正电子发射断层扫描仪及其中的符合判选方法技术

本发明专利技术涉及一种正电子发射断层扫描仪及其中的符合判选方法。该扫描仪包括多个探测器，该方法包括：获取各探测器的事例信息；将各事例信息存储在对应的存储空间中，各事例信息的时间信息作为存储空间的地址信息；根据各事例信息获取多个标志信息，各标志信息表示在对应的时间信息所探测到γ光子的次数；根据各标志信息获取判选信息，各判选信息代表从对应的时间信息开始，在预设符合时间窗内探测到γ光子的次数；对各判选信息按照对应的时间信息进行排序；利用序列检查特征对排序后的判选信息依次进行检查，以确定符合事例所对应的存储空间；输出符合事例所对应的存储空间中的事例信息。本发明专利技术具有符合判选快速、高效和应用范围广的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及核医学成像领域，尤其涉及一种正电子发射断层扫描仪(PositronEmission Tomography, PET)及其中的符合判选方法。
技术介绍
PET的工作目的是显像，确定发射正电子核素所在的位置，从而得出示踪剂药物在体内的分布，达到对肿瘤等疾病进行诊断的目的。但是，PET并不是直接探测正电子，而是通过探测由电子对湮灭所产生的511KeV的Y光子对来反映正电子核素的位置。接收到这两个Y光子的两个探测器晶体条之间的连线称为符合响应线(Line of Response, L0R)，代表反方向飞行的Y光子对所在的直线，湮没事例的位置就在这条直线上。用两个探测器晶体条间的连线来确定湮灭点位置的方法，被称为电子准直，这种探测的方式称为符合探测。图I所示为现有的一种用于探测Y光子的探测环9，该探测环9由多个模块(例如图3中的16个模块12a-12p)组成，每个模块包含两个组块7，每个组块7则由的条状晶体6(尺寸为，例如I. 9mmXl. 9mmX10mm)以阵列(例如16X16阵列)组成。如图2所示，其中2a和2b表示正电子湮没产生的两个能量相等，方向相反的Y光子，它们可能分别被两个探测器12a和12e探测到。图3表示根据不同的视野范围(Field Of View,F0V)(如图2中的虚线IlaUlb)进行各个探测器间的符合判选，探测器之间的符合探测由响应线10表示。符合探测技术利用了光子对的两个特性一是这两个光子沿着直线方向飞行；二是它们都以光速向前传播，几乎同时到达在这条直线上的两个探测器。但事实上，由于物理上的测不准原理和仪器本身的测量误差的存在，致使来自同一个湮没事例的两个Y光子很难严格地被同时探测到，一般都有一个时间间隔，该时间间隔称之为符合时间窗，一般在几纳秒到几十纳秒之间。只有在符合时间窗之内探测到的一对511KeV的Y光子组合成的事例，才被称为符合事例。如图4所示，其中4a和4b表示图I中的两个Y光子2a和2b分别到达探测器12a和12e的时间tl和t2，如果tl和t2的差异小于预设的时间窗5，则认为这两个Y光子2a和2b是由同一湮没事件产生的。可见，对符合事例进行判选是确定灭点位置的关键，现有的一种符合判选方法是先对载入的一批数据按时间进行排序，然后比较相邻数据的时间差看是否在符合时间窗以内，如果是，再进行空间符合，判定是否在视野范围以内(Field Of View, F0V)，如果也是，则将数据作为符合事例打包传输给后端计算机进行图像重建。该方法的符合判选思想直观，容易想到。但缺点是当同时参与符合的数据量很大时，在现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array, FPGA)内进行排序变得困难，资源消耗量大，占用时钟周期长，难以在实际工程应用中实现。因此该方法在小动物PET或乳腺专用PET等前端探测器模块少，同时参与符合的数据少时可行，但在人体PET中，探测器模块成倍增加，上述方法则行不通。
技术实现思路
在下文中给出关于本专利技术的简要概述，以便提供关于本专利技术的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本专利技术的穷举性概述。它并不是意图确定本专利技术的关键或重要部分，也不是意图限定本专利技术的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。本专利技术的一个主要目的在于克服传统符合判选方式的缺陷，提供一种快速高效、应用范围广的。为实现上述目的，本专利技术提供了一种正电子发射断层扫描仪中符合判选方法，正电子发射断层扫描仪包括多个探测器，用于探测正电子核湮没所产生的Y光子，符合判选方法包括获取各探测器的事例信息，各事例信息包括对应的探测器探测Y光子的时间信息、对应的探测器的位置信息和对应的探测器的能量信息；将各事例信息按照其时间信息顺序存储在对应的存储空间中，并将各事例信息的时间信息作为对应的存储空间的地址信息，其中相邻时间信息之间具有固定的值差；根据各所述存储空间中的事例信息获取多个标志信息，并将获取的标志信息存储至在对应各所述时间信息的多个标志寄存器中，各所述标志信息表示在对应的时间信息所探测到Y光子的次数；根据各标志信息获取判选信息，并将获取的判选信息存储在对应各时间信息的多个判选寄存器中，各判选信息代表从对应的时间信息开始，在预设符合时间窗内探测到Y光子的次数；对各判选信息按照对应的时间信息进行排序；利用N个序列检查特征对排序后的判选信息依次进行检查，以确定发生的符合事例所对应的存储空间，符合事例是指在预设符合时间内有且只有两次探测到Y光子，其中“N”为符合时间窗中所包含的时间信息的个数，N个序列检查特征分别为符合事例中的两个单事例的时间间隔为0、1......N-I的情况下在排序后的判选信息中的分布特征；及输出发生的符合事例所对应的存储空间中的事例信息。为实现上述目的，本专利技术还提供了一种正电子发射断层扫描仪，包括多个探测器，用于探测正电子核湮没所产生的Y光子；接收模块，用于获取各探测器的事例信息，事例信息包括对应的探测器探测Y光子的时间信息、对应的探测器的位置信息和对应的探测器能量信息；存储控制模块，用于将各事例信息按照其时间信息顺序存储在对应的存储空间中，各事例信息中的时间信息作为对应的存储空间的地址信息，其中相邻时间信息之间具有固定的值差；第一分析模块，用于根据各所述存储空间中的事例信息获取多个标志信息，并将各标志信息存储在对应各所述时间信息的多个标志寄存器中，各所述标志信息表示在对应的时间信息所探测到Y光子的次数；第二分析模块，用于根据各所述标志信息生成多个判选信息，并将各所述判选信息存储在对应各所述时间信息的多个判选寄存器中，各所述判选信息代表从对应的时间信息开始，在预设符合时间窗内探测到Y光子的次数；、排序模块，用于对各判选信息按照对应的时间信息进行排序；特征检查模块，利用N个序列检查特征对排序后的判选信息依次进行检查，以确定发生的符合事例所对应的存储空间，符合事例是指在预设符合时间内有且只有两次探测到Y光子，其中“N”为符合时间窗中所包含的时间信息的个数，N个序列检查特征分别为符合事例中的两个单事例的时间间隔为0、1......N-I的情况下在排序后的判选信息中的分布特征 '及输出模块，用于输出发生的符合事例所对应的存储空间中的事例信息。本专利技术的通过“时空转换”的方式将各探测器的事例信息中的时间信息作为存储空间的地址信息进行存储，利用标志信息生成代表符合时间窗内的事例的判选信息，并根据序列检查特征在判选信息中进行检查以找到符合事例所对应的存储空间，并将该空间中的事例信息进行输出以进行图像重建，避免了传统方式中数据处理量大、速度慢的问题，使得在探测器数量较多的人体PET中也可得以应用，达到快速、高效和应用范围广的目的。附图说明参照下面结合附图对本专利技术实施例的说明，会更加容易地理解本专利技术的以上和其它目的、特点和优点。附图中的部件只是为了示出本专利技术的原理。在附图中，相同的或类似的技术特征或部件将采用相同或类似的附图标记来表示。图I为现有技术中的探测环的结构示意图。图2为两个能量相等，方向相反的Y光子分别被两个探测器探测示意图。图3为现有技术中根据不同的视野范围进行各个探测器间的符合判选的示意图。图4为两个能量相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：丰宝桐，魏书军，魏龙，马创新，李可，胡婷婷，孙芸华，王培林，李晓辉，燕新强，胡选侯，杜垚垚，李国仁，
申请(专利权)人：中国科学院高能物理研究所，
类型：发明
国别省市：