PET图像校正方法方法、装置、计算机设备和存储介质制造方法及图纸

本申请涉及一种PET图像校正方法、装置、计算机设备和存储介质。所述方法包括：对预设放射性核素进行衰变和湮灭模拟，并调整预设数量的光子的初始能量及方向；基于蒙特卡洛模拟方法模拟所述光子的输运过程；统计模拟过程中探测器接收到的假符合事件光子对的数量；基于所述假符合事件光子对的数量对原始PET图像进行校正。上述PET图像校正方法、装置、计算机设备和存储介质，通过对蒙特卡洛散射校正算法做出细微的修改，利用统计规律，规避了对瞬发伽马数或比例增加的放射性核素进行校正时蒙特卡洛模拟的复杂性，优化了算法结构，提高了算法效率，且使得算法耗时完全可控，相对应的提高了产品计算的稳定性。

PET Image Correction Method, Device, Computer Equipment and Storage Media

【技术实现步骤摘要】
PET图像校正方法方法、装置、计算机设备和存储介质
本申请涉及医疗器械
，特别是涉及一种PET图像校正方法、装置、计算机设备和存储介质。
技术介绍
正电子发射计算机断层扫描(PositronEmissionTomography，PET)是一种利用向生物体内部注入正电子放射性同位素标记的化合物，而在体外测量它们的空间分布和时间特性的三维成像无损检测技术，具有灵敏度高、准确性好、定位准确的特点。PET的工作原理为：将发射正电子的放射性核素标记到能够参与人体组织血流或代谢过程的化合物上，将标有带正电子化合物的放射性核素注射到受检者体内，让受检者在PET的有效视野范围内进行PET显像。在PET扫描过程中，放射核素发射出的正电子在体内移动大约1mm后与组织中的负电子结合发生湮灭辐射(即湮灭事件)，产生两个能量相等、方向相反的γ光子。由于两个γ光子在体内的路程不同，到达两个探测器的时间也有一定差别，如果在规定的时间窗内(例如0-15us)，位于响应线上的探头系统探测到两个互成180度(±0.25度)的光子时，构成一个符合事件，处理设备就会记录下响应的数据，原始数据通过图像重建技术，可获得所需要的图像。目前PET成像中通常使用的放射性核素是F18，但是在某些特定检测成像比如心脏灌注成像中也会使用某些特殊的放射性核素如Rb82，Y90等；这些核素在衰变湮灭过程中除了产生511KeV的光子，也会产生更高能量的光子形成假符合事件，称之为promptgamma(瞬发伽马)效应，会导致在PET图像中产生伪影，影响图像质量和量化精度；同时，光子的散射也会导致PET图像的不准确。传统的promptgamma效应校正方法包含tailfitting拟合法及蒙特卡罗模拟法等。其中，蒙特卡罗模拟法由于具有最高校正精确度而被视为promptgamma校正算法中的金标准。随着放射性核素的瞬发伽马数或比例的增加，蒙特卡罗模拟方法的统计量也会增加，计算结构会变得更加复杂，效率较低且致使临床扫描中校正时间的不可控。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种PET图像校正方法、装置、计算机设备和存储介质。一种PET图像校正方法，所述方法包括：对预设放射性核素进行衰变和湮灭模拟，模拟光子初始分布，并调整预设数量的光子的初始能量及方向；基于蒙特卡洛模拟方法模拟所述光子的输运过程；统计模拟过程中探测器接收到的假符合事件光子对的数量；基于所述假符合事件光子对的数量对原始PET图像进行校正。在其中一个实施例中，所述调整预设数量的光子的初始能量及方向包括：基于所述预设放射性核素物理性质得到调整比例；基于所述调整比例调整预设数量的光子的初始能量及方向。在其中一个实施例中，所述基于所述调整比例调整预设数量的光子的初始能量及方向包括：基于所述调整比例将预设数量光子的初始能量调整为瞬发伽马射线能量，并将预设数量光子的方向调整为独立的满足各向同性分布的方向。在其中一个实施例中，所述基于所述假符合事件光子对的数量对原始PET图像进行校正包括：基于所述假符合事件光子对的数量建立假符合事件光子对的符合计数弦图；基于所述假符合事件光子对的符合计数弦图对原始PET图像进行校正。在其中一个实施例中，基于所述假符合事件光子对的符合计数弦图对原始PET图像进行校正包括：基于所述假符合事件光子对的符合计数弦图对原始PET数据进行校正；基于校正后的PET数据重建PET图像，得到校正PET图像。在其中一个实施例中，所述基于所述假符合事件光子对的符合计数弦图对原始PET数据进行校正包括：对所述假符合事件光子对的符合计数弦图进行统计缩放处理，以转化到与所述原始PET数据匹配的数量级；基于转化后的符合计数弦图对原始PET数据进行校正。在其中一个实施例中，所述基于所述假符合事件光子对的数量对原始PET图像进行校正还包括：基于所述假符合事件光子对的数量对原始PET图像进行迭代校正。一种PET图像校正装置，所述装置包括：初始化光子模块，用于对预设放射性核素进行衰变和湮灭模拟，模拟光子初始分布，并调整预设数量的光子的初始能量及方向；光子输运模拟模块，用于基于蒙特卡洛模拟方法模拟所述光子的输运过程；统计模块，用于统计模拟过程中探测器接收到的假符合事件光子对的数量；校正模块，用于基于所述假符合事件光子对的数量对原始PET图像进行校正。一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：对预设放射性核素进行衰变和湮灭模拟，模拟光子初始分布，并调整预设数量的光子的初始能量及方向；基于蒙特卡洛模拟方法模拟所述光子的输运过程；统计模拟过程中探测器接收到的假符合事件光子对的数量；基于所述假符合事件光子对的数量对原始PET图像进行校正。一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：对预设放射性核素进行衰变和湮灭模拟，模拟光子初始分布，并调整预设数量的光子的初始能量及方向；基于蒙特卡洛模拟方法模拟所述光子的输运过程；统计模拟过程中探测器接收到的假符合事件光子对的数量；基于所述假符合事件光子对的数量对原始PET图像进行校正。上述PET图像校正方法、装置、计算机设备和存储介质，通过对蒙特卡洛散射校正算法做出细微的修改，在不需要破坏蒙特卡洛散射校正中光子对的模拟结果的前提下，同时对PET成像过程中的散射效应和promptgamma效应进行校正，利用统计规律，规避了对瞬发伽马数或比例增加的放射性核素进行校正时蒙特卡洛模拟的复杂性，在保证计算正确性的同时，舍弃了对一部分复杂物理过程的蒙特卡洛模拟，优化了算法结构，提高了算法效率，且使得算法耗时完全可控，相对应的提高了产品计算的稳定性。附图说明图1为本专利技术一实施例的PET图像校正方法的流程示意图；图2为本专利技术一实施例的82Rb发射伽马射线的示意图；图3为本专利技术一实施例的82Rb发射瞬发伽马射线的示意图；图4为本专利技术另一实施例的82Rb发射瞬发伽马射线的示意图；图5为本专利技术一实施例的校正方法的流程示意图；图6为本专利技术一实施例的PET图像校正装置的结构框图；图7为本专利技术一实施例的校正模块的结构框图；图8为本专利技术一实施例的计算机设备的内部结构图。具体实施方式为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。目前PET成像中通常使用的放射性核素是F18，但是在某些特定检测成像比如心脏灌注成像中也会使用某些特殊的放射性核素如Rb82，Y90等；这些核素在衰变湮灭过程中除了产生511KeV的光子，也会产生更高能量的光子形成假符合事件，称之为promptgamma(瞬发伽马)效应，会导致在PET图像中产生伪影，影响图像质量和量化精度；同时，光子的散射也会导致PET图像的不准确。目前对瞬发伽马进行校正的一种方式是拟合法。假射由瞬发伽马射线引起的符合事件在弦图上具有某种特定的形状，然后通过对实际弦图中的物体外部数据的拟合近似得到其中瞬发伽马事件的分布，最后将所得瞬发伽马分布作为校正参数进入迭代重建。此方法简单快速，但精度低，且由于极其依赖对物体外部事件的拟合，常本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种PET图像校正方法，其特征在于，所述方法包括：对预设放射性核素进行衰变和湮灭模拟，模拟光子初始分布，并调整预设数量的光子的初始能量及方向；基于蒙特卡洛模拟方法模拟所述光子的输运过程；统计模拟过程中探测器接收到的假符合事件光子对的数量；基于所述假符合事件光子对的数量对原始PET图像进行校正。

【技术特征摘要】
1.一种PET图像校正方法，其特征在于，所述方法包括：对预设放射性核素进行衰变和湮灭模拟，模拟光子初始分布，并调整预设数量的光子的初始能量及方向；基于蒙特卡洛模拟方法模拟所述光子的输运过程；统计模拟过程中探测器接收到的假符合事件光子对的数量；基于所述假符合事件光子对的数量对原始PET图像进行校正。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调整预设数量的光子的初始能量及方向包括：基于所述预设放射性核素物理性质得到调整比例；基于所述调整比例调整预设数量的光子的初始能量及方向。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述调整比例调整预设数量的光子的初始能量及方向包括：基于所述调整比例将预设数量光子的初始能量调整为瞬发伽马射线能量，并将预设数量光子的方向调整为独立的满足各向同性分布的方向。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述假符合事件光子对的数量对原始PET图像进行校正包括：基于所述假符合事件光子对的数量建立假符合事件光子对的符合计数弦图；基于所述假符合事件光子对的符合计数弦图对原始PET图像进行校正。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，基于所述假符合事件光子对的符合计数弦图对原始PET图像进行校正包括：基于所述假符合事件光子对的符合计数弦图对原始PET数据进行校正；基于校正后的PET数...

【专利技术属性】
技术研发人员：何鎏春，邓子林，
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