HU231269B1 - Gamma kamera holtidő meghatározás valós időben hosszú életű radioizotópok használatával - Google Patents

Description

715596/MK

Μ SZTNH*100035937

Gamma kamera holtidő meghatározás valós Időben hosszá életű radioizotópok használatával

Kapcsolódó bejelentések

A jelen szabadalmi dokumentum a 35 U.S.C. § 119(e) alapján igényeli a 2014» június 6án 62/008,791 számon bejelentett U.S. szabadalmi bejelentés elsőbbségét, amelynek teljes egészére a jelen bejelentés részeként hivatkozunk.

Háttér

A jelen kiviteli példák egyfotonos emissziós komputertomográfiára (SPECT) vonatkoznak. Ezen belül a jelen kiviteli példák holtidő korrekcióra vonatkoznak a SPECT rendszerben,

A SPECT képalkotás során a detektor elektronikának időre van szüksége egy emisszió detektálás végrehajtásához. Ez alatt az idő alatt további emisszió nem detektálható a detektor elektronika elérhetetlensége miatt. Ennek eredményeként a tényleges emisszió alulszámlált lehet, A detektált emissziós beütésszámot korrigálni kell a holtidő miatt, Az egyik megközelítés szerint rögzített frekvenciájú és amplitúdójú jelet adnak a detektor elektronikára. A rögzített frekvencia miatt a beadott jelek száma ismert, A beteg felől az emisszió detektálás holtideje miatt a rögzített frekvenciájú-jelek közül néhány nem detektálható, A detektált rögzített frekvenciájú jelek és a bevitt jelek számának hányadosa megadja a holtidő mértékét. A beteg felöl detektált emissziók beütésszámát elosztják ezzel a hányadossal a holtidő korrigálása érdekébem

Mivel a rögzített frekvenciájú jelet az elektronikába adják be, a detektor hatása a holtidőre teljesen figyelmen kívül van hagyva. Ez növeli a rekonstruált kép bizonytalanságát Kvantitatív SPECT esetén a pontatlan korrekció pontatlan kvantifíkálást eredményezhet. Amikor terápiás izotópokkal és nagy időegységre eső beütésszámmal végzik a képalkotást, a pontatlanság még jelentősebb lehet.

Rövid összefoglalás

Bevezetésként egy előnyös kiviteli példát ismertetünk az alábbiakban, amely eljárásra, rendszerre és nem-átmeneti számítógéppel olvasható közegre vonatkozik a gamma

2.

kamera vagy más detektor holt idejének meghatározásához. Egy hosszú .életű pontszerű emissziós forrást helyezőnk egy rögzített helyre úgy, hogy a gamma kamera detektálja a forrás emisszióját és közben detektálja a beteg felől érkező emissziókat is, A hosszú életű pontszerű forrás .a szkenneiési idő alatt rögzített frekvencia forrásként működik, ami lehetővé teszi a holtidő korrekciós méréseket a kristály detektoros hatással.

Egy első változatban egy eljárást adunk meg a gamma kameránál a holtidő meghatározásához. A gamma kamera detektál egy időegységre eső beütésszámot a radióizotóp forrástól, amely szomszédosán a gamma kamerához csatlakozik és detektál a betegből érkező emissziókat, miközben detektálja az időegységre eső beütésszámot. A holtidőt meghatározható az időegységre eső beütésszámból. Az emissziós beütésszám pedig a holtidő függvényében kiszámítható.

Egy második változatban a SPECT rendszer tartalmaz egy csatlakoztatott árnyékolt pontszerű forrást, amely sugárzást bocsát ki a kamera felé. A detektáló elektronika úgy van kialakítva, hogy detektálja az emissziót, ezen belül az árnyékolt pontszerű forrásból és a betegtől érkező radióizotóp emissziót. Egy processzor korrigálja a holtidő hatását a detektáló elektronikánál, ahol a korrekció az árnyékolt pontszerű forrásból érkező sugárzás valós idejű detektálásának függvénye.

Egy harmadik változatban eljárást adunk meg az .emissziós detektornál a holtidő meghatározására. A detektor első emissziót érzékel a betegtől és második emissziót a pontszerű forrástól. A második emissziót befolyásolja a holtidő az első emisszió detektálását követően. A processzor korrigálja az első emissziók beütésszámát a második emissziók beütésszámának függvényében.

A találmányt, a kővetkező igénypontok határozzák meg, és ebben a fejezetben semmi sem használható fel az igénypontok korlátozására.

A találmány további előnyeit az alábbiakban tárgyaljuk az előnyös kiviteli példákkal összevetve, és ezek később függetlenül vagy egymással kombinálva is Igényelhetők.

Az ábrák rövid ismertetése

Az alkotóelemek és az ábrák nem szükségszerűen arányosak, a hangsúly inkább a találmány elvének a bemutatásán van. Ezenkívül, az ábrákon a hasonló hivatkozási jelek hasonló elemeket jelölnek a különböző nézetekben.

Az 1, ábra egy SPECT rendszer blokkvázlata az egyik kiviteli példa szerint, holtidő korrekcióval; a

2. ábra egy detektor és kollimátor egyik változatának keresztmetszeti oldalnézet! rajza hosszú életű pontszerű forrással: és a

3. ábra egy emisszió detektornál alkalmazható holtidő meghatározó eljárás egyik vá I tozatá na k fölyam atá brája.

A rajz és az előnyös kiviteli példák részletes leírása

A gamma kameránál hosszú életű radíoizotópot használunk az abszolút rendszer holtidő valós Idejű meghatározásához. A detektorok a beteg kezelések során a hosszú életű radioizotóp sugárzásának vannak kitéve. A hosszú életű radioizotóp emisszió szabályos és szétválasztható, a helyhez rögzített elhelyezésből és a jellegzetes emissziós energiából adódóan, a betegből érkező, leképzéshez használt radío-nyomjelző emissziójától. A holtidőt hosszú életű radioizotóp használatával mérjük és a radio-nyomjelzönél az emissziók beütésszámát a holtidőre korrigáljuk. A rendszer holtidő valós idejű mérését a beteg szkennelés bemeneti adatainak részeként alkalmazzuk, a rendszer valós holtidejét pedig az adatfelvétel idején mérjük.

Az 1, ábrán látható a holtidő korrigálására alkalmas egyfotonos emissziós komputertomográfia (SPECT) 10 rendszer egyik változata. A 10 rendszer 12 processzort, 14 tárolót, 16 kijelzőt. 18 detektort, 20 detektor elektronikát és árnyékolt 26 forrást tartalmaz. A12 processzor, a 14 tároló és/vagy a 16 kijelző a SPECT 10 rendszer részét képezi vagy különálló (pl. számítógép vagy munkaállomás) egységeket képez. További, eltérő vagy kevesebb alkotóelem is alkalmazható. Például a felhasználói adatbevitel, a betegágy vagy más SPECT vonatkozású készülék is használható. A rendszer más részei tartalmazhatnak tápegységet, kommunikációs rendszert, és felhasználói interfészt, A SPECT 10 rendszer bármely ismert vagy a későbbiekben kifejlesztésre kerülő változata használható. Egy másik példánál a 16 kijelző nem szerepel.

A 18 detektor egy gamma kamera, amely tartókerethez van rögzítve, A gamma kamera tartalmazhat 20 detektor elektronikát és 18 detektort, vagy csak 18 detektort. A gamma kamera egy sík foton detektor, amelynek kristálya vagy szcintillátora van fotosokszorozó csövekkel vagy más optikai detektor. A tartókeret forgatja a gamma kamerát a beteg körül, A beteg szkennelés® közben az emissziós eseményeket a kamerával á beteghez képest különböző helyzetekben vagy szögekben detektáljuk.

A 18 detektor alakja tetszőleges. Például a 18 detektornak négyzet vagy négyszög alakú detektáló felülete lehet a betegre merőleges síkban, Más alakok is használhatók.

A 2. ábrán a 24 kollimátor a 18 detektor előtt, mellett vagy mögött helyezhető el, A 24 köllimátor a 18 detektorhoz csatlakoztatható vagy annak részét képezheti. A 24 kollimátor ólmot, wolframot vagy más anyagot tartalmaz, amely a gamma sugárzást nem ereszti át vagy elnyeli és csillapítja, A 24 kölHmátoron lyukak vagy más szerkezeti elemek található, amelyek bizonyos (inkább merőleges) irányból áteresztik a gamma sugárzást, és más szögék irányában korlátozza a sugárzást.

Az árnyékolt pontszerű 26 forrás a 18 detektorhoz közelében van elhelyezve. Az árnyékolt pontszerű 26 forrás ólommal, woiframmai vagy más anyaggal van árnyékolva, amely megakadályozza vagy korlátozza a beteg besugárzását. Az árnyékoláson lehet egy lyuk, ablak vagy rés, ami lehetővé teszi a gamma sugarak emisszióját a pontszerű 28 forrásból a 18 detektorra, Bármely mérető pontszerű 26 forrás használható, mint például 1 mm^es edény hosszú életű radioízotóppaí. Vonal vagy más alakú forrás használható.

A pontszerű 26 forrás hosszú életű, gyártás során kalibrált pontszerű forrás, A radioizotóp a pontszerű 26 forrásban hosszú életű a betegtől kibocsátott gamma sugarakhoz használt vagy lenyelt radíoizotóphoz képest. Ha a radioizotóp felezési ideje elég hosszú (pl. 6 hónap, 1 év vagy több), akkor a radioizotóp bomlási sebessége lényegében állandó egy adott beteg esetén a beteg vizsgálata során. A pontszerű 26 forrás radioízotópja lényegében rögzített frekvenciájú jelként működik, de együttműködik a teljes képalkotó lánccal, beleértve a 18 detektort és nem csak a jelfeldolgozó detektor áramkört vagy 20 elektronikát, Példaképpen néhány radioizotóp a pontszerű 26 forráshoz tartalmaz egyfotonos emissziós radioizotópot, mint például 182ΗΓ OE6év Tl/2-vel, E-Gámma 270,4, BR 79,0, vagy multi-emissziós radioizotópot, mint például Bal.33 10.55 év Tl/2-vel, «-Gamma 81,0 276,4 és 302.9+35S.Q+383.8 keV, és ennek megfelelően BR 32,9, 7,2, és 89,3%, vagy 176Lu 3,76E10év Tl/2 -vel, E-Gamma 88,3, 201,8, és 306,8 és ennek megfelelően BR 14,5, 78,0, and 93,6, Mas radioizotópok is használhatók.

A csatlakoztatott árnyékolt pontszerű 26 forrás sugárzást bocsát ki a 18 detektor felé ismételhető vagy ismert helyzetben. A csatlakoztatás hegesztéssel, szegecseléssel, reteszeléssel, sajtolt illesztéssel, menetes kötéssel vagy más módon valósítható meg a 24 kQlUmátoron, a .1.8 detektoron, a kereten vagy más szerkezeti elemen. Az árnyékolt pontszerű 26 forrás hozzáadható egy létező 18 detektorhoz Vágy 24 kóilimátorhoz, például egy kengyel hozzáadásával, amely a pontszerű 26 forrást a 18 detektort tartó kerethez erősíti. AZ árnyékolt pontszerű 26 forrás kialakítható úgy, hogy a 24 kollimátorba illeszkedjen vagy annak részét képezze, Például egy menetes furat készíthető a 24 kollimátorban, Az árnyékolt pontszerű 26 forrás árnyékolása megfelelő menettel van ellátva a csatlakoztatáshoz.

Az árnyékolt pontszerű 26 forrás csatlakozási helyei olyanok, hogy az árnyékolásban a lyuk vagy ablak a 18 detektor felé néz. A pontszerű 26 forrás helyezési szöge lehetővé teszi, hogy a gamma sugárzás a 24 koliimátoron keresztül a 18 detektorhoz jusson.

A pontszerű 26 forrás a 18 detektor előtt bárhol elhelyezhető. Az egyik kiviteli példánál a pontszerű 26 forrás egy sarokban vagy más olyan területen van elhelyezve, amely nem detektál sok gamma sugarat a betegtől, A koílimádő miatt a 18 detektor széle vagy sarka kevésbé képes a betegtől érkező gamma sugárzás detektálására. Emiatt az árnyékolt pontszerű 26 forrás kevésbé fog ínterferálni a 22 betegtől érkező gamma sugárzással. A mérete miatt a pontszerű 26 forrás a 18 detektornak csak egy kis (pl, 1%-nál kisebb) részét sugározza be illetve fedi te. A pontszerű 26 forrás a 24 kollimátorhoz illeszkedően vagy a 24 kolhmátortól távolabb van elhelyezve.

A 20 detektor elektronika tartalmaz impulzus aritmetikai áramkört, impulzus magasság analizátort, digitahzálót, szűrőt, A/D átalakítót, alkalmazás-specifikus: integrált áramkört, a félhasználás helyén programozható kapuelrendezést, jelprocesszort, ezek kombinációját, 12 processzort, vagy más jelenleg ismert vagy később kifejlesztett áramkört a 18 detektoron az egyes emissziók helyének és energiájának detektálására. Processzor használható az impulzusfelhalmozódás kezelésre. A 20 detektor elektronika a fotosokszorozó csövek vagy a 18 detektor fény detektorának kimenetét kapja és kimenetén hely, idő és energia szintet ad tovább. A 20 detektor elektronikának lehet egy küszöb funkciója, szűrője vagy más eljárása az olyan emissziók elnyomására, amelyek megoldhatatlan impulzusfeíhalmozódásbói adódnak, vagy amelyek energiája nem a radioizotóp várt ablakába vagy tartományába esik.

A 20 detektáló elektronika detektálja az emissziót, ezen belül az árnyékolt pontszerű 26 forrásból érkező sugárzást és á 22 betegtől érkező radioizotóp emissziót. A beteg kezelése során a holtidő meghatározásához radioizotóp marker (pl. pontszerű 26 forrás) használata esetén nincs szükség a 20 detektor elektronika módosítására. A 20 detektor elektronika más energiatartomány szűrőt is használhat á pontszerű 26 forrásból és a 22 betegtől érkező emisszió megkülönböztetésére. Például a betegnél használt radioizotóp Tc-99m 140 keV emissziós energia csúccsal, és a pontszerű 26 forrásnál 182Hf használható 270,4 keV emissziós energia csúccsal. Amennyiben a detektált energia a 140 keV 10%-os vagy más tartományában van, a betegtől érkező emissziót detektáltuk. Amennyiben a detektált energia a 270,4 keV 10%-os vagy más tartományában van, a pontszerű 26 forrásból érkező emissziót detektáltuk. A 20 detektor elektronika vagy más processzor számlálja az emissziók számát egy adott energia tartományban. A beütésszám egy abszolút beütésszám vagy-egy Időegységre eső beütésszám (pl. az időegységre eső emissziók száma). A pontszerű 26 forrás radioizötópjának energiái elválaszthatók vagy megkülönböztethetők .a 22 betegnél használt radioizotóp energiáitól A tartományokon kívüli emissziókat nem .számláljuk vagy figyelmen kívül hagyjuk.

A 18 detektorral és a 20 detektor elektronikával végzett detektálás a 22 beteg szkennelési folyamata .során történik. A 22 beteg a tartókereten belül vagy a SPECT 10 rendszer ágyán helyezkedik el A betegbén a képfelvételhez a 18 detektor a 22 betegből érkező emissziókat detektálja. Az emissziók egy véges forrás (pl, a 22 beteg) bármely helyéről .érkezhetnek. A radíö-nyomjelző a betegben bizonyos speciális szövetfajtába vagy egy speciális biokémiai reakció helyére vándorol, ahhoz kötődik vagy ott más módon koncentrálódik, Ennek eredményeként az ilyen szövet vagy reakció helyén nagyobb számú emisszió várható. A radio nyomjelző például úgy van kialakítva, hogy kötődjön a glukózt felvevő, a zsírsavakat szintetizáló vagy más metaboilkűS folyamatokat mutató helyekhez. Egy adott képalkotó folyamat egy szkennelési időpontban és/vagy a SPECT képalkotás adott alkalmával a radio-nyomjelző lenyelése befecskendezése során megy végbe.

Az egyik kiviteli példánál a 20 detektor elektronika impulzus-felhalmozódás szétválasztást végez, Az emissziók elég-gyorsan követhetik egymást, ezért az egyik emisszió energiája miatt egy későbbi emisszió energiája nagyobbnak tűnhet. Az emissziók szétválasztásával és a torlódás figyelembevételével a kívánt energiájú emissziók pontosabban határozhatók meg anélkül, hogy a megtartandó emissziókat figyelmen kívül kellene hagyni. Mivei különböző energiájú emissziókat használunk (pl a 22 betegtől és a pontszerű 26 forrástól), a torlódás feldolgozás megváltoztathatja a holtidő számítását. Az egyik kiviteli példánál a változás elfogadható. Egy másik kiviteli példánál a torlódás feldolgozást nem használjuk. Ehelyett a 20 detektor elektronikát torlódás szétválasztás nélkül üzemeltetjük. Egy teljesen integrált üzemmódot (pl. energia alapú detektálást, ahol nem vesszük figyelembe a többi emisszió energia nyúlványait) használunk.

A 12 processzor egy általános processzor, digitális jelfeldolgozó processzor, grafikai feldolgozó egység, alkalmazás-specifikus integrált áramkör, a felhasználás helyén programozható kapuelrendezés, digitális áramkör, analóg áramkör, ezek kombinációja, vagy más jelenleg Ismert vagy később kifejlesztésre kerülő eszköz az emissziós információ feldolgozására. A 12 processzor egyetlen eszközt, több eszközt vagy egy hálózatot tartalmaz. Több mint egy eszköz esetén párhuzamos vagy szekvenciálisán osztott feldolgozás használható. A 12 processzort alkotó különböző eszközök különböző funkciókat láthatnak el, így például az egyik processzor (pl< alkalmazás-specifikus integrált áramkör vagy a felhasználás helyén programozható kapuelrendezés) használható a rekonstruálásra és egy másik a holtidőre vonatkozó emisszió szám korrekcióra. Az egyik kiviteli példánál a 12 processzor a SPECT 10 rendszer vezérlő processzora vagy más processzora. Más kiviteli példáknál a 12 processzor egy különálló munkaállomás vagy számítógép része.

A 12 processzor eltárolt utasítások alapján működik, és közben végrehajtja az Itt leírt lépéseket, mint például a 3. ábra szerinti 38, 44 és 46 lépéseket. A 12 processzor szoftver, firmware, és/vagy hardver által meghatározottan hajtja végre a vezérlést és/vagy fogad adatokat az 1. ábra szerinti bármely vagy összes lépés eredményeként.

Az egyik kiviteli példánál a 12 processzor végzi a 20 detektor elektronika holtidő korrekcióját. A detektálás feldolgozás során a 20 detektor elektronika, amelynek része lehet a 12 processzor, késleltetést okoz. A késleltetés közben keletkező emissziók feldolgozása vagy detektálása nem történik meg. Ez a nanoszekundumos vagy mikröszekundumos késleltetés a holtidő. A holtidő miatti korrekcióhoz a 12 processzor meghatároz egy arányossági tényezőt, amely jellemző az előforduló de a holtidő miatt nem detektált emissziók arányára vagy számára. A detektált emissziók számát áz arányossági tényező alapján megnöveljük.

Az egyik kiviteli példánál a 12 processzor az árnyékolt pontszerű 26 forrás sugárzásának valós idejű detektálását alkalmazza a korrekcióhoz. Az árnyékolt pontszerű 26 forrás emisszióinak számát használjuk. Mivel ezeket az emissziókat akkor is detektáljuk, amikor a betegtől érkező emissziók detektálásához szükséges műveleteket végezzük ugyanazzal a detektorral, a pontszerű 26 forrásból érkező emissziókat is érinti a 20 detektor elektronika holtideje. A pontszerű 2.6 forrás szabályos vagy ismert gyakorisággal állítja elő az emissziókat, ezért az emissziók száma a betegtől érkező emissziók számlálása közben ismert.

Egy másik változat szerint a pontszerű 26 forrásból érkező emissziók számát egy másik időpontban merjük, amikor nincs holtidő, például a SPECT 10 rendszer kalibrálását követően, de fantom vagy beteg nélkül (pl. minden havi kalibráció után), A pontszerű 26 forrás emisszióit akkor mérjük, amikor nincs emisszió a betegben lévő radio nyomjelzőtök A szám mérésével, egy feltételezett szám használata helyett, a tengelyeltérés vagy más változók hatása nagyobb valószínűséggel benne vannak, a számban. A feltételezett vagy mért szám a 18 detektornál holtidő nélkül eltárolásra kerül a 14 tárolóban a holtidő korrekcióhoz.

A 12 processzor kiszámítja egy adott időtartam alatt a beteg szkennelése során a pontszerű 26 forrás emissziók számának és azon emissziók számának hányadosát, amikor nincs holtidő. Ez a hányados lesz az arányossági tényező. Ez a hányados jelzi, hogy a tényleges emissziók milyen százalékaránya hiányzik a holtidő miatt úgy,, hogy a detektált szám növelhető a holtidő figyelembevételével. A beteg vizsgálata során a pontszerű 26 forrás időegységre eső beütésszámának és holtidő nélküli időegységre eső beütésszám hányadosa szolgáltatja az arányossági tényezőt. Mivel ez a hányados függ a beteg szkennelés alatti méréstől., ez a hányados a rendszer holtidő valós idejű mértéke a beteg vizsgálata idején. Más kiviteli példáknál a hányados helyett más összefüggés is használható.

A 12 processzor úgy van kialakítva, hogy a 22 betegtől érkező emissziók számát arányosítja. A beütésszámok közül bármelyik vagy az összes arányosítva van, például a detektoron minden pozícióhoz tartozó beütésszám, A beütésszámokat az arányossági tényezővel arányosítjuk. A pontszerű 26 forrás holtidővel és anélkül mért beütésszámainak hányadosa használható a betegnél mért beütésszám arányosítására. A holtidővel és anélkül mért emissziók számárnak hányadosa a betegnél megegyezik a pontszerű 26 forrás hányadosával. A betegnél a holtidő nélküli beütésszám ismeretlen, ezért a betegnél az emissziók holtidő melletti beütésszámát elosztjuk a pontszerű forrásnál mért emissziók hányadosával. A hányados helyett más összefüggés esetén, szorzás vagy más összefüggés használható a betegnél a mért emissziók beütésszámának beállítására vagy növelésére, A betegnél a radio-nyomjelző emissziók számának súlyozásával, a pontszerű 26 forrásnál mért sugárzás emissziók száma alapján, pontosabb beütésszám nyerhető.

Egy adott képalkotó folyamat során egyetlen korrekciót használunk.

Ettől eltérően, az hányados vagy arányossági tényező különböző periódusokra, így például a beteghez képest a 18 detektor különböző helyzeteire is kiszámítható. Az egyes periódusokban a beütésszámok korrigálhatok az adott periódusban mért súly alapján.

A 12 processzort vagy más processzort használó SPECT 10 rendszer a leképezett teret egy rendszer mátrix alkalmazásával vagy a korrigált beütésszámok előre vetítésével állítja helyre. A betegtől érkező emissziókat a holtidőre korrigáltan használjuk a rekonstruálásnál. A betegben az aktivitás koncentráció .becsléséhez bármely rekonstruálás használható. A SPECT 10 rendszer hozzáfér a detektált emissziós eseményekhez a 14 tárolóban vagy púderben a rekonstruáláshoz, A detektoron a különböző helyekhez tartozó emissziós tárak korrigált beütésszámai alapján a 12 processzor a betegben a hely függvényeként specifikus felvételi értékeket (SUVs) számol, A SUV egy vagy több helyen az aktivitás koncentráció normalizálásával számolható, amint az a 22 betegben a radioizotóp dózis béütésszá maival kifejezhető. Egy másik változatnál a rekonstruálás során aktivitás koncentrációt használunk SUV nélkül,

A detektált emissziós esemény, más funkcionális információ, vagy más szkennelési adat is a 14 tárolóban van eltárolva. Az adatok bármely formátumban eltárolhatok, A 14 tároló egy puffer, cache, RAM, eltávolítható eszköz, merevlemez, mágneses, optikai, adatbázis vagy más jelenleg ismert vagy később kifejlesztésre kerülő tároló. A 14 tároló egyetlen eszköz vagy két vagy több eszközből képzett csoport, A 14 tároló a SPECT 10 rendszer vagy egy távoli munkaállomás vagy adatbázis, például PACS tároló része.

A 14 tároló különböző feldolgozási szintű adatokat tárolhat, így például a pontszerű 2S forrástól a beütésszámot és a számlálási időt holtidő nélkül, a beütésszámot és a számlálási időt a beteg szkennelés során, a betegnél detektált emissziókra vonatkozó további feldolgozás nélküli nyers adatokat (pl. energia és hely), a rekonstruálás előtti szűrt és küszöbbel kiválasztott adatokat, rekonstruált adatokat, szűrt rekonstruált adatokat, rendszer mátrixot, előre vetített információt, projekciós adatokat, küszöbértékeket, kijelzésre szánt képet, már kijelzett képet, vagy más adatokat. A 14 tároló vagy egy másik tároló tárolja az hányadost vagy más arányossági tényezőt a holtidő miatti korrigálásához. A 14 tároló vagy egy másik tároló tárolja a betegtől származó emissziók korrigált számát. A feldolgozáshoz, áZ adatok elkerülik a 14 tárolót, átmenetileg tárolásra kerülnek a 14 tárolóban vagy a 14 tárolóból kerülnek betöltésre.

A 14 tároló ezenkívül vagy emellett egy nem-átmeneti, számítógéppel olvasható tárolóeszköz feldolgozási utasításokkal, A 14 tároló a programozott 12 processzor által végrehajtható utasításokat képviselő adatokat tárol. A leírásban megadott folyamatokat, eljárásokat és/vagy technikákat megvalósító utasításokat nem-átmeneti, számítógéppel olvasható tárolóeszközön vagy tárolóban, mint például caché-bén, pufferben, RAM-ban, eltávolítható eszközön, merevlemezen vagy más számítógéppel olvasható tárolóeszközön tároljuk. A számítógéppel olvasható tárolóeszközök közé különböző típusú felejtő és nemfelejtő tárolóeszközök tartoznak. A rajzon látható funkciók, lépések vagy feladatok végrehajtása a számítógéppel olvasható tárolóeszközökön tárolt egy vagy több utasításkészíet végrehajtásának eredményeként valósul meg, A funkciók, lépések vagy feladatok függetlenek az adott utasltáskészlet, tárolóeszköz, processzor vágy feldolgozási stratégia típusától, és végrehajtásuk megoldható szoftverrel, hardverrel, integrált áramkörökkel, fírmware-rel, mikro-kóddal vagy hasonlóval, amelyek önmagukban vagy kombinációban működnek. Hasonlóképpen, a feldolgozási stratégiák közé tartozhat az egyidejű feldolgozás (multiprocessing), a többfeladatos feldolgozás (multitasking), a párhuzamos feldolgozás (parallel processing) és a hasonlók. Az egyik kiviteli példánál az utasítások eltávolítható tárolóeszközön vannak eltárolva, amely helyi vagy távoli rendszerekkel olvasható. Egy másik kiviteli példánál az utasítások egy távoli helyen vannak eltárolva, ahonnan egy számitógépes hálózaton vagy telefon vonalon keresztül vihetők át. Más kiviteli példánál az utasítások egy adott számítógépen, CPU-ban, GPUban vagy rendszerben vannak eltárolva.

A 16 kijelző CRT, LDD, plazma képernyő, projektor, nyomtató vagy más kimeneti eszköz lehet egy kép vagy mennyiség bemutatására. A 16 kijelző kijelzi a rekonstruált beteg tér képét, például megmutatja az aktivitás koncentrációt a hely függvényében. A betegnél a szövet felvételi funkció (pl. SUV) bemutatható a képen. A rekonstruált tér voxelelből generált kép előállításához tőhbsíkü rekonstruálás, 3D- rendereiés vagy keresztmetszeti leképezés használható. Ehelyett, vagy emellett a 12 processzorral előállított bármely mennyiség kijelezhető, így például a SUV-ok és/vagy a SUV változások. Más mennyiségek is meghatározhatók, így például az átlag SUV vagy aktivitás koncentráció egy területen, maximális SUV, csúcs SUV egy előre meghatározott, egységtérfogatban, az aktivitás koncentráció varianciája, vagy a teljes SUV. A kép értékek vagy mennyiségek a pontszerű 26 forrással végrehajtott valós idejű holtidő korrekcióval kapott beü tésszá mokon a la pul na k.

A 3. ábrán egy gamma kameránál vagy más emisszió detektornál alkalmazható holt idő meghatározó eljárás egyik változata látható. A holtidőt meghatározzuk és használjuk az emissziók számának korrigálására a kvalitatív és/vagy kvantitatív SPECT-nél· A holtidő valós idejű mértékét használjuk a betegtől érkező detektált emissziók számának korrigálásához. Az eljárás egy adott betegnél egy adott szkenneiés során alkalmazzuk.

Az eljárást az 1. ábra szerinti rendszer, a 2. ábra szerinti elrendezés külön vagy együtt, vagy más rendszer illetve elrendezés hajtja végre. A processzor végrehajtja a 38-46 lépéseket. A gamma kamera vagy detektor és a detektor elektronika hajtja végre a 3036 lépéseket. A 30, 32 és 34 lépések végrehajtásához hosszú életű forrást használünk. A 32 és 36 lépés végrehajtásához radio-nyomjelzőt használunk. A különböző lépések bármelyikének végrehajtásához más eszközök vagy anyagok is használhatók.

További, eltérő vagy kevesebb lépések is végrehajthatók. A 30 lépést például nem hajtjuk végre, amikor a hosszú élétű forrásból érkező emissziók száma feltételezett vagy szimulált. Egy másik kiviteli példánál a 44 és/vagy 46 lépést nem alkalmazzuk, Más példáknál a beteg elhelyezésére vonatkozó lépéseket, SPECT szkenner konfigurációs lépéseket és/vagy SPECT képalkotási lépéseket alkalmazunk. A lépéseket a rajzon látható sorrendben vagy más sorrendben hajtjuk végre.

A 30 lépésben emissziókat detektálunk egy hosszú életű forrásból. A gamma kamera vagy más detektor érzékeli a detektornál elhelyezett árnyékolt, pontszerű forrásból érkező emissziókat, A kalibráció részeként vagy más időpontokban, amikor nem detektálunk más radioizotópokbóí is emissziókat, a hosszú életű forrásból érkező emissziókat detektáljuk. Meghatározzuk az emissziók időegységre eső beütésszámát, A meghatározást akkor végezzük, amikor a detektorra és az elektronikára nem hat a holtidő. Az emissziók egy mértéket jelentenek a hosszú életű forrásnál az időegységre eső beütésszám kiindulási értékéhez. Más kiviteli alakoknál a hosszú életű forrás időegységre eső beütésszáma feltételezett vagy szimulált. Az időegységre eső beütésszámot eltároljuk és később a tárolóból töltjük vissza.

A 32 lépésben az emissziókat egy beteg szkennelése során detektáljuk. A szkennelés alatt a gamma kamera vagy más detektor detektálja bármelyik forrás emisszióit. Az emissziók 3 hosszú életű forrásból és a betegben lévő radíoizotópból érkeznek, A hosszú életű forrásból érkező emissziókat egy sarokban vagy a detektorhoz képest más helyen érzékeljük. Ha az árnyékolt pontszerű forrást úgy helyezzük el, hogy az emissziók a detektor felé irányuljanak, emissziókat detektálhatunk, A radfoizotóp a betegben egy befecskendezett vagy lenyelt folyékony nyomjelző, A különböző radioizotópokbóí származó emissziókat, a beteg szkennelése közben detektáljuk.

A beteg szkennelése közben mindkét forrásból származó emissziókra hatással van a holtidő, A hosszú életű forrás periodikusan képes emissziókat generálni, de elegendően szétválasztva a detektálásnál a holtidő elkerüléséhez. A betegben lévő radioízotópbói származó emissziók kevésbé szabályosak és Időben változó mértékben vannak szétválasztva, A betegből érkező emissziók miatt, a betegbői érkező emissziók és/vagy a hosszú életű forrásból érkező emissziók nem detektálhatok a holtidő miatt. A detektor és a detektor elektronika néhány emissziót, nem képes érzékelni mindkét, forrásból.

A beteg szkennelési idő alatt (azaz amikor a beteg szkenneiési helyzetben van) az emissziókat valós időben detektáljuk. Amikor az emissziók a betegből és a hosszú életű forrásból érkeznek, legalább néhány emissziót detektálunk.

A különböző forrásokból érkező emissziók az energia alapján különböztethetők meg. A detektor elektronika a különböző tartományokba eső energiákat küszöbértékkel vagy ablakkal választja szét. Az egyik tartományt a betegben lévő radioizotópból érkező emissziók detektálásra használjuk. Egy másik tartományt használunk a hosszú életű forrásból érkező emissziók detektálására. Az energia tartományok nem fedik át egymást, ami lehetővé teszi az emissziós források megkülönböztetését. Az emissziók beütésszámát és/vagy időegységre eső beütésszámát külön mérjük a detektorral és a detektor elektronikával mindegyik forrás esetén.

A gamma kaméra, mint például a gamma kamera detektor elektronikája teljesen integrált üzemmódban működik. ASPÉCT-nél a teljesen integrált üzemmódban elkerülhető a torlódásos feldolgozás. Az emissziók torlódásos feldolgozással történő szétválasztása helyett az emissziók az energia ablakban vagy azon kívül vannak. Ha több emisszió feltorlódik, akkor egy vagy több emisszió úgy detektálható, mintha az energiája a megfigyelt tartományon vagy tartományokon kívül lenne. Ennek eredményeként az emissziót a torlódásos feldolgozás nélkül nem számoljuk. A teljesen integrált üzemmódban elkerülhető a különböző energiájú forrásokból érkező emissziók megkülönböztetése. Alternatív módon torlódásos feldolgozás is választható.

A 3. ábrán a 32 lépés úgy van ábrázolva, hogy az tartalmazza a 34 és 36 lépést.

A beteg szkennelés során további, eltérő vagy kevesebb lépés is -alkalmazható az emissziók detektálására. A 34 és 36 lépes bármilyen sorrendben elvégezhető folyamatosan vagy ismétlődő módon.

A 34 lépésben emissziókat detektálunk égy hosszú életű forrásból, A forrást a gamma kamerával szomszédosán helyezzük el. A gamma kamera érzékeli az emissziókat, A betegben lévő radioizotóp felezési idejéhez (pl. néhány órás vagy napos) képest legalább 10-es faktorral nagyobb (pk néhány hónapos vagy éves) felezési idejű forrás esetén a keletkező emissziókat állandó gyakoriságú jelként lehet kezelni a beteg szkennelés során.

A processzor vagy a detektor elektronika meghatározza a hosszú életű forrásból származó emissziók beütésszámát és/vagy időegységre eső beütésszámát, Ebből kiszámítjuk az emissziók számát vagy az egy periódusra jutó számot,

A 36 lépésben a betegből érkező emissziókat detektáljuk, Mivel a betegben a radioizotóp lebomlik, gamma sugárzás kerül kibocsátásra. A gamma kamera érzékeli az emissziókat.

A detektálás akkor történik, amikor a hosszú életű forrásból érkező emissziókat detektáljuk. Az emissziók egyidősen vagy különböző Időkben érkezhetnek. Mindegyik detektált emisszió holtidőt eredményez. A holtidőben érkező kővetkező vagy egymást követő emissziókat nem detektáljuk. A beteg szkennelése során az emissziók detektálása tovább folytatódik, miközben néhány emisszió kimarad.

A 38 lépésben a betegből érkező emissziók egy vagy több beütésszámát korrigáljuk. A processzor megnöveli a beütésszámot a holtidők alatt történt emissziók figyelembe vételével. Mivel a holtidők alatt emissziókat nem detektálunk, a korrekció a hosszú életű forrásból érkező emisszió beütésszámon vagy időegységre eső beütésszámon alapul, amely ugyanolyan holtidőnek van kitéve. A holtidővel nem érintett beütésszám vagy időegységre eső beütésszám is használható. A detektoron mindegyik különböző helyhez tartozó beütésszámot korrigáljuk.

A 3, ábrán látható 38 lépés tartalmazza a 40 és 42 lépést.

További, eltérő vagy kevesebb lépés is végrehajtható a 30-36 lépésekben elvégzett detektálások eredményének korrigálására.

A 40 lépésben meghatározunk egy holtidőt a hosszú életű forrásból a 34 lépésben végzett detektálások alapján meghatározott beütésszámból vagy időegységre eső beütésszámból. A holtidő egy idő arány vagy százalékarány, amikor nem történik detektálás a teljes időhöz képest. Az egyik kiviteli példánál kiszámítjuk a 34 lépésben meghatározott beütésszám (hosszú életű forrás holtidővel érintett beütésszám) vagy időegységre eső beütésszám és a 30 lépésben meghatározott beütésszám (hosszú életű forrás holtidővel nem érintett beütésszám) vagy időegységre eső beütésszám hányadosát. Ez a hányados fejezi ki a holtidő relatív hosszát a beteg szkennelés vagy emisszió számlálás teljes idejéhez képest. A hányados részben a betegből érkező emissziók detektálása melletti valós idejű mérésén vagy detektáláson alapul.

A 42 lépésben a 36 lépésben detektált emissziók beütésszámát korrigáljuk. A 36 lépésben detektált emissziók száma alulszámlálásnak van kitéve a holtidő miatt, A tényleges emissziók számának pontosabb visszatükrözésihez a beütésszámot megnöveljük, A hosszú életű forrás hányadosa jellemző az élulszámlálás mértékére. A processzor a beütésszámot a hányadossal osztva korrigálja a beütésszámot, A beütésszámot növeljük annak figyelembe vételével, hogy a holtidő alatt valószínűleg vagy esetleg kihagytunk emissziókat. A 34 lépésben végzett detektálás alapján meghatározott beütésszám növelésére arányossági tényezővel más funkciók is használhatók.

A 44 lépésben a processzor kiszámítja az aktivitás koncentrációt. A korrigált beütésszámot használjuk az aktivitás becslésére a betegben egy adott helyen vagy területen. Az aktivitás koncentráció egy adott területen az emissziók korrigált beütésszáma vagy száma lehet. Az aktivitás koncentrációt a folyékony radio-nyomjelzőt kapott betegben a SPECT rendszerrel végzett rekonstruálás részeként határozzuk meg. A radío-nyomjelző betegbe fecskendezése vagy bevitele után a beteget a detektor közelébe helyezzük és/vagy a detektort a beteghez közelítjük. A betegben lévő radio-nyomjelzőből érkező emissziókat idő szerint detektáljuk, A betegben az emissziók helyének megállapításához a detektált emissziókat, a holtidőre korrigáltam rekonstruáljuk egy objektum térben.

A rekonstruáláshoz az aktivitás koncentrációt (pl kvantitatív SPECT) rekonstruáljük egy rendszer mátrix vagy előre vetítés alkalmazásával.

A detektált emissziókból rekonstruáljuk egy térben az emissziók eloszlását vagy a kép adatot. Az egyes helyeken (voxel) a felvétel mennyisége megbecsülhető a komputertomográfia során a rekonstruálás részeként. A SPECT megbecsüli a befecskendezett radiogyógyászati vagy nyomkövető anyag aktivitás koncentrációját a különböző helyeken, A kvantitatív SPECT-nél a céi a betegbe befecskendezett vagy ott felszívódott nyomkövető (pl, izotóp) aktivitás koncentrációjának megbecslése kBq/míben.

A rekonstruálás iteratív és tartalmaz egy képalkotást alakító fizikai modellt,, mint a kvantitatív rekonstruálás előfeltétele. A képalkotó modell tartalmazza a detektált adatokat (pl. korrigált számokat), a rendszer mátrixot vagy előre vetítést, az izotóp tulajdonságokat (pi. dózis értéket), és/vagy biológiát, A rendszer mátrix vagy az előre vetítés a rendszer mechanikai tulajdonságait reprezentálja, de más információt is tartalmazhat (pl, befecskendezési idő, beteg súlya SUV-ban kifejezve).

A rekonstruálás tartalmazza a projekclós operátort, amely képes egy adott SPECT rendszer vagy SPECT osztály szimulálására. Bármely jelenleg Ismert vagy később kifejlesztésre kerülő rekonstruálási eljárás használható, így például a legnagyobb valószínűségi várakozás maximalizálás (ML-EM), rendezett részhalmaz várakozás maximalizálás (OSEM), szankcionált súlyozott legkisebb négyzetek (PWLS), legnagyobb a posteriori (MAP), többmódusu rekonstruálás, NNLS vagy más megközelítés.

A specifikus felvett értékek (SUV) kiszámíthatók. Az aktivitás koncentráció az egyes helyeken a felvett mennyiséget reprezentálja. Ez, a felvett mennyiség az emittáit sugárzás mértéke, ezért nem normal ízált a betegnek adott sugárzási dózisra. Ezért a különböző időkben a felvétel összehasonlítása nem feltétlenül hasznos, kivéve ha azonos dózist alkalmaztunk. A SUV számításánál a dózisra normalízált felvételt kapjuk, ami lehetővé teszi a különböző mérések összehasonlítását,

A 46 lépésben elkészítjük a SPECT képet, A rekonstruáláshoz a korrigált beütésszámot használjuk. Ahol a kvantitatív SPECT nem elérhető, a korrigált beütésszám használható SUV és/vagy aktivitás koncentráció számítás nélkül. Akár kvantitatív vagy kvalitatív SPECT-rő! van szó, a korrigált beütésszámokat használjuk az emissziók rekonstruálásához a hely függvényeként. A különböző helyekről érkező emissziók relatív men ny i ség ét re ko astro á Ij u k.

A rekonstruált emisszió eloszlást leképezzük. Bármely leképezés használható, például a voxelekbői egy sík megjelenítés származtatása, ami az eloszlásra jellemző. Előállítható egy többsikú rekonstruálás is. Az egyik példánál háromdimenziós renderelést alkalmazunk projekdós vagy felületi rendereléssél. Az így létrejövő háromdimenziós leképezést kijelezzük egy kétdimenziós képernyőn.

Miközben a találmányt a fentiekben különböző kiviteli példákra hivatkozással ismertettük, nyilvánvaló, hogy több változtatás és módosítás is lehetséges anélkül, hogy eltérnénk a találmány oltalmi körétől. Ezért a fenti részletes leírást csupán szemléltető és nem korlátozó értelemben lehet figyelembe venni, és amint az ugyancsak nyilvánvaló, a találmány oltalmi körét és lényegét a következő igénypontok és azok egyenértékű változatai határozzák meg.

Claims (14)

1. Szabadalmi igénypontok

   SZTNH-100035838

   1. Eljárás holtidő meghatározására gamma, kameránál (18), ahol az eljárás során: a gamma kamerával (18) detektáljuk (34) a gamma kamerával szomszédosán elhelyezett radioízotóp forrás (26) időegységre eső beütésszámát; a gamma kamerával: (18) detektáljuk (36) a betegből (2.2) érkező emissziókat miközben detektáljuk az időegységre eső beütésszámot;

   az időegységre eső beütésszámbói meghatározzuk (40) a holtidőt; és a holtidő függvényében korrigáljuk (42) az emissziós beütésszámot.
2. 2. Az 1, igénypont szerinti eljárás, amelynél az időegységre eső beütésszám detektálás (34) során árnyékolt forrásként (26) kialakított radioizotóp forrás (26) időegységre eső beütésszámát detektáljuk (34), amely a gamma kamera (18) sarkánál emittálóan van csatlakoztatva.
3. 3. Az. 1, igénypont, szerinti, eljárás, amelynél az időegységre eső beütésszám detektálás (34) során radioizotóp forrás (26) radíoizotópjára reagálva detektálunk (34), ahol a radiolzotópnak legalább 10-es faktorral hosszabb a felezési ideje, mint a betegben (22) emissziókat létrehozó radiomyomjeizőnek.

   4, Az 1, igénypont szerinti eljárás, amelynél az emissziók detektálása (36) során a gamma kamerát (18) teljesen integrált üzemmódban működtetjük.
4. 5. Az 1. igénypont szerinti eljárás, amelynél az időegységre eső beütésszámból a holtidő meghatározás (40) sörán kiszámítjuk (44) az időegységre eső beütésszám és a holtidő nélküli időegységre eső beütésszám hányadosát.
5. 6. Az 5. igénypont szerinti eljárás, amelynél a beütésszám korrigálása (42) során a beütésszámot elosztjuk a hányadossal.

   7, Az 1. igénypont szerinti eljárás, amelynek során: előállítunk (46) egy égyfotönos emissziós komputertomográfia képet á korrigált beűtésszám függvényében,
6. 8. Az 1. igénypont szerinti eljárás, amelynek során:

   kiszámítjuk (44) az aktivitás koncentrációt a korrigált beütésszám függvényében.
7. 9. Egyfotonos emissziós komputertomográfia (SPECT) rendszer, amely tartalmaz: egy gamma kamerát. (18);

   a gamma kamerához (18) csatlakoztatott árnyékolt pontszerű forrást (26) sugárzás kibocsátására;

   detektáló elektronikát (20), amely úgy van kialakítva, hogy detektálja az emissziót, ezen belül az árnyékolt pontszerű forrásból (26) és a betegtől (22) érkező radloizotóp emissziót; és egy processzort (12), amely úgy van kialakítva, hogy korrigálja a holt idő hatását a detektáló elektronikánál (20), ahol a korrekció az árnyékolt pontszerű forrásból (26) érkező sugárzás valós idejű detektálásának függvénye.
8. 10. A 9. igénypont szerinti SPECT rendszer, amelynél az árnyékolt pontszerű forrás (26) a gamma kamerához (18) csatlakozik, amelynek árnyékolásában egy lyuk a gamma kamera (18) felé irányul.

   H. A 9. igénypont szerinti SPECT rendszer, amelynél az árnyékolt pontszerű forrás (26) hosszú életű radioizotópos sugárzó forrást (26) tartalmaz.
9. 12. A 9. igénypont szerinti SPECT rendszer, amelynél a detektor elektronika (20) úgy van kialakítva, hogy torlódás szétválasztás nélkül detektálja az emissziókat,

   13, A 9. igénypont szerinti SPECT rendszer, amelynél a detektor elektronika (20) úgy van kialakítva, hogy érzékeli az árnyékolt pontszerű forrás (26) sugárzását egy, a radloizotóp emisszióétól eltérő energia tartományt meghatározó energia ablakban.
10. 14. A 9. igénypont szerinti SPECT rendszer, amelynél a detektor elektronika (20) úgy van kialakítva, hogy a beteg (22) szkennelési folyamata alatt emissziókat érzékel, ezen belül a sugárzást és a radloizotóp emissziókat.

    15, A 9, igénypont' szerinti SPECT rendszer, amelynél a processzor (12) úgy van kialakítva, hogy kiszámítja a sugárzás emissziók első számának és második számának hányadosát, egy olyan időszakban amikor nincsenek radióizotóp emissziók.
11. 16. A 9. igénypont szerinti SPECT rendszer, amelynél a processzor (12) ügy van kialakítva, hogy korrekcióként a radioizotóp emissziók beütésszámát súlyozza a sugárzás emissziók számának függvényében.
12. 17. Eljárás holtidő m eg határozására emisszió detektornál, ahol az eljárás során: a detektorral detektálunk (32) egy első emissziót a betegtől (22) és egy második emissziót egy pontszerű forrástól (26), ahol a második emissziókat érinti az első emissziók detektálásával járó holtidő; és processzorral (12) korrigáljuk (38) az első emissziók beűtésszámát a második emissziók beütésszámának függvényében.
13. 18. A 17 igénypont szerinti eljárás, amelynél a detektálás során a beteg (22) szkennelése közben az első és második emissziókat valós időben detektáljuk; ezenkívül nem a beteg (22) szkannelés közben és nem a holtidőnek kitéve harmadik emissziókat detektálunk (30);

    ahol a korrigálás (42) során a korrigálást (42) a második emissziók beütésszámának és a harmadik emissziók beütésszámának függvényében végezzük.

    19, A 17 igénypont szerinti eljárás, amelynél a detektálás (32) során teljesen integrált üzemmódban detektálunk (32) egyfotonos emissziós komputertomográfia (SPECT) rendszerben.
14. 20. A 17 igénypont szerinti eljárás, amelynél a detektálás (32) során az első emissziókat egy első energia tartományban detektáljuk (36) és a második emissziókat az első energia tartománytól eltérő második energia tartományban detektáljuk (34).