一种获取PET系统几何校正参数的方法技术方案

本发明专利技术公开了一种获取PET系统几何校正参数的方法，包括：步骤一，利用计算机软件构建出虚拟的PET系统环境；步骤二，将需测定几何校正参数的真实PET系统的相关参数输入到虚拟的PET系统环境中；步骤三，在虚拟的PET系统环境中设计特定的虚拟被测物；步骤四，在虚拟的PET系统环境中扫描所述特定的虚拟被测物，获取符合事件数据；步骤五，对符合事件数据进行差异性分析，获得几何校正参数。本发明专利技术所述方法省去了实物PET设备和被测实物模型的准备，获取几何校正参数的过程简单，经济，快捷，不受环境因素限制，从而保证了几何校正参数的准确性；另外，该方法在PET系统研制和生产的前期或后期均可实施，可加快PET系统设计、研发和生产周期。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于医学影像设备
，涉及一种获取PET系统几何校正参数的方法。
技术介绍
正电子发射型计算机断层显像(Positron Emission Tomography,简称PET)系统，是一种放射性核素示踪造影系统。通常被探测物体内含有放射性核素标记的示踪物质。放射性核素经过衰变放射出正电子。正电子与邻近的电子发生湮灭作用，产生一对飞行方向相反的511KeV伽玛(Y)光子。Y光子由一对PET探测单元在确定时间窗内采集到时，产生一个事件标记，称为符合事件。该符合事件记录了这一对PET探测单元的空间位置等信息。由此可确定在该对PET探测单元之间连线上(简称符合线)的某个位置发生了湮灭作用。PET系统通过采集足够多的符合事件数据，再经过一定的重建算法，得到放射性核素示 踪剂在被探测物体内分布的影像，即PET影像。PET的这种探测方式称为符合探测(coincidence detection)。符合事件可分为3种，分别是真符合事件(true coincidence),散射符合事件(scatter coincidence)和随机符合事件(random coincidence),其中只有真符合事件含有准确的定位信息。在实际的PET系统中，通常无法区分上述3种符合事件。此外由于诸多因素影响，采集到的符合事件数据与实际发生的正负电子湮灭事件存在一定差异，因而在重建过程中，需要将符合事件数据经过校正补偿处理，才能获得正确的PET影像。这些校正补偿处理通常有散射校正、随机校正、衰减校正、归一化校正等。其中归一化校正中包含一种称为几何校正的方法。理论上，如果探测器受到同一辐射强度的Y光子源照射，探测器各条符合线上采集到的真符合事件(true coincidence)计数应该相同。但在实际PET系统中，由于各个PET探测单元在探测器中所处的空间位置和几何结构等的不同，例如立体角、共线性等，会造成各条符合线上采集到的真符合事件计数存在统计差异。这一差异反映了几何因素造成的符合线探测效率差异。对这种符合线探测效率差异的校正称为几何校正。几何校正时所需的校正参数有时也称为几何校正因子。目前公知的获取几何校正参数的方法通常是将特别设计的、含放射性核素的被测实物模型放入需要进行几何校正的实际PET系统中扫描，获取实测符合事件数据。由于该被测实物模型的放射性核素分布是已知的，因此将实测的符合事件数据与该模型的理想符合事件数据进行差异比较分析，从而得到因探测器几何结构造成的各条符合线上真符合事件计数之间的差异因子。该差异因子即所谓的几何校正时所需的几何校正参数。由于上述公知的几何校正参数的获取方法需要建立实测环境(如需要一套可正常工作的实际PET系统，需要定制特别的被测实物模型等)，导致测定数据时操作过程繁杂，经济费用、时间和人力消耗均较大，不够灵活。此外，实测数据包含散射事件和随机事件，实际系统无法准确区分这些事件，而几何校正仅仅是针对真实符合事件数据的，因而会造成得到的几何校正参数不够准确。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种获取PET系统几何校正参数的方法，该方法获取几何校正参数的过程简单，经济，快捷，且不受环境因素限制。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案。一种获取PET系统几何校正参数的方法，包括以下步骤步骤一，利用计算机软件构建出虚拟的PET系统环境；步骤二，将被测真实PET系统的相关参数输入到虚拟的PET系统环境中；步骤三，在虚拟的PET系统环境中设计特定的虚拟被测物； 步骤四，在虚拟的PET系统环境中扫描所述特定的虚拟被测物，获取符合事件数据；步骤五，对符合事件数据进行差异性分析，获得几何校正参数。作为本专利技术的一种优选方案，步骤一中，所述计算机软件是一套基于蒙特卡罗模拟技术的计算机软件或开源的计算机软件。作为本专利技术的另一种优选方案，所述真实PET系统的相关参数包括探测器单元的几何尺寸、空间位置、基本材质、以及判断符合事件的基本策略等。作为本专利技术的再一种优选方案，所述特定的虚拟被测物为充满同一强度放射性核素物质的圆柱体。作为本专利技术的再一种优选方案，所述符合事件数据为真符合事件数据。如果Y光子被一对PET探测单元探测到之前没有发生康普顿散射、瑞利散射，则该符合事件为真符合事件。作为本专利技术的再一种优选方案，所述几何校正参数的获取过程为首先对已知形状、材质和几何尺寸的特定的虚拟被测物进行衰减校正，衰减校正后，所有由符合事件数据构成的符合线的平均值与所述符合线的计数值之比即为所述几何校正参数。作为本专利技术的再一种优选方案，所述几何校正参数的获取过程为首先对已知形状、材质和几何尺寸的特定的虚拟被测物进行衰减校正，衰减校正后，所有由符合事件数据构成的符合线的平均值与所述符合线的计数值之比的倒数即为所述几何校正参数。本专利技术的有益效果在于本专利技术所述的获取PET系统几何校正参数的方法省去了实物PET设备和被测实物模型的准备，因而获取几何校正参数的过程简单，经济，快捷，且不受环境因素限制；此外，计算机模拟时，可以准确地区分真实、散射和随机事件，从而保证了几何校正参数的准确性；另外该方法在PET系统研制和生产的前期或后期均可实施，可加快PET系统设计、研发和生产周期。附图说明图I为本专利技术所述的获取PET系统几何校正参数的方法的流程示意图；图2a为PET系统未进行几何校正处理的重建影像示意图；图2b为图2a的虚线所示位置的灰度值曲线示意图；图3a为PET系统经本专利技术所述方法进行几何校正处理的重建影像示意图；图3b为图3a的虚线所示位置的灰度值曲线示意图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细说明。实施例一本实施例提供一种获取PET系统几何校正参数的方法，该方法是基于计算机模拟，通过软件构建一个与实际PET系统相同的虚拟PET系统，在虚拟PET系统中对专门设计的虚拟被测物进行扫描，得到相关符合事件数据后，再经过差异对比分析，从而获取几何校正参数。所述获取PET系统几何校正参数的方法的流程如图I所示，包括以下步骤步骤102，通过编写一套基于蒙特卡罗模拟技术的计算机软件构建出虚拟的PET 系统环境。蒙特卡罗模拟技术原理是公知的，其准确性和可靠性也被诸多科研文献所证实。本实施例中编写的计算机软件精确地模拟了 PET系统成像过程可能发生的多种物理作用，光电吸收、康普顿散射、汤普森散射等等。将特定探测环的几何结构和物理参数输入该模拟软件，就构建了一个虚拟的PET系统环境。在该虚拟的PET系统环境中，对特殊形状的虚拟被探测物进行扫描，获取虚拟的探测数据。在可接受的精度误差下，虚拟的探测数据与实际PET系统所探测的数据是一致的，因而可以通过分析虚拟的被探测数据准确地得到实际PET系统的几何校正参数。步骤104，将需测定几何校正参数的真实PET系统的相关参数输入到虚拟的PET系统环境中。其中，真实PET系统的相关参数包括探测器单元的几何尺寸、空间位置、基本材质、以及判断符合事件的基本策略等。步骤106，在虚拟的PET系统环境中设计特定的虚拟被测物。所述特定的虚拟被测物可设计为充满同一强度放射性核素物质的圆柱体，该圆柱体放置在虚拟PET系统的扫描视野中心。放射性核素物质强度均匀的圆柱体的好处在于它有比较好的空间对称本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种获取PET系统几何校正参数的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，利用计算机软件构建出虚拟的PET系统环境；步骤二，将被测真实PET系统的相关参数输入到虚拟的PET系统环境中；步骤三，在虚拟的PET系统环境中设计特定的虚拟被测物；步骤四，在虚拟的PET系统环境中扫描所述特定的虚拟被测物，获取符合事件数据；步骤五，对符合事件数据进行差异性分析，获得几何校正参数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓，俞王新，谢舒平，
申请(专利权)人：上海生物医学工程研究中心，
类型：发明
国别省市：