JP2009522582A - Ｔｏｆｆｏｖを介するランダム低減 - Google Patents

Abstract

飛行時間（ＴＯＦ）画像を再構成する方法は、イメージングシステム１０の検査領域１４においてイメージングされるべき被検体のプロファイルを得ることを含む。被検体から放出される放射線に関連付けられるイベントが、検出され、電子データに変換される。プロファイル外に位置する放射線イベントに帰する電子データは除去され、画像が、残りの電子データから再構成される。

Description

本発明は、医用イメージングシステムに関する。本発明は、放射線イベント処理に特定の用途を見い出す。本発明は、より具体的には、飛行時間（time-of-flight）ポジトロンエミッショントモグラフィ（ＴＯＦ−ＰＥＴ）スキャナのような医用イメージングシステムにおいて画像を再構成する前に、被検体の予め決められた関心領域内にない検出された放射線イベントを捨てることに向けられる。

通常のＰＥＴシステムは、イメージング領域の周りに配される複数の放射線検出器モジュールを有する。放射線検出器は、イメージング領域内に生成されるガンマ線を検出するように構成される。このようなガンマ線は、例えば、電子−陽電子消滅イベントから生じるガンマ線を含み、例えば、放射線減衰の間に放出される陽電子は、電子と対話して、反対方向のガンマ線の対を生成する。次いで、反対方向のガンマ線の対は、検出器間のＬＯＲ（line of response、同時計数線）を規定する２つの実質的に同時の放射線イベントとして、２つの異なる放射線検出器によって検出される。各々の同時発生対の各イベントの時間の間の時間差は、ＬＯＲに沿った陽電子−電子消滅イベントを位置特定するために解析される。ウィンドウ処理技法は、これらのイベントのうちどれが画像再構成システムに伝達されるか、及びどのイベントが捨てられるかを、決定する。例えば、ウィンドウ内のイベントは、関連する可能性があるとみなされ、画像再構成システムに伝達される。他方、ウィンドウ外のイベントは、アーチファクトとみなされ、捨てられる。

通常のＴＯＦ−ＰＥＴシステムの場合、ウィンドウは、ボア（イメージング領域を規定する）の半径に基づいて規定され、イメージングシステムの固有のタイミング解像度に基づく。通常、ＴＯＦ−ＰＥＴシステムのウィンドウは、プロシージャ及び／又は走査されている被検体に関係なく、一定のサイズである。ＴＯＦ−ＰＥＴスキャナは、ウィンドウ内のイベントがＬＯＲに沿って位置特定されることを可能にするナノ秒以下の解像度を有する。

結果として、いくつかの検出されたイベントは、「真の」同時発生イベントでない。代わりに、それらのイベントは、散乱された放射線、ランダムな放射線（例えば十分に近い時間的な近さで検出され、同時発生イベントであるようにみえる２つの関連しない放射線イベント）等を表す。このようなイベントは、例えばコントラスト解像度を低下させることによって、低減された画像品質をもたらす。ほとんどの再構成プロセスは、例えばデータがすでに実質的に処理されたのち、再構成された画像からこれらのアーチファクトを除去するポスト再構成アルゴリズムを含む。しかしながら、不良データを再構成することは、処理サイクルを浪費し、全体のシステム性能を低下させ、これは、他のポスト再構成アーチファクト補正処理によって悪化される。

通常のイメージングシステムにおける上述の欠点からみて、システム性能を改善する処理技法の解決されていないニーズがある。

１つの見地において、飛行時間（ＴＯＦ）画像を再構成する方法が示される。方法は、イメージングシステムの検査領域においてイメージングされるべき被検体のプロファイルを得ることを含む。被検体から放出される放射線に関連付けられるイベントが、検出され、電子データに変換される。被検体のプロファイル外に位置する放射線イベントに帰する電子データは除去され、画像は、残りの電子データから再構成される。

１つの利点は、再構成の前に、無関係な放射線イベントをフィルタリングすることに帰する加速された再構成を含む。

別の利点は、低減されたアーチファクトコンタミネーションを有する再構成された画像にある。

別の利点は、アーチファクト除去アルゴリズムが簡略化されることができることである。

当業者には、好適な実施例の詳細な説明を読み理解することによって更に他の利点が明らかになるであろう。

図面は、実施例を説明する目的のみにあり、請求項を制限するものとして解釈されるべきではない。

図１は、飛行時間ポジトロンエミッショントモグラフィ（ＴＯＦ−ＰＥＴ）スキャナのような例示のイメージングシステム１０を示している。図示される実施例において、イメージングシステム１０は、どの検出された放射線イベントが、再構成のために受け入れられるか、及びどの検出された放射線イベントが退けられるかを決定するウィンドウを動的に調整するために、被検体のプロファイルを使用する。これは、画像を再構成する前に、散乱放射線、ランダム放射線、他の適切でない消滅、及び／又は他の無関係なデータに帰するＬＯＲ（line of responce、同時計数線）を識別することを容易にする。

イメージングシステム１０は、スキャナイメージング領域１４内から放出される放射線イベント（例えばガンマ線）を検出するために、スキャナ規定されるイメージング領域１４の周りに配置される放射線検出器１２（例えば何百、何千等）のリングを有する。図示されるように、複数の放射線検出器１２が、軸方向に沿って、検出器の複数リング（例えば２、１０、１００等）に配置されることができる。一般的な検出器モジュールは、１又は複数のシンチレーションクリスタルに関連付けられ、シンチレーションクリスタルの各々は、例えば陽電子消滅から生成されるガンマ線（ガンマ光子）のような放射線イベントが当たると、光（光子）のシンチレーションを生成する。各々のクリスタルによって生成される光子は、例えば光電子増倍管、フォトダイオード等の１又は複数の光検出器（図示せず）によって受け取られる。光検出器は、光子を、対応する電気信号に変換する。各検出器は更に、信号増幅、フィルタリング、調整等を提供する処理回路（図示せず）に関連付けられてもよい。イメージングシステム１０は、更に、スキャナイメージング領域１４に被検体を位置付けるための支持機構１６を有する。

イメージングシステム１０により被検体を走査する前に、被検体のプロファイルが、プロファイル生成器１８を介して生成される。生成されたプロファイルは、被検体の外形、マップ、周縁、輪郭等を提供し、被検体の関心のあるボリュームの大きさ、形状等を規定する。プロファイル生成器１８は、プロファイルを生成するいかなる装置であってもよい。例えば、一例において、プロファイル生成器１８は、プロファイルを生成するために使用される、コンピュータトモグラフィ（ＣＴ）、Ｘ線、磁気共鳴（ＭＲ）等の別のイメージングモダリティを含むことができる。別の例において、プロファイル生成器１８は、核カメラを有することができる。例えば、核カメラを有するイメージングシステム１０又は他の装置は、プロファイルを生成するために透過モードで動作されることができる。更に別の例において、プロファイル生成器１８は、プロファイルを生成するために、（例えばレーザ計測を介した）レーザ技術を含み、使用することができる。更に別の例において、被検体プロファイルは、標準の形状及びサイズのメニューから手動で選択される。

生成されたプロファイルは、プロファイル生成器１８内で持ち運びできる記憶媒体（例えばＣＤ、ＤＶＤ、光ディスク、磁気テープ、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク等）上に局所的に記憶されることができ、及び／又は（インターネット、バス、バックプレーン、ＵＳＢのようなケーブル、持ち運びできる記憶媒体等を介して）イメージングシステム１０に伝送され、記憶素子２０、ウィンドウ処理素子２２、及び／又は様々なタイプの揮発性及び／又は不揮発メモリを含む他のデータ記憶領域に記憶されることができる。被検体の付加的なプロファイルは、同じ及び／又は異なる時点（例えば同日、異なる年等）に、同じ及び／又は異なる技法によって生成されることができる。１又は複数の患者について生成されるプロファイルは、データベース、電子ライブラリ、ルックアップテーブル等に記憶されることができる。被検体の１又は複数のプロファイルが以前に生成され、記憶されている例において、適切な記憶されたプロファイルが、選択され、ロードされ、使用されることができる。いくつかの例において、被検体のための２つ以上のプロファイルが、使用されるべきプロファイルを得るために（例えば、均一又は不均一な重み付けを介して）平均化されることができる。別の例において、例えば被検体が、記憶されたプロファイルに関連付けられない場合、別の被検体に関連付けられる１又は複数の記憶されたプロファイルが、当該被検体について選択され、ロードされ、使用されることができる。

イメージングシステム１０による被検体のイメージングに備えて、適切な放射性医薬品が、被検体に投与され、被検体は、イメージング領域１４内に位置づけられる。放射性医薬品は、放射性崩壊を受け、これは、陽電子の放出をもたらす。各々の陽電子は、１又は複数の近くの電子と対話して消滅し、それぞれ約５１１ｋｅＶのエネルギーを有する２つの反対方向（１８０°）のガンマ線をもたらす。２つの反対方向のガンマ線は、位置が検出器の対から等しい距離にあるとき、実質的に同時に又は同時発生的に、対向する検出器に当たることができる。異なる飛行距離のため、同時発生イベント間にはわずかな時間オフセットがありうる。

上述したように、検出器１２は、変換器２６に伝達される電気信号を生成し、変換器２６は、信号をデジタル化し、タイムスタンプを付す。対の検出器２８は、タイムスタンプに基づいて、対応する電子陽電子消滅イベントに属する実質的に同時の又は同時発生のガンマ線検出の対を識別する。この処理は、エネルギーウィンドウ処理（例えば、約５１１ｋｅＶに配置される選択されたエネルギーウィンドウ外の放射線検出イベントを捨てる）及び同時発生検出回路（例えば、選択された時間ウィンドウより大きいことによって互いに時間的に分離される放射線検出イベント対を捨てる）を有することができる。一実施例において、このウィンドウ処理のタイミングは、ボアにより規定されるイメージング領域１４と、システムの固有のタイミング解像度とに基づく。別の実施例において、ウィンドウ処理のタイミングは、患者により規定されるイメージング領域、すなわちプロファイル生成器１８によって生成されるプロファイルと、システムの固有の時間解像度とに基づく。

イベント対を識別すると、ＬＯＲプロセッサ３０は、２つの同時発生ガンマ線検出の位置を接続する空間的なＬＯＲを識別するために、各々のイベント対について空間的情報（例えば検出位置）を処理する。陽電子−電子消滅イベントによって放出される２つのガンマ線は、空間的に反対方向を向くので、電子−陽電子消滅イベントは、ＬＯＲ上のどこかで生じたことは分かっている。ＴＯＦ−ＰＥＴにおいて、放射線検出器１２及び変換器２６の時間スタンピングは、２つの実質的に同時のガンマ線検出の間の飛行時間（ＴＯＦ）差を検出するに十分に高い時間解像度を有する。ＴＯＦプロセッサ３２は、被検体の規定されたボリューム内に存在するＬＯＲに沿って、陽電子−電子消滅イベントを位置特定するために同時発生対の各イベントの時間の間の時間差を解析する。

ウィンドウ生成器２４は、被検体のプロファイル及びイメージングシステムの固有解像度（記憶素子２０内に記憶されることもできる）に基づいて、被検体についての動的な受容ウィンドウを生成する。すなわち、プロファイル、ボアの中心に対するプロファイルの位置、システムの時間解像度及び検出位置（ＬＯＲの位置）に基づいて、ウィンドウ生成器２４は、プロファイルを横切る各々のＬＯＲについて、プロファイル内のイベントを位置特定する相対検出時間ウィンドウを幾何学的に計算する。ウィンドウ処理素子２２によって適用される動的ウィンドウは、ＬＯＲに沿った各々の陽電子−電子消滅イベントの位置に基づいて、再構成の前に、検出されたイベントをフィルタリングする。これは、当該時点及び空間位置についてウィンドウを得るために、被検体のプロファイル上の対応する位置に、イベントのタイムスタンプをマッピングすることによって、達成されることができる。被検体のプロファイルは、被検体の解剖学的構造によって変わるので、ウィンドウは、イメージングされている解剖学的構造に依存して変わる。視野（ＦＯＶ）を横断するが、被検体の関心領域を規定するウィンドウを横切ることに失敗するいかなるＬＯＲも、捨てられる。こうして、ウィンドウ処理素子２２によって適用されるウィンドウは、各々のＬＯＲの空間位置に基づいて、動的に変更される。プロファイルを横断しないＬＯＲは、ゼロウィンドウを有し、すなわち削除される。

被検体のプロファイルを使用することによって、ウィンドウは、プロファイルによって決められる実際の被検体の最大範囲に許容差又はマージンをプラスしたものであるように、規定されることができる。マージンは、一般に、イメージングシステムのタイミング解像度の１／１０値幅（ＦＷＴＭ）にセットされる。一例として、約５００ピコ秒（ｐｓ）（半値幅又はＦＷＨＭ）の時間解像度は、２７ｃｍ（３．０ｅ１０ｃｍ／ｓ＊９００ｐｓ）に対応する約９００ｐｓのＦＷＴＭ（ガウスの場合１．８＊ＦＷＨＭ）をもたらす。これは、ＬＯＲが通る被検体の部分（例えば解剖学的構造）のプロファイルに基づいて、イメージング中に変化する（例えば広がり、狭くなる）動的ウィンドウをもたらし、放射線イベントが被検体内で生じたことをＴＯＦ測定が示すＬＯＲからのデータのみが、維持される。被検体の輪郭に従い、ウィンドウ外のイベントを退けることによって、散乱、ランダム及び他の無関係なイベントが、再構成の前に捨てられることができる。

実例として、脳プロトコルが、２０ｃｍの視野（ＦＯＶ）（すなわち、患者プロファイルは、ボア内に中心をおかれる２０ｃｍの柱体である）及び８０ｃｍのボア直径を有するイメージングシステムに関連付けられるものとする。ボアにより規定されるウィンドウの大きさが、ほぼボアの大きさにセットされる通常の技法を使用することによって、ウィンドウは、約８０ｃｍ（２．７ナノ秒（ｎｓ））にセットされる。一実施例において、ボアにより規定されるタイミングウィンドウは、対検出器２８によって与えられる。ウィンドウ処理素子２２は、例えば約４７ｃｍ（１．５７ｎｓ）までウィンドウの大きさを大幅に低減するために被検体のプロファイルを使用する。これは、８０ｃｍウィンドウに比べて大幅な低減である。光電子増倍管に比べてタイミング解像度の一桁違う改善を達成することを期待されるソリッドステートシリコン光電子増倍管（Ｓｉ−ＰＭ）を使用し、５０ｐｓＦＷＨＭ及び９０ｐｓＦＷＴＭ（又は２．７ｃｍ）のイメージングシステム解像度とすることにより、ウィンドウサイズは、約２２．７ｃｍ（０．７５７ｎｓ）まで更に低減されることができる。

ウィンドウは、トリガーチャネルバンクペア角度を付加的に考慮することによって洗練されることができる。例えば、一例において、各々のトリガーチャネルバンクペア角度は、被検体のプロファイルの関数として、角度のウィンドウ許容差を特定するために使用されることができる。一例として、イベントのフィルタリングは、関連付けられるバンクペアのＬＯＲがどのようにプロファイルを通るかに基づいて、受容ウィンドウを適用することによって、行われることができる。中心のある柱体の場合、柱体の中心を通るＬＯＲを有するバンクペアが、最大の受容ウィンドウを有し、例えば、被検体の端しか通らないＬＯＲを有するバンクペアは、各光子の飛行時間の可能性のある差が一層抑制されるので、より小さい受容ウィンドウを有することができる。結果として得られるウィンドウは、他の上述した技法と比べてより大きな範囲で被検体プロファイルをとらえる。

付加的に又は代替的に、イメージングプロトコルに基づく予め規定されたウィンドウは、記憶素子２０に記憶されることができ、被検体のイメージング中に使用されることができる。例えば、イメージングシステム１０は、２又はそれ以上のデフォルトのウィンドウを有することができる。例えば、頭部研究（例えば乳児、子供、成人その他のプロトコル）に関する１又は複数の予め規定されたウィンドウ及び身体研究（例えば乳児、子供、成人その他のプロトコル）に関する１又は複数の異なる予め規定されたウィンドウがありうる。この例において、特定の研究に使用される（複数の）ウィンドウは、臨床医によって選択されるプロトコルに依存する。１又は複数の予め規定されたウィンドウは、特定の解剖学的構造に基づいてもよく、及び／又はユーザによって規定されるいかなる関心のあるボリュームに基づくこともできる。例えば、システム１０は、脳、肝臓、腎臓、心臓等に対応する１又は複数の予め規定されたウィンドウを記憶することができ、及び／又は使用することができる。各々の特定の解剖学的構造について１又は複数の予め規定されたウィンドウがありうるように、このようなウィンドウは、年齢、性別、体重、身長等の被検体のさまざまな特性に基づいて生成されることができる。

例えば、ウィンドウ処理素子２２は、例えば上記で詳しく述べた動的な、洗練された動的な、又はプロトコルに基づく同時発生タイミングウィンドウのようなウィンドウを介して、位置特定されたイベントをフィルタリングする。ウィンドウ処理素子２２は、記憶素子２０から適切なウィンドウを取り出すことができ、又はＬＯＲ位置に基づいてウィンドウ生成器２４を介してリアルタイムに適切なウィンドウを生成することができる。上述したように、各々の陽電子−電子消滅イベントは、対応するＬＯＲに沿ったその位置に基づいてフィルタリングされ、それによって、プロファイル外のイベントが、捨てられ、プロファイル内のイベントは、画像を再構成するために使用される。

動的なウィンドウ及び洗練された動的なウィンドウの場合、ウィンドウは、ＬＯＲが通る被検体の一部（例えば解剖学的構造）のプロファイルに基づいて、イメージングの間、動的に変化し（例えば、広がり、狭くなる）、それによって、放射線イベントが被検体内に生じえたことをＴＯＦ測定が示すＬＯＲからのデータのみが、受け入れられる。こうして、イメージングの間、ウィンドウは、被検体の実際の形状によって変わり、被検体の輪郭に従う。このような識別は、再構成の前に、散乱、ランダム及び他の無関係なイベントの相当な量を捨てることを容易にする。

プロトコルに基づくウィンドウの場合、ウィンドウは更に、イメージングされている解剖学的構造に依存して動的に変わる。例えば、頭部をイメージングする場合、頭部に基づくウィンドウが使用される。しかしながら、頭部から肩に遷移するとき、相対的により広い肩に基づくウィンドウが使用される。同様に、胴から下肢に遷移するとき、このような下肢によりよく適合する別のウィンドウが使用される。プロトコル基づくウィンドウは、一般に、動的なウィンドウ及び洗練された動的なウィンドウに比べてより粗いフィルタリング解像度を提供するが、通常の単一ウィンドウシステムに比べてより大きいフィルタリング解像度を有する。

被検体は、上述の例のいずれについても視野内に中心をあわせられる必要がないことが理解されるべきである。すなわち、被検体は中心がずれていてもよい。非対称のタイムスタンプ又はウィンドウを使用することによって、関心領域は、中心からシフトされることができ、例えば被検体の位置付けを補償するために中心から左又は右にシフトされることができる。

ウィンドウ処理素子２２を通るイベントは、再構成エンジン３４に伝達される組織投影の組を形成する多数の陽電子−電子消滅イベントを含む。再構成エンジン３４は、例えばフィルタリングされた逆投影、修正を伴う反復的な逆投影等の適切な再構成アルゴリズムを使用して１又は複数の画像を生成するために、組織投影を再構成する。このデータは、画像再構成に寄与しない無関係なデータ（例えばランダム、散乱等）のかなりの部分を捨てるようにウィンドウ処理素子２２によってすでに処理されているので、再構成エンジン３４におけるフィルタリング負荷は、低減され、その処理能力は、性能を上げるために、例えば画像を再構成する相対レートを高めるために、活用されることができる。こうして、再構成は、画像をレンダリングする前に除去され又は再構成された画像において補償される多数のデータ値を処理する（例えばソートする）ことによって遅くならない。更に、ランダム、散乱等の放射線はコントラストを低減するので、画像品質が改善される。

生データ及び／又は再構成された画像は、（例えば記憶素子２０に）記憶され、印刷され、アーカイブされ、フィルムに収められ、処理され、別の装置に伝送され、モニタ３６に表示される等が可能である。放射線専門医又は他の適切な臨床医は、イメージングシステム１０を制御する、被検体を診断する等のために、生データ及び／又は再構成された画像を使用することができる。

図２は、イメージングシステム１０についてイベント受容ウィンドウを動的に調整するために、被検体のプロファイルを使用する方法を示している。参照数字３８において、イメージングシステム１０によって走査される被検体のプロファイルが、得られる。上述したように、プロファイルは、被検体の外形、マップ、周縁、輪郭等を生成するために、任意の知られている手段（例えばＣＴ、ＭＲ、ＰＥＴ、レーザ等）によって取得されることができる。生成されたプロファイルは、プロファイル生成器１８内の持ち運びできる記憶媒体上に局所的に記憶されることができ、及び／又はイメージングシステム１０へ伝送されることができ、記憶素子２０に記憶されることができる。

４０において、プロファイルは、イメージングシステム１０の解像度と共に、被検体について動的なイベント受容ウィンドウを生成するために使用される。一実施例において、プロファイルを横切るＬＯＲが、決定され、各々のプロファイルを横切るＬＯＲについて、少なくとも部分的にプロファイル内に入る放射線に沿った時間的な位置特定を識別する対称又は非対称のウィンドウが、決定される。ウィンドウは、例えばＬＵＴ、多項式、方程式等のさまざまな形式で保存されることができる。ＬＯＲ座標が、ＬＵＴに入力されると、入力ＬＯＲに対するウィンドウが取り出される。代替例として、ウィンドウは、各対ごとにプロファイル及びイメージングシステム１０の解像度からリアルタイムに計算されることができる。

４２において、被検体に関連付けられる放射線イベントが、イメージングシステム１０によって検出され、処理される。被検体に投与された放射性医薬品は、放射性崩壊を受け、これは、陽電子の放出を生じさせ、陽電子は、１又は複数の近くの電子と対話し、消滅して、２つの反対方向のガンマ線をもたらす。ガンマ線は、実質的に同時に又は同時発生的に、対向する検出器に当たり、光子を生成しうる。光子は、対応する電気信号に変換され、処理される（例えば増幅され、フィルタリングされ、調整される等）。電気信号は、変換器２６に伝達され、変換器２６は、信号をデジタル化し、タイムスタンプを付す。

４４において、対検出器２８は、タイムスタンプに基づいて対応する電子−陽電子消滅イベントに属する実質的に同時のガンマ線検出の対を識別する。この処理は、エネルギーウィンドウ処理及び同時発生検出回路並びに他の処理を含むことができる。４６において、ＬＯＲプロセッサ３０が、各イベント対ごとに空間情報を処理して、ＬＯＲ上のどこかで生じたことが分かっている２つの同時発生ガンマ線検出を接続する空間的なＬＯＲを識別する。任意には、プロファイルを横切らないＬＯＲについてのデータは、ここで削除されることができる。４８において、ＴＯＦプロセッサ３２は、ＬＯＲに沿った陽電子−電子消滅イベントを位置特定するために、同時発生対の各イベントの時間の間の時間差を解析する。

５０において、ウィンドウ処理素子２２は、ＬＯＲに対応するウィンドウを適用するために、動的なイベント受容ウィンドウを通じて位置特定されたイベント対をフィルタリングする。予め計算されるＬＵＴ実施例において、ＬＯＲ座標又は検出対の位置が、イベント対に適用されるウィンドウを取り出すために、ＬＵＴに入力される。代替例として、ステップ４８及び５０は、後で捨てられるイベントを位置特定するために、処理時間を節約するように逆転される。プロファイルを横切らないＬＯＲは、達成可能でない同時発生ウィンドウの選択によって除去される。別の実施例において、ウィンドウは、被検体の最大範囲にマージン（例えばＦＷＴＭ）を足したものに従うように構成されることができる。これは、一般に他のイベントについてのウィンドウとは異なる当該イベントについてのウィンドウを得るために、被検体のプロファイル上の対応する位置に、各イベントのタイムスタンプをマッピングすることによって達成されることができる。イベントがウィンドウ内に入らない位置特定されたＬＯＲは、捨てられる。

５２において、再構成エンジン３４は、プロファイルを通る位置特定されたＬＯＲから画像を再構成する。ここに記述される動的ウィンドウを使用することによって、画像再構成に寄与しない無関係なデータ（例えばランダム、散乱等）のかなりの部分が、再構成の前に捨てられる。こうして、再構成は、画像レンダリングの間にフィルタリングされ又は再構成された画像において補償される多数のデータ値を処理する（例えばソートする）ことによって遅くならない。これは、再構成性能（例えば画像が再構成されるレート）を改善し、このような無関係なデータはコントラストを低減するので、画像品質を改善する。

生データ及び／又は再構成された画像は、記憶され、印刷され、アーカイブされ、フィルムに収められ、処理され、別の装置に伝送され、表示される等が可能であり、適切な臨床医は、イメージングシステム１０を制御し、被検体を診断する等のために、このデータを使用することができる。

図３は、イメージングシステム１０の受容ウィンドウを動的に調整するために、被検体のプロファイル及び該プロファイル外のイメージング領域１４の領域に関する情報を使用する代替方法を示している。５４において、被検体のプロファイル及び角度の許容差が、得られる。プロファイル及び角度の許容差は、上述したように又はそのバリエーションによって得られうる。５６において、プロファイル、角度許容差、及びイメージングシステム１０の解像度が、被検体についての動的なウィンドウを生成するために使用される。結果として得られるウィンドウは、プロファイル外のイメージング領域１４の領域を考慮しない技法と比べてより大きい範囲で被検体に従い又は被検体をとらえる。

５８において、放射線イベントは、イメージングシステム１０によって検出され、処理される（例えば、電気信号に変換され、調整され、増幅され、デジタル化され、タイムスタンプを付される等）。６０において、対検出器２８は、タイムスタンプに基づいて、対応する電子−陽電子消滅イベントに属する実質的に同時の又は同時発生のガンマ線検出の対を識別する。６２において、ＬＯＲプロセッサ３０は、各イベント対について空間的情報を処理して、ＬＯＲ上のどこかで生じたことが分かっている２つの同時発生ガンマ線検出を接続する空間的なＬＯＲを識別する。６４において、ＴＯＦプロセッサ３２は、ＬＯＲに沿った陽電子−電子消滅イベントを位置特定するために同時発生対の各イベントの時間の間の時間差を解析する。

６６において、ウィンドウ処理素子２２は、各々のＬＯＲの位置特定された部分が、プロファイル内又はプロファイル外にあるかを決定する。例えば、ＬＯＲについてステップ５６において決定された対応するウィンドウが、ＬＯＲを規定したイベント対の検出時間に適用されることにより、それが有効なデータであるか、すなわちプロファイル内に生じ得たイベントを表すかどうか調べる。有効な位置特定されたＬＯＲは、再構成エンジン３４に伝達され、再構成エンジン３４は、プロファイルにおける関心領域の画像を生成するために、位置特定されたＬＯＲから画像を再構成する。生データ及び／又は再構成された画像は、記憶され、印刷され、アーカイブされ、フィルムに収められ、処理され、別の装置に伝送され、表示される等が可能であり、適切な臨床医は、イメージングシステム１０を制御する、被検体を診断する等のために、このデータを使用することができる。

図４は、イメージングシステム１０について受容ウィンドウを動的に調整する別の代替方法を示している。この方法は、臨床医によって選択されたイメージングプロトコルに基づくウィンドウを使用する。７０において、臨床医は、１又は複数のイメージングプロトコルを選択する。例えば、頭部は、柱体としてプロファイルされ、及び胴は、楕円体としてプロファイルされることができる。柱体の直径並びに楕円体の長軸及び短軸は、子供、成人、肥満成人その他に基づいてあらかじめ選択される。７２において、（複数の）選択されたイメージングプロトコルに基づく予め計算された動的ウィンドウが、記憶素子２０から取り出される。７４において、放射線イベントが、イメージングシステム１０によって検出され、処理される。７６において、対検出器２８は、タイムスタンプに基づいて、対応する電子−陽電子消滅イベントに属する実質的に同時の又は同時発生のガンマ線検出の対を識別する。一実施例において、対は、ボア直径により決定される同時発生時間から決定される。別の実施例において、同時発生時間は、頭部のみのプロトコルの場合、楕円体の長軸、柱体の直径に基づいて、低減される。

７８において、ＬＯＲプロセッサ３０は、各イベント対について空間的な情報を処理して、ＬＯＲ上のどこかで生じたことが分かっている２つの同時発生ガンマ線検出を接続する空間的なＬＯＲを識別する。８０において、ＴＯＦプロセッサ３２は、識別されたＬＯＲに沿った陽電子−電子消滅イベントを位置特定するために、同時発生対の各イベントの時間の間の時間差を解析する。８２において、ウィンドウ処理素子２２は、プロトコルに基づく同時発生タイミングウィンドウによって、位置特定されたＬＯＲをフィルタリングする。頭部のみが、イメージングされ、ボアの軸を中心とする柱体としてモデル化される特別な例において、対の識別ステップ７８が、柱体の直径に基づくウィンドウによって同時発生を検出する場合、同時発生ステップ７８及び８２は、冗長になり、ステップ８２が除去されることができる。８４において、再構成エンジン３４は、受け入れられたイベントから画像を再構成する。生データ及び／又は再構成された画像は、記憶され、印刷され、アーカイブされ、フィルムに収められ、処理され、別の装置に伝送され、表示される等が可能であり、適切な臨床医は、イメージングシステム１０を制御する、被検体を診断する等のために、このデータを使用することができる。

図２−図４に示される方法に関して、被検体は、上述の例のいかなるものについても視野内に中心におかれる必要はない。すなわち、被検体は、中心がずれていてもよい。非対称の同時発生タイミングフィルタを使用することによって、被検体により規定される領域は、被検体の位置付けを補償するために、例えば左又は右に、中心からシフトされていてもよい。

更に、これらの方法が、一連の処理によって記述されているが、さまざまな例において、説明された動作がさまざまな異なる順序で行われることができることが理解されるべきである。更に、ある例では、処理の１又は複数が、１又は複数の他の処理と並行して行われることができる。更に、ある例では、より多くの又はより少ない処理が、用いられることができる。

本発明は、好適な実施例に関して記述された。当業者であれば、前述の詳細な説明を読み理解することにより変形及び変更が思いつくであろう。本発明は、すべてのこのような変形及び変更が添付の請求項の範囲又はそれと等価なものの範囲内にある限り、それらを含むものとして構成されることが意図される。

受容ウィンドウを動的に調整するために被検体のプロファイルを使用する例示的なイメージングシステムを示す図。 イメージングシステムについて受容ウィンドウを動的に調整するために被検体のプロファイルを使用する方法を示す図。 イメージングシステムについて受容ウィンドウを動的に調整するために、被検体のプロファイル及びプロファイル外のイメージング領域に関する情報を使用する方法を示す図。 選択されたイメージングプロトコルに基づくデフォルトの受容ウィンドウを使用する方法を示す図。

Claims (28)

1. 飛行時間画像を再構成する方法であって、
   イメージングシステムの検査領域においてイメージングされるべき被検体のプロファイルを得るステップであって、前記プロファイルが、前記被検体内の関心のあるボリュームを含んでいる、ステップと、
   少なくとも前記プロファイルに基づいて、動的な放射線イベント受容ウィンドウを生成するステップと、
   前記被検体から放出された放射線に関連付けられるイベントを検出し、対応する電子データを生成するステップと、
   前記動的な放射線イベント受容ウィンドウによって、前記電子データをフィルタリングするステップであって、前記プロファイル外に位置する放射線イベントに帰する電子データが捨てられる、ステップと、
   残りの電子データから画像を再構成するステップと、
   を含む方法。
2. 実質的に同時のイベント対を識別するステップと、
   各々の識別されたイベント対を接続する空間的なＬＯＲを決定するステップと、
   前記被検体の前記プロファイルに従うようにその形状を動的に変化させる前記動的な受容ウィンドウによって、各ＬＯＲに関連付けられる前記イベント対をフィルタリングするステップであって、前記受容ウィンドウ内にあるイベント対が維持され、前記受容ウィンドウ外にあるイベント対が捨てられ、前記維持されたイベント対に対応するＬＯＲは再構成されるものである、ステップと、
   を含む請求項１に記載の方法。
3. 前記対応するＬＯＲに沿った各イベントの位置を特定するステップを更に含む、請求項２に記載の方法。
4. 前記プロファイルに、前記対の各イベントの対応するタイムスタンプをマッピングすることによって、各イベント対についての適切な受容ウィンドウを決定し、前記イベント対をフィルタリングするために前記プロファイルの当該部分について前記受容ウィンドウを使用するステップを更に含む、請求項２に記載の方法。
5. 前記プロファイルを横切らないＬＯＲを捨てるステップを更に含む、請求項２に記載の方法。
6. 前記被検体の前記プロファイル及び前記イメージングシステムの固有解像度に基づいて、前記受容ウィンドウを生成するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
7. 前記被検体の前記プロファイル、前記プロファイル外の前記イメージング領域に関する情報、及び前記イメージングシステムの固有解像度に基づいて、前記受容ウィンドウを生成するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
8. 前記プロファイルによって決められる前記被検体の最大範囲にマージンをプラスしたものであるように、前記受容ウィンドウを規定するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
9. 前記ウィンドウを生成するために使用されるルックアップテーブル又はデータの離散的な組として、前記イメージングシステムの記憶素子に前記受容ウィンドウを記憶するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
10. 前記被検体をイメージングする前に、又は前記被検体をイメージングしている間にリアルタイムに、前記受容ウィンドウを生成するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
11. コンピュータトモグラフィ、核磁気共鳴、核イメージング及びレーザ技術のうちの１つによって、前記プロファイルを得るステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
12. 前記被検体は、前記検査領域に対して中心がずれており、前記方法が、前記プロファイル外で生じた放射線イベントに帰する電子データを除去する場合、非対称のタイミングウィンドウを使用して、前記中心のずれた位置を補償するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
13. 前記プロファイル外に位置する放射線イベントに帰する電子データを除去する前記ステップが、前記検出された放射線イベントの相対検出時間から、前記プロファイル内から放出された放射線に対応する検出された放射線イベントの対を決定することを含む、請求項１に記載の方法。
14. 前記プロファイルを得る前記ステップは、選択されたイメージングプロトコルに基づいて、１又は複数の幾何学的なボリュームを選択し、サイズ調整をすることを含む、請求項１に記載の方法。
15. 請求項１に記載の方法を実現するようにプログラムされた飛行時間ポジトロンエミッショントモグラフィイメージングシステム。
16. 被検体のプロファイル及びイメージングシステムの固有解像度に基づいて、動的な受容ウィンドウを生成するウィンドウ生成器と、
    各放射線イベント検出を示す信号を生成する複数の放射線検出器と、
    共通の放射線イベントに対応する放射線検出の対を接続する空間的なＬＯＲを識別するＬＯＲプロセッサと、
    前記動的なウィンドウによって、前記放射線イベント検出をフィルタリングするウィンドウ処理素子と、
    残りのフィルタリングされない放射線イベント検出に基づいて、画像を再構成する再構成エンジンと、
    を有する飛行時間イメージング装置。
17. 前記ウィンドウ処理素子は、前記プロファイルを横切らないＬＯＲを退ける、請求項１６に記載の装置。
18. 前記ＬＯＲに沿った前記放射線イベントを位置特定するために、各ＬＯＲに対応する前記放射線検出の対の相対検出時間を解析する飛行時間プロセッサを更に有する、請求項１６に記載の装置。
19. 前記ウィンドウ処理素子は、前記プロファイルを横切るＬＯＲであって、前記位置特定された放射線イベントが前記プロファイル外にあるＬＯＲを退ける、請求項１８に記載の装置。
20. 前記被検体の前記プロファイル、角度の同時発生ウィンドウ許容差、及び前記装置の固有解像度に基づいて、前記ウィンドウを生成するウィンドウ生成器を更に有する、請求項１６に記載の装置。
21. 前記動的なウィンドウは、２又はそれ以上のプロトコルに基づくウィンドウを含む、請求項１６に記載の装置。
22. 前記動的なウィンドウは、前記被検体内のユーザ規定される関心のあるボリュームに対応する、請求項１６に記載の装置。
23. 前記ウィンドウ処理素子は、前記被検体の前記プロファイルに従うように動的に変化する前記動的な受容ウィンドウの形状に基づいて、各ＬＯＲをフィルタリングする、請求項１６に記載の装置。
24. イメージング装置によってイメージングされる被検体の輪郭に従う動的な放射線イベント検出ウィンドウを生成する処理を、コンピュータに実行させるためのソフトウェアプログラム。
25. 前記動的なウィンドウが、前記被検体のプロファイル及び前記装置の固有解像度に基づいて生成される、請求項２４に記載のソフトウェアプログラム。
26. 前記動的なウィンドウは、前記被検体のプロファイル、角度の同時発生ウィンドウ許容差、前記装置の固有解像度に基づいて生成される、請求項２４に記載のソフトウェアプログラム。
27. 少なくとも被検体のプロファイルに基づいて、同時発生ウィンドウルックアップテーブルを生成するウィンドウ生成器と、
    各々の検出された放射線イベントを示す信号を生成する複数の放射線検出器と、
    同時発生放射線イベントの各対を接続する空間的なＬＯＲを識別するＬＯＲプロセッサと、
    前記同時発生ウィンドウルックアップテーブルに、各イベントのタイムスタンプをマッピングして、受容ウィンドウを得ることによって、前記同時発生放射線イベントの対をフィルタリングするウィンドウ処理素子であって、前記受容ウィンドウ外に位置する放射線イベントが捨てられる、ウィンドウ処理素子と、
    同時発生放射線イベントの維持された対に基づいて、画像を再構成する再構成エンジンと、
    を有する飛行時間イメージングシステム。
28. 放射線イベントの対を検出し識別し、各イベント対についてＬＯＲを識別し、動的な受容ウィンドウにより前記ＬＯＲをフィルタリングし、残りの位置特定されたＬＯＲから画像を再構成する飛行時間イメージングシステムに用いられるルックアップテーブルであって、
    前記ルックアップテーブルは、複数の被検体プロファイルの各々及び多数のＬＯＲの各々について、前記受容ウィンドウを記憶し、
    前記受容ウィンドウは、前記イメージングシステムの固有分解能、前記ＬＯＲの軌跡及び複数の被検体プロファイルに基づき、
    前記ルックアップテーブルは、各ＬＯＲが画像を再構成する際に使用されることができるかどうか識別する対応する記憶された受容ウィンドウを取り出すために、各ＬＯＲの識別子及び選択された被検体プロファイルに従ってアドレスされる、ルックアップテーブル。

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