[发明专利]使用涉及来自瞬发γ正电子发射器的高能级联γ的符合对正电子发射断层摄影（PET）的计时校准

说明书

对正电子发射断层摄影(PET)成像设备(2)的计时校准使用放射源(20)，所述放射源包括发射正电子的放射性同位素，所述发射正电子的放射性同位素具有衰减路径，所述衰减路径包括两条相反指向的511keV伽马射线和处于级联伽马射线能量处的级联伽马射线的发射。使用能量窗口滤波(32)和时间窗口滤波(36)来处理由所述PET成像设备从所述放射源采集的带有时间戳的辐射探测事件数据集以生成符合数据集(40、42、44)，所述符合数据集包括事件对(40)和级联事件对(42)或级联事件三元组(44)，每个事件对包括两个符合的511keV事件，每个级联事件对或级联事件三元组包括至少一个符合的511keV事件和处于所述级联伽马射线能量处的符合的级联事件。

技术领域

下面总体上涉及医学成像技术、正电子发射断层摄影(PET)成像技术、 PET成像设备校准技术及相关技术。

背景技术

在正电子发射断层摄影(PET)成像中，例如通过血管内灌注将正电子发射放射性药物施予给患者。每个发射的正电子都会与电子发生湮灭，从而生成两条相反指向的511keV伽马射线。被布置在检查区域周围的PET 探测器的一个或多个环探测从患者发射的辐射。每个探测到的事件都带有时间戳。应用能量窗口以选择511keV事件，并且应用符合探测时间窗口以探测在该时间窗口内发生的这种511keV事件的符合对。每个这种符合对定义一条响应线(LOR)，该响应线连接PET探测器处的两个探测事件。因此，来源正电子被定位为是在沿着LOR的某个点处发射的。

在飞行时间(TOF)PET中，符合对中的两个511keV事件的时间戳还用于对沿着LOR的正电子发射进行定位。例如，如果两个511keV事件精确符合，则该TOF定位会将正电子发射置于LOR的中点处，该中点与两个探测事件等距。另一方面，如果两个事件具有一定的时间差Δt，则该时间差的大小和符号(即，哪个探测事件先发生)使得正电子发射能够被定位为沿着LOR较为接近第一探测事件且较为远离第二探测事件的定量距离，这样就利用了两条发射的伽马射线各自以光速传播的知识。通过利用这种沿着LOR的额外事件定位，TOFPET能够提供提高的灵敏度并最终改善重建的图像。

TOF定位需要快速的辐射探测器。例如，尺寸适于容纳人并对人进行成像的PET成像设备可以具有直径约为70cm的PET探测器环。考虑在以下位置处发射正电子，该位置与较为接近的探测器相距20cm并且与较为远离的探测器相距50cm。伽马射线到第一探测器的传输时间t₁＝ 20cm/3.00×10¹⁰cm/s，即，667ps。伽马射线到第二探测器的传输时间 t₂＝50cm/3.00×10¹⁰cm/s，即，1667ps。因此，飞行时间差Δt＝t₂-t₁＝ 1000ps。对于较为接近膛中心的事件，该时间差较小，例如，对于与较为接近的探测器相距30cm的第一事件和与较为远离的探测器相距40cm的第二事件，Δt＝333ps。因此，取决于所需的飞行时间分辨率，探测器速度必须足以测量几十至几百皮秒的量级的时间差。

实际上，PET探测器环的不同探测器可以具有各种时间延迟，这又会得到两个事件的时间戳，这两个事件实际上是同时发生的，具有系统上不同的非零符合时间偏移。为了确保良好的时间分辨率，针对不同的PET探测器之间的这种相对时滞来校准由PET探测器输出的时间戳是有利的。

下面公开了新的且改进的系统和方法。

发明内容