[发明专利]基于能量权重的数字化PET位置计算方法、系统及计算机可读存储介质

说明书

本发明提供了一种基于能量权重的数字化PET位置计算方法、系统及计算机可读存储介质，所述方法包括：将探测器阵列的各个像素的信号转化为数字脉冲信号，所述数字脉冲信号的脉宽和能量成正比；获取所述数字脉冲信号的脉冲宽度，所述脉冲宽度包括所述探测器阵列上各行各列的所述数字脉冲信号的X方向上的能量值E_X和Y方向上的能量值E_Y；根据所述数字脉冲信号的能量值E_X、能量值E_Y和该数字脉冲信号所在的行列号获取所述数字脉冲信号的位置。本发明通过获取待测数字脉冲信号的脉冲宽度，能有效区分真实信号与噪声信号，并能有效区分多击中事例与噪声，捕获单模块中多击中事例，位置计算效率高，精度高。

技术领域

本发明涉及正电子发射计算机断层扫描成像装置技术领域，尤其涉及一种基于能量权重的数字化PET位置计算方法、系统及计算机可读存储介质。

背景技术

正电子发射计算机断层扫描成像系统(Positron Emission TomographyScanner，PET)是一种核医学影像设备，通过采集判选注入活体的放射性示踪剂产生的一对gamma光子来实现断层扫描成像。PET探测器是利用闪烁晶体(BGO或者LYSO等)将高能gamma光子捕获转换为低能可见光，然后通过光电转换器件将可见光转换为模拟电信号，再由前端测量电路测量得到该信号的能量、时间和位置信息，通过对整个PET环所有探测器测量得到的各信息进行合理判选得到有效符合数据，最后通过图像重建算法重建出三维图像，进而得到放射性示踪剂集聚位置(病灶)供临床使用。在这个过程中，Gamma光子击中探测器位置信息的测量对于确定放射性示踪剂集聚位置具有至关重要的作用，是影响PET图像的重要因素之一。

对于数字化PET来说，光电转换器件(如SiPM)和晶体1:1耦合，每个像素对应一个输出通道，探测器模块输出通道很多。对于这类PET，目前主流的位置测量方案之一是采用专用ASIC芯片实现，但其成本和研发周期代价较高；其二是采用anger logic电路和ADC芯片来获得PET事件位置信息，但其电路复杂且ADC成本高，功耗大；其三是采用信号过阈甄别的方法，通过分别确定探测器阵列x和y方向上过阈信号的坐标确定探测器击中位置，但这种方法无法精确判断散射等多击中事例位置，且对多击中事例容易丢数，造成系统灵敏度偏低。

发明内容

为了克服上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种电路结构简单、成本低、定位精确、灵敏度高的基于能量权重的数字化PET位置计算方法、系统及计算机可读存储介质。

本发明公开了一种基于能量权重的数字化PET位置计算方法，包括如下步骤：将探测器阵列的各个像素的信号转化为数字脉冲信号，所述数字脉冲信号的脉宽和能量成正比；获取所述数字脉冲信号的脉冲宽度，所述脉冲宽度包括所述探测器阵列上各行各列的所述数字脉冲信号的X方向上的能量值E_X和Y方向上的能量值E_Y；根据所述数字脉冲信号的能量值E_X、能量值E_Y和该数字脉冲信号所在的行列号获取所述数字脉冲信号的位置。

优选地，所述将探测器阵列的各个像素的信号转化为数字脉冲信号包括：将探测器阵列的各个像素的信号在X方向和Y方向上进行求和后输出为第一信号；将所述第一信号转化为数字脉冲信号。

优选地，所述获取所述数字脉冲信号的脉冲宽度包括：在不同的分相时钟域下对待测的所述数字脉冲信号的状态信息进行锁存采样；在系统时钟下读取缓存后的状态信息，得到不同状态的温度计码；通过解码逻辑累加所述温度计码中“1”码的个数，获取所述脉冲宽度。

优选地，所述探测器阵列包括M行和N列；所述根据所述数字脉冲信号的能量值E_X、能量值E_Y和该数字脉冲信号所在的行列号获取所述数字脉冲信号的位置包括：通过权重法计算获取所述数字脉冲信号在X方向和Y方向上的位置为：其中，0≤i≤N-1；0≤j≤M-1。