基于CT图像获取PET线性衰减系数的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种基于CT图像获取PET线性衰减系数的装置，通过将衰减刻度模体分别设置在CT探测系统和PET探测系统中进行扫描，得到CT重建图像及PET穿透数据，可以根据CT重建图像和转换关系建模得到衰减刻度模体各个像素的参数化MU值，然后基于该参数化MU值和实测穿透数据构建多维方程并求解得到HU‑MU转换关系的精确模型参数，经实测PET图像数据验证后可用于临床PET图像重建。本实用新型专利技术确保PET成像质量，彻底解决临床应用中由于CT连续能谱和PET单一能量的本征不匹配、CT造影剂及植入金属物等引起的线性衰减系数估计偏差的问题，避免PET图像伪影和定量信息偏差，提高临床诊断确诊率。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于用于放射诊断的仪器，如与放射治疗设备相结合的的
，特别涉及一种构建从CT图像的HU值到PET重建所需MU值的精确刻度方案以实现MU值的精确估计、确保PET成像系统的图像质量和定量信息的准确性的基于CT图像获取PET线性衰减系数的装置。
技术介绍
在正电子发射断层（PET）成像系统中，可以利用X射线计算机断层（CT）成像系统的重建图像HU值来确定PET图像重建所需要的线性衰减系数MU值以用于衰减校正。衰减校正作为PET图像生成中对图像信息改变最大的一种校正，线性衰减系数的精度对获取定量PET图像至关重要。此外，线性衰减系数还作为当前应用最广的散射校正技术的基础，对提高PET图像的对比度和分辨率等图像质量性能非常重要。鉴于CT图像的HU值表征物质对连续低能X射线光子（如30-140keV）的平均线性衰减系数，且物质对X射线或伽玛射线的衰减与射线的能量和物质本身的原子序数、密度等物理性能均有关系，理论上不存在HU值到到单一能量511keV伽玛光子线性衰减系数的绝对准确解析关系。因此，现有基于CT图像的衰减校正技术多采用在CBurger等人的EurJNuclMed(2002)29:922-927、PEKinahan等人的SeminarsinNuclearMedicine(2003)166-179和MAbella等人的PhysMedBiol(2012)57(9):2477-2490中所提出的双线性或者三线性函数近似来实现HU值到MU值的转换，但是，这种近似对用于PET图像生成的MU值的估计不够精确，另一方面，受限于CT成像的特点，CT图像HU值不能线性地区分造影剂和植入金属物等非人体组织物质，进而造成相应的MU值计算偏差较大，容易造成PET图像伪影和SUV值偏差。
技术实现思路
本技术解决的技术问题是，现有技术中，基于CT图像的衰减校正技术多采用双线性或者三线性函数近似来实现HU值到MU值的转换，而导致的这种近似对用于PET图像生成的MU值的估计不够精确，同时，受限于CT成像的特点，CT图像HU值不能线性地区分造影剂和植入金属物等非人体组织物质，进而造成相应的MU值计算偏差较大，容易造成PET图像伪影和SUV值偏差的问题，进而提供了一种优化结构的基于CT图像获取PET线性衰减系数的装置。本技术所采用的技术方案是，一种基于CT图像获取PET线性衰减系数的装置，包括可移动的扫描床、PET探测系统和CT探测系统，所述PET探测系统和CT探测系统顺次设置，所述PET探测系统和CT探测系统连接至计算机图像处理系统，所述扫描床上通过可升降支撑结构可拆卸设有衰减刻度模体，所述扫描床上还可拆卸设有穿透扫描装置。优选地，所述衰减刻度模体包括可注入水容器、可注入造影剂容器和可植入金属物插件。优选地，所述穿透扫描装置包括可拆卸设于扫描床上的驱动装置，所述驱动装置上设有水平设置的旋转轴，所述旋转轴的端部垂直设有支撑臂，所述支撑臂相对于旋转轴的端部水平设有正电子发射线源。本技术提供了一种优化结构的基于CT图像获取PET线性衰减系数的装置，通过将该装置中的衰减刻度模体分别在CT探测系统和PET探测系统中进行扫描，得到CT重建图像，即HU值，及PET穿透数据，根据CT重建图像和对HU值到MU值的转换关系建模得到衰减刻度模体各个像素的参数化MU值，然后基于该参数化MU值和实测穿透数据构建多维方程并求解得到HU-MU转换关系的精确模型参数，该参数经实测PET图像数据验证后，可用于临床PET图像重建。本技术提供了一套完整的通过刻度得到精确HU-MU转换关系的装置和方法，确保PET系统成像质量，彻底解决临床应用中由于CT连续能谱和PET单一能量的本征不匹配、CT造影剂以及植入金属物等引起的线性衰减系数估计偏高或偏低的问题，避免PET图像伪影和定量信息（如SUV值等）偏差，从而降低临床诊断误诊率并提高临床诊断确诊率。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为本技术中用于CT图像HU值测量的衰减刻度模体安装结构示意图；图3为本技术中用于穿透测量的穿透扫描装置的安装结构示意图；图4为本技术中用于穿透测量的衰减刻度模体和穿透扫描装置整体的安装结构示意图；其中，图1至图4中，本技术的PET探测系统和CT探测系统的视野中心涉及到基准线，视野中心标号为0。具体实施方式下面结合实施例对本技术做进一步的详细描述，但本技术的保护范围并不限于此。如图所示，本技术涉及一种基于CT图像获取PET线性衰减系数的装置，包括可移动的扫描床130、PET探测系统110和CT探测系统120，所述PET探测系统110和CT探测系统120连接至计算机图像处理系统140，所述扫描床130上通过可升降支撑结构152可拆卸设有衰减刻度模体151，所述扫描床130上还可拆卸设有穿透扫描装置160。本技术中，CT探测系统120主要包括X射线源、X射线探测器、滑环和数据读出电子线路等结构。本技术中，PET探测系统110主要包括基于由闪烁晶体和光读出技术的探测器环和数据读出电子线路等结构。本技术中，可升降支撑结构152主要包括纵向的升降机构和横向的支撑机构，一般情况下，只需完成带动衰减刻度模体151升降并稳固支撑的作用即可。本技术中，可以采用在基座中设置升降杆的形式完成升降支撑结构152的升降作业。本技术中，扫描床130包括用于承载患者的床板131，床板131下一般设有驱动床板131作水平轴向运动和垂直运动的装置132以及记录床板131位置的装置，如分别记录水平轴向运动和垂直运动的位移记录装置。本技术中，计算机图像处理系统140主要包括用于数据获取与处理的PET控制单元141和CT控制单元142、控制扫描床130运作的控制单元143、用于控制图像重建以及图像显示和分析的中央单元144等，计算机图像处理系统140提供用户接口以控制PET扫描、CT扫描以及PET/CT扫描。所述衰减刻度模体151包括可注入水容器、可注入造影剂容器和可植入金属物插件。本技术中，衰减刻度模体151用于模拟人体，包含等同于人体肺、肝、肌肉、脂肪、骨头等主要器官的可注入水容器、可注入造影剂容器和可植入金属物插件。本技术中，衰减刻度模体151的具体造型可以根据本领域技术人员的理解自行设置，只要达到模拟人体的目的即可。所述穿透扫描装置160包括可拆卸设于扫描床130上的驱动装置164，所述驱动装置164上设有水平设置的旋转轴163，所述旋转轴163的端部垂直设有支撑臂162，所述支撑臂162相对于旋转轴163的端部水平设有正电子发射线源161。本技术中，穿透扫描装置160用于实现线源161运动控制、位置的记录和穿透数据采集，一般包括正电子发射线源161和支撑并驱动线源161绕PET中心轴旋转的装置。本技术的工作原理如下：一种基于CT图像获取PET线性衰减系数的方法，所述方法包括以下步骤：步骤1.1：在顺次设置的PET探测系统110和CT探测系统120的视野中心0设置扫描床130，在扫描床130上设置衰减刻度模体151和穿透扫描装置160；建立HU-MU转换模型MU=TF(HU)；所述PET探测系统110和CT探测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于CT图像获取PET线性衰减系数的装置，包括可移动的扫描床、PET探测系统和CT探测系统，所述PET探测系统和CT探测系统顺次设置，所述PET探测系统和CT探测系统连接至计算机图像处理系统，其特征在于：所述扫描床上通过可升降支撑结构可拆卸设有衰减刻度模体，所述扫描床上还可拆卸设有穿透扫描装置。

【技术特征摘要】
1.一种基于CT图像获取PET线性衰减系数的装置，包括可移动的扫描床、PET探测系统和CT探测系统，所述PET探测系统和CT探测系统顺次设置，所述PET探测系统和CT探测系统连接至计算机图像处理系统，其特征在于：所述扫描床上通过可升降支撑结构可拆卸设有衰减刻度模体，所述扫描床上还可拆卸设有穿透扫描装置。2.根据权利要求1所述的一种基于CT图像获取PET...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓晓，马兴江，张勇，胡玮，叶宏伟，
申请(专利权)人：明峰医疗系统股份有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33