正电子发射断层扫描仪及其中的符合判选方法技术

本发明专利技术涉及一种正电子发射断层扫描仪及其中的符合判选方法。正电子发射断层扫描仪包括探测环，探测环由多个探测器围成，该符合判选方法包括：对每个探测器与其对面的各个探测器是否为相关探测器进行判断，并根据各判断结果获得相关数据，其中如果两个探测器所探测的单事例的时间差在符合时间窗以内，则该两个探测器为相关探测器，其中，任一探测器对面的探测器是指：所述探测环中以该任一探测器为圆心的预定角度的扇形区中的各探测器；以及根据相关数据来判断两个相关探测器之间是否唯一相关，并将唯一相关的两个探测器所探测的单事例判定为符合事例。本发明专利技术具有符合判选快速、高效和应用范围广的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及核医学成像领域，尤其涉及ー种正电子发射断层扫描仪(PositronEmission Tomography, PET)及其中的符合判选方法。
技术介绍
PET的工作目的是显像，确定发射正电子核素所在的位置，从而得出示踪剂药物在体内的分布，达到对肿瘤等疾病进行诊断的目的。但是，PET并不是直接探测正电子，而是通过探测由电子对湮灭所产生的511KeV的Y光子对来反 映正电子核素的位置。接收到这两个Y光子的两个探测器晶体条之间的连线称为符合响应线(Line of Response, L0R)，代表反方向飞行的Y光子对所在的直线，湮没事例的位置就在这条直线上。用两个探测器晶体条间的连线来确定湮灭点位置的方法，被称为电子准直，这种探測的方式称为符合探測。图I所示为现有的一种用于探測Y光子的探测环9，该探测环9由多个模块(例如图3中的16个模块12a-12p)组成，每个模块包含两个组块7，每个组块7则由的条状晶体6(尺寸为，例如I. 9mmXl. 9mmX10mm)以阵列(例如16X16阵列)组成。如图2所示，其中2a和2b表示正电子湮没产生的两个能量相等，方向相反的Y光子，它们可能分别被两个探測器12a和12e探測到。图3表示根据不同的视野范围(Field Of View,F0V)(如图2中的虚线IlaUlb)进行各个探测器间的符合判选，探測器之间的符合探測由响应线10表示。符合探测技术利用了光子对的两个特性ー是这两个光子沿着直线方向飞行；ニ是它们都以光速向前传播，几乎同时到达在这条直线上的两个探測器。但事实上，由于物理上的测不准原理和仪器本身的测量误差的存在，致使来自同一个湮没事例的两个Y光子很难严格地被同时探测到，一般都有ー个时间间隔，该时间间隔称之为符合时间窗，一般在几纳秒到几十纳秒之间。只有在符合时间窗之内探测到的ー对511KeV的Y光子组合成的事例，才被称为符合事例。如图4所示，其中4a和4b表示图I中的两个Y光子2a和2b分别到达探測器12a和12e的时间tl和t2，如果tl和t2的差异小于预设的时间窗5，则认为这两个Y光子2a和2b是由同一湮没事件产生的。可见，对符合事例进行判选是确定灭点位置的关键，现有的ー种符合判选方法是先对载入的一批数据按时间进行排序，然后比较相邻数据的时间差看是否在符合时间窗以内，如果是，再进行空间符合，判定是否在视野范围以内(Field Of View, F0V)，如果也是，则将数据作为符合事例打包传输给后端计算机进行图像重建。该方法的符合判选思想直观，容易想到。但缺点是当同时參与符合的数据量很大时，在现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array, FPGA)内进行排序变得困难，资源消耗量大，占用时钟周期长，难以在实际工程应用中实现。因此该方法在小动物PET或乳腺专用PET等前端探测器模块少，同时參与符合的数据少时可行，但在人体PET中，探測器模块成倍増加，上述方法则行不通。
技术实现思路
在下文中给出关于本专利技术的简要概述，以便提供关于本专利技术的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本专利技术的穷举性概述。它并不是意图确定本专利技术的关键或重要部分，也不是意图限定本专利技术的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。本专利技术的ー个主要目的在于克服传统符合判选方式的缺陷，提供ー种快速高效、应用范围广的正电子发射断层扫描仪以及其中的符合判选方法。为实现上述目的，本专利技术提供了一种正电子发射断层扫描仪中符合判选方法，所述正电子发射断层扫描仪包括探测环，所述探测环由多个探测器围成，所述符合判选方法包括对每个探測器与其对面的各个探测器是否为相关探测器进行判断以获得相关数据，其中如果两个探測器所探测的单事例的时间差在符合时间窗以内，则该两个探测器为相关探测器，其中，各探测器对面的探測器是指以该探测器为圆心的预定角度的扇形区中的探測器；以及根据所述相关数据来判断两个相关探测器之间是否唯一相关，并将唯一相关的两个探测器所探测的单事例判定为符合事例。为实现上述目的，本专利技术还提供了ー种正电子发射断层扫描仪，包括探测环，所述探测环由多个探测器围成；数据处理板卡，用于对每个探测器与其对面的各个探测器是否为相关探测器进行判断，并根据各判断结果获得相关数据，其中如果两个探測器所探测的单事例的时间差在符合时间窗以内，则该两个探测器为相关探測器，其中，任一探测器对面的探測器是指以所述探测环中的该任ー探測器为圆心的预定角度的扇形区中的各探測器，所述数据处理板卡还用于判断两个相关探测器之间是否唯一相关，并将唯一相关的两个探测器所探测的单事例判定为符合事例。本专利技术的通过数据采集板卡同时采集探测环的各探測器的数据，数据处理板卡根据采集的数据对各探測器与对面的多个探测器探测的单事例的时间差与符合时间窗进行比较，并且判断相关探测器是否唯一相关，即使应用在探測器数量较多的人体PET中，这些比较和是否唯一相关的判断可通过并行数据处理的方式快速完成，以达到快速、高效和应用范围广的目的。附图说明參照下面结合附图对本专利技术实施例的说明，会更加容易地理解本专利技术的以上和其它目的、特点和优点。附图中的部件只是为了示出本专利技术的原理。在附图中，相同的或类似的技术特征或部件将采用相同或类似的附图标记来表示。图I为现有技术中的探测环的结构示意图。图2为现有技术中两个能量相等，方向相反的Y光子分别被两个探测器探測示意图。图3为现有技术中根据不同的视野范围进行各个探测器间的符合判选的示意图。 图4为现有技术中两个能量相等，方向相反的Y光子分别被两个探测器探測到的时序图。图5为本专利技术的一种实施例中的探测环的结构示意图。图6为对应图5中的部分探測器的寄存器的数值示意图。图7为本专利技术的正电子发射断层扫描仪的ー种实施例的结构示意图。图8为本专利技术的正电子发射断层扫描仪中符合判选方法的一种实施例的流程图。具体实施方式 下面參照附图来说明本专利技术的实施例。在本专利技术的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与ー个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本专利技术无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。本专利技术的实施例提供了一种正电子发射断层扫描仪中的符合判选方法，所述正电子发射断层扫描仪包括探测环，所述探测环由多个探测器围成，所述符合判选方法包括对每个探測器与其对面的各个探测器是否为相关探测器进行判断，并根据各判断结果获得相关数据，其中如果两个探測器所探测的单事例的时间差在符合时间窗以内，则该两个探测器为相关探測器，其中，任一探测器对面的探測器是指以探测环中的该任ー探測器为圆心的预定角度的扇形区中的各探測器；以及根据所述相关数据来判断两个相关探测器之间是否唯一相关，并将唯一相关的两个探测器所探测的单事例判定为符合事例。可选地，在对每个探測器与其对面的各个探测器是否为相关探测器进行判断以获得相关数据的步骤中，一个探测器与另ー个探測器是否为相关探测器的判断结果用ー比特数据来表示，如果判断结果为相关探测器，则用该一比特数据的第一值来表示，否则用该一比特数据的第二值来表示。可选地，在所述对每个探测器与其对面的各个探测器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种正电子发射断层扫描仪中的符合判选方法，所述正电子发射断层扫描仪包括探测环，所述探测环由多个探测器围成，所述符合判选方法包括 对每个探測器与其对面的各个探测器是否为相关探测器进行判断，并根据各判断结果获得相关数据，其中如果两个探測器所探测的单事例的时间差在符合时间窗以内，则该两个探测器为相关探測器，其中，任一探测器对面的探测器是指所述探测环中以该任ー探測器为圆心的预定角度的扇形区中的各探測器；以及 根据所述相关数据来判断两个相关探测器之间是否唯一相关，并将唯一相关的两个探测器所探测的单事例判定为符合事例。2.如权利要求I所述的正电子发射断层扫描仪中的符合判选方法，其特征在于，在对每个探測器与其对面的各个探测器是否为相关探测器进行判断以获得相关数据的步骤中，一个探测器与另ー个探測器是否为相关探测器的判断结果用一比特数据来表示，如果判断结果为相关探测器，则用该一比特数据的第一值来表示，否则用该一比特数据的第二值来表不。3.如权利要求2所述的正电子发射断层扫描仪中的符合判选方法，其特征在于，在所述对每个探测器与其对面的各个探测器是否为相关探测器进行判断以获得相关数据的步骤中，用于表示一个探测器与其对面的各个探测器是否为相关探测器的各个判断结果的数据构成该探测器的相关数据。4.如权利要求3所述的正电子发射断层扫描仪中的符合判选方法，其特征在于，所述判断两个相关探测器之间是否唯一相关的步骤包括 判断所述两个相关探测器中的第一个相关探測器的相关数据是否只有与所述两个相关探测器中的第二个相关探測器对应的一比特数据的值为第一值； 如果第一个相关探測器的相关数据中只有与第二个相关探測器对应的一比特数据的值为第一值，则判断第二个相关探測器的相关数据中是否只有与第一个相关探測器对应的一比特数据的值为第一值，如果第二个相关探測器的相关数据中也只有与第一个相关探測器对应的一比特数据的值为第一值，则判定所述第一个相关探測器和第二个探测器为唯一相关。5.如权利要求3所述的正电子发射断层扫描仪中的符合判选方法，其特征在于，在所述对每个探测器与其对面的各个探测器是否为相关探测器进行判断以获得相关数据步骤中， 各个探测器的相关数据被分别存储在对应的寄存器中。6.如权利要求1-5任一项所述的正电子发射断层扫描仪中...

【专利技术属性】
技术研发人员：丰宝桐，魏书军，魏龙，马创新，李可，胡婷婷，孙芸华，王培林，李晓辉，燕新强，胡选侯，杜垚垚，李国仁，
申请(专利权)人：中国科学院高能物理研究所，
类型：发明
国别省市：