校正方法、装置、计算机存储介质以及数字PET系统与流程

本发明涉及数据处理领域，特别是涉及一种校正方法、装置、计算机存储介质以及数字pet系统。

背景技术：

1、正电子发射计算机断层成像设备（pet）包括探测器和其他必要的软硬件，探测器在长期运行中会因温漂、器件老化、增益漂移等因素导致性能变化，这些性能变化会影响图像的准确性与可重复性。因此，需要定期对探测器进行能量校正和时间校正。

2、现有的校正方法大多依赖人工干预，例如使用外部放射源（如68ge、22na）进行点源扫描、线源扫描等实现校正。这类传统校正方式存在着多方面的问题：1.依赖外部放射源，需要用额外的放射性同位素，既增加了成本又提高了辐射安全风险；2.操作繁琐且周期长，需要系统暂停使用、人工布源、数据采集与手动校正等多个步骤；3.对操作人员依赖性高，对操作规范性、专业技术水平均有较高要求，难以做到标准化；4.实时性与自动化程度低，多数只能在计划周期内或异常报警后执行，无法实现持续监控与自动修正。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对传统方案存在的至少一种技术问题，提供一种校正方法、装置、计算机存储介质以及数字pet系统。

2、根据本技术的第一个方面，提供一种校正方法，包括：自动采集由探测器中闪烁晶体本底辐射形成的单事件数据；基于所述单事件数据统计若干闪烁晶体通道的能谱，对能谱进行主峰提取并得到各个闪烁晶体通道的主峰位置，处理同一个组内的闪烁晶体通道的主峰位置得到对应组内的测量主峰，基于所述测量主峰得到该组的能量校正因子；通过时间窗和单一能量窗约束所述单事件数据，以筛选出单能窗事件数据集，对所述单能窗事件数据集进行符合处理得到符合事件，基于各符合事件的飞行时间差构建时间差特征集合，并利用所述时间差特征集合生成时间校正参数。

3、根据本技术的一个实施例，所述闪烁晶体包括镥基闪烁晶体或镧基闪烁晶体。

4、根据本技术的一个实施例，所述处理同一个组内的闪烁晶体通道的主峰位置得到对应组内的测量主峰，包括：对同一组内的多个闪烁晶体的主峰位置进行统计处理，采用同一组内所有主峰位置的统计平均值或赋权值作为该组的测量主峰。

5、根据本技术的一个实施例，所述基于所述测量主峰得到该组的能量校正因子，包括：将该组的测量主峰与历史参考主峰进行对比，计算得到该组对应的能量校正因子。

6、根据本技术的一个实施例，计算得到该组对应的能量校正因子，包括：

7、能量校正因子为或，其中表示历史参考主峰对应的能量值，表示测量主峰的能量，表示测量主峰的能量平均值。

8、根据本技术的一个实施例，所述得到该组的能量校正因子之后，所述校正方法还包括：将该组内各闪烁晶体通道采集的原始单事件能量值与能量校正因子的乘积作为校正后的单事件能量值。

9、根据本技术的一个实施例，所述对所述单能窗事件数据集进行符合处理得到符合事件，包括：基于单能窗事件数据集构建事件对候选集合，并提取每一事件对的时间特征、能量特征以及探测单元的空间编码，构成输入特征向量；将所述输入特征向量输入至事件对判别模型得到有效符合事件的判别结果，对于判定为有效符合事件的事件对输出对应的响应线信息。

10、根据本技术的一个实施例，所述判别模型为，其中，表示事件对构成有效符合事件的判别结果，表示所述输入特征向量。

11、根据本技术的一个实施例，所述基于各符合事件的飞行时间差构建时间差特征集合，包括：针对被判定为有效符合事件的事件对，根据所述响应线信息计算其中两个单事件的飞行时间差，并汇总形成用于时间校正的时间差特征集合。

12、根据本技术的一个实施例，所述利用所述时间差特征集合生成时间校正参数，包括：基于所述时间差特征集合，构建时间偏差反演模型，形成由时间差特征集合构成的观测向量与各组中闪烁晶体通道对应的时间偏移参数对应关系；通过最小化预测时间差与观测时间差之间的误差，反演求解所述时间偏移参数，以生成各组中的闪烁晶体通道的时间校正参数。

13、根据本技术的一个实施例，所述反演模型表示为，其中，表示由时间差特征集合构成的观测向量，表示各组的时间偏移参数。

14、根据本技术的一个实施例，所述利用所述时间差特征集合生成时间校正参数，包括：基于所述时间差特征集合，与数据库模型得出的理论值进行比较，根据比较结果为各组中的闪烁晶体通道赋予一个时间校正参数。

15、根据本技术的一个实施例，所述生成时间校正参数之后，所述校正方法还包括：将采集到的原始单事件时间戳与所述时间校正参数做差得到校正后的单事件时间戳。

16、根据本技术的一个实施例，所述自动采集由探测器中闪烁晶体本底辐射形成的单事件数据，包括：统计并记录各闪烁晶体通道中的单事件计数率，若在采集完成后，存在某个闪烁晶体通道的单事件计数率小于预设值，则将该闪烁晶体通道标记为异常通道。

17、根据本技术的一个实施例，所述校正方法还包括：对于所述异常通道，采用同组其他通道的均值作为自身的能量校正因子，采用相邻通道的插值获取自身时间偏移。

18、根据本技术的第二个方面，提供一种校正装置包括：采集模块，配置成自动采集由探测器中闪烁晶体本底辐射形成的单事件数据；能量校正因子生成模块，配置成基于所述单事件数据统计若干闪烁晶体通道的能谱，对能谱进行主峰提取并得到各个闪烁晶体通道的主峰位置，处理同一个组内的闪烁晶体通道的主峰位置得到对应组内的测量主峰，基于所述测量主峰得到该组的能量校正因子；时间校正参数生成模块，配置成通过时间窗和单一能量窗约束所述单事件数据，以筛选出单能窗事件数据集，对所述单能窗事件数据集进行符合处理得到符合事件，基于各符合事件的飞行时间差构建时间差特征集合，并利用所述时间差特征集合生成时间校正参数。

19、根据本技术的一个实施例，所述闪烁晶体包括镥基闪烁晶体或镧基闪烁晶体。

20、根据本技术的一个实施例，所述能量校正因子生成模块配置成对同一组内的多个闪烁晶体的主峰位置进行统计处理，采用同一组内所有主峰位置的统计平均值或赋权值作为该组的测量主峰。

21、根据本技术的一个实施例，所述能量校正因子生成模块配置成将该组的测量主峰与历史参考主峰进行对比，计算得到该组对应的能量校正因子。

22、根据本技术的一个实施例，所述能量校正因子生成模块配置成将能量校正因子设置为或，其中表示历史参考主峰对应的能量值，表示测量主峰的能量，表示测量主峰的能量平均值。

23、根据本技术的一个实施例，校正装置还包括能量校正模块，配置成将该组内各闪烁晶体通道采集的原始单事件能量值与能量校正因子的乘积作为校正后的单事件能量值。

24、根据本技术的一个实施例，所述时间校正参数生成模块配置成：基于单能窗事件数据集构建事件对候选集合，并提取每一事件对的时间特征、能量特征以及探测单元的空间编码，构成输入特征向量；将所述输入特征向量输入至事件对判别模型得到有效符合事件的判别结果，对于判定为有效符合事件的事件对输出对应的响应线信息。

25、根据本技术的一个实施例，所述判别模型为，其中，表示事件对构成有效符合事件的判别结果，表示所述输入特征向量。

26、根据本技术的一个实施例，所述时间校正参数生成模块配置成：针对被判定为有效符合事件的事件对，根据所述响应线信息计算其中两个单事件的飞行时间差，并汇总形成用于时间校正的时间差特征集合。

27、根据本技术的一个实施例，所述时间校正参数生成模块配置成：基于所述时间差特征集合，构建时间偏差反演模型，形成由时间差特征集合构成的观测向量与各组中闪烁晶体通道对应的时间偏移参数对应关系；通过最小化预测时间差与观测时间差之间的误差，反演求解所述时间偏移参数，以生成各组中的闪烁晶体通道的时间校正参数。

28、根据本技术的一个实施例，所述反演模型表示为，其中，表示由时间差特征集合构成的观测向量，表示各组的时间偏移参数。

29、根据本技术的一个实施例，所述时间校正参数生成模块配置成：基于所述时间差特征集合，与数据库模型得出的理论值进行比较，根据比较结果为各组中的闪烁晶体通道赋予一个时间校正参数。

30、根据本技术的一个实施例，校正装置还包括：时间校正模块，配置成将采集到的原始单事件时间戳与所述时间校正参数做差得到校正后的单事件时间戳。

31、根据本技术的一个实施例，所述采集模块配置成统计并记录各闪烁晶体通道中的单事件计数率，若在采集完成后，存在某个闪烁晶体通道的单事件计数率小于预设值，则将该闪烁晶体通道标记为异常通道。

32、根据本技术的一个实施例，对于所述异常通道，能量校正模块配置成采用同组其他通道的均值作为自身的能量校正因子，时间校正模块配置成采用相邻通道的插值获取自身时间偏移。

33、根据本技术的第三个方面，提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任意一项所述的校正方法的步骤。

34、根据本技术的第四个方面，提供一种计算机程序产品，包括计算机程序或指令，所述计算机程序或指令被处理器执行时实现如上任意一项所述的校正方法的步骤。

35、根据本技术的第五个方面，提供一种数字pet系统，包括如上任一项所述的校正装置。

36、本技术提供的校正方法、装置、计算机存储介质以及数字pet系统，首先，通过利用闪烁晶体的自然衰变进行校正，突破了传统pet系统校正依赖外部源的限制，实现系统运行状态的无源化校正；其次，通过自动采集数据并完成数据处理，无需人工干预，提高了设备的自主管理能力与运行效率，实现了系统运行状态的自动化校正，相较传统依赖人工启动的外源校正，本系统运行时用户无需操作，有效降低了因误操作或校正遗漏导致的系统性能下降风险；再次，通过定期采集的自然放射事件数据进行动态更新，能实时反映探测器的运行状态变化，提升校正参数的时效性，有助于保证图像重建质量的长期一致性，实现了系统运行状态的持续性校正。