CN110432922B - 一种提高pet***时间校准精度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种提高PET***时间校准精度的方法,包括以下步骤:(1)对高、低双阈值的脉冲信号甄别电路;(2)对本底计数进行数据采集处理;(3)对步骤(2)后的本底数据以区域为单位进行数据分析处理,获取的阈值作为低阈值;(4)对步骤(3)后的阈值数据形成阈值查找表;(5)对步骤(4)后的阈值查找表通过数据采集加载到PET***各对应模块;(6)根据阈值表对脉冲信号更原始的时间信号进行探测。本发明采用高、低阈值的比较器,自动改变低阈值,获取各区域对应的计数峰值以及对应的阈值,实现对区域的低阈值的精准获取;可以达到提高PET***时间分辨率提高,时间分辨率指标提升的目的。
Description
技术领域
本发明涉及医学影像设备技术领域,更为具体地涉及一种提升PET***时间校准精度的方法。
背景技术
正电子发射断层成像(PET,Positron Emission Tomography)检查前需要注射放射性示踪剂,示踪剂能够被人体组织代谢。相比于正常组织,肿瘤就有更高的代谢水平。PET成像的原理是:示踪剂衰变产生正电子,正电子与负电子湮灭发出两个方向相反、能量相等的光子对,每个光子以光速飞行。探测器探测光子对后,进行一系列信号处理,重建出具有临床诊断意义的图像。
如果可以测出两个光子到达探测器的时间差,由于探测器直径和光速已知,就可以确定光子出现的位置,即正电子的发射位置,也就是示踪剂衰变的位置。传统PET重建技术只能是将该淹没位置定位在该70cm符合线的任何位置上。因此,ToF重建技术能极大地降低图像的噪声水平,这样通过图像信噪比的提高达到改善图像质量的效果。理论上,若ToF-PET的时间分辨率达到20ps,则基于时间分辨率可以将病灶定位在3mm的精度范围内,届时,PET将彻底不需要图像重建。
TOF技术能够提高PET诊断精度、缩短扫描时间,拓展了PET的临床应用,因此,提高***的时间分辨率是未来PET发展的主要趋势之一。然而,由于受PET探测器,前端电子学电路等的影响,PET探测器各模块间存在一定的时间差异,并且这些差异是无规则的。因此,需要一种高精度的校准方法来实现对***准确的时间校准。
发明内容
本发明为了解决现有技术中PET探测器各模块间存在的时间差异,无法对***准确的时间校准的问题,提出一种提高PET***时间校准精度的方法,采用高低双阈值的比较器,通过对数据的采集和分析,获取每个模块区域的阈值,能有效实现PET整机***各模块区域的阈值达到最佳,保证了***的时间校准的精准性,提高PET***时间分辨率提高,时间分辨率指标提升的目的。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种提高PET***时间校准精度的方法,包括以下步骤:
(1)对高低双阈值的脉冲信号甄别电路;
(2)对进行步骤(1)后电路的本底计数进行数据采集处理;
(3)对进行步骤(2)后得到的本底数据以区域为单位进行数据分析处理,获取的阈值作为低阈值;
(4)对进行步骤(3)后得到的阈值数据形成阈值表;
(5)对进行步骤(4)后得到的阈值表通过数据采集加载到PET***各对应模块;
(6)根据阈值表对脉冲信号更原始的时间信号进行探测。
进一步地,所述步骤(1)中采用高、低双阈值比较器的方式来对高、低双阈值的脉冲信号甄别电路。
进一步地,所述高、低双阈值比较器为不同的两路比较器。
进一步地,所述步骤(2)中的数据采集处理具体包括以下步骤:首先设置采集次数N和采集步进值step;再自动加载低阈值表,设置初始阈值为Th(0);再对单事例本底计数采集,当前状态下数据采集结束,并记录当前采集次数n,判断n≤N,若n<N,则更新阈值表后继续数据采集;若n=N,则采集结束。
进一步地,所述数据采集默认采集次数N=30次,采集进步值step=3,初始阈值Th(0)=0。
进一步地,所述数据采集处理的采集时间为5min。
进一步地,所述步骤(3)中的数据分析处理具体包括以下步骤:首先将区域本底计数分布统计;再分析区域本底计数与当前阈值的关系,获取区域本底计数峰值及对应的阈值,并将区域获得阈值作为低阈值。
进一步地,所述数据分析处理是根据每个不同的区域本底计数分布统计和分析,并获取每个区域的本底计数峰值和阈值,获得每个区域的低阈值。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:
(1)采用高、低阈值的比较器,自动改变低阈值,获取各区域对应的计数峰值以及对应的阈值,实现对区域的低阈值的精准获取。
(2)采用本发明技术方案中的方法对本底计数的数据采集,获取当前状态的各区域的本底计数分布与阈值之间的关系,并获取对应的阈值,可以达到提高PET***时间分辨率提高,时间分辨率指标提升的目的。
附图说明
图1为本发明的提高PET***时间校准精度的方法流程图;
图2位本发明的数据采集流程图;
图3为本发明的数据分析流程图;
图4为本发明的PET***模块分布示意图;
图5为本发明的峰值(阈值)的位置示意图;
图6为对比例1时间校准的时间分布曲线图;
图7为对比例2时间校准的时间分布曲线图;
图8为本发明实施例1时间校准的时间分布曲线图。
附图说明
图中英文的翻译:block:区域;single:单事例。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
实施例1
如图1至图3所示,一种提高PET***时间校准精度的方法,包括以下步骤:
(1)采用不同的高、低双阈值比较器来对高、低双阈值的脉冲信号甄别电路;
(2)对进行步骤(1)后电路的本底计数进行数据采集处理,具体步骤为:首先设置采集次数N和采集步进值step;再自动加载阈值表,设置初始阈值Th(0);再对单事例本底计数采集,根据当前阈值状态下采集结束;再判断采集次数小于或等于预设值;若采集次数小于预设值,将更新低阈值表;再自动加载低阈值表;再对单事例本底计数采集,根据当前状态下数据采集结束,并记录当前采集次数n,判断n≤N,若n<N,则更新阈值表后继续数据采集;若n=N,则采集结束;数据采集默认采集次数N=30次,采集进步值step=3,初始阈值Th(0)=0,采集时间为5min。
(3)对进行步骤(2)后得到的本底数据以区域为单位进行数据分析处理,具体步骤为:首先将每个不同的区域本底计数分布统计;再分析每个区域本底计数与当前阈值的关系,获取每个区域的本底计数峰值及对应的阈值,并将每个区域获得阈值作为该区域的低阈值;当前阈值的计算方式为:Th(n)=Th(0)+(n-1)x step=0+(n-1)x 3;
(4)对进行步骤(3)后得到的阈值数据形成阈值表;
(5)对进行步骤(4)后得到的阈值表通过数据采集加载到PET***各对应模块;
(6)根据阈值表对脉冲信号更原始的时间信号进行探测。
如图4所示,PET***共有38个模块,每个模块有24个区域,即PET***有912个区域,以区域为单元分别统计采集的计数分布,根据本底计数分布,统计所有区域的计数率。
如图5所示,将所有采集次数的同一区域的计数分布与阈值的关系以曲线表示,得出每个区域本底计数和阈值关系曲线的峰值点所对应的横坐标,将所获得的峰值阈值按照PET***模块的排布方式形成阈值表,并将阈值表通过数据采集下发给PET***各模块,完成阈值表的加载。
本发明实施方案的时间校准效果验证:
如图6至图8所示,本验证方式采用图表的形式来表达,给出PET***不做时间校准的时间分辨率曲线图(图6:对比例1)、PET***使用传统方式做时间校准的时间分辨率曲线图(图7:对比例2)以及PET***使用本发明技术方案做时间校准的时间分辨率曲线图(图8:实施例1),具体效果如下表所示:
项目/例子 | 实施例1 | 对比例1 | 对比例2 |
时间分辨率(ps) | 622ps | 6285ps | 1065ps |
根据以上表格可知,本发明的实施例1与对比例2相比较,时间分辨率提高了443ps,时间分辨率指标提升了42%,提升效果显著。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种提高PET***时间校准精度的方法,包括以下步骤:
(1)采用高、低双阈值的脉冲信号甄别电路,对高、低双阈值的脉冲信号进行甄别;
(2)对进行步骤(1)后电路的本底计数进行数据采集处理;所述数据采集处理具体包括以下步骤:首先设置采集次数N和采集步进值step;再自动加载低阈值表,设置初始阈值Th(0);再对单事例本底计数采集,当前状态下数据采集结束,并记录当前采集次数n,判断n≤N,若n<N,则更新低阈值表后继续数据采集;若n=N,则采集结束;
(3)对进行步骤(2)后得到的本底数据以区域为单位进行数据分析处理,获取的阈值作为低阈值;所述数据分析处理具体包括以下步骤:首先将区域本底计数分布统计;再分析区域本底计数与当前阈值的关系,获取区域本底计数峰值及对应的阈值,并将区域获得阈值作为低阈值;当前阈值的计算方式为:Th(n)=Th(0)+(n-1)×step;
(4)对进行步骤(3)后得到的低阈值数据形成低阈值表;
(5)对进行步骤(4)后得到的低阈值表通过数据采集加载到PET***各探测器模块;
(6)根据加载到PET***各探测器模块的低阈值表对脉冲信号更原始的时间信号进行探测。
2.根据权利要求1所述的提高PET***时间校准精度的方法,其特征在于,所述步骤(1)中采用高、低双阈值比较器的方式来对高、低双阈值的脉冲信号进行甄别。
3.根据权利要求2所述的提高PET***时间校准精度的方法,其特征在于,所述高、低双阈值比较器为不同的两路比较器。
4.根据权利要求1所述的一种提高PET***时间校准精度的方法,其特征在于,所述数据采集默认采集次数N=30次,采集步进值step=3,初始阈值Th(0)=0。
5.根据权利要求1所述的一种提高PET***时间校准精度的方法,其特征在于,所述数据采集处理的采集时间为5分钟。
6.根据权利要求1所述的一种提高PET***时间校准精度的方法,其特征在于,所述数据分析处理是根据每个不同的区域本底计数分布统计和分析,获取区域本底计数峰值及对应的阈值,并将区域获得阈值作为低阈值。
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