借助查找表完成事件定位的诊断成像系统与方法技术方案

技术编号:2658242 阅读:253 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种诊断成像系统(10),包括:传感器(22)的矩阵,被定位成用于观测事件。每一个传感器(22)被连接到模数转换器(24)用于将相关传感器(22)的输出模拟量转换成数字量。识别矩阵中的一个传感器(50),所述传感器响应于事件相对于其它传感器(22)具有最高输出值。识别是高灵敏度传感器(50)最近邻的外部传感器(52)。通过使用各种非线性平方根函数,来压缩外部传感器(52)的输出用以减小各输出的位数。承载最多信息的传感器的输出被压缩得最少,而那些承载最少信息的传感器的输出被压缩得最多。每一个事件的地址被产生并被保存在查找表(44)中。使用查找表(44)来离线执行实时定位迭代算法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及诊断成像系统和方法。本专利技术致力于结合正电子发射断层成像(PET)和单光子发射断层成像(SPECT)系统的特定应用,并且特别参考它来描述本专利技术。应当理解本专利技术也可以应用到其它类似应用和诊断成像模式中。核成像使用放射性源对患者的解剖结构进行成像。通常,放射性药物被注入患者体内。放射性药物混合物包含按照可预测速率和特性能量进行伽马射线衰变的放射性同位素。辐射探测器被放置在患者附近用于监测和记录发射的辐射。通常,探测器围绕患者旋转或转换角度,用于监测来自多个方向的发射的辐射。根据被测位置和能量这样的信息,放射性药物在体内的分布被确定,并且分布图像被重建用于研究循环系统、放射性药物在被选器官或组织中的摄取,等等。在传统闪烁探测器中,探测器具有由大闪烁晶体或较小闪烁晶体矩阵组成的闪烁体。在这两种情况中的任一种情况下,闪烁体均由传感器矩阵观测。通常使用的传感器是光电倍增管(“PMT”)。包括辐射吸收材料的网格状或蜂窝状阵列的准直器可以被放置在闪烁体和正在接收检查的受检者之间,用于限制和闪烁体发生碰撞的辐射的进入角。和闪烁体碰撞的每一个辐射事件均产生相应闪光(闪烁),而这种闪光(闪烁)可以被PMT观测。在PMT的密拼排六方晶格阵列中,事件主要是由最接近的PMT及其周围的6个PMT来观测。PMT个体和闪光源的接近度影响到了被上述PMT个体观测到的光的程度。观测到事件的每一个PMT均产生相应的电脉冲。电脉冲的各个幅度通常和每一个PMT到闪光的距离成正比。伽马照相机根据PMT的输出绘制辐射事件,也就是,它确定和闪烁体碰撞的放射线的能量和位置。通常,使用用于事件定位的传统Anger方法确定事件位置,该方法在事件出现后对PMT的输出信号求和并加权。用于事件定位的Anger方法基于简单的一阶矩计算。能量通常作为所有PMT信号的总和被测量,并且位置通常作为所有PMT信号的“质心”或质量中心(centroid)被测量。但是,目前的实时定位算法没有已知的迭代方法准确。至今,迭代方法对于支持实时的图像生成和处理而言在计算上还是密集的。因此,需要一种允许使用迭代技术来确定事件更准确的位置的方法和设备。本专利技术提出一种经过改进的新型成像设备和方法,用于克服上述问题和其它问题。根据本专利技术的一个方面,公开了一种诊断成像系统。传感器矩阵被定位成用以观测事件,并且这些传感器具有响应事件的各自输出。每一个传感器均被连接到一个单独的模数转换器上,用于将相关传感器的模拟输出量转换成数字量。一种装置识别在矩阵中高灵敏度传感器(high sensor),该传感器响应于事件相对于其它传感器具有最高输出值。一种装置识别在矩阵中是高传感器最近邻的外部传感器的数目。一种装置压缩外部传感器的输出用以减少各输出的位数。查找表被通过压缩的输出寻址,用以重新获得相应的事件位置。根据本专利技术的另一个方面,公开了一种诊断成像方法。利用伽马照相机的传感器矩阵来检测辐射,这些传感器被定位成用以观测事件并且各自具有响应事件的输出。相关传感器的模拟输出量被模数转换器转换成数字量,其中每一个传感器均被连接到单独的模数转换器上。矩阵中的高灵敏度传感器被识别,所述高灵敏度传感器响应于事件相对于其它传感器具有最高输出值。识别在矩阵中是高灵敏度传感器最近邻的外部传感器的数目。对外部传感器的输出进行压缩用以减少各输出的位数。查找表被通过压缩的输出寻址用以重新获得相应的事件位置。本专利技术的一个优点在于通过使用迭代算法能够更准确地估计事件位置。本专利技术的另一个优点在于能够对那些不能被正确定位的事件执行事件鉴别/排除。在阅读和理解优选实施方案的下述详细描述的基础上,本专利技术的其它优点和益处对本领域普通技术人员而言显而易见。本专利技术可以采用多种部件和部件排列,并且可以采用多种步骤和步骤安排。附图仅用于说明优选实施方案,不应当被理解成对本专利技术构成限制。附图说明图1是诊断成像系统的示意图2是一部分诊断成像系统的示意图;图3是根据本专利技术的一部分软件程序;图4是根据本专利技术的一种编码方案的示意图;图5是使用水平对称的4管族的示意图;图6是根据本专利技术的另一种编码方案的示意图;图7是7管族的示意图,其中事件发生在外部管附近;图8是根据本专利技术的另一种编码方案的示意图;和图9是7管族的示意图,其中事件发生在高灵敏度管的中心附近。参考图1,PET扫描机10包括多个探头或伽马照相机或探测器12,它们面向并且优选安装成围绕(优选包含放射性核素分布的)受检者14运动,其中受检者14位于检测区域16中。每一个探测器12均包括闪烁体20,闪烁体20将辐射事件(例如,与闪烁体20发生碰撞的来自放射性核素分布的放射线)转换成闪光或闪烁。像光电倍增管(PMT)这样的传感器22的矩阵用于观测或接收来自闪烁体20的闪光。在优选实施方案中,传感器22的矩阵是PMT的密拼排六方晶格排列。但是,其它传感器和拼排方式也考虑到了。通常,辐射产生在放射性同位素蜕变中出现的伽马量子。蜕变量子撞击闪烁体20引起闪烁,其中上述闪烁体20优选包括掺杂碘化纳(NaI)。闪烁发出的光被分布到多个传感器22上。从给定传感器22观测或接收到的特定闪烁的光量有随着传感器到事件距离逐渐减小的趋势。作为对接受到的闪光的响应,每一个传感器22均产生各自的输出信号(例如,模拟电脉冲),其中输出信号和接受到的闪光信号成正比。优选地,每一个传感器22均被电连接到模数(A/D)转换器24上,其将各模拟输出转换成数字信号。信息被传送给处理器28,由处理器28测量或另外确定相对于每一个探测头发生的各个闪烁事件的位置(x,y)和/或能量(z)。对于给定事件,每一个传感器22的输出值可选地由下述内容确定响应事件的传感器输出信号的积分(也就是,确定传感器22的输出脉冲在相对时间发生变化的幅度或强度曲线下的面积或一部分面积);响应事件的传感器输出信号的峰值幅度;或和观测到的光总量(由此和事件能量)成正比或适当相关的一些其它测量。在闪烁体20上的事件位置可以在使用标称为x、y坐标的二维(2D)笛卡儿坐标系中被解析和/或确定。但是,也考虑到了其它坐标系。继续参考图1,扫描机10能够有选择地按照需要工作在SPECT模式或PET模式下。在SPECT模式中,照相机12具有附着到其上的准直器(未示出),准直器用于将辐射进入限制在特定方向上,也就是,沿着已知射线。因此,在闪烁体20上检测辐射的确定的位置和照相机12的角坐标限定了在每一个辐射事件沿其发生的射线。这些射线轨迹和(例如,从角坐标解析器30中获得的)照相机角坐标被传递给重建处理器32,重建处理器32将射线背投影或另外重建成存储到图像存储器34中的体图像表示。在PET模式中,准直器被卸下。因此,单个闪烁事件的位置不能限定射线。但是,在PET扫描中使用的放射性核素经历了湮灭事件,在湮灭事件中两个辐射光子在完全相反的方向上(也就是,相差180度)被同时射出。重合探测器36(coincidence detector)检测两个照相机12上的闪烁同时出现的时间。两个同时闪烁的位置限定了经过湮灭事件的射线的端点。射线或轨迹计算器38从每一对同时接收的闪烁事件中计算经过受检者14的相应射线。从射线计算器38中得到的射线轨迹被传递给重建处理器32,重本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种诊断成像系统(10),包括:传感器(22)的矩阵,被定位成用以观测事件,所述传感器(22)各自具有响应事件的输出;模数转换器(24),每一个传感器(22)被连接到模数转换器(24)用于将相关传感器(22)的模拟输出量转换 成数字量;用于识别矩阵中的高灵敏度传感器(50)的装置(48),所述高灵敏度传感器响应于事件相对于其它传感器(22)具有最高输出值;用于识别在矩阵中是高灵敏度管(50)最近邻的外部传感器(52)的数目的装置(56); 用于压缩外部传感器(52)的输出以减小各输出的位数的装置(70);和查找表(44),通过压缩的输出对查找表(44)寻址用以重新获得对应的事件位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:TL劳伦斯SE库克MJ吉甘DR维尔尼茨SR马丁
申请(专利权)人:皇家飞利浦电子股份有限公司
类型:发明
国别省市:NL[荷兰]

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