[发明专利]一种基于TOF的平板PET图像重建方法

说明书

本发明提供一种基于TOF的平板PET图像重建方法；方法包括以下步骤：探测事件，并记录下所有的符合事件n的相关数据，计算事件n的β在Φ下的投影计算，在截断范围内沿着响应线遍历所有有价值的体素，用基于TOF的图像重建公式遍历完所有有价值的体素。本发明能在平板PET数据中存在大角度缺失的情况下，有效的克服图像会伪影甚至变形的缺陷。

技术领域

本发明涉及PET成像技术领域，更具体地涉及一种基于TOF的平板PET图像重建方法。

背景技术

正电子发射断层成像(positron emission tomography，简称PET)是一种非侵入性的医学影像技术，可以动态、定量地反映活体内的灌注水平、生化反应与新陈代谢。并且PET对于患者来说是无创、无后遗症的，因为PET检查虽然需要用有一定的放射性的核素，但所用核素量很少，而且半衰期很短(短的在12分钟左右，长的在120分钟左右)，经过物理衰减和生物代谢两方面作用，在受检者体内存留时间很短。一次PET全身检查的放射线照射剂量远远小于一个部位的常规CT检查。由于任何疾病的发生、发展本质上都是生化的，而PET本身是一种对生化过程非常敏感的医学影像技术(灵敏度10-12mol/L)。这造就了PET在重大疾病临床诊疗以及临床前研究中独特的应用价值。

飞行时间(Time of flight，简称TOF)测距法属于双向测距技术，它主要利用信号在被反射面之间往返的时间来测量节点间的距离。通过这些数据，我们能知道物体距离我们有多远，进而知道每一个细微处的距离，从而实现深度图，最终我们可以还原出物体的3d图形。

近年来，床旁化、移动化日益成为各种医学影像设备发展的一个重要趋势。区别于传统的环形PET，采用一对平板探测器的PET，由于结构简洁，工程上易于高性价比实现，兼有易于调节、移动和及其灵活紧凑的结构特性，是移动式和床旁PET的首选结构，在特定场合中具有独特的应用价值,如对于重症监护病房中有严重心衰竭的患者，PET影像在心脏搭桥和移植手术等治疗决策中有关键性的作用，而这一类病人往往不适合移动，这就凸显出床旁PET成像的巨大应用价值。

现有技术中，通常采用最大似然期望最大化算法(Maximum-LikelihoodExpectation-Maximization,ML-EM)对图像进行迭代运算,再通过空间分辨率恢复进行优化，但是,需要高精度的三维空间定位装置进行数据采集,而且需要采集大量的标定点数据(约上千个)。但是，平板PET会有角度缺失与数据截断，传统的方法会产生严重的伪影甚至变形。

因此，针对上述技术问题，有必要针对平板PET的大角度缺失和数据截断提出一种新型的算法，以克服图像会伪影甚至变形的缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于TOF的平板PET图像重建方法，提供了一种大角度缺失情况下可行的算法。

一种基于TOF的平板PET图像重建方法，所述方法包括以下步骤：

S1：给定时间窗和能量窗，找出符合事件n，并记下时间，能量，位置信息，到达探测器时间差；

S2：把TOF值离散化为多个TOF区间，检测事件n的响应线β在TOF值Φ下的投影计算；

S3：沿着响应线，在TOF截断范围中遍历可能有贡献的体素；

S4：计算体素α的TOF相应函数

S5：用MC仿真计算系统响应函

S6：用计算，遍历完可能有贡献的体素。

优选的，在上述步骤S1中，所述能量窗为400-600keV；能量分辨率为10％-26％@511keV。

优选的，在上述步骤S1中，所述时间窗为1ns-6ns；时间分辨率为600ps以下。