[发明专利]探测器增益校正方法、装置、设备及PET系统

说明书

公开了一种探测器增益校正方法、装置、设备及PET系统，所述方法包括：针对每个探测器模块，根据各个倍增管对应的单事件计数值，确定各个倍增管的第一增益调整值；根据各个探测器模块对应的单事件计数值，确定各个探测器模块中的所有倍增管的第二增益调整值；根据各个探测器模块中各个闪烁晶体对应的能量曲线，确定各个探测器模块中的各个倍增管的第三增益调整值；根据各个倍增管的第一增益调整值、第二增益调整值、第三增益调整值，获得所述倍增管的第一目标增益调整值。本公开在保证模块内计数分布保持一致的基础上，还使各个探测器模块之间的计数分布，以及将能量曲线分布保持一致，提高了增益调整的精确性以及准确性。

技术领域

本说明书涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种探测器增益校正方法、装置、设备及PET系统。

背景技术

正电子发射断层成像(Positron Emission Tomography，PET)系统的探测器通常由闪烁晶体阵列耦合光电转换器件(如光电倍增管PMT或硅光电倍增管SiPM)组成。由于从闪烁晶体接收γ光子转化为可见光再转换为相应电信号输出到后端电子电路，通常情况下电信号数目与入射光子数成正比。但光电转换器件及闪烁晶体由于生产工艺及物理性质等影响使其组成的探测器模块的转换效率并不能保证完全一致，故在同一外置放射源照射时不同探测器模块探测所得电信号大小和数目均有一定偏差，故需对探测器模块进行增益调整以保证探测结果的一致性。

目前通常采集光电转换器件对应的选定固定能窗内事件计数或全能窗总计数进行比较来进行增益调整，然而，受晶体输出、晶体物理位置、光学转换效率及生产工艺等因素影响，增益调整的精度受到限制。

发明内容

本公开提供了一种探测器增益校正方案。

根据本公开的一方面，提供一种探测器增益校正方法，应用于正电子发射断层成像PET系统的控制设备，所述PET系统还包括多个探测器模块，每个所述探测器模块包含多个闪烁晶体、多个倍增管，其中，一个倍增管与所述区域内的多个闪烁晶体相对应，所述方法包括：针对每个探测器模块，根据各个倍增管对应的单事件计数值，确定各个倍增管的第一增益调整值；根据各个探测器模块对应的单事件计数值，确定各个探测器模块中的所有倍增管的第二增益调整值；根据各个探测器模块中各个闪烁晶体对应的能量曲线，确定各个探测器模块中的各个倍增管的第三增益调整值；根据各个倍增管的第一增益调整值、第二增益调整值、第三增益调整值，获得所述倍增管的第一目标增益调整值。

结合本公开提供的任一实施方式，所述方法还包括：利用预先训练的神经网络，根据各个探测器模块的二维直方图和各个闪烁晶体的能量曲线，获得各个探测器模块对应的各个倍增管的第二目标增益调整值；对所述第一目标增益调整值和所述第二目标增益调整值进行加权平均，获得目标增益调整值。

结合本公开提供的任一实施方式，所述方法还包括对所述神经网络进行训练，包括：获得样本PET计数数据，所述样本PET计数数据包括各个探测器模块的二维直方图、闪烁晶体的能量曲线，并且所述样本PET计数数据中标注了每个探测器模块对应的各个倍增管的增益值；根据所述样本PET计数数据，获得每个探测器模块对应的各个倍增管的增益值预测结果；获得每个倍增管的增益值预测结果与对应的标注值之间的偏差，并根据所述偏差对所述神经网络的参数进行调整；在所述偏差小于设定阈值，或者迭代达到设定次数时，完成对所述神经网络的训练。

结合本公开提供的任一实施方式，所述方法还包括：响应于所述迭代次数在设定范围内，将所述第一目标增益调整值的权重设置为等于所述第二目标增益调整值的权重；响应于所述迭代次数小于所述设定范围的下限值，将所述第一目标增益调整值的权重设置为大于所述第二目标增益调整值的权重；响应于所述迭代次数大于所述设定范围的下限值，将所述第一目标增益调整值的权重设置为小于所述第二目标增益调整值的权重。