專利名稱：一種正電子發(fā)射斷層成像中的運動門控方法及系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于核醫(yī)學工程成像技術領域，涉及一種正電子發(fā)射斷層掃描成像中的運動門控方法及系統(tǒng)。
背景技術：
正電子發(fā)射斷層掃描(Positron Emission Tomography, PET)是一種有著毫米級別空間分辨率的非侵入式成像技術，可以提供動態(tài)生理過程的量化信息，能夠對人體或動物體腫瘤、心臟系統(tǒng)疾病和神經(jīng)系統(tǒng)疾病進行早期診斷和分期，也可以用于對植物代謝過程的研究。成像過程中物體的運動造成重建圖像的偽影是限制PET成像質量的主要原因之一，門控技術是解決PET成像中由于物體運動帶來圖像偽影的主要方法。PET成像過程中的運動形式有很多種，這些運動都會在不同程度上影響成像的質量，不同運動形式的特征不一樣，對應的門控方法也不一樣。臨床PET中病人的心跳和呼吸運動是引起心臟成像和胸腹部成像圖像質量變差的主要原因，對這類運動的門控目前臨床上主要是采用硬件監(jiān)視系統(tǒng)獲取運動參數(shù)，但監(jiān)視系統(tǒng)帶來額外的硬件系統(tǒng)會增加病人的不適感，且需要增加相應的校正過程，圖像質量也受到監(jiān)視系統(tǒng)精度的影響。 (具體參見 Yang Y，Rendig S，Siegel S，et al. Cardiac PET imaging in mice with simultaneous cardiac and respiratory gating. Physics in Medicine and Biology, 2005,50 :2979-2989. L^ R Visvikis D, Lamare F, Bruyant P， et al. Respiratory motion in positron emission tomography for oncology applications :problems and solutions. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A,2006, 569 :453-457.)對于呼吸運動門控的方法，也有通過處理PET成像數(shù)據(jù)得到系統(tǒng)靈敏度以指示呼吸運動所處的相位，最后通過合并相同相位的數(shù)據(jù)或通過相應計算將運動相位移到參考相位進行圖像重建，但這些方法都是針對呼吸運動這種具體應用，前提是被檢物體沿探測器軸向有較大的位移。(具體參見Jimfeng He，Graeme J. 0’ Keefe，Sylvia Jie GongiGareth Jones,Tim Saunder,Andrew M. Scott,and Moshi Geso. A Novel Method for Respiratory Motion GatedWith Geometric Sensitivity of the Scanner in 3D PET. IEEE Transactions on Nuclear science，2008，55 :2557-2565)旋轉運動是PET成像過程中的一種常見運動方式，可以分為被檢物體繞探測器軸向旋轉和探測器繞被檢物體旋轉兩種類型，比如雙頭探測器結構的微型PET成像中探測器繞軸向的旋轉就是PET中旋轉運動的一種。旋轉運動相比臨床PET中的病人運動，其特點是運動幅度較大，造成嚴重的圖像偽影和量化誤差，對旋轉運動的門控方法，目前相關的報道少有涉及。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提出一種正電子發(fā)射斷層成像(PET)中的運動門控方法，用于對正電子發(fā)射斷層成像(PET)中的旋轉運動進行門控，該方法通過對列表式單事件數(shù)據(jù)的處理，得到旋轉運動的參數(shù)，指示物體運動所處的相位，通過整合相同相位的數(shù)據(jù)重建的方法實現(xiàn)運動門控，在不增加任何額外的硬件設備的條件下，解決旋轉運動給正電子發(fā)射斷層成像(PET)帶來的偽影問題。本發(fā)明提供的一種正電子發(fā)射斷層成像(PET)中的運動門控方法，其步驟包括(1)數(shù)據(jù)獲取和初始參數(shù)設定首先，獲取運動狀態(tài)下帶有時間信息和事件沉積位置信息的列表式單事件數(shù)據(jù)， 并將所有單事件數(shù)據(jù)按時間的先后順序排列；其次，設定初始參數(shù)定義正電子發(fā)射斷層成像(PET)數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)的一個通道對應的探測器模塊為一個基本探測單元，并選擇其中任意一個基本探測單元作為探測模組；設定初始的時間間隔S，其中S > 0，且小于旋轉運動的最小運動周期；(2)獲取單事件計數(shù)率變化曲線將所述列表式單事件數(shù)據(jù)按時間間隔S分成若干個數(shù)據(jù)幀，統(tǒng)計每個數(shù)據(jù)幀中位于探測模組內的單事件計數(shù)率C(i)，繪制出C(i)隨i變化的單事件計數(shù)率變化曲線，其中， i為數(shù)據(jù)幀編號，1^0；(3)旋轉運動的運動參數(shù)確定首先，調整探測模組和/或時間間隔，以使所述單事件計數(shù)率變化曲線具有局部區(qū)間周期性；其次，根據(jù)所述局部區(qū)間周期性將旋轉運動劃分成若干個運動段，計算每個運動段中的旋轉運動周期Tj;然后，將列表式單事件數(shù)據(jù)按照運動段劃分成相應的若干個列表式單事件數(shù)據(jù)段；(4)確定每個運動段中各數(shù)據(jù)幀對應的物體旋轉運動相位對于任意第j個運動段，首先調整該運動段中數(shù)據(jù)幀的時間間隔I，再使用調整后的時間間隔h將該運動段對應的列表式單事件數(shù)據(jù)段劃分成多個數(shù)據(jù)幀ηρ其中r^.表示第 j個運動段中的數(shù)據(jù)幀編號，計算該數(shù)據(jù)幀編號r^.除以對應運動段中物體旋轉周期L的余數(shù)，該余數(shù)即確定為數(shù)據(jù)幀r^.在本運動段中對應的運動相位；(5)數(shù)據(jù)整合重建挑選各個運動段中相位相同的數(shù)據(jù)幀，將這些數(shù)據(jù)幀整合進行圖像重建，即可得到各個運動段對應的重建圖像。本發(fā)明的另一目的還在于提供一種PET成像中的運動門控技術系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)獲取和初始參數(shù)設定模塊、獲取單事件計數(shù)率變化曲線模塊、旋轉運動的運動參數(shù)確定模塊、 運動段中的旋轉運動相位確定模塊和數(shù)據(jù)整合重建模塊。數(shù)據(jù)獲取和初始參數(shù)設定模塊用于獲取列表式單事件數(shù)據(jù)，按時間排序，并初始化時間間隔和探測模組；獲取單事件計數(shù)率變化曲線模塊根據(jù)時間間隔將列表式單事件數(shù)據(jù)劃分成若干個數(shù)據(jù)幀，統(tǒng)計在每個數(shù)據(jù)幀探測模組內的單事件計數(shù)率，生成單事件計數(shù)率變化曲線，通過調整時間間隔和探測模組這兩個參數(shù)使得單事件計數(shù)率變化曲線具有明顯的局部區(qū)間周期性；旋轉運動的運動參數(shù)確定模塊將旋轉運動分成不同的運動段，求出每個運動段中的運動周期；各個運動段中的旋轉運動相位確定模塊根據(jù)用戶調整后的時間間隔重新劃分每個運動段中的數(shù)據(jù)幀，確定每個運動段中數(shù)據(jù)幀所對應的運動相位；數(shù)據(jù)整合重建模塊整合每個運動段中相同運動相位的數(shù)據(jù)進行圖像重建。本發(fā)明在不增加任何硬件設備的情況下，通過對成像數(shù)據(jù)的處理監(jiān)視物體運動， 能很好的降低由于物體旋轉運動帶來的圖像偽影，極大的提高了圖像的分辨率。


圖1為本發(fā)明一種PET成像中的運動門控方法的流程圖；圖2為本發(fā)明一種PET成像中的運動門控系統(tǒng)的系統(tǒng)結構圖；圖3為單事件計數(shù)率變化曲線示意圖；圖4為運用本發(fā)明申請，對旋轉速度為η /3弧度/秒、半徑35毫米、長度40毫米圓柱體模的勻速旋轉運動門控示意圖。
具體實施例方式下面結合實例和附圖對本發(fā)明的技術方案作進一步的詳細說明。如圖1所示，本發(fā)明提出的一種正電子發(fā)射斷層成像(PET)中的運動門控方法，用于對正電子發(fā)射斷層成像(PET)中的旋轉運動進行門控，該方法包括以下步驟(1)數(shù)據(jù)獲取和初始參數(shù)設定首先，獲取運動狀態(tài)下帶有時間信息和事件沉積位置信息的列表式單事件數(shù)據(jù)， 并將所有單事件數(shù)據(jù)按時間的先后順序排列；選擇基本探測單元作為探測模組；其次，設定初始參數(shù)定義PET數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)的一個通道對應的探測器模塊為一個基本探測單元，選擇任意一個基本探測單元作為探測模組，設定初始的時間間隔S，S為根據(jù)物體運動速度取的經(jīng)驗值，S > 0并且小于旋轉運動的最小運動周期。(2)獲取單事件計數(shù)率變化曲線將列表式單事件數(shù)據(jù)按時間間隔S分成若干個數(shù)據(jù)幀。統(tǒng)計在每個數(shù)據(jù)幀中位于探測模組內的單事件計數(shù)率C(i)，其中，i為數(shù)據(jù)幀編號，i >0。繪制C(i)隨i變化的單事件計數(shù)率變化曲線。觀察單事件計數(shù)率變化曲線，若不具有明顯的局部區(qū)間周期性，則采用相鄰的多個基本探測單元的組合作為探測模組，和(或)增大每個數(shù)據(jù)幀的時間間隔S，得到調整后的單事件計數(shù)率變化曲線，直到單事件計數(shù)率變化曲線具有明顯的局部區(qū)間周期性。(3)旋轉運動的運動參數(shù)確定根據(jù)單事件計數(shù)率變化曲線的局部區(qū)間周期性將旋轉運動劃分成若干個運動段， 將列表式單事件數(shù)據(jù)按照運動段劃分成若干個列表式單事件數(shù)據(jù)段；計算每個運動段中的旋轉運動周期Ir Tj表示第j個運動段的旋轉運動周期。具體過程如下(3. 1)求單事件計數(shù)率變化曲線的局部極大值，得到局部極大值對應的數(shù)據(jù)幀編號Pk，k彡0 ；用戶根據(jù)旋轉運動速度的變化設定閾值H，H為整數(shù)，且0彡H彡5，定義APa, b= IPb-PaI，以第一個局部極大值對應的數(shù)據(jù)幀編號Ptl為起點，將APcm與H進行比較，若 APciaC H，繼續(xù)比較ΔP。,2與H，依次類推，直到ΔPQ,H，將P。至Pm對應的數(shù)據(jù)幀劃分為
7一個運動段，若Pm為最后一個局部極大值對應的數(shù)據(jù)幀，則結束，否則將起點更換為pm+1，使用同樣的方法直到將所有數(shù)據(jù)幀歸為不同的運動段，其中a，b，m為計數(shù)率變化曲線的局部極大值對應的數(shù)據(jù)幀編號；(3. 2)在各個運動段對應的單事件計數(shù)率變化曲線的周期區(qū)間內對單事件計數(shù)率變化曲線求局部極大值，計算所有相鄰兩個局部極大值對應的數(shù)據(jù)幀編號的差，求這些差的平均值，該平均值則為該運動段中的物體旋轉運動周期Τ」。(4)各個運動段中的旋轉運動相位確定用戶根據(jù)具體需求調整每個運動段中數(shù)據(jù)幀的時間間隔Sp Sj表示第j個運動段中數(shù)據(jù)幀的時間間隔，再使用調整后的時間間隔h將本運動段對應的列表式單事件數(shù)據(jù)段劃分成若干個數(shù)據(jù)幀IV Iij表示第j個運動段中的數(shù)據(jù)幀編號，計算數(shù)據(jù)幀編號r^.除以對應運動段中物體旋轉周期L的余數(shù)，該余數(shù)為數(shù)據(jù)幀在本運動段中對應的運動相位。(5)數(shù)據(jù)整合重建挑選各個運動段中相位相同的數(shù)據(jù)幀，將這些數(shù)據(jù)幀整合進行圖像重建，得到各個運動段對應的重建圖像。對每個運動段中整合后的數(shù)據(jù)進行圖像重建可以采用MLEM(Maximum-Likelihood Expectation-Maximization)、 MAP(Maximum APosteriori)、 FBP(Filtered Backprojection)等方法。(具體參見 Miles N. Wernick, John N. Aarsvold, Emission Tomography :The Fundamentals of PET and SPECT, Elsevier Academic Press,2004.)本發(fā)明中的旋轉運動包括兩種一種是不處于視場中心的被檢物體或被檢部位繞探測器軸向旋轉；第二種是探測器繞軸向旋轉，且被檢物體或被檢部位不處于視場中心。本發(fā)明提供的PET成像中的運動門控技術系統(tǒng)結構圖如圖2所示。該系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)獲取和初始參數(shù)設定模塊100、獲取單事件計數(shù)率變化曲線模塊200、旋轉運動的運動參數(shù)確定模塊300、各個運動段中旋轉運動相位確定模塊400、數(shù)據(jù)整合重建模塊500。數(shù)據(jù)獲取和初始參數(shù)設定模塊100用于獲取列表式單事件數(shù)據(jù)，并初始化時間間隔和探測模組，該模塊分為2個子模塊，分別為數(shù)據(jù)獲取模塊110和初始參數(shù)設定模塊120。 數(shù)據(jù)獲取模塊110用于獲取獲取列表式單事件數(shù)據(jù)，并按時間排序。初始參數(shù)設定模塊120 用于初始設定探測模組和時間間隔兩個參數(shù)。獲取單事件計數(shù)率變化曲線模塊200獲取具有明顯的局部區(qū)間周期性的單事件計數(shù)率變化曲線，該模塊分為2個子模塊，分別為單事件計數(shù)率變化曲線生成模塊210和單事件計數(shù)率變化曲線調整模塊220。單事件計數(shù)率變化曲線生成模塊210將列表式單事件數(shù)據(jù)按時間間隔S劃分成若干個數(shù)據(jù)幀，統(tǒng)計在每個數(shù)據(jù)幀探測模組內的單事件計數(shù)率， 生成單事件計數(shù)率變化曲線。模塊220調整探測模組和(或)時間間隔兩個參數(shù)使得單事件計數(shù)率變化曲線具有明顯的局部區(qū)間周期性。旋轉運動的運動參數(shù)確定模塊300根據(jù)模塊200得到的單事件計數(shù)率變化曲線將旋轉運動分成不同的運動段，求出每個運動段中的運動周期，該模塊分為2個子模塊，分別為運動段劃分模塊310和運動段內的運動周期確定模塊320。所述運動段劃分模塊(310)用于將旋轉運動劃分成若干個運動段，所述運動段內運動周期確定模塊(320)用于計算每個運動段中的旋轉運動周期Τ」。將旋轉運動劃分成若干個運動段可通過如下具體過程實現(xiàn)
首先，確定單事件計數(shù)率變化曲線的局部極大值，得到局部極大值對應的數(shù)據(jù)幀編號Pk，其中k彡0;其次，用戶根據(jù)旋轉運動速度的變化設定閾值H，H為整數(shù)，且0彡5，定義APa, b= IPb-PaI，以第一個局部極大值對應的數(shù)據(jù)幀編號Ptl為起點，將APcm與閾值H進行比較， 若APciaCH,繼續(xù)比較Δ P。,2與H，依次進行比較直至八^ 1彡!1，將？(|至？111對應的數(shù)據(jù)幀劃分為一個運動段，其中a，b，m為計數(shù)率變化曲線的局部極大值對應的數(shù)據(jù)幀編號；若Pm為最后一個局部極大值對應的數(shù)據(jù)幀，則結束，否則將起點更換為Pm+1，重復上述比較過程，直至將所有數(shù)據(jù)幀歸為不同的運動段；計算每個運動段中的旋轉運動周期Tj可通過如下具體過程實現(xiàn)為首先，在每個運動段對應的單事件計數(shù)率變化曲線的周期區(qū)間內對單事件計數(shù)率變化曲線求局部極大值；然后，計算所有相鄰兩個局部極大值對應的數(shù)據(jù)幀編號的差，并求這些差的平均值，該平均值即為該運動段中的旋轉運動周期Tj。各個運動段中的旋轉運動相位確定模塊400確定每個運動段中數(shù)據(jù)幀所對應的運動相位，該模塊分為2個子模塊，分別為運動段內時間間隔調整模塊410和運動段中運動相位確定模塊420。運動段內時間間隔調整模塊410根據(jù)用戶需求調整時間間隔參數(shù)，并將運動段對應的列表式單事件數(shù)據(jù)劃分成若干個數(shù)據(jù)幀。運動段中運動相位確定模塊420確定每個運動段中數(shù)據(jù)幀對應的運動相位。數(shù)據(jù)整合重建模塊500分別整合各個運動段中相同相位的數(shù)據(jù)幀進行圖像重建。實例本發(fā)明提出的一種PET成像中旋轉運動的門控方法涉及到若干參數(shù)，這些參數(shù)需要針對具體的應用和旋轉運動速度進行調節(jié)以達到良好的性能。此處列出本發(fā)明處理數(shù)據(jù)設定的參數(shù)步驟(1)中選擇時間間隔為1秒；步驟(3. 1)中的閾值H為2以區(qū)分不同的運動段；步驟中的時間間隔h為1秒。
權利要求
1.一種正電子發(fā)射斷層成像(PET)中的運動門控方法，其步驟包括(1)數(shù)據(jù)獲取和初始參數(shù)設定首先，獲取運動狀態(tài)下帶有時間信息和事件沉積位置信息的列表式單事件數(shù)據(jù)，并將所有單事件數(shù)據(jù)按時間的先后順序排列；其次，設定初始參數(shù)定義正電子發(fā)射斷層成像(PET)數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)的一個通道對應的探測器模塊為一個基本探測單元，并選擇其中任意一個基本探測單元作為探測模組；設定初始的時間間隔S，其中S > 0，且小于旋轉運動的最小運動周期；(2)獲取單事件計數(shù)率變化曲線將所述列表式單事件數(shù)據(jù)按時間間隔S分成若干個數(shù)據(jù)幀，統(tǒng)計每個數(shù)據(jù)幀中位于探測模組內的單事件計數(shù)率C(i)，繪制出C(i)隨i變化的單事件計數(shù)率變化曲線，其中，i為數(shù)據(jù)幀編號，i(3)旋轉運動的運動參數(shù)確定首先，調整探測模組和/或時間間隔，以使所述單事件計數(shù)率變化曲線具有局部區(qū)間周期性；其次，根據(jù)所述局部區(qū)間周期性將旋轉運動劃分成若干個運動段，計算每個運動段中的旋轉運動周期Tj ；然后，將列表式單事件數(shù)據(jù)按照運動段劃分成相應的若干個列表式單事件數(shù)據(jù)段；(4)確定每個運動段中各數(shù)據(jù)幀對應的物體旋轉運動相位對于任意第j個運動段，首先調整該運動段中數(shù)據(jù)幀的時間間隔h，再使用調整后的時間間隔h將該運動段對應的列表式單事件數(shù)據(jù)段劃分成多個數(shù)據(jù)幀ηρ其中r^.表示第 j個運動段中的數(shù)據(jù)幀編號，計算該數(shù)據(jù)幀編號r^.除以對應運動段中物體旋轉周期L的余數(shù)，該余數(shù)即確定為數(shù)據(jù)幀r^.在本運動段中對應的運動相位；(5)數(shù)據(jù)整合重建挑選各個運動段中相位相同的數(shù)據(jù)幀，將這些數(shù)據(jù)幀整合進行圖像重建，即可得到各個運動段對應的重建圖像。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步驟(3)中，所述劃分運動段的具體過程為首先，確定單事件計數(shù)率變化曲線的局部極大值，得到局部極大值對應的數(shù)據(jù)幀編號 1\，其中其次，用戶根據(jù)旋轉運動速度的變化設定閾值H，H為整數(shù)，且0 < H < 5，定義Δ Pa,b = IPb-Pj,以第一個局部極大值對應的數(shù)據(jù)幀編號Ptl為起點，將ΔΡμ與閾值H進行比較，若 APcmSH,繼續(xù)比較Δ P。,2與H，依次進行比較直至Δ PQ,m彡H為止，將P。至Pm對應的數(shù)據(jù)幀劃分為一個運動段，其中α，b和m為計數(shù)率變化曲線的局部極大值對應的數(shù)據(jù)幀編號；若Pm為最后一個局部極大值對應的數(shù)據(jù)幀，則結束，否則將起點更換為Pm+1，重復上述比較過程，直至將所有數(shù)據(jù)幀歸為不同的運動段。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的步驟(3)中，計算任意第j個運動段中的物體旋轉運動周期Tj可以通過如下具體過程實現(xiàn)首先，在每個運動段對應的單事件計數(shù)率變化曲線的周期區(qū)間內對單事件計數(shù)率變化曲線求局部極大值；然后，計算所有相鄰兩局部極大值對應的數(shù)據(jù)幀編號的差，并求這些差的平均值，該平均值即為該運動段中的物體旋轉運動周期η。
4.一種正電子發(fā)射斷層成像(PET)中的運動門控系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)獲取和初始參數(shù)設定模塊(100)、單事件計數(shù)率變化曲線獲取模塊000)、旋轉運動參數(shù)確定模塊(300)、旋轉運動相位確定模塊(400)和數(shù)據(jù)整合重建模塊(500)，其中，所述數(shù)據(jù)獲取和初始參數(shù)設定模塊(100)用于獲取列表式單事件數(shù)據(jù)，并設定初始化的時間間隔S及確定探測模組；所述單事件計數(shù)率變化曲線獲取模塊(200)獲取具有局部區(qū)間周期性的單事件計數(shù)率變化曲線；所述旋轉運動參數(shù)確定模塊(300)根據(jù)所述單事件計數(shù)率變化曲線將旋轉運動分成不同的運動段，并獲得每個運動段中的運動周期；所述旋轉運動相位確定模塊(400)確定每個運動段中數(shù)據(jù)幀所對應的運動相位；所述數(shù)據(jù)整合重建模塊(500)用于整合各個運動段中相位相同的數(shù)據(jù)幀，并以此重建圖像。
5.根據(jù)權利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)獲取和初始參數(shù)設定模塊 (100)包括數(shù)據(jù)獲取模塊(110)和初始參數(shù)設定模塊(120)，其中，所述數(shù)據(jù)獲取模塊(110)用于獲取列表式單事件數(shù)據(jù)，并按時間排序；所述初始參數(shù)設定模塊(110)用于選擇任意一個基本探測單元作為探測模組，并設定初始的時間間隔S，其中，正電子發(fā)射斷層成像(PET)數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)的一個通道對應的探測器模塊即為一個基本探測單元。
6.根據(jù)權利要求4或5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述單事件計數(shù)率變化曲線獲取模塊(200)包括單事件計數(shù)率變化曲線生成模塊(210)和單事件計數(shù)率變化曲線調整模塊 (220)，其中，所述單事件計數(shù)率變化曲線生成模塊(210)用于將列表式單事件數(shù)據(jù)按所述時間間隔S劃分成多個數(shù)據(jù)幀，并統(tǒng)計每個數(shù)據(jù)幀探測模組內的單事件計數(shù)率，生成單事件計數(shù)率變化曲線；所述單事件計數(shù)率變化曲線調整模塊(220)用于調整探測模組和/或時間間隔，以使所述單事件計數(shù)率變化曲線具有局部區(qū)間周期性。
7.根據(jù)權利要求4-6之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述旋轉運動參數(shù)確定模塊(300) 包括運動段劃分模塊(310)和運動段內運動周期確定模塊(320)，其中，所述運動段劃分模塊(310)用于將旋轉運動劃分成若干個運動段，所述運動段內運動周期確定模塊(320)用于計算每個運動段中的旋轉運動周期Τ」。
8.根據(jù)權利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，將旋轉運動劃分成若干個運動段可通過如下具體過程實現(xiàn)首先，確定單事件計數(shù)率變化曲線的局部極大值，得到局部極大值對應的數(shù)據(jù)幀編號 Pk^kSO;其次，用戶根據(jù)旋轉運動速度的變化設定閾值H，H為整數(shù)，且0 < H < 5，定義Δ Pa,b = I Pb-Pa I，以第一個局部極大值對應的數(shù)據(jù)幀編號P。為起點，將ΔΡμ與閾值H進行比較，若 APciaCH,繼續(xù)比較Δ P。,2與H，依次進行比較直至Δ PQ,H，將P。至Pji應的數(shù)據(jù)幀劃分為一個運動段，其中a，b，m為計數(shù)率變化曲線的局部極大值對應的數(shù)據(jù)幀編號；若Pm為最后一個局部極大值對應的數(shù)據(jù)幀，則結束，否則將起點更換為Pm+1，重復上述比較過程，直至將所有數(shù)據(jù)幀歸為不同的運動段。
9.根據(jù)權利要求7或8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述計算每個運動段中的旋轉運動周期L可通過如下具體過程實現(xiàn)為首先，在每個運動段對應的單事件計數(shù)率變化曲線的周期區(qū)間內對單事件計數(shù)率變化曲線求局部極大值；然后，計算所有相鄰兩個局部極大值對應的數(shù)據(jù)幀編號的差，并求這些差的平均值，該平均值即為該運動段中的旋轉運動周期η。
10.根據(jù)權利要求4-9之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述旋轉運動相位確定模塊 (400)包括時間間隔調整模塊(410)和運動相位確定模塊020)，其中，所述時間間隔調整模塊(410)用于調整時間間隔參數(shù)，并將運動段對應的列表式單事件數(shù)據(jù)劃分成若干個數(shù)據(jù)幀；所述運動相位確定模塊(420)用于確定每個運動段中數(shù)據(jù)幀對應的運動相位，具體為對于任意第j個運動段，根據(jù)調整后的時間間隔Sj將本運動段對應的列表式單事件數(shù)據(jù)段劃分成多個數(shù)據(jù)幀IV其中r^.表示第j個運動段中的數(shù)據(jù)幀編號，計算該數(shù)據(jù)幀編號 η」除以對應運動段中旋轉周期L的余數(shù)，該余數(shù)即確定為數(shù)據(jù)幀r^.在本運動段中對應的運動相位。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種PET成像中的運動門控方法，該方法將獲取的PET列表式單事件數(shù)據(jù)分成若干個數(shù)據(jù)幀，通過統(tǒng)計數(shù)據(jù)幀中探測模組內的單事件數(shù)據(jù)計數(shù)率生成單事件數(shù)據(jù)變化曲線，調整單事件數(shù)據(jù)變化曲線使其具有明顯的局部區(qū)間周期性，利用局部區(qū)間周期性劃分旋轉運動的運動段，計算每個運動段中的旋轉周期，使用旋轉周期和數(shù)據(jù)幀編號得到每個運動段中數(shù)據(jù)幀對應的運動相位，整合相同相位的數(shù)據(jù)幀進行圖像重建。本發(fā)明還公開了一種PET成像中的運動門控系統(tǒng)。本發(fā)明在不增加任何硬件設備的情況下，監(jiān)視物體旋轉運動，能很好的降低由于物體運動帶來的圖像偽影，極大的提高了圖像的分辨率。
文檔編號A61B6/03GK102151142SQ20111009406
公開日2011年8月17日 申請日期2011年4月14日 優(yōu)先權日2011年4月14日
發(fā)明者劉晶晶, 王希, 謝慶國, 龍岸文 申請人:華中科技大學