[发明专利]一种归一化校正因子获取方法及医学成像方法

说明书

本发明公开一种归一化校正因子获取方法，包括：在均匀模体衰减过程中，基于实际采集的数据确定探测系统中任意两个通道i₁和i₂所形成的响应线实际灵敏度为所述ε_i为第i个通道的实际灵敏度；在相同探测系统中，基于系统响应矩阵确定任意第i₁和i₂两个通道所形成的响应线的理论灵敏度为所述η_i为第i个通道的理论灵敏度；确定探测系统中任意第i₁和i₂两个通道所形成的响应线的归一化因子为：该方法通过用于校正系统响应矩阵响应线几何因子与实际探测系统响应线几何因子的差异，以实现响应线灵敏度的校正，进而实现探测系统灵敏度校正。

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，尤其是归一化校正因子的获取方法及医学成像方法。

背景技术

PET是英文Positron Emission Tomography的缩写。其临床显像过程为：将发射正电子的放射性核素(如F－18等)标记到能够参与人体组织血流或代谢过程的化合物上，将标有带正电子化合物的放射性核素注射到受检者体内。让受检者在PET的有效视野范围内进行PET扫描。放射核素发射出的正电子在体内移动大约1mm后与组织中的负电子结合发生湮灭辐射，产生两个能量相等(511KeV)、方向相反的γ光子。利用PET装置的探测系统，可以探测该γ光子对，进而分析正电子的存在，并重建反映生物体各组织代谢情况的PET图像，获得示踪剂在受检生物体内的浓度分布，医生可以据此判断癌症等疾病的病灶。

探测通道(以下部分地方简称“通道”)作为最基本的接收γ光子信号的单元，每个通道仅和一个晶体耦合，由于两个光子在体内的路径不同，到达两个探测通道的时间也有一定差别，如果在规定的时间窗内(一般为0－15ns)，探测系统探测到两个互成180度(士0.25度)的光子时，即为一个“符合事件”，获得“符合事件”的一对探测器之间的“连线”称投影线，或称响应线(LOR)，对于任意一个探测通道i而言，如图1所示，在探测系统中存在一定数量的探测通道j可以与第i个探测通道形成响应线。

在PET成像过程中，由于几何结构、硬件性能等因素，往往导致探测系统中不同位置处探测器的灵敏度不一致，进而造成数据失真，使得最终形成的图像上产生伪影。用于消除探测器通道之间的灵敏度差异的方法被称为归一化校正。传统的基于组件的PET归一化校正方法原理是根据每条响应线的计数率进行校正。该方法一般先计算每个通道的探测效率，然后分别依次计算每个通道所在探测器、探测环轴向位置、探测环径向位置的几何因子，最后通过把每条响应线两端的通道探测效率和几何因子相乘来获得该响应线的归一化因子。

在形成用于诊断的PET图像的过程(该过程被称作：图像重建)中，需要用到系统响应矩阵。系统响应矩阵的本质是图像中每个像素点所产生的光子被某条响应线所探测到的概率的阵列，系统响应矩阵一般通过数学计算、软件仿真等方式来获得，其可能出现与实际探测系统不完全一致的情况，从而使得图像出现环形伪影等异常现象。因此，为了得到正确的图像，需要将实际探测系统的灵敏度校正至与系统响应矩阵一致，而归一化正是被用来校正上述探测概率差异的方法。传统的归一化一般采用一个具有均匀活度的假体来采集正投影数据，然后基于时间数据来计算PET系统的归一化因子。然而当实际探测系统采集数据的方式与获取系统响应矩阵时所采用方式存在差异时，那么传统的归一化方法无法修正实际探测系统灵敏度与系统响应矩阵的差异。因此需要一种新的归一化因子获取方法来解决系统响应矩阵与实际探测系统灵敏度不一致的问题。

发明内容

本发明公开了一种归一化校正因子获取方法及医学成像方法，

为达到上述目的，本发明的解决方案是：

本发明公开了一种归一化校正因子获取方法，用于PET探测系统中，其特征在于包括以下步骤：