDF

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Abstract

一種平面式加馬成像探頭位置訊號處理方法，包括以下建模階段與使用階段步驟。利用建模階段取得之位置估算曲線，估算探頭觸發事件於二維晶體圖中對應位置，以得到位置估算值，且並非是利用習用技術之作法來處理位置解碼演算，能解決習用技術在相鄰成像偵檢器於交界區域中成像不連續的問題。

Description

平面式加馬成像探頭位置訊號處理方法
本發明是有關於一種平面式加馬成像探頭位置訊號處理方法。
習用核醫掃描技術為了要符合所需的造影視野與造影容納空間，是利用多個成像偵檢器來組成平面式成像探頭。但若造影容納空間越大，所需平面式成像探頭的面積也越大，會有設備占用空間過大的問題，且需要更多成像偵檢器去組成來滿足造影容納空間，如此將會浪費許多製作成本。習用技術有提出一種滑動掃描方案(sliding scan strategy)，藉由移動成像探頭，可提升或補足掃描面積、藉此降低儀器設備占用空間，並可解決前述製作成本較高的問題。
然而，在掃瞄滑動方案中，由於需要倚靠成像探頭的移動來形成更大的造影空間，因此需要所提出的平面成像偵檢器的整個成像區域必須是連續的，且能需要維持一致的解析度。但是，習用技術(如Anger’s logic演算)的方程式如數學式(1)、(2)：
Figure 02_image004
(1)；
Figure 02_image006
(2)。
上述數學式(1)、(2)分別代表計算x、y方向位置，其中
Figure 02_image008
、
Figure 02_image010
、
Figure 02_image012
、
Figure 02_image014
分別為x、y方向各二個具位置資訊的訊號，而
Figure 02_image016
為x方向的總能量，
Figure 02_image018
為y方向的總能量，也就是可知道習用技術的位置演算方式會與總能量有關係。習用技術在成像偵檢器的中心區域是可以接受的，但在其邊界附近有相當大的誤差，這使得若採用掃瞄滑動方案，此習用技術無法使用、處理相鄰成像偵檢器的訊息。此外，習用技術應用在半導體式光電元件時，也因為此類元件的溫度敏感特性(下稱溫敏效應)，導致成像偵檢器的訊號飄動，亦即總能量飄動，隨之使得位置計算結果飄動，進而使得整體成像輸出不穩定，降低探頭組件的性能。
因此，如何改善上述所遭遇到的問題，將是業界所要解決之課題之一。
本發明提供一種平面式加馬成像探頭位置訊號處理方法，能解決成像偵檢器之間交界區域問題，使得成像探頭具有完整的連續成像區域，且具有減緩溫敏效應的功用，可讓成像探頭組件之高性能輸出穩定。
本發明提出一種平面式加馬成像探頭位置訊號處理方法，包括以下建模階段與使用階段步驟。建模階段，至少包括以下步驟：針對單一成像偵檢器定義權重方向；依據單一成像偵檢器中的權重方向的一X方向、一Y方向中的位置中心與權重比，得到一權重比與位置中心的分佈圖；及將權重比與位置中心的分佈圖進行曲線擬合，得到與權重比相關之一位置估算曲線。使用階段，包括以下步驟：利用建模階段取得之位置估算曲線，估算一探頭觸發事件於二維晶體圖中對應位置，以得到一位置估算值；將探頭觸發事件之位置估算值對應至探頭之二維晶體圖的位置，以得到一位置值；及將探頭之二維晶體圖的位置值與一晶體碼對照表比對後取得一晶體碼，以作為影像重建運算所需資料。
在一實施例中，所述將探頭觸發事件之位置估算值對應至探頭之二維晶體圖位置，以得到位置值的步驟之前，包括以下步驟：對位置值進行一位置修正演算。
在一實施例中，所述對位置值進行位置修正演算的步驟，包括以下步驟：藉由一成像偵檢器的能量值與相鄰成像偵檢器的另一成像偵檢器的能量值，進行位置修正演算。
在一實施例中，所述對位置值進行位置修正演算的步驟之前，包括以下步驟：判斷檢查一權重訊號比值是否落於一分割值區域內；若判斷為否，對位置值進行位置修正演算；若判斷為是，將探頭觸發事件之位置估算值對應至探頭之二維晶體圖的位置，以得到位置值。
基於上述，本發明的平面式加馬成像探頭位置訊號處理方法，其位置解碼演算並非是利用習用技術(即Anger’s logic)之作法處理，能解決習用技術在相鄰成像偵檢器於交界區域中成像不連續的問題，以期全部成像區域能完整、連續且維持一致性的高解析。
此外，本發明的平面式加馬成像探頭位置訊號處理方法使用權重訊號比值作為位置估算依據，避免使用總能量值，故具有減緩溫敏效應的功用，可讓成像探頭組件之高性能輸出穩定。
為讓本發明能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
以下結合附圖和實施例，對本發明的具體實施方式作進一步描述。以下實施例僅用於更加清楚地說明本發明的技術方案，而不能以此限制本發明的保護範圍。
需說明的是，在各個實施例的說明中，所謂的「第一」、「第二」係用以描述不同的元件，彼此之間並沒有順序上的先後關係，這些元件並不因為此類謂辭而受到限制。此外，為了說明上的便利和明確，圖式中各元件的厚度或尺寸，係以誇張或省略或概略的方式表示，以供熟悉此技術之人士之瞭解與閱讀，且各元件的尺寸並未完全為其實際的尺寸，並非用以限定本發明可實施之限定條件，故不具技術上之實質意義，任何結構之修飾、比例關係之改變或大小之調整，在不影響本發明所能產生之功效及所能達成之目的下，均仍應落在本發明所揭示之技術內容涵蓋之範圍內。在所有圖式中相同的標號將用於表示相同或相似的元件。
需說明的是，本申請案之技術以一種平面式腦功能用正子攝影之應用作為實施例說明，如第1圖所示，為平面式加馬成像探頭位置訊號處理方法一實施例的流程圖，此流程圖適用於晶體尺寸 ≦ 1.1 mm之像素尺寸之超高解析演算的應用條件，即每個光電元件感測單元(photonic element / pixel)上具有多個(9個或更多)晶體配置時，本實施例平面式加馬成像探頭位置訊號處理方法1包括以下兩階段，其分別為建模階段以及使用階段。
在建模階段中，首先，確定成像探頭(imaging probe，以下稱探頭)、成像偵檢器(imaging detector)及權重電路的規格，探頭包括成像偵檢器及權重電路，其中採用加馬射線(gamma rays)用偵檢器作為該成像偵檢器，其由多個閃爍晶體構成之點矩陣式的成像偵檢器組成，該成像偵檢器之權重電路為X方向、Y方向之雙向讀取訊號的電路設計，每一加馬入射事件生成有
Figure 02_image008
、
Figure 02_image010
、
Figure 02_image012
、
Figure 02_image014
四個位置訊號，其加總後得到該入射事件的能量資訊。
多個成像偵檢器組成平面式掃描單元之探頭，這些成像偵檢器構成探頭，不同於習用技術的平面掃瞄環境僅能提供二維的平面正子照相，本案無須旋轉平面式掃描單元之探頭，僅需靜態掃瞄，利用二維平面造影即可呈現三維的斷層掃描影像(tomography)。
具體而言，本方法是整合並運用中華民國專利公告第I337329號，其揭示一種「二維平面造影呈現三維影像的影像重建方法」，具體而言，二維平面造影呈現三維影像的平面造影影像重建方法2，請參考第2圖，其係可針對一待測物所產生之複數個反應線進行影像重建，每一個反應線對應有一量測計數值，該平面造影影像重建方法2包括有下列步驟20至步驟S23。首先，進行步驟20，以複數個立體像素對該待測物建立一影像空間，其中每個立體像素分別具有一第一活度值。請參閱第3圖所示，第3圖為影像空間架構的示意圖。本實施例的第一偵檢器10與第二偵檢器11可作為成像偵檢器。第一偵檢器10與第二偵檢器11之間具有一待測物，將該待測物以複數個立體像素40進行分割，以建立一影像空間(image domain)4。在該影像空間中，每一個立體像素40都具有一第一活度值，該第一活度值代表著輻射活度(radioactivity)強度，而對於立體像素43而言，以反應線50、51以及52作代表。接下來進行步驟21，對每一反應線進行投影(projection)並與該量測計數值比較以得到屬於每一反應線之一校正計數值，其中量測計數值為實際偵檢器所量得之數值，每一個立體像素之投影至投影域(projection domain)以得到一預估計數值，預估計數值與量測計數值相比較所得之一校正計數值。接著進行步驟22，在投影域上根據該校正計數值與該反應線上每一個立體像素之該第一活度值的關係，進行反投影(back projection)以返回該影像空間，其中將反應線上之每一個立體像素之第一活度值與該預估計數值進行運算得到屬於立體像素之一權重值，權重值係為該反應線上之每一個立體像素之第一活度值和預估計數值之比值，根據反應線上每一個立體像素之權重值進行反投影以重建回影像空間。接下來進行步驟23，根據該校正計數值與每一個立體像素之該第一活度值的關係進行一計算以得到一第二活度值，以該第二活度值更新該反應線上之每一個立體像素之第一活度值，然後將該第二活度值取代前一次之第一活度值，以進行下一次之運算，其中對反應線上之每一個立體像素之該權重值與該校正計數值相乘積得到一乘積值，然後將屬於該至少一反應線之該乘積值累積以得到該第二活度值。最後重複進行該步驟21至步驟23，即利用疊代法重複多次運算，以投影以及反投影於影像空間4以及投影域之間進行運算，然而逐步的將影像重建，亦即反覆進行疊代運算以重建影像，達到利用二維平面造影即可呈現三維的斷層掃描影像之目的，因此使得前述平面式腦功能用正子攝影裝置足以提供三維的斷層掃描影像(tomography)，因此本攝影裝置是為一平面正子放射式斷層攝影儀(planar PET)。
請復參考第1圖，在探頭(probe)、成像偵檢器(imaging detector)及權重電路的規格確定之後。接著，針對單一成像偵檢器定義權重方向，在此可針對X方向或Y方向。接著，依據該單一成像偵檢器中X方向、Y方向位置中心(光電元件中感光單元之位置中心)與其對應之權重比(依據權重電路之規格訂定)，得到一權重比與位置中心的分佈圖。詳細而言，作圖：各方向位置中心與權重比的分布圖，各方向例如為X方向與Y方向，也就是作出該單一成像偵檢器中X方向、Y方向位置中心與權重比的分布圖。舉例而言，表一列出一實施例偵測的每一列/行X方向位置中心(成像偵檢器中光電元件x方向各排單元)與權重比的分布關係： 表一：
列/行
Figure 02_image008
位置權重
Figure 02_image010
位置權重
Figure 02_image020
權重比值
1 1 0.0833 0.0833
2 0.9091 0.165 0.1834
3 0.8333 0.2483 0.3
4 0.75 0.3311 0.4444
5 0.6637 0.4167 0.6278
6 0.5882 0.5 0.8501
7 0.5 0.5882 1.1764
8 0.4167 0.6637 1.5928
9 0.3333 0.75 2.2652
10 0.25 0.8333 3.356
11 0.1667 0.9091 5.5097
12 0.0833 1 12.0048
如上表一所示，成像偵檢器中光電元件X方向各排單元之間為等距離，第一欄則是讀取該成像偵檢器中的電路設計上提供給每一排中心的
Figure 02_image008
位置訊號的權重，由第一排往下遞減，呈現線性變化1：m，m在此實施例中為12，而各級權重變為之步進為0.0833，設計上每個位置的
Figure 02_image008
與
Figure 02_image010
的權重加總為一固定常數值，可代表X方向的總能量的數值。同理，第二欄的
Figure 02_image010
之權重數值依據X方向位置不同亦呈現線性變化，只是
Figure 02_image010
的變化趨勢與
Figure 02_image008
的相反，但
Figure 02_image020
二者相除後的比例(Ratio)，隨著每個位置變化的數值，其分佈圖反而呈現一曲線趨勢的離散關係，如第4圖的分佈，其中該分佈圖的橫座標為每列/行數(即像素位置，pixel position)，縱坐標為權重比，在此權重比為讀取電路設計上提供給(光電元件X方向)各排位置中心的
Figure 02_image008
位置訊號除以
Figure 02_image010
位置訊號之比值。也就是說，將該每一排中心的
Figure 02_image008
位置訊號除以
Figure 02_image010
位置訊號之比值作為X方向的該權重比，將該每一排位置中心的
Figure 02_image012
位置訊號除以
Figure 02_image014
位置訊號之比值作為Y方向的該權重比。接著，將上述分佈圖座標轉置，得到權重比與位置中心的分佈圖，其中所述轉置就是將前述X方向、Y方向位置中心與權重比的分佈圖之橫坐標與縱座標轉換，使得權重比與位置中心的分佈圖的橫座標為權重比，縱坐標為每列/行數的像素位置。接著，將此權重比與位置中心的分佈圖進行曲線擬合(curve fitting)，得到權重比對位置之估算曲線，即獲得與該權重比相關之一位置估算曲線L如第5圖所示，其中曲線擬合為一手段，目的在於找出一數學函式來連續性的描述第4圖之離散行為，由於探頭輸出的每一筆事件訊號皆通過權重電路處理，其比值必然也遵循第4圖之行為，故實際使用時每一筆事件之權重訊號比值，透過上述擬合取得之數學函式運算，即可準確估計得該筆事件之發生位置。因該數學函式作圖呈現一曲線，故稱之為位置估算曲線L。同理，因讀取電路設計之權重行為在x方向與y方向是相同的，故此在Y方向亦可得到相同於第5圖之位置估算曲線。
接著，將探頭校正用實驗資料(以均勻面射源曝照取得)利用如第5圖的位置估算曲線轉換為二維(2D)晶體圖，在此不限制該二維晶體圖之顯示方式。接著，分析該二維晶體圖中，X方向、Y方向二方向上各跨區兩側事件計數之權重訊號比的分割值。詳細而言，取得權重訊號比值的直方統計圖，由此直方統計圖可取得判別入射事件位置是否需做(位置)修正演算的分割值。所謂跨區是指例如合併的2個成像偵檢器之間的位置(即交界區域)，例如第6A圖的二維晶體圖G中，有第一成像偵檢器顯示的晶體位置G1、第二成像偵檢器顯示的晶體位置G2、第三成像偵檢器顯示的晶體位置G3與第四成像偵檢器顯示的晶體位置G4，其中晶體位置G1、晶體位置G2、晶體位置G3與晶體位置G4有多個排列的晶體，而GP為晶體位置G1與晶體位置G2之間的跨區、或晶體位置G3與晶體位置G4之間的跨區。假設右上角偵檢器的晶體位置G2最左邊一排晶體(即靠近跨區GP)有發生跨區損失現象，需要進行位置修正演算。將晶體位置G2最左邊一排晶體 (即靠近跨區GP) 的權重訊號比值(
Figure 02_image022
)與其次靠近該跨區(最左邊第二排)的權重訊號比值(
Figure 02_image022
)做直方圖統計，如第6B圖所示，其中橫座標為權重訊號比值(
Figure 02_image022
)，縱坐標為直方圖統計所累計之數量，即計數(count)，代表二維晶體圖的晶體位置G2中，該二排(最左第一與最左第二)晶體所累計的加馬入射反應事件數量。由此直方統計圖可取得判別入射事件位置是否需做(位置)修正演算的分割值，其中L1代表最左邊一排晶體權重訊號比值的直方統計線，L2代表其次靠近排晶體(最左邊第二排)權重訊號比值的直方統計線，以取得對應該靠近該跨區的晶體與與其次靠近該跨區的晶體的兩條直方統計線。兩條直方統計線之間的交叉點得到一權重訊號比值之分割值P(閥值)，此例為0.106可以將這兩排區分開來。亦即在此一實施例中，當右上角偵檢器(晶體位置G2)之權重訊號比值出現小於0.106時(分割值區域外，如在晶體位置G2中以方向K1表示，同理晶體位置G1、G3、G4可比照晶體位置G2的表示分割值區域外的方式)，則該事件估算位置(由上述位置估算曲線取得)需要進一步做修正，反之(分割值區域內，如在晶體位置G2中以方向K2表示，同理晶體位置G1、G3、G4可比照晶體位置G2的表示分割值區域內的方式)則不修正。附帶說明的是，在實際操作時可能出現L1與L2歸0處不交叉的情況，此時分割閥值P就設定為二統計線(L1與L2)各自歸0座標(即其對應之權重訊號比值)之平均值即可。位置修正演算則於後續使用階段進一步說明。
請復參閱第1圖，透過上述建模階段後，接著，進行使用階段：使用時，來自探頭觸發事件之權重訊號，這些權重訊號並包含著能量資訊。當探頭受觸發(即加馬射線入射反應事件)，即輸出權重訊號(每個組成之成像偵檢器各輸出4個)；接著，利用建模階段取得之(X、Y方向)位置估算曲線，估算該探頭觸發事件於二維晶體圖中對應位置，以得到一位置估算值。接著，判斷檢查權重訊號比值是否落於分割值區域內。若判斷為是，即無須修正演算，上述事件之位置估算值對應至探頭之二維晶體圖的位置，以得到位置值。其後，將此位置值與晶體碼對照表(cLUT)比對後取得晶體碼，能量值則與能量窗對應表(eLUT)比對以取得能量碼，晶體碼與能量碼即為後續影像重建運算所需資料。cLUT與eLUT係以前述均勻面射源曝照取得之校正用實驗資料分析建立而得，為廣泛使用之習用技術，在此不贅述。反之，若判斷為否，即判斷檢查權重訊號比值未落於分割值區域內(第6A圖中之GP)，則對該位置值進行位置修正演算，係將相鄰成像偵檢器的能量值，作為位置估算值的修正依據，本發明提供二種位置修正演算，其一為
Figure 02_image024
修正，公式如下：
Figure 02_image026
(3)。
上述數學式(3)
Figure 02_image028
為修正後的成像偵檢器(x位置)數值，
Figure 02_image030
為原本(經位置估算曲線取得之成像偵檢器x位置)的位置值，後項：
Figure 02_image032
則視為
Figure 02_image024
，其中
Figure 02_image034
為成像偵檢器S1的能量值，
Figure 02_image036
為相鄰成像偵檢器S2的能量值，也就是，藉由一成像偵檢器的能量值與相鄰該成像偵檢器的另一成像偵檢器的能量值來修正位置估算值，如此作法可將跨界區域(cross over region)，即第6A圖中GP，之散落於鄰近的能量值給收取回來並據此修正，region pixel為一自定義常數值，意義為二維晶體圖中一個光電元件感光單元(photonic pixel)用幾個畫點去呈現，例如(在此實施例中)為20，可根據實際狀況(如晶體尺寸或偵檢器解析力)來調整。若需修正者為y位置，則修正值
Figure 02_image038
亦使用公式(3)計算，僅是實際情況更改所使用鄰近偵檢器之能量值，就此處範例而言，欲修正之y位置屬於成像偵檢器，則鄰近偵檢器之能量值應為
Figure 02_image040
，故
Figure 02_image038
應為
Figure 02_image042
，依此規則操作，可修正整個探頭之二維晶體圖，即第6A圖中GP。
本發明不對此加以限制，另一種則為能量比重修正，公式如下：
Figure 02_image044
(4)。
此數學式(4)的演算則是利用二偵檢器各自的能量值來做比重來修正估算位置。同樣若欲修正者為y位置，則修改鄰近偵檢器之能量值，就此處範例而言，欲修正之y位屬於成像偵檢器，則鄰近偵檢器之能量值應為
Figure 02_image040
，故修正後y位置
Figure 02_image046
應為
Figure 02_image048
，依此規則操作，可修正整個探頭之二維晶體圖，即第6A圖中GP。
透過上述二種位置修正演算之一，可使得跨區損失的晶體在二維晶體圖上重現，令合併多成像偵檢器形成的成像探頭得以回復一連續、完整的成像面積，同時維持一致的解析度(晶體尺寸)。
接著，再執行上述事件位置估算值對應至探頭之二維晶體圖位置，以及位置值、能量值與晶體碼對照表(cLUT)、能量窗對應表(eLUT)比對後取得晶體碼與能量碼，進而進行影像重建運算的步驟(取得斷層掃描影像數據)。
需說明的是，本發明(位置解碼演算)並非是利用傳統Anger’s logic之作法處理。由於習用的Anger’s logic演算會利用總能量值去估算事件位置，當應用於半導體式光電元件為基礎的成像探頭時，因著此類元件的溫度敏感特性，使得總能量值隨(室)溫度飄移，造成二維晶體圖的形變，比對cLUT輸出之晶體碼有誤差，進而使得整體成像性能輸出不穩定，這將降低探頭組件的性能與實用性。而本申請案的位置解碼演算是利用權重訊號比值作為事件位置估算之依據，其行為(即位置估算曲線)由讀取電路的權重設計來決定，不受光電元件操作溫度的影響。在現今加馬成像探頭的開發與應用文獻中，可觀察到此類溫度敏感的半導體式光電元件逐漸蔚為市場主流，本申請案技術確可相當程度解決此一溫敏問題，進而提升探頭組件的性能、實用性與市場競爭力。
第7圖為平面式加馬成像探頭位置訊號處理方法另一實施例的流程圖。請參閱第7圖，此流程圖適用於晶體尺寸為 1.1 mm至2.7 mm之像素尺寸之高解析演算的應用條件，其中第7圖大致與第1圖的流程與步驟類似，故重複步驟可參考前述第1圖至第6圖，在此不重複贅述。第7圖與第1圖的差異在於：建模階段中，在將權重比與位置中心的分佈圖進行曲線擬合，得到權重比與位置估算曲線之後就結束，無須進行將探頭校正用實驗資料，利用位置估算曲線轉換為二維(2D)晶體圖、以及分析該二維晶體圖中，X方向、Y方向上各跨區兩側事件計數之權重訊號比的分割值的步驟。此二步驟操作之目的在於取得分割閥值P，以區分位置估算值必要修正區域(分割閥值區域外，第6A圖的方向K1)及非必要修正區域(分割閥值區域內，第6A圖的方向K2)，若估算得之事件位置處於必要修正區域中，則針對該位置值進行前述之位置修正計算。進行此一區域劃分與判斷之原因在於解析度(即晶體尺寸)的考量，在超高解析度的情況下，即晶體尺寸小於光電元件感光單元尺寸之1/3 (在此實施例中感光單元尺寸為3.3 mm，故超高解析度係指晶體尺寸小於1.1 mm)時，晶體在二維晶體圖中之計數團分佈非常精細，進行前述之位置修正計算將引進電子雜訊影響，導致晶體的計數團分佈變寬，視覺效果變模糊，進而損及預期之超高解析度，因此需要區分出必要修正區域與非必要修正區域，僅針對必要修正區域的事件位置進行位置修正計算，非必要修正區域的事件位置則不做變動，以維持超高解析度的需求，此為第1圖的演算邏輯。在此處(第7圖)則是考量高解析度情況，即晶體尺寸界於光電元件感光單元尺寸之1/3至4/5 (即晶體尺寸為1.1 mm至2.7 mm之間)時，晶體在二維晶體圖中之計數團分佈對位置修正計算引入之雜訊干擾不敏感，在目視觀察上檢測不出差異，故可對全探頭區域進行位置修正演算，無需於建模階段分區，可減輕建模階段投入之人力工作(分析分割閥值P)。另外在使用階段中，則無須進行判斷檢查權重訊號比值是否落於分割值區域內的步驟，便直接(對所有估算位置)進行位置修正運算。
第8圖為平面式加馬成像探頭位置訊號處理方法又一實施例的流程圖。請參閱第8圖，此流程圖適用於晶體尺寸大於2.7 mm之像素尺寸之一般用途解析(中解析度)演算的應用條件；依前述研究經驗，在考量中解析度情況，即晶體尺寸界大於光電元件感光單元尺寸之4/5 (即晶體尺寸大於2.7 mm)時，每一顆晶體幾乎涵蓋一整個感光單元(70%或更高比例)，因此在成像偵檢器邊緣的晶體，其逸散至隔鄰偵檢器的能量比例往往小於5%，對位置估算的影響可忽略，因此除了在建模階段無需進行分割閥值的分析，在使用階段亦沒有進行位置修正運算的步驟。其中第8圖大致與第1圖、第7圖的流程與步驟類似，故重複步驟可參考前述第1圖至第6圖，在此不重複贅述。第8圖與第7圖的差異在於：在使用階段中，無須進行位置修正運算。
綜上所述，本發明的平面式加馬成像探頭位置訊號處理方法，其位置解碼演算並非是利用習用技術(即Anger’s logic)之作法處理，能解決習用技術在相鄰成像偵檢器於交界區域中成像不連續的問題，以期全部成像區域能完整、連續且維持一致性的高解析。
此外，本發明的平面式加馬成像探頭位置訊號處理方法具有減緩溫敏效應的功用，可讓成像探頭組件之高性能輸出穩定。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
1:平面式加馬成像探頭位置訊號處理方法 2:平面造影影像重建方法 4:影像空間 10:第一偵檢器 11:第二偵檢器 20~23:步驟 40,43:立體像素 50,51,52:反應線 L:位置估算曲線 L1,L2:直方統計線 G:二維晶體圖 G1,G2,G3,G4:晶體位置 GP:跨區 P:分割值 K1,K2:方向
第1圖為平面式加馬成像探頭位置訊號處理方法一實施例的流程圖。 第2圖為本發明運用一種二維平面造影呈現三維影像的影像重建方法的流程圖。 第3圖為影像空間架構的示意圖。 第4圖為位置中心與權重比一實施例的分佈示意圖。 第5圖為權重比與位置估算曲線一實施例的分佈示意圖。 第6A圖為本發明一實施例的二維晶體圖的示意圖。 第6B圖為跨區損失之二排晶體之權重訊號比值的直方統計示意圖。 第7圖為平面式加馬成像探頭位置訊號處理方法另一實施例的流程圖。 第8圖為平面式加馬成像探頭位置訊號處理方法又一實施例的流程圖。
1:平面式加馬成像探頭位置訊號處理方法

Claims (14)

  1. 一種平面式加馬成像探頭位置訊號處理方法，包括以下步驟： 建模階段，包括以下步驟： 針對單一成像偵檢器定義一權重方向； 依據該單一成像偵檢器的該權重方向的一X方向、一Y方向中的位置中心與權重比，得到一權重比與位置中心的分佈圖；及 將該權重比與位置中心的分佈圖進行曲線擬合，得到與該權重比相關之一位置估算曲線；以及 使用階段，包括以下步驟： 利用該建模階段取得之該位置估算曲線，估算一探頭觸發事件於一二維晶體圖中對應位置，以得到一位置估算值； 將該探頭觸發事件之該位置估算值對應至一探頭之該二維晶體圖的位置，以得到一位置值；及 將該探頭之該二維晶體圖的該位置值與一晶體碼對照表比對後取得一晶體碼，以作為影像重建運算所需資料。
  2. 如請求項1所述的平面式加馬成像探頭位置訊號處理方法，其中所述將該探頭觸發事件之該位置估算值對應至該探頭之該二維晶體圖的位置，以得到該位置值的步驟之前，包括以下步驟： 對該位置值進行一位置修正演算。
  3. 如請求項2所述的平面式加馬成像探頭位置訊號處理方法，其中所述對該位置值進行該位置修正演算的步驟，包括以下步驟： 藉由一成像偵檢器的能量值與相鄰該成像偵檢器的另一成像偵檢器的能量值，進行該位置修正演算。
  4. 如請求項2所述的平面式加馬成像探頭位置訊號處理方法，其中所述進行該位置修正演算的步驟為一
    Figure 03_image024
    修正，該
    Figure 03_image024
    修正的公式為：
    Figure 03_image050
    其中
    Figure 03_image052
    為修正後的該成像偵檢器數值，
    Figure 03_image030
    為經該位置估算曲線取得之該成像偵檢器的一位置值；
    Figure 03_image054
    則視為該
    Figure 03_image024
    ，其中
    Figure 03_image034
    為該成像偵檢器的能量值，
    Figure 03_image036
    為相鄰該成像偵檢器的另一成像偵檢器的能量值。
  5. 如請求項2所述的平面式加馬成像探頭位置訊號處理方法，其中所述進行該位置修正演算的步驟為一能量比重修正，該能量比重修正的公式為：
    Figure 03_image056
    其中
    Figure 03_image052
    為修正後的該成像偵檢器數值，
    Figure 03_image030
    為經該位置估算曲線取得之該成像偵檢器的一位置值，
    Figure 03_image034
    為該成像偵檢器的能量值，
    Figure 03_image036
    為相鄰該成像偵檢器的另一成像偵檢器的該能量值。
  6. 如請求項2所述的平面式加馬成像探頭位置訊號處理方法，其中所述對該位置值進行位置修正演算的步驟之前，包括以下步驟： 判斷檢查一權重訊號比值是否落於一分割值區域內； 若判斷為否，對該位置值進行該位置修正演算； 若判斷為是，將該探頭觸發事件之該位置估算值對應至該探頭之該二維晶體圖的位置，以得到該位置值。
  7. 如請求項6所述的平面式加馬成像探頭位置訊號處理方法，其中所述得到與該權重比相關之該位置估算曲線的步驟之後，包括以下步驟： 將探頭校正用實驗資料利用該位置估算曲線轉換為該二維晶體圖。
  8. 如請求項7所述的平面式加馬成像探頭位置訊號處理方法，其中所述將探頭校正用實驗資料利用該位置估算曲線轉換為該二維晶體圖的步驟之後，包括以下步驟： 分析該二維晶體圖中，X方向、Y方向上各個跨區兩側事件計數之權重訊號比的分割值，其中該跨區是指合併的該些成像偵檢器之間的位置。
  9. 如請求項8所述的平面式加馬成像探頭位置訊號處理方法，其中所述分析該二維晶體圖中，X方向、Y方向上各個跨區兩側事件計數之權重訊號比的分割值的步驟，包括以下步驟： 將靠近該跨區的晶體的權重訊號比值與其次靠近該跨區的晶體的權重訊號比值做一直方圖統計，以取得對應該靠近該跨區的晶體與與其次靠近該跨區的晶體的兩條直方統計線；以及 利用該兩條直方統計線之間的交叉點作為該權重訊號比值之分割值。
  10. 如請求項1所述的平面式加馬成像探頭位置訊號處理方法，其中所述針對該單一成像偵檢器定義該權重方向的步驟之前，包括以下步驟： 確定一探頭、一成像偵檢器及一權重電路的規格。
  11. 如請求項10所述的平面式加馬成像探頭位置訊號處理方法，其中所述確定該探頭、該成像偵檢器及該權重電路的規格的步驟，包括以下步驟： 採用一加馬射線用偵檢器作為該成像偵檢器，其中該加馬射線用偵檢器由多個閃爍晶體構成之點矩陣式的該成像偵檢器組成，該成像偵檢器之權重電路為X方向、Y方向之雙向讀取訊號的電路設計。
  12. 如請求項1所述的平面式加馬成像探頭位置訊號處理方法，其中所述依據該單一成像偵檢器中的該權重方向的該X方向、該Y方向中的該位置中心與該權重比，得到該權重比與位置中心的分佈圖的步驟，包括以下步驟： 作出該單一成像偵檢器中該X方向、該Y方向位置中心與權重比的分佈圖；以及 轉置該X方向、該Y方向位置中心與權重比的該分佈圖，進而得到該權重比與位置中心的分佈圖。
  13. 如請求項12所述的平面式加馬成像探頭位置訊號處理方法，其中所述作出該單一成像偵檢器中該X方向、該Y方向位置中心與權重比的分佈圖的步驟，包括以下步驟： 每一加馬入射事件生成有
    Figure 03_image008
    、
    Figure 03_image010
    、
    Figure 03_image012
    、
    Figure 03_image014
    四個位置訊號，其加總後得到該入射事件的能量資訊； 讀取該成像偵檢器中的一電路設計上提供給光電元件中每一排中心的
    Figure 03_image008
    、
    Figure 03_image010
    、
    Figure 03_image012
    、
    Figure 03_image014
    位置訊號的權重；以及 將該每一排中心的
    Figure 03_image008
    位置訊號除以
    Figure 03_image010
    位置訊號之比值作為X方向的該權重比，將該每一排中心的
    Figure 03_image012
    位置訊號除以
    Figure 03_image014
    位置訊號之比值作為Y方向的該權重比。
  14. 如請求項1所述的平面式加馬成像探頭位置訊號處理方法，其中所述估算該探頭觸發事件於該二維晶體圖中對應位置的步驟之前，包括以下步驟： 來自該探頭觸發事件之一權重訊號，其中該權重訊號並包含著能量資訊。
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