[发明专利]一种闪烁脉冲事件的符合处理方法

说明书

本发明提供一种闪烁脉冲事件的符合处理方法，包括步骤S1：获取PET系统的实验数据，实验数据包括正电子湮灭后产生的一对能量相同方向相反的伽马光子到达对应的两个探测器的时间信息以及伽马光子在探测器中沉积的能量信息，时间信息分别为T_i1和T_i2，能量信息分别为E_i1和E_i2；步骤S2：设定能量窗和时间窗并获取符合事件，能量窗设定为E，时间窗设定为T，满足以下条件的伽马光子记为一对真符合事件：∣T_i1－T_i2∣≤T，E_i1≤E，且E_i2≤E；步骤S3：对所述真符合事件进行加权处理，加强处理采用两种公式；步骤S4：进行图像重建，获取图像结果；步骤S5：对图像结果进行分析。本发明利用能量信息对符合事件的权值进行分配，提高了重建图像质量，适应性强。

技术领域

本发明涉及正电子发射计算机断层成像领域的一种闪烁脉冲处理方法，更具体地涉及一种闪烁脉冲事件的符合处理方法。

背景技术

PET(Positron Emission Tomography，正电子发射计算机断层成像，以下简称PET)是一种非侵入型的核医学成像方法。带有放射性的示踪剂被注射到人体或动物体内后，示踪剂会根据人体或动物体内不同位置的代谢水平而在人体或动物体内的不同位置呈现出不同的浓度分布。放射性物质在人体或动物体内发生β+衰变产生正电子，正电子与人体或动物体内的电子发生湮灭产生一对能量相同但方向相反的伽马光子，因此，通过外部探测装置测量出伽马光子到达探测装置的时间信息、能量信息和位置信息，即可计算出放射性示踪剂在人体或动物体内的分布水平并进行图像重建以及显示。PET属于功能代谢分子影像设备，在肿瘤学以及一些神经系统相关的疾病研究和诊断治疗上有着非常重要的作用。

由于正电子在人体中发生湮灭以后，会产生一对运动方向相反的伽马光子对，其能量值均为511KeV，通过光电转换器件以及后续的处理电路可将伽马光子转换为闪烁脉冲信号，通过闪烁脉冲信号可测量出伽马光子到达探测器模块的时间信息、能量信息和位置信息，因此，闪烁脉冲事件的符合是PET图像重建过程中的一个非常重要的步骤，高质量的符合方法对相同情况下的重建图像质量有着很大的提升。目前闪烁脉冲事件的符合方法主要是建立时间窗和能量窗来确定两个闪烁脉冲事件是否为真符合事件，即通过建立时间窗和能量窗，当两个闪烁脉冲到达探测器的时间之差的绝对值在时间窗内且两个闪烁脉冲的能量值都在能量窗内时，则这两个闪烁脉冲在事件符合工程中可视为一对真符合事件。通过闪烁脉冲的位置信息则可以得到这一对符合事件在PET系统中所对应的响应线。在现有的图像重建算法中，由于晶体条数量众多，当晶体条A和晶体条B之间测得一对闪烁脉冲时，两个晶体条所对应的响应线在迭代重建的反投影步骤中当成一次符合事件(表现为计数时+1)进行反投影。但是在这这种重建方法中，对于每一对闪烁脉冲，每一个伽马光子在打到探测器之前都有可能发生过散射或者遭遇探测器的测量误差，测得伽马光子的能量值不一定为511KeV，而在反投影中却依然把这些符合事件对都当成真符合事件进行反投影，比如，测量两对伽马光子，第一对伽马光子探测器测得的时间信息分别为Ta1、Ta2，能量信息分别为Ea1、Ea2；第二对伽马光子探测器测得的时间信息分别为Tb1、Tb2，能量信息分别为Eb1、Eb2，将PET系统的时间窗设定为T，能量窗设定为E，在该方法中，当|Ta1-Ta2|≤T，Ea1≤E且Ea2≤E时，则认为第一对伽马光子为一对真符合事件，同理也适用于判断第二对伽马光子。但实际测量中的Ea1不一定等于Eb1，Ea2也不一定等于Eb2。因此，把所有符合事件的权值都看成相等量的这种方法是不合理的。

现有技术中还有一种基于时间信息的加权处理方法，即TOF(time of flight，飞行时间)重建方法，该方法是一种利用伽马光子到达探测器的时间信息进行加权的一种重建方式。但是由于这种重建方法对探测器的性能要求较高，因此大多只用于对仿真数据进行重建。