一种位置映射表生成中区域划分结果判定处理方法及系统与流程

计算;推算;计数设备的制造及其应用技术1.本发明属于正电子发射断层扫描技术领域，特别涉及一种位置映射表生成中区域划分结果判定处理方法及系统。背景技术：2.正电子发射断层扫描技术是一种新颖的三维核医学成像技术，属于发射型断层扫描技术的一种，它利用正电子核素标记葡萄糖等人体代谢物作为显像剂，通过病灶对显像剂的摄取来反映其代谢变化，提供疾病的生物代谢信息。它可以更早期、灵敏、准确的准断和指导治疗多种疾病，在生物学、神经科学、肿瘤学、药物动力学、临床诊断和治疗评价等方面具有重要的应用价值。其基本原理是将微量的正电子核素示踪剂注入人体中，正电子与人体内的负电子湮灭产生一对背对背发射的γ光子，用体外探测装置探测这一对光子来探知放射性药物在体内的分布。目前常用的探测器系统是由晶体条组成的晶体阵列与光电倍增管耦合的方式实现的。当正负电子湮灭产生的γ光子进入晶体条，与晶体发生反应，晶体原子退激时会产生荧光，荧光沿着晶体阵列传播然后被光电倍增管转换为电信号。该电信号携带了入射γ光子的位置信息，利用定位方法得到入射γ光子发生反应的晶体条的位置信息，从而确定湮灭事件符合线的位置。位置信息的精确度将直接影响探测器的空间分辨率，进而影响pet的成像质量和图像定量分析精度。所以，γ光子发生能量沉积的晶体条的准确定位至关重要。3.但是实际上，因闪烁晶体排列方式、分光光导的切割方法、光电倍增管信号处理能力的差异，及前端电子信号采集线路等多方面原因，经定位方法计算之后的位置信息容易发生畸变，因此必须通过相应的位置映射方法来校正。技术实现要素：4.针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种位置映射表生成中区域划分结果判定处理方法，包括将边界位置分布图进行区域标识后，根据判断边界划分结果是否为64个分区进行第一次粘接点存在判断，其中，第一次粘接点存在判断主要是针对外圈相邻晶体条对应的散点是否具有粘接点存在的判断；在区域顺序编码后判断分区编号是否在0至63范围内；判断每个分区内与晶体条相对应的像素的计数是否都大于0；当第一次粘接点存在判断后的边界划分结果为64个分区，且区域顺序编码后的分区编号在0至63范围内，且每个分区内与晶体条相对应的像素的计数都大于0时，所述区域划分结果合格；及当第一次粘接点存在判断后的边界划分结果为64个分区，即可直接进行边界归属和区域顺序编码。5.根据本发明上述的一种位置映射表生成中区域划分结果判定处理方法，进一步地，还包括：当所述第一次粘接点存在判断后的边界划分结果小于64个分区时，则是由于外圈相邻晶体条对应的散点具有粘接点，进行粘结点处理，所述粘结点处理包括：对外圈进行x方向和y方向的区域个数统计；如果某一方向的区域个数小于8时，此方向的区域个数与8的差额为n，则统计此方向上的每个区域的计数总数，将计数最大区域的像素点按该方向平均分为n+1，这样就在该方向上划分为8个，其中n为大于0且小于8的整数。6.根据本发明上述的一种位置映射表生成中区域划分结果判定处理方法，进一步地，n为1，即某一方向的区域个数为7，则统计此方向上的每个区域的计数总数，将计数最大区域的像素点按该方向平均分为2，这样就在该方向上划分为8个；或所述n为2，即某一方向的区域个数为6，则统计此方向上的每个区域的计数总数，将计数最大区域的像素点按该方向平均分为3，这样就在该方向上划分为8个。7.根据本发明上述的一种位置映射表生成中区域划分结果判定处理方法，进一步地，还包括：粘结点处理之后进行第二次粘接点存在判断，判断边界划分结果是否为64个分区，其中，所述第二次粘接点存在判断主要是针对内部相邻晶体条对应的散点是否具有粘接点存在的判断；及第二次粘接点存在判断后的边界划分结果为64个分区后，再进行边界归属和区域顺序编码。8.根据本发明上述的一种位置映射表生成中区域划分结果判定处理方法，进一步地，还包括：第二次粘接点存在判断后的边界划分结果小于64个分区时，根据对晶体条与伽马光子作用统计得到的散点图的像素大小通过手动对其重新进行分区，得到位置映射表。9.根据本发明上述的一种位置映射表生成中区域划分结果判定处理方法，进一步地，还包括：在区域顺序编码后所述分区编号不在0至63范围内或有一个或一个以上分区内与晶体条相对应的像素的计数为0时，根据对晶体条与伽马光子作用统计得到的散点图的像素大小通过手动对其重新进行分区，得到位置映射表。10.本发明还提供了一种位置映射表生成中区域划分结果判定处理系统，包括：粘接点存在判断模块、粘接点处理模块和分区编码判断模块，粘接点存在判断模块包括第一粘接点存在判断模块和第二粘接点存在判断模块，第一粘接点存在判断模块直接连接在区域标识模块和边界归属模块之间，粘接点处理模块和第二粘接点存在判断模块依次连接在第一粘接点存在判断模块和边界归属模块之间，分区编码判断模块包括第一分区编码判断模块和第二分区编码判断模块，第一分区编码判断模块和第二分区编码判断模块依次连接在区域顺序编码器和位置映射表生成模块之间。11.根据本发明上述的一种位置映射表生成中区域划分结果判定处理系统，进一步地，粘接点处理模块内集成有x方向区域个数统计单元、y方向区域个数统计单元和处理单元，x方向区域个数统计单元和y方向区域个数统计单元输入端口和输出端口分别与第一粘接点存在判断模块的输出端口和处理单元的输入端口连接，处理单元的输出端口连接至第二粘接点存在判断模块。12.根据本发明上述的一种位置映射表生成中区域划分结果判定处理系统，进一步地，还包括：散点图手动划分边界模块，散点图手动划分边界模块的输入端口分别与第二粘接点存在判断模块的输出端口、第一分区编码判断模块的输出端口和第二分区编码判断模块的输出端口连接，散点图手动划分边界模块的输出端口连接至位置映射表生成模块。附图说明13.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述技术方案和其他特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。14.图1是一种晶体条与伽马光子作用位置映射表生成方法的系统的结构示意图；15.图2是一种晶体条与伽马光子作用位置映射表生成方法的系统的晶体条的中心位置估算模块的结构示意图，另外，图中显示了中值滤波处理器、均值滤波处理器、晶体条的中心位置估算模块和距离计算模块之间的连接关系，系统中的其余部分与图1相似而省略；16.图3是一种晶体条与伽马光子作用位置映射表生成方法的系统的晶体条边界确定模块的结构示意图，另外，图中显示了距离计算模块、晶体条边界确定模块和区域标识模块之间的连接关系，系统中的其余部分与图1相似而省略；17.图4是一种晶体条与伽马光子作用位置映射表生成方法的流程图；18.图5是一种晶体条与伽马光子作用位置映射表生成方法的统计获取的二维位置谱图，即散点图；19.图6为一种晶体条与伽马光子作用位置映射表生成方法的散点图沿x方向的寻峰结果；20.图7为一种晶体条与伽马光子作用位置映射表生成方法的散点图沿y方向的寻峰结果；21.图8为一种晶体条与伽马光子作用位置映射表生成方法估算的晶体条的中心位置图，即二值化位置谱图；22.图9为一种晶体条与伽马光子作用位置映射表生成方法的距离分布图，只显示了与图8中所示a区域相对应的局部距离分布图；23.图10为一种晶体条与伽马光子作用位置映射表生成方法的边界划分结果显示图；24.图11为图10中的边界划分后各分区的晶体效率显示图；25.图12为一种晶体条与伽马光子作用位置映射表生成方法的方法的位置映射表，只显示了与图10中所示的b区域相对应的部分位置映射表；26.图13为本发明公开的一种位置映射表生成中区域划分结果判定及处理系统的结构图；27.图14为本发明公开的一种位置映射表生成中区域划分结果判定及处理系统的粘接点处理模块的结构图；28.图15为本发明公开的系统的一种位置映射表生成中区域划分结果判定处理方法的流程图。具体实施方式29.下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：30.如图1所示，本发明中提到的位置映射表生成由一种晶体条与伽马光子作用位置映射表生成方法的系统来执行，其包括阵列晶体01、数据统计探测器02、中值滤波处理器03、均值滤波处理器04和05、晶体条的中心位置估算模块06、距离计算模块07、晶体条边界确定模块08、区域标识模块09、边界归属模块10、区域顺序编码器11、位置映射表生成模块12和位置映射表输出模块13，阵列晶体01具有多个晶体条(图中未示出)，数据统计探测器02与阵列晶体耦合01，数据统计探测器02、中值滤波处理器03、均值滤波处理器04和05、晶体条的中心位置估算模块06、距离计算模块07、晶体条边界确定模块08、区域标识模块09、边界归属模块10、区域顺序编码器11、位置映射表生成模块12和位置映射表输出模块13依次连接。31.根据本发明上述的一种晶体条与伽马光子作用位置映射表生成方法的系统，进一步地，数据统计探测器02为pet探测器。本发明的一个实施例中使用8*8的bgo阵列晶体和滨松pmt耦合的pet探测器进行数据采集，统计探测器02探测到的入射光子时间位置分布，将位置分布图显示在64*64个像素的图像中。如图5所示，入射光子时间总数目为736124。32.另外，根据本发明上述的一种晶体条与伽马光子作用位置映射表生成方法的系统，进一步地，中值滤波处理器03和均值滤波处理器04和05均为高斯滤波处理器，中值滤波处理器03为3*3的二维模板的中值滤波处理器，均值滤波处理器04和05包括x方向均值滤波处理器04和y方向均值滤波处理器05，x方向均值滤波处理器04和y方向均值滤波处理器05均与中值滤波处理器03和晶体条的中心位置估算模块06连接，x方向均值滤波处理器04为1*3模板的均值滤波处理器，y方向均值滤波处理器05为3*1模板的均值滤波处理器。33.如图2所示，根据本发明上述的一种晶体条与伽马光子作用位置映射表生成方法的系统，进一步地，晶体条的中心位置估算模块06具有“与运算”处理器14和二值化处理器15，“与运算”处理器14和二值化处理器15串联集成至晶体条的中心位置估算模块06。34.根据本发明上述的一种晶体条与伽马光子作用位置映射表生成方法的系统，进一步地，距离计算模块07为欧几里得距离计算器。35.如图3所示，根据本发明上述的一种晶体条与伽马光子作用位置映射表生成方法的系统，进一步地，晶体条边界确定模块08包括x方向一维寻峰单元16、y方向一维寻峰单元17和“或运算”处理器18，x方向一维寻峰单元16、y方向一维寻峰单元17和“或运算”处理器18集成至晶体条边界确定模块08，x方向一维寻峰单元16和y方向一维寻峰单元17两端均分别连接至距离计算模块07和“或运算”处理器18，“或运算”处理器18另一端与区域标识模块09连接，区域标识模块09的编码器为随机编码器。36.如图4所示，本发明中提到的位置映射表生成有关的一种晶体条与伽马光子作用位置映射表生成方法，包括以下步骤：37.步骤一：数据统计探测器02对入射光子事件的位置信息进行二维统计，得到二维位置谱，即散点图，如图5所示，所述二维位置谱中每个像素点的亮度代表该位置的事例数。38.步骤二：中值滤波处理器03利用3*3的二维模板对获取的二维位置谱进行中值滤波处理。39.步骤三：x方向均值滤波处理器04和y方向均值滤波处理器05分别利用1*3和3*1模板对二维位置谱分别沿x方向和y方向做均值滤波。40.其中，在上述技术方案中，步骤二和步骤三是为了去除二维位置谱中的奇异点，降低统计涨落对原始数据的影响,避免后续采用边界划分方法出现过度划分的情况。在步骤三中，对二维位置谱分别沿x方向和y方向进行1*3和3*1模板的均值滤波，分别得到二维位置谱2x和二维位置谱2y，然后将这两个位置谱做相同像素位置的平均，得到处理后的二维位置谱，即处理后的二维位置谱中像素(x,y)的数值＝(二维位置谱2x(x,y)+二维位置谱2y(x,y))/2。41.步骤四：对处理后的二维位置谱，中心位置估算模块06对二维位置谱采用局部最大值方法估算每个晶体条的中心位置，及二值化处理器15对数据进行二值化处理，最亮点的像素值设为1，其余像素值设为0，得到二值化位置图谱，如图8所示。42.其中，中心位置估算模块06对处理后的二维位置谱进行一维寻峰时，我们采用的是微商寻峰法。对处理后的二维位置谱分别沿x方向和y方向进行一维寻峰。将峰值位置的像素点值设为1，非峰值位置像素点设为0。见图6和图7，图6为沿x方向寻峰结果；图7为沿y方向寻峰结果。然后将沿x方向和沿y方向得到的寻峰结果，“与运算”处理器14在同一像素位置作“与运算”。如果该像素点同时是沿x方向和沿y方向的峰值点，那么二值化处理器15将该像素点值设为1,否则设为0。完成了二值化处理。最终估算出每个晶体条的中心位置，见图8所示。43.步骤五：距离计算模块07计算每一个像素点距离最近亮点(像素值为1的点)的距离，得到距离分布图，如图9所示。44.其中，计算的是每一个像素点距离最近亮点的欧几里得距离，得到距离分布图。所计算的结果如图9所示，只显示了其中的一部分，距离分布图中，晶体条边界确定模块08根据局部最大值就是我们需要的晶体条对应的边界位置。45.步骤六：x方向一维寻峰单元16和y方向一维寻峰单元17分别沿x方向和y方向对距离分布图求局部最大值，确定晶体条中心位置划分各个晶体条的边界。46.其中，该步骤六采用的也是局部最大值方法，具体步骤为：47.x方向一维寻峰单元16和y方向一维寻峰单元17采用微商寻峰法对距离分布图沿x方向和y方向分别进行一维寻峰；[0048]“或运算”处理器18将x方向和y方向的寻峰结果，在同一像素点作“或运算”，数值最大对应各个晶体条边界位置，得到边界位置分布图，如图10所示；同时计算出每个分区的晶体效率，如图11所示。[0049]步骤七：采用区域标识方法，将每个区域与晶体条编号一一对应，完成散点图与晶体条的映射关系。[0050]其具体步骤为：[0051]区域标识模块09将边界位置分布图进行区域标识，这时候形成的区域标识并不是按照顺序编码的，只是计算出哪些像素点属于同一个区域，属于同一区域的像素点采用相同编码，并且每个区域间编码保证不重复；[0052]上述步骤六得到的边界位置占用了一个像素，需要判断该像素点属于哪个区域。边界归属模块10根据步骤六采用一维寻峰方法特点，按照以下规则进行边界归属判断：x方向的边界点属于右边的区域，y方向的边界点属于下方的区域；[0053]区域顺序编码器11采用顺序编码方法，使得每个区域与晶体表编码顺序对应，完成散点图与晶体条的映射关系。[0054]及步骤八：位置映射表生成模块12采用边界提取位置映射方法，生成位置映射表，如图12所示，只显示了与图10中所示的b区域相对应的部分位置映射表，其中，要求生成的位置映射表要与后续软件接口相匹配，通过位置映射表输出模块13将生成的位置映射表输出系统。[0055]如图13所示，本发明公开的一种位置映射表生成中区域划分结果判定处理系统，包括：粘接点存在判断模块、粘接点处理模块20和分区编码判断模块，粘接点存在判断模块包括第一粘接点存在判断模块19和第二粘接点存在判断模块21，第一粘接点存在判断模块19直接连接在区域标识模块09和边界归属模块10之间，粘接点处理模块20和第二粘接点存在判断模块21依次连接在第一粘接点存在判断模块19和边界归属模块10之间，分区编码判断模块包括第一分区编码判断模块22和第二分区编码判断模块23，第一分区编码判断模块22和第二分区编码判断模块23依次连接在区域顺序编码器11和位置映射表生成模块12之间。[0056]如图14所示，根据本发明上述的一种位置映射表生成中区域划分结果判定处理系统，进一步地，粘接点处理模块20内集成有x方向区域个数统计单元25、y方向区域个数统计单元26和处理单元27，x方向区域个数统计单元25和y方向区域个数统计单元26输入端口和输出端口分别与第一粘接点存在判断模块19的输出端口和处理单元27的输入端口连接，处理单元27的输出端口连接至第二粘接点存在判断模块21。[0057]如图13所示，根据本发明上述的一种位置映射表生成中区域划分结果判定处理系统，进一步地，还包括：散点图手动划分边界模块24，散点图手动划分边界模块24的输入端口分别与第二粘接点存在判断模块21的输出端口、第一分区编码判断模块22的输出端口和第二分区编码判断模块23的输出端口连接，散点图手动划分边界模块24的输出端口连接至位置映射表生成模块12，本发明公开的一种位置映射表生成中区域划分结果判定及处理系统之外的一种晶体条与伽马光子作用位置映射表生成方法的系统的结构如图1至3及上述相关描述相同，此处省略。[0058]如图15所示，本发明公开的系统的一种位置映射表生成中区域划分结果判定处理方法，包括：[0059]区域标识模块09将边界位置分布图进行区域标识后，第一粘接点存在判断模块19根据判断边界划分结果是否为64个分区进行第一次粘接点存在判断，其中，第一次粘接点存在判断主要是针对外圈相邻晶体条对应的散点是否具有粘接点存在的判断；[0060]当所述第一次粘接点存在判断后的边界划分结果小于64个分区时，则是由于外圈相邻晶体条对应的散点具有粘接点，粘接点处理模块20进行粘结点处理，所述粘结点处理包括：x方向区域个数统计单元25和y方向区域个数统计单元26对外圈进行x方向和y方向的区域个数统计；处理单元27按照以下进行：如果某一方向的区域个数小于8时，此方向的区域个数与8的差额为n，则统计此方向上的每个区域的计数总数，将计数最大区域的像素点按该方向平均分为n+1，这样就在该方向上划分为8个，其中n为大于0且小于8的整数；[0061]即：n为1，即某一方向的区域个数为7，则统计此方向上的每个区域的计数总数，将计数最大区域的像素点按该方向平均分为2，这样就在该方向上划分为8个；或所述n为2，即某一方向的区域个数为6，则统计此方向上的每个区域的计数总数，将计数最大区域的像素点按该方向平均分为3，这样就在该方向上划分为8个；[0062]粘结点处理之后第二粘接点存在判断模块21进行第二次粘接点存在判断，判断边界划分结果是否为64个分区，其中，所述第二次粘接点存在判断主要是针对内部相邻晶体条对应的散点是否具有粘接点存在的判断；及第二次粘接点存在判断后的边界划分结果为64个分区后，边界归属模块10和区域顺序编码器11再进行边界归属和区域顺序编码；[0063]如果第二次粘接点存在判断后的边界划分结果小于64个分区时，散点图手动划分边界模块24根据对晶体条与伽马光子作用统计得到的散点图的像素大小通过手动对其重新进行分区，位置映射表生成模块12得到位置映射表；[0064]在区域顺序编码后第一分区编码判断模块22判断分区编号是否在0至63范围内；[0065]第二分区编码判断模块23判断每个分区内与晶体条相对应的像素的计数是否都大于0；[0066]当第一次粘接点存在判断后的边界划分结果为64个分区，且区域顺序编码后的分区编号在0至63范围内，且每个分区内与晶体条相对应的像素的计数都大于0时，所述区域划分结果合格，因为在区域顺序编码过程中，由于粘接点的存在，即使在经过粘接点处理之后仍然会遗漏掉某些区域，这些区域在区域顺序编码中未被识别，所以其内与晶体条相对应的像素计数会显示为0；及[0067]当第一次粘接点存在判断后的边界划分结果为64个分区，即可直接进行边界归属和区域顺序编码；[0068]如果在区域顺序编码后所述分区编号不在0至63范围内或有一个或一个以上分区内与晶体条相对应的像素的计数为0时，散点图手动划分边界模块24根据对晶体条与伽马光子作用统计得到的散点图的像素大小通过手动对其重新进行分区，位置映射表生成模块12得到位置映射表。[0069]本发明提供了一种位置映射表生成中区域划分结果判定处理方法及系统，晶体条与伽马光子作用位置映射表生成方法过程中，进行区域划分时由于出现相邻晶体条对应的散点具有粘接点时，粘接点会直接影响区域划分及顺序编号的准确性，本发明主要对此进行校对进而确定出系统的位置映射表。[0070]对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。









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