一种基于TV Merge的晶体级PET系统时间修正方法

摘要

本发明公开了一种基于TV Merge的晶体级PET系统时间修正方法，包括：(1)扫描生物组织获取single model数据；(2)分别对探测器单元的行方向和列方向进行晶体级分割；(3)对数据进行预处理；(4)将TV约束加到线性方程式中；(5)使用ADM法求得时间修正序列；(6)使用Merge方法将两组时间修正序列合并成一个最终的时间修正序列。本发明方法通过将TV约束引入到时间修正线性过程中，并通过merge法将时间修正水平从探测器级提升到晶体级，来获取更精确的时间修正序列。这种方法有效地加强了修正算法对噪声的过滤，提高了PET时间修正的准确率，提升了PET系统的空间分辨率。

主权项

一种基于TVMerge的晶体级PET系统时间修正方法，包括如下步骤：(1)对PET系统中的每个探测器按行方向进行晶体级分割，每个探测器通过分割对应得到n个晶体单元，n为除去1以外m的任一约数，m为探测器原晶体阵列的维度；(2)利用晶体级分割后的探测器对注入放射性示踪剂的生物组织进行扫描探测，得到多组LOR数据；(3)对每一组LOR数据进行预处理，以剔除每组LOR数据中时间信息有极大偏差的Single model数据记录，并确定每组LOR数据的探测时延；(4)将PET系统时间修正过程转化为线性方程，通过TV对该线性方程进行约束得到以下目标函数L；进而根据由各组LOR数据探测时延组成的探测时延序列ΔT，对目标函数L进行最小化求解得到PET系统的时间修正序列x；$L=\underset{i=1}{\overset{N}{\Sigma }}\left\{\right|\left|{\mu }_i\right||-{\theta }_i^T\left(D_i\right(x)-{\mu }_i)+\frac{\beta }{2}\left|\right|D_i\left(x\right)-{\mu }_i\left|{|}^2\right\}-{ϵ}^T(Ax-\Delta T)+\frac{\lambda }{2}\left|\right|Ax-\Delta T|{|}^2$其中：A为系统矩阵，||||为L2范数，λ和β均为预设的权重系数，θ_i和ε均为权重系数向量，D_i()表示括号内的向量中第i个元素对应的梯度向量，μ_i为离散梯度向量μ中的第i个元素，i为自然数且1≤i≤N，^T表示转置，N为时间修正序列x的维度且为PET系统内所有探测器晶体单元的总个数；(5)根据步骤(1)～(4)对PET系统中的每个探测器按列方向进行晶体级分割，并计算得到对于列方向分割的时间修正序列y，进而将时间修正序列x和y进行融合得到一个nN维的时间修正序列z；(6)对PET系统中的每个探测器进行晶体级分割，每个探测器通过分割对应得到一个由n×n个晶体单元组成的晶体单元阵列，利用晶体级分割后的探测器对注入放射性示踪剂的生物组织进行扫描探测，得到多组LOR数据；最后根据所述的时间修正序列z对各组LOR数据Single model数据记录中晶体单元的探测时间进行修正。