ES2956469T3 - Valoración de la dosis interna con tomografía computarizada portátil por emisión de fotones únicos - Google Patents
Valoración de la dosis interna con tomografía computarizada portátil por emisión de fotones únicos Download PDFInfo
- Publication number
- ES2956469T3 ES2956469T3 ES21204172T ES21204172T ES2956469T3 ES 2956469 T3 ES2956469 T3 ES 2956469T3 ES 21204172 T ES21204172 T ES 21204172T ES 21204172 T ES21204172 T ES 21204172T ES 2956469 T3 ES2956469 T3 ES 2956469T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- patient
- activity
- spect
- detector
- distribution
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000002603 single-photon emission computed tomography Methods 0.000 title claims abstract description 79
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 185
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 70
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 55
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 19
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 19
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 12
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 11
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 claims description 10
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000005070 sampling Methods 0.000 abstract description 4
- 238000004980 dosimetry Methods 0.000 description 8
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 7
- 230000005251 gamma ray Effects 0.000 description 7
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 7
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 6
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 6
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 6
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- QWUZMTJBRUASOW-UHFFFAOYSA-N cadmium tellanylidenezinc Chemical compound [Zn].[Cd].[Te] QWUZMTJBRUASOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 108091093037 Peptide nucleic acid Proteins 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 3
- 239000012217 radiopharmaceutical Substances 0.000 description 3
- 229940121896 radiopharmaceutical Drugs 0.000 description 3
- 230000002799 radiopharmaceutical effect Effects 0.000 description 3
- 238000003325 tomography Methods 0.000 description 3
- 229910004613 CdTe Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 2
- 210000003484 anatomy Anatomy 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 2
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 2
- 238000004448 titration Methods 0.000 description 2
- 229910004611 CdZnTe Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000013170 computed tomography imaging Methods 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000029142 excretion Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000009396 hybridization Methods 0.000 description 1
- 238000012804 iterative process Methods 0.000 description 1
- 210000003734 kidney Anatomy 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000013610 patient sample Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000005258 radioactive decay Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 229940124597 therapeutic agent Drugs 0.000 description 1
- 238000011287 therapeutic dose Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
- 230000003442 weekly effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/54—Control of apparatus or devices for radiation diagnosis
- A61B6/542—Control of apparatus or devices for radiation diagnosis involving control of exposure
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
- A61B6/03—Computed tomography [CT]
- A61B6/037—Emission tomography
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/04—Positioning of patients; Tiltable beds or the like
- A61B6/0407—Supports, e.g. tables or beds, for the body or parts of the body
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/42—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis
- A61B6/4208—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a particular type of detector
- A61B6/4233—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a particular type of detector using matrix detectors
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/42—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis
- A61B6/4291—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis the detector being combined with a grid or grating
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/44—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis
- A61B6/4405—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis the apparatus being movable or portable, e.g. handheld or mounted on a trolley
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/52—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis
- A61B6/5205—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of raw data to produce diagnostic data
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/16—Measuring radiation intensity
- G01T1/161—Applications in the field of nuclear medicine, e.g. in vivo counting
- G01T1/164—Scintigraphy
- G01T1/1641—Static instruments for imaging the distribution of radioactivity in one or two dimensions using one or several scintillating elements; Radio-isotope cameras
- G01T1/1642—Static instruments for imaging the distribution of radioactivity in one or two dimensions using one or several scintillating elements; Radio-isotope cameras using a scintillation crystal and position sensing photodetector arrays, e.g. ANGER cameras
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
- A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
- A61B2562/0219—Inertial sensors, e.g. accelerometers, gyroscopes, tilt switches
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Surgery (AREA)
- Public Health (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Nuclear Medicine (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
Para la estimación de dosis interna basada en SPECT (36), se utiliza un detector portátil (12) para muestrear la actividad. El detector portátil (12) puede utilizar selectivamente imágenes de campo lejano o de campo cercano para una exploración SPECT. Una cámara y/o giroscopio (11) ayudan a determinar la ubicación de la emisión y/o alinear las actividades de los diferentes momentos. La curva tiempo-actividad u otra dosis se estima (36) utilizando actividades de diferentes momentos donde la actividad durante al menos un tiempo proviene del detector portátil (12), lo que puede permitir un muestreo más frecuente de la actividad y una estimación de dosis más precisa (36). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Valoración de la dosis interna con tomografía computarizada portátil por emisión de fotones únicos
Antecedentes de la invención
Las realizaciones actuales se relacionan con la tomografía computarizada por emisión de fotones únicos (SPECT, por sus siglas en inglés). Los sistemas SPECT son máquinas independientes, que generalmente se fijan en una habitación dedicada. En SPECT, los detectores de cámara gamma son detectores planos con un área de aproximadamente 2000 cm2 y están diseñados para permitir la obtención de imágenes de atributos clínicamente relevantes sin truncamiento del paciente o solamente con un mínimo (por ejemplo, un detector de 40 x 50 cm2 para cubrir axialmente al menos ambos riñones y obtener imágenes de la mayor parte del torso del paciente). Este tamaño, incluyendo la dedicación de una habitación a un sistema de obtención de imágenes, puede ser costoso. Los pacientes son llevados inconvenientemente al sistema de obtención de imágenes, que se fija en un lugar. Algunos escáneres médicos se han posicionado en un camión para que los hospitales sin un sistema de tomografía dedicado puedan tener acceso a tal sistema. El paciente se lleva al camión y se coloca en el sistema de obtención de imágenes fijado en su lugar en el camión.
La deposición de energía administrada al paciente se valora con dosimetría basada en obtención de imágenes. La dosimetría permite la adaptación de la dosis terapéutica a un límite más alto sin efectos adversos en el tejido sano, mejorando el resultado, o permite limitar los efectos secundarios. Los pacientes sin adaptación de dosimetría pueden recibir un tratamiento insuficiente.
Para la dosimetría, la curva de actividad temporal o la dosis se calcula a partir de imágenes cuantitativas tomográficas de la actividad en varios puntos de tiempo. Los grandes dispositivos individuales basados en un camión o en una habitación no permiten una determinación conveniente de la actividad a veces separados por horas o días en la estimación de la dosis. El número de escaneos del paciente puede ser limitado (por ejemplo, hasta 5-6 escaneos) y requerir hasta 120 horas de hospitalización del paciente. La mayoría de los hospitales solamente realizan un escaneo. La exactitud de la dosimetría es, por lo tanto, un problema logístico, ya que es posible que no se proporcionen mediciones en un número deseado de los puntos de tiempo para capturar la dinámica complicada de varios agentes terapéuticos.
Los dispositivos portátiles de estado sólido de aplicaciones de seguridad nacional pueden usar la formación de imágenes de apertura codificada no adaptativa para obtener imágenes de un paciente. El paciente está lejos del dispositivo, satisfaciendo la aproximación de campo lejano, ya que el enfoque se deriva de aplicaciones de seguridad por las cuales se intenta descubrir la fuente radiactiva en espacio abierto o cerrado desde una distancia lejana. Esto puede no proporcionar suficiente información y/o es indebidamente limitante en los requisitos de obtención de imágenes.
WO 2020/210532 A1 divulga métodos y sistemas para obtener imágenes moleculares versátiles y de alto rendimiento. US 2004/0054248 A1 divulga un detector de emisiones radiactivas equipado con un sistema de seguimiento de posición. La publicación “In Vivo Hybridization of Technetium-99m-Labeled Peptide Nucleic Acid (PNA)”, (G. Mardirossian et al.) demuestra que el PNA etiquetado es capaz de hibridar a su complemento in vivo en un modelo de perlas en ratones.
Breve descripción de la invención
A modo de introducción, las realizaciones preferidas descritas a continuación incluyen métodos, medios de almacenamiento legibles por computadora, y sistemas para la estimación de la dosis interna basada en SPECT. Se usa un detector portátil para muestrear la actividad. El detector portátil puede usar selectivamente obtención de imágenes de campo lejano o cercano para un escaneo SPECT. Una cámara y/o giroscopio ayudan a determinar la ubicación de la emisión y/o alinear las actividades de los diferentes tiempos. La curva de tiempo-actividad o la dosis se estima usando actividades de diferentes momentos en donde la actividad por al menos un tiempo proviene del detector portátil, lo que puede permitir un muestreo más frecuente de la actividad y una estimación de la dosis más exacta.
En una primera realización, se proporciona un sistema de tomografía computarizada por emisión de fotones (SPECT) como se define en las reivindicaciones adjuntas.
En una realización, el generador de imágenes es una cámara. La salida de imágenes ópticas de la cámara se puede usar de una o más maneras para formar tomográficamente las actividades. Por ejemplo, el procesador de imágenes está configurado para formar las actividades en donde una posición o posiciones del escáner de mano se determinan a partir de la salida de la cámara. Como otro ejemplo, el procesador de imágenes está configurado para formar las actividades como reconstrucciones multimodales con la salida de la cámara siendo imágenes usadas para estimar la estructura interna del paciente para las reconstrucciones multimodales. En otro ejemplo, el procesador de imágenes está configurado para formar las actividades en donde una posición o posiciones de la patente en los diferentes momentos se determinan a partir de la salida de la cámara. La curva de actividad de tiempo se determina con las actividades de los diferentes tiempos alineados con la salida de la cámara.
En otra realización, el procesador de imágenes está configurado para determinar la dosis al ajustar la curva de actividad temporal a las actividades de los diferentes tiempos. Por ejemplo, el procesador de imágenes está configurado para
determinar la dosis al ajustar la curva de actividad de tiempo a las actividades de los diferentes tiempos y una actividad de un tiempo adicional. La actividad del tiempo adicional se realiza desde un escáner SPECT que tiene una cama en donde se coloca al paciente para el escaneo.
El escáner de mano puede ser transportado por una persona. Por ejemplo, el escáner de mano pesa 5 kilogramos o menos. Para el escaneo, el escáner de mano se puede montar en un soporte. En una realización, el escáner de mano incluye además un giroscopio. El procesador de imágenes está configurado para formar las actividades usando orientaciones del giroscopio.
En una realización, el detector de estado sólido está configurado para detectar a diferentes energías. El procesador de imágenes se puede configurar para formar tomográficamente usando un colimador para una menor de las diferentes energías y usando obtención de imágenes Compton para una mayor de las diferentes energías.
El detector se puede usar con aproximación de campo lejano o cercano. Para el campo lejano, el paciente se encuentra dentro de un ángulo subtendido del detector de estado sólido que lo abarca de forma que la actividad se forma con el escáner de mano en una posición. Para el campo cercano, el paciente está más cerca del escáner de mano en donde el ángulo subtendido cubre solamente una porción del paciente de modo tal que la actividad se forma con el escáner de mano que se mueve para detectar desde diferentes posiciones con respecto al paciente. En otro ejemplo, el detector de estado sólido tiene una resolución espacial de 1 mm o menos, y es menor a 500 centímetros cuadrados. El campo lejano es una distancia de al menos 1 metro desde el paciente hasta el escáner de mano.
En una segunda realización, se proporciona un método para la valoración de la dosis interna en SPECT, como se define en las reivindicaciones adjuntas.
En una realización, la distribución de la primera actividad se determina al reconstruir la distribución de la primera actividad del primer escaneo SPECT como un escaneo con multimodalidad usando tomografía computarizada. La segunda distribución de actividad se determina al reconstruir la segunda distribución de actividad a una resolución espacial menor que la primera distribución de actividad. En otras realizaciones que usan la aproximación del campo cercano, la distribución de la segunda actividad se determina por la detección de emisiones usando el detector transportable por personas que se posiciona en diferentes orientaciones con respecto al paciente. Se usa una cámara y/o un giroscopio del detector transportable por personas para alinear las emisiones con el paciente.
La dosis interna se estima, en una realización, al ajustar una curva de actividad de tiempo a las actividades de la primera y segunda distribución de actividad.
En una realización usando una aproximación de campo lejano, la distribución de la segunda actividad se determina con una resolución de profundidad menor que la resolución lateral, y el detector transportable por personas se mantiene en una única orientación con respecto al paciente durante el segundo escaneo SPECT.
Cuando el detector es un dispositivo de estado sólido, la distribución de la segunda actividad se puede determinar con las emisiones detectadas por el detector transportable por personas a energías de 8,18x10-5 nJ [511 keV] o menores, y la reconstrucción basados en líneas de respuesta basadas, al menos en parte, en la colimación. La distribución de la segunda actividad se puede determinar con las emisiones detectadas por el detector transportable por personas a energías de 8,18x10-5 nJ [511 keV] o mayores, y la reconstrucción con obtención de imágenes Compton.
En un aspecto no reivindicado, se proporciona un método para la valoración de la dosis interna en SPECT. La distribución de la primera actividad en un paciente se determina con un primer escaneo SPECT del paciente en una cama de un escáner SPECT. La distribución de la primera actividad representa al paciente en un primer período. Se selecciona el escaneo de campo cercano o lejano para un detector de estado sólido portátil, tal como la selección basada en un rango medido o en la entrada del usuario. Una segunda distribución de actividad en el paciente se determina con el detector de estado sólido portátil usando escaneo de campo cercano o lejano seleccionada. La dosis interna para el paciente se determina a partir de las distribuciones de la primera y segunda actividad.
Otros aspectos y ventajas de la invención se discuten a continuación junto con las realizaciones preferidas y pueden ser reivindicados más adelante independientemente o en combinación.
Breve descripción de los dibujos
Los componentes y las figuras no son necesariamente a escala, sino que se pone énfasis en ilustrar los principios de la invención. Aún más, en las figuras, los números de referencia similares designan partes correspondientes a lo largo de las diferentes vistas.
La figura 1 es un sistema de obtención de imágenes SPECT que usa un detector portátil de acuerdo con una realización; Las figuras 2A y 2B muestran el uso de campo cercano y campo lejano, respectivamente, del detector portátil; y La figura 3 es un diagrama de flujo de una realización de un método para la valoración de la dosis interna en SPECT.
Descripción detallada de los dibujos y realizaciones actualmente preferidas
La dosis interna se valora, al menos en parte, usando un SPECT de minificación cuantitativa portátil con formación de imágenes adaptativas. La formación de imágenes SPECT se basa en el principio de Anger usando un detector de centelleo (por ejemplo, NaI(Tl)) y un colimador multicanal de plomo (Pb). Los avances recientes reemplazan el detector con un convertidor directo, tal como telururo de cadmio y zinc (CZT, por sus siglas en inglés) y/o el Pb con tungsteno (W), pero el proceso de formación de imágenes no se altera, aun usando un colimador multicanal. El uso de otra formación de imagen colimada, tal como multiplexada o no multiplexada, se reserva a la obtención de imágenes de órganos específicos. Para la dosimetría, se debe medir todo el cuerpo o al menos el torso. Se desea la formación de imágenes que permitan obtener imágenes de todo el cuerpo con un dispositivo de formato portátil muy pequeño.
Además del cálculo de propagación de energía técnica fundamental, la distribución de la actividad se debe medir con la mayor frecuencia posible, tal como un escaneo rápido y sin muchas complicaciones para los proveedores de obtención de imágenes o para el paciente. Se puede usar un pequeño módulo detector de estado sólido portátil como dispositivo de mano que puede escanear mientras está sujeto o montado en un soporte mecánico. El módulo detector portátil es capaz de obtener imágenes de un paciente usando un dispositivo de obtención de imagen, tal como una cámara óptica (estereoscópica, tiempo de vuelo 4D (TOF, por sus siglas en inglés), luz estructurada 3D, escáner láser, rastreador óptico o infrarrojo) y obtener imágenes del paciente usando el detector, tal como obtención de imágenes por rayos gamma con formación de imágenes adaptativas altamente minificante.
La minificación se proporciona cuando el tamaño de la imagen es menor al tamaño del objeto. La obtención de imágenes a una distancia entre 0.01 m y 10 m (cerca del campo lejano) del paciente brinda un ángulo subtendido correspondiente e intenta resolver la distribución de la actividad menor que 3 mm a 3 cm. Para cada escaneo, los datos se adquieren continuamente y el sensor óptico (u otros sensores opcionales) registra el movimiento del cuerpo para su posterior registro con los datos de rayos gamma reconstruidos para proporcionar una superposición registrada de la distribución de la actividad. Como el sistema es pequeño, puede ser de mano o se puede montar en cualquier habitación pequeña, por lo que no requiere hospitalización, para monitorear y registrar la actividad del paciente y así permitir un conjunto de datos de tiempo con mayor resolución. No se requiere que el paciente esté en un hospital para la examinación. Todo el sistema se puede montar en una plataforma móvil (es decir, carrito móvil, vehículo) o llevar a cabo en donde las examinaciones de seguimiento se realizan fuera del hospital, o en algunos casos todo el sistema de obtención de imágenes va al domicilio del paciente para las examinaciones de seguimiento.
La formación de imágenes adaptativa proporciona una obtención de imágenes en una amplia gama de energías de < 3,20x10-5 nJ a < 4,81x10-4 nJ [< 200 keV a < 3000 keV, en donde la formación de imágenes puede cambiar de colimación física (es decir, multicanal o multiplexada) a colimación electrónica usando la obtención de imágenes Compton. En una recopilación de información jerárquica, la actividad se proporciona con una calidad de imagen obtenida con escáneres dedicados de gran tamaño y un pequeño sistema portátil que realiza comprobaciones puntuales. Al integrar en el dispositivo de mano de detección de estado sólido de rayos gamma usando la formación de imágenes adecuadas y la obtención de imágenes de otras longitudes de onda (por ejemplo, ópticas) para proporcionar información auxiliar (información modal adicional) en un sistema, el dispositivo se puede usar para obtener imágenes de un paciente a lo largo de un período prolongado de tiempo. La acumulación y descomposición de la actividad debido a la descomposición física y la redistribución y excreción biológica pueden ser rastreadas con mayor exactitud debido a la conveniencia.
La Figura 1 muestra una realización del sistema SPECT. El sistema SPECT implementa el método de la Figura 3 o un método diferente. Un escáner de mano 10 se usa para dosimetría con el fin de proporcionar muestras adicionales de la actividad y/o para el funcionamiento usando una selección de obtención de imágenes de campo cercano y campo lejano.
El sistema SPECT incluye un escáner de mano 10, un procesador de imágenes 14, una pantalla 16, y un escáner SPECT 15. Se pueden proporcionar componentes adicionales, diferentes o menos. Por ejemplo, no se incluye el escáner SPECT 15. Como otro ejemplo, no se proporciona la pantalla 16, tal como cuando se usan estimaciones de la dosis del procesador de imágenes 14 para aplicar radiofármacos adicionales sin obtención de imágenes. En aún otro ejemplo, los dispositivos de entrada de usuario (por ejemplo, teclado, pantalla táctil, panel táctil, ratón, bola de seguimiento, botones, perillas, controles deslizantes y/o interruptores basculantes) se proporcionan para el control del usuario del escáner de mano 10, el procesador de imágenes 14, y/o el escáner SPECT 15.
El escáner de mano 10 incluye un giroscopio 11, un generador de imágenes 13, un colimador 19, y un detector 12. Se pueden proporcionar componentes adicionales, diferentes o menos. Por ejemplo, se incluye un acelerómetro, sensores de posicionamiento magnético, y/u otros sensores de posición u orientación. Como otro ejemplo, el giroscopio 11 y/o el generador de imágenes 13 no se proporcionan. En otro ejemplo, no se proporciona el colimador 19, tal como cuando se realizan la obtención de imágenes Compton.
El escáner de mano 10 está diseñado para ser transportado por una persona o un par de personas. El escáner de mano 10 se sujeta a mano o se puede transportar entre usos. El escáner de mano 10 es portátil, por ejemplo, en un carro, en una bolsa, y/o tiene un factor de forma con una o más asas. Durante el escaneo, el escáner de mano 10 se puede montar en el montaje 17 o seguir transportándose a mano por un usuario.
En una realización, el escáner de mano 10 pesa 5 kilogramos o menos. Por ejemplo, el escáner de mano 10 es de 1-3 kilogramos. Se pueden proporcionar realizaciones más pesadas o ligeras. El escáner de mano 10 puede tener el tamaño de un maletín (por ejemplo, 15,24 x 40,64 x 60,96 cm [6 x 16 x 24 pulgadas]) o de una caja de zapatos (por ejemplo, 15,24 x 20,32 x 35,56 cm [6 x 8 x 14 pulgadas]). Cualquier tamaño se puede proporcionar. El escáner de mano 10 es un pequeño módulo detector de estado sólido portátil que se puede usar como dispositivo de mano o montado en el montaje 17 (por ejemplo, un soporte mecánico). Dado que el escáner 10 es pequeño, el escáner 10 se puede ser de mano o se puede montar en cualquier habitación pequeña, por lo que no es necesario hospitalizar al paciente para monitorear y registrar la actividad del paciente. Dado que el escáner 10 es pequeño, es posible que el escáner 10 no requiera ninguna hospitalización o que requiera menos hospitalización para monitorear y registrar la actividad del paciente en diferentes períodos. El escáner de mano 10 permite un conjunto de datos de tiempo con una resolución mayor a la que se basa sola en el escáner SPECT 15 grande y fijo. No es necesario que el paciente esté en un hospital para realizar ningún o todos los escaneos. El escáner 10 se puede montar en una plataforma móvil (es decir, un carrito móvil o un vehículo) o transportar a donde las examinaciones de seguimiento se realizan fuera del hospital o, en algunos casos, en el domicilio del paciente para las examinaciones de seguimiento.
El detector 12 es un detector configurado para detectar las emisiones de un paciente. El detector 12 detecta la radiación del paciente. Por ejemplo, se detectan emisiones de desintegración radiactiva. Se detecta radiación gamma.
El detector 12 es de cualquier tamaño basado en limitaciones de espacio y peso del escáner 10. En una realización, el detector 12 es de 10x10 cm, 5x5 cm, 3x5 cm o 5x7 cm, pero se pueden usar otros tamaños. Se puede usar cualquier forma, tal como una lámina plana o curva que sea cuadrada, rectangular u otra forma. En una realización, el detector 12 está en el rango de tamaño por área de menos de 25 cm cuadrados a menos o igual a 500 cm cuadrados. Se pueden usar detectores 12 más pequeños o más grandes.
El detector 12 es un detector de estado sólido, tal como ser un semiconductor. Por ejemplo, se usa un CZT u otro detector de rayos gamma de conversión directa. En una realización, se usa un CdTe basado (por ejemplo, CdZnTe) con un ASIC (por sus siglas en inglés) para semiconductores a temperatura ambiente. Se pueden usar otros semiconductores de temperatura ambiente de alta Z. Otros módulos de detector de estado sólido incluyen Si, CZT, CdTe, HPGe (por sus siglas en inglés), TlBr, o dispositivos similares. El detector 12 se crea con fabricación de obleas en cualquier espesor, tal como aproximadamente 4 mm para CZT. Alternativamente, el detector 12 es otro tipo de sensor.
El detector 12 puede incluir un semiconductor formateado para su procesamiento. Por ejemplo, el detector 12 incluye un circuito integrado específico de la aplicación (ASIC) para detectar la interacción de fotones con un electrón en el detector 12. El ASIC se coloca con los píxeles del detector 12. El ASIC es de cualquier grosor. Se puede proporcionar una pluralidad de ASIC, como 9 ASICs en una cuadrícula 3x3 del detector 12.
El detector 12 puede funcionar a cualquier velocidad de recuento. La electricidad es generada por un píxel debido a la interacción con la radiación. Esta electricidad es detectada por el ASIC. Se detecta la ubicación, la hora y/o la energía. La señal detectada puede estar condicionada, tal como amplificada, y enviada a un transceptor para la comunicación inalámbrica.
El colimador 19 se puede incluir en o por el detector 12. Se puede usar cualquier tipo de colimador 19, tal como un colimador multicanal, un colimador multiplexado o un colimador multiplexado codificado en tiempo. Alternativamente, no se proporciona ningún colimador, como cuando se proporciona la colimación electrónica por la obtención de imágenes Compton.
El detector 12 puede detectar emisiones a diferentes energías. El mismo detector 12 se usa para detectar emisiones en cualquiera de las diferentes energías o rangos de energía. Por ejemplo, el detector 12 se usa para la formación de imágenes adaptativas en donde se pueden detectar emisiones como energía de menos de 3,20x10-5 nJ [200 keV] a menos de 4,81x10-4 nJ [3000 keV]. Alternativamente, el detector 12 está diseñado para detectar energías en un rango de energía específico, tal como alrededor de 8,18x10-5 nJ [511 keV]. La formación de imágenes puede ser diferente para diferentes energías, tal como cambiar de colimación física (por ejemplo, multicanal o multiplexada) a colimación electrónica usando obtención de imágenes Compton basadas en el rango de energía en el cual se está obteniendo la imagen. Por ejemplo, la colimación física por el colimador 19 se proporciona para energías a o menos de 8,18x10-5 nJ [511 keV], menos de 6,41x10-5 nJ [400 keV] o menos de 9,61x10-5 [600 keV]. La colimación electrónica se usa para energías más altas. En una realización, el detector 12 tiene una resolución de energía menor al 1 % a 1,06x10-4 [662 keV].
El detector 12 tiene cualquier resolución espacial, tal como una resolución espacial de 1 mm o menos. El detector 12 se usa para realizar una obtención de imágenes de rayos gamma con minificación de formación de imágenes adaptativas. La minificación se proporciona cuando el tamaño de la imagen es menor que el tamaño del objeto. Por ejemplo, el escáner 10 se coloca a una distancia del paciente de entre 0,01 m y 10 m (cerca del campo lejano), lo que produce un ángulo subtendido correspondiente, e intenta resolver la distribución de la actividad de menos de 3 mm a 3 cm. En este caso, el tamaño del objeto es el tamaño de la anatomía de interés. Se puede proporcionar una resolución espacial mayor a 1 mm. Los métodos de formación de imágenes que minifican incluyen colimación multicanal, multiplexada, multiplexada codificada en tiempo u obtención de imágenes Compton con sensor intrínseco.
Para la obtención de imágenes SPECT, la ubicación y orientación del detector 12 en relación con el paciente se determinan para ubicar las líneas de respuesta de las emisiones detectadas. La ubicación y la orientación del detector en relación con el paciente se pueden usar alternativa o adicionalmente para la corrección del movimiento, el registro espacial de la actividad a lo largo del tiempo (por ejemplo, el seguimiento), la estimación de atenuaciones por ubicación para la reconstrucción, y/u otros usos. Por ejemplo, el generador de imágenes 13 puede registrar el movimiento o la posición del cuerpo para su posterior registro con los datos de rayos gamma reconstruidos para proporcionar una superposición registrada de la distribución de la actividad. El escáner incluye el generador de imágenes 13 y/o el giroscopio 11 para determinar la ubicación y orientación del detector 12 y/o del paciente.
El generador de imágenes 12 es un escáner, tal como un escáner basado en transmisión, para escanear al paciente. Se puede usar cualquier escáner, tal como el ultrasonido, lo suficientemente pequeño como para caber en el escáner de mano 10. En una realización, el generador de imágenes 13 es una cámara óptica o infrarroja. La cámara puede determinar la información de profundidad, tal como una cámara estereoscópica. Se puede usar una cámara de tiempo de vuelo de cuatro dimensiones, una cámara que usa luz estructurada para estimar la superficie tridimensional, un escáner láser o un rastreador óptico.
El giroscopio 11 es un giroscopio de estado sólido. Se pueden usar otros sensores de posición y/u orientación, como un sensor de rango, un sensor de posicionamiento magnético, un acelerómetro, y/o un sensor de posicionamiento global. El giroscopio 11 y/u otro sensor con el generador de imágenes 13 permiten determinar con precisión la ubicación y la orientación del escáner 10 en relación con el paciente y/o el entorno. Una unidad de referencia estacionaria separada del escáner 10 se puede usar para mejorar la exactitud.
El escáner 10 se comunica con el procesador de imágenes 14. El procesador de imágenes 14 puede estar integrado en o con el escáner 10. Alternativamente, se proporciona comunicación por cable o inalámbrica entre el escáner 10 y el procesador de imágenes 14. El procesador de imágenes 14 puede formar parte del escáner SPECT 15 o de una estación de trabajo o servidor independiente. Las comunicaciones se usan para transmitir señales detectadas (por ejemplo, eventos de emisión o desintegración) y/o mediciones de posición y orientación. Alternativamente, se transmite la distribución de la actividad reconstruida. Las transmisiones se envían directamente a un dispositivo maestro, tal como el procesador de imágenes 14 (por ejemplo, un ordenador, una tableta o una estación de trabajo que aloja el procesador de imágenes 14).
El montaje 17 puede ser portátil. El montaje 17 es un soporte, trípode u otra estructura para sujetar el escáner 10 en su lugar durante el escaneo. El montaje se puede conectar con el escáner 10, por ejemplo, usando pestillos, ajuste a presión, deslizadores y pasadores, u otra conexión liberable. Se pueden incluir uno o más motores para mover el escáner 10 para escanear desde diferentes ubicaciones en relación con el paciente en la obtención de imágenes de campo cercano. El montaje 17 puede mantener el escáner 10 en una posición para la obtención de imágenes de campo lejano. En realizaciones alternativas, el montaje 17 no se proporciona. El usuario sujeta el escáner 10 para escanear al paciente.
El procesador de imágenes 14 es un procesador general, procesador de señal digital, circuito integrado específico de aplicación (ASIC), matriz de compuertas programable en campo, unidad de procesamiento gráfico, circuito digital, circuito analógico, y/u otro procesador ahora conocido o desarrollado posteriormente para realizar tomografía. El procesador de imágenes 14 puede estar formado por múltiples dispositivos, tal como un ASIC para detectar eventos y determinar una línea de respuesta en relación con el paciente para cada evento, un procesador general para la reconstrucción tomográfica y la estimación de la dosis, y una unidad de procesamiento gráfico para renderizar una imagen a partir de la representación generada tomográficamente del interior del objeto. Se puede usar el procesamiento en paralelo y/o en serie. El procesador de imágenes 14 está configurado por hardware, firmware y/o software.
El procesador de imágenes 14 está configurado para generar una distribución de actividad con tomografía. Los recuentos y las posiciones en y de los detectores 12 en relación con el paciente (es decir, posiciones que indican las líneas de respuesta) se usan para reconstruir una representación de actividad bidimensional o tridimensional del paciente. Para cada escaneo, la distribución de la actividad se forma tomográficamente a partir de (1) emisiones detectadas por el paciente por el detector de estado sólido 12 y (2) salida del generador de imágenes. Se puede usar cualquier reconstrucción conocida o desarrollada posteriormente. Por ejemplo, la colimación física se usa en la formación de imágenes para energías menores a 6,41x10-5 nJ [400 keV] y la obtención de imágenes Compton se usa para la reconstrucción de emisiones a energías mayores a 6,41x10-5 nJ [400 keV]. El colimador 19 puede indicar la orientación de las líneas de respuesta con respecto al detector 12. Dado que el detector 12 detecta emisiones en una amplia gama de energías (por ejemplo, < 3,20x10-5 nJ a < 4,81x10-4 nJ [< 200 keV a < 3000 keV]), la formación de imágenes cambia de colimación física (es decir, multicanal o multiplexada) a colimación electrónica usando obtención de imágenes Compton a una energía umbral (por ejemplo, 6,41x10-5, 8,02x10-5, 8,17x10-5, 8.20x10-5, o 9,61x10-5 nJ [400, 500, 510, 512, o 600 keV]).
Para la reconstrucción de la distribución de la actividad durante un período (es decir, el tiempo de un escaneo completo), el procesador de imágenes 14 determina las líneas de respuesta para las mediciones (por ejemplo, la aparición de emisiones con o sin energía). El procesador de imágenes 14 está configurado para identificar líneas de respuesta para las señales de la información de posición y orientación del generador de imágenes 13, el giroscopio 11, y/u otro sensor. El movimiento o la posición y orientación del paciente y/o detector 12 para cada emisión detectada se determina y se usa para establecer la línea de respuesta a lo largo del cual se produjo la emisión en el paciente. Una posición o posiciones
del escáner de mano se determinan a partir de la salida de la cámara (es decir, imágenes ópticas o imágenes de profundidad). La posición del paciente en relación con el detector se determina de forma que la línea de respuesta que se origina en el píxel del detector que detecta la emisión se define en la posición y la orientación que pasa a través del paciente.
En una realización, la salida del generador de imágenes 13 y/o el giroscopio se usan en la reconstrucción multimodal. Por ejemplo, un escaneo previo del paciente incluyó un escaneo por tomografía computarizada (CT, por sus siglas en inglés). La posición del paciente y la orientación en relación con el escáner 10 se usan para alinear (por ejemplo, para la transformación) los datos de CT que se usarán para la corrección de la atenuación y/o la reconstrucción específica de la estructura/tejido. La estructura interna del paciente se estima basada en la salida para la reconstrucción multimodal. En otra realización, la imagen óptica con o sin información de distancia se usa para generar una estimación de los datos de CT del paciente, que se usan en la reconstrucción multimodal.
En otra realización, el paciente y/o el escáner 10 se mueven durante el período de un escaneo dado. La información de posición y orientación del generador de imágenes 13 y/o el giroscopio 11 se usan para determinar la línea de respuesta para cada emisión detectada. Se determina la línea de respuestas en relación con el paciente durante el movimiento por parte del paciente.
En otras realizaciones, la información de posición y/u orientación se usa para alinear actividades reconstruidas de diferentes escaneos y períodos correspondientes. Se pueden usar combinaciones de las diferentes realizaciones.
El procesador de imágenes 14 está configurado para reconstruir tomográficamente la representación bidimensional o tridimensional de la actividad a partir de las líneas de respuesta. Se puede usar cualquier reconstrucción tomográfica. En un proceso iterativo, tal como el uso de la proyección hacia adelante y hacia atrás desde el espacio de medición al espacio de objeto o imagen, se genera una representación espacial del objeto por la optimización. El escáner 10 se representa como un modelo de sistema usado en la reconstrucción. El procesador de imágenes 14 determina una distribución espacial basada en las señales y el modelo del sistema. La distribución espacial es una distribución bidimensional o tridimensional. Una representación bidimensional o tridimensional de la actividad en una región interna de un paciente se genera por tomografía a partir de las señales de los detectores 12. Las ubicaciones de emisiones se representan para SPECT.
La reconstrucción tomográfica puede usar una aproximación de campo cercano o lejano. El mismo detector 12 y el mismo escáner 10 se pueden usar para la obtención de imágenes basadas en campos lejanos o cercanos. La distribución de la actividad dentro del paciente por un período o un punto de tiempo se determina tomográficamente basado en la detección del campo cercano o lejano del detector. El paciente se encuentra en el campo cercano o lejano del campo de visión del detector 12. La figura 2A muestra la detección de campo cercano 20, tal como cuando el ángulo subtendido (mostrado por líneas discontinuas) de la sensibilidad del colimador 19 y/o del detector 12 detecta solamente una parte del paciente o un subconjunto de la parte del paciente que es de interés. Por ejemplo, el detector 12 y el escáner 10 están a menos de 1 metro del paciente. Como resultado, la reconstrucción del campo cercano usa las emisiones detectadas con el detector 12 en diferentes posiciones y/u orientaciones con respecto al paciente. El detector 12 y el escáner 10 se mueven para detectar emisiones de diferentes ubicaciones y/u orientaciones. Para explorar todo el paciente y/o la región de interés (por ejemplo, el torso), el detector 12 se mueve para detectar emisiones de diferentes regiones en diferentes momentos del período de escaneo. El detector 12 también se puede mover para detectar emisiones de diferentes orientaciones para las mismas ubicaciones.
La figura 2B muestra la detección de campo lejano 22, tal como cuando el ángulo subtendido del detector 12 y/o el colimador 19 detecta emisiones de toda la región de interés (por ejemplo, todo el paciente o el torso). El detector 12 se puede mantener en una posición y orientación en relación con el paciente. La distribución de la actividad reconstruida resultante puede tener una menor resolución en profundidad que lateralmente en relación con el detector 12 debido al uso de la posición única y la orientación para detectar las emisiones. La resolución se puede aumentar por la detección de campo lejano desde diferentes orientaciones.
El campo lejano y el campo cercano se pueden distinguir por la entrada del usuario que identifica el campo lejano o cercano. Alternativamente, el generador de imágenes 13 se usa para detectar la distancia, tal como el uso de cámaras estéreo, tiempo de vuelo u otras imágenes tridimensionales. El procesador de imágenes 14 está configurado para la reconstrucción basada en la detección de campo lejano o cercano. El tipo de reconstrucción y/o los datos disponibles para la reconstrucción son diferentes para el campo lejano contra el campo cercano.
En referencia a la Figura 1, el procesador de imágenes 14 se puede configurar para generar una imagen 18 a partir de la representación. El volumen, la superficie u otro renderizado se puede realizar para una representación tridimensional. La distribución tridimensional se renderiza en una imagen bidimensional 18 para su visualización desde una dirección de visualización dada. Alternativamente, un segmento o plano representado en la representación tridimensional se usa para seleccionar datos para formar una imagen bidimensional 18. Para una distribución o representación bidimensional, se genera una imagen bidimensional 18. La imagen de la distribución de la actividad en un período dado se puede superponer a una imagen del generador de imágenes 13 para el mismo tiempo o para otro diferente.
El procesador de imágenes 14 está configurado para determinar la dosis interna a partir de una curva de actividad temporal formada a partir de actividades de diferentes escaneos en diferentes momentos. Una curva de actividad de tiempo se ajusta a las actividades de los diferentes tiempos. El curado de la actividad del tiempo de ajuste o sus características (por ejemplo, integral bajo la curva) indica la dosis. Las actividades de una ubicación dada están alineadas, tal como las imágenes o los datos del generador de imágenes 13. Las actividades alineadas para una ubicación o un grupo continuo de ubicaciones (por ejemplo, para una región de órgano o tejido), sumadas o promediadas, se usan para el ajuste de curvas.
En una realización, el escáner SPECT 15 es un escáner SPECT de tamaño completo. El escáner SPECT 15 está fijado al suelo de una habitación o camión específico. Este escáner SPECT puede incluir una unidad de imagen CT para la reconstrucción multimodalidad. El escáner SPECT 15 incluye una cama dedicada al escáner. El paciente se acuesta sobre la cama para el escaneo SPECT. La distribución de la actividad resultante puede tener una resolución espacial mayor que el uso del detector 12. La actividad a lo largo del tiempo del paciente puede ser submuestreada o procesada de modo tal que el ajuste de curva se ajuste a la distribución de actividad del escáner SPECT 15 y una o más distribuciones de actividad reconstruidas a partir de escaneos por el detector 12 en diferentes períodos u horas. Se puede usar cualquier combinación de distribuciones de actividad del detector 12 y del escáner SPECT 15. Cualquier número de distribuciones de actividad de una o más (por ejemplo, cinco o más, como diez) escaneos diferentes y períodos correspondientes se pueden usar en el ajuste.
La pantalla 16 es una pantalla CRT (por sus siglas en inglés), LCD (por sus siglas en inglés), proyector, impresora u otra pantalla. La pantalla 16 está configurada para mostrar la imagen tomográfica 18 y/o una dosis estimada (por ejemplo, un valor de dosis o la curva de actividad del tiempo). La dosis y/o la imagen 18 o las imágenes 18 se almacenan en un búfer de plano de visualización y se leen en la pantalla 16. Las imágenes 18 pueden ser un escaneo de imágenes generadas por diferentes escaneos. La imagen 18 o las imágenes 18 son de la representación bidimensional o tridimensional de la actividad en la región interna del paciente, por lo que representan una vista del interior del paciente. Se pueden generar imágenes que representen una vista exterior, tal como una vista desde el generador de imágenes 13. La dosis se puede mostrar para modular otras decisiones de dosificación.
La Figura 3 muestra una realización de un diagrama de flujo de un método para la valoración de la dosis interna en SPECT. El método usa la recopilación jerárquica de información. Un escáner SPECT dedicado de gran tamaño se usa para muestrear la actividad de un paciente una o más veces, tal como cuando el paciente recibe por primera vez un radiofarmacéutico y cualquier otra vez que el paciente se encuentra de otro modo en el hospital o en la habitación de obtención de imágenes o en el centro. Un pequeño escáner SPECT portátil se usa para proporcionar controles puntuales para la actividad de la muestra en uno o más momentos, tal como el paciente que visita periódicamente una farmacia, escaneo en casa o alquila el escáner SPECT portátil. Con el escáner SPECT portátil, la obtención de imágenes resulta menos complicada, lo que permite obtener muestras de tiempo adicionales de la distribución de la actividad del paciente.
El método puede ser implementado por el sistema de la Figura 1 u otra disposición. El escáner SPECT 15 realiza la actividad 30. El escáner de mano 10 realiza la actividad 34. Un procesador de imágenes y/o una entrada de usuario realizan las actividades 32 y 36. El procesador de imágenes puede realizar partes de las actividades 30 y 34, tal como la estimación de líneas de respuesta y la reconstrucción de las emisiones detectadas. La pantalla 16 se usa para la actividad 38. Se pueden usar otros sistemas o dispositivos.
Los actos se realizan en el orden mostrado (es decir, de arriba a abajo o numéricamente) u otros órdenes. Por ejemplo, las actividades 30, 32 y 34 se realizan en cualquier orden. La actividad 30 y/o las actividades 32 y 34 se pueden repetir varias veces.
Se pueden proporcionar actividades adicionales, diferentes o menos. Por ejemplo, la actividad 32 no se realiza. Como otro ejemplo, la actividad 38 no se realiza, tal como cuando la dosis estimada se usa en dosimetría sin mostrar una imagen. En otro ejemplo, se proporcionan actividades para la entrada y el control del usuario. En otro ejemplo, la actividad 30 no se realiza. En su lugar, el escáner de mano se usa para todas las muestras de la actividad.
En la actividad 30, el escáner SPECT de tamaño completo y/o el procesador de imágenes determinan una distribución de la actividad en un paciente con un escaneo SPECT del paciente en una cama del escáner SPECT. El escaneo SPECT puede incluir un escaneo de CT para reconstrucción multimodal. Se determina la distribución de la actividad en una región de interés del paciente o para todo el paciente. El escaneo se produce durante un período a medida que se detectan las emisiones. Estas emisiones se usan para reconstruir la distribución de la actividad, proporcionando la actividad en el paciente en un momento dado.
La distribución de la actividad se determina a partir de las emisiones detectadas. El detector detecta la radiación (por ejemplo, radiación gamma) del paciente. Por ejemplo, el paciente ingiere o se le inyecta un radiofármaco. Se detectan emisiones por desintegración. Se cuentan las emisiones a lo largo de las diferentes líneas de respuesta a través del paciente. Los eventos detectados de diferentes ubicaciones de muestreo se cuentan o recopilan. Las líneas de respuesta o líneas a lo largo de las cuales se producen los diferentes eventos se usan en la reconstrucción. Las líneas de respuesta se basan en la posición y/o el ángulo del detector y del paciente cuando se produjo el evento. La distribución en tres dimensiones de las emisiones del paciente se puede reconstruir a partir de los eventos y las líneas de respuesta
correspondientes.
El procesador de imágenes reconstruye tomográficamente la distribución de la actividad de una región interna del paciente a partir de la radiación detectada. Las líneas de respuesta y los eventos se usan para reconstruir una representación bidimensional o tridimensional de la actividad en el paciente. La reconstrucción puede ser en una dimensión o un valor para una región u órgano, tal como una lista de órganos con la actividad correspondiente por órgano. Se puede usar cualquier reconstrucción SPECT. En una optimización iterativa, las ubicaciones de las emisiones se determinan a partir de las señales detectadas. La reconstrucción tomográfica se usa para reconstruir las ubicaciones del radioisótopo.
En la actividad 32, el usuario o el procesador de imágenes selecciona el escaneo de campo cercano o lejano para un detector de estado sólido portátil. El escáner SPECT portátil se puede posicionar a una distancia de varias distancias desde el paciente hasta el escaneo, dependiendo del entorno. Por ejemplo, el detector se puede colocar a 0,01-10 metros del paciente. Dependiendo del ángulo efectivo de detección del detector y/o colimador, el ángulo formado para la detección puede cubrir solamente una parte de la región de interés del paciente a una distancia dada. En este caso, se selecciona el escaneo de campo cercano. Cuando el ángulo formado para la detección cubre toda la región de interés del paciente a la distancia, se selecciona el escaneo de campo lejano. La selección puede ser diferente para los distintos escaneos SPECT.
La selección se puede basar en la detección del paciente, por ejemplo, con una cámara y la determinación de la distancia (por ejemplo, con una cámara de profundidad). El procesador de imágenes determina automáticamente la distancia y selecciona. Alternativamente, el usuario mide o estima la distancia. Se proporciona una entrada de usuario para introducir la distancia como una selección o para introducir la selección.
Para el escaneo de campo lejano, el detector se puede mantener en una posición. El usuario o un soporte mantienen el detector para detectar las emisiones del paciente. El detector se puede mover alrededor del paciente para detectar emisiones desde diferentes direcciones, pero no se puede mover para detectar emisiones desde diferentes ubicaciones del paciente. Para el escaneo del campo cercano, el detector se mueve a diferentes ubicaciones de muestra del paciente. Para cualquier ubicación o grupo de ubicaciones, el detector se puede mover a diferentes posiciones para detectar emisiones desde diferentes direcciones.
En la actividad 34, el detector transportable por personas (escáner de mano) se usa para determinar la distribución de la actividad en el paciente con un escaneo SPECT del paciente. Se determina la actividad en el paciente para un período o punto de tiempo diferente. Horas o días aparte de determinar la actividad en la actividad 30, el escáner de mano se usa para determinar la actividad actual del paciente. El escaneo SPECT se realiza para muestrear la actividad.
El escaneo de campo cercano o lejano seleccionado se realiza para medir las emisiones. El usuario puede recibir instrucciones sobre dónde mover y/o posicionar el escáner de mano con respecto al paciente en función del escaneo de campo cercano o lejano. El detector se puede elevar, bajar, girar, acercar o alejar, y/o mover de lado a lado para detectar emisiones de todas las ubicaciones de interés del paciente.
Puesto que la disposición fija de la cama en relación con el detector SPECT no se proporciona con el detector de personatransportable, una cámara, giroscopio, acelerómetro, otro sensor, y/o sus combinaciones se usan para determinar la posición y la orientación del detector en relación con el paciente. Para cada emisión, se determina la línea de respuesta a través del paciente. La posición y la orientación del detector con respecto al paciente se encuentran basados en la cámara u otros sensores. Para la reconstrucción, se usan las ubicaciones (posición y orientación) de las líneas de respuesta a través del paciente. Las ubicaciones de las líneas de respuesta las encuentra el procesador de imágenes usando la cámara u otros sensores. Para cualquier posición y orientación del detector en el escaneo de campo cercano o lejano, la ubicación de la línea de respuesta para la emisión se determina para alinear la emisión con el paciente.
El procesador de imágenes puede usar la cámara u otros sensores para alinear las emisiones detectadas y/o las actividades reconstruidas de diferentes momentos. Similarmente, las emisiones o las actividades reconstruidas pueden estar alineadas con el sistema de obtención de imágenes o coordenadas para otros dispositivos, tal como la alineación con las imágenes de cámara. La alineación se puede usar o también para alinear atenuaciones estimadas o medidas o estructura anatómica para la reconstrucción multimodal. La alineación puede ser para la corrección del movimiento a medida que el paciente y/o el escáner se mueven.
El procesador de imágenes reconstruye una distribución bidimensional o tridimensional de la actividad en el paciente a partir de las emisiones detectadas y las líneas de respuesta. Cualquier información multimodal alineada, tales como atenuaciones, se puede usar en la reconstrucción. Se usa la misma reconstrucción o una reconstrucción diferente que se realiza en la actividad 30 para reconstruir la distribución de la actividad en la actividad 34.
Dado que se usa el detector transportable por personas, la distribución de la actividad reconstruida puede tener una resolución espacial menor a la proporcionada por el escáner SPECT de tamaño completo en la actividad 30. Cuando se usa el escaneo de campo lejano con una única orientación en relación con el paciente para detectar emisiones, la resolución de profundidad para una reconstrucción tridimensional puede ser inferior a la resolución lateral. El muestreo ascendente o descendente se puede usar para distribuciones de actividad de diferentes resoluciones para estimar la
dosis.
La reconstrucción usada puede variar dependiendo de la energía. Cuando la reconstrucción es de emisiones a o por debajo de 8,18x10-5 nJ [511 keV] u otro umbral (por ejemplo, 6,41x10-5 o 9,61x10-5 nJ [400 o 600 keV]), entonces se usa la colimación física. Las líneas de respuesta se basan, al menos en parte, en el colimador, tal como un colimador multicanal o multiplexado. Cuando las energías se encuentran en el umbral o por encima del mismo, se realiza la obtención de imágenes Compton para la reconstrucción. La colimación electrónica se proporciona en la reconstrucción.
Las actividades 32 y 34 se pueden repetir. Cualquier repetición mide la distribución de la actividad para un período o punto de tiempo diferente. Por ejemplo, el paciente tiene una frecuencia diaria, semanal u otra de citas de escaneo. El escáner de mano se usa para escanear al paciente en cada cita, proporcionando la distribución de la actividad para cada cita. La actividad 30 se puede repetir. Se proporciona un conjunto de actividades que representan al paciente en diferentes momentos.
En la actividad 36, el procesador de imágenes u otro procesador calcula la dosis interna del paciente. La dosis interna se estima como una curva de tiempo-actividad de ajuste. Alternativamente, la dosis se estima como una parte integral de la curva de tiempo-actividad de ajuste.
Para una ubicación dada en el paciente, la actividad varía a lo largo del tiempo. Después de alinear las ubicaciones de las distribuciones de actividad de diferentes momentos, se identifica la misma ubicación del paciente en cada distribución de actividad. La curva de tiempo-actividad se ajusta a las actividades de esa ubicación a lo largo del tiempo (es decir, para los diferentes períodos de escaneo). Para un grupo de ubicaciones, la curva de tiempo-actividad se ajusta a un promedio o suma de las actividades de las ubicaciones en cada período o punto de tiempo. Se puede determinar la dosis para un tipo de tejido u órgano en particular.
El ajuste es para cualquier número de actividades. Se puede usar la actividad de un único período. Las actividades de dos o más períodos, tal como 5-10, se pueden usar para una estimación más exacta de la dosis.
En la actividad 38, una pantalla visualiza una imagen. El procesador de imágenes genera una imagen a partir de una o más de las representaciones reconstruidas (distribuciones de actividad) y/o de la dosis estimada. Para mostrar la distribución de la actividad en un período dado, se forma o renderiza una imagen para la visualización bidimensional a partir de la representación. La imagen puede estar formada por interpolación, asignación de valores de visualización (por ejemplo, color), filtrado, u otro procesamiento de imágenes. Para la radiación de rayos gamma, la imagen puede representar una distribución espacial de las emisiones. El resultado puede ser un mapa de captación en un paciente. La distribución de la actividad puede ser una superposición codificada por colores de otra imagen, tal como una imagen de CT del escaneo en la actividad 30 y/o una imagen óptica del escáner usado en el escaneo de la actividad 34. La imagen se visualiza en una pantalla. Como alternativa, la imagen se imprime o proyecta.
Para mostrar la dosis, la imagen de la distribución de la actividad se puede anotar con un valor o gráfico que muestre la dosis. Alternativamente, la imagen muestra la dosis sin mostrar la distribución de la actividad.
Si bien la invención ha sido descrita anteriormente en referencia a varias realizaciones, se debe entender que se pueden realizar muchos cambios y modificaciones sin apartarse del alcance de la invención. Por lo tanto, se pretende que la descripción detallada anterior se considere ilustrativa y no limitante, y que se entienda que son las siguientes reivindicaciones las que tienen por objeto definir el alcance de esta invención.
Claims (19)
1. Un único sistema de tomografía computarizada por emisión de fotones, SPECT, que comprende:
un escáner de mano (10) que consiste en un detector de estado sólido (12) configurado para detectar las emisiones de un paciente y un dispositivo de imagen (13) configurado para obtener imágenes del paciente; y
un procesador de imágenes (14) configurado para determinar una dosis interna a partir de una curva de actividad temporal formada a partir de actividades de diferentes escaneos en diferentes momentos, las actividades formadas tomográficamente a partir de, en un primer período, un primer escaneo SPECT del paciente en una cama de un escáner SPECT (15), así como, en un segundo período, de (a) emisiones detectadas por el paciente por el detector de estado sólido (12) durante los diferentes escaneos de los diferentes tiempos y (b) salida del generador de imágenes (13), el procesador de imágenes (14) configurado para formar tomográficamente las actividades con el paciente en un campo lejano del detector de estado sólido (12) o en un campo cercano del detector de estado sólido (12).
2. El sistema SPECT de la reivindicación 1, en donde el generador de imágenes (13) comprende una cámara, y en donde el procesador de imágenes (14) está configurado para formar las actividades en donde una posición o posiciones del escáner de mano (10) se determinan a partir de la salida de la cámara, siendo la salida imágenes ópticas.
3. El sistema SPECT de la reivindicación 1, en donde el generador de imágenes (13) comprende una cámara, y en donde el procesador de imágenes (14) está configurado para formar las actividades como reconstrucciones multimodales con la salida de la cámara siendo imágenes usadas para estimar la estructura interna del paciente para las reconstrucciones multimodales.
4. El sistema SPECT de la reivindicación 1, en donde el generador de imágenes (13) comprende una cámara, y en donde el procesador de imágenes (14) está configurado para formar las actividades en donde una posición o posiciones del paciente en los diferentes momentos se determinan a partir de la salida de la cámara, y la curva de actividad de tiempo se determina con las actividades de los diferentes tiempos alineados con la salida de la cámara.
5. El sistema SPECT de la reivindicación 1, en donde el procesador de imágenes (14) está configurado para determinar la dosis ajustando la curva de actividad de tiempo a las actividades de los diferentes tiempos.
6. El sistema SPECT de la reivindicación 5, en donde el procesador de imágenes (14) está configurado para determinar la dosis al ajustar la curva de actividad de tiempo a las actividades de los diferentes tiempos y una actividad de un tiempo adicional, actividad del tiempo adicional procedente de un escáner SPECT (15) con una cama en donde se coloca al paciente para el escaneo.
7. El sistema SPECT de la reivindicación 1, en donde el escáner de mano (10) pesa 5 kilogramos o menos.
8. El sistema SPECT de la reivindicación 1, en donde el detector de estado sólido (12) está configurado para detectar diferentes energías y en donde el procesador de imágenes (14) está configurado para formarse tomográficamente usando un colimador (19) para una menor de las diferentes energías y usando obtención de imágenes Compton para una mayor de las diferentes energías.
9. El sistema SPECT de la reivindicación 1, en donde el escáner de mano (10) comprende además un giroscopio (11), y en donde el procesador de imágenes (14) está configurado para formar las actividades usando orientaciones del giroscopio (11).
10. El sistema SPECT de la reivindicación 1, en donde el campo lejano comprende que el paciente está dentro de un ángulo subtendido del detector de estado sólido (12) que abarca al paciente de modo tal que la actividad se forma con el escáner de mano (10) en una posición, y en donde el campo cercano comprende que el paciente está más cerca del escáner de mano (10), en donde el ángulo tendido cubre solamente un porción del paciente, de modo tal que la actividad se forma con el escáner de mano (10) moviéndose desde diferentes posiciones en relación con el paciente.
11. El sistema SPECT de la reivindicación 1, en donde el detector de estado sólido (12) tiene una resolución espacial de 1 mm o menos, y es menor a 500 centímetros cuadrados, en donde el campo lejano es una distancia desde el paciente hasta el escáner de mano (10) de al menos 1 metro.
12. El sistema SPECT de la reivindicación 1, que comprende además un montaje (17) conectable al escáner de mano (10), el escáner de mano (10) que está conectado al montaje (17) durante al menos uno de los diferentes escaneos.
13. Un método para la valoración de la dosis interna en la tomografía computarizada por emisión de fotones únicos, SPECT, el método que comprende
determinar (30) una distribución de la primera actividad en un paciente con un primer escaneo SPECT del paciente en una cama de un escáner SPECT (15), la distribución de la primera actividad que representa al paciente en un primer período;
determinar (34) una segunda distribución de actividad en el paciente (a) con una segunda escaneo SPECT del paciente usando un detector portátil de estado sólido (12) o (b) con un detector portátil de estado sólido (12) usando el escaneo de
campo cercano o lejano seleccionada para el detector portátil de estado sólido (12), la distribución de la segunda actividad que representa al paciente en un segundo período; y
estimar (36) la dosis interna al paciente a partir de las distribuciones de la primera y segunda actividad.
14. El método de la reivindicación 13, en donde determinar (30) la distribución de la primera actividad comprende reconstruir la distribución de la primera actividad a partir del primer escaneo SPECT como un escaneo multimodalidad usando tomografía computarizada, y en donde la determinación (34) de la segunda distribución de actividad comprende la reconstrucción de la segunda distribución de actividad a una resolución espacial menor que la primera distribución de actividad.
15. El método de la reivindicación 13, en donde estimar (36) la dosis interna comprende ajustar una curva de actividad de tiempo a actividades de la primera y segunda distribución de actividad.
16. El método de la reivindicación 13, en donde determinar (34) la distribución de la segunda actividad comprende determinar (34) por detección de emisiones usando el detector transportable por personas (12) que se coloca en diferentes orientaciones en relación con el paciente en donde se usa una cámara y/o giroscopio (11) del detector transportable por personas (12) para alinear las emisiones con el paciente.
17. El método de la reivindicación 13, en donde determinar (34) la distribución de la segunda actividad comprende determinar (34) con una resolución de profundidad menor que la resolución lateral y el detector transportable por personas (12) que se mantiene en una única orientación en relación con el paciente durante el segundo escaneo SPECT.
18. El método de la reivindicación 13, en donde determinar (34) la distribución de la segunda actividad comprende determinar (34) con emisiones detectadas por el detector transportable por personas (12) a energías a 8,18x10-5 nJ [511 keV] o por debajo y la reconstrucción basada en líneas de respuesta basadas, al menos en parte, en la colimación.
19. El método de la reivindicación 13, en donde determinar (34) la distribución de la segunda actividad comprende determinar (34) con emisiones detectadas por el detector transportable por personas (12) a energías a 8,18x10-5 nJ [511 keV] o por encima y reconstrucción con obtención de imágenes Compton.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US16/949,298 US11191515B1 (en) | 2020-10-23 | 2020-10-23 | Internal dose assessment with portable single photon emission computed tomography |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ES2956469T3 true ES2956469T3 (es) | 2023-12-21 |
Family
ID=78371948
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES21204172T Active ES2956469T3 (es) | 2020-10-23 | 2021-10-22 | Valoración de la dosis interna con tomografía computarizada portátil por emisión de fotones únicos |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11191515B1 (es) |
EP (1) | EP3988026B1 (es) |
JP (2) | JP7293297B2 (es) |
ES (1) | ES2956469T3 (es) |
HU (1) | HUE063262T2 (es) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11497461B1 (en) | 2021-05-03 | 2022-11-15 | Siemens Medical Solutions Usa, Inc. | Solid-state dose calibration system |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB9301206D0 (en) * | 1993-01-22 | 1993-03-17 | British Nuclear Fuels Plc | Gamma radiation camera systems |
US5844241A (en) | 1996-07-19 | 1998-12-01 | City Of Hope | System and method for determining internal radioactivity and absorbed dose estimates |
EP1272108A4 (en) | 2000-04-12 | 2011-07-13 | Pem Technologies Inc | HAND CAMERA WITH TOMOGRAPHIC POSSIBILITY |
US8565860B2 (en) * | 2000-08-21 | 2013-10-22 | Biosensors International Group, Ltd. | Radioactive emission detector equipped with a position tracking system |
JP2016223997A (ja) * | 2015-06-03 | 2016-12-28 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 放射線カメラ |
JP6632849B2 (ja) | 2015-10-02 | 2020-01-22 | キヤノンメディカルシステムズ株式会社 | 被ばく線量管理システム |
WO2018229311A1 (es) * | 2017-06-15 | 2018-12-20 | Consejo Superior De Investigaciones Cientificas (Csic) | Sistema de imagen dual apto para su uso en diagnósticos oncológicos y biopsias guiadas en tiempo real |
US11065475B2 (en) | 2017-12-05 | 2021-07-20 | Siemens Medical Solutions Usa, Inc. | Multi-cycle dosimetry and dose uncertainty estimation |
JP2022526445A (ja) * | 2019-04-09 | 2022-05-24 | ジティオ, インコーポレイテッド | 高性能かつ万能な分子画像のための方法およびシステム |
US11524178B2 (en) * | 2019-10-09 | 2022-12-13 | Siemens Medical Solutions Usa, Inc. | Internal dose tomography |
US11642093B2 (en) * | 2019-10-09 | 2023-05-09 | Siemens Medical Solutions Usa, Inc. | Calibration of radiation dose estimation in medical nuclear imaging |
-
2020
- 2020-10-23 US US16/949,298 patent/US11191515B1/en active Active
-
2021
- 2021-09-15 JP JP2021149968A patent/JP7293297B2/ja active Active
- 2021-10-22 ES ES21204172T patent/ES2956469T3/es active Active
- 2021-10-22 EP EP21204172.7A patent/EP3988026B1/en active Active
- 2021-10-22 HU HUE21204172A patent/HUE063262T2/hu unknown
-
2022
- 2022-07-08 JP JP2022110551A patent/JP7293467B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
HUE063262T2 (hu) | 2024-01-28 |
EP3988026B1 (en) | 2023-06-21 |
EP3988026A1 (en) | 2022-04-27 |
US11191515B1 (en) | 2021-12-07 |
JP2022132366A (ja) | 2022-09-08 |
JP7293467B2 (ja) | 2023-06-19 |
JP2022069395A (ja) | 2022-05-11 |
JP7293297B2 (ja) | 2023-06-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8565860B2 (en) | Radioactive emission detector equipped with a position tracking system | |
US7332722B1 (en) | Simultaneous multi-headed imager geometry calibration method | |
US5376795A (en) | Emission-transmission imaging system using single energy and dual energy transmission and radionuclide emission data | |
US6587710B1 (en) | Hand-held gamma camera | |
US20040015075A1 (en) | Radioactive emission detector equipped with a position tracking system and utilization thereof with medical systems and in medical procedures | |
CN103607951A (zh) | 图像处理装置及图像处理方法 | |
ES2956469T3 (es) | Valoración de la dosis interna con tomografía computarizada portátil por emisión de fotones únicos | |
Qi et al. | Experimental assessment of resolution improvement of a zoom-in PET | |
Li et al. | Design study of a dedicated head and neck cancer PET system | |
US20150038840A1 (en) | Portable medical imager with gui interface comprising a motion sensor | |
EP2783240B1 (en) | Gantry-free spect system | |
US11160520B2 (en) | Mobile tomography imaging | |
US11229414B2 (en) | Adjustable detector array for a nuclear medicine imaging system | |
US12061297B2 (en) | Adjustable detector array for a nuclear medicine imaging system | |
JP2022069395A5 (es) | ||
US20220338826A1 (en) | Adjustable detector array for a nuclear medicine imaging system | |
US9322930B2 (en) | Flexible gamma camera system | |
Khodaverdi et al. | Preliminary studies of a micro-CT for a combined small animal PET/CT scanner | |
Williams et al. | Integrated CT-SPECT system for small-animal imaging | |
US20090032716A1 (en) | Nuclear medicine imaging system with high efficiency transmission measurement | |
Madhav et al. | Initial development of a dual-modality SPECT-CT system for dedicated mammotomography | |
Meikle et al. | CoALA-SPECT: A coded aperture laboratory animal SPECT system for pre clinical imaging | |
Tornai et al. | A novel application specific emission tomograph (ASET) for breast imaging | |
CN118354720A (zh) | 占地面积小的多用途spect系统 | |
JPH10160849A (ja) | 核医学診断装置 |