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VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Das vorliegende Patentdokument beansprucht den Vorteil des Einreichungsdatums gemäß 35 U.S.C. §119(e) gegenüber der vorläufigen US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 62/011,066, eingereicht am 12. Juni 2014, welche hiermit durch Verweis eingeschlossen ist.
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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Die vorliegenden Ausführungsformen betreffen die Kalibrierung für die Einzelphotonen-Emissionscomputertomographie (SPECT – single photon emission computed tomography). Die Empfindlichkeit und/oder Gleichmäßigkeit der Gammakamera werden kalibriert.
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Es wird eine Kalibrierung für die quantitative SPECT-Bildgebung vorgesehen. Die SPECT-Bildgebung verwendet einen radioaktiven Tracer zum Bestimmen der metabolischen Funktion innerhalb eines Patienten. Zum Beispiel wird die Aufnahme des radioaktiven Tracers durch Gewebe in dem Körper gemessen. Zählungen von Emissionen von dem radioaktiven Tracer werden erkannt. Die Aktivitätskonzentration des radioaktiven Tracers von unterschiedlichen Orten wird aus den erkannten Emissionen rekonstruiert. Die Rekonstruktion verwendet die Empfindlichkeit und Gleichmäßigkeit des Detektors. Wenn eine Empfindlichkeit oder Gleichmäßigkeit des Klassenstandards verwendet wird, kann die detektorspezifische Empfindlichkeit oder Gleichmäßigkeit abweichen, was zu einer möglichen Fehlerquelle bei der quantitativen SPECT-Bildgebung beiträgt.
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Die systemspezifische Empfindlichkeit kann mittels eines Dosiskalibrators bereitgestellt werden. Die Empfindlichkeit des Detektors wird unter Verwendung einer Quelle bei einer Energie gemessen und eine Aktivität der Quelle wird mit dem Dosiskalibrator gemessen. Der Dosiskalibrator kann Unsicherheiten einführen, insbesondere wenn das Radioisotop, das für den Patientenscan verwendet wird, eine unterschiedliche Energie als die Quelle aufweist. Ähnlich kann eine Flächenquelle zum Messen von Gleichmäßigkeitskorrekturen eine unterschiedliche Energie als das Radioisotop, das für den Patientenscan verwendet wird, aufweisen. Da die Gleichmäßigkeit emissionsenergieabhängig ist, kann dieser Unterschied in der Energie Unsicherheiten einführen.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Zur Einführung beinhalten die unten beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen Verfahren, Systeme und nichttransitorische computerlesbare Medien zur Kalibrierung für die quantitative SPECT. Für die Kalibrierung wird eine Multi-Energieemissionsquelle verwendet. Die planaren Empfindlichkeiten und/oder Gleichmäßigkeiten werden bei unterschiedlichen Emissionsenergien basierend auf Erkennungen von der Multi-Energieemissionsquelle bestimmt. Zur Schätzung der Aktivitätskonzentration erhöhen Empfindlichkeiten und/oder Gleichmäßigkeiten basierend auf Messungen bei unterschiedlichen Emissionsenergien die Genauigkeit. Die Multi-Energieemissionsquelle kann alternativ oder zusätzlich dazu zum Kalibrieren eines Dosiskalibrators verwendet werden.
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In einem ersten Aspekt ist ein Verfahren zur Kalibrierung für die quantitative SPECT vorgesehen. Eine erste systemspezifische planare Empfindlichkeit oder eine erste systemspezifische Gleichmäßigkeit einer Gammakamera gegenüber einer Kalibrierungsquelle wird für eine erste Energie gemessen. Die Kalibrierungsquelle weist mehrere Emissionsenergiespitzen auf, welche die erste Energie und eine zweite Energie beinhalten. Eine zweite systemspezifische planare Empfindlichkeit oder eine zweite systemspezifische Gleichmäßigkeit der Gammakamera gegenüber der Kalibrierungsquelle wird für die zweite Energie gemessen. Die Aktivitätskonzentration eines flüssigen radioaktiven Tracers wird in Abhängigkeit von der ersten und zweiten systemspezifischen planaren Empfindlichkeit oder der ersten und zweiten systemspezifischen Gleichmäßigkeit geschätzt.
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In einem zweiten Aspekt ist ein Verfahren zur Kalibrierung für die quantitative SPECT vorgesehen. Eine langlebige Quelle wird neben einem Detektor eines SPECT-Systems positioniert. Die langlebige Quelle weist mehrere Emissionsenergien auf. Ein Detektor erkennt Emissionen bei den mehreren Emissionsenergien durch die langlebige Quelle. Der Detektor des SPECT-Systems wird in Abhängigkeit von den Emissionen bei den mehreren Emissionsenergien durch die langlebige Quelle kalibriert.
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In einem dritten Aspekt ist ein System zur Kalibrierung bei der SPECT-Bildgebung vorgesehen. Eine langlebige Punktquelle ist funktionsfähig zum Erzeugen von Emissionen bei zwei oder mehr Spitzenenergien zwischen 50 keV und 400 keV. Die langlebige Punktquelle ist in einem Dosiskalibrator positioniert. Ein Prozessor ist zum Bestimmen einer Korrektur in Abhängigkeit von der Energie für den Dosiskalibrator und aus Messungen durch den Dosiskalibrator der Emissionen bei den zwei oder mehr Spitzenenergien der langlebigen Punktquelle konfiguriert.
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Die vorliegende Erfindung ist definiert durch die nachfolgenden Ansprüche, und nichts in diesem Abschnitt soll als eine Einschränkung für diese Ansprüche angesehen werden. Weitere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden unten in Verbindung mit den bevorzugten Ausführungsformen diskutiert und können später unabhängig oder in Kombination beansprucht werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die Komponenten und Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgerecht und der Schwerpunkt liegt stattdessen auf der Veranschaulichung der Grundsätze der Erfindung. Darüber hinaus bezeichnen in den Figuren gleiche Referenzziffern übereinstimmende Teile in allen der unterschiedlichen Ansichten.
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1 ist ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zur Kalibrierung bei der quantitativen SPECT;
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2 ist ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zur Kalibrierung eines Dosiskalibrators; und
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3 ist ein Blockdiagramm eines Systems gemäß einer Ausführungsform zur Kalibrierung bei der SPECT-Bildgebung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN UND DERZEIT BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Es werden systemspezifische Empfindlichkeiten und/oder Gleichmäßigkeiten einer Gammakamera gegenüber einer werkskalibrierten langlebigen Punktquelle für unterschiedliche Emissionsenergien gemessen. Die Kalibrierung der systemspezifischen Empfindlichkeit und/oder Gleichmäßigkeit über mehrere unterschiedliche Gammastrahlenergien hinweg bietet eine spezifischere Kalibrierung gegenüber verschiedenen klinisch relevanten Isotop-Emissionsenergien.
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Es werden Kalibrierungsisotope mit Emissionen bei mehreren Energien bereitgestellt. Die Kalibrierungsisotope werden zum Kalibrieren einer planaren Empfindlichkeit der Gammakamera bei mehreren Emissionsenergien, bei Verwendung in einer isotropen Punktquellenform, verwendet. Die Kalibrierungsisotope werden zum Durchführen einer extrinsischen Gleichmäßigkeitskalibrierung bei mehreren Emissionsenergien und auch für mehrere Kollimatoren, bei Verwendung in Form einer Flächenquelle, verwendet. In einem Ansatz für ein Kalibrierungsisotop mit Emissionen bei mehreren Energien wird ein „Isotop-Cocktail“ aus langlebigen (z.B. t1/2 > 3 Monate) Einzelemissionsisotopen hergestellt. Die relativen Mengen einzelner Isotope werden basierend auf ihren spezifischen Aktivitäten und Mindestzählratenanforderungen für Erfassungszeiten ausgewählt. In einem anderen Ansatz weist ein einzelnes Isotop mehrere gut verteilte (z.B. 100 keV Abstand) Emissionslinien auf. Das einzelne Isotop wird derart ausgewählt, dass es eine Aktivität aufweist, die durch seine spezifischen Aktivitätserfassungszeitanforderungen bestimmt wird. In wieder einem anderen Ansatz wird ein Dosiskalibrator unter Verwendung des Isotop-Cocktails oder des einzelnen Isotops mit mehreren gut verteilten Emissionslinien kalibriert.
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1 zeigt eine Ausführungsform eines Verfahrens zur Kalibrierung bei der quantitativen Einzelphotonen-Emissionscomputertomographie (SPECT – single photon emission computed tomography). Für eine Schätzung der Aktivitätskonzentration werden die planare Empfindlichkeit und/oder Gleichmäßigkeit der Gammakamera bestimmt. Die planare Empfindlichkeit und/oder Gleichmäßigkeit werden für die Emissionsenergie des radioaktiven Tracers, der in dem Patienten verwendet wird, bestimmt. Um wahrscheinlicher eine genaue, systemspezifische Kalibrierung bereitzustellen, erfolgt die Kalibrierung unter Verwendung einer Multi-Energieemissionsquelle. Zur Aufnahmeberechnung (z.B. die Berechnung des spezifischen Aufnahmewertes) wird auch die Dosis von dem flüssigen radioaktiven Tracer, der bei dem Patienten verwendet wird, derart kalibriert, dass eine Variabilität aufgrund von sowohl Dosis als auch Gammakamera entfernt wird.
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Das Verfahren wird für ein gegebenes SPECT-System angewandt. Die Empfindlichkeit und/oder Gleichmäßigkeit der spezifischen Gammakamera werden gemessen. Die Messungen erfolgen regelmäßig, wie z.B. als Teil einer monatlichen oder anderen periodischen Kalibrierung des SPECT-Systems. Die Messungen können bei einem identifizierten Bedarf durchgeführt werden, wie z.B. einer Veränderung oder Beschädigung an dem Kollimator oder Detektor der Gammakamera.
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Es können auch zusätzliche, unterschiedliche oder weniger Schritte durchgeführt werden. Zum Beispiel sind die Schritte 20, 22, 32 und/oder 34 nicht vorgesehen. Als ein anderes Beispiel wird der Schritt 28 ohne den Schritt 30 durchgeführt oder der Schritt 30 wird ohne den Schritt 28 durchgeführt. Es werden nur eine oder beide der planaren Empfindlichkeit und der Gleichmäßigkeit mit einer Kalibrierungsquelle, die bei mehreren Energien emittiert, gemessen. In anderen Beispielen sind Schritte bezüglich einer Positionierung des Patienten, Konfiguration des SPECT-Scanners und/oder der SPECT-Bildgebung vorgesehen.
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Die Schritte werden in der gezeigten Reihenfolge oder in einer unterschiedlichen Reihenfolge durchgeführt. Zum Beispiel wird der Schritt 26 vor jedem der Schritte 28 oder 30 der Reihe nach durchgeführt (z.B. Schritt 26, dann Schritt 28, dann Schritt 26 und dann Schritt 30).
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In Schritt 20 wird eine Kalibrierungsquelle der Gammastrahlung in einem festen Abstand (z.B. 20 cm) von der Gammakamera positioniert. Es kann jeglicher Abstand verwendet werden. Die Kalibrierungsquelle ist eine isotrope Punktquelle zum Messen der planaren Empfindlichkeit. Die Kalibrierungsquelle ist eine Flächenquelle zum Messen der Gleichmäßigkeit. Es können auch andere Arten von Quellen verwendet werden.
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Die Kalibrierungsquelle ist eine langlebige, werkskalibrierte Quelle. Das Radioisotop der Kalibrierungsquelle ist relativ zu dem Radioisotop, das durch den Patienten eingenommen wird oder zum Emittieren von Gammastrahlen aus dem Patienten verwendet wird, langlebig. Wenn die Halbwertszeit des Radioisotops lang genug ist (z.B. länger als 2 Monate, 3 Monate, 6 Monate, 1 Jahr oder mehr), wird ein häufiger Austausch der Kalibrierungsquelle vermieden. Die Halbwertszeit ist nicht so lang, dass die spezifische Aktivität zu gering für eine Kalibrierungsquelle ist (z.B. weniger als 1 mCi/µg).
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Die Kalibrierungsquelle weist Emissionen bei unterschiedlichen Energien auf. Es werden Energien auf zwei oder mehr Leveln emittiert. Die mehreren Emissionsenergiespitzen werden für die Kalibrierung verwendet. Die Energien sind nahe oder ähnlich den Emissionsenergien, die für klinische radioaktive Tracer verwendet werden und liegen zum Beispiel innerhalb von 50–400 keV. Die Emissionen der Kalibrierungsquelle weisen eine signifikante Stärke oder ein wesentliches Verzweigungsverhältnis auf (z.B. 2, 10, 20, 50 oder höher), sodass Messungen in einer angemessenen Zeit durchgeführt werden können (z.B. weniger als 1 Stunde). Die Energien sind wenig zahlreich (z.B. eine geringe Anzahl mittels eines Detektors trennbarer Spitzen). Die höchste Energie ist geringer als 400 keV für die primären Spitzen, kann jedoch auch höher sein.
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In einer Ausführungsform werden die Emissionen durch zwei oder mehr radioaktive Tracer erzeugt. Die Kalibrierungsquelle wird aus einer Mischung aus unterschiedlichen Isotopen gebildet. Jeder radioaktive Tracer verursacht Emissionen bei einer unterschiedlichen Energie, also weist die Mischung ein Isotop auf, das bei einer Energie emittiert, und ein anderes Isotop, das bei einer anderen Energie emittiert. Es können auch mehr als zwei Isotope verwendet werden, wodurch eine Kalibrierungsquelle mit Spitzenenergieemissionen bei drei oder mehr Energien bereitgestellt wird. In einer Beispielmischung werden 139Ce und 113Sn gemischt, welche Halbwertszeiten von 137,6 Tagen und 115,1 Tagen, e-Gamma von (a) 165,9 und (b) 255,1 und 391,7 und ein Verzweigungsverhältnis von (a) 80,0 und (b) 2,1 und 65,0 bereitstellen. Es können auch andere Isotope verwendet werden. In diesem Beispiel weist eines der Isotope der Mischung zwei Hauptenergiespitzen auf, wodurch drei Energiespitzen für die Mischung aus zwei Isotopen bereitgestellt werden.
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In einer anderen Ausführungsform wird ein Radionuklid mit unterschiedlichen Emissionsenergien verwendet, ohne dass es sich in einer Mischung befindet. Die Kalibrierungsquelle wird aus einem Isotop gebildet, das mehrere primäre oder Hauptemissionsenergiespitzen oder -linien aufweist. Zum Beispiel ist das Isotop 101Rh mit einer Halbwertszeit von 3,3 Jahren, e-Gamma von 127,2, 198,0 und 325,2 und entsprechenden Verzweigungsverhältnissen von 68,0, 73,0 und 11,8. Es können auch andere Multi-Emissionsisotope verwendet werden.
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In Schritt 22 erkennt die Gammakamera Emissionen. Die Emissionen von der Kalibrierungsquelle werden im Zeitablauf erkannt. Die Gammakamera beinhaltet einen Kollimator, durch welchen einige Emissionen passieren, und einen Detektor, der die Emissionen in Daten umwandelt. Der Kollimator vor dem Detektor begrenzt die Richtung von Photonen, die durch den SPECT-Detektor erkannt werden, sodass jede erkannte Emission mit einer Energie und einer/m Linie oder Kegel möglicher Orte, von welchen die Emission ausgeht, assoziiert wird. Die seitliche Position der Linie oder des Kegels relativ zu dem Detektor kann ebenso bestimmt werden. Der SPECT-Detektor beinhaltet Photomultiplier-Röhren oder andere Photonen-Detektoren, die eine Szintillationskristall-Schicht aufweisen. Die Photomultiplier-Röhren sind entlang eines rechtwinkligen oder anderen Gitters angeordnet, um eine zweidimensionale planare Anordnung zum Erkennen von Gammastrahlung bereitzustellen. Es können auch andere Arten von Detektoren verwendet werden, wie z.B. jeglicher Gammadetektor.
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Es werden Emissionen von der langlebigen Kalibrierungsquelle erkannt. Der Detektor erkennt die Emissionen, einschließlich der Erkennung einer Position auf der planaren Gammakamera und einer Energie der erkannten Emission. Zählungen erkannter Gammaphotonen werden durch die Detektoren gesammelt.
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Die Zählungen werden für unterschiedliche Energie- oder Erfassungsfenster erhalten. Für jede Energie der Kalibrierungsquelle erfolgt eine Zählung. Es kann jede/r Fenstergröße oder Energiebereich verwendet werden, wie z.B. 20 % der Spitzenenergie. Emissionen innerhalb des Energiefensters sind in der Zählung enthalten. Die Zählungen werden für jedes von zwei oder mehr Energiefenstern zum Zählen der Emissionen von der gleichen Kalibrierungsquelle zu einer gleichen Zeit bereitgestellt. Die planare Empfindlichkeit und/oder Gleichmäßigkeit sind energieabhängig, also werden die separaten Zählungen für die separaten Energien zum Bestimmen der planaren Empfindlichkeit und/oder Gleichmäßigkeit für unterschiedliche Energien verwendet.
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In Schritt 24 wird die Gammakamera des SPECT-Systems in Abhängigkeit von den Emissionen auf den mehreren Emissionsenergielevels der langlebigen Quelle kalibriert. Im Allgemeinen werden die (planare) Empfindlichkeit (und/oder Gleichmäßigkeit) für unterschiedliche Emissionsenergien gemessen. Zur Kalibrierung werden die Empfindlichkeiten für die unterschiedlichen Emissionsenergien der Kalibrierungsquelle bestimmt.
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Die Kalibrierung erfolgt für eine Emissionsenergie des radioaktiven Tracers, der bei dem Patienten verwendet wird, also wird der Pool verfügbarer Kalibrierungsempfindlichkeiten verwendet, um eine naheste Emissionsenergie, naheliegende Emissionsenergien oder sämtliche Emissionsenergien der Kalibrierung zu finden. Die planare Empfindlichkeit und/oder Gleichmäßigkeit für die Emissionsenergie des radioaktiven Tracers wird, zumindest teilweise, aus dem zur Verfügung stehenden Satz planarer Empfindlichkeiten und/oder Gleichmäßigkeiten, die mit der Kalibrierungsquelle gemessen werden, abgeleitet. Die (planare) Empfindlichkeit (und/oder Gleichmäßigkeit) der Kalibrierungsquelle werden mit jeder von verschiedenen Emissionsenergien des radioaktiven Tracers verwendet. Die gemessenen Empfindlichkeiten gegenüber den unterschiedlichen Energien der Kalibrierungsquelle gestatten eine genauere Kalibrierung für ein beliebiges Energielevel eines beliebigen radioaktiven Tracers.
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Ein Prozessor kalibriert, wie z.B. durch das Messen der Empfindlichkeiten aus den Detektorzählungen und eine nachgeschlagene oder bekannte Aktivitätskonzentration der Kalibrierungsquelle. Die Kalibrierung von Schritt 24 ist so gezeigt, dass sie mit den Schritten 26, 28 und 30 durchgeführt wird. Es können auch zusätzliche unterschiedliche oder weniger Schritte verwendet werden, wie z.B. das Weglassen der Durchführung eines der Schritte 28 oder 30.
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In Schritt 26 werden die systemspezifische (d.h. unter Verwendung einer spezifischen Gammakamera) planare Empfindlichkeit und/oder Gleichmäßigkeit bei jeder von zwei oder mehr Emissionsenergien gemessen. In dem Beispiel des Multi-Energie-Isotops oder der Mischung oben, werden die planare Empfindlichkeit und Gleichmäßigkeit bei jeder von drei Emissionsenergien gemessen.
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Für die planare Empfindlichkeit in Schritt 28 wird die Zeit von der ersten oder Anfangszählung bis zu einer gegebenen Zahl von Zählungen bestimmt. Die Empfindlichkeit ist die Zahl von Zählungen geteilt durch die Zeit und die Dosis der Kalibrierungsquelle. Die Dosis oder Aktivitätskonzentration der Kalibrierungsquelle ist bekannt. Es können auch andere Berechnungen der Empfindlichkeit verwendet werden. Die Empfindlichkeit gegenüber der Punktquelle liefert eine gesamte oder planare Empfindlichkeit der Gammakamera.
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Die planare Empfindlichkeit wird für zwei oder mehr Energien gemessen. Die Gesamtzahl der Zählungen pro Zeiteinheit (d.h. die Zählrate) aus der isotropen Punktquelle wird bei jeder Energie gemessen. Diese Zählraten für die unterschiedlichen Energien sind die gleichen oder unterschiedlich. Die Zählraten werden durch die Aktivitätskonzentration der Kalibrierungsquelle geteilt, wodurch die Empfindlichkeiten in Abhängigkeit von der Energie bereitgestellt werden.
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Zur Verwendung bei der quantitativen SPECT für einen gegebenen Patienten wird eine planare Empfindlichkeit bei der Rekonstruktion verwendet. Der Patient nimmt ein Radioisotop mit einer gegebenen Energie ein oder ihm/ihr wird ein solches injiziert. Das Radioisotop weist eine gleiche Energie wie eine der Energien auf oder unterscheidet sich von sämtlichen Energien der Kalibrierungsquelle. Bei einer übereinstimmenden Energie wird die planare Empfindlichkeit für diese übereinstimmende Emissionsenergie verwendet. Bei einer nichtübereinstimmenden Energie wird die planare Empfindlichkeit für die naheste Emissionsenergie der Kalibrierungsquelle verwendet. Alternativ dazu erfolgt eine gewichtete Interpolation der planaren Empfindlichkeiten von den nahesten höheren und niedrigeren Energien von der Kalibrierungsquelle zu der Energie des radioaktiven Tracers für den Patienten.
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Als eine Alternative wird ein Klassenstandard für die Gammakamera in Kombination mit den systemspezifischen planaren Empfindlichkeiten von der Kalibrierungsquelle verwendet. Eine klassenstandardmäßige planare Empfindlichkeit der Gammakamera gegenüber dem radioaktiven Tracer wird basierend auf einer Differenz einer klassenstandardmäßigen planaren Empfindlichkeit bei einer Kalibrierungsquellenenergie zu der gemessenen planaren Empfindlichkeit bei dieser Energie angepasst oder verändert. Der Satz von Messungen von der Kalibrierungsquelle bei unterschiedlichen Energien wird wie oben diskutiert verwendet, um eine naheste Energie oder die nahesten Energien zu der Energie des radioaktiven Tracers zu finden.
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Es kann jede Klasse oder Gruppierung verwendet werden, wie z.B. das Definieren einer Klasse als eine gegebene Konstruktion (z.B. Materialien und Anordnungskonfiguration) mit oder ohne einen spezifischen Kollimator und/oder Szintillatorkristalle. Für eine gegebene Klasse wird eine Reihe unterschiedlicher Gammakameras zur Verwendung in einer entsprechenden Anzahl unterschiedlicher SPECT-Systeme hergestellt. Unterschiedliche Arten von SPECT-Systemen können die gleiche oder eine unterschiedliche Klasse von Detektoren verwenden.
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Die Klasse von Detektoren weist eine Klassenempfindlichkeit gegenüber Strahlungsquellen auf. Unterschiedliche Klassen weisen unterschiedliche Empfindlichkeiten auf. Innerhalb einer Klasse können gegebene Detektoren unterschiedliche Empfindlichkeiten aufweisen, jedoch weisen sie im Allgemeinen ähnliche Empfindlichkeiten auf. Für eine Klassenempfindlichkeit wird die durchschnittliche Empfindlichkeit aus Messungen durch jede Zahl (z.B. Dutzende oder Hunderte) von Mitgliedern der Klasse berechnet.
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Die klassenstandardmäßigen planaren Empfindlichkeiten werden für die Energien der werkskalibrierten langlebigen Punktquelle und für den für den Patienten verwendeten radioaktiven Tracer gemessen. Es wird eine Differenz in der planaren Empfindlichkeit des Klassenstandards für die Kalibrierungsquelle von der gemessenen systemspezifischen planaren Empfindlichkeit bestimmt. Die Differenz ist ein Verhältnis, ein Prozentsatz oder ein absoluter Wert. Durch das Vorliegen der systemspezifischen planaren Empfindlichkeiten bei unterschiedlichen Energien steht ein Bereich planarer Empfindlichkeiten zur Verwendung mit jedem von verschiedenen radioaktiven Tracern zur Verfügung. Die Differenz für eine naheste Kalibrierungsquellenenergie zu der Energie des radioaktiven Tracers kann ausgewählt werden. Es können mehrere Differenzen bestimmt werden, wie z.B. eine für jede Emissionsenergie der Kalibrierungsquelle oder eine für die nahesten höheren und niedrigeren Energien der Kalibrierungsquelle zu der Energie des radioaktiven Tracers.
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Die klassenstandardmäßige planare Empfindlichkeit für den radioaktiven Tracer wird in Abhängigkeit von der/den Differenz oder Differenzen verändert. Zum Beispiel weist eine naheste Kalibrierungsquellenenergie eine Differenz von dem Klassenstandard von 2 % weniger auf. Als ein weiteres Beispiel gibt eine gewichtete Interpolation oder Kurvenanpassung der planaren Empfindlichkeiten der verschiedenen Energien der Kalibrierungsquelle eine Differenz von 2 % weniger bei der Energie des radioaktiven Tracers an. Die klassenstandardmäßige planare Empfindlichkeit des radioaktiven Tracers wird um 2 % verringert, um eine systemspezifische planare Empfindlichkeit bereitzustellen.
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Zum Kalibrieren einer Gleichmäßigkeit in Schritt 30 ist die Kalibrierung eine Funktion der Energie. Für die Gleichmäßigkeit variiert die Empfindlichkeit in Abhängigkeit von der Position an der Gammakamera oder dem Detektor. Die positionsspezifische Empfindlichkeit wird aus den positionsspezifischen Zählungen berechnet. Die Flächenquelle emittiert gleichmäßig (z.B. innerhalb einer 10 % Toleranz) zu jeder der unterschiedlichen Positionen an dem planaren Detektor. Die Empfindlichkeit unterschiedlicher Positionen an dem Detektor wird berechnet.
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Die Empfindlichkeit variiert über die Gammakamera hinweg. Unterschiedliche Positionen weisen unterschiedliche Empfindlichkeiten auf. Eine Empfindlichkeit an einer Referenzposition, eine durchschnittliche Empfindlichkeit oder die planare Empfindlichkeit wird als Referenz verwendet. Der Prozessor berechnet eine Differenz von der Referenz in der Empfindlichkeit an jeder Position. Die Sammlung von Differenzen in Abhängigkeit von der Position ist die Gleichmäßigkeit. Die Differenzen sind Gewichtungen, die in Abhängigkeit von der Position für Zählungen von Emissionen, die von einem Patienten erkannt werden, anzuwenden sind. Es können auch andere Maße der Varianz verwendet werden. Es kann auch eine andere Darstellung der Gleichmäßigkeit verwendet werden, wie z.B. eine an die Differenzen angepasste Fläche oder die positionsspezifischen Empfindlichkeiten selbst.
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Da die Flächenquelle bei unterschiedlichen Energien emittiert, wird die Gleichmäßigkeit bei jeder der unterschiedlichen Energien gemessen. Für eine gegebene Energie wird ein Gleichmäßigkeitssatz positionsspezifischer Empfindlichkeiten gemessen. Für eine unterschiedliche Energie wird ein anderer Gleichmäßigkeitssatz positionsspezifischer Empfindlichkeiten gemessen. Die Gleichmäßigkeit wird für jede aus jeglicher Anzahl von Emissionsenergien bereitgestellt. Die Gleichmäßigkeiten bei den unterschiedlichen Emissionsenergien sind die gleichen oder unterschiedlich. Die positionsspezifische Empfindlichkeit wird über die Gammakamera hinweg für die unterschiedlichen Energien der Kalibrierungsquelle gemessen.
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Zur Verwendung mit einem gegebenen radioaktiven Tracer und Patienten ist die verwendete Gleichmäßigkeit eine Funktion der Gleichmäßigkeiten aus den unterschiedlichen Energien der Kalibrierungsquelle. Es wird die gemessene Gleichmäßigkeit für die naheste Kalibrierungsquellenenergie zu der Energie des radioaktiven Tracers verwendet. Alternativ dazu wird eine Kurve für die Gewichtung an jeder Position in Abhängigkeit von der Energie angepasst. Die Gewichtung für jede Position bei der Energie des radioaktiven Tracers wird aus den Kurven ausgewählt, um die Gleichmäßigkeit für die Energie des radioaktiven Tracers zu erzeugen. In einem anderen Ansatz werden die nahesten höheren und niedrigeren Kalibrierungsenergien zu der Energie des radioaktiven Tracers ausgewählt. Die Gleichmäßigkeit für die Energie des radioaktiven Tracers wird aus den Gleichmäßigkeiten für die ausgewählten Kalibrierungsenergien interpoliert. In wieder einem anderen Ansatz wird eine Abweichung von Klassenstandards verwendet.
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Die Gleichmäßigkeiten sind extrinsische Gleichmäßigkeiten. Für die Messungen bei den unterschiedlichen Energien werden sowohl der Kollimator als auch der Detektor der Gammakamera verwendet. In anderen Ausführungsformen sind die Gleichmäßigkeiten intrinsische Gleichmäßigkeiten, die ohne den Kollimator gemessen werden. In einer Ausführungsform werden geometrische Kollimator-Korrekturmatrizen für jeden von mehreren unterschiedlichen Kollimatoren, die mit einem gegebenen Detektor verwendet werden, bestimmt. Die intrinsische Gleichmäßigkeit wird aus der extrinsischen Gleichmäßigkeit unter Verwendung jedes Kollimators berücksichtigt, wodurch die entsprechenden Kollimator-Korrekturmatrizen bereitgestellt werden. Für eine gegebene Kalibrierung wird die aktuelle extrinsische Gleichmäßigkeit aus einer gemessenen intrinsischen Gleichmäßigkeit und der bekannten oder gespeicherten Kollimator-Korrekturmatrix bestimmt. Für die Rekonstruktion werden eine separate intrinsische Gleichmäßigkeit und Kollimator-Korrekturmatrix verwendet. Alternativ dazu wird die extrinsische Gleichmäßigkeit verwendet.
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In Schritt 32 wird die Aktivitätskonzentration geschätzt. Die Aktivitätskonzentration bei einem Patienten, der den flüssigen radioaktiven Tracer erhalten hat, wird als Teil der Rekonstruktion durch einen Prozessor des SPECT-Bildgebungssystems bestimmt. Nach der Einnahme oder Injektion des radioaktiven Tracers durch/in den Patienten, wird der Patient relativ zu dem Detektor positioniert und/oder der Detektor wird relativ zu dem Patienten positioniert. Die Emissionen von dem radioaktiven Tracer innerhalb des Patienten werden im Zeitablauf erkannt. Die Zählung und/oder Zählrate werden bestimmt. Zum Bestimmen der Orte innerhalb des Patienten, an welchen die Emissionen stattgefunden haben, werden die erkannten Emissionen in einen Objektraum rekonstruiert.
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Zur Rekonstruktion wird die Aktivitätskonzentration (z.B. quantitative SPECT) unter Verwendung einer Systemmatrix oder Vorwärtsprojektion-Modellierungssystemauswirkungen rekonstruiert. Die Verteilung von Emissionen in einem Volumen oder Bilddaten wird aus den erkannten Emissionen rekonstruiert. Die Quantität oder Menge der Aufnahme für jeden Ort (z.B. Voxel) wird aus den Zählungen als Teil der Rekonstruktion in der Computertomographie geschätzt. Das SPECT-Bildgebungssystem schätzt die Aktivitätskonzentration eines injizierten Radiopharmazeutikums oder Tracers für die unterschiedlichen Orte. Bei der quantitativen SPECT ist das Ziel die Schätzung der Aktivitätskonzentration in kBq/ml des Tracers (d.h. des Isotops), der in den Patienten injiziert und innerhalb des Patienten verteilt wurde.
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Die Rekonstruktion ist iterativ und enthält ein Modell der Bildgebungphysik als eine Voraussetzung für die quantitative Rekonstruktion. Das Bildgebungsmodell beinhaltet die erkannten Daten (z.B. Zählungen), die Systemmatrix oder Vorwärtsprojektion, Isotopeigenschaften (z.B. korrigierter Dosiswert) und -biologie. Die Systemmatrix oder Vorwärtsprojektion stellt mechanische Eigenschaften des Systems dar, einschließlich der planaren Empfindlichkeit und/oder Gleichmäßigkeit. Die Systemmatrix oder Vorwärtsprojektion kann auch andere Informationen beinhalten (z.B. Injektionszeit und Patientengewicht, wie durch den SUV dargestellt).
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Die Rekonstruktion beinhaltet einen Projektionsoperator, der in der Lage ist, ein/e gegebene/s SPECT-System oder SPECT-Klasse zu simulieren. Es können jegliche derzeit bekannten oder später entwickelten Rekonstruktionsverfahren verwendet werden, wie z.B. basierend auf MLEM (Maximum Likelihood Expectation Maximization), OSEM (Ordered Subset Expectation Maximization), PWLS (Penalized Weighted Least Squares), MAP (Maximum A Posteriori), multimodaler Rekonstruktion, NNLS oder einem anderen Ansatz.
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Die Rekonstruktion verwendet die Systemmatrix oder Vorwärtsprojektion, welche verschiedene Aspekte der Erkennung der Emissionen darstellen, einschließlich der Modellierung der Bildgebungsphysik. Die Bildgebungsphysik beinhaltet Aspekte des SPECT-Systems, wie z.B. die Kalibrierung des SPECT-Systems. Die Systemmatrix oder Vorwärtsprojektion beinhaltet die Detektorempfindlichkeit, wie z.B. die systemspezifische planare Empfindlichkeit und/oder Gleichmäßigkeit gegenüber dem flüssigen radioaktiven Tracer, der in dem Patienten verwendet wird. Die systemspezifische planare Empfindlichkeit und/oder Gleichmäßigkeit werden bei der Schätzung der Aktivitätskonzentration verwendet. Die Verwendung der systemspezifischen planaren Empfindlichkeit und/oder systemspezifischen Gleichmäßigkeit für die Schätzung der Aktivitätskonzentration durch die Rekonstruktionsmaschine kann Aktivitätskonzentrationen erzeugen, die genau und frei von oder weniger anfällig für kameraspezifische Variationen sind.
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Die Aktivitätskonzentration ist eine Funktion der systemspezifischen planaren Empfindlichkeiten und/oder Gleichmäßigkeiten aus den unterschiedlichen Energien der Kalibrierungsquelle. Die planaren Empfindlichkeiten und/oder Gleichmäßigkeiten werden für jede Energie gemessen. Dieser Pool wird zur Auswahl basierend auf der nahesten Kalibratorenergie zu der Energie des radioaktiven Tracers verwendet. Ein einzelnes Mitglied des Pools oder Satzes wird ausgewählt, oder mehrere Mitglieder werden zur Interpolation ausgewählt. In einem anderen Ansatz wird eine Kurvenanpassung an sämtliche Mitglieder des Pools verwendet, um die planare Empfindlichkeit und/oder Gleichmäßigkeit bei jeder Energie zu schätzen. In noch einem anderen Ansatz werden die Mitglieder des Pools verwendet, um eine Abweichung von einem Klassenstandard zu bestimmen, und die Abweichung wird dann auf einen Klassenstandard für den radioaktiven Tracer angewandt.
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In Schritt 34 berechnet der Prozessor spezifische Aufnahmewerte (SUVs – specific uptake values). Die SUVs sind die Aktivitätskonzentration in Abhängigkeit von der Dosis des radioaktiven Tracers. Die Dosis, die durch einen Bereitsteller angegeben wird, kann korrigiert werden, wie z.B. durch Kalibrierung oder Messung mit einem Dosiskalibrator. Die Aktivitätskonzentration stellt die Menge der Aufnahme an jedem Ort dar. Diese Menge der Aufnahme ist ein Maß der emittierten Strahlung, ist also nicht für die Strahlungsdosis, die dem Patienten bereitgestellt wird, normalisiert. Daher ist ein Vergleich der Aufnahme zu unterschiedlichen Zeiten möglicherweise nicht von Nutzen, es sei denn es wird die gleiche Dosis bereitgestellt. Durch das Berechnen des SUV wird eine für die Dosis normalisierte Aufnahme bereitgestellt, wodurch ein Vergleich unterschiedlicher Maße gestattet wird. Die Aktivitätskonzentration wird durch die injizierte Dosis geteilt. Es können auch andere Funktionen verwendet werden. Zum Beispiel kann der SUV eine Funktion der Körpermasse oder einer anderen physikalischen Eigenschaft des Patienten sein. Die in der Aktivitätskonzentration dargestellte Größenordnung der Aufnahme ist sowohl für die Dosis als auch die Körpermasse normalisiert.
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Die Dosis ist als Teil der Systemmatrix oder Vorwärtsprojektion oder als separate Isotopdaten, die bei der Rekonstruktion verwendet werden, enthalten. Alternativ dazu wird der SUV aus der rekonstruierten Aktivitätskonzentration berechnet.
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2 zeigt ein weiteres Verfahren zur Kalibrierung bei der SPECT mit einer Kalibrierungsquelle, die mehrere Energien aufweist. Zusätzlich oder alternativ zur Kalibrierung der planaren Empfindlichkeit und/oder Gleichmäßigkeit wird der Dosiskalibrator kalibriert. Der Dosiskalibrator ist eine Ionenkammer oder ein anderes Behältnis zum Messen der Aktivität des radioaktiven Tracers. Die Messungen des Dosiskalibrators können von der Emissionsenergie abhängen.
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In Schritt 38 wird die Multi-Energie-Kalibrierungsquelle mit dem/den langlebigen Radioisotop oder Radioisotopen in dem Dosiskalibrator positioniert. Zum Beispiel wird die isotrope Punktquelle in dem Dosiskalibrator platziert.
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In Schritt 40 wird der Dosiskalibrator mit der Kalibrierungsquelle kalibriert. Die Aktivitätskonzentration der Kalibrierungsquelle ist bekannt. Der Dosiskalibrator misst die Aktivität. Ein Prozessor berechnet eine Differenz zwischen der bekannten Aktivitätskonzentration und der gemessenen Aktivitätskonzentration. Diese Differenz wird zum Gewichten oder Anpassen der Dosiskalibrator-Messungen der injizierten Aktivität eines radioaktiven Tracers verwendet.
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Durch Verwendung der Kalibrierungsquelle mit mehreren Energien in einem Bereich ähnlich der Energien des radioaktiven Tracers kann die Kalibrierung des Dosiskalibrators in dem relevanten Bereich genauer sein. Zum Beispiel liegen die Emissionen von der Kalibrierungsquelle zwischen 50–400 keV anstatt bei 122 keV und 1,4 meV zu liegen. Wenn der Dosiskalibrator zum Messen der Aktivität des radioaktiven Tracers verwendet wird, kann die gemessene Aktivität, wie für die Kalibrierung angepasst, genauer sein. Der Aktivitätswert wird bei der Berechnung des SUV aus der Aktivitätskonzentration verwendet.
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3 zeigt eine Ausführungsform eines Systems zur Kalibrierung bei der SPECT-Bildgebung. Das System beinhaltet einen SPECT-Scanner 10, einen Prozessor 12, einen Speicher 14 und eine Anzeige 16. Der Prozessor 12, der Speicher 14 und/oder die Anzeige 16 sind Teil des SPECT-Scanners 10 oder liegen separat vor (z.B. ein Computer oder Arbeitsplatz). Es können auch zusätzliche, unterschiedliche oder weniger Komponenten vorgesehen sein. Zum Beispiel ist das System ein Computer ohne den SPECT-Scanner 10. Als ein weiteres Beispiel sind eine Benutzereingabe, ein Patientenbett oder andere SPECT-bezogene Geräte vorgesehen. Andere Teile des Systems können Stromversorgungen, Kommunikationssysteme und Benutzerschnittstellensysteme beinhalten.
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Der SPECT-Scanner 10 ist ein SPECT-System. Als ein SPECT-System sind ein Detektor 18 und ein Kollimator 19 vorgesehen. Es können auch andere Komponenten vorgesehen sein. Es kann jeglicher derzeit bekannter oder später entwickelter SPECT-Scanner 10 verwendet werden.
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Der Detektor 18 ist eine Gammakamera verbunden mit einer Gantry. Die Gammakamera ist ein planarer Photonendetektor, der zum Beispiel Kristalle oder Szintillatoren mit Photomultiplier-Röhren oder einen anderen optischen Detektor aufweist. Die Gantry dreht die Gammakamera um den Patienten. Während des Scannens eines Patienten werden Emissionsereignisse mit der Kamera an/in unterschiedlichen Positionen oder Winkeln relativ zu dem Patienten erkannt. Für Empfindlichkeitsmessungen von einer Kalibrierungsquelle 11 (z.B. eine Punkt- oder Flächenquelle) in einer Entfernung d von dem Detektor 18 kann die Gammakamera stationär sein.
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Die Gammakamera beinhaltet den Kollimator 19. Der Kollimator 19 besteht aus Blei, Wolfram oder einem anderen Gammastrahl-undurchlässigen Material. Der Kollimator 19 beinhaltet Löcher oder andere Strukturen zur Begrenzung des Einfallwinkels von Gammastrahlen auf den Detektor 18. Es kann jeglicher bekannter oder später entwickelter Kollimator 19 verwendet werden.
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Der SPECT-Scanner 10 erkennt, unter Verwendung des Detektors 18, Emissionen von der Kalibrierungsquelle 11 zum Messen einer systemspezifischen Empfindlichkeit. Als eine Punktquelle kann sich die Kalibrierungsquelle 11 an jeder Position in der 2D-Querrichtung t relativ zu dem Detektor 18 befinden, ist jedoch vorzugsweise zentriert. Als eine Flächenquelle ist die Kalibrierungsquelle 11 derart positioniert, dass Emissionen von der Quelle an allen Positionen an dem Detektor 18 in Abhängigkeit von dem Kollimator 19 erkannt werden können. Die Emissionen werden mit der Kalibrierungsquelle 11 in jeder Entfernung d gemessen.
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Die Kalibrierungsquelle 11 ist eine langlebige, werkskalibrierte Quelle. Es kann eine Punktquelle jeglicher Größe, wie z.B. ein 1 mm3 Behältnis, mit dem langlebigen Radioisotop verwendet werden. Es können jegliche Dicke, Größe oder Form für die Flächenquelle verwendet werden. Die Dosis der Kalibrierungsquelle 11 ist mit einem beliebigen Genauigkeitsgrad bekannt. Die Dosis wird im Werk mit Ausrüstung gemessen, die eine höhere Genauigkeit aufweist, als sie in Labors verwendet wird, welche flüssige radioaktive Tracer bereitstellen. Es kann jegliche derzeit bekannte oder später entwickelte Quelle verwendet werden. Die Kalibrierungsquelle 11 wird aus einem oder mehreren Radioisotopen zum Emittieren bei unterschiedlichen Energien oder mit unterschiedlichen Energiespitzen gebildet. Eine Mischung unterschiedlicher Radioisotope und/oder ein Radioisotop, das bei mehreren Energien emittiert, können verwendet werden. Die Kalibrierungsquelle 11 ist relativ zu dem Detektor 18 zum Messen einer detektor- oder systemspezifischen Empfindlichkeit (z.B. planare Empfindlichkeit oder Gleichmäßigkeit) positioniert.
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Der SPECT-Scanner 10 kann einen Timer beinhalten. Der Timer misst einen Zeitraum von der Aktivierung der Erkennung bis zum Erreichen einer Zahl von Zählungen. Die durch den Detektor 18 erkannten Emissionsereignisse werden im Zeitverlauf gezählt, um die Empfindlichkeit zu berechnen. Der SPECT-Scanner 10 ist unter Verwendung des Prozessors 12 oder eines anderen Prozessors zum Messen der systemspezifischen Empfindlichkeiten (z.B. planare Empfindlichkeiten und/oder Gleichmäßigkeiten) des Detektors 18 gegenüber der langlebigen Kalibrierungsquelle 11 bei unterschiedlichen Emissionsenergien konfiguriert.
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Für die Bildgebungsaufnahme oder Aktivitätskonzentration in einem Patienten erkennt der Detektor 18 Emissionen von dem Patienten. Die Emissionen finden von jeglichem Ort in einer endlichen Quelle (d.h. der Patient) statt. Der radioaktive Tracer in dem Patienten migriert zu, verbindet sich mit oder konzentriert sich anderweitig an spezifischen Arten von Gewebe oder Orten im Zusammenhang mit spezifischen biochemischen Reaktionen. Daher findet eine größere Anzahl an Emissionen von Orten dieser Art von Gewebe oder Reaktion statt. Zum Beispiel ist der radioaktive Tracer derart ausgelegt, dass er sich mit Orten der Glukoseaufnahme, Fettsäuresynthese oder eines anderen metabolischen Prozesses verbindet.
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Der SPECT-Scanner 10 ist unter Verwendung des Prozessors 12 oder eines anderen Prozessors zum Rekonstruieren des abgebildeten Volumens durch Anwendung einer Systemmatrix auf die erkannten Daten konfiguriert. Es kann jegliche Rekonstruktion zum Schätzen der Aktivitätskonzentration in dem Patienten verwendet werden. Der Prozessor 12 wird zum Durchführen der Rekonstruktion verwendet, oder der SPECT-Scanner 10 weist einen anderen Prozessor auf, der die Rekonstruktion durchführt. Zum Rekonstruieren greift der SPECT-Scanner 10 auf die erkannten Emissionsereignisse aus dem Speicher 14 oder Puffern zu. Die Systemmatrix oder Vorwärtsprojektion beinhaltet eine systemspezifische planare Empfindlichkeit und/oder Gleichmäßigkeit für den flüssigen radioaktiven Tracer, der dem Patienten verabreicht wird. Diese planare Empfindlichkeit und/oder Gleichmäßigkeit wird durch den Prozessor 12 aus den gemessenen planaren Empfindlichkeiten und/oder Gleichmäßigkeiten bei den unterschiedlichen Energien der Kalibrierungsquelle 11 bestimmt. Die systemspezifische planare Empfindlichkeit und/oder Gleichmäßigkeit des radioaktiven Tracers wird für die Rekonstruktion verwendet. Die Rekonstruktion kann auch einen Dosiswert für den radioaktiven Tracer, der dem Patienten verabreicht wird, verwenden.
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Der Prozessor 12 ist ein allgemeiner Prozessor, ein digitaler Signalprozessor, ein Grafikprozessor, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung, ein FPGA (Field Programmable Gate Array), eine digitale Schaltung, eine analoge Schaltung, Kombinationen davon oder ein anderes derzeit bekanntes oder später entwickeltes Gerät zur Verarbeitung von Emissionsinformationen. Der Prozessor 12 ist ein Einzelgerät, mehrere Geräte oder ein Netzwerk. Bei mehr als einem Gerät kann eine parallele oder sequentielle Aufteilung der Verarbeitung verwendet werden. Unterschiedliche Geräte, aus welchen der Prozessor 12 besteht, können unterschiedliche Funktionen durchführen, wie z.B. ein Prozessor (z.B. eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung oder ein FPGA) zum Rekonstruieren und ein anderer zum Berechnen der planaren Empfindlichkeit und/oder Gleichmäßigkeit. In einer Ausführungsform ist der Prozessor 12 ein Steuerprozessor oder ein anderer Prozessor des SPECT-Scanners 10. In anderen Ausführungsformen ist der Prozessor 12 Teil eines separaten Arbeitsplatzes oder Computers.
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Der Prozessor 12 arbeitet gemäß gespeicherter Anweisungen zum Durchführen verschiedener hierin beschriebener Schritte, wie z.B. die Kalibrierung von Schritt 24, die Schätzung der Aktivitätskonzentration von Schritt 32 und/oder die Aufnahmewertberechnung von Schritt 34. Der Prozessor 12 kann die Leistung von Schritt 22 steuern. Eine Person oder ein Roboter kann Schritt 20 von 1 oder Schritt 38 von 2 durchführen. Der Prozessor 12 ist durch Software und/oder Hardware zum Durchführen, Steuern der Leistung und/oder Empfangen von Daten, die aus einem oder allen der Schritte von 1 und/oder 2 resultieren, konfiguriert.
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In einer Ausführungsform ist der Prozessor 12 zum Empfangen von Zählungen oder Zählraten von einem Detektor und Messen systemspezifischer planarer Empfindlichkeiten und/oder Gleichmäßigkeiten aus der Zählung oder der Zeit zum Erreichen einer Zählung konfiguriert. Die Aktivitätskonzentration der Kalibratorquelle ist bekannt oder auf sie wird aus dem Speicher zugegriffen, sodass der SPECT-Scanner 10 unter Verwendung der systemspezifischen planaren Empfindlichkeiten und/oder Gleichmäßigkeiten bei unterschiedlichen Energien durch den Prozessor 12 kalibriert wird. Der Prozessor 12 bestimmt die planare Empfindlichkeit und/oder Gleichmäßigkeit zur Verwendung für einen gegebenen Patienten oder radioaktiven Tracer basierend auf Messungen bei unterschiedlichen Energien.
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Die erkannten Emissionsereignisse oder andere Scandaten werden im Speicher 14 gespeichert. Die Daten werden in einem beliebigen Format gespeichert. Der Speicher 14 ist ein Puffer, Cache, RAM, ein entfernbares Medium, eine Festplatte, magnetische Platte, optische Platte, eine Datenbank oder ein anderer derzeit bekannter oder später entwickelter Speicher. Der Speicher 14 ist ein Einzelgerät oder eine Gruppe von zwei oder mehr Geräten. Der Speicher 14 ist Teil des SPECT-Scanners 10 oder eines/r entfernten Arbeitsplatzes oder Datenbank, wie z.B. ein PACS-Speicher.
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Der Speicher 14 speichert die Dosis der Kalibratorquelle 11, gemessene systemspezifische planare Empfindlichkeiten bei unterschiedlichen Energien und/oder gemessene systemspezifische Gleichmäßigkeiten bei unterschiedlichen Energien. Der Speicher 14 kann Daten in unterschiedlichen Verarbeitungsstadien speichern, wie z.B. Zählungen, eine Zeit zum Erreichen einer Zählung, Rohdaten, welche die erkannten Ereignisse ohne weitere Verarbeitung darstellen, gefilterte oder schwellenwertbegrenzte Daten vor der Rekonstruktion, rekonstruierte Daten, gefilterte Rekonstruktionsdaten, eine Systemmatrix, Projektionsdaten, Schwellenwerte, ein anzuzeigendes Bild, ein bereits angezeigtes Bild oder andere Daten. Der Speicher 14 oder ein unterschiedlicher Speicher kann Klassenstandard-Empfindlichkeiten speichern, die in den SPECT-Scanner 10 geladen oder an diesen bereitgestellt werden. Der Speicher 14 oder ein unterschiedlicher Speicher speichert jegliche Kalibrierungsinformationen. Für die Verarbeitung umgehen die Daten den Speicher 14, werden vorübergehend in dem Speicher 14 gespeichert oder werden aus dem Speicher 14 geladen.
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Der Speicher 14 ist zusätzlich oder alternativ dazu ein nichttransitorisches computerlesbares Speichermedium mit Verarbeitungsanweisungen. Der Speicher 14 speichert Daten, welche Anweisungen darstellen, die durch den programmierten Prozessor 12 ausführbar sind. Die Anweisungen zum Implementieren der hierin diskutierten Prozesse, Verfahren und/oder Techniken werden auf nichttransitorischen computerlesbaren Speichermedien oder Speichern bereitgestellt, wie z.B. ein Cache, Puffer, RAM, entfernbare Medien, eine Festplatte oder andere computerlesbare Speichermedien. Zu computerlesbaren Speichermedien zählen verschiedene Arten flüchtiger und nichtflüchtiger Speichermedien. Die in den Figuren veranschaulichten oder hierin beschriebenen Funktionen, Schritte oder Aufgaben werden als Reaktion auf einen oder mehrere Anweisungssätze ausgeführt, der/die in oder auf computerlesbaren Speichermedien gespeichert ist/sind. Die Funktionen, Schritte oder Aufgaben sind unabhängig von der bestimmten Art des/r Anweisungssatzes, Speichermediums, Prozessors oder Verarbeitungsstrategie und können durch Software, Hardware, integrierte Schaltungen, Firmware, Mikrocode und dergleichen durchgeführt werden, die/der allein oder in Kombination arbeiten. Ebenso können die Verarbeitungsstrategien Multiprocessing, Multitasking, parallele Verarbeitung und dergleichen beinhalten. In einer Ausführungsform sind die Anweisungen auf einem entfernbaren Mediengerät zum Lesen durch lokale oder entfernte Systeme gespeichert. In anderen Ausführungsformen sind die Anweisungen an einem entfernten Ort zur Übertragung über ein Computernetzwerk oder über Telefonleitungen gespeichert. In wieder anderen Ausführungsformen sind die Anweisungen innerhalb eines/r gegebenen Computers, CPU, GPU oder Systems gespeichert.
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Die Anzeige 16 ist ein/e CRT, LCD, Plasmabildschirm, Projektor, Drucker oder ein anderes Ausgabegerät zum Zeigen eines Bildes. Die Anzeige 16 zeigt ein Bild des rekonstruierten funktionellen Volumens an; sie zeigt z.B. die Aktivitätskonzentration in Abhängigkeit vom Ort. Die Aufnahmefunktion des Gewebes des Patienten ist in dem Bild dargestellt. Multiplanare Rekonstruktion, 3D-Rendering oder Querschnitt-Bildgebung können zum Erzeugen des Bildes aus den Voxeln des rekonstruierten Volumens verwendet werden. Alternativ oder zusätzlich dazu können jegliche durch den Prozessor 12 abgeleiteten Werte angezeigt werden, wie z.B. SUVs und/oder eine Änderung im SUV. Es können auch andere Werte bestimmt werden, wie z.B. ein/e durchschnittliche/r SUV oder Aktivitätskonzentration für eine Region, ein maximaler SUV, ein Spitzen-SUV in einer vorbestimmten Volumeneinheit, eine Varianz in der Aktivitätskonzentration oder der Gesamt-SUV.
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Der Dosiskalibrator 15 ist eine Ionenkammer oder ein anderes Behältnis zum Messen der Dosis. Der Dosiskalibrator 15 ist verbunden mit dem Prozessor 12 des SPECT-Scanners 10 gezeigt, kann jedoch stattdessen auch seinen eigenen Prozessor aufweisen oder an einen Computer mit einem anderen Prozessor angeschlossen sein. Der SPECT-Scanner 10 ist möglicherweise nicht vorgesehen.
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Die langlebige Quelle 11 in Form einer Punktquelle befindet sich in dem Dosiskalibrator 15. Die Quelle 11 ist die gleiche oder eine andere Quelle 11, die zur Kalibrierung des SPECT-Scanners 10 verwendet wird. Die Quelle 11 erzeugt Emissionen bei zwei oder mehr Spitzenenergien zwischen 50 keV und 400 keV. Diese Energien sind ähnlich den Energien, die für die klinische SPECT-Bildgebung verwendet werden.
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Der Prozessor 12 ist zum Bestimmen einer Korrektur in Abhängigkeit von der Energie für den Dosiskalibrator 15 konfiguriert. Die Emissionen aus der Quelle 11 werden gemessen. Die Emissionen weisen unterschiedliche Energiespitzen auf. Die gemessenen Emissionen von dem Dosiskalibrator 15 werden durch den Prozessor 12 empfangen. Der Prozessor 12 bestimmt eine Differenz zwischen der durch den Dosiskalibrator 15 gemessenen Aktivitätskonzentration und einer bekannten Aktivitätskonzentration der Quelle 11. Die Differenz wird als eine Korrektur durch den Prozessor 12 zur Kalibrierung anderer Messungen durch den Dosiskalibrator 15 verwendet.
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Während die Erfindung oben durch Verweis auf verschiedene Ausführungsformen beschrieben wurde, sollte verstanden werden, dass viele Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne sich vom Umfang der Erfindung zu entfernen. Es ist daher beabsichtigt, dass die vorstehende detaillierte Beschreibung vielmehr als veranschaulichend als einschränkend angesehen wird, und dass verstanden wird, dass die folgenden Ansprüche, einschließlich aller Äquivalente, den Geist und Umfang dieser Erfindung definieren sollen.
