【技术实现步骤摘要】
本申请涉及信号处理，具体涉及一种康普顿锥获取方法、装置、系统、设备及存储介质。
技术介绍
1、在实际pet(positron emission tomography，正电子发射计算机断层成像)系统中，正电子湮灭产生的一对方向相反的γ光子在入射到探测器前，会穿过不同的介质(如人体组织或闪烁晶体)，且有一定概率与介质发生相互作用，其中包括康普顿散射和光电效应，导致获取的符合事件不是真符合事件，会影响图像重建的效果。以康普顿散射为例，包括发生在pet轴向fov(field of view，视场角或视野)的康普顿散射，也包括发生在闪烁晶体内部的康普顿散射，若在pet轴向fov(field of view，视场角)中发生康普顿散射，伽马光子会损失部分能量并改变飞行方向，最终入射到探测器的位置也发生偏移，此时探测器通过该对γ光子的实际入射位置将获得一条错误的湮灭事件响应线，以上探测到的事件一般被称为散射符合事件，简称散射事件。散射事件会导致系统对响应线的位置判断产生偏差，如图1所示(本申请中的示意图均为同一环晶体构成的lor(line of response，响应线)，即直层)，图1中s为放射源的位置，k为康普顿散射发生的位置，a、b为两个伽马光子入射晶体的位置，虚线段ab是实际测得的错误的响应线，c是其中一个伽马光子在fov中未发生康普顿散射时应该入射晶体的位置，线段ac是需要的响应线。在pet数据采集中，散射事件占比在10％以上，在3d或全身扫描时会更高，其对图像质量的影响也更严重。散射事件会降低图像分辨率和对比度，影响图像质量。所以有
2、现阶段甄别散射事件主要采用能窗法，即选用一个有着最低和最高阈值的能量窗对每个闪烁脉冲事件进行判断，将不符合能量窗阈值的事件滤除。能窗法基于光子经过康普顿散射后会损失部分能量，故通过设置能窗限制进入系统的低能光子，达到去除散射的目的。然而，有些光子只在闪烁晶体中发生康普顿散射，导致其能量减少，但未在fov中发生散射，所以其仍能提供准确的lor信息，这类事件称为低能真事件。能窗法虽然能很好地过滤散射事件，但同时会过滤低能真事件，导致采样数据的浪费，且会影响图像重建的精准度。再者，通常的临床pet系统采取的符合策略是：将数据先通过能窗、再通过符合时间窗进行符合，若符合时间窗内有多个数据(比如3个以上数据)，则因无法找到哪两个数据来自同一湮灭事件而全部丢弃。上述对低能事件一刀切的做法，可能会将低能真事件舍弃，无法进行数据的有效利用，极大的损失了pet系统的灵敏度，降低图像重建质量。
3、为了避免低能真事件数据的舍弃，可以获取康普顿锥，继而借助康普顿锥甄别真事件。
4、鉴于此，亟需提供一种康普顿锥获取方法、装置、系统、设备及存储介质，以有效提高符合事件甄别的准确度。
5、
技术介绍
部分的内容仅仅是公开专利技术人所知晓的技术，并不视为代表本领域的现有技术。
技术实现思路
1、本申请旨在提供一种康普顿锥获取方法、装置、系统、设备及存储介质，以解决现有技术中存在的至少一种问题。
2、根据本申请的第一方面，提供一种基于晶体间散射的康普顿锥获取方法，所述基于晶体间散射的康普顿锥获取方法包括：获取探测数据，所述探测数据包括位置信息、时间信息；基于获取的探测数据，筛选出对应康普顿锥的用于符合的一组或两组探测数据；基于发生晶体间散射的散射光子的散射角和散射光子的飞行方向确定康普顿锥；所述散射光子的散射角和散射光子的飞行方向基于筛选出的一组或两组探测数据确定。
3、在一些实施例中，获取探测数据包括：获取闪烁脉冲信号；对所述闪烁脉冲信号进行采样获取所述探测数据，所述探测数据包括时间-幅值对。
4、在一些实施例中，所述闪烁脉冲信号基于探测模块获取，所述探测数据的位置信息包括获取探测数据的探测模块的ip地址编码及闪烁晶体阵列中各闪烁晶体的ch地址编码。
5、在一些实施例中，通过多电压阈值采样方法或者adc采样方法进行采样。
6、在一些实施例中，基于获取的探测数据，筛选出对应康普顿锥的用于符合的一组或两组探测数据，包括：设定符合时间窗，利用符合时间窗对探测数据进行筛选，获取位于若干符合时间窗内的探测数据；基于探测数据的位置信息对位于同一符合时间窗内的探测数据进行筛选，获取符合位置要求的探测数据；筛选出符合时间窗内的探测数据，在符合时间窗内仅包括两组探测数据；设定能窗，基于两组探测数据各自对应的能量和与能窗的上限能量阈值的关系，筛选出同一符合时间窗内对应的能量和不超过上限能量阈值的两组探测数据；对筛选出的符合时间窗内的两组探测数据进行分析，判断各组探测数据是否对应康普顿锥。
7、在一些实施例中，符合时间窗根据先验信息确定。
8、在一些实施例中，基于探测数据的位置信息对位于同一符合时间窗内的探测数据进行筛选，包括：筛选属于同一探测模块的ip地址编码的一组探测数据，并基于闪烁晶体的ch地址编码将该组探测数据划分为若干探测数据子集。
9、在一些实施例中，符合时间窗内仅包括两组探测数据，其中，两组探测数据位于同一符合时间窗内且仅对应两个探测模块的ip地址编码。
10、在一些实施例中，能窗基于先验信息确定。
11、在一些实施例中，设定能窗，基于两组探测数据各自对应的能量和与能窗的上限能量阈值的关系，筛选出同一符合时间窗内对应的能量和不超过上限能量阈值的两组探测数据，包括：对同一符合时间窗内的两组探测数据，基于两组探测数据各自对应的能量和与能窗的上限能量阈值的关系进行筛选：若两组探测数据中至少有一组对应的能量和超过上限能量阈值，则舍掉该符合时间窗；若两组探测数据各自对应的能量和均不超过上限能量阈值，则保留该符合时间窗。
12、在一些实施例中，每组探测数据对应的能量和为该组探测数据包括的各探测数据子集对应的沉积能量之和，各探测数据子集对应的沉积能量基于对脉冲波形进行积分获取，所述脉冲波形利用各探测数据子集拟合获取；所述探测数据子集为对应于一个探测模块中的一个闪烁晶体的ch地址编码的数据集合。
13、在一些实施例中，对筛选出的符合时间窗内的两组探测数据进行分析，判断各组探测数据是否对应康普顿锥，包括：基于两组探测数据各自对应的探测数据子集的数量判断各组探测数据是否对应康普顿锥；所述探测数据子集为对应于一个探测模块中的一个闪烁晶体的ch地址编码的数据集合。
14、在一些实施例中，基于两组探测数据各自对应的探测数据子集的数量判断各组探测数据是否对应康普顿锥，包括：若其中一组探测数据包括两个以上探测数据子集，则该组探测数据对应康普顿锥；若其中一组探测数据仅包括一个探测数据子集，则该组探测数据不对应康普顿锥。
15、在一些实施例中，所述康普顿锥为以散射光子的飞行方向为旋转轴，以散射光子的散射角为旋转角的圆锥，圆锥的母线方向为入射光子的方向。
16、在一本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种康普顿锥获取方法，其特征在于，所述康普顿锥获取方法包括：
2.根据权利要求1所述的康普顿锥获取方法，其特征在于，获取探测数据包括：
3.根据权利要求2所述的康普顿锥获取方法，其特征在于，所述闪烁脉冲信号基于探测模块获取，所述探测数据的位置信息包括获取探测数据的探测模块的IP地址编码及闪烁晶体阵列中各闪烁晶体的CH地址编码。
4.根据权利要求2所述的康普顿锥获取方法，其特征在于，通过多电压阈值采样方法或者ADC采样方法进行采样。
5.根据权利要求1所述的康普顿锥获取方法，其特征在于，基于获取的探测数据，筛选出对应康普顿锥的用于符合的一组或两组探测数据，包括：
6.根据权利要求5所述的康普顿锥获取方法，其特征在于，符合时间窗根据先验信息确定。
7.根据权利要求5所述的康普顿锥获取方法，其特征在于，基于探测数据的位置信息对位于同一符合时间窗内的探测数据进行筛选，包括：筛选属于同一探测模块的IP地址编码的一组探测数据，并基于闪烁晶体的CH地址编码将该组探测数据划分为若干探测数据子集。
8.根据权利
9.根据权利要求5所述的康普顿锥获取方法，其特征在于，能窗基于先验信息确定。
10.根据权利要求5或9所述的康普顿锥获取方法，其特征在于，设定能窗，基于两组探测数据各自对应的能量和与能窗的上限能量阈值的关系，筛选出同一符合时间窗内对应的能量和不超过上限能量阈值的两组探测数据，包括：
11.根据权利要求10所述的康普顿锥获取方法，其特征在于，每组探测数据对应的能量和为该组探测数据包括的各探测数据子集对应的沉积能量之和，各探测数据子集对应的沉积能量基于对脉冲波形进行积分获取，所述脉冲波形利用各探测数据子集拟合获取；所述探测数据子集为对应于一个探测模块中的一个闪烁晶体的CH地址编码的数据集合。
12.根据权利要求5所述的康普顿锥获取方法，其特征在于，对筛选出的符合时间窗内的两组探测数据进行分析，判断各组探测数据是否对应康普顿锥，包括：
13.根据权利要求12所述的康普顿锥获取方法，其特征在于，基于两组探测数据各自对应的探测数据子集的数量判断各组探测数据是否对应康普顿锥，包括：
14.根据权利要求1所述的康普顿锥获取方法，其特征在于，所述康普顿锥为以散射光子的飞行方向为旋转轴，以散射光子的散射角为旋转角的圆锥，圆锥的母线方向为入射光子的方向。
15.根据权利要求14所述的康普顿锥获取方法，其特征在于，
16.根据权利要求15所述的康普顿锥获取方法，其特征在于，基于对应康普顿锥的各组探测数据获取散射光子发生散射时对应的沉积能量，包括：
17.根据权利要求16所述的康普顿锥获取方法，其特征在于，统计每组探测数据包括的各探测数据子集对应的沉积能量之和，包括：
18.根据权利要求15所述的康普顿锥获取方法，其特征在于，获取散射角的公式如下：
19.根据权利要求14所述的康普顿锥获取方法，其特征在于，散射光子的飞行方向基于发生晶体间散射时对应的第一次发生能量沉积位置和散射光子第二次发生能量沉积位置确定，所述散射光子第一次发生能量沉积位置和散射光子第二次发生能量沉积位置的连线方向为散射光子的飞行方向。
20.根据权利要求19所述的康普顿锥获取方法，其特征在于，
21.根据权利要求20所述的康普顿锥获取方法，其特征在于，所述能量沉积位置基于对应康普顿锥的各组探测数据包括的位置信息及对应康普顿锥的各组探测数据对应的反应深度信息获取。
22.根据权利要求21所述的康普顿锥获取方法，其特征在于，反应深度为散射光子沉积至闪烁晶体的深度；基于对应康普顿锥的各组探测数据包括的位置信息其及探测数据对应的反应深度信息获取，包括：
23.根据权利要求22所述的康普顿锥获取方法，其特征在于，
24.一种康普顿锥获取装置，其特征在于，包括：
25.一种数字化系统，其特征在于，包括如权利要求24所述的康普顿锥获取装置。
26.一种数字化设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至23中任一项所述的康普顿锥获取方法的步骤。
27.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要...
【技术特征摘要】
1.一种康普顿锥获取方法，其特征在于，所述康普顿锥获取方法包括：
2.根据权利要求1所述的康普顿锥获取方法，其特征在于，获取探测数据包括：
3.根据权利要求2所述的康普顿锥获取方法，其特征在于，所述闪烁脉冲信号基于探测模块获取，所述探测数据的位置信息包括获取探测数据的探测模块的ip地址编码及闪烁晶体阵列中各闪烁晶体的ch地址编码。
4.根据权利要求2所述的康普顿锥获取方法，其特征在于，通过多电压阈值采样方法或者adc采样方法进行采样。
5.根据权利要求1所述的康普顿锥获取方法，其特征在于，基于获取的探测数据，筛选出对应康普顿锥的用于符合的一组或两组探测数据，包括：
6.根据权利要求5所述的康普顿锥获取方法，其特征在于，符合时间窗根据先验信息确定。
7.根据权利要求5所述的康普顿锥获取方法，其特征在于，基于探测数据的位置信息对位于同一符合时间窗内的探测数据进行筛选，包括：筛选属于同一探测模块的ip地址编码的一组探测数据，并基于闪烁晶体的ch地址编码将该组探测数据划分为若干探测数据子集。
8.根据权利要求5所述的康普顿锥获取方法，其特征在于，符合时间窗内仅包括两组探测数据，其中，两组探测数据位于同一符合时间窗内且仅对应两个探测模块的ip地址编码。
9.根据权利要求5所述的康普顿锥获取方法，其特征在于，能窗基于先验信息确定。
10.根据权利要求5或9所述的康普顿锥获取方法，其特征在于，设定能窗，基于两组探测数据各自对应的能量和与能窗的上限能量阈值的关系，筛选出同一符合时间窗内对应的能量和不超过上限能量阈值的两组探测数据，包括：
11.根据权利要求10所述的康普顿锥获取方法，其特征在于，每组探测数据对应的能量和为该组探测数据包括的各探测数据子集对应的沉积能量之和，各探测数据子集对应的沉积能量基于对脉冲波形进行积分获取，所述脉冲波形利用各探测数据子集拟合获取；所述探测数据子集为对应于一个探测模块中的一个闪烁晶体的ch地址编码的数据集合。
12.根据权利要求5所述的康普顿锥获取方法，其特征在于，对筛选出的符合时间窗内的两组探测数据进行分析，判断各组探测数据是否对应康普顿锥，包括：
13.根据权利要求12所述的康普顿锥获取方法，其特征在于，基于两组探测数据各自...
【专利技术属性】
技术研发人员：王卓，胡俊鹏，刘雨晴，肖鹏，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：
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