一种放射性点源定位方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及核医学成像技术领域，尤其涉及一种放射性点源定位方法及系统。
【背景技术】
[0002]正电子断层成像(Positron emiss1n tomography，简称PET)是利用正电子煙灭发射出一对方向相反、能量均为511KeV伽马光子这一性质进行功能成像，是一种先进的核医学临床检查影像技术。PET成像可发现未发生形态学改变的病灶，因此可用于早期疾病诊断。鉴于PET是一种灵敏度高、特异性好、全身显像的无创医学检查设备，越来越广泛的应用到临床疾病诊断中。
[0003]通常在PET设备出厂前，需对设备进行固有空间分辨率及空间分辨率测试，以表征设备性能。空间分辨率实验的核心是确定放射性点源在探测器环视野里的位置，根据NEMA (Nat1nal Electrical Manufactures Associat1n，美国电气制造商协会英文名称)或者GB (国家标准)要求的位置进行数据采集。在实际分辨率性能测试过程中，只有准确定位放射性点源在探测器环视野的位置，处理得到的结果才有性能表征意义。
[0004]然而如何使放射性点源定位到标准要求的位置，成为操作难点。目前，PET性能测试中的放射性点源定位方法主要是基于sino图(sinogram，S卩正弦图)判断法。sino图判断法包括:点源如果在视野中心，那么sino曲线表现为均匀的直线。根据这一特性，在实验过程中通过sino图，判断点源偏移视野中心的情况，再进行相应移动。在不断的微调中，使点源移动到视野中心。
[0005]然而利用sino图判断法进行点源定位时需要依赖人工操作，进行肉眼判断，这样就会存在精准度低，误差大的问题，sino图判断需进行多次细致的图像测量，方法繁琐，耗时长。
【发明内容】
[0006]针对现有技术中存在的问题，本发明的目的为提供一种放射性点源定位方法及系统，以解决现有技术中利用sino图判断法进行点源定位时需要依赖人工操作，精准度低，方法繁琐，耗时长的技术问题。
[0007]为实现上述目的，一方面，
[0008]本发明提供了一种放射性点源定位方法，包括:
[0009](b)根据采集的数据进行图像重建，得到断层成像数据；
[0010](C)对所述断层成像数据进行拟合定位处理，得到点源在图像空间的位置；
[0011](d)进行所述图像空间与运动空间的配准，得到运动位移；
[0012](e)按照所述运动位移进行移动，将所述点源移动到目标位置。
[0013]在本发明的一个实施例中，所述进行图像重建的步骤之前还包括:
[0014](a)通过正电子断层成像系统采集得到ListMode数据，并在所述图像重建的步骤中对所述ListMode数据进行实时重建。
[0015]在本发明的另一个实施例中，所述拟合定位处理的步骤中包括:
[0016](Cl)在轴向选用单个像素最大值法或者全层像素平均值法进行高斯拟合，得到所述点源在所述图像空间的轴向位置。
[0017]在本发明的另一个实施例中，所述拟合定位处理的步骤中还包括:
[0018](c2)在横断面采用迭代重心法进行定位，得到所述点源在所述图像空间的径向位置和切向位置；
[0019]其中所述点源在所述图像空间的位置包括所述轴向位置、所述径向位置和所述切向位置。
[0020]在本发明的另一个实施例中，所述进行所述图像空间与运动空间的配准，得到运动位移的步骤根据以下公式进行计算:
[0021]mot1n_dis = peak_img_target
[0022]其中mot1n_dis为所述运动位移，peak_img为拟合定位处理后的位置，target为目标位置。
[0023]在本发明的另一个实施例中，所述将所述点源移动到目标位置的步骤包括:
[0024]利用电动平移台分别沿轴向、径向和切向进行三维的运动位移，将所述点源移动到所述目标位置。
[0025]在本发明的另一个实施例中，还包括:
[0026](f)重复步骤(a)?(C)进行二次微调。
[0027]另一方面，
[0028]本发明还提供一种放射性点源定位系统，包括定位控制模块和电动平移台，所述定位控制模块包括:
[0029]采集子模块，用于采集数据；
[0030]重建子模块，用于根据所述采集子模块采集的数据进行图像重建，得到断层成像数据；
[0031]拟合子模块，用于对所述断层成像数据进行拟合定位处理，得到点源在图像空间的位置；
[0032]配准子模块，用于进行所述图像空间与运动空间的配准，得到运动位移；
[0033]所述电动平移台用于根据所述运动位移将所述点源移动到目标位置，其中所述点源在所述图像空间的位置包括轴向位置、径向位置和切向位置。
[0034]在本发明的一个实施例中，所述拟合子模块包括:
[0035]第一子模块，用于在轴向选用单个像素最大值法或者全层像素平均值法进行高斯拟合，得到所述点源在所述图像空间的轴向位置。
[0036]在本发明的另一个实施例中，所述拟合子模块还包括:
[0037]第二子模块，用于在横断面采用迭代重心法进行定位，得到所述点源在所述图像空间的径向位置和切向位置。
[0038]本发明的有益效果在于，通过提供基于图像重建和运动控制的放射性点源定位方法及系统，能够完全摒弃人工操作，以全自动的方式确定放射性点源在探测器环视野的位置，并且可以在定位后使点源运动到目标位置。该方法能够达到使用便捷、效率高、可移植性强、定位精确度尚的目的。
【附图说明】
[0039]图1为本发明实施例一提供的一种放射性点源定位方法的步骤流程图。
[0040]图2为采用本实施例一提供的方法对点源进行重建图像之后的效果图。
[0041]图3-图5为采用本实施例一提供的方法对点源进行轴向、径向和切向三维拟合后的峰值变化图。
[0042]图6为采用本实施例一提供的方法完成中心定位的sino图。
[0043]图7为本发明实施例二提供的一种放射性点源定位方法的步骤流程图。
[0044]图8为本发明实施例三提供的一种放射性点源定位系统的组成示意图。
【具体实施方式】
[0045]体现本发明特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是，本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。
[0046]为解决上述问题，给出以下几个实施例对本发明进行解释和说明。
[0047]实施例一
[0048]本实施例提供了一种放射性点源定位方法，步骤流程如图1所示，包括以下步骤:
[0049]步骤b:根据采集的数据进行图像重建，得到断层成像数据；
[0050]步骤c:对断层成像数据进行拟合定位处理，得到点源在图像空间的位置；
[0051]步骤d:进行图像空间与运动空间的配准，得到运动位移；
[0052]步骤e:按照运动位移进行移动，将点源移动到目标位置，其中的点源是通过聚乙烯夹持棒固定在夹持机构的一端，将夹持机构的另一端安装在电动平移台上。
[0053]进行图像重建的步骤b之前还包括:
[0054]步骤a:将点源放置在PET系统的FOV视野内，通过PET系统采集得到ListMode数据，并在图像重建的步骤中对ListMode数据进行实时重建。
[0055]由于PET数据的获取PET以正负电子煙灭产生的两个背对背的γ光子为其成像的物理基础。煙灭光子被环绕着受检者(物)的环形探测器以符合逻辑探测到并由计算机控制采集数据。从PET系统得来的原始数据可以表达成两种形式，一种是ListMode数据，另一种是sinogram数据。原始数据可以是流式ListMode数据，即一个事例一个事例地存储，每一个事例又包含有两个煙灭光子，每一对光子有时问、能量、位置等信息，ListMode数据能够将所有的这些信息都表示出来。在记录原始数据时还可以采用阵列方式把所有的事例按照某种方式分类后再存储，就是sinogram数据。sinogram数据压缩了数据的长度，能够方便数据的存储，但是会造成如时间信息等的丢失。传统的基于sinogram数据的重建方式将数据进行压缩，使得原始信息丢失。而本实施中在ListMode重建是基于图形处理器(Graphics Processing Unit，简称GPU)加速的数据重建，显著缩短了重建时间。
[0056]该放射性点源定位可以应用在乳腺专用PET、灵长类PET、人体PET设备上，本实施例中以人体PET的FOV视野中心定位应用为例。探测器相关参数:晶体条(3.6X3.6X25mm3)、探测器有效视野(720 X 720 X 215mm3)。对于点源进行重建图像之后的效果如图2所示，需要说明的是，该步骤中还可以采用其他重建算法替代ListMode实时重建，此处不再一一赘述。
[0057]然后，拟合定位处理的步骤c中包括:
[0058]步骤Cl:在轴向选用单个像素最大值法或者全层像素平均值法进行高斯拟合，得到点源在图像空间的轴向位置。
[0059]步骤c2:在横断面采用迭代重心法进行定位，得到点源在图像空间的径向位置和切向位置；其中点源在图像空间的位置包括轴向位置、径向位置和切向位置。
[0060]该步骤中将重建得到的断层成像数据进行拟合处理，得到点源的最佳位置。本实施例对于轴向可以分别采用单个像素最大值法和全层像素平均值的方法确定点源所在的轴向位置；对于横断面采用迭代重心法，充分考虑径向和切向的相关性，使得定位更加准确。
[0061]其中对于轴向，可以采用的方法之一:
[0062]最大值法:找到重建图像像素的最大值所在层数n_max，作为基准层n_base。分别找到 n_base-l、n_base、n_base+l 层的最