[发明专利]正电子发射断层扫描仪及其中的符合判选方法

说明书

技术领域

本发明涉及核医学成像领域，尤其涉及一种正电子发射断层扫描仪(Positron Emission Tomography，PET)及其中的符合判选方法。 

背景技术

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γ光子对来反映正电子核素的位置。接收到这两个γ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，LOR)，代表反方向飞行的γ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，这种探测的方式称为符合探测。 

图1所示为现有的一种用于探测γ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1.9mm×1.9mm×10mm)以阵列(例如16×16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γ光子，它们可能分别被两个探测器12a和12e探测到。 

图3表示根据不同的视野范围(Field Of View，FOV)(如图2中的虚线11a、11b)进行各个探测器间的符合判选，探测器之间的符合探测由响应线10表示。 

符合探测技术利用了光子对的两个特性：一是这两个光子沿着直线方向飞行；二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测器。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γ光子很难严格地被同时探测到，一般都有一个时间间隔，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一对511KeV 的γ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1中的两个γ光子2a和2b分别到达探测器12a和12e的时间t1和t2，如果t1和t2的差异小于预设的时间窗5，则认为这两个γ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，现有的一种符合判选方法是：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，FOV)，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：当同时参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，同时参与符合的数据少时可行，但在人体PET中，探测器模块成倍增加，上述方法则行不通。 

发明内容

在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。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。 

本发明的一个主要目的在于克服传统符合判选方式的缺陷，提供一种快速高效、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，本发明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，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，各探测器对面的探测器是指以该探测器为圆心的预定角度的扇形区中的探测器；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，本发明还提供了一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；