正电子发射断层摄影(PET)中的死像素补偿制造技术

一种补偿正电子发射断层摄影(PET)成像中的一个或多个死像素的系统(10)和方法(100)。像素补偿处理器接收描述对象的目标体积的PET数据。所述PET数据丢失针对一个或多个死像素的数据。像素补偿根据所接收的PET数据估计针对死像素的PET数据。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请总体上涉及正电子发射断层摄影(PET)。其尤其应用于与针对死像素的补偿结合，并将尤其参考其进行描述。然而，应当理解，本申请还应用于其它使用情形。而不必限于前述申请。
技术介绍
在过去，PET系统通常采用光电倍增管(PMT)(例如，1.5英寸PMT)来进行光探测。典型的基于PMT的PET系统在任何地方包含从大约12000到33000的个体闪烁体，但是只使用200到800个PMT。这样一来，典型的基于PMT的PET系统非常不耐无功能PMT。因为PMT的尺寸，无功能PMT使得探测器的大的部分不能操作。此外，Anger逻辑不支持计算在探测器的不可操作部分中发生的闪烁事件的位置。最近，PET系统已经过渡到SiPM，例如3x3或4x4毫米(mm)SiPM，以用于光探测。在基于SiPM的PET系统中，存在一些SiPM可能不正确工作的高的可能性。与基于PMT的PET系统相比，基于SiPM的PET系统的SiPM通道计数接近闪烁体计数。由于无功能SiPM的影响区域非常小，所以基于SiPM的PET系统能够忍受无功能SiPM。这适用于闪烁体到SiPM的一对一耦合，以及闪烁体到SiPM的多对一耦合，其中，执行微Anger计算以确定事件位置。尽管基于SiPM的PET系统能够忍受无功能SiPM，但是重建的图像质量退化。无功能SiPM导致死像素。像素是闪烁事件能够被定位的最小区域。死像素是丢失有效数据的像素。死像素还能够由于闪烁体性能、在SiPM和闪烁体之间的光学耦合以及处理电子器件中的一个或多个中的问题而产生。死像素导致在重建期间的成像伪影。在重建期间的伪影针对在扫描目标体积中的非常均匀活动的更高统计扫描更显著。参考图1，提供了使用具有三个死像素的PET扫描器生成的正弦图。正弦图描述了空间信息，并且不包含渡越时间(TOF)信息。PET扫描器包括在闪烁体和SiPM之间的一对一耦合，并且闪烁事件能被定位到的最小区是SiPM/闪烁体对。如能够看到的，死像素引起丢失数据的暗线，这通过箭头强调。在探测器之间的间隙生成周期性的网格。本申请提供了克服这些和其它问题的新的和改进的系统和方法。
技术实现思路
根据一个方面，提供了一种用于补偿在正电子发射断层摄影(PET)成像中的一个或多个死像素的系统。所述系统包括：像素补偿处理器，其接收描述对象的目标体积的PET数据。所述PET数据是一个或多个死像素的丢失数据。所述像素补偿处理器还根据所接收的PET数据估计针对所述死像素的PET数据。根据另一方面，提供了一种用于补偿正电子发射断层摄影(PET)成像中的一个或多个死像素的方法。接收描述对象的目标体积的PET数据。所述PET数据是针对一个或多个死像素的丢失数据。根据所接收的PET数据来估计针对所述死像素的PET数据。根据另一方面，提供了一种用于补偿在正电子发射断层摄影(PET)成像中的一个或多个死像素的系统。所述系统包括：多个硅光电倍增器(SiPM)，其生成描述对象的目标体积的PET数据。所述系统还包括像素补偿处理器，其从所述SiPM接收描述对象的目标体积的PET数据。所述PET数据是针对与无功能SiPM相关联的死像素的丢失数据。像素补偿处理器还根据所接收的PET数据生成针对所述死像素的PET数据。一个优点在于减少的成像伪影。另一优点在于增加的图像质量。本领域普通技术人员在阅读和理解了以下详细描述后，将理解本专利技术的其它优点。附图说明本专利技术可以采取各种部件和各部件的布置的形式，并且可以采取各种步骤和各步骤安排的形式。附图仅出于图示优选实施例的目的，而不应解释为对本专利技术的限制。图1图示了使用具有死像素的正电子发射断层摄影(PET)成像系统生成的正弦图。图2图示了使用根据本申请的像素补偿处理器的PET成像系统。图3图示了图2的PET成像系统的探测器。图4图示了与根据图1的正弦图的相同数据并使用根据本申请的像素补偿生成的正弦图。图5图示了在PET成像中补偿死像素的方法。具体实施方式采用硅光电倍增器(SiPM)来进行光探测的PET扫描器具有死像素的高可能性。像素是闪烁事件能够被定位到的最小区域。死像素是丢失有效数据的像素。死像素可以由于闪烁体性能、SiPM和闪烁体之间的光学耦合以及处理电子器件中的一个或多个中的问题而产生。本申请描述了用于通过用来自其它像素的数据填充丢失数据来对死像素进行补偿的方法。这消除了丢失的响应线(LOR)，并产生更好地表示扫描目标体积的图像。下文描述了用于填充死像素的丢失数据的多个方法。在一个实例中，采用一阶近似。根据该方法，邻近死像素的像素的事件数据被复制，并且通过用死像素的位置替代邻近像素的位置来增大复制数据。在另一实例中，采用正弦图空间插值。根据该方法，与死像素相关联的正弦图空间中的每个位置根据邻近位置而被插值。参考图2，PET成像系统10包括PET扫描器12。PET扫描器12生成原始扫描数据，并包括容纳布置在扫描器12的膛18周围的多个伽马探测器15的固定机架14。膛18定义用于接收要被成像的对象的目标体积(例如，脑、躯干等)的检查体积20。探测器16通常被布置在伸出检查体积20的长度的一个或多个固定环中。然而，还预期可旋转头部。探测器16探测来自检查体积20的伽马光子，并生成原始扫描数据。参考图3，探测器16中的每个包括被布置在网格中的一个或多个闪烁体22。闪烁体22响应于伽马光子的能量沉积而闪烁并生成可见光脉冲。如图示的，伽马光子24在闪烁体26中沉积能量，由此导致可见光脉冲28。可见光脉冲的幅度与对应的能量沉积的幅度成比例。闪烁体22的例子包括铊掺杂碘化钠(NaI(Tl))，铈掺杂硅酸钇镥(LYSO)和铈掺杂硅酸镥(LSO)。除了闪烁体22外，探测器16中的每个还包括传感器30，其探测闪烁体22中的可见光脉冲。传感器30包括多个光敏元件32。光敏元件32被布置在与闪烁体22的网格相似尺寸的网格中，并且光学耦合到对应的闪烁体22。光敏元件32可以以一对一的布置、一对多的布置、多对一的布置或任意其它布置耦合到闪烁体22。通常，如图示的，光敏元件32是硅光电倍增器(SiPM)，但是还预期光电倍增管(PMT)。当光敏元件32是SiPM时，在闪烁体22和光敏元件32之间通常是一对一的对应关系，如图示的，但是预期其它对应性。每个SiPM包括光电二极管阵列(例如，盖革模式雪崩光电二极管阵列)，每个光电二极管对应于光电二极管阵列的单元。合适地，SiPM 32被配置为操作在盖革模式中，以产生一系列单位脉冲，从而操作在数字模式中。备选地，SiPM能够被配置为操作在模拟模式中。当光敏元件32是PMT时，在闪烁体22之间通常存在多对一对应关系，但是可以想到其它对应关系。返回参考图2，在使用扫描器12对对象的扫描期间，对象的目标体积被注射有放射性药物或放射性核素。放射性药物或放射性核素使得伽玛光子从目标体积被发射。然后使用对应于扫描器12的对象支撑物34将目标体积定位在检查体积20中。一旦目标体积被定位在检查体积20内，扫描器12就被控制以执行对目标体积的扫描，并且事件数据被采集。采集的事件数据描述由探测器16探测的每个闪烁事件的时间、位置和能量，并且被适当地存储在PET数据缓冲器36中。闪烁事件的位置对应于扫描器12的像素。像素是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于补偿正电子发射断层摄影(PET)成像中的一个或多个死像素的系统(10)，所述系统(10)包括：像素补偿处理器(42)，其：接收描述对象的目标体积的PET数据，所述PET数据丢失针对一个或多个死像素的数据；并且根据所接收的PET数据估计针对所述死像素的PET数据。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.28 US 61/971,7691.一种用于补偿正电子发射断层摄影(PET)成像中的一个或多个死像素的系统(10)，所述系统(10)包括：像素补偿处理器(42)，其：接收描述对象的目标体积的PET数据，所述PET数据丢失针对一个或多个死像素的数据；并且根据所接收的PET数据估计针对所述死像素的PET数据。2.根据权利要求1所述的系统(10)，其中，像素是闪烁事件能够被定位到的最小区域。3.根据权利要求1和2中的任一项所述的系统(10)，其中，所述像素补偿处理器(42)通过以下来估计针对所述死像素中的一个的所述PET数据：复制邻近像素的PET数据；并且在复制的PET数据中利用所述死像素的位置替换所述邻近像素的位置。4.根据权利要求3所述的系统(10)，其中，所接收的PET数据是在每个列表项处描述符合事件的列表模式数据，并且其中，所述复制的PET数据是所接收的PET数据的列表项。5.根据权利要求1-4中的任一项所述的系统(10)，其中，所述像素补偿处理器(42)通过以下来估计针对所述死像素中的一个的所述PET数据：概率性地选择邻近所述死像素的像素的并且被包括在所接收的PET数据中的PET数据的子集；复制或加权地组合PET数据的选定的子集；并且在复制或加权组合的PET数据中利用所述死像素的位置替换所述邻近像素的位置。6.根据权利要求1-5中的任一项所述的系统(10)，其中，所接收的PET数据是正弦图数据，并且其中，所述像素补偿处理器(42)在正弦图域中估计针对所述死像素的所述PET数据。7.根据权利要求6所述的系统(10)，其中，所述正弦图域包括针对渡越时间(ToF)的维度。8.根据权利要求1-7中的任一项所述的系统(10)，其中，所述像素补偿处理器(42)通过以下来估计针对所述死像素中的一个的所述PET数据：根据邻近位置的值对所述正弦图域中与所述死像素相关联的每个离散位置的值进行插值。9.根据权利要求1-8中的任一项所述的系统(10)，还包括：重建处理器(44)，其将所接收的PET数据和所生成的PET数据重建为表示所述目标体积的图像。10.一种用于补偿正电子发射断层摄影(PET)成像中的一个或多个死像素的方法(100)，所述方法(100)包括：接收(102)描述对象的目标体积的PET数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·L·劳伦斯，S·X·王，
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