具有正电子发射断层摄影中的散射的符合的衰减图制造技术

一种成像系统(36)包括正电子发射断层摄影(PET)扫描器(38)以及一个或多个处理器(52)。所述正电子发射断层摄影(PET)扫描器(38)生成包括真实符合事件和散射事件的事件数据，所述事件数据包括响应线(LOR)的每个端点和每个端点的能量。所述一个或多个处理器(52)被编程以基于所述真实符合事件来生成(72)多个活动图和衰减图对，并且基于所述散射事件从所述多个活动图和衰减图对中选择(76)活动图和衰减图。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有正电子发射断层摄影中的散射的符合的衰减图
下文总体上涉及核医学成像。下文特别适于与正电子发射断层摄影中的估计衰减相结合，并将特别参考其加以描述。然而，应当理解，下文还适用于其他使用场合并且不一定限于前述应用。
技术介绍
在正电子发射断层摄影(PET)中，放射性药物被施予向对象。当放射性药物在衰变中发射正电子时，正电子撞击附近的电子并在湮灭事件中发射方向相反的两个能量光子。光子的能量大约为511keV。所发射的光子由环形布置的探测器记录。真实符合事件几乎同时被测量并被用来确定光子从何处被发射。真实符合事件的发射路径被称为响应线(LOR)。利用飞行时间(TOF)PET，光子的每次撞击的时间能够被用来计算沿着用于更好估计所发射光子的点源的LOR的距离。由衰变的放射性药物发射的光子的量或数量被称为活动。放射性药物被施予以识别诸如癌生长的特定新陈代谢活动的位置。放射性药物集中于靶向新陈代谢活动的区域。当靶向区域中的放射性药物衰变且发射光子时，基于所发射的光子来测量靶向区域的活动，并且由PET系统来重建图像。所重建的图像显示与放射性药物的实测活动对比的特定新陈代谢活动的区域。然而，一些发射光子被吸收。衰减包括基于光子在其被探测之前必须行进通过的材料或物质而被吸收的光子。光子被吸收或没有被吸收。较密实的材料具有较大衰减并吸收较多光子。在测量撞击探测器的光子时，活动和衰减两者都是关键变量。具有大的衰减的大量活动在测量中能够表现得类似于具有较少衰减的较小活动。衰减校正在一些系统中通过使用X射线计算机断层摄影(CT)得以解决。一些系统是组合或混合系统。CT系统可用于衰减校正，因为CT图像的强度与衰减强烈相关。例如，骨骼强度非常明亮且密实。骨骼具有更大衰减。然而，存在独立的PET系统并且对于将磁共振(MR)成像和PET成像组合更有兴趣，所述组合不包括CT。利用独立的PET系统的衰减校正包括诸如最大似然期望最大化(MLEM)和活动和衰减的最大似然重建(MLAA)的算法。这些技术使用实测光子发射的真实符合以及活动和衰减的组合的迭代来试图收敛于估计活动和衰减两者的唯一解。这些技术有时受限制或需要额外的外部信息。例如，在存在衰减的环形对称的地方，例如头部，真实符合事件不提供信息来区别活动和衰减之间的差异。一些发射光子被偏转或被康普顿散射。当光子被散射时，光子基于偏转角而损失能量。在典型PET系统中，将散射光子简单地排除。例如，实测的511keV光子的撞击建立第一光子。450keV的第二光子的几乎同时的撞击指示对应的但散射的光子。在大多数PET中，从进一步的处理中将两个事件排除。在一些PET系统中，如果能量接近于理论上的511keV，则在LOR的真实轨迹中存在不确定性。如果事件足够接近511keV，则LOR被用于重建以改进敏感性。具有离511keV较远的能量的其他更多散射光子事件被丢弃。
技术实现思路
下文公开了一种基于散射符合的新的且改进的衰减图，所述衰减图解决了以上提到的问题以及其他问题。根据一个方面，一种成像系统包括正电子发射断层摄影(PET)扫描器以及一个或多个处理器。所述PET扫描器生成包括真实符合事件和散射事件的事件数据，并且所述事件数据包括响应线(LOR)的每个端点和每个端点的能量。所述一个或多个处理器被编程以基于所述真实符合事件来生成多个活动图和衰减图对，并且基于所述散射事件从所述多个活动图和衰减图对中选择活动图和衰减图。根据另一方面，一种成像的方法包括接收包括真实符合事件和散射事件的事件数据，并且所述事件数据包括响应线(LOR)的每个端点和每个端点的能量。生成基于所述真实符合事件的多个活动图和衰减图对。基于所述散射事件从所述多个活动图和衰减图对中选择活动图和衰减图。根据另一方面，一种图像处理系统包括正电子发射断层摄影(PET)事件数据列表以及一个或多个处理器。所述PET事件数据的列表包括多个非散射符合事件和散射符合事件，并且所述事件数据包括每个事件的端点和能量。所述一个或多个处理器被编程以根据散射事件来生成衰减图。所述一个或多个处理器还被编程以基于所述符合事件和所生成的衰减图来重建图像。一个优点在于使用PET信息来估计衰减图。另一优点包括易于使用现有的PET系统。另一优点在于使用能够利用现有硬件收集的信息。本领域技术人员在阅读并理解下文详细描述后，将认识到更进一步的优点。附图说明本专利技术可以采取各种部件和部件的布置，以及各种步骤和步骤的安排的形式。附图仅出于图示优选实施例的目的，并且不得被解释为对本专利技术的限制。图1示意性地图示PET扫描器中的对称成像壳体的实施例；图2示意性地图示基于散射事件来估计衰减的PET系统的实施例；图3利用各种对称壳体实施例以图形方式图示散射事件的分布；图4示出使用基于散射事件来估计衰减的实施例的一个方法的流程图；图5示出使用仅基于散射来生成衰减图的实施例的一个方法的流程图。具体实施方式参考图1，示意性地图示PET扫描器中的对称成像壳体10的实施例。壳体被放置在探测器表面12内或者在PET扫描器的膛中。位于成像壳体10中心的是放射性药物14的点源。当所述放射性药物发射辐射并且所述辐射撞击材料时，湮灭事件发生。所述湮灭事件使得在相反方向上发射511keV能量的两个伽马光子。真实符合事件是所述光子在相反方向上无阻地行进到探测器表面12并建立两个端点16、18的事件。真实事件的行进线20是所述端点之间的线。在壳体呈现均匀密度和厚度的情况下，衰减和散射发生。一些光子被吸收，这减少了对探测器撞击的数目或记录事件的数目。活动是实测的如由源发射的光子衰变的量。衰减起到减少事件的记录量的作用，因为光子没有到达探测器。对于对称成像壳体，所记录的光子通量是径向对称的并与A·e(-μ·d)成比例，其中，A是在点源处的活动，μ是线性衰减系数，并且d是壳体的厚度。由于死时间效应，真实符合率随着壳体半径而发生轻微变化，例如单调地且显著地大于统计波动水平。因为该项不涉及壳体的半径，所以壳体能够被放置在PET系统的膛内的任何地方，并且仅利用真实(511keV)事件不能够区分特定活动和衰减对。作为一个范例，对于壳体的任何内径以及任意尺度参数α>0，(A,μ,d)与(A,μ*α,d/α)的分布不能够被区分。在更一般项中，随着(A,μ,d)沿着所有实测的LOR而产生相同衰减路径积∫μ(s)ds的所有衰减分布是不可区别的，其中，s是沿着LOR的参数。这种情况被称作衰减自串扰。另外，(A,μ,d)与(A*e((α-1)*μ*d,μ*α,d)也是不可区别的。后者被称作活动与衰减之间的串扰并且已经在临床实例中被认识到并被观察到并且被解决为活动或衰减中的恒定未知偏移。衰减自串扰以及活动与衰减之间的串扰使用散射事件的量、分布以及属性得以解决。散射事件22在光子撞击诸如壳体的材料并以具有能量损失的角24偏转时发生。代替沿着原始发射路径撞击端点18，光子偏转并撞击不同的端点26。所记录的端点16、26形成响应线(LOR)28。LOR角30被计算为行进的原始线20与所记录的端点之间的角。所述事件被称为散射，因为偏转光子的在端点26处记录的能量小于511keV，例如为508keV或更低。图2示意性地图示基于散射事件来估计衰本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成像系统(36)，包括：正电子发射断层摄影(PET)扫描器(38)，其生成包括真实符合事件和散射事件的事件数据，所述事件数据包括响应线(LOR)的每个端点和每个端点的能量；以及一个或多个处理器(52)，其被编程以：基于所述真实符合事件来生成(72)多个活动图和衰减图对；并且基于所述散射事件从所述多个活动图和衰减图对中选择(76)活动图和衰减图。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.05.04 US 61/642,730;2012.06.19 US 61/661,4551.一种成像系统(36)，包括：正电子发射断层摄影(PET)扫描器(38)，其生成包括真实符合事件和散射事件的事件数据，所述事件数据包括响应线(LOR)的每个端点和每个端点的能量；以及一个或多个处理器(52)，其被编程以：基于所述真实符合事件来生成(72)多个活动图和衰减图对；并且基于所述散射事件从所述多个活动图和衰减图对中选择(76)一活动图和衰减图对。2.根据权利要求1所述的成像系统(36)，其中，所述一个或多个处理器(52)还被编程以：基于所述多个活动图和衰减图对中的每个来模拟(74)至少所述散射事件的分布；基于经模拟的散射事件的分布与从记录的散射事件而构建的记录的散射事件的分布之间的比较来选择(76)所述活动图和衰减图对。3.根据权利要求2所述的成像系统(36)，其中，所述一个或多个处理器(52)还被编程以：基于端点位置将散射事件的分布分解成衰减分量。4.根据权利要求1-3中的任一项所述的成像系统(36)，其中，所述一个或多个处理器(52)还被编程以：基于以下中至少一项来重建(78)图像：所述真实符合事件和所选择的活动图和衰减图对中的衰减图；或所选择的活动图和衰减图对中的活动图。5.根据权利要求1-3中的任一项所述的成像系统(36)，其中，所述多个活动图和衰减图对包括基于所述真实符合事件的类似的分布。6.根据权利要求3所述的成像系统(36)，其中，所述分解包括作为活动的点源的体素。7.根据权利要求2-3中的任一项所述的成像系统(36)，其中，散射事件的所述分布包括计算的偏转角。8.根据权利要求2-3中的任一项所述的成像系统(36)，其中，散射事件的所述分布包括偏转角的偏移的发生频率。9.根据权利要求1-3中的任一项所述的成像系统(36)，其中，散射事件包括190keV到509keV之间的能量和大于或等于4.2°的响应线(LOR)偏转。10...

【专利技术属性】
技术研发人员：Y·贝尔克，V·舒尔茨，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL