一种基于低秩约束的PET时间校正方法技术

本发明专利技术公开了一种基于低秩约束的PET时间校正方法，包括：(1)探测器采集来自于放射源的符合事件；(2)建立时间校正系统模型；(3)加入低秩约束；(4)使用ADMM算法求解得到晶体补偿值。本发明专利技术通过在PET时间校正线性模型的基础上加入低秩约束，提高了对大噪声的鲁棒性，同时再解决问题时采用稀疏最小二乘的方式，可以解决因为大量数据所带来的计算时间问题。同时，本发明专利技术使PET系统能够获得更好的时间分辨率，从而利用TOF信息获取更好的空间分辨率，使PET系统能够在医学成像中提供更为准确的信息，为临床诊断提供更好的帮助。

A Time Correction Method for PET Based on Low Rank Constraints

The invention discloses a PET time correction method based on low rank constraints, which includes: (1) the detector collects coincidence events from the radiation source; (2) establishing a time correction system model; (3) adding low rank constraints; (4) using ADMM algorithm to obtain the crystal compensation value. The method improves the robustness to large noise by adding low rank constraint on the basis of the linear model of PET time correction, and adopts the sparse least square method to solve the problem, which can solve the problem of computing time caused by a large amount of data. At the same time, the invention enables the PET system to obtain better time resolution, thereby using TOF information to obtain better spatial resolution, so that the PET system can provide more accurate information in medical imaging and provide better help for clinical diagnosis.

【技术实现步骤摘要】
一种基于低秩约束的PET时间校正方法
本专利技术属于PET成像
，具体涉及一种基于低秩约束的PET时间校正方法。
技术介绍
正电子发射断层成像(Positronemissiontomography，PET)，是一种基于核物理学和分子生物学的医学影像技术，它能够从分子层面上观察细胞的新陈代谢活动，为早期疾病尤其是肿瘤的检测和预防提供了有效依据。PET本质上是对病人体内药物的浓度分布进行成像，被注射入病人体内的放射性同位核素标记药物通过血液进入循环系统，这些物质在人体内各组织器官中将形成一定的浓度分布。由于放射性同位核素的半衰期较短，且极其不稳定，将很快发生衰变，衰变过程中所释放的正电子与附近的自由电子发生湮灭反应，产生一对方向几乎相反、能量相等，能量大小为511kev的伽玛光子对。这些光子对被PET系统中的探测器环接收，生成记录有光子能量，探测时间，计数率和探测器编号等相关信息，这些信息以Listmode的形式储存在文件当中，并最终转化为Sinogram的形式，用于最终的图像数据重建。为了实现更精确的诊断，医学领域对PET的性能提出了更进一步的要求。随着现代技术不断提升，TOF(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于低秩约束的PET时间校正方法，包括如下步骤：(1)采集放射源为点源或旋转线源两种情况下PET探测系统所得到的符合事件，对于任一符合事件，记录探测器中探测到该事件的一对晶体的探测时间，进而解析出系统关于晶体对探测时差的FWHM图；(2)建立PET探测系统的时间校正模型如下：

【技术特征摘要】
1.一种基于低秩约束的PET时间校正方法，包括如下步骤：(1)采集放射源为点源或旋转线源两种情况下PET探测系统所得到的符合事件，对于任一符合事件，记录探测器中探测到该事件的一对晶体的探测时间，进而解析出系统关于晶体对探测时差的FWHM图；(2)建立PET探测系统的时间校正模型如下：其中：x为晶体时间补偿向量，其维度为n，n为探测器中的晶体数量，x中每个元素值即对应各晶体的时间补偿值；b为晶体对探测时差向量，其维度为m，m为符合事件的数量，b中每个元素值即对应各符合事件的晶体对探测时间差；A为m×n大小的系统矩阵，||||2表示2范数；(3)使上述时间校正模型加入低秩约束，得到PET时间校正的目标函数如下，进而对该目标函数进行优化求解得到晶体时间补偿向量x；其中：X为晶体时间补偿矩阵，||||*表示核范数，μ为设定的权重系数；(4)根据求得的晶体时间补偿向量x，对每一晶体的探测时间进行补偿，从而得到校正后的晶体对探测时差向量b，并将其以FWHM图的形式展示。2.根据权利要求1所述的PET时间校正方法，其特征在于：所述系统矩阵A中的元素值为-1、0或1，且每一行即对应一个符合事件，每一列即对应一个晶体，一行中只有两个元素值分别为-1和1，其余元素...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘华锋，陈怀，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33