JP6377574B2 - 放射線検体からのガンマ線を検出するシステムおよび方法 - Google Patents

Description

本発明は、生体プロセスの測定及び予測であり、より具体的には局所的な放射線標識トレーサの経時的集積の測定及び生体プロセスを予測できるうえに、放射性標識トレーサの適正な注入または投与を確実に行えるシステムと方法に関連する。

本出願は、２０１２年５月３０日に出願された米国仮出願第６１／６５３０１４号の優先権の利益を主張する２０１３年３月１５日に出願した米国特許出願第１３／８４０９２５号の一部継続出願であり、ここに全て包含することで、その権利化を請求する。

腫瘍専門医は、転帰を改善し、副作用を抑え、不要な費用を避けるため、処方した癌治療が意図したとおりの効果を発揮しているか否かを知ることが重要である。化学療法は腫瘍細胞を死滅させる。細胞増殖抑制療法は、細胞の増殖を抑制し、腫瘍の拡大を阻止する一方、転移を防ぐ。免疫療法は、免疫機能を用いて癌を攻撃するが、体が有効に腫瘍を攻撃しているという証拠が得られる前に、まずは腫瘍領域が炎症反応してしまう。腫瘍専門医にとって腫瘍の大きさを測定することが治療の有効性を評価する主な手段であるが、腫瘍の大きさが治療の有効性を評価するうえで、最良または早期の指標でないことは周知の事実である。化学療法では、腫瘍の縮小は、癌細胞が壊死し、体の代謝機能により壊死した細胞が代謝された後にのみ確認できるため、数週間を要することが多い。細胞増殖抑制療法では、癌細胞の増殖を抑制するが、臨床医には内在する癌の状態は不明なままである。免疫療法では、炎症反応により、腫瘍の適正な評価の妨げとなることが多い。

現在使用できる評価法は、腫瘍専門医及び研究者にとって、治療に対する腫瘍の反応を評価するには理想的ではない。腫瘍の触診は容易で安価な方法ではあるが、体表に近傍する腫瘍に限られ、医師の記憶及び記録に依拠し、主には大きさの測定である。この触診プロセスの再現性の欠如とこれまでの経緯から、腫瘍の大きさの顕著な変化が治療の評価指標としてまずは普及した（Ｗｏｌｆｇａｎｇ Ａ． Ｗｅｂｅｒら著、非特許文献１）。画像診断法（ＣＴ、ＭＲＩ、Ｘ線）は、体表近傍及び組織深部の両方の腫瘍についてのより正確な測定を提供するが、やはり主に大きさの測定であり、これは理想的な指標ではない。分子画像診断法（ＰＥＴ／ＣＴスキャン）は、注入された放射性標識トレーサの内、生きた癌細胞が集積した分の陽電子放出を検出するものであり、癌の治療前に病期診断として通常使用される。転移の視覚的特定は、癌の病期を診断する主な手段ではあるが、ＳＵＶ（標準糖代謝あるいは半定量的標準化吸収値）として知られる半定量的ＰＥＴ／ＣＴ測定値もまた、癌の病期の診断に使用されている。例えば、ＳＵＶは、肺の小結節が悪性であるか否かを診断するのに使用される。ＳＵＶは、基本的には関心領域（腫瘍）と全身に集積した放射性標識トレーサの量の比率である。分子画像診断法は治療前に患者の癌の病期を診断する主な評価法ではあるが、分子画像診断法は癌の代謝または増殖の状態並びに腫瘍の大きさを検出できることから、腫瘍専門医及び研究者にとって腫瘍の反応を評価できる最も優れた評価法として普及し始めている。放射性標識トレーサの注入または投与の約６０分後に得られた初診時のＰＥＴ画像から算出されたＳＵＶと、追跡時のＰＥＴ／ＣＴのＳＵＶとの比較が、現在ある治療の有効性を評価するうえで最良の指標である。

臨床的検証が増え続けるにつれ、より多くの癌の種類に対する腫瘍の反応をＰＥＴ／ＣＴスキャンによる比較にて評価する傾向が増加しているが、この最新の評価法にも限界がある。ＰＥＴ／ＣＴスキャンは高価なため、気軽に使用できないことが多い。更に、ＳＵＶの計算にはいくつかの問題点がある。Ｄｏｍｉｎｉｑｕｅ Ｄｅｌｂｅｋｅ博士によれば、「ＳＵＶ測定の再現性は、例えば血管外漏出の量、１８Ｆ−ＦＤＧ投与後の画像撮影時間、再構築アルゴリズムの種類、減衰マップの種類、関心領域の大きさ、腫瘍以外の臓器による集積の変化、分析方法（例えば最大値または平均値）などの臨床プロトコルの再現性に依存する。」（Ｄｏｍｉｎｉｑｕｅ Ｄｅｌｂｅｋｅら著、非特許文献２）。放射性標識トレーサの血管外漏出（滲出）は、臨床医が見落とすことが多い副作用である（Ｍｅｄｈａｔ Ｏｓｍａｎ著、非特許文献３）。血管外漏出は、放射性標識トレーサが静脈穿刺部の近傍組織に滲出する一般的な副作用であり、カテーテルの先端部が静脈から抜けたり、静脈を貫通したりに起因する。更に、血管壁からトレーサの一部が、周囲組織に滲出してしまう場合もある。その結果、放射性トレーサの投与量が不正確になるため、ＳＵＶの算出も不正確となり、患者の治療及び研究の結論に重大な影響を及ぼす可能性がある。この滲出が、臨床的判断を行う上でＳＵＶ閾値を特定したい研究者の努力にもかかわらず大きなばらつきがある事実に寄与している可能性がある。ある研究では、「多施設、多観測などにより品質保証できない群における代謝反応の閾値は−３４％から５２％であったのに対し、集中管理により品質保証した群では−２６％から３９％の範囲であった」（Ｌｉｎｄａ Ｍ． Ｖｅｌａｓｑｕｅｚら著、非特許文献４）。一般施設、または品質保証チェックを実施している施設や研究センターでも、ＳＵＶ算出に伴うこれらの問題があるため、腫瘍専門医及び研究者は適正な治療の評価または研究の成果に達するには顕著なＳＵＶの変化を必要とする。

現在の臨床現場では、ＰＥＴ／ＣＴの静止画像からのＳＵＶの比較を用いることが治療に対する腫瘍の反応を評価する上で、最も有効な方法であるが、動画（放射性標識トレーサの集積を経時的に取得したＰＥＴ画像）は、研究者に放射性標識トレーサの集積に関する動的情報を提供してきた。この動的情報は静的ＳＵＶを用いるよりも、治療の評価及び患者の転帰の予測に適していることは学界では実証済みである（Ｌｉｓａ Ｋ． Ｄｕｎｎｗａｌｄ著、非特許文献５）。しかし、残念ながら、この動的なＰＥＴは、静止ＰＥＴ／ＣＴスキャンと比べて約３倍の時間を要するため、実施するにはＰＥＴスキャナを増設する必要があり、広範囲での普及と日常的に臨床的使用するには臨床的及び経済的にも不合理である。そのため、過去数十年の間に癌治療の選択肢に大きな改善があった一方で、腫瘍専門医及び研究者は、処方している治療の効果または研究の有効性を評価するために必要なタイムリで、安価、かつ迅速な手段をまだ有していない。

既存の腫瘍の測定及び予測システムに関するこれらの問題を踏まえて、本発明の目的は、腫瘍による集積及びＰＥＴの結果に悪影響を及ぼす不適正な放射性標識トレーサの投与（血管外漏出または滲出）を特定するための方法及び、生体プロセスの状態と変化を測定及び予測できる容易で、安価な、かつ効果的なシステムおよび方法を提供することである。

"Use of PET for Monitoring Cancer Therapy and for Predicting Outcome", 46 J. Nucl. Med. (No. 6) 983-995（２００５年６月）。 "Procedure Guideline for Tumor Imaging with 18F-FDG PET/CT 1.0", 47 J. Nucl. Med. (No. 5) 885-895（２００６年５月） "FDG Dose Extravasations in PET/CT: Frequency and Impact on SUV Measurements", Frontiers in Oncology (Vol. 1:41) 1（２０１１年） "Repeatability of 18F-FDG PET in a Multicenter Phase I Study of Patients with Advanced Gastrointestinal Malignancies", 50 J. Nucl. Med. (No. 10) 1646-1654（２００９年１０月） "PET Tumor Metabolism in Locally Advanced Breast Cancer Patients Undergoing Neoadjuvant Chemotherapy: Value of Static versus Kinetic Measures of Fluirodeoxyglucose Uptake", Clin. Cancer Res. 2011; 17: 2400-2409（２０１１年３月１日にオンラインで最初に発行）

本開示は、不適正に投与された放射性標識トレーサを特定し、生体システムによる放射性標識トレーサの集積を容易、迅速、かつ比較的安価に、放射性標識トレーサの用量を減らし、患者の不快感を軽減しながら、測定できるシステムである。本システムは、実験動物においても生体プロセスを、既存よりも速い処理速度で、より安価に測定に実施することが可能である。医師及び研究者は、適正な治療及び研究の成果を、より安価かつ効果的に行うことが可能になる。以下に説明する本発明のシステムの実施形態は、不適正に投与された放射性標識トレーサを特定するための品質管理上の確認並びに腫瘍の変化の測定及び予測に関するものであるが、例えば本発明のシステムの実施形態は、如何なる生体システムにおいて、そのプロセスを測定するために用いることができる。例えば、本システムは、腫瘍に関連しない脳内スキャン、炎症の評価や腎機能の評価などにも用いることができる。

本発明のどの実施形態の例でも、放射性標識トレーサ注入の投与が適正であったことを示し、生体内作用、例えば腫瘍、での放射性標識トレーサの吸収の実時間測定値を収集するハードウェアおよびソフトウェアシステムがある。センサは、患者または被検者に投与された放射性標識トレーサの局所的吸収を測定する。ある実施形態では、例えば、センサは、（１）腫瘍の真上、（２）肘前窩より約１０ｃｍ上の右上腕、（３）肘前窩より約１０ｃｍ上の左上腕、および（４）他の関心部位に設置する。センサを上腕、すなわち放射性標識トレーサの注入部位の直ぐ上に設置することにより、装置は放射性標識トレーサの注入において比較的、一般的な副作用が発生したか否かを評価することができる。放射性標識トレーサの注入が適正の場合、注入後数秒以内に注入した腕のセンサ下を通過する。血管外漏出または滲出の場合、血管外の腕の組織内に残留し、腕のセンサによって検出される。

どの実施形態の例でも、センサによる測定は、迅速かつ反復的に実施される。本発明のシステムは、他の測定方法と比べて、正確な測定に必要な高価な放射性トレーサの量を削減し、大型のＰＥＴスキャン装置、または追跡用スキャンができる類似する装置（ＰＥＴ／ＣＴスキャン装置を診断された癌の病期診断および転移の検査にも使用可能）を不要とする。既存のアプローチによる測定は腫瘍の動態を明確にする。健常組織と比較すると、腫瘍は生体学的な違いにより、放射性検体の局所的消化が異なる。本発明はこの消化量を感知し、定量化し、腫瘍科医のためにそのデータを数分以内に容易に読解できるようグラフ化する。経時的なグラフ（基準値対後続スキャン）を比較することで腫瘍パラメータの推移を示す。腫瘍内の生体パラメータの推移は治療が効いているのか否かの洞察を医師に提供できる。更に、本発明は予測アルゴリズムにより、単回の測定用スキャンから生体パラメータの変化を予測することで、期待される治療効果を知るために必要な時間を短縮する。

どの実施形態でも、システムは（１）１個以上の測定用センサ、（２）１台の測定制御用機器、（３）測定を実行し、データを予測することができるコンピュータソフトウェア、および（４）データベース・サーバ管理ソフトウェアから構成される。

実施形態の１つでは、測定用センサは、シンチレーション材、光検出器、関連する組込みソフトウェアを内蔵したプロセッサ、メモリ、プリント基板上のロジックおよび他の回路から構成される。ある実施形態では、例えば、センサの電子部品は遮光筐体に密封され、データ通信を可能とする多導体ケーブルが付いている。筐体の機械設計によりシンチレーション材を正確な位置に管理することができる。

実施形態の１つでは、測定用制御機器は、例えば、表示画面、キーパッドおよびデータ通信用接続子などから構成される。制御用機器は、関連する組込みソフトウェアを内蔵したプロセッサ、メモリ、リアルタイムクロック、印刷回路板上のロジックおよび他の回路などが付加されることがある。ある実施形態では、複数の測定用センサを接続できるように複数のデータ通信接続子が付いている。制御用機器のもう１つの実施形態の例では、コンピュータに接続できるデータ通信用接続子も付いている。

どの実施形態の例でも、本発明のシステムに使用する専門のコンピュータソフトウェアは、（１）測定用制御機器の診断テストの実行、（２）測定用制御機器から測定データの転送および記録ファイルへの保存、（３）ユーザまたは他の情報源からの検査に関連するデータ（投与した放射量、患者の体重、患者の血糖値、ＰＥＴスキャンデータなど）の収集、（４）データ記録ファイルからデータベース・サーバ管理ソフトウェアへの転送、などの機能がある。

どの実施形態の例でも、データベース・サーバ管理ソフトウェアは、コンピュータからの受信データ記録ファイルを受信し、受信データに対して単数または複数のアルゴリズムを実行できる。単純なアルゴリズムでは、これらに限定しないが、スムージングもしくはノイズ低減またはその両方、放射性減衰の補正、制御信号による振幅補正などが可能である。より複雑なアルゴリズムでは、分類決定木、ルール学習、帰納論理、ベイジアンネットワークなどの機械学習アルゴリズムができる。ユーザのためにアルゴリズムの出力からレポートを作成している間、測定データは中央データベースに保存できる。これらのレポートは腫瘍または他の生体プロセスの推定パラメータあるいは将来の推定パラメータをも示す。

いくつかのシステムの実施形態の例では、陽電子放出により生体内で減衰する放射性検体の投与から集積まで経時的変化を、被検者から放出されるガンマ線により、リアルタイムに体外にて検出することを目的とする。これらのシステムは、少なくとも１つの体外式測定用センサ、非過渡メモリ及びクロックを有する少なくとも１つのコンピュータプロセッサを有することができ、コンピュータプロセッサは測定用センサ、温度補正器及びコンピュータプログラムコードと相互通信により連動する。体外式測定用センサは、センサ用筐体、シンチレーション材、光検出器、温度センサ、信号増幅器、及びセンサ用電源装置を具備できる。基本的に光検出器、温度センサ、信号増幅器、及びセンサ用電源装置は相互通信により連動する。シンチレーション材及び光検出器は、センサ用筐体内に遮光状態で配置され、そのシンチレーション材は、体内の放射性検体から、ある期間中、あるレベルのガンマ線を検出し、そのガンマ線レベルに適合する光子を放出するよう適合される。光検出器は、シンチレーション材と対に配置でき、光子を感知し、検出したガンマ線の頻度レベルを経時的に表す信号データに変換する。信号増幅器は、信号データを増幅するように構成され、測定用センサはその増幅された信号データ用に少なくとも１つのセンサ用出力を有する。

少なくとも１つのコンピュータプロセッサは、非過渡メモリ及びクロックを含むことができ、コンピュータプロセッサは測定用センサと相互通信により連動する。メモリは、少なくとも１つのコンピュータプロセッサによって実行可能な制御用コンピュータプログラムコードを有する。制御用コンピュータプログラムコードは、測定用に第１モジュール、データ管理用に第２モジュール（「モジュール」とは、単純にソフトウェアプログラムコードの一部の機能を指す）などの複数のソフトウェアモジュールを含む。

温度補正器は、温度センサが周囲温度を測定できるよう適合するために温度センサと対に配置する。これによりシステムは、周辺温度を温度補正器に通信でき、温度補正器は周辺温度と基準温度の比較による温度補正係数を算出できる。さらに、温度補正器は温度補正された信号データを算出できるよう適合するために、信号データに温度補正係数を採用する。

第１モジュールは、信号データを記録ファイルフォーマットで受信できるよう適合し、第２モジュールは、第１モジュールから記録ファイルの信号データを受信でき、補正された信号データを所定の記録装置に送信できるように適合する。コンピュータプログラムコードは更に、保存された記録ファイルのデータを第２のモジュールから受信でき、その保存データを用いて、所定の期間にわたり補正された信号データの変化を計算できるよう適合した第３のモジュールを包含する。また、このモジュールは保存データを予測モデルに用いることができ、その記録ファイルに関する所定の期間にわたり、予測出力として予測データ値を生成し、そのような変化を所定の記録装置に送信できる。

任意選択として、体外式測定用センサは、ガンマ線のための放射線遮蔽マスクを包含する。遮蔽マスクは、シンチレーション材に入射するガンマ線に対して視準器として開口部を画定する。整合機能または機器は、測定用センサの位置が被検者に対して、脱着しても同じ位置に整合できるよう包含する。いくつかの場合、整合機能は、センサ内に配置された発光体を有し、被検者に当てることにより被検者の所定部位に視準器の開口部を位置合わせ可能にする。任意選択として、発光体は開口内に配置された発光ダイオード（ＬＥＤ）であることが可能で、また任意選択として、更に体外式測定用センサは、ダイオードからの出力光（または周辺光）がシンチレーション材に当たるのを防ぎながら、シンチレーション材に入射するガンマ線が当たることができ、ＬＥＤの近傍に遮光シール材を有する。

任意選択として、体外式測定用センサは更に、ガンマ線に対する放射線遮蔽マスクを包含でき、遮蔽マスクはシンチレーション材に入射するガンマ線に対して視準器の形態で開口部を画定する。また、本システムは更に、視準器の開口部を被検者の所定部位に位置整合できるように、被検者に対して体外式測定用センサの脱着可能で載置できるスタンド式整合の機器または機能を含む。

任意選択として、第３モジュールは血管外漏出を検出できる。１つの手法では、第３モジュールは、放射性検体の血管外漏出を判断するために、補正された信号データの推移を算出できる。他の手法では、予測モデルは血管外漏出を判断するため、被検者において検体の血管外漏出に関する経時的な放射頻度を表すデータを含む。そのような予測モデルは、検体の適正な投与を確認するため、検体の投与後の経時的な放射頻度のピークを表すデータを含む。血管外漏出を知らせるためにアラームまたは探知器を含む場合もある。更に任意選択として、いくつかの実施形態の例では、被検者の腕に体外式測定用センサを脱着可能に固定するためのアームバンドを含む。

任意選択として、振幅またはパルス高に基づき増幅された信号データをフィルタするためにノイズ低減フィルタを含む。このフィルタは、電圧比較器と共に作動することができる。その代替として、フィルタはアナログ・デジタル変換器及び増幅された信号のデジタルデータを基準レベルと比較することができるよう適合した制御用コンピュータプログラムコードを含む。

更なるシステムの実施形態の一例として、陽電子放出により体内で衰退した放射性検体の投与から集積までの経時的変化を、被検者の関心領域において放出されるガンマ線の体外でのリアルタイム検出を目的とする。その実施形態は、第一体外式測定用センサ及び第二体外式測定用センサを含む。第一体外式測定用センサは、空洞を画定する放射線遮蔽を有するセンサ用筐体であり、更に放射線遮蔽が空洞内への開口部を画定でき、開口部内に配置された視準器が関心領域から空洞内に視準されたガンマ線が入射できるようにシンチレーション材が空洞内に配置でき、シンチレーション材から放出された光を検出できるように光検出器をセンサ用筐体内に配置でき、センサ用筐体、温度センサ、信号増幅器、センサ用電源装置を含む。光検出器、温度センサ、信号増幅器及びセンサ用電源装置は相互通信により連動する。

一般的に、シンチレーション材及び光検出器は、体内の放射性検体から所定の期間中にあるレベルのガンマ線に受け、ガンマ線のレベルに該当する光子を放出することができるよう適合したシンチレーション材と共にセンサ用筐体内に配置する。上述のように、シンチレーション材と対に配置できる光検出器は、増倍された光子により、ガンマ線の経時的な頻度レベルを表す信号データに変換できるように適合する。信号増幅器は、信号データを増幅でき、測定用センサはその増幅された信号データに対して少なくとも１つのセンサ出力またはポートを有する。

この実施形態では、第２体外式測定用センサは、背景ガンマ線を測定するために遮蔽していない状態の場合がある。更に、視準位置整合システムは、視準器を関心領域に位置合わせできるよう、センサ用筐体と相互通信により連動する。

温度補正器は、温度センサが周囲温度を測定できるよう適合するために温度センサと対に配置する。本システムは、周辺温度を温度補正器と通信するように適合し、温度補正器は周辺温度と基準温度の比較に基づき温度補正係数を算出する。温度補正器は更に、温度補正係数を信号データに適用して温度補正信号データを生成するように適合できる。

少なくとも１つのコンピュータプロセッサは、非過渡メモリ及びクロックを含むことができ、コンピュータプロセッサは第一及び第二測定用センサと相互連動する。メモリは少なくとも１つのコンピュータプロセッサによって実行可能な制御用コンピュータプログラムコードを有しまたは保存し、制御用コンピュータプログラムコードは測定のための第１モジュール及びデータ管理のための第２モジュールを有することが可能である。第１モジュールは、信号データを記録ファイルフォーマットで受信できるよう適合する。第２モジュールは、記録ファイルの信号データを第１モジュールから受信し、補正された信号データを所定の記録装置に送信できるよう適合する。また、コンピュータプログラムコードは第３及び第４モジュールを含みことができ、第３モジュールは記録ファイルの保存データを第２モジュールから受信でき、（１）その保存データを予測モデルに適用でき、その記録ファイルに関する所定の期間に渡る予測データ値を予測結果として生成し、更にその予測結果を所定の記録装置に送信でき、（２）その保存データを適用して所定の期間に渡る補正された信号データの推移を算出でき、その推移を所定の記録装置に送信できるように構成、第４モジュールは、第二体外式測定用センサからの信号データを第一体外式測定用センサからの信号データから減算するように構成できる。

この実施形態では、第一体外式測定用センサとして適切であり、前述の実施形態の選択肢に対応する選択肢を含むことができる。

システムの概要を示す図である。 システムの実施形態の一例である測定用センサを示す図である。 システムの測定用センサの実施形態を示す図である。 システムの可能なオプションを示す図である。 システムの可能なオプションを示す図である。 システムの可能なオプションを示す図である。 測定用制御機器の実施形態を示す図である。 測定用制御機器の実施形態を示す図である。 測定用制御機器の実施形態を示す図である。 システムのコンピュータプログラムコードの実施形態の一例を示す図である。 プリント回路基板および遮光体の実施形態の一例を示す図である。 遮光体の実施形態の一例を示す図である。 遮光体の実施形態の一例を示す図である。 システムの実施形態の一例を示す図である。 測定用センサの実施形態を示す図である。 測定用センサの実施形態を示す図である。 被検者の体のどこにセンサを設置するかを示す図である。 システム構成部品の実施形態の一例を示すフロー図である。 システムの実施形態の一例を示す図である。 測定用センサの実施形態の一例を示す図である。 測定用センサの実施形態の一例を示す図である。 測定用センサの実施形態の一例の詳細な分解図である。 測定用センサの動作の実施形態の一例を示すフロー図である。 測定用制御機器の実施形態の一例を示す図である。 測定用制御機器の実施形態の一例を示す正面見込図である。 測定用センサが接続された測定用制御機器の実施形態の一例を示す正面見込図である。 測定用制御機器の動作の実施形態の一例を示すフロー図である。 実施形態のコンピュータソフトウェアの動作の一例を示すフロー図である。 システムの実施形態のデータベース管理用ソフトウェアの動作の一例を示すフロー図である。 放射線検体の投与または注入が適正な場合の注入した腕のセンサからの出力を示す図である。 放射線検体の投与または注入が不適正な場合の注入した腕のセンサからの出力を示す図である。 放射線検体の投与または注入が不適正な場合の注入した腕のセンサからの出力を示す図である。 アームバンドの実施形態の一例と一緒に測定用センサと測定用制御装置を組み合わせた実施形態の一例を示す図である。 アームバンドの実施形態の一例と一緒に測定用センサと測定用制御装置を組み合わせた実施形態の一例を示す図である。 遮光体の実施形態の一例を示す図である。 遮光体の実施形態の一例および遮光された内部構造の分解図である。 位置整合用光源と組み合わせた遮光体の実施形態の一例を示す図である。 位置整合用光源と組み合わせた遮光体の実施形態の一例を示す図である。 位置整合用光源と組み合わせた遮光体の実施形態の一例を示す図である。 測定用制御装置の実施形態の一例を示す図である。 連結された２台の測定用制御装置の実施形態の一例を示す図である。 測定用センサの実施形態の一例を示す図である。 測定用センサの実施形態の一例を示す図である。 測定用センサの実施形態の一例に配置された遮光体の実施形態の一例の分解図である。 放射線遮蔽マスクの位置整合用装置の実施形態の一例を示す図である。 放射線遮蔽マスクの位置整合用装置の実施形態の一例を示す図である。 放射線遮蔽マスクの実施形態の一例を示す図である。 放射線遮蔽マスク及び視準器の実施形態の一例の上面図である。 放射線遮蔽マスク及び視準器の実施形態の一例の底面図である。 放射線遮蔽体の実施形態の一例に取り付けられた測定用センサの実施形態の一例を示す図である。 放射線遮蔽体の位置整合用装置の実施形態の一例及び放射線遮蔽の実施形態の一例を示す図である。 放射線遮蔽体の実施形態の一例に取り付けられた測定用センサの実施形態の一例の断面図である。 放射線遮蔽体の実施形態の一例に取り付けられた測定用センサの実施形態の一例の断面図である。 放射線遮蔽体の実施形態の一例に取付けられた放射線遮蔽体の位置整合用装置の実施形態の一例の断面図である。 測定用センサスタンドに取り付けられた測定用センサ及び付属する放射線遮蔽体の実施形態の一例を示す図である。 測定用センサの実施形態の一例の詳細図である。 調整足を有する放射線遮蔽マスクの実施形態の一例に取付けられた測定用センサの実施形態の一例を示す。 調整足を有する放射線遮蔽マスクの実施形態の一例に取付けられた測定用センサの実施形態の一例を示す図である。 連結された測定用センサの実施形態の一例を示す図である。 連結された測定用センサの実施形態の一例を示す図である。 測定用センサの実施形態の三例を示す図である。 外付押下ボタンが取り付けられた測定用センサの実施形態の一例を示す図である。 後方散乱材を有する測定用センサの実施形態の一例の断面図である。 後方散乱材の配置位置を固定できる構造を有する測定用センサ用筐体の実施形態の一例を示す図である。 本手法を実施する方法を示すフロー図である。

本開示は、生体内に投与された放射性検体から放出されたガンマ線を測定するためのシステムである。測定を反復した場合、それらは測定された放射線量の経時的変化を示す。これらの反復した測定値は、データに関連するパラメータを算出するために使用できる。反復した測定値は、将来のパラメータを予測するための予測アルゴリズムの入力データとしても使用できる。

本システムは、放射能標識トレーサが生体プロセス、例えば腫瘍、筋肉またはその他の組織にて集積されるリアルタイムまたは動的な測定値を収集するためのハードウェアおよびソフトウェアのシステムから構成される。通常はポジトロン放出により体内で減衰する放射性検体を全身投与または局所投与された被検者から放出されたガンマ線を検出するセンサを採用している。ガンマ線を検出するセンサは、体外式または体内式機器のどちらにも使用が可能であるが、浸入性の低い設計である体外式機器の方が被検者に対する安全性が高い。本システムの構成と機能の実施形態の例を以下に詳述する。

本システム１０は、ガンマ線を可視光線に変換するシンチレーション材２０を採用している。光検出器２１はその可視光線を電気信号に変換する。この信号は増幅され、捕捉した放射能を測定するために処理される。体外式の実施形態では、センサの温度は放射線の測定時に同時記録され、そのデータは測定用制御装置または制御機器１２にて記録ファイル８０に記録される。この記録ファイル８０は、前回の測定時の同類記録ファイルと一緒にデータパラメータ、あるいは予測モデルによる予想データパラメータの算出を実行するための入力値として使用されることがある。記録ファイル８０は、被検者５から収集したデータあるいは、例えば腫瘍の部位、条件や検査時間など、その状況に対応する基準を単純に表すことが目的である。

図１に示すシステム１０の実施形態の一例は、ポジトロン放出にて体内で減衰する放射性検体を全身投与した被検者５（非図示）から放出されたガンマ線を検出することを目的とする。本システム１０は単数または複数個の測定用センサ１１（または放射線を検出する機器）、一台の測定用制御機器１２、一台の任意選択の処理ステーション７０、および任意選択のデータベース７５で構成される。通信回線７は、データ報告または他の通信網をネットワークまたはインターネット７７に、用途によって有線またはワイヤレス通信にて接続する。システム１０は、注入後の血管外漏出の可能性を含む、注入された放射線検体の状態を示す視覚的、聴覚的、またはその他の手段を含むことができる。

図２から、測定用センサ１１は、センサ用筐体２５（非図示）、シンチレーション材２０、光検出器２１、温度センサ３６、信号増幅器３３、センサ用プロセッサ２２、非過渡センサ用メモリ３０、およびセンサ用電源装置３２から構成される。光検出器２１、温度センサ３６、信号増幅器３３、センサ用プロセッサ２２、センサ用メモリ３０、およびセンサ用電源装置３２は、有線、トレース回路などにより相互連動できる。

図３の分解図が示すとおり、シンチレーション材２０、および光検出器２１は、用途に応じて使用できるよう、筐体２５の内部に設置または配置できる。センサ用筐体２５は金属（例えば、ニッケル、銅、真鍮、青銅、鉄鋼、アルミニウム、洋白、ベリリウム銅など）またはプラスチック（ＰＥ、ＰＰ、ＰＳ、ＰＶＣ、ＡＢＳなど）から生成され、そのセンサ用筐体２５は、シンチレーション材２０および光検出器２１を自然光または周囲光から保護するために遮光性を有することもできる。任意選択として、センサ用筐体２５は外面を規定し、その外面を遮光コーティングで被覆することがある。センサ用筐体２５は、シンチレーション材２０を多湿に曝すなどの環境悪化から内部の部品を保護することもできる。センサ用筐体２５はガンマ線の体外検出など関連する放射線からの遮蔽マスク３８またはシールドを組込むまたは包含することがある。遮蔽マスク３８はイリジウム、プラチナ、タングステン、金、パラジウム、鉛、銀、モリブデン、銅、ニッケル、青銅、鉄、鉄鋼、亜鉛、チタニウム及びアルミニウムなどから生成される。図５７及び５８に示すとおり、どのような実施形態であっても、センサ用筐体２５は後方散乱材の配置及び位置整合のための構成を含むことができる。

使用にあたり、図４ＡからＣに示すとおり、センサ用筐体２５の実施形態では、被検者５の皮膚に筐体を着脱可能に貼付できるよう適合した接着剤２５Ａを採用することがある。任意選択として、システム１０は、測定用センサ１１と適合する着脱可能な測定用センサ用キャリア３５を採用することがある。測定用センサ用キャリア３５は、被検者５（非図示）の皮膚に測定用センサ用キャリア３５が着脱可能に貼付できるよう適合した接着剤３５Ａをキャリア面の一部に採用することがある。任意選択として、測定用センサ用キャリア３５は、被検者に対して反復の位置整合を可能とする単数または複数の位置整合機能３５Ｆを規定または採用する。例えば実施形態に示すとおり、測定用センサ用キャリア３５は、被検者５の皮膚に印または打点を印すためのマーカを位置整合させることができる位置整合機能を２つ有している。反復の検査を行う際、測定用センサ１１が適正な位置にあることを保証するために、被検者５の皮膚にある印と位置整合機能３５Ｆが整合できる位置に測定用センサ用キャリア３５を設置することがある。測定機能３５Ｆは、一時的マーキング、縁輪郭や方位マーキングができるパッドなど、用途によって多種多様なアプローチがある。さらに、センサ用筐体２５の実施形態は、被検者５の腕に取り付けるためのアームバンド７８に取り付けるためのその他の手段を含むことができる。このアームバンドは、面ファスナー７９または被検者５に固定するためのその他の手段を含みうる。１つの実施形態は、ポケットまたはアームバンドに対してセンサ１１を固定するためのその他の手段を含むことができる。

センサ用電源装置３２、または後述する他の電源装置とは、電池、有線電力接続、変圧器、または他の種類あるいはエネルギ源による発電である。実施形態では、センサ用電源装置は、被検者５の動態または血圧などを用い、被検者５から発電できるよう適合した電子・機械的マイクロマシンの可能性もある。

体内の放射性検体からある一定レベルのガンマ線を受け、そのガンマ線のレベルに準じたまたは対応した光子を放出できるよう適合したシンチレーション材２０をガンマ線束の中に設置できる。光検出器２１は、ガンマ線のレベルに対して増倍した光子を、それに準じた信号データに変換できるよう適合し、シンチレーション材２０に対して並置、設置または配置される。用途によっては、光ファイバ、プリズム、反射器など、シンチレーション材２０から光検出器２１に直接光を配向できる機構または構造が必要と考えられる。任意選択として、図３に示すとおり、光検出器２１には、ここで表現した光を感知または受容できる活性部２１Ａがあり、効率を改善し、背景信号または迷光の影響を低減できるよう、活性部に十分勘合するよう、シンチレーション材２０を設定および形状付けすることができる。

シンチレーション材２０を放射線検出する用途として選択または適合する。ガンマ線の実施形態として、シンチレーション材２０は、ゲルマン酸ビスマス、ケイ酸ガドリニウムオキシオルトシリケート、セリウム活性ルテチウムオキシオルトシリケート、セリウム活性イットリウムオキシオルトシリケート、ヨウ化ナトリウム、タリウム活性化ヨウ化ナトリウム、ポリビニールトルエン、およびテルル化カドミウム亜鉛などから構成されるグループから選択できる。

測定用センサ１１は、信号データを増幅するよう適合した信号増幅器３３、測定用センサ識別子１６（図６）を含むセンサ用メモリ３０、通信と増幅させた信号データの出力として最低でも単数のセンサ用出力ポート２７などから構成される。必要とする通信モードにより、センサ用出力ポート２７は、電源コンセント、コンピュータ通信（例えば、ＣＡＴ−５など）、光通信、赤外線通信、ラジオ波通信などの多種多様のポートである。

図５Ａ〜Ｃの実施形態では、システム１０の制御装置または測定用制御機器１２は、全てが有線、トレース回路などにより、相互連動できる、制御用プロセッサ４２、非過渡制御用メモリ４０、制御用電源装置５２、およびクロック４８から構成されている。測定用制御機器１２は、センサ用出力ポート２７（非図示）と連動する制御用入力ポート４７を有することができ、測定用センサ１１から増幅した信号データを受信できるよう適合する。連動は、多種多様の通信プロトコールの有線またはワイヤレス通信を含む。例えば、制御用入力ポート４７は、ケーブル（例えば、多導体ケーブル２４など）やトレース回路によりセンサ用出力ポート２７またはワイヤレス通信と連動できる。更に、増幅された信号データに加え、運転パラメータ、貯電量、装置の作動表示または他のセンサデータなど、他のデータまたは情報を測定用センサ１１と測定用制御機器１２の間で通信することが望ましい場合がある。任意選択として、測定用制御機器１２は、画面４４およびタッチ式画面または他の入出力構造などのデータ入力機器４５を含むことがある。実施形態は、同一の筐体内に収容され、連動する制御装置または測定用制御機器１２及び単数または複数個のセンサ１１を含むことができる。

制御用メモリ４０は、制御用プロセッサ４２で実行可能な制御用コンピュータプログラムコード５６（図６）などを有する。例えば、制御用コンピュータプログラムコード５６は、測定機能を実行する第１モジュール６１およびデータ管理の第２モジュール６２を含む。例えば、第１モジュール６１は、前回使用した測定用センサ識別子１６（以下に記述）、信号データ、被検者識別子などを受信し、信号データ、センサ識別子、および測定用センサ識別子１６などを記録ファイル８０のフォーマットに連結できるよう適合する。第２モジュール６２は第１モジュール６１から記録ファイル８０の信号データを受信し、所定する記憶装置に補正信号データを転送できるよう適合する。当該記憶装置は、局部メモリ（例えば、センサまたは制御）、外部メモリ、遠隔コンピュータメモリ、ネットワークメモリ（有線またはワイヤレス）、またはインターネット経由でアクセスできるメモリなどがある。

本システム１０は、温度センサ３６と対の温度補正器５０を有し、システム１０内の周囲温度を測定し、温度補正器５０に周囲温度を通信できるよう適合した温度センサ３６を有する。これにより、温度補正器５０は、基準温度と周囲温度を比較した結果に基づく温度補正指数を計算できるよう適合する。下述のとおり、測定用センサ１１には感温性の部品が含まれている場合がある。温度補正器５０は、信号データに温度補正指数を用いて温度補正信号データを生成することもできるよう適合する。体内にて感知する実施形態では温度補正は不要な場合がある。さらに、本システム１０のいくつかの実施形態は、システム１０の動作における温度の影響を無効化する温度応答較正手段を含むことがある。この無効化は、温度に対してセンサ１１が有する応答を測定し、次いでこの温度応答を打ち消すように増幅器３３またはその他の回路部品のパラメータを修正することによって達成可能である。

任意選択として、図７〜８及び図２９〜３３が示すとおり、測定用センサ１１の実施形態は、内部処理された遮光体２８を含むことがある。そのような実施形態の一例では、プリント基板ユニット２３Ｐは第１面２３Ａとその反対側に第２面２３Ｂを有する基板２３の場合がある。遮光体２８は、シンチレーション材２０および光検出器２１を周囲光から遮光することができるよう適合し、基板２３の第１面２３Ａに載置することである。シンチレーション材２０および光検出器２１は、遮光体２８により被覆または包囲される場合がある。例えば、シンチレーション材２０の第１幅および光検出器２１の第２幅が面に対して平行であることから、遮光体２８は、第１空洞２８Ａにシンチレーション材２０が収まり、第２空洞２８Ｂに光検出器２１が収まるよう、第１空洞２８Ａを第１幅以上の第３幅と第２空洞２８Ｂを第２幅以上の第４幅と規定できるよう適合する。第１空洞２８Ａと第２空洞２８Ｂは連通し、シンチレーション材２０を第１空洞２８Ａに収め、光検出器２１を第２空洞２８Ｂに収めた場合、遮光体２８はシンチレーション材２０と光検出器２１を光学的に整合できる近位に位置させる場合がある。これらの部品を、プリント基板ユニット２３Ｐに載置した場合、連動することができる。この項の目的としては「幅」という用語は、記述した収納を可能にする有効幅を意味しており、特定の断面形状を意図していない。すなわち、「幅」という用語は、記述のとおり部品の収納を許容することおよび各々の相互作用の断面形状に限られていないことを意図している。遮光体２８の実施形態の一例では、遮光体シール材８１は、シンチレーション材２０及び光検出器２１を組み立てた後に空洞をシールするために使用することができる。この遮光性シール材８１は、例えば、エポキシ、コーキング、ポッティング複合材などである。

そのような遮光体２８は、金属（例えば、銅、真鍮、青銅、鉄、アルミニウム、ニッケル銀、ベリリウム銅、銀、金、ニッケルなど）またはプラスチック（例えば、ＡＢＳ、アセタール、アクリル、フッ素系樹脂、ポリカーボネート、ナイロン、塩化ビニール、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレンなど）から選択された原材料から加工できる。任意選択として、遮光体２８は、プリント基板ユニット２３Ｐにはんだ付けまたは載置できるよう、単一材料にメッキまたは塗布に施すことがある。

遮光体２８が金属もしくは金属クラッドまたはメッキしたプラスチックで加工されている場合、表面載置部品として有鉛または無鉛はんだにてプリント基板ユニット２３Ｐに固定するか、挿入実装部品として遮光体２８の一部が回路板の穴を貫通し、はんだでその穴を塞ぐ。遮光体２８がプラスチック製の場合、スナップ式部品として遮光体２８の一部がプリント基板ユニット２３Ｐの穴を貫通した際にバネにより固定され、穴から抜けるのを防止する、またはスエージ式部品として遮体の一部が穴を貫通した部分を穴から抜けないように溶解またはスエージ加工する。さらに、遮光体２８は、有線接続器を有し、プリント回路基板から取り外すことができるように載置することができる。

任意選択として、遮光体２８には、組立時に圧の均一化またはガス抜きのため、単数または複数の貫通穴がある。それらの穴は、組立後に光を遮断できる遮体とするため、可能であれば遮光性のホイルテープまたはシール材８１などにより覆う。

図７で示すとおり、遮光体２８は、発光体が遮光体２８の筐体内でパルス光を発生させることで光検出器２１を点検できるよう、発光体３１（例えば、ＬＥＤ、電球、半導体レーザなど）を被包する場合がある。よって、システム１０は、センサ用電源装置３２と連動する発光体３１を含み、遮光体２８が光検出器２１の近位で発光体３１を受信できるよう適合し、発光体３１は第１空洞２８Ａまたは第２空洞２８Ｂ（あるいはそれらに近位する空洞）の中に配置される。

一部の実施形態では、制御用コンピュータプログラムコード５６は更に、第２モジュール６２から記録ファイルの内で保存されたデータを受信できるよう適合した第３モジュール６３を含む。第３モジュール６３は、予測結果として、当該記録ファイルにおける所定期間での予測データを生成するために、それらの保存データを予測モデルに活用したり、所定する記憶装置に当該する予測結果を通信したりすることがある。他の実施形態では、第３モジュール６３は、当該記録ファイルにおける所定期間での補整通信データの推移を算出するために、それらの保存データを活用したり、所定する記憶装置に当該する予測結果を通信したりすることがある。他の実施形態では、第３モジュール６３は、背景データにおける所定期間での補整通信データの推移を算出するために、それらの保存データを活用したり、所定する記憶装置に当該する予測結果を通信したりすることがある。背景データは、用途に応じて、第２測定用センサ１１、前回算出した背景放射線レベル、または別個の放射線センサから得られる。他の実施形態では、第３モジュール６３は、保存データを活用して、補正された信号データの変化を監視、或いは注入の血管外漏出の可能性を算出など、放射線検体注入の良否を算出することができるよう適合する。その結果は画面及び／または所定する記録媒体に転送することができる。これらにより、使用者に対し状態を、視覚的、聴覚的またはその他の指示手段のいずれかによって警告または報知することができる。

図２４は、放射線検体が適正に投与された場合に注入した腕のセンサ１１が示す経時的な放射線パルス計数の高さまたは出力であり、注入の前は低レベル領域８８であり、注入時はスパイク８９し、注入後は低レベル領域９０である。この信号データは、適正な放射線検体の投与の特徴である、特定のパラメータのパターン（すなわち振幅、勾配、時間）を示す。注入時のスパイク８９に続く注入後の低レベル領域は、適正な投与または注入により、放射線検体が消散したことを示す。図２５は、不適正に投与された放射線検体（すなわち、血管外漏出または滲出）による注入した腕のセンサ１１からの出力９１と、投与していない側の腕の低レベル領域９２を同時に示しており、通常ＰＥＴスキャンが実施されるタイミング９３では非常に高い計数または振幅値を示す。図２６も、別の不適正に投与された放射線検体（すなわち、血管外漏出または滲出）による注入した腕のセンサ１１からの出力９４と、投与していない側の腕の低レベル領域９５を同時に示しており、通常ＰＥＴスキャンが実施されるタイミング９６ではほぼ通常の低レベルの計数または高さ（有効な測定値から推定、点線）を示す。これらのより、不適正な投与のパラメータのパターン及びデータ特性は、適正な投与のパラメータのパターン及びデータと比較して識別可能である。この手法以外では、臨床医は不適正な投与を検出できない。血管外漏出または滲出以外に、一見、正常な放射線検体の消散であっても、不適正な投与は他の不正確さに潜んでいるか、または特徴付けられる（例えば、プロトコール逸脱）。

一部の実施形態では、システム１０は処理ステーション７０を含む場合がある（図１及び９）。処理ステーション７０は測定用制御機器１２と通信するコンピュータの場合がある。処理ステーション７０の実施形態は、ステーション用プロセッサ、非過渡ステーション用メモリ、ステーション用電源装置が相互連動しているステーション用プロセッサ、非過渡ステーション用メモリ、およびステーション用電源装置を含む場合がある。処理ステーション７０は、制御用出力ポートと作動的に連動し、測定用制御機器１２からデータを受信できるよう適合したステーション用入力ポートを有する場合がある。一部の実施形態では、測定用制御機器１２とステーション７０の役割が統合する場合がある。

測定用制御機器１２と同様、処理ステーション７０は、ステーション用プロセッサにて実行でき、第２モジュール６２から記録ファイルの保存データを受信し、予測結果として、当該記録ファイルにおける所定期間での予測データを生成するために、それらの保存データを予測モデルに活用できるよう適合した第３モジュール６３を含むステーション用コンピュータプログラムコード７６を含む場合がある。

任意選択として、処理ステーション７０は測定用制御機器１２の格納装置７１を含む場合がある。格納装置７１はステーション用プロセッサと相互連動している場合がある。格納装置７１は、保持器、固定器、補充器または架台などの形態で測定用制御機器を受納することができるよう適合する。測定用制御機器１２が格納された場合、格納装置７１は、データ通信および電力交換を実行できる電気用接続子を測定用制御機器１２に提供する場合がある。ある実施形態の一例では、第３モジュール６３は、特定の変化の識別や、注入の血管外漏出の可能性を算出するなどのモデリングによって放射線検体の注入の良否を算出できるよう適合する。次いで、ステーション用コンピュータプログラムコードは、この算出結果を所定する記録媒体に転送することができる。さらに、ステーション用コンピュータプログラムコードは、視覚的、聴覚的またはその他の指示手段を用いて算出結果を使用者に警告することができる。

一部の実施形態では、予測モデルは分類機械学習モデルである場合がある。他の実施形態では、予測モデルは、教師なし集団化分析である場合がある。このような教師なし集団化分析または他の予測モデルは、将来結果を予測したり、腫瘍の治療効果を予測したり、移転を予測したりすることができるよう適合する。

一部の実施形態では、複数の測定用センサ１１を用いる場合がある。例えば、システム１０は、第１および第２測定用センサ１１を有し、第１測定用センサ１１は被検者に全身または局所投与した、検査部位の近位にて陽電子放出が体内減衰する、放射性検体から放出された検査用ガンマ線を検出するよう適合する。第２測定用センサは被検者に全身または局所投与した、背景部位の近位にて陽電子放出が体内減衰する、放射性検体から放出された検査用ガンマ線を検出することができるよう適合する。用途により、制御用コンピュータプログラムコード５６またはステーション用コンピュータプログラムコード７６は、第１及び第２測定用センサ１１からのデータを含む第２モジュール６２の記録ファイルの保存データを受信でき、第２測定用センサ１１の信号データを第１測定用センサ１１の信号データから減算できるよう適合した第４モジュール６４も含む場合がある。他の用途では、第４モジュール６４は、第１及び第２測定用センサ１１からのデータを含む第２モジュール６２の記録ファイルの保存データを受信でき、第２測定用センサ１１の信号データを第１測定用センサ１１の信号データから減算できるよう適合した第４モジュール６４も含む場合がある。当該実施形態は、センサデータから背景放射線の減算を可能にすることができる。さらに、当該実施形態は、全身または局所的な放射線検体の注入において血管外漏出の可能性を推定することができる。

一部の実施形態では、信号データは経時的パルス周波数の複数のパルスの場合がある。第１モジュール６１は、信号データのパルス周波数の関数であるサンプリング頻度の指示をセンサ用プロセッサ２２に通信できるよう適合する。一部の実施形態では、第１モジュール６１は、パルス周波数の増大に伴い、サンプリング周波数の指示を増加するよう適合する。

本アプローチの一面として、当該機器は筐体２５のある測定用センサ１１、シンチレーション材２０、光検出器２１、遮光体２８、温度センサ３６、信号増幅器３３、センサ用プロセッサ２２、非過渡センサ用メモリ３０、およびセンサ用電源装置３２から構成されている放射線を検出するセンサまたは機器という場合がある。光検出器２１、温度センサ３６、信号増幅器３３、センサ用プロセッサ２２、センサ用メモリ３０、およびセンサ用電源装置３２は、プリント基板ユニット２３Ｐを介して連動することができる場合もある。プリント基板ユニット２３Ｐは、平面であり、第１表面２３Ａとその反対側に第２表面２３Ｂを有する基板２３と定義する場合がある。遮光体２８は、基板２３の第１表面２３Ａに載置できるよう適合することで、シンチレーション材２０および光検出器２１を周囲光から遮断できる場合もある。シンチレーション材２０および光検出器２１は遮光体２８にて被覆または包囲される場合がある。例えば、シンチレーション材２０は平面に対して第１幅が平行であり、光検出器２１は平面に対して第２幅が平行であることから遮光体２８は、第１空洞がシンチレーション材２０を収納できるよう適合し、第１空洞２８Ａの第３幅が第１幅以上であり、遮光体２８は更に、第２空洞が光検出器２１を収納できるよう適合し、第２空洞２８Ｂの第４幅が第２幅以上である場合がある。第１空洞２８Ａおよび第２空洞２８Ｂは、シンチレーション材２０が第１空洞２８Ａおよび光検出器２１が第２空洞２８Ｂに収納された場合に、遮光体２８がシンチレーション材２０と光検出器２１を整合できるよう、連動し、隣接させる場合がある。当該部品は、プリント基板ユニット２３Ｐに載置された場合、機能が連動する場合がある。

シンチレーション材２０は、ガンマ線を受け、そのガンマ線の量に対応した光子を放出できるよう適合し、シンチレーション材２０および光検出器２１は、遮光体２８の中に配置されている。光検出器２１は、増倍された光子を受け、放射線の量に対応した信号データに変換できるよう適合し、シンチレーション材２０に対して配置されている。

上述のとおり、信号増幅器３３は、信号データ、測定用センサ識別子を含むセンサ用メモリ３０、増幅した信号データに対し最低でも単数のセンサ用出力ポート２７を有する測定用メモリを増幅できるよう適合する。任意選択として、遮光体２８は板の第１表面２３Ａにはんだで載置される場合がある。一部の実施形態では、遮光体２８は、銅、真鍮、青銅、鉄鋼、アルミニウム、ニッケル銀、ベリリウム銅、銀、金やニッケルなどの金属類から選択される。

被検者から放出されたガンマ線を検出する本システム１０の実施形態の一面としては、最低でも単数の測定用センサ１１は、図１０Ａおよび１０Ｂで示すとおり、密封できる生体適合性材料製のセンサ用筐体２５、シンチレーション材２０、光検出器２１、信号増幅器３３、センサ用プロセッサ２２、非過渡センサ用メモリ３０、およびセンサ用電源装置３２を有する場合がある。光検出器２１、信号増幅器３３、センサ用プロセッサ２２、センサ用メモリ３０、およびセンサ用電源装置３２は、有線通信、トレース回路、相互ワイヤレス通信などにより相互連動できる場合もある。任意選択として、センサ用筐体２５の生体適合性材料は、例えば体内用の埋埴基準に適合するなどの用途に合わせ、ガラス、ポリエーテル・エーテル・ケトン、および超高分子量ポリエチレンなどに分類される材料から選択される。更なる任意選択としては、センサ用筐体２５は、体外用として検査や感知するために意図する部位に固定できるよう固定具２５Ｆを有することがある。

図３を参照した上述の内容と類似し、光検出器２１は活性部２１Ａを有し、シンチレーション材２０は活性部２１Ａと実質的に適合するよう構成できる。シンチレーション材２０および光検出器２１は、シンチレーション材２０が体内の放射線検体から一定量のガンマ線を被曝し、そのガンマ線量に応じた光子を放出できるよう適合し、光検出器２１はシンチレーション材２０に対して、そのガンマ線量に応じて増倍された光子を受容し、それを信号データに変換できるよう適合し、センサ用筐体２５の中に配置されることがある。信号増幅器３３は信号データを増幅できるよう適合する。センサ用メモリ３０は、測定用センサ識別子１６、それらの増幅された信号データのために、最低でも単数のセンサ用ワイヤレス出力ポート２７を有する測定用センサ１１を含むことがある。

測定用センサ１１の実施形態の一例としては、制御用プロセッサ４２、非過渡制御用メモリ４０、制御用電源装置５２、およびクロック４８を有する体外式の測定用制御機器１２と連動することがある。図５Ａから５Ｃを参照した上述の内容と類似し、制御用プロセッサ４２、制御用メモリ４０、制御電源装置５２、およびクロック４８は、有線通信、トレース回路、または他の通信方法にて相互連動している場合がある。測定用制御機器１２は、センサ用ワイヤレス出力ポート２７と動作が連結し、測定用センサ１１から増幅された信号データを受信できるよう適合した制御用ワイヤレス入力ポート４７を有する場合がある。

制御用メモリ４０は、制御用プロセッサ４２（図６）により実行可能な制御用コンピュータプログラムコードまたはソフトウェア５６を含む場合がある。当該する制御用コンピュータプログラムコードまたはソフトウェア５６は、測定用に第１モジュール６１、データ管理用に第２モジュール６２を含むことがある。第１モジュール６１は、測定用センサ識別子１６、増幅された信号データ、被検者識別子を受信し、信号データ、センサ識別子１６、および記録ファイル８０の書式である測定用センサ識別子を関係付けることもできるよう適合する。第２モジュール６２は、第１モジュール６１より記録ファイル８０の増幅された信号データを受信し、任意の記録媒体に増幅された信号データを送信することができるよう適合する。

任意選択として、本システム１０は、センサ用筐体の外表面２５Ｓおよびセンサ用筐体の長さ２５Ｌ（図１０Ｂ）を定義する実質的に円柱のセンサ用筐体２５がある体内式の測定用センサ１１を含むことがある。そのような実施形態の一部では、センサ用ワイヤレス出力ポート２７は、センサ用筐体２５の長さ２５Ｌにほぼ沿ったアンテナと付随する送信器を有することがある。長さにほぼ沿ったとは、単純に一般的な位置またはその長さのほとんどであるが、全長であったり、まっすぐなアンテナであったりする必要性はない。例えば、センサ用出力ポート２７の実施形態は、図１０Ａと１０Ｂで示すとおり、長さ２５Ｌの一部に沿ったコイル状のアンテナである場合も考えられる。固定具２５Ｆは、センサ用筐体２５の円周の全てまたは一部を取り囲むことができ、最低でも１周重なっている丸鐶から構成される場合がある（キーホルダリング）。最低でも１周重なっている丸鐶または固定具２５Ｆは、外表面２５Ｓには配置され、センサ用筐体２５が所定の位置に固定できるよう、外表面からの高さが０．１〜３．０ ｍｍある場合がある。他の固定具２５Ｆの実施形態は、患者または被検者５に対して移動が最小限にできる接着、隆起、突起、または小穴などの機能を有する場合がある。センサ用筐体２５は、その他の一般的な形状を有することもある。

そのような実施形態の一例では、コンピュータプログラムコードまたはソフトウェア５６は、任意選択として、更に第２モジュール６２から記録ファイル８０から保存データを受信し、予測結果としてその保存データを記録ファイルとして所定期間での予測データ値を算出できる予測モデルに用い、所定する記録媒体にその予測結果を送信することができるよう適合した第３モジュール６３を包含することがある。他の任意選択として、コンピュータプログラムコードまたはソフトウェア５６は、第２モジュール６２から記録ファイル８０から保存データを受信し、所定期間で増幅した信号データの推移を算出し、所定する記録媒体にその推移を送信することができる第３モジュール６３を包含することもある。もう１つの任意選択として、コンピュータプログラムコードまたはソフトウェア５６は、第２モジュール６２から記録ファイル８０から保存データを受信し、所定期間における放射線の背景データに対して増幅した信号データの推移を算出し、任意の記録媒体にその推移を送信することができるよう適合した第３モジュール６３を包含することもある。いくつかの実施形態では、この第３モジュールは、注入の血管外漏出の可能性を算出するなど、放射線検体の注入の良否を算出できるよう適合する。次いで、コンピュータプログラムコードは、この算出結果を所定する記録媒体に転送することができる。さらに、コンピュータプログラムコードは、視覚的、聴覚的またはその他の指示手段を用いて算出結果を使用者に警告することができる。

実施形態の一例では、信号データは経時的パルス周波数での複数のパルスによって構成され、そのことで第１モジュール６１は、センサ用プロセッサ２２に、信号データのパルス周波数の関数であるサンプリング頻度の指示を通信できるよう適合する。第１モジュール６１はパルス周波数の上昇に伴い、サンプル周波数の指示の通信を増加させることができるよう適合する。

測定用センサ１１などの構成品を製造するにあたっての工程の大半は、電子機器の製造では一般的工程ではあるが、次のような特定の工程を含む。例えば、ガンマ線の遮蔽マスクまたはシールド３８を含む本システム１０の実施形態の一例としては、このマスクまたはシールド３８は、測定用センサ用筐体２５に接着、成形、かしめ、ネジ留め、または他の方法にて機械的に固定される場合がある。よって、マスクまたはシールド３８は、電気部品、遮光性の筐体２５を製作するための筐体部品を含む他の測定用センサ１１の構成品の載置板として活用される場合がある。図５７及び５８が示す通り、どのような実施形態においても、センサ用筐体２５は、後方散乱材８２の配置及び位置整合のための構成を含むことができる。

もう１つの実施形態の例では、測定用センサ１１の構成品は、測定用センサ用筐体２５の中に配置された後、エポキシ、シリコンや他の硬化性液体をその回りに塗付される場合もある。この方法は、光学部品らを、遮光材で包囲したまま、整合した状態で固定できる。

もう１つの実施形態の例では、アンテナとしてワイヤレス出力ポート２７を含む測定用センサ１１は、測定用センサ用筐体２５の構造内に内蔵される場合がある。例えば、アンテナ線は成形品の上に配置され、その回りにプラスチックを成形することで線を封入する場合がある。この方法では、アンテナ線はアンテナ効率を最適化するため多種多様の設計でありうる。更に、この方法は、アンテナ効率を更に最適化するためにフェライト材を筐体２５のアンテナ部内に設置することも可能とする。

追加の一面もしくは任意選択の実施形態を以下に示す。現システムは、被検者の皮膚の上またはその近傍など、体外に放射線を検知するセンサを必須ではないが有する。これらのセンサは、被検者５に投与された放射線標識トレーサの局所的吸収を計測することができる。図１に示す実施形態は、測定用センサ１１は図１１に示す単数または複数の部位、例えば：（１）腫瘍１の真上；（２）肘前窩より約１０ ｃｍ近位の右上腕２；（３）肘前窩より約１０ ｃｍ近位の左上腕３；（４）胸骨の直下の肝臓の真上または乳首の真下に設置できる。図２で示すとおり、本システム１０の実施形態の一例では、例えば１）単数または複数の測定用センサ１１；２）１台の測定用制御機器１２；３）計測と予測値の算出または注入の血管外漏出の可能性などの評価などの機能を実施できるコンピュータソフトウェアまたはプログラムコード１３から構成されることがある。本システム１０は、適正なデータベース、データベース管理またはサーバ管理ソフトウェア１４などを有するデータ用に所定する記憶装置などを包含する場合がある。

図１４から１６で示すとおり、測定用センサ１１は、例えば、シンチレーション材２０、光検出器２１、および非過渡センサ用メモリ３０、ロジックまたはセンサ用ソフトウェア２６およびこれらの構成品の相互連動に必要な回路、任意選択としてプリント基板２３Ｐなどを有するセンサ用プロセッサ２２を各１個から構成することができる。例えば図１７は、体外式測定用センサ１１の実施形態の作動をブロック図にて示す。作動中、被検者５は放射性物質（トレーサとも称する）を全身または局所投与される。この放射性物質が減衰する際、陽電子（高エネルギ粒子とも称する）を放出または放射する。測定用センサ１１はシンチレーション材２０を用いて陽電子の放出減衰によるガンマ線を受信し、放射線を光のパルス波などの光子に変換することで光検出器２１にて検出する。センサ用プロセッサ２２は、一定期間にて検出できた光パルス波の数などにより、光子を測定および収集することができる。例えば、一定期間内に多数の光パルス波を検出した場合、放射性物質の高濃度に相当する。放射性物質の濃度が変化することにより、追従して一定期間内の光パルス波の数が変化する。データの収集時間と光パルス波の数をグラフ化した場合、経時的な放射能濃度を視覚的に示すことができる。このグラフにより放射能濃度がどのように変化しているか示すことができる。任意選択として、ノイズ低減部３７（図１４）は、そのようなパルスの高さまたは振幅に基づいて増幅された信号データをフィルタリングするフィルタを含むことができる。例えば、ノイズ低減部３７は、デジタル出力を参照レベルと比較するコンピュータプログラムコードを有する電圧比較器またはアナログデジタル変換器を含むことができる。

測定用センサ１１には非特定の小型の内蔵式プロセッサを採用でき、センサ用プロセッサは用途に必要であり、他の回路にて外付け式がない場合、妥当な大きさの非同期式専用カウンタを含むことができる。センサ用プロセッサ２２は、用途に応じて、測定用センサに内蔵か、外付けのセンサ用プロセッサ２２とすることができる。センサ用プロセッサ２２は、システム１０の多種多様の実施形態にそれぞれ対応できるよう構成できる。例えば、ＦＰＧＡまたは他のプログラムできるロジック機器は、ＦＰＧＡデザインにマイクロプロセッサのサブシステムを組み込んだなどにより当該システムとして十分に妥当である。

これらに制限しないが、ゲルマン酸ビスマス （ＢＧＯ）；ケイ酸ガドリニウムオキシオルトシリケート（ＧＳＯ）；セリウム活性ルテチウムオキシオルトシリケート （ＬＳＯ）；セリウム活性ルテチウムイットリウムオキシオルトシリケート （ＬＹＳＯ）；タリウム活性化ヨウ化ナトリウム（ＮａＩ（Ｔ１））；プラスチック製 シンチレータ（ポリビニールトルエン）；またはテルル化カドミウム亜鉛（ＣＺＴ）などがシンチレーション材２０である。測定用センサ１１の実施形態では、異なった放射性同位体を計測できるよう適合した複数のシンチレーション材２０を使用することがある。測定用センサ１１の他の実施形態では、光検出器２１を要しないシンチレーション材２０を使用することもできる。測定用センサの他の実施形態では、２次元配列の計測ができるよう、個別の検出回路を有する複数のシンチレーション材２０を使用することもできる。

測定用センサ１１の実施形態の一例では、光検出器２１は、低レベルの信号を処理できるよう信号増幅器３３または増幅回路を含む場合がある。他の実施形態では、測定用センサは、シンチレーション材２０および光検出器２１の周辺または局所温度を測定できるよう適合した温度センサ３６とそれらの温度を連絡または通知する、対の温度補正器５０を有することがある。温度補正器５０は、基準温度と周辺温度の比較による温度補正係数を算出できるよう適合する。温度補正器５０は、補正係数を信号データに用いて温度補正された信号データを算出するか、シンチレーション材２０および光検出器２１の局所温度を通知することができるよう適合する。実施形態によっては、測定用センサ１１は体内検出であるため、被検者の平常体温に較正されているため、温度補正を要しない場合がある。さらに、測定用センサ１１のいくつかの実施形態は、温度応答較正機能を含むことができ、これは、システム１０の動作時の温度の影響を無効化することとなる。この無効化は、例えば、温度に対してセンサ１１が有する応答を測定し、次いでこの温度応答を打ち消すために増幅器３３またはその他の回路部品のパラメータを修正することによって達成可能である。

本システムのもう１つの実施形態の例では、測定用センサ１１は、例えば、シンチレーション材２０、光検出器２１、システムのセンサ部分にあるプリント基板２３Ｐに配置された付随する信号増幅器３３または増幅回路およびセンサ用プロセッサ２２から構成することができる。光検出器２１は、用途に応じて光ダイオードまたは光電陰極を選択でき、信号増幅器３３（または、プリント基板２３Ｐに内蔵された増幅回路など）は光電子増倍管を含むか単純に信号増幅器３３のみの場合がある。その場合、他の関連回路は測定用制御機器１２に含まれる。どの実施形態であれ、測定用センサ１１は、マイクロマシン （ＭＥＭＳ）による発電能力を有する場合があるため、電池や外部電源を必要としない場合がある。ＭＥＭＳ発電機は、圧電性を基に被検者５の体動、体温または血圧により発電することができるよう適合する。また、センサ用電源装置３２は、制御機器などに接続することにより、電力供給されることもある。もう１つの実施形態の例では、測定用センサ１１は、独立したセンサ用電源装置３２からワイヤレス通信により電力の供給されることもある。

測定用センサ１１の実施形態の一例では、例えば、電子機器は遮光性筐体または筐体２５の中に封入され、多導体ケーブル２４によってデータ通信を可能とする。筐体２５の機械的設計により、正確な位置にシンチレーション材２０を配置することができる。図５７及び５８が示す通り、どのような実施形態においても、センサ用筐体２５は、後方散乱材８２の配置及び位置合わせのための構造を含むことができる。

測定用センサ１１の実施形態の一例では、任意選択として方位感受性を向上させるための入射する放射線の視準を可能にする遮蔽マスク３８または、シンチレーション材２０によって捕捉されない入射放射線を反射するための後方散乱材８２を採用することがある。遮蔽マスク３８は、これらに制限されないが、次のような高密度物質：鉛、鉄鋼、鉄、アルミニウム、イリジウム、プラチナ、銅、セメント、高密度プラスチックなどからできている。遮蔽マスク３８は本発明のシステムの用途に応じて、特定の放射線に対して保護するよう調整できる。前述のように、センサ用筐体２５は、後方散乱材８２の配置及び位置合わせのための構造を含むことができる。

測定用センサ１１の実施形態では、例えば、センサは、キャリア３５と称する脱着・使い捨てできる保護スリーブまたはケースも含むことができる。当該スリーブまたはキャリア３５は、測定用センサ１１を被検者５に取り付けられるよう、接着（例えば接着材３５Ａ）できるようになっている場合がある。当該スリーブは、測定用センサ１１と被検者５の間の衛生上のバリアとして使用することもできる。幾つかの実施形態では、測定用センサ１１は、センサ１１と被検者５を取り付けられるような接着を有する筐体２５を含むこともある。センサ１１のいくつかの実施形態は、被検者５の腕に取り付けるためのアームバンドのような取付けのための構造を含むことができる。そのようなアームバンドは、面ファスナーまたは被検者５に固定するためのその他の手段を含むができる。ある実施形態では、それによってセンサ１１が取り付け構造またはアームバンドに固定される、ポケットまたはその他の構造を含むことができる。

どの実施形態においても、測定用センサ１１および測定用制御機器１２は、お互いにワイヤレス通信を可能とするハードウェアおよびソフトウェアを有することがある。そのような実施形態では、ワイヤレス信号を防護するため、暗号化技法を用いることもある。

本発明のシステムのどの実施形態においても、測定用センサは放射線感受性を個別に較正することができる。当該較正は、センサの製造上および物理上の許容誤差による測定の不一致を較正することができる。測定用センサ１１の製造上および物理的な許容誤差ならびに材料特性が個々に異なることから、同一の放射源からの入力でも各センサは同じ測定値を示さないことは周知の事実である。よって、各センサは、既知の放射源の活動から補正係数を算出することができる。その結果、システム１０に使用される各測定用センサ１１は、放射線感受性についてお互いに補正することができる。

どの実施形態においても、測定用センサ１１は温度感受性を個別に較正することができる。測定用センサ１１に使用されている構成部品には温度変化や温度による放射能レベルに敏感である。例えば、シンチレーションクリスタルまたは材料２０、光検出器２１、および光を検出するために使用する増幅器もある程度、温度に敏感であることは既知である。よって、温度感受性である部分には局所的または近位に高精度の温度センサ３６を設置することがある。これにより、信号データまたは測定値に修正または補正できるよう周辺温度をデータ収集の工程中に記録することで、温度感受性である部分によって生じうる測定値の如何なる誤差も補正でき、温度補正された信号データを算出できる。温度補正係数を求めるには、測定用センサ１１を安定している放射性検査源に対して作動温度範囲内で周辺温度を変動させる。これは検査用温度チェンバにて実施できる。当該検査では、既知の安定している線源からの放射能と温度データを記録する。これにより、期待される補正された信号データに対応する測定された放射能を正規化した平坦応答に調整する較正曲線を算出できる。さらに、センサ１１のいくつかの実施形態は、温度応答較正を含むことができ、これはシステム動作時の温度による効果を無効化することができる。無効化は、温度に対してセンサ１１が有する応答を測定し、次いでこの温度応答を打ち消すように増幅器３３またはその他の回路部品のパラメータを修正することによって達成可能である。

もう１つの実施形態の例では、測定用センサ１１は適合できる性能および測定機能を提供することがある。例えば、腫瘍の増殖率が加速した場合、センサは自動的にこの変化に対応してサンプリング頻度を増やすことができる。

当該システムのどの実施形態の例でも、測定用制御機器１２は、例えば、画面、キーパッド、データ通信用端子を有する手持ちで電池駆動する機器である。代替的な実施形態では、測定用制御機器１２及び、同一の筐体内に収容され、配線、トレース回線などで連動した単数または複数個のセンサ１１を含むことができる。本発明のシステムを代替できる実施形態の例では、測定用制御機器１２はデスクトップ型の外部電源駆動機器である。もう１つの実施形態の例では、測定用制御機器１２またはシステム１０の他の構成品は、電池駆動機器のためにクレードル形の充電ドックを有する場合がある。クレードル形の充電ドックは手持ち機器の充電を可能にしたり、手持ち機器のメモリにある測定データの転送を始動したりすることもできる。もう１つの実施形態の例では、測定用制御機器１２は、電池や外部電源を要しないＭＥＭＳ発電機能を有することがある。

システム１０のどの実施形態の例でも、図２０から２１に示すとおり、例えば、測定用制御機器１２は、制御用プロセッサ４２、制御用ソフトウェア５６（任意選択として内蔵ソフトウェアの場合もある）、制御用メモリ４０、リアルタイムクロック４８、および他の関連したロジックや回路をプリント基板に含むことがある。制御用プロセッサ４２は、制御用制御機器１２に内蔵されるか、外部プロセッサとして提供されるか、ステーション７０と任意選択として合体することがある。制御用プロセッサ４２は、システム１０の実施形態の多くを満足できるよう特別に構成されている。制御用機器は、ユーザインターフェイス、データ収集、データ通信などの作業を制御する。これを実現可能なマイクロプロセッサは、小型内蔵式プロセッサやシングルボードコンピュータなど多種ある。図２１は、測定用制御機器１２の実施形態の作動を図解したフロー図である。システム１０は、一般的にユーザの入力、センサの貼付または関連の追跡、電池残量などの作動パラメータのモニタ、および外部コンピュータなど、所定の記録媒体に測定データの転送に応答する。測定用制御機器１２のある実施形態では、例えば図２０で示すとおり、複数の測定用センサ１１を接続できたり、所定する多種多様の記録媒体やネットワークとデータ通信できたりできるよう、複数のデータ通信用端子を有することがある。

測定用制御機器１２の実施形態の一例では、機器は追加でネットワークの接続性および制御用コンピュータソフトウェア５６の機能を組込んだ制御用ハードウェアとソフトウェアを有することがある。これにより、検査場に別のコンピュータやコンピュータソフトウェアを必要としない単独システムを構築できる。ワイヤレス通信を防護するための最新の暗号化および暗号読解方法が利用される。

測定用制御機器１２の実施形態の一例では、バーコードに印字された関連する識別番号、補正コードなどを記録するためにバーコード読取器を含むこともある。測定用制御機器１２の実施形態では、追加のデータを測定項目に加えるため、脈拍数と脈血酸素飽和度、皮膚抵抗や他の生体数値を検出できるセンサなどを追加できる。測定用制御機器１２の実施形態の一例では、データ記録ファイルに写真も含められるようにデジタルカメラシステムを含む場合もある。これらの写真は、例えばセンサの詳細な設置位置のために使用できる。測定用制御機器１２の実施形態では、検査中の被検者または検査自体に関連する特定の内容を使用者に通信できる機能を含む場合がある。この通信とは、これらに制限されないが、測定用センサ１１の基準外の設置位置、腫瘍サイズおよび場所の通知、一般的な注釈、検査に関連する写真などを含む。

測定用制御機器１２の実施形態の一例では、例えば、電源スイッチはリアルタイムクロック４８以外、当該機器の全ての構成品の電源を一元管理することができる。クロック４８は、プログラムされた日時などの消失を防ぐために持続的な予備電力を有する場合がある。電源スイッチが「入」の場合、機器の構成品に電力が供給され、マイクロプロセッサは始動し、機能点検を実施できる。制御用プロセッサ４２のマイクロプロセッサは、画面４４、リアルタイムクロック４８などの外部周辺機器についても点検することがある。点検を実施中、測定用制御機器１２の画面には、例えば、待機用メッセージを表示することもできる。次に、最低でも単数の測定用センサ１１を制御用機器１２に、多導体ケーブル２４などの接続子とケーブルを経由して接続する。測定用センサ１１を接続した後、制御用機器１２は接続を認識し、測定センサ１１を始動させるために必要な作業を実行する。

測定用センサ１１の実施形態の一例では、例えば、センサへの電力は測定用制御機器１２を介して供給する場合がある。例えば、測定用センサ１１を測定用制御機器１２に接続するために勘合する末端に接続子またはプラグのある多導体ケーブル２４を使用することがある。このケーブルを介して測定用制御機器１２から測定用センサ１１に電力を供給できる。センサはデータ収集前から測定用制御機器１２に接続でき、データ収集の間接続を維持できる。もう１つの実施形態の例では、作動中に測定用制御機器１２と接続している必要がなく、データの保存のためにケーブルを要しないよう、測定用センサ１１は独自のセンサ用電源装置３２および非過渡センサ用メモリ３０を有することができる。ワイヤレス通信を有効にするか、測定用制御機器１２にケーブルにて接続するかにより、必要な時に記録したデータを取得することができる。

センサ１１の電源を入れると、例えば図１７および２１に示すよう、センサ用プロセッサ２２が始動し、自己点検を開始することができる。自己点検により測定用センサ１１が作動すると確認された場合、センサはセンサ用制御機器１２に測定用センサ１１が作動可能で、制御機器１２が認識した測定用センサ１１と通信するために必要なアドレスの受信が可能であることを警報することができる。それを受けて、測定用制御機器１２は、測定用センサ１１に固有のアドレスまたは識別子１６の課題（例えば、混乱を回避するために用途に応じ、十分に個別化した固有性）を送信することができる。固有の識別子１６の課題を受信後、測定用センサ１１は固有のアドレスを受け入れ、コミュニケーション・バスから個別のセンサに対するコマンドをリッスンできる。測定用制御機器１２は、接続しているセンサに次のコマンドの何れも送信できる：（１）センサの固有アドレスを用いた接続の確認；（２）センサのＬＥＤの入／切；（３）センサＰＷＮ出力の設定；（４）センサＥＥＰＲＯＭの読取・書込；（５）温度の計測もしくは （６）所定期間（例えば１秒間）の放射性パルスの計測またはその両方。特定していない他のコマンドも測定用制御機器１２から送信できる。測定用制御機器１２から測定用センサ１１にコマンドが送信されると、センサはコマンドを実行し、必要に応じて返答する。

本システムのどの実施形態の例でも、単数または複数の測定用センサ１１が測定用制御機器１２に接続されており、センサが作動可能な場合、測定用制御機器１２は、例えば機器がデータ収集を開始できるということをメッセージとして画面に表示することができる。使用者がデータ収集を開始した場合、測定用制御機器１２は個別のセンサの較正データをまずはダウンロードし、較正データを制御用メモリ４０もしくは所定のメモリまたは記録媒体に保存する。その後、制御機器１２は、例えば各接続された測定用センサ１１から、温度および放射性パルスの計測を要求できる。受信した全ての計測値は、時刻スタンプと一緒に制御用もメモリ４０に記録できる。制御用メモリ４０が一杯または使用者がデータ収集を終えた場合、測定用制御機器１２は測定用センサ１１からの計測値の受入を一旦停止することがある。使用者は制御用メモリに保存したデータをコンピュータや他の所定する記録媒体にダウンロードすることができる。

どの実施形態の例でも、システムに使用されるコンピュータプログラムコードは、次の機能を有する：（１）測定用制御機器１２の診断テストの実行；（２）測定データを測定用制御機器から転送し、記録ファイルに保存；（３）使用者や他の情報源から検査に関連するデータ（投与した放射線量、被検者の体重、ＰＥＴスキャンデータなど）を収集し、データ記録ファイルに追加；（４）データ記録ファイルをデータベース・サーバ管理用ソフトウェアに転送；（５）放射線検体の注入が不適正に実施された可能性の算出及び使用者に対し聴覚的、視覚的またはその他の信号のいずれかによるその報告または表示。如何なる実施形態において、データベース・サーバ管理用ソフトウェアは、コンピュータソフトウェアから受信データを受入、受理したデータに単数または複数のアルゴリズムを適用できる。アリゴリズムの結果を基に使用者用のレポートを作成する間、測定データは、任意選択の中央データベース７５に保存することはできる。これらのレポートは腫瘍に関する推定されるパラメータまたは今後推定されるパラメータさえも示すことができる。

本システムの実施形態の一例では、例えば、使用者は測定用制御機器１２をコンピュータと接続し、コンピュータのソフトウェアを用いて、測定用制御機器１２に保存されている測定データをコンピュータに転送することができる。コンピュータソフトウェアまたはプログラムコードは制御機器１２と通信し、ダウンロードできるデータの種類と容量を判断する。コンピュータソフトウェアは、投与した放射線量、被検者５の識別または番号、センサの設置位置、腫瘍の位置や種類など検査に関連した付随情報を使用者に要求できる。測定データが測定用制御機器１２からコンピュータに転送されると、直ちにデータ記録ファイルが構成できる。データ記録ファイルが、一旦構成されると、データベース・サーバ、予測モデルまたはアルゴリズムシステムに転送できる。

どの実施形態の例でも、被検者のデータセットに対し、前処理操作ができる。例えば、投与された放射線量に準じて、全チャンネルのセッション測定値を正規化することができる。投与量は検査中に記録され、スカラに基づく測定の調整に使用する。セッションとは被検者５のセンサ位置、投与された放射性物質、データの収集・記録・転送などを含む特定のデータ記録工程を指す。右または左腕にあるトリガチャンネルの上昇始点がゼロ時間になるようセッション毎の測定値を整合することができる。トリガチャンネルとは、大量の放射線物質が通過するため、測定値の上昇が劇的かつ容易に認識できることが定かであるセンサをいう。このような明らかで急激な階段状の変化があることで、異なった時間またはセッションによる記録データセットの時間軸整合を可能とする。既定時間を前後するデータ（例えば、−１２０秒前のデータまたは３６００秒後のデータ）は測定データから削除することができる。加えて、全チャンネルのセッション測定値は温度感受性についても正規化することができる。個別のセンサの温度補正係数を読取、放射性パルス数の測定値の修正に使用できる。

本システムのどの実施形態の例でも、全チャンネルのセッション測定値は、例えば、使用した放射性アイソトープの自然減衰を考慮した調整も可能である。被検者の体内で放射性アイソトープは自然減衰するため、測定データに減少関数を付加する必要がある。この自然減衰を考慮し、自然減衰に起因するデータを除去することで、データの減衰関数を含まない遭遇した放射線量にできる。

本システム１０のどの実施形態の例でも、測定値は制御チャンネルに準じて整合することができる。制御チャンネルは再現性および安定性があるため、全チャンネルを整合することで、非制御チャンネルの差異を視認させる。

本システム１０の実施形態の一例では、データベース・サーバおよび予測モデルが提示されている。これらは、コンピュータソフトウェアから受信したデータ記録ファイルを取り込み、この受信データを既に保存したデータと共にデータバースファイルに保存するソフトウェアを実行するハードウェアサーバとデータベース・サーバ管理ソフトウェアである。例えば、図１４および１５は、各々のコンピュータソフトウェアおよびデータベース・サーバ管理ソフトウェアの実施形態の一例としての作動フロー図を示す。データベース・サーバおよび予測アルゴリズムシステムまたはモデルは、検査中の腫瘍またはあるグループの腫瘍に特定されるパラメータを推定するため、この保存されたデータベースに単数または複数のアルゴリズムを適用することができる。加えて、データベース・サーバ管理ソフトウェアは、検査中の腫瘍またはあるグループの腫瘍の将来パラメータを推定するため、単数または複数のモデルまたはアルゴリズムを適用できる。データベース・サーバ管理ソフトウェアは、アルゴリズムの結果を基に、パラメータを推定もしくは予測またはその両方のパラメータを含むレポートを使用者のために作成することができる。

本システム１０の代替の実施形態の一例では、データベース・サーバおよび予測モデルは、マルチユーザシステムとして解析と報告を可能とするサーバソフトウェアが裏方で可動するダイナミックウェブサイトから構成される。もう１つの実施形態の例では、データベース・サーバおよび予測モデルまたはアルゴリズムシステムは、アルゴリズムの出力およびレポートを解析および使用者による解釈のためにコンピュータソフトウェアに転送する機能も含む場合がある。ある１つの実施形態では、データベース・サーバおよび予測モデルは、センサデータに対してリアルタイムの通信および更新；パラメータの通知（例えば、腫瘍の進行状態など）；もしくは注意喚起のレベルまたはその両方を可能とする機能を加えて含む場合もある。

本システム１０の代替の実施形態の一例では、データベース・サーバの制御用ソフトウェアは、これまでに取得した全ての実測値をデータベースに保管する。新たなデータ記録ファイルを取得するとそれらをデータベースに追加する。使用者は、例えば、他の検査（ＰＥＴスキャン、ＣＴスキャンなど）の結果、被検者の情報（身長、体重など）、またはその他のメモなど、それらに限られないが、他のデータ記録を追加できる。使用者は、データベース・サーバの制御用ソフトウェアを用いて、測定値をグラフ化したり、測定値を用いて多様の計算を行い、それを必要に応じてグラフ化したり、データに予測アルゴリズムを使用したりできる。予測モデルは、これらに限定されないが、（１）腫瘍に対する治療効果、（２）腫瘍に対する治療の内、どれが最も成功する可能性があるか、（３）被検者が転移性疾患を有する可能性、および／または（４）その他の予測ができる。データベース・サーバの制御用ソフトウェアは、使用者に実測値および／またはデータに基づく予測などのレポートを作成できる。レポートには、これらに限定されないが、グラフや予測の信頼限界なども含まれる。

本発明のシステムのどの実施形態の例でも、使用するアルゴリズムの種類は、機械学習にて使用されている分類に基づく。これらのアルゴリズムは、トレーニング用のデータセットを用いてデータのモデルを構築する。これによりアルゴリズムは、未知のデータセットが導入された際に、この新しいデータがモデルの何処に対応するかを判断する。このアプローチにより、本発明のシステムは、取得したデータセットを検査し、この取得したデータセットと同等または類似する可能性がある事例が過去にあったかを判断できる。過去に類似する事例があった場合、システムはその過去のデータの結果を基に現データの結果を予測できる。例えば、新たに取得したデータと厳格に一致する過去の事例が幾つかあれば、アルゴリズムはどの治療がこれまではもっとも効用があったかを判断できる。これにより医師は最も効用のある治療を選択することができる。もう１つの実施形態の例では、アルゴリズムは適応的な性能および測定機能を提供できるよう適合する。例えば、腫瘍の増殖が加速した場合、システムはその変化に対応し、自動的にサンプル頻度を増加させることができる。

本システム１０の実施形態の一例では、新たに取得したデータが過去のデータと一致するか否かの確認または判断の方法は、測定データに適用できる複数の数学または定量関数に基づく。例えば、曲線下面積、一部または全てのデータに対する多項式曲線適合、対の測定チャンネルからのデータの比率などの方法を用いてデータセットの一致を評価できる。

図の説明に戻ると、図２７は面ファスナーなどのファスナー７９を有するアームバンド７８を表す実施形態の一例の詳細を示す。そのような実施形態の一例は、アームバンド７８上に測定用センサ及び制御装置を組み合わせてもよい。図２８は、アームバンド７８に、測定用センサ１１及びケーブル２４と共に組み合わせた他の実施形態の一例である。図２９は、遮光シール材８１を有する遮光体２８の詳細を示す。

図３０は、遮光シンチレーションキャビティ２８Ａ及び検出器キャビティ２８Ｂを有しまたは画定する遮光体２８を有する実施形態の一側面の斜視分解図である。そのため、シンチレーション結晶２０及び光検出器２１は、これらのキャビティ内に収納でき、遮光シール材８１により保護される。図３１は、遮光体２８の実施形態の一例の他の図であり、遮光シール材８１及び任意選択の視準位置整合用光源またはＬＥＤ８５を示す。図３２は、シンチレーション結晶２０、遮光体２８内の光検出器２１の相対的な位置関係を示す実施形態の一例を示す図３１の断面図である。図３３は、当該実施形態のさらなる分解図であり、視準位置整合用光源８５を有する個別の構成要素の相互関係を示す。

図３４は、通信回線７、複数の制御装置の通信ポート４７及び任意選択の制御装置の連結用接続ポート４６を有する測定用制御装置１２の実施形態の一例を示す。図３５は、２つの連結された制御装置を示す。

図３６は、ケーブル２４を有する測定用センサ筐体２５の実施形態の一例を示す。図３７は、遮光体２８及びセンサ回路基板２３を有する、測定用センサ筐体２５の他の実施形態の一例の外面図である。図３８は、図３７の実施形態の部分分解図であり、遮光体２８及びセンサ筐体２５に対する光検出器２１及びシンチレーション材２０を示す。図３９及び４０は、放射線遮蔽体の位置整合用装置８７及び視準位置整合用装置８５を有する実施形態の一例の対側面を示す。図４１は、放射線遮蔽体８４を示す。図４２、４３は放射線遮蔽体８４の詳細を示す。図４４は放射線遮蔽体８４を有する測定用センサ１１の実施形態の外底面図であり、図４５は個別の部品を有する同じ実施形態の分解図を示す。

図４６は、シンチレーション材２０及び光検出器２１を有する、視準を画定する放射線遮蔽体８４に取り付けられた測定用センサ１１の実施形態の一例の断面図である。図４７は、任意選択的に視準位置整合用装置８５を示す、測定用センサ１１の他の実施形態の一例の断面図である。図４８は、視準位置整合用装置８５に関する異なる構成を有する実施形態の一例のさらなる断面図である。

図４９は、測定用センサスタンド８３を有する測定用センサ１１の実施形態の一例の斜視図である。図５０は、図４９の実施形態の拡大図である。図５１及び５２は、任意選択の放射線遮蔽調整足９７を有する実施形態の詳細の２つの異なる斜視図を示す。

図５３は、ケーブル２４で連結された２つの測定用センサ１１を有する、いくつかの実施形態の一例を示す。図５４は、第２測定用センサ１１が、遮蔽マスク８４を有する第１測定用センサ１１に連結されている、他の実施形態である。図５５は、特定の用途を有する測定用センサ１１の特定の実施形態に関する様々な形状因子を示す。図５６は、任意選択的なセンサのトリガー押下ボタンの実施形態の一例である。

図５７は、後方散乱材８を強調した測定用センサ１１の断面図である。図５８は、後方散乱材８２の土台として活用できる測定用センサ筐体２５の構造を詳細に示す。

いくつかのシステム１０の実施形態は、体内で陽電子放出によって減衰する放射線検体の投与から集積までの経時的変化を、被検者によって放出されるガンマ線の体外でのリアルタイムな検出を目的とする。これらのシステム１０は、最低でも単数の体外式測定用センサ１１と、非過渡メモリ４０及びクロック４８とを有する最低でも単数のコンピュータプロセッサ４２（コンピュータ／処理ステーション７０と同じものであってなくてもよい）と、測定用センサ１１と相互通信により連動動するコンピュータプロセッサ４２と、温度補正器５０と、コンピュータプログラムコードとを含むことができる。体外式測定用センサ１１は、センサ用筐体２５、シンチレーション材２０、光検出器２１、温度センサ３６、信号増幅器３３、センサ用電源３２（有線、電池、太陽電池などのいずれか）などを有する。光検出器２１、温度センサ３６、信号増幅器３３及びセンサ用電源３２は、一般に、相互通信により連動する。シンチレーション材２０及び光検出器２１は、シンチレーション材２０が体内の放射線検体からある一定期間にガンマ線レベルを捕獲し、それに対応する光子を放出できるよう適合し、センサ用筐体２５内に遮光した状態で配置される。光検出器２１は、シンチレーション材２０に対して、経時的に捕獲したガンマ線の頻度レベルに応じて変換した光子を捕獲し、信号データに変換できるよう、配置される。信号増幅器３３は、信号データを増幅できるように適合し、測定用センサ１１は、そのような増幅された信号データに関する最低でも単数のセンサ出力を有する。

最低でも単数のコンピュータプロセッサ４２は、非過渡メモリ４０及びクロック４８を含んでもよく、コンピュータプロセッサ４２は測定用センサ１１と相互通信により連動する。メモリ４０は、最低でも単数のコンピュータプロセッサ４２によって実行可能な制御用コンピュータプログラムコードを有する。制御用コンピュータプログラムコードは、測定のための第１モジュール６１及びデータ管理のための第２モジュール６２等の、複数のソフトウェアモジュールを含む。

任意選択の温度補正器５０は、温度センサ３６が周囲温度を測定できるよう適合するために温度センサと対に配置する。そのためシステム１０は、周囲温度を温度補正器５０に通信できるよう適合し、温度補正器５０は、周囲温度の基準温度に対する比較に基づいて、温度補正指数を生成してもよい。さらに温度補正器５０は、温度補正された信号データを生成するために、温度補正指数を信号データに生成できるよう適合する。

第１モジュール６１は、信号データを記録ファイルフォーマットで受信できるよう適合し、第２モジュール６２は、記録ファイルの信号データを第１モジュール６１から受け取り、補正された信号データを所定の記録装置に転送できるよう適合する。コンピュータプログラムコード５６はさらに、記録ファイルの保存されたデータを第２モジュール６２から受け取り、そのような保存されたデータを適用して所定期間の補正された信号データの変化を算出することができるよう適合した第３モジュール６３を含む。このモジュールはまた、保存されたデータを予測モデルに適用し、そのような記録ファイルに関して所定期間の予測データ値を予測結果として生成し、そのような変化をデータベース記録装置７５のような所定の記録装置に転送する。

任意選択で、体外式測定用センサ１１は、ガンマ線に対して放射線遮蔽マスク８４を含む場合がある。遮蔽マスク８４は、シンチレーション材２０に入射するガンマ線の開口部として視準器８４ｃを画定する。整合機能８７は、被検者５に対して測定用センサ１１を着脱可能な位置整合にするために含めることができる。いくつかの場合、整合機能８７は、被検者５の所定の位置に視準アパーチャ８４ｃを位置整合できるように被検者５を照らす発光体８５をセンサ１１内に配置してもよい。任意選択として、発光体８５はアパーチャ内に配置された発光ダイオード（ＬＥＤ）であっても良く、任意選択として、さらに体外式測定用センサ１１は、ダイオードの出力または自然光がシンチレーション材２０に当たるのを防ぐとともにシンチレーション材２０に入射ガンマ線が当たるよう、遮光シール材８１を周辺に配置したＬＥＤ８５を含む。

任意選択として、さらに体外式測定用センサ１１は、ガンマ線に対して放射線遮蔽マスク８４を含む場合があり、当該遮蔽マスクは、シンチレーション材２０に入射するガンマ線の開口部として視準器８４ｃを画定し、併せて、システム１０はさらに、被検者５の所定の位置に視準器８４ｃの開口部を位置整合できるよう、被検者５に対して体外式測定用センサ１１を着脱可能に載置できる整合機能８７およびスタンド８３を具備する。

任意選択として、第３モジュール６３は、血管外漏出状態を検出する。１つの手法では、第３モジュール６３は、放射性検体の血管外漏出を判断できるよう、補正された信号データの変化を算出する。他の手法では、予測モデルは、血管外漏出を判断するために被検者内の検体の血管外漏出に関連する経時的な放射線の頻度を表すデータを含む。当該予測モデルは、検体の適正な投与を判断するために、検体の投与に関連した経時的な放射線の頻度のスパイクを表すデータを含む場合がある。警告または指示器を、血管外漏出の判断を報知するために含んでもよい。さらに任意選択として、いくつかの実施形態は、被検者５の腕に体外式測定用センサ１１を着脱可能に取り付けるためのアームバンド７８を含む。

任意選択として、ノイズ低減のフィルタ３７を、振幅に基づいて増幅された信号データをフィルタリングするために含む。当該フィルタは、電圧比較器に組み入れてもよい。代替的に、当該フィルタは、デジタル的に増幅された信号データを基準レベルと比較することができるアナログ・デジタル変換器及び制御用コンピュータプログラムコードを含む。

さらなるシステム１０の実施形態はまた、体内で陽電子放出により減衰する放射性検体の投与から集積までの経時的変化から、被検者によって関心領域において放出されるガンマ線の体外でのリアルタイム検出を目的とする。そのような実施形態は、第１体外式測定用センサ１１及び第２体外式測定用センサ１１を含んでもよい。第１体外式測定用センサ１１は、放射線遮蔽体８４を有するセンサ用筐体２５を含んでもよく、放射線遮蔽体８４を有するセンサ用筐体２５は、空洞を画定し、放射線遮蔽体８４はさらに、関心領域から空洞内に視準されたガンマ線を受けるためにアパーチャ内に配置された視準器８４ｃとしてアパーチャを空洞内に画定し、シンチレーション材２０は、視準されたガンマ線がシンチレーション材２０に入射するように空洞内に配置され、光検出器２１は、シンチレーション材２０から放出された光を導くためのセンサ用筐体２５内に配置され、温度センサ３６、信号増幅器３３、およびセンサ用電源３２を含む。光検出器２１、温度センサ３６、信号増幅器３３及びセンサ用電源３２は相互通信により連動する。

一般的に、シンチレーション材２０及び光検出器２１は、センサ用筐体２５内に、体内の放射性検体から所定期間とレベルのガンマ線を受け、ガンマ線レベルに対応する光子を放出することができるシンチレーション材２０とともに配置される。上述のように、光検出器２１は、増倍された光子を受け、受けたガンマ線の経時的な頻度レベルに対応する信号データに変換するように適合し、シンチレーション材２０に対して配置される。信号増幅器３３は信号を増幅させ、測定用センサ１１は、増幅された信号データに対して最低でも単数のセンサ出力（例えばポート２７）を有する。

この実施形態において、背景ガンマ線を測定するために遮蔽されていない第２体外式測定用センサ１１及び視準器８４ｃを関心領域に位置整合するためにセンサ用筐体２５に連動する視準位置整合システム８７を有する。

温度補正器５０は、温度センサ３６が周囲温度を測定できるよう適合するために温度センサと対に配置する。そのため、システム１０は、周囲温度を温度補正器５０に通信できるように適合し、温度補正器５０は、周囲温度の基準温度に対する比較に基づいて温度補正指数を算出する。温度補正器５０はさらに、温度補正された信号データを算出するために、温度補正指数を信号データに適用するよう適合する。

最低でも単数のコンピュータプロセッサ４２は、非過渡メモリ４０及びクロック４８を含み、コンピュータプロセッサ４２は第１及び第２測定用センサ１１と相互通信により連動する。メモリ４０は、最低でも単数のコンピュータプロセッサ４２によって実行可能な制御用コンピュータプログラムコード５６を有するまたは保存し、制御用コンピュータプログラムコード５６は測定のための第１モジュール６１及びデータ管理のための第２モジュール６２を有する。第１モジュール６１は、信号データを記録ファイルフォーマットで受けるように適合する。第２モジュール６２は、記録ファイルの信号データを第１モジュール６１から受け、補正された信号データを所定の記録装置（例えばデータベース記録装置７５）に転送できるよう適合する。または、コンピュータプログラムコード５６の第３モジュール６３及び第４モジュール６４を含み、第３モジュール６３は記録ファイルの保存されたデータを第２モジュールから受けるよう適合し、（ｉ）そのような保存されたデータを予測モデルに適用してそのような記録ファイルについて所定期間の予測データを予測結果として生成し、そのような予測結果を所定の記録装置に転送し、（ｉｉ）そのような保存されたデータを適用して所定期間の補正された信号データの変化を算出し、そのような変化を所定の記録装置に転送するよう適合し、第４モジュール６４は、第２体外式測定用センサ１１からの信号データを放射線遮蔽体８４を有する第１体外式測定用センサ１１からの信号データから減算するよう適合する。

この実施形態は、必要に応じて、遮蔽された第１体外式測定用センサ１１に関して、前述の実施形態の選択肢に対応する様々な選択肢を含む。第２測定用センサ１１は、背景放射線の検出のために遮蔽されないままである。

いくつかの実施形態は、被検者に対する放射性検体の適正、または例えば、血管外漏出に限定されない不適正な投与の識別を具体的な目的とする。そのような実施形態の一例は、体内で減衰する放射性検体の投与から、被検者５によって放出されるガンマ線のある所定期間の体外でのリアルタイム検出のためのシステム１０である。適正、不適正な投与のいずれかまたは両方からのデータのパラメータパターン（すなわち、振幅、勾配及び／または時間）は、基準データとして使用する。当該システムは、投与による増幅された信号データをパラメータのモデルを用い、基準データと比較して、被検者への放射性検体の適正な（または不適正な）投与の可能性を判断することができる。

この場合、システム１０は、所定期間のガンマ線を検出し、その期間の信号データを生成するために、最低でも単数の体外式ガンマ線測定用センサ１１を含む。体外式測定用センサ１１は、放射性検体の被検者５に対して放射線検体を投与した部位に近傍するガンマ線を感知することができる。信号増幅器３３は、信号データを増幅するため、ガンマ線センサ１１と相互通信により連動する。前述のように、測定用センサ１１は、そのような増幅信号データを通信するために、最低でも単数のセンサ出力またはポートを含む。当該データは、非過渡的メモリ４０と相互連動、または関連付けられた最低でも単数のコンピュータプロセッサ４２によって処理される。コンピュータプロセッサ４２はまた、出力端子にて測定用センサ１１と相互連動できる。

非過渡メモリ４０は、所定期間に増幅された信号データを受ける手順と、基準期間に分布する基準データにアクセスする手順と、増幅された信号データをパラメータのモデルを用いた基準データと比較して被検者５への放射性検体の適正な投与の可能性を判断する手順を実行するために、コンピュータまたは制御プロセッサ４２によって実行可能なコンピュータプログラムコード５６を有する。コンピュータプログラムコード５６はさらに、増幅された信号データを標準化することができ、パラメータモデルは、増幅された信号データの振幅及び勾配の単数または複数の時間依存関数であってよい。

実施形態は、図５９に示されるように、体内で減衰する放射性検体の投与から、被検者によって放出されるある期間のガンマ線の体外でのリアルタイムな検出するために手法１００にまで及ぶ。そのような手法は、（ｉ）放射性検体の被検者５における投与部位に近接する最低でも単数の体外式ガンマ線測定用センサ１１および手法１００の適用、（ｉｉ）所定期間のガンマ線を検出１２０し、この期間に関する信号データを生成、（ｉｉｉ）ガンマ線用センサと相互通信により連動する信号増幅器を用いて信号データを増幅１３０し、測定用センサはそのような増幅された信号データのための最低でも単数のセンサ出力を有し、増幅された信号データを出力、（ｉｖ）増幅された信号データを非過渡メモリ及び測定用センサ出力と相互通信により連動するコンピュータプロセッサを用いて処理１４０などの手順を含み、次の手順（ａ）所定期間に増幅された信号データを受信１４２、（ｂ）非過渡メモリから、基準期間に分布する基準データにアクセス１４４、（ｃ）増幅された信号データをパラメータのモデルを使用して基準データと比較することにより、放射性検体の投与が、被検者の体内に放射性検体が適正に投与されたか否かを判断１４６などを含む。任意選択として、増幅された信号データの処理１４０はさらに、増幅された信号データを標準化する手順を含む場合がある。パラメータのモデルはまた、増幅された信号データの振幅及び勾配の１次以上の時系列関数である。

システム１０の実施形態は、センサ用筐体２５を有する体外式測定用センサ１１、ガンマ線検出器またはセンサとしてのシンチレーション材２０、光検出器２１、信号増幅器３３およびセンサ用電源３２を含むが、その限りではない。光検出器２１、信号増幅器３３及びセンサ用電源３２は、相互通信により連動する。シンチレーション材２０及び光検出器２１は、体内の放射性検体からある期間とレベルのガンマ線を受け、ガンマ線のレベルに対応する光子を放出することができるシンチレーション材２０とともに、遮光された状態でセンサ用筐体２５内に配置される。光検出器２１は、光子に当たり、受けたガンマ線の経時的な頻度レベルに対応する信号データに変換するために、シンチレーション材２０に対して配置される。信号増幅器３３は、信号データを増幅し、測定用センサ１１は、そのような増幅された信号データについて最低でも単数のセンサ出力２７を有する。最低でも単数のコンピュータプロセッサ４２は、非過渡メモリ４０及びクロック４８と関連付け、コンピュータプロセッサ４２は非過渡メモリ４０及び測定用センサ１１と相互通信により連動する。非過渡メモリ４０は、増幅された信号データを記録ファイルフォーマットで受け取り、増幅された信号データを所定記録装置に転送し、基準データを所定記録装置からアクセスし、そのような増幅された信号データをパラメータのモデルに適用して信号データを基準データと比較し、被検者に対する放射性検体の適正な投与の可能性を判断するために、コンピュータプロセッサ４２によって実行可能な制御用コンピュータプログラムコード５６を保持または含む。前述のように、増幅された信号データは標準化され、パラメータのモデルは、増幅された信号データの振幅及び勾配の１次以上の時系列関数である。

放射性検体の適正及び不適正な投与の両方に起因する増幅された信号データのいずれも、注入に用いられる方法及び工程とともに、放射性検体の全放射能に関する変動を含む。例えば、注入スパイク信号は、注入の全工程に応じて振幅が変化し、または増幅された信号データの増大率は、放射性検体が注入される速度に応じて変化する。

上記によって引き起こされる変動を考慮するための１つの手法は、増幅された信号データを、記録されている増幅された信号の最大値に基づいて標準化することである。スケーリングされた最大値が例えば１になるよう、増幅された信号データをスケーリングすることにより、様々な事例の増幅された信号データは、注入工程がまったく異なっている場合でも互いに比較することができる。増幅された信号データを標準化する他の手法の例えは、前述の代わりに、注入された放射性検体の全測定結果に基づいて増幅された信号データをスケーリングすることである。

放射能検体の投与が適正（例えば、正確かつ、臨床手順に準じる）である可能性または確率を判断できるために、増幅された信号データに対して実施される分析またはパラメータのモデルに関するパラメータのモデルは、類似または差異を算出できるように、増幅された信号データを基準データと比較する様々なアルゴリズムを含む。前述のように、パラメータのモデルは、増幅された信号データの振幅及び勾配の１次以上の時系列関数である。

パラメータのモデルに関して、１つ以上の増幅された信号データのデータセットを、放射性検体の投与が適正であったことを表す基準として使用でき、その一方で、他の１つ以上の増幅された信号データのデータセットを、放射性検体の投与が不適正であったことを表す基準として使用可能である。実施形態の一例として、例えば、増幅された信号データの特定の部分について、増幅信号データが特定の閾値よりも高い間の秒数を合算する。例えば、図２４において、閾値を５００に設定すると、０から１０までを計数することとなる。増幅された信号データが閾値よりも高い特定期間を、基準データに対しても同一のアルゴリズムを適用し、比較できる。そして、閾値を超えたと算出された計数についての相対的な類似性または相違点により、増幅された信号データは放射性検体の投与が被検者に適正に実施されたか否かの可能性または確率を示す。

同様に、パラメータのモデルの他の実施形態の一例では、増幅された信号データが閾値を超えた計数を算出する代わりに、閾値を超えた期間の増幅された信号データの積分を算出する。次いで、同一のアルゴリズムを基準データに適用することで、同様に、増幅された信号データは放射性検体の投与が適正か否かの可能性を示す。

さらに、多項式を含むパラメータモデルにより、最良の近似を提供できるよう、増幅された信号データサンプルを統計的に近似させる。同次数の多項式は、基準データセットに対して同様に近似される。次いで、多項式の係数を比較することで、増幅された信号データは放射性検体の投与が適正か否かの可能性を示す。

また、人工知能のニューラルネットワークまたはクラスター分析アルゴリズムにより、増幅された信号データを基準データのデータセットと比較するためのパラメータのモデルとして使用する。これらのアルゴリズムは、増幅された信号データを、適正な投与として既知である基準データ及び不適正な投与を表す既知データと比較する。次いで、アルゴリズムは、増幅された信号データがどちらの群に属する可能性を示す。

本開示した方法に基づき作動するための妥当なプログラム手段またはモジュールを有するコンピュータシステムは、本発明の範疇であることは専門知識に精通している者にとっては容易である。上述した目的を満足できる妥当なプログラム手段を有するように特別に設定されたコンピュータシステムは実現可能である。妥当なプログラム手段とは、本発明の方法およびシステムの工程を実行するようにコンピュータシステムに指示する全ての方法を含み、例えば、コンピュータメモリは処理ユニットおよび演算理論回路対であり、システムはコンピュータメモリに保存できる機能があり、そのコンピュータメモリはデータを保存でき、処理ユニットが実行できる本発明の方法が１つ１つプログラムされた指示もプログラムできるように設定された電気回路を含む場合がある。本発明のあらゆる面は、妥当なデータ処理システムと一緒に作動する非過渡性の記録媒体などを含むコンピュータプログラム製品に含まれることもできる。現システムは、多種多様のソフトウェアの基本ソフトを含む、多種多様のプラットフォームで作動できる。本発明の異なる要素および構成品の間でも、コンピュータからの指示を実行できる適切なハードウェア、ソフトウェアおよびプログラミングを含む。

本発明は、その精神または本質的な特質から逸脱することなく、他の形態で具体化される場合がある。よって、本実施形態は、全ての点において実例であるが、それらに制限されず、本発明の範疇は前述の内容ではなく、申請している請求内容であるため、請求内容と同等の意味および範囲にある全ての変更はここに包含されることを意図している。

１ 腫瘍
２ 右上腕
３ 左上腕
４ 肝臓
５ 被検者
７ 通信回線
１０ システム
１１ 測定用センサ
１２ 制御機器
１４ サーバー制御ソフトウェア
１６ 測定用センサ識別機能
２０ シンチレーション材料
２１ 光検出器
２１Ａ 活性領域
２２ センサプロセッサ
２３ 基板
２３Ａ 第１の面
２３Ｂ 第２の面
２３Ｐ 印刷回路基板アセンブリー
２４ 複導体ケーブル
２５ センサ用筐体
２５Ｆ アンカー
２５Ｌ センサ用筐体の長さ
２５Ｓ センサ用筐体の外面
２７ センサ出力ポート
２８ 遮光体
２８Ａ 第１の空洞
２８Ｂ 第２の空洞
２１ 光検出器
３０ 非過渡センサ用メモリ
３１ 発光部
３２ センサ用電源
３３ 信号増幅器
３５ 測定用センサキャリア
３５Ａ 接着剤
３５Ｆ 整列機能
３６ 温度センサ
３７ ノイズ低減フィルタ
３８ 遮蔽マスク
４０ 非過渡制御メモリ
４２ 制御プロセッサ
４６ デイジーチェーン接続ポート
４７ 制御入力ポート
４８ クロック
５０ 温度補正器
５２ 制御電源
５６ 制御用コンピュータプログラムコード
６１ 第１モジュール
６２ 第２モジュール
６３ 第３モジュール
６４ 第４モジュール
７０ 処理ステーション
７１ ドッキング機器
７５ データベース
７６ ステーションコンピュータプログラムコード
７７ インターネット
７８ アームバンド
７９ ファスナー
８０ 記録ファイル
８１ 遮光シール材
８２ 後方散乱材料
８３ 測定用センサスダンと
８４ 遮蔽マスク
８４ｃ 視準アパーチャ
８５ 視準位置合わせ機器
８７ 整列機能
８８ 注入に先立つ低レベル部分
８９ 注入スパイク
９０ 注入後の低レベル部分
９２ 非投与の腕の低レベル部分
９５ 非投与の腕の低レベル部分
１００ 体外リアルタイム検出の方法

Claims (34)

1. 陽電子放出によって体内で減衰する放射性検体の投与と集積のある一定期間までの、被検者によって体外に放出されるガンマ線のリアルタイム検出を目的とするシステムであって、
   前記システムが、センサ用筐体、シンチレーション材、光検出器、温度センサ、信号増幅器及びセンサ用電源を有する最低でも単数の体外式測定用センサを含み、
   前記光検出器、前記温度センサ、前記信号増幅器及び前記センサ用電源が相互通信により連動し、
   前記シンチレーション材及び前記光検出器が、遮光された状態で前記センサ用筐体内に設置され、前記シンチレーション材が、体内の放射性検体から所定期間のガンマ線レベルを受け取り、ガンマ線のレベルに対応する光子を放出するように適合され、前記光検出器が、前記光子を受け取り、前記光子を、受け取ったガンマ線の経時的な頻度レベルに対応する信号データに変換するように、前記シンチレーション材に対して設置され、
   前記信号増幅器が前記信号データを増幅するように適合され、前記測定用センサが前記増幅された信号データのための最低でも単数のセンサ出力を有し、
   最低でも単数のコンピュータプロセッサが非過渡メモリ及びクロックを有し、前記コンピュータプロセッサが前記測定用センサと相互通信により連動し、
   前記メモリが、最低でも単数の前記コンピュータプロセッサによって実行可能な制御用コンピュータプログラムコードを含み、前記制御用コンピュータプログラムコードが測定のための第１モジュールとデータ管理のための第２モジュールとを含み、
   前記第１モジュールが、前記信号データを記録ファイルフォーマットで受け取るように適合され、
   前記システムがさらに前記温度センサと対の温度補正器を含み、前記温度センサが、周囲温度を測定するように適合され、前記システムが前記周囲温度を前記温度補正器に通信することができ、前記温度補正器が、前記周囲温度の基準温度との比較に基づいて温度補正指数を生成するように適合され、前記温度補正器がさらに、前記温度補正指数を前記信号データに適用して温度補正された信号データを生成するように適合され、
   前記第２モジュールが、前記第１モジュールから記録ファイルの前記信号データを受け取り、前記補正された信号データを所定の記録装置に転送するように適合され、
   前記コンピュータプログラムコードがさらに、前記第２モジュールから記録ファイルの保存されたデータを受け取り、前記記録されたデータを適用して所定期間の前記補正された信号データの変化を算出し、保存されたデータを予測モデルに適用して前記記録ファイルに関する所定期間の予測データ値を予測結果として生成し、前記変化を所定の記録装置に転送することができる第３モジュールを含み、
   前記予測モデルが、経時的な放射線の頻度を表すデータを含む、システム。
2. ガンマ線のための放射線遮蔽マスクをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
3. 前記遮蔽マスクが、前記シンチレーション材に入射するガンマ線のための視準器としてアパーチャを画定する、請求項２に記載のシステム。
4. 前記被検者に対して、前記測定用センサの着脱可能な位置合わせのための整合機能をさらに含む、請求項２に記載のシステム。
5. 前記整合機能が、前記被検者を照射して前記被検者の所定位置に視準器のアパーチャの位置合わせを行うことができるように、前記センサ内に配置された発光部を含む、請求項４に記載のシステム。
6. 前記発光部が、前記アパーチャ内に配置された発光ダイオードであり、前記体外式測定用センサがさらに、前記ダイオードの出力または自然光が前記シンチレーション材に直射するのを防ぐ一方で、前記シンチレーション材が入射ガンマ線を受け取ることを可能にする、前記発光ダイオードの周辺に遮光シール材を含む、請求項５に記載のシステム。
7. 前記体外式測定用センサがさらにガンマ線のための放射線遮蔽マスクを含み、前記遮蔽マスクが前記シンチレーション材に入射するガンマ線のための視準器のアパーチャを画定し、前記システムがさらに、前記被検者の所定部分に前記視準器のアパーチャの位置合わせを行うことができるように、前記被検者に対する相対的な構成において、前記体外式測定用センサの着脱可能な載置のためにスタンド整合機能を含む、請求項１に記載のシステム。
8. 前記増幅された信号データを振幅に基づいてフィルタリングするフィルタをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
9. 前記フィルタが電圧比較器を含む、請求項８に記載のシステム。
10. 前記フィルタがさらに、デジタル的に増幅された信号データを基準レベルと比較することができるアナログ・デジタル変換器及び制御用コンピュータプログラムコードを含む、請求項８に記載のシステム。
11. 陽電子放出によって体内で減衰する放射性検体のある期間に渡る投与及び吸収から、被検者によって関心領域において放出されるガンマ線の体外リアルタイム検出のためのシステムであって、
    前記システムが、放射線遮蔽を持つセンサ用筐体を有する第１体外式測定用センサを含み、前記放射線遮蔽を有する前記センサ用筐体が空洞を画定し、前記放射線遮蔽がさらに、前記空洞内にアパーチャを画定し、関心領域から前記空洞に視準されたガンマ線が入るように視準が前記アパーチャ内に配置され、前記視準されたガンマ線がシンチレーション材に入射するようにシンチレーション材が前記空洞内に配置され、光検出器が前記シンチレーション材から放出された光を検出するように前記センサ用筐体内に配置され、前記第１体外式測定用センサがさらに、温度センサと、信号増幅器と、センサ用電源とを含み、
    前記光検出器、前記温度センサ、前記信号増幅器及び前記センサ用電源が相互通信に連動し、
    前記シンチレーション材及び前記光検出器が前記センサ用筐体内に配置され、前記シンチレーション材が、体内の放射性検体から所定の期間に渡ってあるレベルのガンマ線を受け取り、前記ガンマ線のレベルを表す光子を放出することができ、前記光検出器が、増倍された前記光子を受け取り、受け取ったガンマ線の経時的な頻度レベルを表す信号データに変換するように、前記シンチレーション材に対して配置され、
    前記信号増幅器が前記信号データを増幅することができ、前記測定用センサが、前記増幅された信号データに関する最低でも単数のセンサ出力を有し、
    前記システムがさらに、背景ガンマ線を測定するために遮蔽されていない第２体外式測定用センサと、
    前記視準を前記関心領域に位置合わせするために、前記センサ用筐体と連動する視準位置整合システムと、
    非過渡メモリ及びクロックを有し、前記第１及び第２測定用センサと相互通信に連動する最低でも単数のコンピュータプロセッサと、を含み、
    前記メモリが最低でも単数の前記コンピュータプロセッサによって実行可能な制御用コンピュータプログラムコードを含み、前記制御用コンピュータプログラムコードが測定のための第１モジュール及びデータ管理のための第２モジュールを含み、
    前記第１モジュールが前記信号データを記録ファイルフォーマットで受け取ることができ、
    前記システムがさらに、前記温度センサと対の温度補正器を含み、前記温度センサが周囲温度を測定することができ、前記システムが前記周囲温度を前記温度補正器に通信することができ、前記温度補正器が、前記周囲温度の基準温度との比較に基づいて温度補正指数を生成し、前記温度補正器がさらに、前記温度補正指数を前記信号データに適用して温度補正された信号データを生成することができ、
    前記第２モジュールが、前記第１モジュールから記録ファイルの前記信号データを受け取り、前記補正された信号データを所望の記録装置に転送することができ、
    前記コンピュータプログラムコードがさらに、第３及び第４モジュールを含み、前記第３モジュールが、前記第２モジュールから記録ファイルの保存されたデータを受け取り、（ｉ）前記保存されたデータを予測モデルに適用して前記記録ファイルに関する所望の期間に渡る予測データ値を予測結果として生成し、前記予測結果を所望の記録装置に転送し、（ｉｉ）前記保存されたデータを適用して所望の期間に渡る前記補正された信号データの変化を算出し、前記変化を所望の記録装置に転送することができ、前記第４モジュールが、前記第２体外式測定用センサからの信号データを前記第１体外式測定用センサからの信号データから減算することができ、
    前記予測モデルが、経時的な放射線の頻度を表すデータを含む、システム。
12. 前記第１体外式測定用センサがさらに、ガンマ線に関する放射線遮蔽マスクを含む、請求項１１に記載のシステム。
13. 前記第１体外式測定用センサ遮蔽マスクが、前記シンチレーション材に入射するガンマ線に関する視準の形態でアパーチャを画定する、請求項１２に記載のシステム。
14. 前記第１体外式測定用センサがさらに、前記被検者に対して前記第１体外式測定用センサを着脱可能に位置合わせするための整合機能を含む、請求項１２に記載のシステム。
15. 前記第１体外式測定用センサ整合機能が、前記被検者を照射することによって前記被検者の所望の部分に前記視準のアパーチャを位置合わせすることができるように、前記センサ内に配置された発光部を含む、請求項１４に記載のシステム。
16. 前記第１体外式測定用センサの発光部が、前記アパーチャ内に配置された発光ダイオードであり、前記体外式測定用センサがさらに、前記ダイオードからの出力または自然光が前記シンチレーション材に衝突するのを防ぐ一方で、前記シンチレーション材が入射ガンマ線を受け取ることを可能にするように、前記発光ダイオードの周囲に遮光シール材を含む、請求項１５に記載のシステム。
17. 前記第１体外式測定用センサがさらに、ガンマ線に関する放射線遮蔽マスクを含み、前記遮蔽マスクが前記シンチレーション材に入射するガンマ線に関する視準器のアパーチャを画定し、前記システムがさらに、前記被検者の所定部分に前記視準器のアパーチャを位置合わせできるように、前記被検者に対する相対的な構成において前記体外式測定用センサを着脱可能に載置するためのスタンド整合機能を含む、請求項１１に記載のシステム。
18. 前記増幅された信号データを振幅に基づいてフィルタリングするためのフィルタをさらに含む、請求項１４に記載のシステム。
19. 前記フィルタが電圧比較器を含む、請求項１８に記載のシステム。
20. 前記フィルタがさらに、デジタル的に増幅された信号を基準レベルと比較することができるアナログ・デジタル変換器及び制御用コンピュータプログラムコードを含む、請求項１８に記載のシステム。
21. 体内で減衰する放射性検体の投与から、被検者によって体外に放出されるガンマ線のある期間中のリアルタイム検出のためのシステムであって、
    所定期間のガンマ線を検出し、前記所定期間に関する信号データを生成し、前記放射性検体の前記被検者の投与部位に近傍するガンマ線を検出することができる、最低でも単数の体外式ガンマ線測定用センサと、
    前記ガンマ線センサと相互通信により連動する信号増幅器であって、前記信号増幅器が前記信号データを増幅することができ、前記測定用センサが前記増幅された信号データのための最低でも単数のセンサ出力を有する、信号増幅器と、
    最低でも単数のコンピュータプロセッサ及び非過渡的メモリであって、前記コンピュータプロセッサが前記非過渡的メモリ及び測定用センサ出力ポートと相互通信により連動する、コンピュータプロセッサ及び非過渡的メモリと、を含み、
    前記非過渡的メモリが、最低でも単数の前記コンピュータプロセッサによって実行可能なコンピュータプログラムコードを含み、前記コンピュータプログラムコードが、前記所定期間で前記増幅された信号データを受け取り、基準期間中の分布する基準データにアクセスし、パラメータのモデルを用いて前記増幅された信号データを前記基準データと比較し、前記放射性検体の前記被検者への適正な投与の可能性を判断する手順を実行するように構成される、システム。
22. 前記コンピュータプログラムコードがさらに、前記増幅された信号データを標準化することができ、前記パラメータのモデルが、前記増幅された信号データの振幅及び勾配の単数または複数の時系列関数である、請求項２１に記載のシステム。
23. 前記標準化が、前記期間中の前記増幅された信号データの最大値に対するものである、請求項２２に記載のシステム。
24. 前記パラメータのモデルが、前記期間の少なくとも一時期の前記増幅された信号データの積分を含む、請求項２２に記載のシステム。
25. 前記パラメータのモデルが、前記増幅された信号データを、前記放射性検体の血管外漏出に対応する前記基準データの特定の閾値と比較する段階を含む、請求項２２に記載のシステム。
26. 前記最低でも単数の体外ガンマ線測定用センサが、センサ用筐体と、シンチレーション材と、光検出器と、信号増幅器と、センサ用電源とを含み、
    前記光検出器、前記信号増幅器及び前記センサ用電源が相互通信により連動し、
    前記シンチレーション材及び前記光検出器が、遮光された状態で、体内の放射性検体から所定期間のあるレベルのガンマ線を受け取り、前記ガンマ線のレベルに対応する光子を放出することができる前記シンチレーション材とともに、前記センサ用筐体内に配置され、前記光検出器が、前記光子を受け取り、受け取ったガンマ線の経時的な頻度レベルに対応する信号データに変換するように、前記シンチレーション材に対して配置される、請求項２１に記載のシステム。
27. 前記コンピュータプログラムコードがさらに、前記増幅された信号データを標準化することができ、前記パラメータのモデルが前記増幅された信号データの振幅及び勾配の単数または複数の時系列関数である、請求項２６に記載のシステム。
28. 前記体外式測定用センサを前記被検者の腕に着脱可能に固定するためのアームバンドをさらに含む、請求項２７に記載のシステム。
29. 不適正な投与の判断を知らせるためのアラームをさらに含む、請求項２７に記載のシステム。
30. 体内で減衰する放射性検体の投与から、被検者によって体外に放出されるガンマ線の経時的なリアルタイム検出のための方法であって、
    （ｉ）前記放射性検体の被検者への投与部位に近傍する最低でも単数の体外式ガンマ線測定用センサを配置する段階と、
    （ｉｉ）所定期間のガンマ線を検出し、前記所定期間に関する信号データを生成する段階と、
    （ｉｉｉ）前記ガンマ線センサと相互通信により連動する信号増幅器を用いて前記信号データを増幅し、前記測定用センサがそのような増幅された信号データのための最低でも単数のセンサ出力を有し、前記増幅された信号データを出力する段階と、
    （ｉｖ）非過渡メモリ及び前記測定用センサ出力と相互通信により連動するコンピュータプロセッサを用いて、前記増幅された信号データを処理する段階であって、
    （ａ）前記所定期間に関する前記増幅された信号データを受け取る段階と、
    （ｂ）前記非過渡メモリから、基準期間中に分布する基準データにアクセスする段階と、
    （ｃ）パラメータのモデルを用いて、前記増幅された信号データを前記基準データと比較することによって、前記放射性検体の投与が前記被検者に前記放射性検体を適正に投与したか否かを判断する段階と、を実行することによって処理する段階と、
    を含む、方法。
31. 前記増幅された信号データの処理がさらに、前記増幅された信号データを標準化する段階を含み、前記パラメータのモデルが、前記増幅された信号データの振幅及び勾配の単数または複数の時系列関数である、請求項３０に記載の方法。
32. 前記標準化が、前記期間の前記増幅された信号データの最大値に対するものである、請求項３１に記載の方法。
33. 前記パラメータのモデルが、前記期間の少なくとも一時期の前記増幅された信号データの積分を含む、請求項３１に記載の方法。
34. 前記パラメータのモデルが、前記増幅された信号データを、前記放射性検体の血管外漏出に対応する前記基準データの特定の閾値と比較する段階を含む、請求項３１に記載の方法。