獲取pet晶體能量峰值及設(shè)定能量鑒頻器的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及PET成像技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種獲取PET晶體能量峰值的方法及一 種設(shè)定能量鑒頻器的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] PET (Positron Emission Computed Tomography，正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描）系 統(tǒng)是當(dāng)今核醫(yī)學(xué)領(lǐng)域發(fā)展最快一項(xiàng)成像技術(shù)，在臨床檢測(cè)中得到廣泛的應(yīng)用。
[0003] 在PET系統(tǒng)中，閃爍晶體探測(cè)器廣泛用于檢測(cè)gamma射線，射線通過(guò)康普頓散射或 光電吸收在閃爍晶體材料中激發(fā)而發(fā)出可見(jiàn)光，可見(jiàn)光在光電倍增管（PMT)的陰極產(chǎn)生電 流，通過(guò)光電倍增管的光電放大輸出。
[0004] 光電倍增管產(chǎn)生的脈沖信號(hào)同時(shí)被一個(gè)微分鑒別器接收處理，微分鑒別器包括低 能量鑒別器（LLD)及高能量鑒別器（ULD)，結(jié)合上述兩種鑒別器可用來(lái)鑒別過(guò)低和過(guò)高的 脈沖信號(hào)。
[0005] 低能量鑒別器需要設(shè)定其LLD閾值來(lái)區(qū)分散射光子和非散射光子，如果設(shè)置過(guò)高 的LLD閾值會(huì)將一些真符合事件排斥在外，設(shè)置過(guò)低的LLD閾值，則會(huì)將過(guò)多的散射事件混 入檢測(cè)影響系統(tǒng)準(zhǔn)確性。因此，設(shè)定恰當(dāng)?shù)牡湍芰胯b別器LLD閾值對(duì)于PET系統(tǒng)的性能來(lái) 說(shuō)非常重要。低能量鑒別器LLD閾值與PET系統(tǒng)中閃爍晶體光子能量分布情況有關(guān)，尤其 是晶體能量峰值。
[0006] 根據(jù)已知研宄，每個(gè)閃爍晶體在發(fā)生康普頓散射或光電吸收效應(yīng)時(shí)，其上光子能 量分布呈現(xiàn)一定規(guī)律：非散射光子能量集中在峰值511kev，而能量420kev以下主要是散射 光子。但實(shí)際PET系統(tǒng)的運(yùn)行中，非散射光子能量譜有一定寬度，導(dǎo)致PET系統(tǒng)的對(duì)應(yīng)閃爍 晶體發(fā)出光子能量的數(shù)據(jù)處理通道數(shù)目眾多，一個(gè)數(shù)據(jù)處理通道對(duì)應(yīng)一種光子能量，比如， 在一種通用的PET系統(tǒng)中其閃爍晶體發(fā)出光子能量分布范圍為Okev?51 Ikev，其對(duì)應(yīng)具有 512個(gè)數(shù)據(jù)處理通道。PET系統(tǒng)的多個(gè)數(shù)據(jù)處理通道相對(duì)于閃爍晶體發(fā)出的光子，對(duì)通過(guò)相 應(yīng)數(shù)據(jù)處理通道的光子進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)最大的數(shù)據(jù)處理通道編號(hào)，也就是該閃爍晶體的能 量峰值。
[0007] 基于上述內(nèi)容可知，在PET系統(tǒng)中，對(duì)低能量鑒別器設(shè)定恰當(dāng)?shù)腖LD閾值，意味著 需要基于PET晶體的光子能量尋求最佳能量峰值，現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法提供一種能夠獲取晶體最 佳能量峰值的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明技術(shù)方案解決的技術(shù)問(wèn)題為，如何尋求PET晶體的最佳能量峰值。
[0009] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明技術(shù)方案提供了一種獲取PET晶體能量峰值的方 法，包括：
[0010] 建立PET晶體的能量分布模型并采集PET原始數(shù)據(jù)；
[0011] 基于所述PET原始數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)PET晶體能量譜，以獲取所述PET晶體的能量分布模 型的初次擬合參數(shù)；
[0012] 基于所述能量分布模型和初次擬合參數(shù)，采用LM迭代算法計(jì)算所述能量分布模 型的擬合參數(shù)，以獲取所述PET晶體的能量分布；
[0013] 根據(jù)所獲取的PET晶體的能量分布完成PET晶體能量峰值的識(shí)別。
[0014] 可選的，所述PET晶體的能量分布模型為混合型高斯曲線模型。
[0015] 可選的，基于如下算式建立所述能量分布模型：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種獲取PET晶體能量峰值的方法，其特征在于，包括： 建立PET晶體的能量分布模型并采集PET原始數(shù)據(jù)； 基于所述PET原始數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)PET晶體能量譜，W獲取所述PET晶體的能量分布模型的 初次擬合參數(shù)； 基于所述能量分布模型和初次擬合參數(shù)，采用LM迭代算法計(jì)算所述能量分布模型的 擬合參數(shù)，W獲取所述PET晶體的能量分布； 根據(jù)所獲取的PET晶體的能量分布完成PET晶體能量峰值的識(shí)別。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述PET晶體的能量分布模型為混合型高斯 曲線模型。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，基于如下算式建立所述能量分布模型：
其中，X為PET晶體的能量值，f(x)為PET晶體的能量值為X的事件數(shù)，y為PET晶體 能量分布的峰值，0為PET晶體能量分布的標(biāo)準(zhǔn)差，A、a、P、丫為所述能量分布模型的系 數(shù)。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取所述能量分布模型的初次擬合參 數(shù)包括：根據(jù)PET晶體能量譜的統(tǒng)計(jì)結(jié)果獲得PET晶體能量分布的峰值。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用LM迭代算法計(jì)算所述能量分布模 型的擬合參數(shù)包括；達(dá)到預(yù)先設(shè)定的迭代次數(shù)或算法收斂時(shí)迭代中止，輸出所述PET晶體 的能量分布曲線。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述達(dá)到預(yù)先設(shè)定的算法收斂時(shí)迭代中止 包括；達(dá)到預(yù)先設(shè)定的擬合優(yōu)度時(shí)迭代中止。
7. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所獲取的PET晶體的能量分布完成 PET晶體能量峰值的識(shí)別包括： 根據(jù)所述PET晶體的能量分布獲取所述PET晶體的能量峰值； 對(duì)所述PET晶體的能量峰值作偽彩化處理，W獲取所述PET晶體的能量峰值的偽彩化 圖像； 基于所述PET晶體的能量峰值的偽彩化圖像，調(diào)整所述PET晶體的能量峰值。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述對(duì)所述PET晶體的能量峰值作偽彩化處 理，W獲取所述PET晶體的能量峰值的偽彩化圖像包括： 對(duì)陽(yáng)T晶體進(jìn)行分組處理； 基于所擬合的PET晶體的能量分布統(tǒng)計(jì)每組晶體的能量分布置信區(qū)間； 將所述置信區(qū)間的邊界值設(shè)定為偽彩化處理的最小闊值及最大闊值； 根據(jù)所述偽彩化處理的最小闊值及最大闊值對(duì)處于所述最小闊值及最大闊值的能量 值進(jìn)行上色，W獲得PET晶體的能量峰值的偽彩化圖像。
9. 如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述每組PET晶體的能量分布置信區(qū)間為 [U-30 )，U+30)]，y為每組PET晶體能量峰值，0為每組PET晶體能量分布的標(biāo)準(zhǔn) 差。
10. -種設(shè)定能量鑒頻器的方法，其特征在于，包括： 基于權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的方法識(shí)別PET晶體能量峰值； 根據(jù)所述PET晶體能量峰值設(shè)定該P(yáng)ET晶體所對(duì)應(yīng)能量鑒頻器LLD闊值。
【專利摘要】本發(fā)明涉及獲取PET晶體能量峰值的方法及設(shè)定能量鑒頻器的方法，所述獲取PET晶體能量峰值的方法包括：建立PET晶體的能量分布模型并采集PET原始數(shù)據(jù)；基于所述PET原始數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)PET晶體能量譜，以獲取所述PET晶體的能量分布模型的初次擬合參數(shù)；基于所述能量分布模型和初次擬合參數(shù)，采用LM迭代算法計(jì)算所述能量分布模型的擬合參數(shù)，以獲取所述PET晶體的能量分布；根據(jù)所獲取的PET晶體的能量分布完成PET晶體能量峰值的識(shí)別。本發(fā)明技術(shù)方案能夠?qū)で蟮絇ET晶體的最佳能量峰值。
【IPC分類】G06T11-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104599302
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510016362
【發(fā)明人】馬潤(rùn)霞, 呂新宇
【申請(qǐng)人】上海聯(lián)影醫(yī)療科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年5月6日
【申請(qǐng)日】2015年1月13日