一种平板PET不转动情况下的有限角分子影像定位系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种平板PET不转动情况下的有限角分子影像定位系统。本实用新型专利技术将成像样本置于一对没有机械转动的平板PET的中间；一对可见光发生器发出两束可见光，通过电机同步控制两束可见光的角度，使得两束可见光的交叉点位于成像样本的表面，计算机算出交叉点的位置并存储；一对平板PET位置保持不变采集PET数据，并传输至计算机；计算机经过期望最大化算法EM和全变分最小化算法TV组合算法，克服了由于缺失角度造成的图像变形、图像噪声偏大的困难，得到PET重建图像，然后将两束可见光的交叉点融合到PET重建图像中，并以伪亮点方式显示，实现与光学信息融合，以交叉点作为参考点，从而直接显示成像样本内的目标点并直观定位目标点。

A FINITE ANGLE MOLECULAR IMAGE LOCATION SYSTEM WITH PLATE PET UNROTATION

The utility model discloses a finite angle molecular image positioning system without rotating flat PET. The utility model places the imaging sample in the middle of a pair of flat PET without mechanical rotation; a pair of visible light generators emit two visible beams, and synchronously control the angle of two visible beams through the motor, so that the intersection points of two visible beams are located on the surface of the imaging sample, and the position of the intersection points is calculated by the computer and stored; a pair of flat PET positions remain unchanged to collect PET data and transmit them. Through the combination of EM and TV, the computer overcomes the difficulties of image distortion and image noise caused by missing angle and obtains the reconstructed image of PET. Then the intersection points of two visible light beams are fused into the reconstructed image of PET, and displayed in pseudo-highlight mode to realize the fusion of optical information with the intersection points as the reconstructed image. The reference point can directly display the target points in the imaging sample and locate the target points intuitively.

【技术实现步骤摘要】
一种平板PET不转动情况下的有限角分子影像定位系统
本技术涉及医疗
，具体涉及一种平板PET不转动情况下的有限角分子影像定位系统。
技术介绍
正电子发射断层扫描成像(PositronEmissionTomography，PET)是一种非侵入性的分子医学影像技术，可以无创、定量、动态地反映活体内的新陈代谢、生化反应、功能活度与灌注水平。由于恶性肿瘤细胞的葡萄糖代谢会远高于正常组织细胞，因此PET在临床上被广泛应用于恶性肿瘤的成像诊断。随着科技的发展，肿瘤越来越成为人类生命的最大威胁。外科手术是治疗肿瘤的最古老最有效的方法之一。肿瘤一般位于身体内，因此在手术前和手术中对肿瘤定位有很大的意义。随着PET在应用中的不断深入，临床诊疗与基础研究对PET仪器的认识和接受度逐渐提高，同时也对PET仪器的性能和功能提出了新的需求，促使PET仪器的研究人员发展新的方法和技术，从系统设计、硬件装置和图像重建等多个环节推动仪器的更新换代。从系统设计的角度出发，研究人员提出了各种新型结构的PET成像系统。其中，采用一对平板探测器的PET成像系统，由于其结构简洁，工程上易于高性价实现，兼有开放性和可调节性，一直受到研究人员的关注。区别于传统上采用多个探测器的环形PET，平板PET只采用了一对平板探测器即构成了整个系统。开放式的可调式的平板PET可用于实时引导立体定向活检，提高活检取样的准确性；在肿瘤的外科切除手术或实时引导放疗中，开放式的PET结构可使得治疗和成像可以同步进行，可实时检测与定位残余病灶，对治疗进行引导，提高手术的根治效果。对于平板PET，两个平板转动，可采集到180度的完备数据进行图像重建。目前病人只能在手术前在PET机器进行PET肿瘤影像学成像检查，在病人上手术床时，以及手术进行中，病人体位、组织脏器、肿瘤的存在与位置(残余肿瘤)都有大的改变，如何在手术中进行肿瘤(残余肿瘤)的快速的PET成像与定位，目前尚没有解决方案和技术。
技术实现思路
为了解决现有术中PET定位过程中定位不精确及目标点位置发生变化的问题，本技术提出了一种平板PET有限角分子影像定位系统，平板PET不需转动，即可实现对分子影像中的目标点的快速影像成像与实时定位。本技术的平板PET不转动情况下的有限角分子影像定位系统包括：成像床、成像支架、一对平板PET、可见光源、电机和计算机；其中，成像样本位于成像床上；一对平板PET相对，并且没有机械转动，安装在成像支架上，成像样本位于一对平板PET的中间，并且平板PET的采集角度≥90°；一对平板PET连接至计算机；可见光源包括一对可见光发生器，连接至电机；一对可见光发生器和电机分别连接至计算机；一对可见光发生器发出的两束可见光的交叉点位于成像样本的表面。成像支架包括移动架和连接臂；其中，移动架能够移动，在移动架上固定连接臂，在连接臂的两端分别固定安装一对相对的平板PET。连接臂采用C型臂。可见光发生器采用激光笔。本技术的优点：本技术将成像样本置于一对没有机械转动的平板PET的中间，并且平板PET的采集角度≥90°；一对可见光发生器发出两束可见光，通过电机同步控制两束可见光的角度，使得两束可见光的交叉点位于成像样本的表面，计算机算出交叉点的位置并存储；一对平板PET位置保持不变采集PET数据，并传输至计算机；计算机经过期望最大化算法EM和全变分最小化算法TV组合算法，得到PET重建图像，然后将两束可见光的交叉点融合到PET重建图像中，并以伪亮点方式显示，实现与光学信息融合，以交叉点作为参考点，从而直接显示成像样本内的目标点并直观定位目标点。附图说明图1为本技术的平板PET有限角分子影像定位系统的一个实施例的示意图；图2为本技术的平板PET有限角分子影像定位系统的成像原理图；图3为本技术的平板PET有限角分子影像定位系统的一个实施例的一对平板PET的示意图。具体实施方式下面结合附图，通过具体实施例，进一步阐述本技术。如图1所示，本实施例的平板PET有限角分子影像定位系统包括：成像床1、成像支架、一对平板PET(5和6)、可见光源、电机和计算机；其中，成像样本位于成像床1上；一对平板PET(5和6)相对，并且没有机械转动，安装在成像支架上，成像支架包括移动架2和连接臂3，连接臂3采用C型臂，成像样本位于一对平板PET的中间，并且平板PET的采集角度≥90°，以一对平板PET的旋转中心4为坐标原点建立xyz坐标系；一对平板PET连接至计算机。如图2所示，可见光源包括一对可见光发生器7，连接至电机；一对可见光发生器7和电机分别连接至计算机；一对可见光发生器7发出两束可见光，通过电机同步控制两束可见光的角度，使得两束可见光的交叉点10位于成像样本的表面，此时一对可见光发生器的倾斜角度传输至计算机，计算机算出交叉点的位置并存储；一对平板PET采集PET数据，并传输至计算机；计算机预处理后，经过期望最大化算法EM和全变分最小化算法TV组合算法，得到PET重建图像；计算机将两束可见光的交叉点融合到PET重建图像中，并以伪亮点方式显示，实现与光学信息融合，以交叉点10作为参考点，从而直接显示成像样本内的目标点8并直观定位目标点8。在本实施例中，可见光发生器采用激光笔。如图3所示，平板PET的厚度H＝15cm，长度L＝30cm，宽度W＝40cm，距离D≤40cm。本实施例的平板PET不转动情况下的有限角分子影像定位方法，包括以下步骤：1)将成像样本放置于成像床上，一对平板PET相对，并且没有机械转动，分别位于成像样本的垂直方向的上下，调节一对平板PET之间的距离，距离D≤40cm，使得平板PET的采集角度≥90°，计算机计算得到一对平板PET的旋转中心坐标。2)计算机算出交叉点的位置：a)一对可见光发生器发出两束可见光，通过电机同步控制两束可见光的角度，两束可见光的交叉点始终沿垂直方向即y轴移动，使得两束可见光的交叉点位于成像样本的表面；b)确认此时一对可见光发生器，并将一对可见光发生器的倾斜角度传输至计算机；c)计算机根据可见光发生器的倾斜角度算出交叉点的位置，并存储交叉点的位置。3)一对平板PETT位置保持不变采集PET数据，并传输至计算机。4)计算机对PET数据进行预处理。5)计算机对预处理后的PET数据进行迭代两次的期望最大化算法EM，得到重建图像。6)计算机对重建图像进行全变分最小化算法TV，对图像平滑和去噪。7)重复步骤5)和6)，图像质量不断改善，直至满足预定的图像条件或达到预定的迭代步骤为止，得到PET重建图像。8)计算机将两束可见光的交叉点融合到PET重建图像中，并以伪亮点方式显示，实现与光学信息融合。9)以交叉点作为参考点，从而直接显示成像样本内的目标点并直观定位目标点，并且确定目标点关于平板PET的旋转中心坐标的绝对坐标位置。在步骤5)中，EM在对完备投影数据或小缺失角情况下进行图像重建时，迭代重建的效果比较好，但是将EM用于大缺失角情况下时，若迭代次数多，重建图像有严重的高频噪声伪影，迭代次数少，重建图像则有严重的形变，这样的图像已经不能用于实际应用。在步骤6)中，TV应用于图像去噪，并且在去噪的同时能很好的保留边缘信息。本技术将TV与E本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种平板PET不转动情况下的有限角分子影像定位系统，其特征在于，所述定位系统包括：成像床、成像支架、一对平板PET、可见光源、电机和计算机；其中，成像样本位于成像床上；所述一对平板PET相对，并且没有机械转动，安装在成像支架上，成像样本位于一对平板PET的中间，并且平板PET的采集角度≥90°；所述一对平板PET连接至计算机；所述可见光源包括一对可见光发生器，连接至电机；所述一对可见光发生器和电机分别连接至计算机；一对可见光发生器发出的两束可见光的交叉点位于成像样本的表面。

【技术特征摘要】
1.一种平板PET不转动情况下的有限角分子影像定位系统，其特征在于，所述定位系统包括：成像床、成像支架、一对平板PET、可见光源、电机和计算机；其中，成像样本位于成像床上；所述一对平板PET相对，并且没有机械转动，安装在成像支架上，成像样本位于一对平板PET的中间，并且平板PET的采集角度≥90°；所述一对平板PET连接至计算机；所述可见光源包括一对可见光发生器，连接至电机；所述一对可见光发生...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘力，曾海宁，张占军，赵明，王婷，
申请(专利权)人：北京锐视康科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11