[发明专利]用于数字PET重建的死像素校正

说明书

一种包括探测器像素的PET探测器阵列(8)采集沿着响应线(LOR)的PET探测计数。重建所述计数以生成重建的PET图像(36、46)。针对因所述PET探测器阵列的死探测器像素而丢失的丢失LOR来校正所述重建。所述校正借助于以下操作：通过内插沿着与所述丢失LOR(60)相邻的LOR(66)的计数来估计沿着所述丢失LOR的计数。所述内插可以是迭代的，以处理连续的丢失的探测器像素组。所述校正可以借助于计算具有与所述重建的PET图像的图像元素(80、82)相对应的矩阵元素的灵敏度矩阵。在这种情况下，每个矩阵元素被计算为除了所述丢失LOR之外的、与对应图像元素相交的所有LOR的总和。所计算的灵敏度矩阵被使用在所述重建中。

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)成像领域、辐射探测器领域和相关领域。

背景技术

在PET成像中，将放射性药物施用给患者(或其他成像对象，例如，兽医对象)。放射性药物被设计成聚集在感兴趣的器官或组织中。在一些功能研究中，放射性药物被设计成流过感兴趣的器官或组织，例如，在血管内施用的放射性药物可以随着血液供应流入和流出脑。放射性药物发射正电子，并且每个随之发生的电子-正电子湮灭事件发射两个相反指向的511keV伽马射线。使用通常布置为环形状的PET探测器阵列，这些相反指向的511keV伽马射线由两个探测器像素探测，因此已知源正电子位于连接两个探测器像素的响应线(LOR)上。伽马射线以光速行进：在常规的PET中，两个511keV伽马射线探测事件在探测器像素的时间分辨率内同时发生。在飞行时间(TOF)PET中，探测器像素具有足够的时间分辨率来探测两个511keV伽马射线探测事件之间的时间差(或缺少时间差)，从而沿着LOR提供TOF定位，其空间分辨率与时间分辨率相当。

PET探测器阵列是昂贵的部件，并且通常被制造为模块，每个模块包括一定数量的探测器像素。探测器像素是精密的光子器件，偶尔会发生故障。如果模块中的一个或仅几个探测器像素发生故障，就更换整个模块，这会使成本效益不高。这些故障(即“死”)探测器像素通常不产生数据，并且通常假设少量死探测器像素对所得到的重建PET图像的质量的影响可以忽略不计。如果单个模块中的死探测器像素的数量变得太多，则可以更换模块以便纠正问题。

下文公开了解决了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

在一个公开的方面中，公开了一种正电子发射断层摄影(PET)成像设备，包括：PET探测器阵列，其包括探测器像素，所述探测器像素被配置为采集沿着响应线(LOR)的相反指向的511keV伽马射线对的计数。所述PET成像设备还包括计算机和非瞬态存储介质，所述非瞬态存储介质存储能由所述计算机读取并运行以执行操作的指令，所述操作包括：重建沿着所述LOR的所述计数以生成重建的PET图像；以及针对因所述PET探测器阵列的死探测器像素而丢失的丢失LOR来校正所述重建。在一些实施例中，所述校正包括通过内插沿着与所述丢失LOR相邻的可用的LOR的计数来估计沿着所述丢失LOR的计数。在一些实施例中，所述校正包括计算具有与所述重建的PET图像的图像元素相对应的矩阵元素的灵敏度矩阵，其中，每个矩阵元素被计算为除了所述丢失LOR之外的、与对应图像元素相交的所有LOR的总和。所计算的灵敏度矩阵被使用在所述重建中。

在另一公开的方面中，公开了一种非瞬态存储介质，所述非瞬态存储介质存储：死探测器像素的索引，其识别PET探测器阵列的死探测器像素。所述非瞬态存储介质还存储：指令，其能由计算机读取并运行以通过以下操作根据使用所述PET探测器阵列采集的沿着LOR的相反指向的511keV伽马射线对的计数来生成重建的PET图像，所述操作包括：计算具有与所述重建的PET图像的图像元素相对应的矩阵元素的灵敏度矩阵，其中，每个矩阵元素被计算为除了因在死探测器像素的所述索引中索引到的死探测器像素而丢失的丢失LOR之外的、与对应图像元素相交的所有LOR的总和；以及执行对使用所述PET探测器阵列采集的计数的迭代图像重建以生成所述重建的PET图像，其中，所述迭代图像重建包括使用所述灵敏度矩阵的对应矩阵元素对所述重建的PET图像的图像元素的强度进行归一化。