[发明专利]使用局部修改的飞行时间（TOF）内核进行TOF PET图像重建

说明书

一种成像设备(1)包括：正电子发射断层摄影(PET)扫描器(10)，其包括辐射探测器(12)和符合电路，所述符合电路用于探测作为定义响应线(LOR)的511keV伽马射线对的电子‑正电子湮灭事件，每个事件具有所述对的511keV伽马射线之间的探测时间差Δt；至少一个处理器(30)，其被编程为重建数据集以形成重建的PET图像，所述数据集包括由所述PET扫描器针对感兴趣区域采集的探测到的电子‑正电子湮灭事件，其中，所述重建包括使用TOF内核对沿着相应的LOR的所述事件进行TOF定位，所述TOF内核具有取决于Δt的位置参数以及在所述感兴趣区域上变化的TOF内核宽度或形状；以及显示设备(34)，其被配置为显示所述重建的PET图像。

技术领域

下文总体上涉及医学成像领域、正电子发射断层摄影(PET)领域、图像重建领域等。

背景技术

图像重建是开发和应用先进的正电子发射断层摄影(PET)成像的关键组成部分。与非飞行时间(TOF)扫描器相比，商用TOF PET扫描器具有改善的病灶探测能力、减少的扫描时间或注射剂量，以及更准确且更精确的病灶摄取测量。在TOF PET中，测量两个光子的到达时间差，这有助于对沿着响应线(LOR)的事件进行定位。这种定位的不确定性由系统符合定时分辨率决定。假设根据这种定时差异导出的事件的最可能的位置遵循高斯分布(或者更一般地，TOF内核可以是高斯分布或一些其他分布)。TOF内核的半高全宽(FWHM)由探测器的定时分辨率决定。

原则上，如果定时分辨率足够高，则能够精确地确定湮灭事件的位置，并且不需要断层摄影重建。现有技术的PET扫描器目前提供300ps至500ps的定时分辨率，这与90mm至150mm的事件定位相关联。定时分辨率的任何改善都可能在图像质量、信噪比等方面提供显著的改善。因此，期望通过在PET探测器中采用更高速度的电子器件来继续降低定时分辨率，这种努力非常昂贵。

下文公开了解决上述问题和其他问题的新的且改进的系统和方法。

发明内容

在一个公开的方面，一种成像设备，包括：PET扫描器，其包括辐射探测器和符合电路，所述符合电路用于探测作为定义LOR的511keV伽马射线对的电子-正电子湮灭事件，每个事件具有所述对的511keV伽马射线之间的探测时间差Δt；至少一个处理器，其被编程为重建数据集以形成重建的PET图像，所述数据集包括由所述PET扫描器针对感兴趣区域采集的探测到的电子-正电子湮灭事件，其中，所述重建包括使用TOF内核对沿着相应的LOR的所述事件进行TOF定位，所述TOF内核具有取决于Δt的位置参数以及在所述感兴趣区域上变化的TOF内核宽度或形状；以及显示设备，其被配置为显示所述重建的PET图像。

在另一公开的方面中，提供了一种非瞬态计算机可读介质，其承载用于控制至少一个处理器以执行图像采集方法的软件，所述方法包括：从包括辐射探测器的PET扫描器采集PET发射成像数据，所述PET发射成像数据包括作为定义LOR的511keV伽马射线对的电子-正电子湮灭事件，每个事件具有所述对的511keV伽马射线之间的探测时间差Δt；利用至少一个处理器通过将标准TOF内核乘以至少一幅输入图像来生成空间变化TOF内核；利用所述至少一个处理器使用所述空间变化TOF内核来重建所述PET成像数据以生成重建图像；并且利用显示设备来显示所述重建图像。

在另一公开的方面中，一种成像设备包括：PET扫描器，其包括辐射探测器和符合电路，所述符合电路用于探测作为定义LOR的511keV伽马射线对的电子-正电子湮灭事件，每个事件具有所述对的511keV伽马射线之间的探测时间差Δt；至少一个处理器，其被编程为重建数据集以形成重建的PET图像，所述数据集包括由所述PET扫描器针对感兴趣区域采集的LOR，其中，所述重建包括使用TOF内核对所述事件进行TOF定位，所述TOF内核具有取决于Δt的位置参数以及随着所述事件的采集时间而变化的宽度参数；以及显示设备，其被配置为显示所述重建的PET图像。