[发明专利]处理数字正电子发射断层摄影的探测器像素性能变化

说明书

一种非瞬态计算机可读介质存储指令，所述指令能由包括至少一个电子处理器(20)的工作站(18)读取并运行以执行质量控制(QC)方法(100)。所述方法包括：接收由像素化探测器(14)采集的当前QC数据集和由所述像素化探测器采集的一个或多个先前QC数据集；根据所述当前QC数据集和所述一个或多个先前QC数据集来确定所述像素化探测器的探测器像素(16)随着时间的稳定性水平；当针对所述探测器像素确定的所述稳定性水平在稳定性阈值范围之外时，将所述像素化探测器的探测器像素标记为死的；以及在与所述工作站可操作地连接的显示设备(24)上显示对被标记为死的所述探测器像素的识别(28)。

技术领域

以下大致涉及医学成像领域、医学图像解读领域、图像重建领域、医学成像设备维护领域、以及相关的领域。

背景技术

数字正电子发射断层摄影(PET)探测器包括大量像素的组件。在一种像素化探测器设计中，每个探测器像素是被切成期望尺寸的小闪烁晶体，并且具有相关联的闪烁光探测单元和电子设备以在PET扫描中探测511keV伽马射线。晶体制备、探测器组装过程等被保持为尽可能系统性的，使得大多数像素的性能是相对类似的且可预测的，由此形成平均像素的主要子集。

探测器像素的小部分可以由于许多原因(诸如晶体不均匀性、制造加工变化、光子探测单元(例如，光电二极管)性能波动、组装工艺不一致、电子设备变化等)而显著不同于平均像素。这样的像素中的一些具有比平均像素低得多的灵敏度。这样的像素中的一些具有比平均像素高得多的灵敏度；并且还有一些像素可能具有不稳定的灵敏度。即，灵敏度不时急剧地或连续地变化。

对探测器像素性能的评价通常通过探测器像素校准来执行，所述探测器像素校准涉及从标准均匀体模采集事件数据，所述标准均匀体模优选地被放置在扫描器等中心处以便到探测器环的探测器的距离相等。由于所涉及的时间和努力，像素校准通常很少(例如仅在主要维护等之后)被执行。校准通常还包括确定用于探测器像素的规范化因子以考虑个体像素的灵敏度的差异。

在一些现有PET系统中，具有极其低的灵敏度(例如，为平均像素的灵敏度的20％或更小的下限)的像素和具有不自然地高的灵敏度(例如，高于平均像素40％的上限)的像素被视为是死像素。当像素被识别为死的时，它们从数据处理中排除，好像它们不存在。例如，与死像素相关联的事件从系统性能评估(诸如美国电气制造商协会(NEMA)灵敏度、计数率性能评估)中排除，以及从图像重建过程(例如列表模式迭代重建)中排除。在重建中，用于处理死像素的方法有时用来最小化死像素在图像质量(例如，分辨率、伪影等)和定量准确性(例如，病变强度、SUV等)中的负面影响。

用于处理非典型探测器像素的这些方法具有一些缺点。例如，具有随着时间在上限与下限之间波动的灵敏度的不稳定像素可能难以识别。如果像素具有在例如平均像素的20％与140％之间变化的灵敏度，那么对PET系统的校准可能不能探测到这样的像素，因为校准很少被执行并且不以高时间分辨率跟踪性能。规范化可以隐含地补偿这种变化，但是发生在两个规范化之间的任何像素性能变化不能被探测和补偿。

如果一组聚集像素(例如，瓦片、模块等)具有非常低的灵敏度(例如，平均的50％)或其灵敏度与其他像素大不相同，那么它们可能在某些情况下引入显著的图像伪影和定量误差。在灵敏度变化的根本原因处于瓦片或模块水平(例如影响瓦片或模块的所有探测器的关于瓦片或模块电子设备的问题)的情况下，这种情况会出现。规范化过程可以隐含地补偿这种瓦片或模块水平变化，但是规范化很少被执行。如果瓦片或模块的灵敏度变化发生在两个规范化之间，那么患者数据可能受损，并且得到的图像可能具有伪影和定量误差。

将像素标记为死的现有方法也可能是涵盖过广的，致使排除有用的成像数据。如果被标记为死的像素在扫描的持续时间内是稳定的，那么与这些死像素相关联的计数仍然可以是有用的。实际上，这样的计数在低剂量研究、短扫描或动态扫描中可以是非常有价值的。然而，现有方法从被使用中排除来自死像素的计数。