CN103221841A - 具有变化的并发窗的pet校准 - Google Patents
具有变化的并发窗的pet校准 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103221841A CN103221841A CN2011800563453A CN201180056345A CN103221841A CN 103221841 A CN103221841 A CN 103221841A CN 2011800563453 A CN2011800563453 A CN 2011800563453A CN 201180056345 A CN201180056345 A CN 201180056345A CN 103221841 A CN103221841 A CN 103221841A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- concurrent
- window
- time
- data
- pet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000002600 positron emission tomography Methods 0.000 claims abstract description 25
- 238000010606 normalization Methods 0.000 claims description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 30
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 19
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 10
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 8
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 6
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 claims description 5
- 239000012857 radioactive material Substances 0.000 claims description 5
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims description 3
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims 2
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 230000005251 gamma ray Effects 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000001915 proofreading effect Effects 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- CYTYCFOTNPOANT-UHFFFAOYSA-N Perchloroethylene Chemical compound ClC(Cl)=C(Cl)Cl CYTYCFOTNPOANT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002059 diagnostic imaging Methods 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000002610 neuroimaging Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000005258 radioactive decay Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/16—Measuring radiation intensity
- G01T1/161—Applications in the field of nuclear medicine, e.g. in vivo counting
- G01T1/164—Scintigraphy
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/16—Measuring radiation intensity
- G01T1/161—Applications in the field of nuclear medicine, e.g. in vivo counting
- G01T1/164—Scintigraphy
- G01T1/1641—Static instruments for imaging the distribution of radioactivity in one or two dimensions using one or several scintillating elements; Radio-isotope cameras
- G01T1/1648—Ancillary equipment for scintillation cameras, e.g. reference markers, devices for removing motion artifacts, calibration devices
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
- A61B6/03—Computed tomography [CT]
- A61B6/037—Emission tomography
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/58—Testing, adjusting or calibrating thereof
- A61B6/582—Calibration
- A61B6/583—Calibration using calibration phantoms
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/29—Measurement performed on radiation beams, e.g. position or section of the beam; Measurement of spatial distribution of radiation
- G01T1/2914—Measurement of spatial distribution of radiation
- G01T1/2964—Scanners
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/29—Measurement performed on radiation beams, e.g. position or section of the beam; Measurement of spatial distribution of radiation
- G01T1/2914—Measurement of spatial distribution of radiation
- G01T1/2985—In depth localisation, e.g. using positron emitters; Tomographic imaging (longitudinal and transverse section imaging; apparatus for radiation diagnosis sequentially in different planes, steroscopic radiation diagnosis)
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T7/00—Details of radiation-measuring instruments
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Nuclear Medicine (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
在校准正电子发射断层摄影（PET）扫描器时，在几个半衰期期间，对放射性校准体模进行扫描，以采集多个扫描数据帧。在单一的校准扫描期间，采用交错的时间窗，以便针对多个并发时间窗和能量窗采集并发数据。根据多个选定的并发窗中的每个窗对并发事件进行分装，针对多个并发时间窗中的每个窗，使用从单一校准扫描中采集的数据对PET扫描器进行校准。
Description
技术领域
本申请特别适用于正电子发射断层摄影（PET）***中，特别是涉及到PET扫描器校准。然而，将要理解，所描述的技术也可以在其他医疗成像设备校准***、其他校准情景、或其他扫描器校准技术中得到应用。
背景技术
如美国专利No.7718954中所描述，典型的PET扫描器执行归一化校准以校正不均匀的3D探测器响应，这通常需要约6小时。此外，这种扫描器采用标准摄取值（SUV）校准，提供了图像中的计数到放射性浓度的转换。该校准用的是衰变的F-18源，可能花费11小时或更长时间才能完成。
由PET扫描器测量并在并发时间窗（如，6ns）内发生的任何事件，甚至是两个随机的单一事件，都被作为并发事件处理，即，认为其定义了有效响应线（LOR）。降低将随机事件视为有效的频率是有益的，其原因有几个。比如，随机事件的减少提高了***的最大NECR（NEMA NU-2标准，等效噪声计数率）的性能，并减少了用于重建处理（加快列表模式重建）的数据量。此外，减少随机事件还降低了重建过程中需要校正的量，并为PET扫描器采集有效并发事件提供更多带宽。
人们曾试图通过将并发时间窗降低到覆盖被成像的对象（参见，例如，美国专利No.7626171）所需的最低要求来减少随机事件。然而，在这种方法中，减小并发窗会改变***的计数特性，因此对于所应用的每个并发窗设置，需要进行单独的SUV校准。
如今，商用PET扫描器具有固定的并发窗，例如，约6纳秒。然而，对于某些患者，尤其是较矮小的患者，和/或进行脑成像等时，为了在真实事件和噪声（随机事件）间做出更好的区分，可以缩短并发窗。不过，并发窗的持续时间影响包括归一化和SUV在内的各种校准。每个校准程序都非常消耗时间，通常对于每个并发窗花费11-14小时或更长时间。
发明内容
本申请提供了新的改进的PET扫描器校准***和方法，在SUV采集期间，在放射性校准体模上采用交错并发时间窗的设置，这克服了上面提及的问题和其它问题。
根据一个方面，一种便于校准正电子发射断层摄影（PET）扫描器的***包括：PET扫描器，在所述PET扫描器中放置放射性校准体模并在预定时间内进行扫描；以及处理器，其执行存储器中存储的计算机可执行指令，所述指令包括接收用于多个选定并发时间和/或能量窗的设置。所述指令还包括在多个预定时间帧的每个期间，扫描放射性校准体模并针对所述时间窗和/或能量窗的设置定义的多个并发时间窗和/或能量窗采集并发数据。此外，所述指令包括针对每个选定的并发时间窗和/或能量窗，由在预定时间内在每个帧中探测的光子计数数目计算标准摄取值。
根据另一个方面，一种校准正电子发射断层摄影（PET）扫描器的方法包括接收多个选定的并发时间窗和/或能量窗的设置；以及在多个预定时间段中的多个帧的每个期间，扫描放射性校准体模并针对所述时间和/或能量窗的设置定义的多个并发时间窗和/或能量窗采集并发数据。该方法还包括针对每个选定的并发时间窗和/或能量窗，由在预定时间内在每个帧中探测的光子计数数目计算标准摄取值(SUV)。
根据另一方面，一种PET扫描器包括：扫描架，其具有多个探测闪烁事件的辐射探测器；并发加窗电路（coincidence windowing circuit），其识别多个不同长度的并发窗之内的探测到的事件对；以及用户输入设备，用户通过其选择并发窗中的至少一个。该PET扫描器还包括：归一化校正模块，其应用存储的归一化校正值以在选定的并发窗中采集扫描数据；SUV校正模块，其应用存储的SUV校正值以在选定的并发窗中采集扫描数据；以及重建处理器，其将校正后的扫描数据重建为图像，以在显示器上呈现。
一个优点是减少了扫描器校准时间。
另一个优点在于针对多个时间窗校准扫描器。
在阅读和理解以下详细描述之后，本领域普通技术人员将认识到本主题创新的其他优点。
附图说明
本创新可以采用各种部件和部件的布置，以及各种步骤和步骤的安排的形式。附图仅仅为了例示各方面，而不应被解读为限制本发明。
图1图示了标准摄取值（SUV）采集序列，其使用并发窗设置来对多个并发窗进行单一SUV校准和归一化，从而消除了针对每个并发窗的设置进行单独的SUV和归一化校准的需要。
图2图示了根据本文中所描述的各方面的***，其便于在SUV采集序列期间用交错并发时间窗的设置校准PET扫描器。
图3图示了根据本文中所描述的各个方面的、使用交错并发时间窗来校准PET扫描器的方法。
图4图示了根据本文中所描述的各个方面的、通过对从放射性体模采集的并发数据进行后期处理而对PET扫描器进行校准的方法，其用交错并发时间窗分装（bin）所采集的数据。
图5图示了根据上述校准方法之一校准的PET扫描器。
具体实施方式
本主题创新通过在SUV校准中交错并发时间窗的设置来减少校准持续时间，克服了扫描器校准的耗时与劳动密集型问题。在另一实施例中，通过在最大的并发窗进行SUV和归一化校准采集和对期望并发窗的数据进行后期处理来减少校准持续时间。
图1示出了标准摄取值（SUV）采集序列10，其使用交错的并发窗设置来对多个并发窗进行单一SUV校准和归一化，从而消除了对每一个并发窗的设置进行单独的SUV和归一化校准的需要。在图1中，针对20个帧（标记为0-19）示出了三个交错的时间窗（例如2ns，4ns，和6ns）。每个帧分为三部分，每一部分对应时间窗之一。通过这种方式，PET扫描器中的随机事件减少了，PET扫描器的最大等效噪声计数率（NECR）根据被成像对象的直径被最大化。针对各时间点的动态系列中的每个图像或帧，逐像素或在感兴趣区（ROI）上将SUV计算为组织放射性浓度比率。如本文所使用，“随机事件”或“随机”表示在其中两个单一事件在并发时间窗（例如，6ns或者某个其他预定义时间窗）内被PET扫描器测量或探测到并且被误认为或误处理为并发事件（即，误认为或误处理为单一的共同湮灭事件的结果而发生）的发生。
现有技术中已知，根据动量守恒原理，当电子和正电子相遇时，它们就会湮灭，发射出两个相反方向的511keV伽玛射线。在PET数据采集中，人们推定两个基本同步或并发的511keV伽玛射线探测事件源于相同的正负电子湮灭事件，因此该正负电子湮灭事件定位于将两个基本同时的511keV伽玛射线探测事件连接起来的“响应线”（LOR）的某处。这种响应线有时也被称为投影，所收集的PET数据就被称为投影数据。
在常规的PET中，两个在选定的短时间或并发窗内，例如彼此在6纳秒之内发生的511keV伽玛射线探测事件，被认为定义有效LOR。由于探测器元件湮没位置会变化，伽玛光子探测事件间会发生小的（例如，亚纳秒）时间差。与此相关的一种技术，称为飞行时间PET或TOF-PET，就利用了这一小的时间差，对沿LOR正负电子湮灭事件进一步定位。通常，湮灭事件发生于沿LOR的更接近于首先发生的伽马射线探测事件的点。如果两个伽玛射线探测事件同时发生在探测器的时间分辨率范围内，那么湮灭事件就发生在LOR的中点。
根据不使用来自F18体模的校准数据的交错收集的常规方法，对于20帧（例如，帧0-19）SUV获取序列，每个并发窗设置要花费11小时。根据范例，对于0-7帧的SUV数据采集，每一帧需要花费15分钟，共需花费两小时；对于8-13帧的SUV数据采集，每一帧需要花费30分钟，共需花费三小时，对于14-19帧的SUV数据采集，每一帧需要花费一小时，共需花费六小时。校准扫描需要很长时间的一个原因是，F18放射性材料的半衰期约为110分钟，所以11小时的扫描提供了材料的6个半衰期（即11小时后，98.5％的F18放射性材料已经衰变）的数据。于是，需要11小时期间上的数据将扫描器中的光电倍增管校准到放射性水平范围。也就是说，仅使用在头110分钟获取的数据校准扫描器通常不能为低水平放射活性探测提供足够的精确度，所述低水平放射活性比如可能是相当于校准扫描期间第10或11小时采集的校准数据。此外，如果用户针对三个并发窗设置（例如，2ns，4ns，和6ns）运行SUV获取序列，那么按常规方法将花费33个小时（使用以上的F18范例），再加上为每个并发窗准备新的F18校准体模的时间。
本申请已认识到，校准只需要在每一帧中对校准进行充分采样，而不是对每整个帧进行连续采样。如图1所示，通过对多个并发窗中的校准数据收集进行交错，就可以利用F18体模在单一的11个小时的扫描期间对所有三个（或更多）并发窗设置执行前述示范性SUV校准数据采集序列。于是，图1提供了一种修改典型的SUV校准采集序列的示范性方法，使得在每一帧内针对每个并发窗的校准数据采集都是交错进行的。虽然在图1范例中提供的是2ns、4ns，和6ns的并发窗设置，但是本领域技术人员将理解，也可以采用其他的窗设置。此外，如本领域技术人员将理解，可以采用更多或更少的交错窗设置（例如，2、3、4、5、6个等）。
对于每一帧，都是针对所有三个并发窗采集数据。例如，不是在第0帧期间花费15分钟针对单一时间窗采集数据，而是在第0帧花费5分钟针对三个并发窗中的每一个采集数据。这就导致与常规规程相比，所有帧中的给定并发窗只能采集1/3的数据，但是每个并发窗中采集的数据仍然遍布整个衰变周期（例如11-14小时），这就为SUV表征和PET扫描器中光电倍增管的校准提供了极其充足的数据。通过这种方式，在整个11小时期间，就可以针对所有三个（或其它数目）并发窗，采集校准数据（SUV），这是有利的，因为通过使用在整个放射性衰变周期（如6-7个半衰期）收集的数据，改善了每个并发窗扫描器的校准，但是对于每个并发窗，校准不值得需要整整11小时的数据。相反，在11小时期间获得的每个帧期间，对于每个并发窗可能会进行定期采样。
在一个实施例中，采集硬件为每个辐射事件打上时间戳。辐射事件受制于最大的并发窗，从而丢弃要校准的最大并发窗以外的事件。软件查看时间戳并按照并发时间，例如在2ns，4ns，和6ns内并发的事件中，来对并发对进行分类。这种方法允许用最宽的并发窗（例如，6ns）运行一次归一化和SUV采集，并通过后期处理生成其他并发窗的解。
在一种技术中，利用了在不同的并发窗进行顺序采集。在一个实施例中，对校准帧进行实时处理（例如，使用硬件，软件或其组合）以同时应用多个并发窗设置。在另一个实施例中，对校准进行交错，以便在附加的采集参数中包括变化，采集参数例如是能量窗或横向视场。
图2示出了一种便于使用体模103，例如F18体模，来校准PET扫描器102的***100。***100包括耦合到PET扫描器和存储器106的处理器104。存储器存储，处理器执行，计算机可执行指令，以执行本文所述的各种功能、方法、技术、程序等。该***还包括用户接口108，所述用户接口108包括一个或多个输入设备110（例如，键盘、鼠标、手写笔、触摸屏、麦克风等），以及在其上将信息呈现给用户的显示器112。
存储器存储SUV校准数据采集序列的软件模块114，由处理器104执行其以在氟脱氧葡萄糖-18（F-18）校准体模在PET扫描器的检查区域中进行放射性衰变（例如，超过一个小时长的衰变期）时，对校准体模进行扫描期间，确定SUV校准数据115。使用SUV数据，根据采集扫描期间并发窗来计算标准摄取值。在一个实施例中，体模是20cm乘30cm的圆柱形体模。在另一个实施例中，体模是球形的。
并发窗设置信息116由用户输入到用户接口108中并存储在存储器106中。此外，存储器存储了一个或多个由重建处理器120执行的重建算法118，以便在PET扫描器102校准后重建校准体模和或其它对象的图像。一旦采集了SUV校准数据115，处理器就会执行为PET扫描器102校准标准摄取值的校准模块122。此外，处理器执行存储在存储器中的归一化模块124，以计算PET扫描器中每一个光探测器或光电倍增管的归一化关系，使得所有的辐射传感器对入射辐射有共同的灵敏度。对于每个并发窗也进行归一化校准。可以使用以上针对SUV校准所描述的相同的技术来为每一个并发窗校准归一化。
针对每个并发窗收集的交错校准数据便于提供可调节的和/或可选择的并发窗，例如，2，4或6纳秒的并发窗。经由校准模块122和归一化模块124在单一校准程序中校准SUV和归一化值。为了进行SUV校准，通常在F-18在很多小时（例如14小时）内衰变时利用F-18体模获取数据。在一个实施例中，针对每个并发窗时间循环收集数据，以在14小时内产生一系列的点，以定义三条摄取曲线，如图1的采集序列所示。
在另一实施例中，用足够的精确度为所有数据打上时间戳，由处理器104执行的分类模块127将带有时间戳的数据126分类为2纳秒，4纳秒，或6纳秒内并发的事件。可以使用这些读数和它们的收集时间来针对每个并发窗生成SUV校准曲线128。
在另一实施例中，能量窗调节模块130提供了一种可调节的能量窗。也就是说，对于采集的F-18扫描数据，被认为有效的511keV附近能量的能量峰宽度或范围是可调节的。然而，改变能量窗也会改变SUV和归一化校准。在这种情况下，使用本文所述的技术，在单一的校准流程中，使用交错技术或通过记录每个事件的能量并按照能量窗分类，针对多个能量窗中的每一个校准SUV和归一化。
根据另一实施例，核扫描器102是飞行时间（TOF）PET扫描器，TOF数据132被存储在存储器106中，用于改善重建PET图像的精确度。
如上所述，***100包括处理器104和存储器106，处理器104执行并且存储器106存储计算机可执行指令（例如，例程、程序、算法、软件代码等）的，用于执行本文中所述的各种功能、方法、程序等。此外，本领域技术人员将理解，本文中所使用的“模块”，是指一组计算机可执行指令、软件代码、程序、例程等。
所述存储器可以是在其上存储了控制程序的计算机可读介质，例如磁盘、硬盘驱动器等。常见形式的计算机可读介质包括，例如软盘、软碟、硬盘、磁带或任何其他磁存储介质，CD-ROM、DVD，或任何其他光学介质，RAM、ROM、PROM、EPROM、FLASH-EPROM、它们的变体，其他存储器芯片或盒式磁带，或任何其他处理器能够从其读取和执行的有形介质。在这种背景下，可以在一个或多个通用计算机、专用计算机、编程的微处理器或微控制器以及***集成电路元件、ASIC或其他集成电路、数字信号处理器、硬布线电子或逻辑电路，如分立元件电路、诸如PLD、PL、FPGA、图形卡CPU（GPU）或PAL可编程序逻辑器件等上实现本文中所述的***或将本文中所述的***实现为它们。
图3和图4图示了根据各种特征，与利用交错的并发窗设置校准PET扫描器相关的方法。虽然本文的方法被描述为一系列动作，但是显然实现上述目标和/或结果不一定需要所有动作，根据某些方面，一些动作可以按照与所述特定次序不同的次序执行。
图3图示了根据本文所述的各个方面，用交错并发时间窗来校准PET扫描器的方法。在160处，选择或设置交错并发窗。在一个范例中，分别将三个时间窗的设置为2ns，4ns，和6ns。然而，应该理解，也可以设置其它的时间窗的设置（例如，1ns，1.5ns，2.7ns，3ns，5ns等）以及其他数目的时间窗（例如，2，4，5，等等）。在162，扫描放射性体模并针对每个并发窗设置和每个能量窗采集并发数据。在164，分析并发数据，针对每一帧中的体模以及针对每个时间窗确定标准摄取值（SUV）。针对各时间点的动态系列的每个图像或帧，逐像素或在感兴趣区（ROI）上将SUV计算为组织放射性浓度的比率。在166，用针对每个并发窗设置和每个能量窗的设置采集的数据，对PET扫描器中的光探测器进行归一化。光探测器校准通常包括调节光探测器阵列的空间的增益和偏移，以确保空间和能量的一致性和精确性。
图4图示了用于通过对在列表模式下从放射性体模采集的数据进行后期处理来校准PET扫描器的方法。在178，选择能量窗的设置。在校正所采集的用于重建的扫描数据时，丢弃所探测到的超出所选能量窗的辐射事件。在180，选择并发时间窗的设置。使用探测到的选定的并发窗范围内的辐射事件对来确定用于扫描器校准和归一化的SUV。在182，随着放射性材料衰变（例如，在超过14小时的周期内等）扫描放射性体模来采集数据。以列表模式收集数据，在该模式下，对每个事件打上时间戳并记录其能量。在184，对列表模式下的数据进行后期处理，以根据哪些特定数据落在多个选定的并发窗中的哪些和/或粒子数据落在多个所选能量窗中的哪些对其进行分装或分类。在186，对每个分装中的并发数据进行分析，以针对每个帧中的体模或针对每个时间和/或能量窗计算标准摄取值（SUV）。针对各时间点的动态系列中的每个图像或帧，逐像素或在感兴趣区（ROI）上将SUV计算为组织放射性浓度的比率。在188，对SUV和的归一化连接值进行存储。在扫描患者时，在190选择并发窗和/或能量窗之一。在192，检索相应的SUV和归一化校正值。在194，根据检索到的SUV和归一化值对PET数据进行采集（例如，扫描患者）和校正。将校正后的数据重建成图像，用于显示和/或存储。
图5图示了按照上述校准方法之一进行校准的PET扫描器210。该PET扫描器包括带有多个探测辐射事件（例如，伽玛射线等）的辐射探测器的扫描架。提供了用户输入设备212，其包括并发窗选择器214，通过该选择器，用户输入或选择描绘一个或多个并发窗的并发窗设置，并发加窗电路216将辐射事件分装或分类到所述一个或多个并发窗中。输入设备还包括能量窗选择器218，用户经由所述能量窗选择器218输入或选择定义一个或多个能量窗的能量窗的设置。能量窗电路220排除或丢弃不在所选能量窗范围内的探测到的辐射事件。并发和/或能量窗用于如本文所述地校准PET扫描器。
该***还包括：归一化存储器222，其存储针对多个并发时间窗和/或能量窗进行的校准期间导出的归一化校正值224；以及SUV存储器226，其存储针对多个并发时间窗和/或能量窗的校准期间导出的SUV校正值228。归一化校正模块230（例如，处理器）针对扫描物体时用到的给定并发或能量窗检索归一化校正值224，并对采集的扫描数据进行归一化。SUV校正模块232（例如，处理器）检索存储的SUV校正值228并针对采集的扫描数据进行SUV校正。然后重建处理器234重建受试者的图像，所述受试者的图像在显示器236上呈现给用户并且/或者存储在患者数据库238中，供以后检索和显示。
已经参考几个实施例描述了本创新。他人在阅读和理解以上详细描述之后可能想到修改和变型。应当将本创新解读为包括所有这样的修改和变型，只要它们在所附权利要求或其等价要件的范围之内。
Claims (22)
1.一种便于校准正电子发射断层摄影（PET）扫描器（102）的***（100），包括：
PET扫描器（102），在所述PET扫描器（102）中放置放射性校准体模并且扫描所述放射性校准体模预定时间段；
处理器（104），其执行存储器（106）中存储的计算机可执行指令，所述指令包括：
接收针对多个选定的并发时间窗和/或能量窗的设置；
在所述预定时间段的多个帧的每个期间扫描所述放射性校准体模，并针对由时间窗和/或能量窗的设置定义的所述多个并发时间窗和/或能量窗，采集并发数据；以及
针对每个选定的并发时间窗和/或能量窗，从所述预定时间段中的每个帧中探测到的光子计数数目计算标准摄取值。
2.根据权利要求1所述的***，所述指令还包括由所述标准摄取值针对每个所述时间窗生成校准曲线，并且利用所述校准曲线校准光探测器。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的***，所述指令还包括：
计算归一化校正值，所述归一化校正值校正所述PET扫描器中所述光探测器的灵敏度差异。
4.根据前述权利要求中任一项所述的***，其中，所述放射性校准体模是氟脱氧葡萄糖-18（F-18）校准体模。
5.根据前述权利要求中任一项所述的***，其中，以列表模式收集所述并发数据，并且所述指令还包括：
为每个接收到的辐射事件打上时间戳；
根据每对并发事件对应于所述多个并发时间窗和/或能量窗中的哪个，对所述辐射事件进行分类。
6.根据前述权利要求中任一项所述的***，其中，所述多个并发时间窗和/或能量窗的设置是交错的，并且其中，所述指令还包括：
针对交错的并发时间窗和/或能量窗的设置定义的多个交错的并发时间窗采集并发数据。
7.根据权利要求6所述的***，其中，所述多个交错的并发时间窗包括分别具有2ns、4ns和6ns设置的三个时间窗。
8.根据前述权利要求中任一项所述的***，所述指令还包括：
针对所述多个并发时间窗和/或能量窗存储归一化校正值（224）和SUV校正值（228）；
执行受试者的PET扫描；
利用所述归一化校正值和所述SUV校正值校正所采集的所述受试者的扫描数据；
利用所校正的扫描数据重建所述受试者的图像；以及
将所重建的图像存储到患者数据库（238）。
9.根据前述权利要求中任一项所述的***，其中，所述多个帧包括在一段时间内采集的大约20个帧，所述一段时间包括由所述放射性校准体模所包括的放射性材料的大约6-8个半衰期。
10.根据前述权利要求中任一项所述的***，其中，所述PET扫描器是飞行时间PET扫描器。
11.一种校准正电子发射断层摄影（PET）扫描器的方法，包括：
接收针对多个选定的并发时间窗和/或能量窗的设置；
在预定时间段的多个帧的每个期间扫描放射性校准体模，并针对所述时间窗和/或能量窗的设置定义的多个并发时间窗和/或能量窗采集并发数据；以及
针对每个选定的并发时间窗和/或能量窗，由在所述预定时间段内在每个帧中探测到的光子计数数目计算标准摄取值(SUV)。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括：
由所述标准摄取值针对每个所述时间窗生成校准曲线，并且利用所述校准曲线校准光探测器。
13.根据权利要求11或12中任一项所述的方法，还包括：
计算归一化校正值，所述归一化校正值校正所述PET扫描器中所述光探测器的灵敏度差异。
14.根据权利要求11-13中任一项所述的方法，其中，以列表模式收集所述并发数据，并且还包括：
为每个接收的辐射事件打上时间戳；
根据每对并发事件对应于所述多个并发时间窗和/或能量窗中的哪个，对所述辐射事件进行分类。
15.根据权利要求11-14中任一项所述的方法，其中，所述多个并发时间窗和/或能量窗的设置是交错的，并且其中，所述指令还包括：
针对交错的并发时间窗和/或能量窗的设置定义的多个交错的并发时间窗采集并发数据。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述多个交错的并发时间窗包括分别具有2ns、4ns和6ns设置的三个时间窗。
17.根据权利要求11-16的任一项所述的方法，还包括：
针对所述多个并发时间窗和/或能量窗存储归一化校正值（224）和SUV校正值（228）；
执行受试者的PET扫描；
利用所述归一化校正值和所述SUV校正值校正所采集的所述受试者扫描数据；
利用所校正的扫描数据重建所述受试者的图像；以及
将重建的图像存储到患者数据库（238）。
18.根据权利要求11-17中任一项所述的方法，其中，所述多个帧包括在一段时间内采集的大约20个帧，所述一段时间包括由所述放射性校准体模所包括的放射性材料的大约6-8个半衰期。
19.一种处理器（104）或承载计算机程序的计算机可读介质（106），所述计算机程序控制一个或多个处理器以执行根据权利要求11-18中任一项所述的方法。
20.一种PET扫描器，包括：
具有多个探测闪烁事件的辐射探测器的扫描架；
并发加窗电路（216），其识别多个不同长度的并发窗内的所探测到事件对；
用户输入设备，用户通过其选择所述并发窗中的至少一个；
归一化校正模块（230），其将存储的归一化校正值应用到所选定的并发窗中采集的扫描数据；
SUV校正模块（232），其将存储的SUV校正值应用到所选择的并发窗中的所采集的扫描数据；以及
重建处理器（234），其将校正后的扫描数据重建为图像，以在显示器上呈现。
21.根据权利要求20所述的***，还包括：
能量窗电路（220），其丢弃在用户选定的能量窗之外的所探测到的事件。
22.根据权利要求20或21的任一项所述的***，其中，所述多个并发窗包括2ns、4ns和6ns的并发窗。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US41632310P | 2010-11-23 | 2010-11-23 | |
| US61/416,323 | 2010-11-23 | ||
| PCT/IB2011/055097 WO2012069960A2 (en) | 2010-11-23 | 2011-11-15 | Pet calibrations with varying coincidence windows |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103221841A true CN103221841A (zh) | 2013-07-24 |
| CN103221841B CN103221841B (zh) | 2015-11-25 |
Family
ID=45218774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201180056345.3A Active CN103221841B (zh) | 2010-11-23 | 2011-11-15 | 具有变化的并发窗的pet校准 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8987659B2 (zh) |
| EP (1) | EP2643710B1 (zh) |
| JP (1) | JP5944402B2 (zh) |
| CN (1) | CN103221841B (zh) |
| RU (1) | RU2582887C2 (zh) |
| WO (1) | WO2012069960A2 (zh) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106108935A (zh) * | 2016-08-31 | 2016-11-16 | 北京康科达科技有限公司 | 一种spect检测装置 |
| CN106461791A (zh) * | 2014-06-12 | 2017-02-22 | 美国西门子医疗解决公司 | 在单光子发射计算机断层扫描中利用多发射能量来校准 |
| CN106662659A (zh) * | 2014-04-18 | 2017-05-10 | 珀金埃尔默保健科学公司 | 防护效率补偿*** |
| CN106716179A (zh) * | 2014-09-23 | 2017-05-24 | 皇家飞利浦有限公司 | 数字正电子发射断层摄影中的飞行时间校准 |
| CN107595315A (zh) * | 2017-09-30 | 2018-01-19 | 华中科技大学 | 一种发射成像设备中光响应线的获取方法 |
| CN108027447A (zh) * | 2015-09-18 | 2018-05-11 | 皇家飞利浦有限公司 | 光子计数x射线辐射探测***中的光子计数的校正 |
| CN108294774A (zh) * | 2018-01-04 | 2018-07-20 | 沈阳东软医疗***有限公司 | 一种pet校正扫描方法、装置及设备 |
| CN108348212A (zh) * | 2015-10-28 | 2018-07-31 | 皇家飞利浦有限公司 | 用于发射断层摄影中的suv确定的设备和方法 |
| CN110602992A (zh) * | 2017-05-04 | 2019-12-20 | 皇家飞利浦有限公司 | 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 |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5603647B2 (ja) * | 2009-05-13 | 2014-10-08 | キヤノン株式会社 | 給電装置、給電装置の制御方法及び給電通信システム |
| EP3077850B1 (en) * | 2013-12-04 | 2020-01-15 | Koninklijke Philips N.V. | Reconstruction apparatus for reconstructing a pet image |
| US9606245B1 (en) | 2015-03-24 | 2017-03-28 | The Research Foundation For The State University Of New York | Autonomous gamma, X-ray, and particle detector |
| CN105030263B (zh) * | 2015-07-22 | 2018-06-12 | 湖北锐世数字医学影像科技有限公司 | 一种数字pet的能量反馈校正方法及*** |
| CN105395209B (zh) | 2015-12-01 | 2018-10-02 | 沈阳东软医疗***有限公司 | 一种正电子发射断层扫描成像***及方法 |
| CN108109182B (zh) * | 2016-11-24 | 2021-08-24 | 上海东软医疗科技有限公司 | 一种pet图像重建方法和装置 |
| US10410383B2 (en) | 2017-08-26 | 2019-09-10 | Uih America, Inc. | System and method for image data processing in positron emission tomography |
| CN110215227B (zh) * | 2019-06-05 | 2022-10-14 | 上海联影医疗科技股份有限公司 | 时间窗设置方法、装置、计算机设备和存储介质 |
| US11249206B2 (en) * | 2020-01-06 | 2022-02-15 | Canon Medical Systems Corporation | Method and system for PET detector efficiency normalization |
| CN113852440B (zh) * | 2021-09-29 | 2023-12-29 | 应急管理部国家自然灾害防治研究院 | 张衡一号卫星电磁场观测数据精密时间校准方法及*** |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11153669A (ja) * | 1997-11-21 | 1999-06-08 | Shimadzu Corp | 核医学診断装置 |
| US20060102845A1 (en) * | 2004-11-15 | 2006-05-18 | General Electric Company | Method and apparatus for timing calibration in a PET scanner |
| CN101111781A (zh) * | 2005-01-28 | 2008-01-23 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 利用放射源的定时校准 |
| CN101365962A (zh) * | 2006-01-03 | 2009-02-11 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 对正电子发射断层摄影的飞行时间测量中所利用的符合计时进行校准 |
| US7626171B2 (en) * | 2006-01-09 | 2009-12-01 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Method of constructing time-in-flight pet images |
| US7718954B2 (en) * | 2006-01-31 | 2010-05-18 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Component method and system for PET detector efficiency normalization |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050123183A1 (en) * | 2003-09-02 | 2005-06-09 | Paul Schleyer | Data driven motion correction for nuclear imaging |
| JP3717122B2 (ja) * | 2003-09-29 | 2005-11-16 | 株式会社日立製作所 | γ線の検出時刻決定方法、γ線の同時計数方法、及び核医学診断装置 |
| PT103200B (pt) * | 2004-09-30 | 2006-08-24 | Taguspark-Soc. Prom.Desenv.Parq.Ci.Tec.Area Lisboa | Sistema de tomografia por emissão de positrões (pet) |
| US7057178B1 (en) | 2004-11-15 | 2006-06-06 | General Electric Company | Method and system for imaging using a filter for Time-of-Flight PET |
| US7301144B2 (en) * | 2004-12-29 | 2007-11-27 | General Electric Company | Method and system for calibrating a positron emission tomography system |
| US7227149B2 (en) | 2004-12-30 | 2007-06-05 | General Electric Company | Method and system for positron emission tomography image reconstruction |
| US7381959B2 (en) | 2005-08-17 | 2008-06-03 | General Electric Company | Technique for reconstructing PET scan images |
| US8965071B2 (en) * | 2008-05-30 | 2015-02-24 | Emory University | Assessing tumor response to therapy |
| US20120278055A1 (en) * | 2009-11-18 | 2012-11-01 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Motion correction in radiation therapy |
| CN102647945B (zh) * | 2009-12-08 | 2015-07-29 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 用于校正示踪剂摄取测量结果的方法和校正*** |
| CN103260521B (zh) * | 2010-12-14 | 2015-11-25 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 用于准确的输入函数估计的整合的工作流程 |
| GB201109344D0 (en) * | 2011-06-03 | 2011-07-20 | Siemens Medical Solutions | BIF from WB dynamic |
| US20130136328A1 (en) * | 2011-11-30 | 2013-05-30 | General Electric Company | Methods and systems for enhanced tomographic imaging |
| GB201219403D0 (en) * | 2012-10-29 | 2012-12-12 | Uni I Olso | Method for improved estimation of tracer uptake in physiological image volumes |
-
2011
- 2011-11-15 WO PCT/IB2011/055097 patent/WO2012069960A2/en active Application Filing
- 2011-11-15 JP JP2013539383A patent/JP5944402B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2011-11-15 RU RU2013128552/28A patent/RU2582887C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2011-11-15 EP EP11793870.4A patent/EP2643710B1/en active Active
- 2011-11-15 US US13/885,282 patent/US8987659B2/en active Active
- 2011-11-15 CN CN201180056345.3A patent/CN103221841B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11153669A (ja) * | 1997-11-21 | 1999-06-08 | Shimadzu Corp | 核医学診断装置 |
| US20060102845A1 (en) * | 2004-11-15 | 2006-05-18 | General Electric Company | Method and apparatus for timing calibration in a PET scanner |
| CN101111781A (zh) * | 2005-01-28 | 2008-01-23 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 利用放射源的定时校准 |
| CN101365962A (zh) * | 2006-01-03 | 2009-02-11 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 对正电子发射断层摄影的飞行时间测量中所利用的符合计时进行校准 |
| US7626171B2 (en) * | 2006-01-09 | 2009-12-01 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Method of constructing time-in-flight pet images |
| US7718954B2 (en) * | 2006-01-31 | 2010-05-18 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Component method and system for PET detector efficiency normalization |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| MCELROY D P 等: "Singles list mode data processing for MADPET-II", 《2004 IEEE NUCLEAR SCIENCE SYMPOSIUM CONFERENCE RECORD 16-22 OCT. 2004 ROME, ITALY》, vol. 5, 16 October 2004 (2004-10-16), pages 3325 - 3329 * |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106662659A (zh) * | 2014-04-18 | 2017-05-10 | 珀金埃尔默保健科学公司 | 防护效率补偿*** |
| CN106662659B (zh) * | 2014-04-18 | 2019-05-10 | 珀金埃尔默保健科学公司 | 防护效率补偿*** |
| CN106461791A (zh) * | 2014-06-12 | 2017-02-22 | 美国西门子医疗解决公司 | 在单光子发射计算机断层扫描中利用多发射能量来校准 |
| CN106716179A (zh) * | 2014-09-23 | 2017-05-24 | 皇家飞利浦有限公司 | 数字正电子发射断层摄影中的飞行时间校准 |
| CN108027447B (zh) * | 2015-09-18 | 2022-03-11 | 皇家飞利浦有限公司 | 光子计数x射线辐射探测***中的光子计数的校正 |
| CN108027447A (zh) * | 2015-09-18 | 2018-05-11 | 皇家飞利浦有限公司 | 光子计数x射线辐射探测***中的光子计数的校正 |
| CN108348212A (zh) * | 2015-10-28 | 2018-07-31 | 皇家飞利浦有限公司 | 用于发射断层摄影中的suv确定的设备和方法 |
| CN106108935B (zh) * | 2016-08-31 | 2019-06-28 | 北京康科达科技有限公司 | 一种spect检测装置 |
| CN106108935A (zh) * | 2016-08-31 | 2016-11-16 | 北京康科达科技有限公司 | 一种spect检测装置 |
| CN110602992A (zh) * | 2017-05-04 | 2019-12-20 | 皇家飞利浦有限公司 | 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 |
| CN110602992B (zh) * | 2017-05-04 | 2023-10-03 | 皇家飞利浦有限公司 | 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 |
| CN107595315A (zh) * | 2017-09-30 | 2018-01-19 | 华中科技大学 | 一种发射成像设备中光响应线的获取方法 |
| CN108294774A (zh) * | 2018-01-04 | 2018-07-20 | 沈阳东软医疗***有限公司 | 一种pet校正扫描方法、装置及设备 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2012069960A3 (en) | 2012-11-01 |
| JP2014500491A (ja) | 2014-01-09 |
| WO2012069960A2 (en) | 2012-05-31 |
| JP5944402B2 (ja) | 2016-07-05 |
| EP2643710A2 (en) | 2013-10-02 |
| US8987659B2 (en) | 2015-03-24 |
| US20130240721A1 (en) | 2013-09-19 |
| EP2643710B1 (en) | 2017-01-11 |
| CN103221841B (zh) | 2015-11-25 |
| RU2582887C2 (ru) | 2016-04-27 |
| RU2013128552A (ru) | 2014-12-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103221841B (zh) | 具有变化的并发窗的pet校准 | |
| US9747701B2 (en) | Systems and methods for emission tomography quantitation | |
| RU2414724C2 (ru) | Способ и устройство для спектральной компьютерной томографии | |
| US7417231B2 (en) | Fourier re-binning of time-of-flight positron emission tomography data | |
| RU2620863C2 (ru) | Способ энергетической калибровки цифровой позитронно-эмиссионной томографии (dpet) | |
| US9226716B2 (en) | Nuclear medicine imaging apparatus and radiation therapy apparatus | |
| US9474501B2 (en) | Hybrid method based on simulation and experimental data to normalize pet data | |
| US9753153B2 (en) | High spatial resolution mode solid state positron emission tomography (PET) scanner | |
| EP2748641A2 (en) | Data-driven optimization of event acceptance/rejection logic | |
| JP2014149308A (ja) | 生理学的リストモード核医学イメージングにおけるカウントの最適時間サンプリングのための逆データ再構成 | |
| JP5459397B2 (ja) | ポジトロンｃｔ装置およびタイミング補正方法 | |
| US20110142367A1 (en) | Methods and systems for correcting image scatter | |
| US7129497B2 (en) | Method and system for normalization of a positron emission tomography system | |
| JP2021128143A (ja) | ガンマ線放射イメージング装置、エネルギー校正方法及びプログラム | |
| US8866086B2 (en) | PET scanner with emission and transmission structures in a checkerboard configuration | |
| EP1631844B1 (en) | Generating detector efficiency estimates for a oet scanner | |
| EP3819675A1 (en) | Imaging of photon-counting ct system | |
| US11841472B2 (en) | Devices, systems, and methods for time correction | |
| JP2023105816A (ja) | フォトンカウンティングコンピュータ断層撮影スキャンシステムのための定量パルス選択 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |