【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及正电子发射断层摄影pet成像系统中的事件数据的处理。
技术介绍
1、pet成像系统用于借助于放射性示踪剂研究解剖结构内的生物过程。放射性示踪剂通常连接到诸如葡萄糖或配体的分子上，并且被注射到对象的血流中。血流使放射性示踪剂在解剖结构内循环，并且放射性示踪剂在某些区域中优先被吸收或“摄取”，这取决于该区域的生物功能并且取决于附接分子。然后使用pet成像系统生成表示解剖结构内的放射性示踪剂的空间分布的pet图像。临床医师可以研究这样的图像以便对对象进行诊断。
2、放射性示踪剂在解剖结构内的空间分布通过探测由放射性示踪剂在其衰变时发射的伽马量子来确定。当放射性示踪剂衰变时，它发射正电子。正电子被电子局部湮没，导致成对的相反方向的伽马量子的同时发射。每对伽马量子的发射可以被称为放射性衰变事件，或简称为“事件”。
3、为了探测伽马量子，pet成像系统包括多个探测器元件。探测器元件被布置在成像系统的膛周围，以便探测从膛内的对象的部分发射的伽马量子。探测器元件包括耦合到光电探测器阵列的闪烁体阵列。每当由探测器元件接收到伽玛量子时，在闪烁体阵列中生成闪烁光，并且闪烁光由其对应的光电探测器阵列探测。接收到的伽马光子的探测时间(通常被称为“时间戳”)和/或响应于接收到的伽马量子而在闪烁体阵列中生成的光分布被称为放射性衰变事件数据，或者简称为“事件数据”。由探测器元件生成的事件数据被处理，以便定位膛内的每个事件的起点。
4、处理事件数据可以涉及分析由光电探测器阵列响应于每个接收到的伽马量子而探测到的闪烁光
5、处理事件数据还可以涉及比较接收到的伽玛光子的探测时间，以便识别在彼此的预定时间间隔内接收到的伽玛量子对；称为“符合搜索”的过程。在符合搜索中，假设在由膛径和伽马光子的行进速度限定的彼此的预定时间间隔内接收的伽马量子对源自共同的放射性衰变事件。这样的伽马量子对被称为“符合对”，并且在探测器上探测到它们的位置之间定义响应线或“lor”。在该假设下，lor截获衰减事件的起点，但是其沿着lor的位置是不确定的。在所谓的飞行时间“tof”pet成像中，可以基于每个符合对中的伽马量子的探测时间之间的时间差来确定沿着lor的实际衰减事件的更准确的位置。来自多个衰变事件的lor用于重建表示对象中的放射性示踪剂的分布的pet图像。
6、鉴于需要确定针对个体伽玛量子的事件数据以及伽玛量子被接收的速率，pet成像系统中的事件数据的处理是极其密集的。所得pet图像的图像质量部分地由可以确定每个符合对的起点的准确度和速率来确定。因此，在pet成像系统中，符合搜索和聚类的操作通常由公共的中央处理器执行。
7、bruschini,c.等人的标题为“spadnet:a fully digital,scalable,andnetworked photonic component for time-of-flight pet applications”(在biophotonics:photonic solutions for better health care iv中发表，由jürgenpopp,valery v.tuchin,dennis l.matthews,francesco s.pavone编辑，proc.of spievol.9129,912913)的文献公开了一种传感器瓦片(tile)，所述传感器瓦片在其背面接口连接到基于fpga的pcb的。所得到的光子模块充当自主感测和计算单元，单独地探测伽马光子以及热事件和康普顿事件。它实时确定每个闪烁事件的基本信息(诸如确切的到达时间、位置和能量)，并将它传送给其在视场中的对等方。因此，符合探测以不同且分布的方式直接发生在环本身中，以确保可扩展性。然后由探听器模块收集所选择的真实符合事件，从探听器模块使用千兆位以太网将它们传输到外部重建计算机。
8、然而，仍然存在提供用于处理pet成像系统中的事件数据的改进的处理架构的空间。
技术实现思路
1、根据本公开的一个方面，提供了一种pet成像系统。所述pet成像系统包括：膛，其用于接收对象，所述膛包括轴线；多个探测器元件；以及多个计算元件。每个探测器元件包括耦合到光电探测器阵列的闪烁体阵列，并且被配置为响应于接收到的伽马量子而生成事件数据。所述事件数据表示所述接收到的伽马量子的探测时间和/或响应于所述接收到的伽马量子而在所述闪烁体阵列中生成的光分布。每个计算元件包括所述探测器元件中的一个或多个。所述计算元件围绕所述膛的所述轴线布置，使得所述探测器元件响应于从所述膛内接收的伽马量子而生成所述事件数据。每个计算元件包括在围绕所述膛的周向方向上将所述计算元件耦合到相邻计算元件的第一通信路径和在所述周向方向上将所述计算元件耦合到非相邻计算元件的第二通信路径。每个计算元件包括处理器，所述处理器被配置为接收由其一个或多个探测器元件生成的所述事件数据，并且分别经由其第一通信路径和经由其第二通信路径将所述事件数据传送到其相邻计算元件的所述处理器和其非相邻计算元件的所述处理器。
2、根据参考附图对示例的以下描述，本公开的其他方面、特征和优点将变得显而易见。
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1.一种正电子发射断层摄影成像系统(100)，包括：
2.根据权利要求1所述的正电子发射断层摄影成像系统，其中，所述计算元件(1401..j、1401..j,1..q)被分组以限定多个模块元件(180p,q)；
3.根据权利要求2所述的正电子发射断层摄影成像系统，其中，所述模块元件(180p,q)围绕所述膛(110)的所述轴线(120)布置；
4.根据权利要求2或权利要求3所述的正电子发射断层摄影成像系统，其中，每个模块元件(180p,q)还被配置为提供以下中的至少一项：
5.根据任一前述权利要求所述的正电子发射断层摄影成像系统，其中，所述计算元件(1401..j,1..q)以多个环(2301..q)布置；
6.根据任一前述权利要求所述的正电子发射断层摄影成像系统，其中，每个计算元件(1401..j、1401..j,1..q)的所述处理器还被配置为：
7.根据权利要求6所述的正电子发射断层摄影成像系统，其中，每个计算元件(1401..j、1401..j,1..q)的所述处理器被配置为通过将在所述计算元件(14
8.根据权利要求6所述的正电子发射断层摄影成像系统，其中，每个计算元件(1401..j、1401..j,1..q)的所述处理器被配置为通过以下操作来识别具有在彼此的预定时间间隔内的探测时间的接收到的伽马量子(150a、150b)的符合对：
9.根据权利要求8所述的正电子发射断层摄影成像系统，其中，每个计算元件(1401..j、1401..j,1..q)的所述处理器还被配置为：
10.根据权利要求9所述的正电子发射断层摄影成像系统，其中，每个计算元件(1401..j、1401..j,1..q)的所述处理器还被配置为将针对所述符合对的所述事件数据传送到i)计算机可读存储介质和/或ii)重建处理器(200)。
11.根据权利要求1所述的正电子发射断层摄影成像系统，其中，每个计算元件(1401..j、1401..j,1..q)的所述处理器被配置为分别经由其第一通信路径和经由其第二通信路径将由其一个或多个探测器元件(1301..i、1301..i,1..q)生成的所述事件数据发送到其相邻计算元件(1401..j、1401..j,1..q)的所述处理器和其非相邻计算元件(1401..j、1401..j,1..q)的所述处理器；并且
12.根据权利要求11所述的正电子发射断层摄影成像系统，其中，每个计算元件(1401..j、1401..j,1..q)还被配置为接收控制信号，所述控制信号用于在i)将由其一个或多个探测器元件(1301..j、1301..j,1..q)生成的所述事件数据发送到其相邻计算元件(1401..j、1401..j,1..q)的所述处理器和其非相邻计算元件(1401..j、1401..j,1..q)的所述处理器与ii)从其相邻计算元件(1401..j、1401..j,1..q)的所述处理器和从其非相邻计算元件(1401..j、1401..j,1..q)的所述处理器接收事件数据之间切换每个计算元件(1401..j、1401..j,1..q)的操作。
13.根据任一前述权利要求所述的正电子发射断层摄影成像系统，其中，每个探测器元件(1301..i、1301..i,1..q)和/或每个计算元件(1401..j、1401..j,1..q)包括用于存储所述事件数据的缓存。
14.根据权利要求1或权利要求2所述的正电子发射断层摄影成像系统，其中，每个计算元件(1401..j)或每个模块元件(180p,q)包括用于确定由所述探测器元件(1301..i)接收的伽马量子(150a、150b)的探测时间的参考时钟单元(240p,q)；
15.根据权利要求14所述的正电子发射断层摄影成像系统，其中，所述参考时钟单元(240p,q)围绕所述膛(110)的所述轴线(120)分布，并且由其控制输入部(270p,q)和其可重新配置互连部(280)选择性地控制，使得：
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种正电子发射断层摄影成像系统(100)，包括：
2.根据权利要求1所述的正电子发射断层摄影成像系统，其中，所述计算元件(1401..j、1401..j,1..q)被分组以限定多个模块元件(180p,q)；
3.根据权利要求2所述的正电子发射断层摄影成像系统，其中，所述模块元件(180p,q)围绕所述膛(110)的所述轴线(120)布置；
4.根据权利要求2或权利要求3所述的正电子发射断层摄影成像系统，其中，每个模块元件(180p,q)还被配置为提供以下中的至少一项：
5.根据任一前述权利要求所述的正电子发射断层摄影成像系统，其中，所述计算元件(1401..j,1..q)以多个环(2301..q)布置；
6.根据任一前述权利要求所述的正电子发射断层摄影成像系统，其中，每个计算元件(1401..j、1401..j,1..q)的所述处理器还被配置为：
7.根据权利要求6所述的正电子发射断层摄影成像系统，其中，每个计算元件(1401..j、1401..j,1..q)的所述处理器被配置为通过将在所述计算元件(1401..j、1401..j,1..q)的探测器元件(1301..i、1301..i,1..q)的一个或多个闪烁体阵列中生成的所述光分布和/或在相邻计算元件(1401..j、1401..j,1..q)的探测器元件(1301..i、1301..i,1..q)的一个或多个闪烁体阵列中生成的所述光分布分配给公共接收的伽马量子(150a、150b)来对所述事件数据进行聚类；和/或
8.根据权利要求6所述的正电子发射断层摄影成像系统，其中，每个计算元件(1401..j、1401..j,1..q)的所述处理器被配置为通过以下操作来识别具有在彼此的预定时间间隔内的探测时间的接收到的伽马量子(150a、150b)的符合对：
9.根据权利要求8所述的正电子发射断层摄影成像系统，其中，每个计算元件(1401..j、1401..j,1..q)的所述处理器还被配置为：
10.根据权利要求9所述的正电子发射断层摄影成像系统，其中，每个计算元件(1401..j、1401..j,1..q)的所述处理器还被配置为将...
【专利技术属性】
技术研发人员：T·弗拉奇，O·米尔亨斯，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：
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