[发明专利]数据驱动的对事件接受/拒绝逻辑的优化

说明书

技术领域

本申请涉及核医学成像、正电子发射断层摄影（PET）、单光子发射计算机断层摄影（SPECT），并且具体涉及对被用于重建PET图像的事件的确定。

背景技术

PET核医学涉及在受检者体中引入放射性药物。所述放射性药物通过代谢过程靶向特定的感兴趣区域或器官。所述放射性药物以相对短的半衰期衰变。针对图像形成的基本过程是引起发射正电子的衰变事件。所述正电子在撞击电子之前行进短的距离。当所述正电子撞击所述电子时，发生湮灭事件。湮灭事件的标志为在180°相反方向行进的能量为511keV的两个伽马光子的发射。光子在相反方向行进的路径被称作响应线（LOR）。

PET扫描器探测来自称作符合事件的同一湮灭事件的伽马光子的对。PET扫描器在所述符合事件与散射或随机事件之间进行区分。散射事件是光子的路径（典型地由于致密材料的康普顿散射）被改变的事件。散射的概率随着患者尺寸、各种类型的组织（例如骨）的密度，以及存在的其他对象（例如植入物）而变化。当所述路径改变时，所述光子损失能量，并且以低于511keV的能量到达。在康普顿散射中，散射的角度（康普顿角）与丧失的能量成比例。能量窗越大，则允许的康普顿散射角越大。

在一对光子中的仅一个撞击探测器时发生随机事件。另一个光子或者行进到被所述探测器覆盖的区域之外，或者通过与核相互作用等等而被完全吸收。单个随机事件不被使用，这是因为要计算在重建算法中使用的LOR需要一对中的两个事件。伽马光子从一个探测器行进到正好相反的探测器的时间间隔代表符合事件之间的最大间隔。

由于探测器物理性质以及光子能量与到达时间测量中不可避免的不精确性，针对可接受的符合事件的时间间隔不能被设置为任意小。所述时间间隔包括所述行进时间以及测量时间的延迟或偏差两者。由于减少了时间测量中的不精确，飞行时间测量可以得以进行并且变得更为准确。然而，个体探测器测量之间的时间差、精确时间测量性以及因操纵条件造成的变动，仍会导致事件时间的不精确。较大的时间窗或符合事件之间较长的可接受间隔允许所探测的LOR中较大的不精确性。

类似地，事件的测量能量水平与从湮灭事件发出的伽马光子的预期能量511keV的差不能任意地小。探测器中使用的特定技术、工作温度以及其他不精确相组合，使事件的测量能量水平变化。

探测到的符合事件的数目随着湮灭事件发生的数目而变化。湮灭事件的数目是由所用的放射性药物的类型，以及所述放射性药物在探测区域中的浓度确定的。所述放射性药物中放射性核素的类型具有已知的半衰期或衰变速率。随着所述放射性核素衰变，所述放射性药物的浓度降低，计数速率也降低。所述放射性药物被配置为靶向选择的代谢过程，其摄取或吸收所述放射性药物以创建聚焦区或图像中的亮斑。所述放射性药物随着所述放射性核素衰变、所述放射性药物被代谢或诸如此类而以不同速率洗出靶区域或靶器官。放射性药物的浓度影响发射速率。例如，氯化钌-82靶向心肌细胞。其具有高发射速率和为75秒的短半衰期。

在发射速率非常高时，事件的区分度可以更大，同时仍记录足够的符合事件以重建高质量图像。可选地，在发射速率较低时，可以减小事件的区分度，以获得更多的符合事件。

无需精确的飞行时间信息，图像重建可以使用预期发射点的统计学分布。统计学方法在计算中心或分布之前使用小的样本集。用于确定符合事件的硬件参数典型地是由制造商设置的，并且不能被操作者更改。设置两个参数：时间窗，其确定符合事件之间的最大允许间隔；以及针对直接、非散射LOR事件所要求的最小能量水平。在对真实事件的灵敏度与对虚假事件的误接受之间存在权衡。虚假事件包括不是从相同湮灭事件发出的对的光子在探测器的撞击，并且包括随机事件和散射事件。

存在在数据采集之前已知的信息，以及在数据采集期间可获得的数据，它们可以被用于剪裁事件窗和能量窗。放射性药物的特性是已知的，例如靶向的区或器官、预期发射速率以及半衰期。时间-剂量信息是在数据采集之前已知的。患者尺寸和感兴趣区域是在数据采集之前已知的。在混合设备上获得的计算机断层摄影或磁共振衰减校正图提供有关特定受检者的组织密度的详细信息，例如何处发现密质骨以及何处存在高浓度的水等价组织。

发明内容

本身请提供一种新的改进的对符合事件的数据驱动的接受，其克服了上文提到的问题及其他问题。