JP2020519865A5 - - Google Patents

Claims (20)

1. ポジトロンエミッショントモグラフィ（ＰＥＴ）撮像装置のタイミング較正を実施するタイミング較正装置であって、前記タイミング較正装置は、
   ２つの反対方向の５１１ｋｅＶガンマ線及び５１１ｋｅＶとは異なるカスケードガンマ線エネルギーを持つ少なくとも１つのカスケードガンマ線の放出を含む崩壊経路を有する陽電子放出放射性同位体を含む放射性源と、
   前記ＰＥＴ撮像装置によって前記放射性源から取得されたタイムスタンプ付き放射線検出イベントデータセットを入力するように接続される電子プロセッサと、
   タイミング較正方法を実行するための、前記電子プロセッサにより読み取り可能且つ実行可能な命令を記憶した非一時記憶媒体であって、前記タイミング較正方法が、
   エネルギーウィンドウフィルタリング及び時間ウィンドウフィルタリングを使用して前記タイムスタンプ付き放射線検出イベントデータセットを処理して、２つの同時発生５１１ｋｅＶイベントから各々構成されるイベントペア、並びに少なくとも１つの同時発生５１１ｋｅＶイベント及びカスケードガンマ線エネルギーにおける同時発生カスケードイベントから各々構成されるカスケードイベントペア又はトリプレット、を有する同時発生データセットを生成するステップと、
   前記同時発生データセットを使用して、前記ＰＥＴ画像装置の前記ＰＥＴ検出器のオフセット時間を含む前記ＰＥＴ画像装置のタイミング較正を生成するステップと、
   を有する、非一時記憶媒体と、
   を有するタイミング較正装置。
2. 前記放射性源の最大寸法が２０ミリメートル以下であり、
   前記タイミング較正を生成する前記ステップは、前記放射性源から放出される前記同時発生データセットをモデル化することを含み、当該放射性源は、前記タイムスタンプ付き放射線検出イベントデータセットの取得の間、静止している、請求項１に記載のタイミング較正装置。
3. 前記放射性源は球状であり、最大直径が１ミリメートル以下である、請求項１又は２に記載のタイミング較正装置。
4. 前記タイミング較正を生成する前記ステップは、単一の静止した放射性点源により放出される同時発生データセットをモデル化することを含む、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のタイミング較正装置。
5. 前記タイミング較正を生成する前記ステップは、前記ＰＥＴ撮像装置のあらゆるＰＥＴ検出器ペアの２つのＰＥＴ検出器から等距離に位置する単一の固定の放射性点源によって放出される同時発生データセットをモデル化することを含み、前記放射性点源は、前記放射性点源を通る応答線を定めることができる、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のタイミング較正装置。
6. 前記ＰＥＴ撮像装置の前記タイミング較正を生成する前記ステップは、前記ＰＥＴ検出器のオフセット時間｛ｔｎ｝ｎ＝１，…，Ｎの値に関する式の組を同時に解くことを含み、ここでＮは、ＰＥＴ検出器の数であり、ｔｎは、ｎ番目のＰＥＴ検出器のオフセット時間であり、
   前記式の組は、各イベントペアに関する式Δｔ＝ｔｉ−ｔｊと、各カスケードイベントペアに関する式Δｔ＝ｔｉ−ｔｋと、各カスケードイベントトリプレットに関する式Δｔｉｊ＝ｔｉ−ｔｊ、Δｔｉｋ＝ｔｉ−ｔｋ及びΔｔｊｋ＝ｔｊ−ｔｋを有し、
   各イベントペアに関する式Δｔ＝ｔｉ−ｔｊにおいて、ｉ及びｊは、２つの同時発生５１１ｋｅＶイベントを取得するＰＥＴ検出器をインデックス付けし、Δｔは、２つの同時発生５１１ｋｅＶイベントのタイムスタンプの間の符号付き時間差であり、
   各カスケードイベントペアに関する式Δｔ＝ｔｉ−ｔｋにおいて、ｉは、同時発生５１１ｋｅＶイベントを取得するＰＥＴ検出器をインデックス付けし、ｋは、同時発生カスケードイベントを取得するＰＥＴ検出器をインデックス付けし、Δｔは、同時発生５１１ｋｅＶとカスケードイベントのタイムスタンプの間の符号付き時間差であり、
   各カスケードイベントトリプレットに関する式Δｔｉｊ＝ｔｉ−ｔｊ、Δｔｉｋ＝ｔｉ−ｔｋ及びΔｔｊｋ＝ｔｊ−ｔｋにおいて、ｉ及びｊは、２つの同時発生５１１ｋｅＶイベントを取得するＰＥＴ検出器をインデックス付けし、ｋは、同時発生カスケードイベントを取得するＰＥＴ検出器をインデックス付けし、Δｔｉｊは、同時発生５１１ｋｅＶイベントのタイムスタンプの間の符号付き時間差であり、Δｔｉｋは、ｉとインデックス付けされたＰＥＴ検出器によって取得される同時発生５１１ｋｅＶイベントのタイムスタンプと、同時発生カスケードイベントのタイムスタンプとの間の符号付き時間差であり、Δｊｋは、ｊとインデックス付けされたＰＥＴ検出器によって取得される同時発生５１１ｋｅＶイベントのタイムスタンプと、同時発生カスケードイベントのタイムスタンプとの間の符号付き時間差である、請求項５に記載のタイミング較正装置。
7. 前記タイムスタンプ付き放射線検出イベントデータセットの処理は、２つの同時発生５１１ｋｅＶイベントを各々が含むイベントペアと、１つの５１１ｋｅＶ同時発生イベント及びカスケードガンマ線エネルギーを持つ同時発生カスケードイベントを各々が含むカスケードイベントペアと、を有する同時発生データセットを生成することを含み、前記同時発生データセットは、カスケードイベントトリプレットを含まない、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のタイミング較正装置。
8. 前記タイムスタンプ付き放射線検出イベントデータセットの処理は、２つの同時発生５１１ｋｅＶイベントを各々が含むイベントペア、並びに２つの同時発生５１１ｋｅＶイベント及びカスケードガンマ線エネルギーを持つ同時発生カスケードイベントを各々が含むカスケードトリプレット、のみを有する同時発生データセットを生成することを含み、前記同時発生データセットはカスケードイベントペアを含まない、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のタイミング較正装置。
9. 前記放射性源は、放射性同位体２２Ｎａを含む、請求項１乃至８のいずれか１項に記載のタイミング較正装置。
10. 電子プロセッサによって読み取り可能且つ実行可能な命令であって、陽電子放出放射性同位元素を含む固定の放射性点源についてポジトロンエミッショントモグラフィ撮像装置によって取得されるタイムスタンプ付き放射線検出イベントデータセットに対し処理を行うタイミング較正方法を実行するための命令を記憶した非一時記憶媒体であって、
    タイムスタンプ付き放射線検出イベントデータセットのエネルギーフィルタリングを実施して、陽電子放出放射性同位元素の５１１ｋｅＶイベント及びカスケードガンマ線エネルギーを持つカスケードイベントを有するエネルギーフィルタリングされた放射線検出イベントデータセットを生成するステップと、
    前記エネルギーフィルタリングされた放射線検出イベントデータセットの時間ウィンドウフィルタリングを実施して、２つの同時発生５１１ｋｅＶイベントから各々構成されるイベントペア、並びに少なくとも１つの同時発生５１１ｋｅＶイベント及び同時発生カスケードイベントから各々構成されるカスケードイベントペア又はトリプレットを有する同時発生データセットを生成するステップと、
    前記同時発生データセットを使用して前記ＰＥＴ撮像装置のＰＥＴ検出器の時間オフセットを含む前記ＰＥＴ撮像装置のタイミング較正を生成するステップと、
    を有する非一時記憶媒体。
11. 前記タイムスタンプ付き放射線検出イベントデータセットは、前記ＰＥＴ画像装置によって、前記ＰＥＴ画像装置のあらゆるＰＥＴ検出器ペアの２つのＰＥＴ検出器から等距離に位置する前記固定の放射性源について取得され、前記放射性源は、前記放射性源を通る応答線を規定することができる、請求項１０に記載の非一時記憶媒体。
12. 前記ＰＥＴ撮像装置の前記タイミング較正を生成する前記ステップは、前記ＰＥＴ検出器のオフセット時間｛ｔｎ｝ｎ＝１，…，Ｎの値に関する式の組を同時に解くことを含み、ここでＮは、ＰＥＴ検出器の数であり、ｔｎは、ｎ番目のＰＥＴ検出器のオフセット時間であり、
    前記式の組は、各イベントペアに関する式Δｔ＝ｔｉ−ｔｊと、各カスケードイベントペアに関する式Δｔ＝ｔｉ−ｔｋと、各カスケードイベントトリプレットに関する式Δｔｉｊ＝ｔｉ−ｔｊ、Δｔｉｋ＝ｔｉ−ｔｋ及びΔｔｊｋ＝ｔｊ−ｔｋを有し、
    各イベントペアに関する式Δｔ＝ｔｉ−ｔｊにおいて、ｉ及びｊは、２つの同時発生５１１ｋｅＶイベントを取得するＰＥＴ検出器をインデックス付けし、Δｔは、２つの同時発生５１１ｋｅＶイベントのタイムスタンプの間の符号付き時間差であり、
    各カスケードイベントペアに関する式Δｔ＝ｔｉ−ｔｋにおいて、ｉは、同時発生５１１ｋｅＶイベントを取得するＰＥＴ検出器をインデックス付けし、ｋは、同時発生カスケードイベントを取得するＰＥＴ検出器をインデックス付けし、Δｔは、同時発生５１１ｋｅＶイベントとカスケードイベントのタイムスタンプの間の符号付き時間差であり、
    各カスケードイベントトリプレットに関する式Δｔｉｊ＝ｔｉ−ｔｊ、Δｔｉｋ＝ｔｉ−ｔｋ及びΔｔｊｋ＝ｔｊ−ｔｋにおいて、ｉ及びｊは、２つの同時発生５１１ｋｅＶイベントを取得するＰＥＴ検出器をインデックス付けし、ｋは、同時発生カスケードイベントを取得するＰＥＴ検出器をインデックス付けし、Δｔｉｊは、同時発生５１１ｋｅＶイベントのタイムスタンプの間の符号付き時間差であり、Δｔｉｋは、ｉとインデックス付けされたＰＥＴ検出器によって取得される同時発生５１１ｋｅＶイベントのタイムスタンプと、同時発生カスケードイベントのタイムスタンプとの間の符号付き時間差であり、Δｔｊｋは、ｊとインデックス付けされたＰＥＴ検出器によって取得される同時発生５１１ｋｅＶイベントのタイムスタンプと、同時発生カスケードイベントのタイムスタンプとの間の符号付き時間差である、請求項１１に記載の非一時記憶媒体。
13. 前記同時発生コデータセットは、カスケードイベントトリプレットを含まず、前記ＰＥＴ撮像装置の前記タイミング較正を生成する前記ステップは、前記ＰＥＴ検出器のオフセット時間｛ｔｎ｝ｎ＝１，…，Ｎの値に関する式の組を同時に解くことを含み、ここでＮは、ＰＥＴ検出器の数であり、ｔｎは、ｎ番目のＰＥＴ検出器のオフセット時間であり、
    前記式の組は、各イベントペアに関する式Δｔ＝ｔｉ−ｔｊ、及び各カスケードイベントペアに関する式Δｔ＝ｔｉ−ｔｋを有し、
    各イベントペアに関する式Δｔ＝ｔｉ−ｔｊにおいて、ｉ及びｊは、２つの同時発生５１１ｋｅＶイベントを取得するＰＥＴ検出器をインデックス付けし、Δｔは、２つの同時発生５１１ｋｅＶイベントのタイムスタンプの間の符号付き時間差であり、
    各カスケードイベントペアに関する式Δｔ＝ｔｉ−ｔｋにおいて、ｉは、同時発生５１１ｋｅＶイベントを取得するＰＥＴ検出器をインデックス付けし、ｋは、同時発生カスケードイベントを取得するＰＥＴ検出器をインデックス付けし、Δｔは、同時発生５１１ｋｅＶイベントと同時発生カスケードイベントのタイムスタンプの間の符号付き時間差である、請求項１１に記載の非一時記憶媒体。
14. 前記同時発生データセットは、カスケードイベントペアを含まず、前記ＰＥＴ撮像装置の前記タイミング較正を生成する前記ステップは、前記ＰＥＴ検出器のオフセット時間｛ｔｎ｝ｎ＝１，…，Ｎの値に関する式の組を同時に解くことを含み、ここでＮは、ＰＥＴ検出器の数であり、ｔｎは、ｎ番目のＰＥＴ検出器のオフセット時間であり、
    前記式の組は、各イベントペアに関する式Δｔ＝ｔｉ−ｔｊ、並びに各カスケードイベントトリプレットに関する式Δｔｉｊ＝ｔｉ−ｔｊ、Δｔｉｋ＝ｔｉ−ｔｋ及びΔｔｊｋ＝ｔｊ−ｔｋを有し、
    各イベントペアに関する式Δｔ＝ｔｉ−ｔｊにおいて、ｉ及びｊは、２つの同時発生５１１ｋｅＶイベントを取得するＰＥＴ検出器をインデックス付けし、Δｔは、２つの同時発生５１１ｋｅＶイベントのタイムスタンプの間の符号付き時間差であり、
    各カスケードイベントトリプレットに関する式Δｔｉｊ＝ｔｉ−ｔｊ、Δｔｉｋ＝ｔｉ−ｔｋ及びΔｔｊｋ＝ｔｊ−ｔｋにおいて、ｉ及びｊは、２つの同時発生５１１ｋｅＶイベントを取得するＰＥＴ検出器をインデックス付けし、ｋは、同時発生カスケードイベントを取得するＰＥＴ検出器をインデックス付けし、Δｔｉｊは、同時発生５１１ｋｅＶイベントのタイムスタンプの間の符号付き時間差であり、Δｔｉｋは、ｉとインデックス付けされたＰＥＴ検出器によって取得される同時発生５１１ｋｅＶイベントのタイムスタンプと、同時発生カスケードイベントのタイムスタンプとの間の符号付き時間差であり、Δｔｊｋは、ｊとインデックス付けされたＰＥＴ検出器によって取得される同時発生５１１ｋｅＶイベントのタイムスタンプと、同時発生カスケードイベントのタイムスタンプとの間の符号付き時間差である、請求項１１に記載の非一時記憶媒体。
15. ポジトロンエミッショントモグラフィ（ＰＥＴ）撮像装置のためのタイミング較正方法であって、
    ＰＥＴ撮像装置を使用して、２つの反対方向の５１１ｋｅＶガンマ線及び少なくとも１つのカスケードガンマ線の放出を含む崩壊経路を有する陽電子放出放射性同位元素を含む放射性源に関してタイムスタンプ付き放射線検出イベントデータセットを取得するステップと、
    電子プロセッサを使用して、（ｉ）２つの同時発生５１１ｋｅＶイベントから各々構成されるイベントペア、並びに（ｉｉ）少なくとも１つの同時発生５１１ｋｅＶイベント及びカスケードガンマ線エネルギーにおける同時発生カスケードイベントから各々構成されるカスケードイベントペア又はトリプレット、を有する同時発生データセットを生成するために、前記タイムスタンプ付き放射線検出イベントデータセットを、エネルギーウィンドウフィルタリング及び時間ウィンドウフィルタリングするステップと、
    電子プロセッサを使用して、前記ＰＥＴ撮像装置のＰＥＴ検出器の時間をオフセットするために、前記イベントペアのタイムスタンプと前記カスケードイベントペア又はトリプレットのタイムスタンプとの符号付き時間差に関連する式の組を同時に解くことにより、前記ＰＥＴ撮像装置のタイミング較正を生成するステップと、
    を有するタイミング較正方法。
16. 前記放射性源は、前記タイムスタンプ付き放射線検出イベントデータセットの取得期間中、単一のロケーションに静止状態に保たれる、請求項１５に記載のタイミング較正方法。
17. 前記単一のロケーションは、前記放射性源を通る応答線を規定することができる前記ＰＥＴ撮像装置のあらゆるＰＥＴ検出器ペアの２つのＰＥＴ検出器から等距離にある、請求項１６に記載のタイミング較正方法。
18. 前記放射性源は、５ミリメートル以下の最大寸法を有する、請求項１５乃至１７のいずれか１項に記載のタイミング較正方法。
19. 前記放射性源は、放射性同位体２２Ｎａを有する、請求項１５乃至１８のいずれか１項に記載のタイミング較正方法。
20. 前記ＰＥＴ撮像装置を使用して、撮像対象のタイムスタンプ付き撮像データセットを取得するステップと、
    前記電子プロセッサを使用して、前記タイムスタンプ付き撮像データセットをエネルギーウィンドウフィルタリング及び時間ウィンドウフィルタリングして、２つの同時５１１ｋｅＶイベントを各々が含むイベントペアを有する同時発生撮像データセットを生成するステップと、
    前記ＰＥＴ撮像装置の前記タイミング較正を使用して前記同時発生撮像データセットのタイムスタンプを補正して、タイミング補正された同時発生撮像データセットを生成するステップと、
    飛行時間（ＴＯＦ）ＰＥＴ画像再構成プロセスを使用して前記タイミング補正された同時発生撮像データセットを再構成して、再構成されたＴＯＦ ＰＥＴ画像を生成するステップと、
    を有する、請求項１５乃至１９のいずれか１項に記載のタイミング較正方法。