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1、(10)申请公布号 CN 102028485 A (43)申请公布日 2011.04.27 CN 102028485 A *CN102028485A* (21)申请号 201010290428.6 (22)申请日 2010.09.20 2010-165074 2010.07.22 JP 12/571,524 2009.10.01 US A61B 6/00(2006.01) (71)申请人 株式会社东芝 地址 日本东京都 申请人 东芝医疗系统株式会社 (72)发明人 D加尼翁 (74)专利代理机构 中国国际贸易促进委员会专 利商标事务所 11038 代理人 吕林红 (54) 发明名称 PET 扫。
2、描仪系统以及其中的图像重建方法 (57) 摘要 本发明提供一种 PET 扫描仪系统以及其中的 图像重建方法。本实施方式所涉及的 PET 扫描仪 系统具有检测器、 病床、 第 1 收集部、 第 2 收集部、 生成部和重建部。检测器收集 PET 事件信息， 并 且构成为在收集所述 PET 事件信息的期间能够移 动。病床构成为在收集所述 PET 事件信息的期间 能够移动。第 1 收集部收集与所述病床有关的第 1 事件信息。第 2 收集部收集与所述检测器有关 的第 2 事件信息。生成部生成包含所述 PET 事件 信息、 所述第1事件信息和所述第2事件信息的与 多个事件有关的事件列表。重建部通过处理所生。
3、 成的事件列表来重建图像。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 9 页 附图 8 页 CN 102028487 A1/2 页 2 1. 一种 PET 扫描仪系统， 其特征在于， 包括 ： 检测器， 收集 PET 事件信息， 并且构成为在收集所述 PET 事件信息的期间能够移动 ； 病床， 构成为在收集所述 PET 事件信息的期间能够移动 ； 第 1 收集部， 收集与所述病床有关的第 1 事件信息 ； 第 2 收集部， 收集与所述检测器有关的第 2 事件信息 ； 生成部， 生成包含所述 PET 事件信。
4、息、 所述第 1 事件信息和所述第 2 事件信息的与多个 事件有关的事件列表 ； 和 重建部， 通过处理所生成的事件列表来重建图像。 2. 根据权利要求 1 所述的 PET 扫描仪系统， 其特征在于 ： 所述生成部针对所述事件列表内的所述多个事件中的每个事件生成时间戳， 根据所述 时间戳并按照所述事件的时间顺序生成所述事件列表。 3. 根据权利要求 1 所述的 PET 扫描仪系统， 其特征在于 ： 所述检测器以列表模式取得所述 PET 事件信息 ； 所述列表模式包含飞行时间信息。 4. 根据权利要求 1 所述的 PET 扫描仪系统， 其特征在于 ： 所述病床构成为能够直线性地移动。 5. 根据。
5、权利要求 1 所述的 PET 扫描仪系统， 其特征在于 ： 所述检测器围绕 PET 扫描仪的等心点旋转。 6. 根据权利要求 1 所述的 PET 扫描仪系统， 其特征在于 ： 所述检测器围绕 PET 扫描仪的任意点旋转。 7. 根据权利要求 1 所述的 PET 扫描仪系统， 其特征在于 ： 所述检测器在 PET 扫描仪的体轴横断面上沿着曲线移动。 8. 根据权利要求 1 所述的 PET 扫描仪系统， 其特征在于 ： 所述检测器在收集所述 PET 事件信息的期间持续静止 ； 所述病床在三维空间内以曲线状移动。 9. 一种 PET 扫描仪系统中的图像重建方法， 所述 PET 扫描仪系统包括构成为在。
6、 PET 事 件信息的收集期间移动的检测器和病床， 其特征在于， 所述图像重建方法包括以下步骤 ： 收集所述 PET 事件信息 ； 收集与所收集到的 PET 事件信息对应的、 与所述病床有关的第 1 事件信息 ； 收集与所收集到的 PET 事件信息对应的、 与所述检测器有关的第 2 事件信息 ； 生成包含所述 PET 事件信息、 所述第 1 事件信息和所述第 2 事件信息的与多个事件有 关的事件列表 ； 通过处理所生成的事件列表， 对图像进行列表模式重建。 10. 根据权利要求 9 所述的方法， 其特征在于 ： 所述生成步骤包括以下步骤 ： 生成所述事件列表内的所述多个事件的各自的时间戳， 根。
7、据所述时间戳并按照所述事件的时间顺序生成所述事件列表。 11. 根据权利要求 9 所述的方法， 其特征在于 ： 收集所述 PET 事件信息的步骤包括以下步骤 ： 以包含飞行时间信息的列表模式收集所 述 PET 事件信息。 权 利 要 求 书 CN 102028485 A CN 102028487 A2/2 页 3 12. 根据权利要求 9 所述的方法， 其特征在于 ： 收集所述 PET 事件信息的步骤包括以下步骤 ： 在所述 PET 事件信息的收集期间使所述 病床直线性地移动。 13. 根据权利要求 9 所述的方法， 其特征在于 ： 收集所述 PET 事件信息的步骤包括以下步骤 ： 在所述 P。
8、ET 事件信息的收集期间使所述 检测器围绕 PET 扫描仪的等心点旋转。 14. 根据权利要求 9 所述的方法， 其特征在于 ： 收集所述 PET 事件信息的步骤包括以下步骤 ： 在所述 PET 事件信息的收集期间使所述 检测器围绕 PET 扫描仪的任意点旋转。 15. 根据权利要求 9 所述的方法， 其特征在于 ： 收集所述 PET 事件信息的步骤包括以下步骤 ： 在所述 PET 事件信息的收集期间使所述 检测器在 PET 扫描仪的体轴横断面上沿着曲线移动。 16. 根据权利要求 9 所述的方法， 其特征在于 ： 收集所述 PET 事件信息的步骤包括以下步骤 ： 在所述 PET 事件信息的收。
9、集期间使所述检测器静止 ； 在所述 PET 事件信息的收集期间使所述病床在三维空间内曲线状地移动。 17. 一种 PET 扫描仪系统， 其特征在于， 包括 ： 第 1 收集部， 收集 PET 事件信息 ； 第 2 收集部， 收集与病床的位置有关的第 1 事件信息， 并且使所述第 1 事件信息与所收 集到的 PET 事件信息相对应 ； 第 3 收集部， 收集检测器的位置的第 2 事件信息， 并且使所述第 2 事件信息与所收集到 的 PET 事件信息相对应 ； 生成部， 生成包含所述 PET 事件信息、 所述第 1 事件信息和所述第 2 事件信息的多个事 件的事件列表 ； 和 重建部， 通过处理所。
10、生成的事件列表来重建图像。 权 利 要 求 书 CN 102028485 A CN 102028487 A1/9 页 4 PET 扫描仪系统以及其中的图像重建方法 0001 相关申请的交叉引用 0002 本申请基于 2009 年 10 月 1 日提交的在先美国专利申请 12/571524 号和 2010 年 7 月 22 日提交的在先日本专利申请 2010-165074 号并要求其优先权， 这些申请的全部内容 通过引用结合在本申请中。 技术领域 0003 本发明的实施方式涉及根据所收集到的 PET( 正电子放射断层摄影， Positron Emission Tomography) 信息、 收集。
11、到的病床的位置信息和收集到的检测器系统的位置信息 而重建图像的 PET 扫描仪系统。 背景技术 0004 在医用成像领域中， PET 的使用正在增加。在 PET 成像中， 通过注入、 吸入或食物 摄取， 使患者取入放射性药剂。投放放射性药剂后， 根据药剂的物理和生物分子特性， 药剂 积聚在人体内的特定的位置。药剂的实际空间分布、 药剂的积聚程度和从投放到最终排出 的过程的动态均为可具有临床意义的因素。在该过程中， 附着在放射性药剂上的正电子放 射体根据半衰期或分支比等同位素的物理特性而放射正电子。 0005 放射性原子核素放射正电子。当被放射出的正电子与电子碰撞时发生湮没事件 (event)。。
12、通过碰撞， 正电子与电子湮没。大多数情况下， 湮没事件产生向大致 180 度方向 放出的两条 511keV 的 射线。 0006 通过检测两条 射线， 并在检测位置间连接线 ( 即， LOR ： line-of-response， 响应线 )， 从而可以推定实际的湮没位置。该过程只识别可能相互作用的线， 但是通过 集聚很多这样的线并执行图像重建过程， 则可以推定实际的分布。除了两个闪烁事件的 位置之外， 在可利用正确的定时 ( 数百皮秒以内 ) 的情况下， 通过计算飞行时间 (TOF ： time-of-flight)， 可以追加 LOR 上的事件的大致位置信息。与扫描仪的时间分辨率有关的 限。
13、制决定 LOR 上的位置决定精度。与实际的闪烁事件的位置决定有关的限制决定扫描仪的 根本的空间分辨率。同位素的特定的特征 ( 例如， 正电子能量 ) 有助于特定药剂的空间分 辨率的决定 ( 根据两条 射线的正电子范围和共线性 )。 0007 通过收集大量事件， 可以取得通过图像重建而推定的患者的图像所需要的信息。 为了通过在一对检测器元件中大致同时发生的两个检测事件来规定重建对象的投影或正 弦图， 而根据其几何学属性形成能够制成直方图的 LOR。事件也可以对图像分别地追加。 0008 因此， 数据收集与图像重建的基本要素是作为横穿插入患者的开口的线的LOR。 可 以取得与事件位置有关的追加信息。
14、。 首先， 通过采样与重建， 系统重建或定位某点的能力并 不是摄像视野中的空间的不变量， 而是在中心较好， 随着靠近周边逐渐恶化。点扩散函数 (PSF) 被典型地利用于使该行为特征化。正在开发用于将 PSF 编入重建过程的工具。其次， 可以利用飞行时间、 即 射线到达伴随配对 (pairing)( 对检测 ) 的各检测器的到达时间 差， 决定事件发生可能性高的 LOR 上的位置。 说 明 书 CN 102028485 A CN 102028487 A2/9 页 5 0009 上述检测过程需要对大量湮没事件重复进行。 为了决定辅助成像任务所需要的计 数 ( 即， 成对事件 ) 的数量， 必须解析。
15、各成像的事例。在当前的运用中， 一般情况下， 长度 100cm 的 FDG(Fluorodeoxyglucose， 氟代脱氧葡萄糖 ) 的研究需要积蓄数亿计数。积蓄该 数量的计数所需要的时间由药剂的投放量、 扫描仪的灵敏度和计数性能来决定。 0010 PET 成像系统为了检测从被检体放射的 射线而使用在互相相对的位置上配置 的检测器。典型的情况是， 为了检测从各角度飞来的 射线而利用检测器环。因此， PET 扫 描仪典型的情况是为了能够收集尽可能多的 射线而具有大致圆筒形状， 当然必须是各 向同性的。另外， 为了对欠缺的角度进行收集也可以利用检测器的部分环或旋转。但是， 那 种方法对 PET 。
16、扫描仪的整体灵敏度有严重的影响。在圆筒形状的情况下， 平面内包含的所 有 射线都有可能干扰检测器。在这种圆筒形状的情况下， 当使与轴方向有关的尺寸变大 时， 在收集 射线的灵敏度或性能方面具有极其有利的效果。因此， 最佳的结构是具有有 可能检测所有 射线的球体结构。当然， 在对人体的应用中， 球状结构变得极大， 不得不变 得价格极高。因此， 现实中， 检测器的轴方向的长度可变的圆筒形状为最新的 PET 扫描仪的 结构的基础。 0011 PET 扫描仪通过逐渐缩小 PET 检测器环内的晶体 ( 闪烁晶体 ) 来逐渐提高采样的 质量 ( 密度 )。PET 扫描仪通过增加 PET 检测器系统中安装的。
17、环数从而变得立体。晶体是 PET 扫描仪的价格最高的部件之一。小动物扫描仪挑战可将晶体缩小到多小的极限。典型 的情况是， 人体尺寸的临床系统使用约 4-6mm 的正方形或长方形的晶体。小动物尺寸的临 床系统实质上使用 1 毫米以下尺寸的晶体。然而， 由于准备各晶体或决定特性的成本增加、 或者各晶体的复杂性增加 ( 晶体变小意味着沟道变多， 重建的必要条件变严 )， 因此缩小在 临床系统中使用的晶体会成为沉重的负担。 0012 改善所收集到的 PET 数据的空间分辨率的另外的方法是进行二段采样 (sub-sampling)。在该方法中， 利用扫描仪的 “本来 (native)” 的几何学配置来收。
18、集第 1 数 据集， 接着在该几何学配置稍稍变化的状态下收集第 2 数据集。在几何学配置的微小变化 的信息优于系统的本来的空间分辨率时， 进行二段采样， 改善系统整体的分辨率。 利用两种 数据集的该方法可以利用更多的要素来重复进行。 然而该方法被限定于滤波逆投影法或傅 立叶重组法 (Fourier rebinning) 等 “单一光线” 的图像重建法。其理由是因为最新的统 计性图像重建法 ( 例如， 极大似然 - 期望值最大化法 (ML-EM) 已经将有限尺寸的采样要素 模型化， 所以不会受益于那样的采样。 0013 在单一光线的图像重建系统中， 执行两种类型的二段采样。一个方法是在体轴横 断。
19、面内活动(摇动)PET扫描仪整体， 在体轴横断面内的重建中使小于晶体的尺寸的分辨率 成为可能。第 2 方法与在 SPECT(Single Photon Emission Computed Tomography， 单光子 发射计算机断层摄影 ) 成像中也可使用的方法极其类似， 必须连续移动病床。在该方法中， 可以在体轴方向得到晶体尺寸以下的分辨率。 0014 如图 1A、 图 1B 和图 1C 所示， 通过简单的旋转与平行移动， 可以大幅提高来自同一 检测的采样密度 ( 同时测量线 )。图 1A 示出了体轴横断面内的本来 ( 原始 ) 的采样图案。 图 1B 示出了通过围绕主轴 ( 围绕架台的等。
20、心点 (isocenter) 的简单旋转所取得的体轴横 断面内的采样图案。图 1C 示出了通过体轴横断面内的垂直方向的平行移动所取得的体轴 横断面内的采样图案。图 2A 示出了轴平面内的本来 ( 原始 ) 的采样图像。图 2B 示出了通 说 明 书 CN 102028485 A CN 102028487 A3/9 页 6 过沿着轴方向的简单的水平方向的平行移动所取得的采样图案。 发明内容 0015 本发明目的在于 ： 能够提高空间分辨率。 0016 本实施方式所涉及的 PET 扫描仪系统具有 ： 检测器， 收集 PET 事件信息， 并且构成 为在收集所述PET事件信息的期间能够移动 ； 病床，。
21、 构成为在收集所述PET事件信息的期间 能够移动 ； 第1收集部， 收集与所述病床有关的第1事件信息 ； 第2收集部， 收集与所述检测 器有关的第 2 事件信息 ； 生成部， 生成与包含所述 PET 事件信息、 所述第 1 事件信息和所述 第 2 事件信息的多个事件有关的事件列表 ； 和重建部， 通过处理所述生成的事件列表来重 建图像。 0017 根据本实施方式， 会实现空间分辨率的提高。 附图说明 0018 图 1A 为表示与原始的采样图案有关的体轴横断面内的采样过程的图。 0019 图 1B 为表示与通过围绕主轴的简单旋转所取得的采样图案有关的体轴横断面内 的采样过程的图。 0020 图 。
22、1C 为表示包含通过与体轴横断面内的垂直方向有关的平行移动所取得的采样 图案的体轴横断面内的采样过程的图。 0021 图 2A 为表示轴平面内的原始的采样图案的图。 0022 图 2B 为表示通过轴方向的简单的横方向平行移动所取得的图案的图。 0023 图 3 为表示根据本实施方式的系统的图。 0024 图 4A 为表示检测器环中只包含半个检测器模块的检测器环的图。 0025 图 4B 为表示检测器环中只包含半个检测器模块的检测器环的图。 0026 图 5 为表示单一事件的列表形式的图。 0027 图 6A 为表示单一事件的数据形式的图。 0028 图 6B 为表示简易时间戳的数据形式的图。 。
23、0029 图 6C 为表示全局时间戳的数据形式的图。 0030 图 7 为本实施方式所涉及的方法的流程图。 0031 图 8 为表示非检测器事件的收集的系统图。 0032 图 9A 为表示 PET/CT 扫描仪的关联坐标系的图。 0033 图 9B 为表示 PET/CT 扫描仪的图。 0034 符号说明 0035 300. 全局事件收集器、 301. 局部收集器、 302. 局部收集器、 303 局部收集 器、 310. 数据收集服务器、 320. 盘、 330. 配对服务器、 340. 临时事件缓冲器 具体实施方式 0036 本实施方式所涉及的 PET 扫描仪系统具有检测器、 病床、 第 1。
24、 收集部、 第 2 收集部、 生成部和重建部。检测器构成为收集 PET 事件信息， 并在收集所述 PET 事件信息期间可移 动。病床构成为在收集所述 PET 事件信息期间可移动。第 1 收集部收集与所述病床有关的 说 明 书 CN 102028485 A CN 102028487 A4/9 页 7 第 1 事件信息。第 2 收集部收集与所述检测器有关的第 2 事件信息。生成部生成包含所述 PET事件信息、 所述第1事件信息和所述第2事件信息的与多个事件有关的事件列表。 重建 部通过处理所述生成的事件列表重建图像。 0037 本实施方式与决定辐射场(radioactive field)或被检体的。
25、采样性能的PET成像 系统的构成要素有关。检测器只能收集单一事件。然而， 通过将具有适当的能量特性和定 时特性的两个单一事件配对来取得 PET 信息。最终信息 ( 图像 ) 的精度取决于定时鉴别与 能量鉴别的精度。另外， 最终信息 ( 图像 ) 的精度还取决于连结与同时测量线 (LOR) 即同 时测量 (coincidence， 同时发生 ) 事件有关的两个晶体的线的密度。空间分辨率取决于该 采样的精度和数学重建的细节这两者。 0038 根据本实施方式， 削减 PET 扫描仪的整体成本的同时改善采样精度的方法是， 形 成具有适合于辅助所要求的空间分辨率的特性的检测器模块， 将检测器模块沿着轴方。
26、向和 圆周方向这两个方向在检测器环上离散地配置， 并且， 通过移动机架或病床来填充采样间 隙。此外， 采样间隙是由于检测器环未完全由检测器模块填充而形成。此时， 检测器环具有 未配置检测器模块的部分。 即， 采样间隙是由于检测器环未完全由检测器模块填充而形成。 参照表示PET/CT扫描仪系统的病床和检测器环的图9A与图9B。 显而易见的是， 该方法虽然 灵敏度下降 ( 例如， 当扫描仪的有效范围设为一半时， 检测同时测量事件的概率成为 1/4)， 但不牺牲成像时间就实现所要求的空间分辨率。 0039 图4A示出了不完全填充的检测器环。 该检测器环在平面中只有一半的检测器(或 检测器元件 )。L。
27、OR 的数量和分布看上去适当， 但图 4B 所示的 Radon 空间 (， ) 的图表 明显地示出了采样空间内的大量间隙， 示出只填充了 “格子 (cell)” 的 1/4。通过检测器系 统整体的旋转而上下逐渐移动图表， 填充缺漏的格子。病床的上下方向的移动一般比左右 方向的移动更容易实现。病床的上下方向的移动例如使该图表复杂地变形。完全 1 比 1 对 应的水平方向的移动在与移动方向轴对应的角度取得， 而其它情况下， 由 cos() 构成。旋 转与平行移动的组合对于填充缺漏的格子而具有复合效果(和效率)。 然而， 在存在检测器 环或病床的移动时， 由于所有移动必须在 PET 扫描仪的开口本身。
28、的范围内发生， 因此有效 视野减少。 0040 轴方向的间隙， 在 z 方向的全部有效范围通过在其间具有间隙的两个一半的检测 器来实现时， 增加 LOR 的数量。 0041 在该二段采样法中， 通过收集所取得的各个新变量必须通过重建被明示地识别。 在直方图模式重建中， 正弦图为四维实体 (r， ， z， )， 在直线正弦图与倾斜正弦图中包含 所有可能的 LOR。在此， t 为半径方向的距离， 为环内侧的角度， z 为轴方向的距离， 为 倾斜角、 即从体轴横断面的倾斜角度 ( 倾斜 (tilt) 角 )。这种方法如果考虑到还需要包含 动态信息 d(1 数十维 ) 或门控信息 g(8 16 维 )。
29、 和飞行时间 tof( 至少 8 16 维 ) 的其 它变量， 则复杂度比较大。 通过根据这些必要条件， 追加轴方向的病床的移动bz(28维) 和机架的移动 g(2 8 维 )， 从而生成 9 维数据结构 (r， ， z， ， d， g， tof， bz， g)。除 去存在不同时产生的情况的 d 与 g， 在一些代表性的临床程序中需要其它所有变量。因此， 以往系统通常只追加 1 个或有限数量的变量， 一般与追加的采样并不对应。除了数据集的 维数增加之外， 计数的总数并没有增加。 其结果， 8或9维的数据集典型的情况是， 变得极其 简易， 空的体素或计数只有 1 个的体素以极高的比例出现。 说 。
30、明 书 CN 102028485 A CN 102028487 A5/9 页 8 0042 在列表模式重建中， 各事件被附加所有必需的 ( 大多数情况下， 大于等于 9 个 ) 变 量， 并被各自编入重建过程中。在该方法中， 增加在各事件中追加的信息， 对重建的复杂度 与整体的重建时间只带来很少的影响。 进而， 由于通过重建直接考虑各事件， 因此不需要哪 个变量都具有一定的增量， 如果可以高速并正确地监视那样的移动， 则哪个轴都可以连续 移动。 0043 本实施方式的对象是， 在重建过程中将包含轴方向(bz)数据与横断方向(g)数 据的、 包含被检体 ( 患者 ) 的位置信息的系统和方法。 0。
31、044 本实施方式说明一种系统， 该系统通过连续的病床的移动和 PET 检测器的整体移 动， 能够同时强化与轴方向和横断方向有关的采样和分辨率， 所有的空间信息被附加给各 个个别的事件， 不用生成任何种类的直方图而直接被重建。 0045 本实施方式的实施方式中的要素为检测器信息 ( 具有定时信息、 能量信息和空间 信息的事件)和非检测器信息(病床位置、 机架旋转和其它标准临床定时基准)的综合。 在 后将更为详细叙述的图 3 示出了全局事件收集器 300 与各个子收集器或局部收集器 301 303 以及控制 / 监视非检测器信息的电路连接的系统。 0046 病床的移动都相当简单且一致， 一般为直。
32、线性。机架的移动为围绕主轴的简单旋 转、 围绕其它任意点的旋转、 沿着体轴横断面内的线的平行移动、 或它们的组合。在其它例 子中， 使用病床(已经到位)的线性和上下的移动， 从而在体轴横断面与轴方向面中实现相 同等级的二段采样。 0047 如图 3 所示， 全局事件收集器 300 从局部收集器 301 接收事件信息。局部收集器 301 包括与局部事件收集器连接的 N 个检测器模块。局部收集器具有类似的结构。如图 3 所示， 全局事件收集器 300 还接收非检测器事件。非检测器事件包含与病床位置有关的信 息、 与机架旋转有关的信息和其它标准临床定时基准信息。 参照图8。 全局事件收集器将局 部收。
33、集器301303所接收到的检测器信息与病床位置或机架位置等对应的非检测器事件 信息相关联。 0048 如图 3 所示， 由全局事件收集器收集到的信息为了存储在相关联的数据库 / 盘装 置 320 中而被发送到数据收集服务器 310。事件的配对由访问数据库 320 中所存储的信息 的配对服务器 330 来执行。或者数据收集服务器 310 与配对服务器 330 也可由同一装置来 实现。 0049 全局事件收集器 300 将来自所有检测器的事件数据编入单一的事件列表中。对事 件列表的形式参照图 5 与图 6 在后更详细地进行说明。 0050 全局事件收集器 300 还将非检测器事件编入事件列表中。非。
34、检测器事件与病床的 运动和位置、 检测器环的运动和位置、 EKG 信息等生理学信息有关。非检测器事件以不同的 时间量程(scale)发生。 非检测器事件例如将病床的位置记述为时间的函数。 另外， 非检测 器事件例如将 PET 检测器环上的角度位置记述为时间的函数、 EKG 信号的函数、 呼吸信号轨 迹的函数或用于执行 PET 事件数据的最终重建与提示的其它生理学或变换器信号的函数。 0051 在生成事件列表时， 全局事件收集器 300 将事件排序从而按时间顺序排列事件。 进而， 全局事件收集器300在临时事件缓冲器340内对临时事件突发进行缓冲， 以便之后对 其进行处理。在临时事件缓冲器 34。
35、0 为溢出状态时， 全局事件收集器随机废弃获取到的事 件。 说 明 书 CN 102028485 A CN 102028487 A6/9 页 9 0052 全局事件收集器可以执行的其它功能是， 在管线式 (in-line) 事件过滤中， 从事 件列表中废弃具有在对象的窗口中没有包含的数据信息 ( 例如， 能量 ) 的事件。对象的窗 口或其它过滤基准能够任意设定。 0053 如图 3 所示， 全局事件收集器 300 为了由配对服务器 330 进行最终处理， 将事件列 表与事件数据一起分配给数据收集服务器310。 例如， 数据在达到规定的时间量或达到规定 的事件数量时被定期转送至配对服务器。 向配。
36、对服务器的数据转送通过将在全局事件收集 器的临时缓冲器内被编译的事件列表的一部分定期压缩到消息内， 并将其发送至服务器来 执行。为了最佳的数据转送， 消息的大小和转送速度为事件计数率的函数。计数率越高消 息就越大， 因此， 可以忽视与各信息相关联的开销。 计数率越低， 因为可以利用大的带宽， 所 以消息开销就越不重要， 因此， 更小的信息被更频繁地发送。 服务器并不是突发处理数据的 大的部分之后长时间停止， 而是可以连续处理数据的更小的部分。 0054 图 5 示出了在本实施方式中所使用的上述事件列表的形式。如图 5 所示， 事件列 表包含一连串的条目。各条目包含表示条目中包含的数据的形式的 。
37、“条目类型” 字段。在 单一的事件中， 使用至少3种不同的条目类型 ： (1)与检测器信息有关的事件数据、 (2)简易 时间戳数据和 (3) 生理学数据、 病床位置、 检测器位置、 EKG 数据等与非检测器信息有关的 非检测器事件数据。如图 5 所示， 简易时间戳事件例如每隔 25.6 微秒发生。非检测器事件 典型的情况是不像简易时间戳事件的事件数据那样频繁地发生。 0055 如图 6A 所示， 事件数据条目的形式例如包含 4 个字段 ： (1)9 比特的能量字段、 (2)18 比特的晶体位置字段、 (3)20 比特的精密时间戳和 (4) 条目类型字段。能量字段示出 了检测事件的能量。晶体位置。
38、字段示出了事件的晶体地点。精密时间戳具有例如 25.6 皮 秒的分辨率， 因此有 30 小时的范围。 0056 如图 6B 所示， 简易时间戳字段包含例如 (1)32 比特的简易时间戳字段和 (2) 条目 类型字段。简易时间戳字段的分辨率与精密时间戳字段的范围相等， 例如为 25.6 微秒。因 此， 由于对简易时间戳字段分配 32 比特， 因此， 此时范围为约 30 小时。 0057 还可以使用上述以外的字段类型或各字段的比特分配。 0058 图 6C 示出了为了提供 25.6 皮秒的分辨率和约 30 小时的范围而连结简易时间戳 和精密时间戳， 从而可以从列表内的各事件中导出的全局时间戳。 0。
39、059 如上所述， 全局事件收集器主要为了生成图5所示的事件列表并进行处理(即， 事 件的配对与重建 ) 而将事件数据发送至数据收集服务器与配对服务器。然而， 根据取决于 事件计数率的资源的可用性， 全局事件收集器还可以执行包含过滤、 事件配对和重建等数 据处理任务。 0060 全局事件收集器 300 以构成为在运行中执行各种功能的可编程逻辑实现。例如， PET 扫描中， 最初的计数率一般极高。另外， 全局事件收集器的大部分逻辑资源被利用于将 事件列表内的事件数据转送至数据收集服务器。扫描继续时， 计数率降低。由此， 可以为了 数据处理而解除全局事件收集器的一些逻辑。在计数率进一步继续减少时，。
40、 可以增加数据 处理中可利用的全局事件收集器的逻辑资源， 从而辅助配对服务器的活动。 0061 因此， 全局事件收集器不断地监视计数率， 判断是否执行数据处理。由此， 全局事 件收集器可以完全地利用系统的资源。其结果， 系统的成本效应提高， 图像处理变得高速。 计数率由各检测器模块不断地监视。但是， 所有检测器模块将该信息提供给全局事件收集 说 明 书 CN 102028485 A CN 102028487 A7/9 页 10 器。然后， 全局事件收集器针对 PET 扫描仪整体计算实际时间计数率。根据扫描仪整体的 计数率， 全局事件收集器除了收集数据之外， 还始终决定可执行的数据处理的种类与量。
41、。 由 此， 按照检查范围内的瞬间计数率， 可以调整各种计算处理资源如何被动态地分配。例如， 在 86Rb 的检查中， 极端高的计数率持续开始的一、 两分钟， 然后变成中或低的计数率。 0062 在本实施方式中， 术语 “离线 (off-line)” 是指可以在与事件被检测出时相差很 大的时间处理事件的系统。 在实际的实施方式中， 当然， 为了在可允许的时间期间内取得图 像， 希望在检测出后尽可能迅速地开始配对。 在其它实施方式中， 检测与配对以流水线模式 同时 ( 对各种事件 ) 进行。 0063 图 7 为本实施方式所涉及的方法的流程图。在图 7 中， 步骤 701、 702 和 703 。
42、重复 且同时地执行。在步骤 701 中， 与湮没事件有关的 PET 事件信息 ( 检测器事件信息 ) 由检 测器环内的检测器模块来收集。PET 事件信息例如包含湮没事件的时间、 位置、 能量等检测 器信息。在步骤 702 中， 收集与病床的位置相关联的非检测器事件信息。例如， 在步骤 702 中所收集到的非检测器事件信息为病床的位置的变化。同样， 在步骤 703 中， 收集与检测器 环的位置相关联的非检测器事件信息。例如， 在步骤 703 中所收集到的非检测器事件信息 为与检测器的位置的轴方向或体轴横断方向有关的变化。在步骤 704 中， 所收集到的 PET 事件信息、 所收集到的病床位置事件。
43、信息和所收集到的检测器位置事件信息被追加到事件 列表 / 缓冲器中。PET 事件信息与非检测器事件信息以不同的频率发生， 并与此对应地被 追加到列表中。在步骤 705 中， 执行列表模式重建， 根据事件列表中包含的事件信息重建图 像。 0064 图 8 示出了检测包含病床的位置和检测器环 / 机架的位置的非检测器事件， 并将 其发送至图 3 所示的全局事件收集器 300 的 PET 系统的一部分。也参照图 9A 与图 9B。如 图 8 所示， 病床 800 的位置由病床控制器 810 控制。病床控制器根据可由操作员设定的扫 描轨道控制病床。同样， 检测器环 / 机架 830 的位置和 / 或旋。
44、转由检测器环控制器 840 来 控制。检测器环控制器 840 根据可由操作员设定的扫描轨道控制检测器环。或者， 病床控 制器与检测器环控制器可以组装到根据规定的扫描轨道或由操作员选择的扫描轨道来控 制病床和检测器环两者的单一的控制部中。病床控制器 810 和检测器环控制器 840 可以通 过硬件实现或通过硬件与软件的组合来实现。 0065 病床位置检测器 820 定期检测病床 800 的位置和 / 或速度， 并将检测出的位置和 / 或速度作为非检测器事件发送至全局事件收集器 300。病床位置检测器包含用于检测病 床 800 的运动的各种传感器。同样， 检测器环位置检测器 850 定期检测检测器。
45、环 830 的位 置和 / 或角速度， 并将检测出的位置和 / 或角速度作为非检测器事件发送至全局事件收集 器 300。检测器环位置检测器包含用于检测检测器环 830 的运动的各种传感器。 0066 本实施方式不使用追加的硬件就可取得更好的空间分辨率， 以及 / 或者以更少的 检测器元件取得类似的分辨率。将检测器信息和非检测器信息合并为 1 个流并使用列表模 式重建的做法， 从形成用于制成直方图而追加的变量的观点看， 与收集被固定的样本时所 需要的严格控制相对比， 能够进行各种位置的简单监视。 0067 包括全局事件收集器、 数据收集服务器和配对服务器的所述 PET 系统的各种构成 要素可以使。
46、用计算机系统或可编程逻辑来实施。可以实施本实施方式的各种构成要素的 计算机系统包括用于对信息进行通信的总线或其它通信机构和与总线耦合用于处理信息 说 明 书 CN 102028485 A CN 102028487 A8/9 页 11 的处理器。计算机系统还包括随机存取存储器 (RAM) 或其它动态存储装置 ( 例如， 动态 RAM(DRAM)、 静态RAM(SRAM)和同步DRAM(SDRAM)等为了存储信息和由处理器执行的指令而 与总线耦合的主存储装置。进一步， 主存储装置也可以用于在处理器执行指令的过程中存 储临时性数值变量或其它中间信息。 计算机系统还包括为了存储用于处理器的静态信息和 。
47、指令而与总线耦合的只读存储器 (ROM) 或其它静态存储装置 ( 例如， 可编程 ROM(PROM)、 可 擦除 PROM(EPROM) 和电可擦可写 PROM(EEPROM)。 0068 计算机系统还包括为了控制用于存储信息和指令的、 磁硬盘或可移动介质驱动器 ( 例如， 软盘 (Floppy， 注册商标 ) 驱动器、 只读光盘驱动器、 读 / 写光盘驱动器、 光盘电唱机 (jukebox)、 磁带驱动器和可移动光磁驱动器)等1个或多个存储装置而与总线耦合的盘控 制器。 存储装置也可以使用适当的机器接口(例如， 小型计算机系统接口(SCSI)、 集成设备 电路 (IDE)、 增强型 IDE(。
48、E-IDE)、 直接存储器存取 (DMA)、 或高级 DMA)， 追加至计算机系统。 0069 计算机系统还可以包括专用逻辑器件 ( 例如， 面向特定用途的集成电路 (ASIC) 或可配置逻辑器件 ( 例如， 简单可编程逻辑器件 (SPLD)、 复杂可编程逻辑器件 (CPLD) 和现 场可编程门阵列 (FPGA)。 0070 计算机系统还可以包括与总线耦合的、 控制用于向计算机用户显示信息的阴极射 线管 (CRT) 等显示装置的显示控制器。计算机系统还包括用于与计算机用户对话并将信息 提供给处理器的、 键盘或指向 (pointing) 装置等输入装置。指向装置可以是例如用于将指 示信息与命令选。
49、择与处理器通信且控制显示装置上的光标移动的鼠标、 追踪球或指示棒。 进一步， 打印机可以提供由计算机系统存储的数据和 / 或生成的数据的打印列表。 0071 计算机系统根据执行主存储装置等存储装置中包含的指令序列的处理器， 执行本 实施方式的一部分或全部处理步骤。 那样的指令也可以从硬盘或可移动介质驱动器等其它 计算机可读介质读入主存储装置。为了执行主存储装置中包含的指令序列， 可以使用多处 理机构的处理器。在其它实施方式中， 硬件化电路也可以代替软件指令或与该软件指令组 合而使用。因此， 实施方式并不限定于硬件电路与软件的任意特定组合。 0072 如上所述， 计算机系统包括用于保持按照本实施方式的教导而程序化的指令并且 容纳数据结构、 表格、 记录或本说明书中所述的其它数据的至少 1 个计算机可读介质或存 储装置。计算机可读介质的例子是光盘、 硬盘、 软盘、 磁带、 磁光盘、 PROM(EPROM、 。