在校准正电子发射断层摄影（PET）扫描器时，在几个半衰期期间，对放射性校准体模进行扫描，以采集多个扫描数据帧。在单一的校准扫描期间，采用交错的时间窗，以便针对多个并发时间窗和能量窗采集并发数据。根据多个选定的并发窗中的每个窗对并发事件进行分装，针对多个并发时间窗中的每个窗，使用从单一校准扫描中采集的数据对PET扫描器进行校准。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请特别适用于正电子发射断层摄影(PET)系统中，特别是涉及到PET扫描器校准。然而，将要理解，所描述的技术也可以在其他医疗成像设备校准系统、其他校准情景、或其他扫描器校准技术中得到应用。
技术介绍
如美国专利N0.7718954中所描述，典型的PET扫描器执行归一化校准以校正不均匀的3D探测器响应，这通常需要约6小时。此外，这种扫描器采用标准摄取值(SUV)校准，提供了图像中的计数到放射性浓度的转换。该校准用的是衰变的F-18源，可能花费11小时或更长时间才能完成。由PET扫描器测量并在并发时间窗(如，6ns)内发生的任何事件，甚至是两个随机的单一事件，都被作为并发事件处理，即，认为其定义了有效响应线(L0R)。降低将随机事件视为有效的频率是有益的，其原因有几个。比如，随机事件的减少提高了系统的最大NECR(NEMA NU-2标准，等效噪声计数率)的性能，并减少了用于重建处理(加快列表模式重建)的数据量。此外，减少随机事件还降低了重建过程中需要校正的量，并为PET扫描器采集有效并发事件提供更多带宽。人们曾试图通过将并发时间窗降低到覆盖被成像的对象(参见，例如，美国专利N0.7626171)所需的最低要求来减少随机事件。然而，在这种方法中，减小并发窗会改变系统的计数特性，因此对于所应用的每个并发窗设置，需要进行单独的SUV校准。如今，商用PET扫描器具有固定的并发窗,例如,约6纳秒。然而,对于某些患者，尤其是较矮小的患者，和/或进行脑成像等时，为了在真实事件和噪声(随机事件)间做出更好的区分，可以缩短并发窗。不过，并发窗的持续时间影响包括归一化和SUV在内的各种校准。每个校准程序都非常消耗时间，通常对于每个并发窗花费11-14小时或更长时间。
技术实现思路
本申请提供了新的改进的PET扫描器校准系统和方法，在SUV采集期间，在放射性校准体模上采用交错并发时间窗的设置，这克服了上面提及的问题和其它问题。根据一个方面，一种便于校准正电子发射断层摄影(PET)扫描器的系统包括:PET扫描器，在所述PET扫描器中放置放射性校准体模并在预定时间内进行扫描；以及处理器，其执行存储器中存储的计算机可执行指令，所述指令包括接收用于多个选定并发时间和/或能量窗的设置。所述指令还包括在多个预定时间帧的每个期间，扫描放射性校准体模并针对所述时间窗和/或能量窗的设置定义的多个并发时间窗和/或能量窗采集并发数据。此外，所述指令包括针对每个选定的并发时间窗和/或能量窗，由在预定时间内在每个帧中探测的光子计数数目计算标准摄取值。根据另一个方面，一种校准正电子发射断层摄影(PET)扫描器的方法包括接收多个选定的并发时间窗和/或能量窗的设置；以及在多个预定时间段中的多个帧的每个期间，扫描放射性校准体模并针对所述时间和/或能量窗的设置定义的多个并发时间窗和/或能量窗采集并发数据。该方法还包括针对每个选定的并发时间窗和/或能量窗，由在预定时间内在每个帧中探测的光子计数数目计算标准摄取值(SUV)。根据另一方面，一种PET扫描器包括:扫描架，其具有多个探测闪烁事件的辐射探测器；并发加窗电路(coincidence windowing circuit),其识别多个不同长度的并发窗之内的探测到的事件对；以及用户输入设备，用户通过其选择并发窗中的至少一个。该PET扫描器还包括:归一化校正模块，其应用存储的归一化校正值以在选定的并发窗中采集扫描数据；SUV校正模块，其应用存储的SUV校正值以在选定的并发窗中采集扫描数据；以及重建处理器，其将校正后的扫描数据重建为图像，以在显示器上呈现。一个优点是减少了扫描器校准时间。另一个优点在于针对多个时间窗校准扫描器。在阅读和理解以下详细描述之后，本领域普通技术人员将认识到本主题创新的其他优点。附图说明本创新可以采用各种部件和部件的布置，以及各种步骤和步骤的安排的形式。附图仅仅为了例示各方面，而不应被解读为限制本专利技术。图1图示了标准摄取值(SUV)采集序列，其使用并发窗设置来对多个并发窗进行单一 SUV校准和归一化，从而消除了针对每个并发窗的设置进行单独的SUV和归一化校准的需要。图2图示了根据本文中所描述的各方面的系统，其便于在SUV采集序列期间用交错并发时间窗的设置校准PET扫描器。图3图示了根据本文中所描述的各个方面的、使用交错并发时间窗来校准PET扫描器的方法。图4图示了根据本文中所描述的各个方面的、通过对从放射性体模采集的并发数据进行后期处理而对PET扫描器进行校准的方法，其用交错并发时间窗分装(bin)所采集的数据。图5图示了根据上述校准方法之一校准的PET扫描器。具体实施例方式本主题创新通过在SUV校准中交错并发时间窗的设置来减少校准持续时间，克服了扫描器校准的耗时与劳动密集型问题。在另一实施例中，通过在最大的并发窗进行SUV和归一化校准采集和对期望并发窗的数据进行后期处理来减少校准持续时间。图1示出了标准摄取值(SUV)采集序列10，其使用交错的并发窗设置来对多个并发窗进行单一 SUV校准和归一化，从而消除了对每一个并发窗的设置进行单独的SUV和归一化校准的需要。在图1中，针对20个帧(标记为0-19)示出了三个交错的时间窗(例如2ns,4ns,和6ns)。每个巾贞分为三部分,每一部分对应时间窗之一。通过这种方式，PET扫描器中的随机事件减少了，PET扫描器的最大等效噪声计数率(NECR)根据被成像对象的直径被最大化。针对各时间点的动态系列中的每个图像或帧，逐像素或在感兴趣区(ROI)上将SUV计算为组织放射性浓度比率。如本文所使用，“随机事件”或“随机”表示在其中两个单一事件在并发时间窗(例如，6ns或者某个其他预定义时间窗)内被PET扫描器测量或探测到并且被误认为或误处理为并发事件(即，误认为或误处理为单一的共同湮灭事件的结果而发生)的发生。现有技术中已知，根据动量守恒原理，当电子和正电子相遇时，它们就会湮灭，发射出两个相反方向的511keV伽玛射线。在PET数据采集中，人们推定两个基本同步或并发的511keV伽玛射线探测事件源于相同的正负电子湮灭事件，因此该正负电子湮灭事件定位于将两个基本同时的511keV伽玛射线探测事件连接起来的“响应线”(LOR)的某处。这种响应线有时也被称为投影，所收集的PET数据就被称为投影数据。在常规的PET中，两个在选定的短时间或并发窗内，例如彼此在6纳秒之内发生的511keV伽玛射线探测事件，被认为定义有效L0R。由于探测器元件湮没位置会变化，伽玛光子探测事件间会发生小的(例如，亚纳秒)时间差。与此相关的一种技术，称为飞行时间PET或T0F-PET，就利用了这一小的时间差，对沿LOR正负电子湮灭事件进一步定位。通常，湮灭事件发生于沿LOR的更接近于首先发生的伽马射线探测事件的点。如果两个伽玛射线探测事件同时发生在探测器的时间分辨率范围内，那么湮灭事件就发生在LOR的中点。根据不使用来自F18体模的校准数据的交错收集的常规方法，对于20帧(例如，帧0-19)SUV获取序列，每个并发窗设置要花费11小时。根据范例，对于0-7帧的SUV数据采集，每一帧需要花费15分钟，共需花费两小时；对于8-13帧的SUV数据采集，每一帧需要花费30分钟，共需花费三本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.11.23 US 61/416,3231.一种便于校准正电子发射断层摄影(PET)扫描器(102)的系统(100)，包括: PET扫描器(102)，在所述PET扫描器(102)中放置放射性校准体模并且扫描所述放射性校准体模预定时间段； 处理器(104)，其执行存储器(106)中存储的计算机可执行指令，所述指令包括: 接收针对多个选定的并发时间窗和/或能量窗的设置； 在所述预定时间段的多个帧的每个期间扫描所述放射性校准体模，并针对由时间窗和/或能量窗的设置定义的所述多个并发时间窗和/或能量窗，采集并发数据；以及 针对每个选定的并发时间窗和/或能量窗，从所述预定时间段中的每个帧中探测到的光子计数数目计算标准摄取值。2.根据权利要求1所述的系统，所述指令还包括由所述标准摄取值针对每个所述时间窗生成校准曲线，并且利用所述校准曲线校准光探测器。3.根据权利要求1或2中任一项所述的系统，所述指令还包括: 计算归一化校正值，所述归一化校正值校正所述PET扫描器中所述光探测器的灵敏度差异。4.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述放射性校准体模是氟脱氧葡萄糖-18 (F-18)校准体模。5.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，以列表模式收集所述并发数据，并且所述指令还包括: 为每个接收到的辐射事件打上时间戳； 根据每对并发事件对应于所述多个并发时间窗和/或能量窗中的哪个，对所述辐射事件进行分类。6.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述多个并发时间窗和/或能量窗的设置是交错的，并且其中，所述指令还包括: 针对交错的并发时间窗和/或能量窗的设置定义的多个交错的并发时间窗采集并发数据。7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述多个交错的并发时间窗包括分别具有2ns、4ns和6ns设置的三个时间窗。8.根据前述权利要求中任一项所述的系统，所述指令还包括: 针对所述多个并发时间窗和/或能量窗存储归一化校正值(224)和SUV校正值(228); 执行受试者的PET扫描； 利用所述归一化校正值和所述SUV校正值校正所采集的所述受试者的扫描数据； 利用所校正的扫描数据重建所述受试者的图像；以及 将所重建的图像存储到患者数据库(238)。9.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述多个帧包括在一段时间内采集的大约20个帧，所述一段时间包括由所述放射性校准体模所包括的放射性材料的大约6-8个半衰期。10.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述PET扫描器是飞行时间PET扫描器。11.一种校准正电子发射断层摄影(PET)扫描器的方法，包括:接收针对多个选定的并发时间窗和/或能量窗的设置； 在预定时间段的多个帧的每个期间扫描放射性校准体模，并针...
【专利技术属性】
技术研发人员：T·L·劳伦斯，J·A·科尔特姆尔，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：
国别省市：
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