一种PET散射校正方法、PET成像方法及PET成像系统技术方案

本申请提供一种PET散射校正方法，包括：在对受检者执行PET扫描期间，获取受检者目标区域的TOF‑PET数据，TOF‑PET数据包括符合事件数据和TOF数据；根据符合事件数据获取目标区域的PET图像；基于PET图像和TOF‑PET数据，获取用于TOF‑PET成像的初始散射估计；对初始散射估计进行校正处理，获取TOF‑PET成像的散射估计；基于TOF‑PET成像的散射估计对TOF‑PET数据进行散射校正。本申请可提高散射估计的精度，改善TOF‑PET图像的质量。同时，本申请还提出PET成像方法和系统。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及正电子发射断层成像
(PositronEmissionTomography，PET)，尤其涉及基于飞行时间(TimeofFlight，TOF)正电子发射断层成像过程中的散射校正方法、PET成像方法以及PET成像系统。
技术介绍
正电子发射计算机断层扫描是一种检测人体或动物体器官代谢特征的无创医学成像技术，具有灵敏度高、准确性好、定位准确的特点。在PET成像中，将能够发射正电子的放射性药物注射到生物体内，正电子与生物体内的电子发生湮灭，产生两个方向相反、能量为511keV的伽马光子，环绕在被测生物体周围的探测器对这对光子进行探测，并将其信息以符合计数的方式进行存储，如果被记录下来的符合计数足够多，通过图像重建算法可将原始数据重建为放射性核素在被测对象体内浓度分布的断层图像。飞行时间技术正电子发射断层成像(TOF-PET)扫描仪是核医学成像中的一种先进的功能成像工具，其应用前景已经受到核医学成像研究者和设备制造厂商的高度重视。TOF-PET与传统PET的成像过程和系统的组成基本相同，但是对应的时间测量系统存在本质的区别：在传统PET中，时间测量系统的功能是在符合时间窗内确定真符合是否发生，以便获得器官和组织结构的投影；而在TOF-PET中，时间测量系统的功能是在符合时间窗内确定放射性核素分布的位置和强度，利用正电子湮灭产生的两个511keV的伽马射线到达探测器的时间差，根据光速定位湮灭事件在响应线(LineofResponse，LOR)上的位置，提高PET扫描仪的成像质量，减少用药量，缩短扫描时间。然而，在最新的TOF-PET扫描仪中，虽然相对于传统2D和扩展2D数据采集模式，对所有倾斜响应线的符合计数采集提高了系统的灵敏度，但同时也引入了大量的散射符合计数，从而降低了系统的分辨率和成像的定量准确性；同样，在使用铅挡板或钨挡板的数据采集中，挡板上产生的光子散射也会对PET成像的分辨率和对比度产生很大的影响。鉴于此，为了提高TOF-PET成像的准确性，有必要对TOF-PET系统进行有效的散射校正。
技术实现思路
本申请的目的在于提供一种用于TOF-PET成像的散射校正方法，该方法可提高散射估计准确度。为了解决上述问题，根据本申请的一方面，提出一种TOF-PET散射校正方法，包括：在对受检者执行PET扫描期间，获取受检者目标区域的TOF-PET数据,所述TOF-PET数据包括符合事件数据和TOF信息；根据所述符合事件数据获取目标区域的PET图像；基于所述PET图像和所述TOF-PET数据，获取用于TOF-PET成像的初始散射估计；对所述初始散射估计进行校正处理，获取TOF-PET成像的散射估计；基于所述TOF-PET成像的散射估计对TOF-PET数据进行散射校正。可选地，对所述初始散射估计进行降噪处理包括：对所述初始散射估计进行高频滤波处理，以去除所述初始散射估计中包含的高频成分。可选地，对所述初始散射估计进行校正处理，获取TOF-PET成像的散射估计，包括：利用基于飞行时间的单次校正方法获取TOF-PET散射的基准；根据所述TOF-PET散射的基准对所述初始散射估计进行拟合，获取拟合参数；基于所述拟合参数和所述TOF散射的基准获取TOF-PET成像的散射估计。可选地，对所述初始散射估计进行校正处理，获取TOF-PET成像的散射估计，包括：利用与PET图像互洽的TOF散射估计对所述初始散射估计进行拟合，获取拟合参数；基于所述拟合参数和所述初始散射估计获取TOF-PET成像的TOF散射估计。根据本申请的另一方面，提出一种PET成像方法，包括：在对受检者执行PET扫描期间，获取受检者目标区域的TOF-PET数据，所述TOF-PET数据包括符合事件数据和TOF信息；根据所述符合事件数据获取目标区域的PET图像；基于所述PET图像和所述TOF-PET数据，获取TOF-PET成像的初始散射估计；对所述初始散射估计进行校正处理，获取TOF-PET成像的散射估计；基于所述TOF-PET成像的散射估计对TOF-PET数据进行散射校正；以及，重建所述经散射校正的TOF-PET数据，获取目标区域的TOF-PET图像。可选地，对所述初始散射估计进行校正处理，获取TOF-PET成像的散射估计，包括：利用基于飞行时间的单次校正方法获取TOF-PET散射的基准；根据所述TOF-PET散射的基准对所述初始散射估计进行拟合，获取拟合参数；基于所述拟合参数和所述TOF-PET散射的基准获取TOF-PET成像的散射估计。可选地，所述符合事件数据、所述TOF信息和/或所述TOF-PET数据以正弦图模式存储。可选地，还包括：采集受检者目标区域的随机符合事件数据，并根据所述随机符合事件数据对所述TOF-PET数据进行随机校正；或/和，获取受检者目标区域的解剖图像，根据所述解剖图像获取所述目标区域各体素对应的衰减值，并根据所述衰减值对所述TOF-PET数据进行衰减校正。根据本申请的又一方面，提出一种PET成像系统，包括机架、探测器环、预处理器、同时计数器以及处理器，所述同时计数器用于在对受检者执行PET扫描期间，获取受检者目标区域的符合事件数据，所述处理器包括：第一重建单元，用于根据所述符合事件数据获取目标区域的PET图像；飞行时间处理单元，用于获取符合事件时戳之间的时间差，并根据所述时间差将所述符合事件数据分类为多个箱；校正单元，用于基于所述PET图像和所述分类为多个箱中的符合事件数据，获取TOF-PET成像的初始散射估计；对所述初始散射估计进行校正处理，获取TOF-PET成像的散射估计；以及，基于所述TOF-PET成像的散射估计对所述分类为多个箱中的符合事件数据进行散射校正；第二重建单元，用于重建所述经散射校正的分类为多个箱中的符合事件数据，获取目标区域的TOF-PET图像。可选地，所述校正单元还用于：获取目标区域的解剖图像，该解剖图像包含多个组织的分类信息；将PET图像配准至解剖图像，并根据所述解剖图像的分类信息为PET图像的体素分配相应衰减值，获取衰减图；以及，根据所述衰减图对所述TOF-PET数据进行衰减校正；和/或，获取受检者目标区域的随机符合事件数据，并根据所述随机符合事件数据对所述TOF-PET数据进行随机校正。与现有技术相比，本申请具有以下优点：对初始散射估计进行滤波处理，获取光滑的散射向量，保持可原有TOF单次散射校正获取的散射曲线的形状；利用拟合参数进行拟合减小了由于TOF单次散射和后续拟合获取的散射校正与图像一致性所需散射校正的量化差异，减小由于散射估计偏离而导致重建TOF-PET图像的精度下降问题；以现有PET重建为基准/参考，对TOF-PET数据的物理校正进行进一步规范化修正，确保TOF-PET重建获得的TOF-PET图像和PET重建获取的PET图像的一致性。附图说明在此所述的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。在各图中，相同标号表示相同部件。图1为本申请一实施例的PET成像系统结构示意图；图2为本申请一实施例的处理器结构框图；图3为本申请一实施例的校正单元结构框图；图4为本申请一实施例的PET成像方法流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种PET散射校正方法，其特征在于，包括：在对受检者执行PET扫描期间，获取受检者目标区域的TOF‑PET数据,所述TOF‑PET数据包括符合事件数据和TOF信息；根据所述符合事件数据获取目标区域的PET图像；基于所述PET图像和所述TOF‑PET数据，获取用于TOF‑PET成像的初始散射估计；对所述初始散射估计进行校正处理，获取TOF‑PET成像的散射估计；基于所述TOF‑PET成像的散射估计对TOF‑PET数据进行散射校正。

【技术特征摘要】
1.一种PET散射校正方法，其特征在于，包括：在对受检者执行PET扫描期间，获取受检者目标区域的TOF-PET数据,所述TOF-PET数据包括符合事件数据和TOF信息；根据所述符合事件数据获取目标区域的PET图像；基于所述PET图像和所述TOF-PET数据，获取用于TOF-PET成像的初始散射估计；对所述初始散射估计进行校正处理，获取TOF-PET成像的散射估计；基于所述TOF-PET成像的散射估计对TOF-PET数据进行散射校正。2.根据权利要求1所述的PET散射校正方法，其特征在于，对所述初始散射估计进行校正处理包括：对所述初始散射估计进行高频滤波处理，以去除所述初始散射估计中包含的高频成分。3.根据权利要求1所述的PET散射校正方法，其特征在于，对所述初始散射估计进行校正处理，获取TOF-PET成像的散射估计，包括：利用基于飞行时间的单次校正方法获取TOF-PET散射的基准；根据所述TOF-PET散射的基准对所述初始散射估计进行拟合，获取拟合参数；基于所述拟合参数和所述TOF散射的基准获取TOF-PET成像的散射估计。4.根据权利要求1所述的PET散射校正方法，其特征在于，对所述初始散射估计进行校正处理，获取TOF-PET成像的散射估计，包括：利用与PET图像互洽的TOF散射估计对所述初始散射估计进行拟合，获取拟合参数；基于所述拟合参数和所述初始散射估计获取TOF-PET成像的散射估计。5.一种PET成像方法，其特征在于，包括：在对受检者执行PET扫描期间，获取受检者目标区域的TOF-PET数据，所述TOF-PET数据包括符合事件数据和TOF信息；根据所述符合事件数据获取目标区域的PET图像；基于所述PET图像和所述TOF-PET数据，获取TOF-PET成像的初始散射估计；对所述初始散射估计进行校正处理，获取TOF-PET成像的散射估计；基于所述TOF-PET成像的散射估计对TOF-PET数据进行散射校正；以及，重建所述经散射校正的TOF-PET数据，获取目标区域的TOF-PET图像。6.根据权利要求5所述的PET成像方法，其特征在于，对所述初始散射估计进行校正处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱闻韬，李弘棣，
申请(专利权)人：上海联影医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31