一種數(shù)字pet能量參數(shù)化校正方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高能輻射探測成像及數(shù)字信號處理領(lǐng)域，涉及一種PET系統(tǒng)的能量符合方法，尤其涉及一種針對全數(shù)字PET系統(tǒng)的能量符合方法。
【背景技術(shù)】
[0002]全數(shù)字化PET系統(tǒng)相比傳統(tǒng)PET具有靈活性，可升級性，易于矯正等特點(diǎn)，由于全部采用通用的數(shù)字邏輯器件構(gòu)建系統(tǒng)，從而能夠輕易、快速的完成對信息采集系統(tǒng)所有可變參數(shù)的預(yù)置、監(jiān)控和校正，使系統(tǒng)性能維持在最優(yōu)狀態(tài)。采用多閾值采樣(Mult1-VoltageThreshold,以下均簡稱MVT)等方法能夠直接數(shù)字化閃爍脈沖，在更精確的獲取閃爍脈沖信息的同時(shí)，由于不對其進(jìn)行整形濾波，可以達(dá)到很小的前端信息采集死時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)高計(jì)數(shù)率，該特點(diǎn)能夠有效的提升圖像信噪比，使得動態(tài)成像和短半衰期核素等應(yīng)用成為可會K。
[0003]在如申請?zhí)?01510078266.2所示的全數(shù)字化PET系統(tǒng)中，采用數(shù)字化的獨(dú)立探測器模塊，每個(gè)晶體對應(yīng)一個(gè)SiPM(硅光電倍增管)組成一個(gè)獨(dú)立的探測器通道。數(shù)字化處理部分對每個(gè)探測模塊接收到的閃爍脈沖信號進(jìn)行數(shù)字化處理，從而將入射的γ光子轉(zhuǎn)換為電信號，獲得其能量、位置和時(shí)間等信息，然后在通過煙滅符合技術(shù)，得到煙滅事件所在響應(yīng)線的位置，并通過二維或三維斷層重建算法獲得正電子核素在生物體中的分布，從而在體外觀測生物體內(nèi)的生理和生化過程
[0004]在進(jìn)行能量符合計(jì)算時(shí)，各探測模塊的能量計(jì)算指針對該探測模塊的數(shù)據(jù)進(jìn)行。故當(dāng)探測器確定后，其各個(gè)探測模塊間的能量計(jì)算是相互獨(dú)立的，但是由于系統(tǒng)使用多個(gè)晶體和光電轉(zhuǎn)換器件之間、以及各電路之間會存在差別，使用相同的方法對晶體接收到的相同能量的γ光子進(jìn)行能量計(jì)算后，各個(gè)晶體探測的計(jì)數(shù)峰值所對應(yīng)的能量值與理論計(jì)數(shù)峰值所對應(yīng)的能量值有一定的偏移，需要將各通道計(jì)算后的能量進(jìn)行歸一化校正。
[0005]為了保證PET系統(tǒng)的精確度，在PET系統(tǒng)正常使用時(shí)，需要定期對其進(jìn)行能量校正，此外，若PET系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)探測模塊發(fā)生故障進(jìn)行更換之后，也需要對PET系統(tǒng)進(jìn)行能量校正，現(xiàn)有的PET能量校正技術(shù)中，往往需要使用射源，能量校正的步驟繁瑣，麻煩，耗時(shí)較長，且長期處于射源環(huán)境下，還有可能會給操作者的身體造成一定的損害。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種能量參數(shù)化校正方法及系統(tǒng)，各探測模塊預(yù)設(shè)能量校正系數(shù)，為參數(shù)化的探測模塊，通過上位機(jī)讀取各探測模塊的能量校正系數(shù)并完成相應(yīng)閃爍脈沖事件的能量校正，無需設(shè)置射源，且整個(gè)能量校正過程在上位機(jī)中完成，效率高，精度好。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的解決方案是:
[0008]—種數(shù)字PET的能量參數(shù)化校正方法，所述數(shù)字PET包括多個(gè)探測模塊，所述探測模塊包括一一耦合的晶體條與硅光電倍增管，且所述探測模塊預(yù)設(shè)對應(yīng)的能量校正系數(shù):
[0009](I)上位機(jī)查詢每個(gè)探測模塊中預(yù)設(shè)能量校正系數(shù)以形成能量校正表；
[0010](2)上位機(jī)獲取探測模塊產(chǎn)生的各個(gè)閃爍脈沖事件的待校正能量值；
[0011](3)上位機(jī)依據(jù)所述能量校正表對待校正能量值進(jìn)行校正以獲得各閃爍脈沖事件校正后的能量值。
[0012]所述數(shù)字PET系統(tǒng)中，所述探測模塊每次開始探測光子之前，所述上位機(jī)均查詢每個(gè)探測模塊中預(yù)設(shè)能量校正系數(shù)以更新能量校正表。
[0013]所述步驟(2)中所述閃爍脈沖事件的待校正能量值通過數(shù)字積分的方式，或者采用積分電路，或者采用多閾值采樣等方法確定。
[0014]所述步驟(I)中，能量校正系數(shù)為各晶體理論能量峰值與探測能量峰值的比。
[0015]所述步驟⑴中，能量校正系數(shù)在探測模塊內(nèi)的存儲介質(zhì)為片外R0M、片上R0M、片外FLASH中的一種。
[0016]所述探測模塊與所述上位機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸方式為光纖或以太網(wǎng)或USB或總線或藍(lán)牙或全新無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信技術(shù)。
[0017]本發(fā)明還公開了一種數(shù)字PET的能量參數(shù)化校正系統(tǒng)，用于晶體條與硅光電倍增管一一耦合PET系統(tǒng)的能量校正，包括:
[0018]存儲單元，所述存儲單元的數(shù)量對應(yīng)探測模塊的數(shù)量設(shè)置，用于存儲對應(yīng)探測模塊的能量校正參數(shù)；
[0019]校正表生成單元，用于查詢所述存儲單元預(yù)存信息以形成能量校正表。
[0020]能量計(jì)算單元，用于計(jì)算閃爍脈沖事件的待校正能量值；
[0021]能量校正單元，用于依據(jù)所述能量校正表確定各閃爍脈沖事件校正后的能量值；，
[0022]所述存儲單元設(shè)置于所述探測模塊內(nèi)，所述校正表生成單元、能量計(jì)算單元、能量校正單元設(shè)置于外部上位機(jī)內(nèi)；
[0023]優(yōu)選的，所述存儲單元是片外R0M、片上R0M、片外FLASH中的一種。
[0024]獲取閃爍脈沖事件的待校正能量值的方法為:采用數(shù)字積分的方式，或者采用積分電路，或者采用多閾值采樣方法。
[0025]由于采用上述方案，本發(fā)明的有益效果是:
[0026]本發(fā)明所示的能量參數(shù)化校正方法及系統(tǒng)，應(yīng)用于數(shù)字PET中，數(shù)字PET包括多個(gè)探測模塊，每個(gè)探測模塊包括一一耦合的晶體條以及光電倍增器，此外，各個(gè)探測模塊還預(yù)設(shè)相應(yīng)的能量校正系數(shù)。工作時(shí)，當(dāng)各探測模塊開始進(jìn)行光子探測前，上位機(jī)分別讀取各探測模塊的能量校正系數(shù)并對應(yīng)此次工作的探測模塊形成能量校正表，待各探測模塊的閃爍脈沖事件被采集后均發(fā)送至上位機(jī)中，上位機(jī)計(jì)算各閃爍脈沖事件的待校正能量，依據(jù)相應(yīng)的能量校正表對各個(gè)探測通道內(nèi)的閃爍脈沖事件的能量進(jìn)行校正以確定每個(gè)閃爍脈沖事件的真實(shí)能量，為后續(xù)的能量符合做好準(zhǔn)備。這樣設(shè)置，第一，由于各閃爍脈沖事件待校正能量的確定以及校正均在上位機(jī)中完成，整個(gè)校正過程效率高、準(zhǔn)確度也可得到保障。第二、由于每次工作時(shí)，上位機(jī)均會查詢各探測器模塊，及時(shí)形成新的能量校正表，故無當(dāng)PET系統(tǒng)的某一個(gè)或多個(gè)探測模塊發(fā)生故障并更換后，無需在進(jìn)行相應(yīng)的能量歸一化校正過程。第三，在所有的能量校正過程中，均不需要利用射源，提高了操作人員的工作安全性。
【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明所示的數(shù)字PET的能量參數(shù)化校正方法一實(shí)施例的工作流程圖；
[0028]圖2為本發(fā)明所示的數(shù)字PET的能量參數(shù)化校正系統(tǒng)一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]以下結(jié)合附圖所示實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0030]本發(fā)明公開了一種數(shù)字PET的能量參數(shù)化校正方法及系統(tǒng)，其應(yīng)用于數(shù)字PET中，數(shù)字PET包括多個(gè)探測模塊，每個(gè)探測模塊包括一一耦合的晶體條以及光電倍增器，此外，各個(gè)探測模塊還預(yù)設(shè)相應(yīng)的能量校正系數(shù)。工作時(shí)，當(dāng)各探測模塊上電后，上位機(jī)分別讀取各探測模塊的能量校正系數(shù)并對應(yīng)此次工作的探測模塊形成能量校正表，待各探測模塊的閃爍脈沖事件被采集后均發(fā)送至上位機(jī)中，上位機(jī)計(jì)算各閃爍脈沖事件的待校正能量，依據(jù)相應(yīng)的能量校正表對各個(gè)探測通道內(nèi)的閃爍脈沖事件的能量進(jìn)行校正以確定每個(gè)閃爍脈沖事件的真實(shí)能量，為后續(xù)的能量符合做好準(zhǔn)備。
[0031]如圖1所示，本發(fā)明所示的能量參數(shù)化校正方法具體工作如下:
[0032](I)上位機(jī)查詢每個(gè)探測模塊中預(yù)設(shè)能量校正系數(shù)以形成能量校正表；
[0033]PET系統(tǒng)上電，在開始進(jìn)行光子探測前，上位機(jī)發(fā)送指令與每個(gè)探測模塊的預(yù)存能量校正系數(shù)的存儲單元通信連接，存儲單元收到指令后告知各自的能量校正系數(shù)，上位機(jī)接受各個(gè)探測通道的能量校正系數(shù)后匯編形成能量校正表；上述能量校正系數(shù)存儲介質(zhì)即各存儲單元可為片外R0M、片上R0M、片外FLASH中的一種。這樣設(shè)置，當(dāng)所述數(shù)字PET系統(tǒng)的各探測模塊開始進(jìn)行光子探測之前，所述上位機(jī)均查詢每個(gè)探測模塊中預(yù)設(shè)能量校正系數(shù)以更新能量校正表。
[0034]由于每次探測模塊工作時(shí)，上位機(jī)均會查詢各探測器模塊，及時(shí)形成新的能量校正表，故無當(dāng)PET系統(tǒng)的某一個(gè)或多個(gè)探測模塊發(fā)生故障并更換后，即可直接投入使用，無需在對PET設(shè)備整體進(jìn)行相應(yīng)的能量歸一化校正過程。
[0035]現(xiàn)有的能量校正過程中，由于光電轉(zhuǎn)換器件的增益不同和后級確定位置所用的電阻加權(quán)網(wǎng)絡(luò)對探測陣列不同位置的能量響應(yīng)不一致等因素，無法直接采用同一能量窗進(jìn)行濾除，必須結(jié)合晶體分割數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)各個(gè)晶體條的能量譜信息并得到能量校正系數(shù)，將每個(gè)晶體條上閃爍脈沖能量校正到511keV后，再施以能量窗進(jìn)行能量符合判斷，其中，由于晶體分割以及