一种用于PET系统的时间校正装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种用于PET系统的时间校正装置，包括探测器环、圆环假体、探测模块以及数据获取模块，圆环假体的圆心与探测器环的轴向及径向中心重合，探测模块位于圆环假体内，探测模块的中心位于圆环假体的中心位置，数据获取模块包括相互连接的数据采集模块和能量筛选模块，数据采集模块包括探测器和探测模块，能量筛选模块与数据采集模块连接并接收数据采集模块发送的单事件时间信息，数据符合模块与能量筛选模块连接并接收单事件时间信息，时间偏移值计算模块与数据符合模块连接以得出探测器的偏移值，数据校正应用模块用于将偏移值应用于整个系统。本发明专利技术减小了PET系统时间校正时算法的复杂度，操作简便，降低了PET系统日常运营成本。

A time correction device for PET system

The invention provides a time correction device for the PET system, including the detector ring, the ring prosthesis, the detection module and the data acquisition module. The center of the ring prosthesis coincides with the axial and radial center of the detector ring. The detection module is located in the ring prosthesis, and the center of the detection module is located at the center of the ring prosthesis. The data acquisition module includes the interconnected data acquisition module and the energy screening module. The data acquisition module includes the detector and the detection module. The energy screening module connects with the data acquisition module and receives the single event time information sent by the data acquisition module. The data conforms to the module connected with the energy screening module and receives the single event. Time information, time offset value calculation module is connected with data conforming module to get the offset value of the detector, and the data correction application module is used to apply the offset value to the whole system. The invention reduces the complexity of the algorithm in the time correction of the PET system, and is easy to operate, and reduces the daily operation cost of the PET system.

【技术实现步骤摘要】
一种用于PET系统的时间校正装置
本专利技术涉及医疗器械领域中的一种时间校正装置，更具体地涉及一种用于PET系统的时间校正装置。
技术介绍
正电子发射计算机断层成像(PositronEmissionTomography，以下简称PET)系统是一种非侵入性的功能代谢分子影像设备，它采用的原理如下：放射性核素衰变会产生正电子，正电子运动很短的一段距离(通常为几个毫米)后就会与组织中的电子结合而发生湮灭，其质量转化成一对向相反方向射出的能量均为0.511MeV的伽马光子，将标记于分子探针上的正电子核素作为示踪剂，通过探测获取正电子湮灭所产生的伽马光子的时间、能量和位置信息，运用符合技术得到湮灭事件响应线(也简称为LOR，LineofResponse)，然后采用图像重建算法成像以反映各部位对示踪剂的摄取程度，进而辅助医生对疾病做出相关诊断。符合时间分辨率是PET系统的一个重要指标，它表征了PET系统中湮灭事件发生后一对伽马光子到达的不确定度，又称为响应波动。从符合时间分辨率的定义中我们可以知道，在采用晶体阵列的探测器设计中，其响应线会相应的增多。每一条响应线对应着一个时间谱。诸多响应线对应的时间谱组合成了基本单元模块的时间谱。由于晶体阵列中各个晶体条之间存在均一性误差，即晶体阵列中各个晶体条的性能差异(包括光输出、衰减时间常数、光子渡过时间等)，以及光电转换器件区域非线性关系，使得所有时间谱的中心值都不是准确的处在理想中的零时刻，因此，基本单元模块的时间谱的展宽会被拓宽。现有技术中大多数PET采用的时间校正方法为直接测量校正法，比较经典的直接测量校正法为旋转棒源时间校正法。旋转棒源时间校正法利用透射扫描时使用的棒源，在环绕探测器环进行衰减校正的圆周运动的同时，进行符合数据的采集以及迭代处理等操作来进行时间信息的校正(参见WilliamsJ,LuoD,K.LM，etal.Crystal-basedcoincidencetimingcalibrationmethod,UnitedStatePatent7030382,Apr.,2006)，该方法利用了经典PET中的衰减校正棒源，对于经典临床PET仪器而言不需要加入额外的装置便可以完成校正。现今市面上逐渐流行PET/CT的引进，PET/CT直接以CT成像反映的成像组织的密度信息为参考，从而生成PET衰减校正需要的衰减因子，使得大多新仪器在进行衰减校正时不再依赖旋转棒源，进一步使得该方法在PET/CT状态下的使用也面临了一定的挑战。还有一些直接测量校正法通过在探测器环中心放置实心线源、棒源或者注射示踪剂的圆柱假体或圆环假体进行数据采集后，再使用迭代计算的方法进行时间校正(参见WilliansJ.Automatedcoincidencetimingcalibrationforapetscanner,UnitedStatesPatent5272344,Dec.,1993)(XiaoliLi,Burr,K.C,Gin-ChungWang,HuiniDu,etc.Timingcalibrationfortime-of-flightPETusingpositron-emittingisotopesandannihilationtargets,IEEENucl.Sci.Symp.Conf.Rec.,pp.1-5,2013)。当使用线源、柱源或者注射示踪剂的直径较小的圆柱假体时，其在进行时间校正时只能涉及到较少响应线，即在圆环上的部分探测器上进行了时间信息校正；而当使用直径较大的射源圆柱假体时，在获取足够多响应线上的时间分布信息的同时，由于其体积较大，大多响应线上的时间分布会变得较为扩散，其中心偏移时刻的确认存在较大的误差。另外，从系统的复杂程度角度而言，旋转棒源时间校正法中棒源的旋转需要使用额外的机械传动装置，比如用马达带动控制调整棒源的位置，实现精准调控，在机械部件的设计和实现上有着一定难度，增加了整个PET系统的复杂度。旋转棒源时间校正法大多使用迭代算法，基础数据量大，算法复杂度高，算法复杂度为O(n2)，O(n2)为平方阶，在此指算法中的语句执行次数，n为每一个基本单元，也可理解为晶体格的个数，该迭代算法求得最终结果的运算时间较长。旋转棒源一般采用68-Ge，该放射源的半衰期是270.95天，一定时间后用户需要重新更换Ge源，直接增大了PET的运营成本。而当使用线源、柱源或注射示踪剂的直径较小的圆柱假体作为校正基础时，虽然使用的校正装置比较简单，但在校正时只能涉及到较少响应线，即圆环上部分响应线上进行了时间信息校正，并不能覆盖全视场FOV(FieldofView)内的所有响应线；而当使用直径较大的射源圆柱假体时，在获取足够多响应线上的时间分布信息的同时，由于其体积较大，大多响应线上的时间分布会变得较为扩散，加大了时间分布的半高宽，不能够精确校正视场内所有响应线的时间偏移。还有一些PET系统使用了圆环假体放在探测器环中心，但是同旋转棒源方法类似，使用了复杂的迭代算法得到最终的校正结果，采集时间虽然短，但是运算复杂度高，为O(n2)，运算时间较长。实际应用中为了提高运算速度，需要额外配备高性能计算服务器，增大了PET系统的成本。除了上述的方法，还有一种采用时间探针的方法进行时间校正，其将射源与晶体固定在一起，置于FOV正中心，以此为基准来获取其与每一个模块的时间偏差值，但是其校正单元主要为基本模块，并未精确到最小基本单元“晶体格”。而且其固定所使用的放射源为68-Ge或22-Na，68-Ge的半衰期为270天，而22-Na的2.6年，一定的时间后若想保持PET系统的性能就必须更换放射源。综上所述可知，现有技术中对PET系统进行时间校正时存在校正效果不彻底、算法复杂化、设备成本高等问题。因此，寻找一种效果优良、运算简单快捷，算法复杂度低且低成本的时间校正方法是当今PET系统所急需的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于PET系统的时间校正装置，从而解决现有技术中PET系统进行时间校正时校正效果不彻底、算法复杂化以及设备成本高的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是提供一种用于PET系统的时间校正装置，该时间校正装置包括：探测器环，所述探测器环包括若干依序排列的探测器；圆环假体，所述圆环假体位于所述探测器环内，所述圆环假体的圆心与所述探测器环的轴向及径向中心重合；探测模块，所述探测模块位于所述圆环假体内，并且所述探测模块的中心位于所述圆环假体的中心位置；数据获取模块，所述数据获取模块包括相互连接的数据采集模块和能量筛选模块，所述数据采集模块包括所述探测器和所述探测模块，所述能量筛选模块与所述数据采集模块连接并接收所述数据采集模块发送的单事件时间信息，数据符合模块，所述数据符合模块与所述能量筛选模块连接并接收所述能量筛选模块发送的单事件时间信息；时间偏移值计算模块，所述时间偏移值计算模块与所述数据符合模块连接，所述时间偏移值计算模块通过所述单事件时间信息得出所述探测器的偏移值，以及数据校正应用模块，所述数据校正应用模块用于将得到的所述偏移值应用于整个系统，从而对所述单事件时间信息进行校正。圆环假体的轴向长度不超过所述探测器环的轴向长度，所述圆环假体的外径不超过所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于PET系统的时间校正装置，其特征在于，所述时间校正装置包括：探测器环，所述探测器环包括若干依序排列的探测器；圆环假体，所述圆环假体位于所述探测器环内，所述圆环假体的圆心与所述探测器环的轴向及径向中心重合；探测模块，所述探测模块位于所述圆环假体内，并且所述探测模块的中心位于所述圆环假体的中心位置；数据获取模块，所述数据获取模块包括相互连接的数据采集模块和能量筛选模块，所述数据采集模块包括所述探测器和所述探测模块，所述能量筛选模块与所述数据采集模块连接并接收所述数据采集模块发送的单事件时间信息，数据符合模块，所述数据符合模块与所述能量筛选模块连接并接收所述能量筛选模块发送的单事件时间信息；时间偏移值计算模块，所述时间偏移值计算模块与所述数据符合模块连接，所述时间偏移值计算模块通过所述单事件时间信息得出所述探测器的偏移值，以及数据校正应用模块，所述数据校正应用模块用于将得到的所述偏移值应用于整个系统，从而对所述单事件时间信息进行校正。

【技术特征摘要】
1.一种用于PET系统的时间校正装置，其特征在于，所述时间校正装置包括：探测器环，所述探测器环包括若干依序排列的探测器；圆环假体，所述圆环假体位于所述探测器环内，所述圆环假体的圆心与所述探测器环的轴向及径向中心重合；探测模块，所述探测模块位于所述圆环假体内，并且所述探测模块的中心位于所述圆环假体的中心位置；数据获取模块，所述数据获取模块包括相互连接的数据采集模块和能量筛选模块，所述数据采集模块包括所述探测器和所述探测模块，所述能量筛选模块与所述数据采集模块连接并接收所述数据采集模块发送的单事件时间信息，数据符合模块，所述数据符合模块与所述能量筛选模块连接并接收所述能量筛选模块发送的单事件时间信息；时间偏移值计算模块，所述时间偏移值计算模块与所述数据符合模块连接，所述时间偏移值计算模块通过所述单事件时间信息得出所述探测器的偏移值，以及数据校正应用模块，所述数据校正应用模块用于将得到的所述偏移值应用于整个系统，从而对所述单事件时间信息进行校正。2.根据权利要求1所述的用于PET系统的时间校正装置，其特征在于，所述圆环假体的轴向长度不超过所述探测器环的轴向长度，所述圆环假体的外径不超过所述探测器环的内径。3.根据权利要求2所述的用于PET系统的时间校正装置，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛明，刘彤，谢庆国，
申请(专利权)人：苏州瑞派宁科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32