JP2005535884A - 特定ミッション向け陽電子放出断層撮影 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、米国特許法(35USC)119条(e)に基づき、「Mission Specific PET」と題された2002年8月12日出願の米国特許仮出願第60/402,535号に対する優先権を請求するものであり、当該仮出願の内容を参照により本願に援用する。
1) S. Holbrook, “Newsline Commentary”, Journal of Nuclear Medicine 43(2), p. 12N, 2002.
2) L.P. Adler et al., “Evaluation of Breast Masses and Axillary Lymph Nodes with [F-18] 2-Deoxy-2-fluoro-D-glucose PET", Radiology, 1993, 187: 743-750.
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5) C. Chen, L. Adler et al., "Simultaneous Recovery of Size and Radioactivity Concentration of Small Spheroids with PET Data", J. Nucl. Med., 40(1), pp. 118-130, 1999.
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7) U.S. Patent No. 5,252,830.
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10) D. Townsend et al., "High Density Avalanche Chamber (HIDAC) Positron Camera", J. Nucl. Med., 28:1554-1562, 1987.
11) C. Thompson et al., "Feasibility Study for Positron Emission Mammography", Med. Phys. 1994, 21:529-538.
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18) W. Moses et al., "Design of a High Resolution, High Sensitivity PET Camera for Human Brains and Small Animals", IEEE Transactions on Nuclear Science NS-44, pp. 1487-1491, 1977.
19) W. Worstell et al., "Monte Carlo-based Implementation of the ML-EM Algorithm for 3-D PT Reconstruction", Proceedings IEEE Nucl. Sci. Symp. 1997.
20) I. Weinberg et al., "Crystal Identification in Modular 2-Dimensional Array Detectors for High Spatial Resolution PET", Proc. Intl. Wksp. on Physics and Engineering in Computerized Multi-dimensional Imaging and Processing, SPIE V.
21) I. Weinberg et al., "Biopsy-Ready PEM Scanner with Real-Time X-Ray Correlation Capability", accepted for presentation at IEEE Nucl. Sci. Symp. 2002.
22) I. Weinberg et al., "Implementing reconstruction with hand-held gamma cameras", Proceedings IEEE Nuc. Sci. Symp. 2000.
23) D.S. Lemons and B. J. Albright, "Quiet Monte-Carlo radiation transport", Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiation Transfer, Vol. 74, pp. 719-729 (2002).
24) U.S. Patent Application Serial No. 10/196,560, filed July 17, 2002.
25) A. Chatziioannou et al., "Performance Evaluation of Micro-PET: A High-Resolution Lutetium Orthosolicate PET Scanner for Animal Imaging", J. Nucl. Med. 1999, 40:1164-1175.
26) F. Daghighian, et al., "Intraoperative beta probe: a device for detecting tissue labeled with positron or electron emitting isotopes during surgery", Med. Phys., Vol. 21(1), pp.153-157, January 1994.
27) U.S. Application Serial No. 09/737,119, Publication No. 20010040219, filed December 14, 2000.
28) U.S. Application Serial No. 09/833,110, filed April 11, 2001.
29) U.S. Patent No. 6,331,703.
30) U.S. Patent Application Serial No. 10/027,759, filed December 21, 2001.
Claims (55)
- 身体の一部に関する画像データを得るための陽電子放出断層撮影(PET)スキャナシステムであって、第1検出ヘッドと第2検出ヘッドとが含まれており、前記第1検出ヘッドが、
光に感応するカメラ、もしくは光に感応するカメラのアレイと、
少なくとも1つのシンチレータと、
前記少なくとも1つのシンチレータに結合された複数の光ファイバと、
前記光に感応するカメラ、もしくはカメラのアレイ、または前記少なくとも1つのシンチレータに対して前記光ファイバを迅速に着脱させるように構成されたメカニズムとを含んでおり、
前記第2検出ヘッドが、前記身体の一部によって放出される放射線に感応する材料を含んでおり、
前記第1検出ヘッドによって検出された信号と、前記第2検出ヘッドによって検出された信号との間に、コインシデンスゲートが適用されるシステム。 - 前記第1検出ヘッドが、身体の腔内に位置決めされるように構成されており、前記第2検出ヘッドが、前記身体の一部の外側に位置決めされるように構成されている、請求項1に記載のスキャナシステム。
- 前記システムが、画像再構築を目的とした遷移行列の構築にモンテカルロ法を適用するように構成されている、請求項2に記載のスキャナシステム。
- 少なくとも1つの位置センサをさらに含んでおり、前記少なくとも1つの位置センサが、前記第1検出ヘッドの場所および/または前記第2検出ヘッドの場所を決定するように構成されている、請求項3に記載のスキャナシステム。
- 少なくとも1つの位置エンコーダをさらに含んでおり、前記少なくとも1つの位置エンコーダが、前記第1検出ヘッドの場所および/または前記第2検出ヘッドの場所を決定するように構成されている、請求項3に記載のスキャナシステム。
- 前記少なくとも1つのシンチレータが、複数のシンチレーティング結晶の小型アレイを含んでおり、各結晶が、長さ、幅、および奥行きを有しており、各結晶の長さ、幅、および奥行きそれぞれが約10ミリメートル未満である、請求項1に記載のスキャナシステム。
- 前記複数のシンチレーティング結晶の小型アレイが体積を有しており、前記体積が、前記アレイ中の結晶の数と、各結晶の長さと、幅と、奥行きとの積に等しく、前記体積が約2.0立方センチメートル未満である、請求項6に記載のスキャナシステム。
- 前記スキャナシステムが、画像再構築を目的とした遷移行列の構築に、ガウス求積法のパラメータを使用する決定論的抽出を適用するように構成されている、請求項1に記載のスキャナシステム。
- 前記スキャナシステムが、前記身体の一部によって放出される放射線に感応する医用撮像システムをシミュレートすることを目的とした輸送計算の実施に、ガウス求積法のパラメータを使用する決定論的抽出を適用するように構成されている、請求項1に記載のスキャナシステム。
- 前記ガウス求積法のパラメータが、ガウス-エルミートの重みwjおよび横座標qjである、請求項8または9に記載のスキャナシステム。
- 前記身体の一部が、乳房、前立腺、卵巣、および肝臓から成る群のうちの1つを含む、請求項1または2に記載のスキャナシステム。
- 前記身体の一部が骨を含む、請求項1または2に記載のスキャナシステム。
- 身体の一部に関する画像データを得るためのコインシデンス式ガンマカメラシステムであって、第1検出ヘッドと第2検出ヘッドとが含まれており、前記第1検出ヘッドが、
ガンマカメラ、もしくはガンマカメラのアレイと、
少なくとも1つのシンチレータと、
前記少なくとも1つのシンチレータに結合された複数の光ファイバと、
前記ガンマカメラ、もしくはガンマカメラのアレイ、または前記少なくとも1つのシンチレータに対して前記光ファイバを迅速に着脱させるように構成されたメカニズムとを含んでおり、
前記第2検出ヘッドが、前記身体の一部によって放出されるガンマ線に感応する材料を含んでおり、
前記第1検出ヘッドによって検出された信号と、前記第2検出ヘッドによって検出された信号との間に、コインシデンスゲートが適用されるシステム。 - 前記第1検出ヘッドが、身体の腔内に位置決めされるように構成されており、前記第2検出ヘッドが、前記身体の一部の外側に位置決めされるように構成されている、請求項13に記載のコインシデンス式ガンマカメラシステム。
- 前記システムが、画像再構築もしくは画像形成の支援にモンテカルロ法を適用するように構成されている、請求項14に記載のコインシデンス式ガンマカメラシステム。
- 少なくとも1つの位置センサをさらに含んでおり、前記少なくとも1つの位置センサが、前記第1検出ヘッドの場所および/または前記第2検出ヘッドの場所を決定するように構成されている、請求項15に記載のコインシデンス式ガンマカメラシステム。
- 少なくとも1つの位置エンコーダをさらに含んでおり、前記少なくとも1つの位置エンコーダが、前記第1検出ヘッドの場所および/または前記第2検出ヘッドの場所を決定するように構成されている、請求項15に記載のコインシデンス式ガンマカメラシステム。
- 前記少なくとも1つのシンチレータが、複数のシンチレーティング結晶の小型アレイを含んでおり、各結晶が、長さ、幅、および奥行きを有しており、各結晶の長さ、幅、および奥行きそれぞれが約10ミリメートル未満である、請求項13に記載のコインシデンス式ガンマカメラシステム。
- 前記複数のシンチレーティング結晶の小型アレイが体積を有しており、前記体積が、前記アレイ中の結晶の数と、各結晶の長さと、幅と、奥行きとの積に等しく、前記体積が約2.0立方センチメートル未満である、請求項18に記載のコインシデンス式ガンマカメラシステム。
- 前記システムが、画像再構築もしくは画像形成の支援に、ガウス求積法のパラメータを使用する決定論的抽出を適用するように構成されている、請求項13に記載のコインシデンス式ガンマカメラシステム。
- 前記システムが、前記身体の一部によって放出される放射線に感応する医用撮像システムをシミュレートすることを目的とした輸送計算の実施に、ガウス求積法のパラメータを使用する決定論的抽出を適用するように構成されている、請求項13に記載のコインシデンス式ガンマカメラシステム。
- 前記ガウス求積法のパラメータが、ガウス-エルミートの重みwjおよび横座標qjである、請求項20または21に記載のコインシデンス式ガンマカメラシステム。
- 前記身体の一部が、乳房、前立腺、卵巣、および肝臓から成る群のうちの1つを含む、請求項13または14に記載のコインシデンス式ガンマカメラシステム。
- 前記身体の一部が骨を含む、請求項13または14に記載のコインシデンス式ガンマカメラシステム。
- 身体の一部に関する画像データを得るための装置であって、第1検出手段と第2検出手段とを含んでおり、前記第1検出手段が、
画像データを記録するための、光に感応するカメラ手段、もしくは光に感応するカメラ手段のアレイと、
少なくとも1つのシンチレータ手段と、
前記少なくとも1つのシンチレータに結合された複数の光ファイバ手段と、
前記光に感応するカメラ手段、もしくはカメラ手段のアレイ、または前記少なくとも1つのシンチレータ手段に対して前記光ファイバを迅速に着脱させる切り離し手段とを含んでおり、
前記第2検出手段が、前記身体の一部によって放出される放射線に感応する材料を含む装置。 - 前記第1検出手段が、身体の腔内に位置決めされるように構成されており、前記第2検出手段が、前記身体の一部の外側に位置決めされるように構成されており、前記第1検出手段によって検出された信号と、前記第2検出手段によって検出された信号との間に、コインシデントゲートが適用される、請求項25に記載の装置。
- 前記装置が、画像再構築を目的とした遷移行列の構築にモンテカルロ法を適用するように構成されている、請求項26に記載の装置。
- 前記第1検出手段の場所および/または前記第2検出手段の場所を決定する、少なくとも1つの位置感知手段をさらに含む、請求項27に記載の装置。
- 前記第1検出手段の場所および/または前記第2検出手段の場所を決定する、少なくとも1つの位置エンコーディング手段をさらに含む、請求項27に記載の装置。
- 前記少なくとも1つのシンチレータ手段が、複数のシンチレーティング結晶の小型アレイを含んでおり、各結晶が、長さ、幅、および奥行きを有しており、各結晶の長さ、幅、および奥行きそれぞれが約10ミリメートル未満である、請求項25に記載の装置。
- 前記複数のシンチレーティング結晶の小型アレイが体積を有しており、前記体積が、前記アレイ中の結晶の数と、各結晶の長さと、幅と、奥行きとの積に等しく、前記体積が約2.0立方センチメートル未満である、請求項30に記載の装置。
- 前記装置が、画像再構築を目的とした遷移行列の構築に、ガウス求積法のパラメータを使用する決定論的抽出を適用するように構成されている、請求項25に記載の装置。
- 前記装置が、前記身体の一部によって放出される放射線に感応する医用撮像システムをシミュレートすることを目的とした輸送計算の実施に、ガウス求積法のパラメータを使用する決定論的抽出を適用するように構成されている、請求項25に記載の装置。
- 前記ガウス求積法のパラメータが、ガウス-エルミートの重みwjおよび横座標qjである、請求項32または33に記載の装置。
- 前記身体の一部が、乳房、前立腺、卵巣、および肝臓から成る群のうちの1つを含む、請求項25または26に記載の装置。
- 前記身体の一部が骨を含む、請求項25または26に記載の装置。
- 身体の一部の病変を検出または描出するために、少なくとも第1検出ヘッドと第2検出ヘッドとを有する陽電子放出断層撮影(PET)走査システムを使用して画像データを再構築する方法であって、前記第1検出ヘッドおよび前記第2検出ヘッドが、前記身体の一部によって放出される放射線に感応し、前記方法が、
前記第1検出ヘッドを身体の腔内に位置決めするステップと、
前記第2検出ヘッドを前記身体の一部の外側に位置決めするステップと、
コインシデンスゲートを使用して、前記身体の一部によって放出される放射線から前記第1検出ヘッドおよび前記第2検出ヘッドによって得られるデータを記録するステップと、
前記記録されたデータを使用する画像再構築もしくは画像形成の支援に、ガウス求積法のパラメータを使用する決定論的抽出を適用するステップとを含む方法。 - 前記第1検出ヘッドが、複数の光学的光ファイバに結合されており、前記複数の光学的光ファイバが、前記第1検出ヘッドから着脱可能であるように構成されている、請求項37に記載の方法。
- 遷移行列の構築に使用される前記ガウス求積法のパラメータが、ガウス-エルミートの重みwjおよび横座標qjである、請求項37に記載の方法。
- 身体の一部の切断のための境界線を選択するために、少なくとも第1検出ヘッドと第2検出ヘッドとを有する陽電子放出断層撮影(PET)走査システムを使用して画像データを再構築する方法であって、前記第1検出ヘッドおよび前記第2検出ヘッドが、前記身体の一部によって放出される放射線に感応し、前記方法が、
前記第1検出ヘッドを身体の腔内に位置決めするステップと、
前記第2検出ヘッドを前記身体の一部の外側に位置決めするステップと、
コインシデンスゲートを使用して、前記身体の一部によって放出される放射線から前記第1検出ヘッドおよび前記第2検出ヘッドによって得られるデータを記録するステップと、
前記記録されたデータを使用する画像再構築もしくは画像形成の支援に、ガウス求積法のパラメータを使用する決定論的抽出を適用するステップとを含む方法。 - 前記第1検出ヘッドが、複数の光学的光ファイバに結合されており、前記複数の光学的光ファイバが、前記第1検出ヘッドから着脱可能であるように構成されている、請求項40に記載の方法。
- 遷移行列の構築に使用される前記ガウス求積法のパラメータが、ガウス-エルミートの重みwjおよび横座標qjである、請求項40に記載の方法。
- 身体の一部の内視鏡的生検を実施するために、少なくとも第1検出ヘッドと第2検出ヘッドとを有する陽電子放出断層撮影(PET)走査システムを使用して画像データを再構築する方法であって、前記第1検出ヘッドおよび前記第2検出ヘッドが、前記身体の一部によって放出される放射線に感応し、前記方法が、
前記第1検出ヘッドを身体の腔内に位置決めするステップと、
前記第2検出ヘッドを前記身体の一部の外側に位置決めするステップと、
コインシデンスゲートを使用して、前記身体の一部によって放出される放射線から前記第1検出ヘッドおよび前記第2検出ヘッドによって得られるデータを記録するステップと、
前記記録されたデータを使用する画像再構築もしくは画像形成の支援に、ガウス求積法のパラメータを使用する決定論的抽出を適用するステップとを含む方法。 - 前記第1検出ヘッドが、複数の光学的光ファイバに結合されており、前記複数の光学的光ファイバが、前記第1検出ヘッドから着脱可能であるように構成されている、請求項43に記載の方法。
- 遷移行列の構築に使用される前記ガウス求積法のパラメータが、ガウス-エルミートの重みwjおよび横座標qjである、請求項43に記載の方法。
- 身体の一部の病変を検出または描出するために、少なくとも第1検出ヘッドと第2検出ヘッドとを有する陽電子放出断層撮影(PET)走査システムを使用して画像データを再構築する方法であって、前記第1検出ヘッドおよび前記第2検出ヘッドが、前記身体の一部によって放出される放射線に感応し、前記方法が、
前記第1検出ヘッドを身体の腔内に位置決めするステップと、
前記第2検出ヘッドを前記身体の一部の外側に位置決めするステップと、
コインシデンスゲートを使用して、前記身体の一部によって放出される放射線から前記第1検出ヘッドおよび前記第2検出ヘッドによって得られるデータを記録するステップと、
前記記録されたデータを使用する画像再構築もしくは画像形成の支援にモンテカルロ方法を適用するステップとを含む方法。 - 前記第1検出ヘッドが、複数の光学的光ファイバに結合されており、前記複数の光学的光ファイバが、前記第1検出ヘッドから着脱可能であるように構成されている、請求項46に記載の方法。
- 身体の一部の切断のための境界線を選択するために、少なくとも第1検出ヘッドと第2検出ヘッドとを有する陽電子放出断層撮影(PET)走査システムを使用して画像データを再構築する方法であって、前記第1検出ヘッドおよび前記第2検出ヘッドが、前記身体の一部によって放出される放射線に感応し、前記方法が、
前記第1検出ヘッドを身体の腔内に位置決めするステップと、
前記第2検出ヘッドを前記身体の一部の外側に位置決めするステップと、
コインシデンスゲートを使用して、前記身体の一部によって放出される放射線から前記第1検出ヘッドおよび前記第2検出ヘッドによって得られるデータを記録するステップと、
前記記録されたデータを使用する画像再構築もしくは画像形成の支援にモンテカルロ方法を適用するステップとを含む方法。 - 前記第1検出ヘッドが、複数の光学的光ファイバに結合されており、前記複数の光学的光ファイバが、前記第1検出ヘッドから着脱可能であるように構成されている、請求項48に記載の方法。
- 身体の一部の内視鏡的生検を実施するために、少なくとも第1検出ヘッドと第2検出ヘッドとを有する陽電子放出断層撮影(PET)走査システムを使用して画像データを再構築する方法であって、前記第1検出ヘッドおよび前記第2検出ヘッドが、前記身体の一部によって放出される放射線に感応し、前記方法が、
前記第1検出ヘッドを身体の腔内に位置決めするステップと、
前記第2検出ヘッドを前記身体の一部の外側に位置決めするステップと、
コインシデンスゲートを使用して、前記身体の一部によって放出される放射線から前記第1検出ヘッドおよび前記第2検出ヘッドによって得られるデータを記録するステップと、
前記記録されたデータを使用する画像再構築もしくは画像形成の支援にモンテカルロ方法を適用するステップとを含む方法。 - 前記第1検出ヘッドが、複数の光学的光ファイバに結合されており、前記複数の光学的光ファイバが、前記第1検出ヘッドから着脱可能であるように構成されている、請求項50に記載の方法。
- 身体の一部にある病的細胞を除去し、または殺すための境界線を選択するために、少なくとも第1検出ヘッドと第2検出ヘッドとを有する陽電子放出断層撮影(PET)走査システムを使用して画像データを再構築する方法であって、前記第1検出ヘッドおよび前記第2検出ヘッドが、前記身体の一部によって放出される放射線に感応し、前記方法が、
a)前記第1検出ヘッドを身体の腔内に位置決めするステップと、
b)前記第2検出ヘッドを前記身体の一部の外側に位置決めするステップと、
c)コインシデンスゲートを使用して、前記身体の一部によって放出される放射線から前記第1検出ヘッドおよび前記第2検出ヘッドによって得られるデータを記録するステップと、
d)前記記録されたデータを使用する画像再構築もしくは画像形成の支援にモンテカルロ方法を適用するステップと、
e)前記再構築もしくは形成された画像を使用して、病的細胞を検出するステップと、
f)前記再構築もしくは形成された画像に基づいて、前記身体の一部から組織を除去するステップと、
g)ステップa、b、c、d、e、fを繰り返して、前記身体の一部に残っている、生存する病的細胞の量を最小限に抑えるステップとを含む方法。 - 前記第1検出ヘッドが、複数の光学的光ファイバに結合されており、前記複数の光学的光ファイバが、前記第1検出ヘッドから着脱可能であるように構成されている、請求項52に記載の方法。
- 身体の一部にある病的細胞を除去し、または殺すための境界線を選択するために、少なくとも第1検出ヘッドと第2検出ヘッドとを有する陽電子放出断層撮影(PET)走査システムを使用して画像データを再構築する方法であって、前記第1検出ヘッドおよび前記第2検出ヘッドが、前記身体の一部によって放出される放射線に感応し、前記方法が、
a)前記第1検出ヘッドを身体の腔内に位置決めするステップと、
b)前記第2検出ヘッドを前記身体の一部の外側に位置決めするステップと、
c)コインシデンスゲートを使用して、前記身体の一部によって放出される放射線から前記第1検出ヘッドおよび前記第2検出ヘッドによって得られるデータを記録するステップと、
d)前記記録されたデータを使用する画像再構築もしくは画像形成の支援に、ガウス求積法のパラメータを使用する決定論的抽出を適用するステップと、
e)前記再構築もしくは形成された画像を使用して、病的細胞を検出するステップと、
f)前記再構築もしくは形成された画像に基づいて、前記身体の一部から組織を除去するステップと、
g)ステップa、b、c、d、e、fを繰り返して、前記身体の一部に残っている、生存する病的細胞の量を最小限に抑えるステップとを含む方法。 - 前記第1検出ヘッドが、複数の光学的光ファイバに結合されており、前記複数の光学的光ファイバが、前記第1検出ヘッドから着脱可能であるように構成されている、請求項54に記載の方法。
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