[发明专利]一种测量双平板PET系统噪声等效计数率的方法

说明书

本发明公开了一种测量双平板PET系统噪声等效计数率的方法。本方法为：1)定义坐标空间，确定双平板PET系统轴向方向；2)将选取的模体置于该双平板PET系统中进行数据采集；将采集的符合数据组织为直方图形式，并记录采集持续时间；其中，模体的轴向与系统的轴向一致；3)将直方图中的每一轴向倾斜层数据重组到对应的与轴向方向垂直的单层直方图中；4)根据每层每个投影角度下的偶然符合与散射符合计数，计算每层的偶然符合与散射符合计数；5)根据每层的总符合计数率、偶然符合与散射符合计数率，计算出直方图每层的真实符合计数率；6)根据每层的真实符合计数率得到PET系统的噪声等效计数率。本发明适用于双平板PET系统。

技术领域

本发明涉及一种测量与计算双平板PET系统噪声等效计数率的方法，属于PET成像技术领域。

背景技术

正电子发射断层成像(Positron Emission Tomography，PET)是一种先进的核医学成像技术，能够在分子水平检测生物组织的血流、代谢、受体分子结合等生理和生化信息，是现代高品质医学影像技术的重要组成部分。

目前，大多数PET为环形或正多边形结构，其优点在于可以获取较为完备的三维数据，但是其成像空间相对封闭，成像方式较为固定受限。近年来，越来越多不同结构的PET成像系统出现，特别是结构紧凑的双平板PET，已经成为近年来的研发热点。双平板PET由一对平行的平板探测器构成，双板间距可视成像目标大小进行调整，探测条件灵活，可以达到较高的灵敏度。其应用场景广泛，包括乳腺、甲状腺、四肢等临床局部成像以及动物研究成像等，高灵敏度性能下的动态成像、图像引导，放疗以及核磁共振MRI模式的插入件等等。

PET利用正负电子湮灭发射出一对方向相反、能量均为511KeV伽马光子的性质进行成像。理想情况下，正负电子湮灭产生的两个γ光子沿直线穿出组织，被探测器单元符合探测，连接探测到光子的两个探测器单元所形成的直线(符合响应线，简称LOR)穿过湮灭事件所发生的位置。然而正电子的湮灭作用产生的γ射线的散射可以导致虚假的符合事件定位，不同湮灭事件产生的光子之间发生偶然符合也会导致虚假的符合事件，这两种效应不仅增加了噪声，降低了系统的信噪比，也降低了图像的对比度，引起图像质量变差，测量和计算系统的噪声等效计数率(Noise Equivalent Counts Rate,NECR)，是用来衡量PET系统对偶然符合和散射符合等噪声敏感程度的一种方法,对于含有一定比例的散射和偶然符合计数的数据而言，NECR代表在无散射和偶然符合条件下有同样信噪比的真实事件率。

现有技术中噪声等效计数率的计算原理和测量方法主要基于S.C.,Casey,M.E.和Hoffman,E.J.于1990年在IEEE Trans Nucl Sci NS 37(2):783-788页发表的题为Measuring PET scanner Sensitivity:Relating Count-Rates to Image Signal-to-Noise Ratios Using Noise Equivalent Counts的文章。这些方法用于固有本底计数率扫描器的描述(见Watson c.c.等人于2004年在J Nucl Med,45(5):822-826页上发表的题为Modification from the NEMA-(2001)-NU2procedure for system usingscintillation with natural radioactivity follows the recommendation ofC.C.Watson,M.E.Casey的文章)。一般来说，用于测量的模体为实心正圆柱体，并在一定的径向偏离处钻一个与圆柱中心轴平行的孔。插入测试模体中的线源为透明的塑料软管，塑料管中充满己知量的放射性物质，且通过模体中偏离中心的孔。测量时，将准备好的模体置于视野中心，进行数据采集。