[发明专利]确定PET飞行时间的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及医疗成像领域，尤其涉及一种确定PET飞行时间的方法和装置。

背景技术

随着PET(Positron Emission Tomography，正电子发射断层摄影)成像技术的发展，PET扫描设备在医疗领域已得到了广泛的应用。PET扫描设备是一种先进的医疗诊断成像设备，已成为肿瘤、心、脑疾病诊断与病理研究中不可缺少的重要设备。在PET扫描中，首先对患者注射放射性药物，所述放射性药物是由放射性核素(如¹¹C，¹⁵N，¹⁵O，¹⁸F等)与葡萄糖、胆碱、乙酸等人体代谢所需的化合物合成的示踪剂，这些放射性核素将质子转化成中子，并释放出正电子和微中子。正电子的质量与电子相等，正电子的电量与电子的电量相同，只是符号相反。这种正电子在人体组织中运行很短距离后，即与周围物质中的电子相互作用，发生湮灭辐射，发射出方向相反、能量相等(511keV)的两个γ光子，对这些高穿透性的γ光子进行符合探测，并用分析或统计的方法重建湮灭事件发生的位置构成了PET的基础。

将TOF(Time Of Flight，飞行时间)技术应用在PET上，是对常规PET成像技术的进一步改进。由于光子的传输是以光速进行的，正电子发生湮灭的位置不同，则同一湮灭事件所产生的光子对到达探测器的时间是不同的，TOF技术通过测量光子对的两个γ光子到达探测器环的时间差，可以根据光速估计出湮灭事件在由符合探测所确定的符合线上的大致位置，因此能够直接确定放射性核素(示踪剂)在脏器、组织中的分布，明显提供采集灵敏度和图像分辨率。

现有技术计算PET飞行时间常用方法主要是获取每对光子到达探测器的时间，由每对光子到达探测器的时间差建立直方图，再以半高全宽为标准来衡量时间差的解析度。在现有的技术环境下，计算、检测TOF将耗费巨大的计算量，同时对扫描仪的识别精度也有较高的要求，而且TOF的检测准确度和检测效率都存在问题。

所以，如何能简便、准确、稳定的地确定PET飞行时间，成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明解决的问题是现有技术确定PET飞行时间时，计算方法复杂，计算量大，且PET扫描设备在日常质控中存在的检测准确度低、效率低的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种确定PET飞行时间的方法，所述飞行时间是指同一湮灭事件所产生的光子对到达探测器的时间差，包括：筛选与所述湮灭事件所产生的第一光子配对的第二光子，其中，所述第二光子的落点位置位于与所述第一光子的落点位置对应的过滤窗内，所述过滤窗与所述第一光子的落点关于探测器轴向中心线对称；由所述第一光子及其配对的第二光子落在探测器上的时间信息，获得所述第一光子和所述第二光子落在探测器上的时间差。

可选的，所述过滤窗的尺度由探测器环数以及所述探测器晶体数目确定。

可选的，对于112环且晶体数目为112x1152的探测器，所述过滤窗在轴向上的尺度为11个晶体的宽度，在探测器圆周方向上的尺度为11个晶体的宽度。

可选的，所述筛选与所述湮灭事件所产生的第一光子配对的第二光子包括：确定所述第一光子的落点在探测器轴向上的投影点为第一投影点，待筛选的光子的落点在探测器轴向上的投影点为第二投影点；确定所述第一光子的落点在探测器圆周方向上的投影点为第三投影点，所述待筛选的光子的落点在探测器圆周方向上的投影点为第四投影点；判断是否第一投影点和第二投影点之间的距离小于或等于第一阈值且第三投影点的对称点和第四投影点之间的较短圆弧的长度小于或等于第二阈值，所述第三投影点的对称点与所述第三投影点关于所述探测器圆周中心对称，所述第一阈值和第二阈值关联于所述过滤窗的尺度；若是则确定所述待筛选的光子为与所述第一光子配对的第二光子，若否则所述待筛选的光子与所述第一光子不属于同一湮灭事件所产生的光子对。

可选的，所述过滤窗在探测器轴向上的尺度为m个晶体的宽度，在探测器圆周方向上的尺度为n个晶体的宽度，m、n为奇数，则所述第一阈值为(m-1)/2个晶体的宽度，所述第二阈值为(n-1)/2个晶体的宽度。

可选的，所述确定PET飞行时间的方法还包括：基于所述过滤窗筛选探测器一晶体位置处所有配对的光子对；由所述配对的光子对到达探测器的时间差和配对的光子对的数目，获得所述晶体位置的平均时间差。