(57)【要約】  本発明は、マルチガンマ光子同時放射薬物時刻一致の核医学結像システム及び方法が開示され、前記システムは、非平行方式で配列された複数の検知器プローブと、時刻一致モジュール、コンピュータプラットフォーム、時間信号線及びエネルギー及び位置信号線を含み、各検知器プローブは、コリメータ及び時間計測機能を有するガンマ光子検知器からなり、放射性核種が短時間内に放出された複数のガンマ光子を検知してマルチガンマ光子一致イベントを構成し、前記方法は、マルチガンマ光子一致イベントにおける各ガンマ光子イベントにより決定された投射線との距離の和が最も短い点の位置、即ち放射性核種が崩壊を発生した位置を算出し、一定量のマルチガンマ光子一致イベントを累積することにより、放射性核種の生体内における分布の取得を実現することができる。前記結像システム及び方法は、再構成アルゴリズムを簡略化し、再構成画像の信号対雑音比を向上させ、ガンマ光子イベントの合計数への要求を低減し、患者への照射リスクを低減する。
2019508695.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の検知器プローブと、時刻一致モジュールと、コンピュータプラットフォームと、時間信号線と、及びエネルギー及び位置信号線を含むマルチガンマ光子同時放射薬物時刻一致の核医学結像システムであって、
各検知器プローブは、コリメータ、及びシングルガンマ光子イベントを検知し、時間を計測するように配置されているガンマ光子検知器からなり、
各コリメータは、結像対象内の放射性核種が崩壊を発生して生成されたガンマ光子イベントが、設定された方向のみに沿って放出される場合、前記ガンマ光子検知器により検知されることができるように、前記ガンマ光子検知器の先端に設置され、
前記時間信号線に、前記時刻一致モジュールと、前記ガンマ光子検知器とが接続され、
前記エネルギー及び位置信号線に、前記検知器と、前記コンピュータプラットフォームとが接続され、
前記時刻一致モジュールは、前記時間ウインドウにより前記ガンマ光子検知器に検知された複数のシングルガンマ光子イベントがマルチガンマ光子一致イベントを構成するか否かを判断するとともに、前記判断の結果を前記コンピュータプラットフォームに入力するように配置され、
前記コンピュータプラットフォームは、前記マルチガンマ光子一致イベントの有効性を判断し、ガンマ光子が放出された位置にある非平行の投射線を算出することにより、放射性核種が崩壊を発生する位置を取得するように配置されている、
ことを特徴とするマルチガンマ光子同時放射薬物時刻一致の核医学結像システム。
【請求項２】
前記複数の検知器プローブは、少なくとも二つの検知器プローブを備え、二つの検知器プローブを使用する場合に、二つの検知器プローブの検知平面は、互いに垂直するまたは他の非平行の方式で配列され、二つ以上の検知器プローブを使用する場合に、複数の検知器プローブの検知平面は、非平行の方式で配列される、
ことを特徴とする請求項１に記載のマルチガンマ光子同時放射薬物時刻一致の核医学結像システム。
【請求項３】
前記放射性核種が崩壊を発生する際に、カスケード方式で短時間に少なくとも二つのガンマ光子を生成することができる、
ことを特徴とする請求項２に記載のマルチガンマ光子同時放射薬物時刻一致核医学の結像システム。
【請求項４】
請求項３に記載の結像システムを利用する結像方法であって、
（１）前記結像システムを起動し、結像対象に放射性核種を注射し、使用する放射性核種に応じて、前記結像システムの収集時間を設定し、時刻一致モジュールの時間ウインドウの幅を設定し、検知器の複数のエネルギーウインドウを設定し、マルチガンマ光子一致イベントの有効性を判断するための長さの閾値を設定するステップと、
（２）コンピュータプラットフォームが、前記収集時間に基づいて結像過程が終了したか否かを判断し、終了した場合に、ステップ（５）を実行し、終了していない場合に、ステップ（３）を実行するステップと、
（３）前記時刻一致モジュールが、前記検知器により出力されたマルチガンマ光子一致イベントを検知したか否やかを判断し、検知した場合に、且つステップ（４）を実行し、検知していない場合に、ステップ（２）を実行するステップと、
（４）コンピュータプラットフォームは、前記ガンマ光子検知器により出力された前記複数のシングルガンマ光子イベントのエネルギー情報に基づいて、前記マルチガンマ光子一致イベントにおける前記複数のシングルガンマ光子イベントのエネルギーが対応のエネルギーウインドウ内にあるか否かを判断し、対応のエネルギーウインドウ内にない場合に、前記マルチガンマ光子一致イベントを棄却し、対応のエネルギーウインドウ内にある場合に、前記ガンマ光子検知器により出力された前記複数のシングルガンマ光子イベントの位置情報に基づいて、ガンマ光子が崩壊を発生する位置にある非平行の複数の投射線を算出し、非平行の複数の投射線との距離の和が最も短い点の位置を算出し、前記点から任意の一本の投射線までの距離が、いずれも設定された長さの閾値以下であるか否かを判断し、設定された長さの閾値以下である場合に、前記点の位置を、放射性核種が崩壊を発生した位置として記録し、前記距離の長さが設定された長さの閾値よりも大きい場合に、前記マルチガンマ光子一致イベントを棄却し、ステップ（２）を実行する放出ステップと、
（５）前記放射性核種が崩壊を発生する位置に基づいて、前記放射性核種が結像対象体内における分布を取得するステップと、を含み、
ガンマ光子がカスケード方式で放出され、前記非平行の投射線の本数は、少なくとも二本であり、かつ崩壊ごとに放射性核種によりカスケード方式で放出されたガンマ光子の個数以下である、
ことを特徴とする結像方法。
【請求項５】
一つまたは複数のプロセッサと、
メモリと、
一つまたは複数のプログラムとを備え、
前記一つまたは複数のプログラムは、前記メモリに記憶され、前記一つまたは複数のプロセッサにより実行される場合に、請求項４に記載の結像方法を実行する、
ことを特徴とする、デバイス。
【請求項６】
一つまたは複数のプログラムが記憶され、
前記一つまたは複数のプログラムが一つのデバイスにより実行される場合に、前記デバイスに請求項４に記載の結像方法を実行させる、
ことを特徴とする、不揮発性コンピュータ記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［優先権情報］
本出願は、清華大学が２０１６年８月３１日に提出した、発明の名称が「マルチガンマ光子同時放射薬物時刻一致の核医学結像システム及び方法であり、中国特許出願番号が「２０１６１０７９８１４６．４」である優先権を主張するものである。
【０００２】
本発明は、核医学影像分野に属し、特に、マルチガンマ光子同時放射薬物時刻一致の核医学結像システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
核医学影像技術は、現代医学で疾患診断を行う重要な技術手段の一つである。それは、放射性核種で標識された分子を用いて生体の生理代謝過程に参加し、生体外で放射性核種に射出されるＸ線またはガンマ光子を検知するとともに、画像再構成により、放射性薬物の分布取得することにより、非侵入的手段で生体の臓器代謝状況を観察して、疾患の診断情報を取得する。核医学影像分野において、最も重要な２種の結像システムは、それぞれ陽電子放出断層結像装置（Ｐｏｓｉｔｒｏｎ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ、以下、ＰＥＴと略称する）及びシングル光子エミッション算出による断層結像装置（Ｓｉｎｇｌｅ−Ｐｈｏｔｏｎ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｃｏｍｐｕｔｅｄ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ  、以下、ＳＰＥＣＴと略称する）である。現在、ＰＥＴとＳＰＥＣＴのいずれも、癌、神経系疾患及び心血管疾患等を含む臨床検査及び診断に広く用いられている。
【０００４】
ＰＥＴの核心部品は、複数の時間計測機能を有する複数のガンマ光子検知器モジュール及び対応する時刻一致モジュールを含む。ＰＥＴの基本原理は、電子コリメータ技術に関し、利用される放射性核種は、正電子核種である。正電子核種により放出された正電子は、生体内で正負電子の消滅効果が発生し、一対のエネルギーが５１１ｋｅＶであり、方向がほぼ相対であるガンマ光子が生成する。時刻一致測定手段を採用して、即ち、二つのガンマ光子検知器モジュールは、短時間に（一般、数ナノ秒間）この二つのエネルギーが５１１ｋｅＶであるガンマ光子をそれぞれ検出すれば、正電子消滅の発生位置（正電子核種が崩壊を発生する位置に近似する）にある一本の同時計数線（ＬＯＲ、Ｌｉｎｅ  ｏｆ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）を決定することができる。このような同時計数線を大量記録して画像再構成により正電子消滅の発生位置の分布を取得することができ、即ち、正電子核種の生体内での分布に近似する。正電子消滅により生成された一対のガンマ光子の放出方向は、ほぼ相対であるため、対応する同時計数線における正電子消滅の具体的な発生位置を決定できず、正電子消滅の発生位置が対応する同時計数線にあることを決定するしかない。飛行時間（ＴＯＦ、Ｔｉｍｅ−ｏｆ−Ｆｌｉｇｈｔ）測定技術により、対応の同時計数線における正電子消滅の発生位置範囲を初歩的に決定することができるが、ガンマ光子検知器モジュールが極端に高い時間解像度を有することを必要とする。同時計数線における正電子消滅の発生位置の不確実性により、再構成された正電子核種の生体内の分布画像の信号対雑音比（ＳＮＲ）が低く、診断の効果に影響を与えることが多い。画像の信号対雑音比を向上させるために、通常に同時計数線を大量に累積することが必要となるが、患者が大線量の正電子核種を摂取し、患者への放射リスクを増加する。
【０００５】
ＳＰＥＣＴのコア部品は、コリメータ及びガンマ光子検知器モジュール等を含む。ＳＰＥＣＴが利用する技術は、物理コリメータ技術であり、利用される核種は、ガンマ光子核種である。ガンマ光子検知器モジュールの先端には、通常にコリメータを放置することで、ガンマ光子核種により放出されるガンマ光子が検知器に到達する入射角度を制限し、これにより、一連の特定方向に放出するガンマ光子だけは、コリメータを通過して検知器に検知される。ガンマ光子検知器が一つのガンマ光子を検知するごとに、ガンマ光子の初期放出位置にある一本の投射線を決定でき、このような投射線を大量に累積して画像再構成によりガンマ光子の初期放出位置の分布を決定することができ、即ちガンマ光子核種が生体内での分布を決定することができる。ＰＥＴと類似する欠陥を有し、ＳＰＥＣＴでも、ガンマ光子の投射線における具体的な放出位置を決定できないため、再構成画像の信号対雑音比が悪い。また、ＳＰＥＣＴは、コリメータを用い、検知器により検知可能なガンマ光子の放出角度が制限されるため、結像システムの検知効率が低く、これは、さらに再構成画像的信号対雑音比の劣化を招く。
【発明の概要】
【０００６】
本発明の実施例は、マルチガンマ光子同時放射薬物時刻一致の核医学結像システム、方法、デバイス及びコンピュータ記憶媒体を提供し、結像システムの検知効率及び再構成画像の信号対雑音比を向上させることを目的とする。
【０００７】
本発明の実施例は、以下のように実現される：マルチガンマ光子同時放射薬物時刻一致の核医学結像システムであって、複数の検知器プローブ、時刻一致モジュール、コンピュータプラットフォーム、時間信号線及びエネルギー及び位置信号線を含んでなり、各検知器プローブは、コリメータ、及びシングルガンマ光子イベントを検知し、時間を計測するように配置されているガンマ光子検知器からなり、各コリメータは、結像対象内における放射性核種が崩壊を発生して生成されたガンマ光子イベントが、設定された方向のみに沿って放出される場合、前記ガンマ光子検知器により検知されるように、前記ガンマ光子検知器の先端に設置され、前記時間信号線に、前記時刻一致モジュールと、前記検知器とが接続され、前記エネルギー及び位置信号線に、前記検知器と、コンピュータプラットフォームとが接続され、時刻一致モジュールにより設定される時間ウインドウは、それぞれ複数のガンマ光子検知器に検知された複数のシングルガンマ光子イベントがマルチガンマ光子一致イベントを構成するか否かを判断するとともに、判断結果をコンピュータプラットフォームに入力することに用いられ、前記コンピュータプラットフォームは、前記マルチガンマ光子一致イベントの有効性を判断し、ガンマ光子が放出される位置にある非平行の投射線を算出することにより、放射性核種が崩壊を発生する位置を取得するように配置されている。
【０００８】
本発明の実施例の他の目的は、前記結像システムの結像方法を提出することにあり、前記方法は、（１）前記結像システムを起動し、結像対象に放射性核種を注射し、使用する放射性核種に応じて、前記結像システムの収集時間を設定し、時刻一致モジュールの時間ウインドウの幅を設定し、ガンマ光子検知器の複数のエネルギーウインドウを設定し、前記マルチガンマ光子一致イベントの有効性を判断するための長さの閾値を設定するステップと、（２）コンピュータプラットフォームは、設定された収集時間に基づいて結像過程が終了したか否かを判断し、終了した場合に、ステップ（５）を実行し、終了していない場合に、ステップ（３）を実行するステップと、（３）前記時刻一致モジュールが、前記検知器により出力された複数マルチガンマ光子一致イベントを検知したか否かを判断し、検知した場合に、ステップ（４）を実行し、未検知の場合に、ステップ（２）を実行するステップと、（４）コンピュータプラットフォームが、ガンマ光子検知器により出力された前記複数のシングルガンマ光子イベントのエネルギー情報に基づいて、前記マルチガンマ光子イベントにおける前記複数のシングルガンマ光子イベントのエネルギーが対応のエネルギーウインドウ内にあるか否かを判断し、対応のエネルギーウインドウ内にはない場合に、前記マルチガンマ光子一致イベントを棄却し、対応のエネルギーウインドウ内にある場合に、ガンマ光子検知器により出力された前記複数のシングルガンマ光子イベントの位置情報に基づいて、ガンマ光子が崩壊を発生する位置にある非平行の複数の投射線を算出し、非平行の複数の投射線との距離の和が最も短い点の位置を算出し、前記点から任意の一本の投射線までの距離が、いずれも設定された長さの閾値以下であるか否かを判断し、設定された長さの閾値以下である場合に、前記点の位置を放射性核種が崩壊を発生した位置として記録し、前記距離の長さが設定された長さの閾値よりも大きい場合に、前記マルチガンマ光子一致イベントを棄却し、ステップ（２）を実行するステップ、及び、（５）放射性核種が崩壊を発生する位置に基づいて放射性核種が結像対象体内における分布を取得するステップとを含み、ガンマ光子がカスケード方式で放出され、前記非平行の投射線の本数は、少なくとも二本であり、かつ崩壊ごとに放射性核種によりカスケード方式で放出されたガンマ光子の個数以下である。
【０００９】
本発明の実施例の他の目的は、デバイスを提供し、前記デバイスは、一つまたは複数のプロセッサ、メモリ、一つまたは複数のプログラムを備え、前記一つまたは複数のプログラムは、前記メモリに記憶され、前記一つまたは複数のプロセッサにより実行される場合に、前記実施例に係る前記結像方法を実行する。
【００１０】
本発明の実施例の他の目的は、不揮発性コンピュータ記憶媒体を提供し、前記コンピュータ記憶媒体には、一つまたは複数のプログラムが記憶され、前記一つまたは複数のプログラムが一つのデバイスにより実行される場合に、前記デバイスに本発明の前記実施例に係る前記結像方法を実行させる。
【００１１】
本発明の実施例に係る結像システムは、放射性核種が崩壊を発生する同時計数線または投射線における具体的な位置を決定できず、放射性核種が崩壊を発生する位置にある同時計数線を決定するしかない欠陥を有効的に克服し、カスケード方式で放出された非平行の二つ以上のガンマ光子により決定された投射線との距離の和が最も短い点の位置を算出することにより、放射性核種が崩壊を発生する位置の検出を実現し、これにより、放射性核種の生体内における分布を取得することができる。複数の非平行投射線に基づく放射性核種が崩壊を発生する位置を算出することができるため、画像の再構成アルゴリズムを簡略化し、再構成画像の信号対雑音比を向上させる。また、投射線を大量に累積して放射性核種の空間分布を再構成する必要がないため、ガンマ光子イベントの合計数に対する要求を低減し、患者が摂取した放射性薬物量を減少し、患者への放射リスクを低減する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
以下、本発明の実施例の目的、技術案及び利点をより明瞭にするために、本発明の実施例における図面を組み込みながら、本発明の実施例にかかる技術案を明瞭かつ完全に説明する。説明される実施例は本発明の一部の実施例であり、全ての実施例ではないことは言うまでもない。当業者にとって、本発明の実施例に基づいて、創造的な労働をしないことを前提として得られる全ての他の実施例は、本発明の保護範囲に属する。
【図１】本発明の実施例における平行孔コリメータを用いた結像システムの模式図である。
【図２】ピンホールコリメータを用いた結像システムの模式図である。
【図３】図１又は図２における結像システムの結像方法フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面及び実施例が組み込まれ、本発明に提出されるマルチガンマ光子同時放射薬物時刻一致の核医学結像システム及び方法を詳しく説明する。
【００１４】
本実施例に係る結像システムの全体構成は、図１のように示す。検知平面が互いに垂直に配列される二つの検知器プローブと、時刻一致モジュール３と、コンピュータプラットフォーム４と、時間信号線、及びエネルギー及び位置信号線からなり、各検知器プローブは、いずれも平行孔コリメータ１、及びシングルガンマ光子イベント、及び時間を計測するように配置されているガンマ光子検知器２からなり、各平行孔コリメータ１は、結像対象５内における放射性核種が崩壊を発生して生成された前記シングルガンマ光子イベントが、設定方向（例えば、ガンマ光子検知器２の表面に垂直する方向）のみに沿って放出される場合、ガンマ光子検知器２により検知されることができるように、対応のガンマ光子検知器２の先端にそれぞれ設置されている。結像対象５は、生体であってもよいが、核医学結像システムの正規化結像モデルであってもよい。前記時間信号線に、前記検知器２と、前記時刻一致モジュール３とが接続され、前記時刻一致モジュール３は、時間ウインドウの幅（時間ウインドウの幅は、採用する放射性核種に応じて調整でき、通常数百ナノ秒間以下である）を設定し、前記時間ウインドウを介して、前記二つの検知器により検知されたシングルガンマ光子イベントがマルチガンマ光子一致イベントを構成するか否かを判断するとともに、その判断結果を前記コンピュータプラットフォーム４に入力することに用いられ、前記エネルギー及び位置信号線に、前記検知器２と、前記コンピュータプラットフォーム４とが接続され、前記コンピュータプラットフォーム４は、ガンマ光子が放出される位置にある非平行の投射線を算出することにより、放射性核種が崩壊を発生する位置を取得するように配置されている。
【００１５】
本実施例に用いられる平行孔コリメータ１は、矩形のタングステン合金板からなり、タングステン合金材料は、ガンマ光子に対して強い吸収作用を有する。前記矩形板には、複数の平行なコリメータ孔が等間隔に設置され、これにより、前記孔に沿って放出されたガンマ光子だけは、コリメータを通過してガンマ光子検知器２により検知されることができる。本実施例に用いられるコリメータの厚さが４ｍｍであり、コリメータ孔の孔径が２ｍｍであり、孔壁の厚さが２ｍｍである。
【００１６】
本実施例におけるガンマ光子検知器２は、ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検知器であり、用いられるシンチレータは、まる一つの連続するＮａＩ（Ｔｌ）結晶であり、そのサイズが５８５ｍｍ（長さ）×４７０ｍｍ（幅）×９．５ｍｍ（厚さ）であり、ＮａＩ（Ｔｌ）結晶がコリメータから離れる一端に、５５つの光電子増倍管（Ｐｈｏｔｏｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ、以下、ＰＭＴと略称される）が結合され、光電信号変換に用いられ、これによりガンマ光子が結晶内における作用位置、エネルギー及び時間情報の測定を実現する。
【００１７】
本発明に係る結像システムに用いられる放射性核種は、インジウム１１１以外に、従来技術に開示された他のマルチガンマ光子放射性核種であってもよい。即ち、前記放射性核種は、崩壊過程において、カスケード方式で短時間に少なくとも二つのガンマ光子を生成することができ、ナトリウム２２、ヨウ素１３１、タリウム２０１、ルビジウム８２、イットリウム９０等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００１８】
本発明に係る結像システムに用いられるコリメータの種類は、図１に示す平行孔コリメータ以外に、ピンホール型コリメータ（図２に示すように）、集光型コリメータ、発散型コリメータ等であっても良い。前記コリメータは、いずれも従来の製品であり、要求される結像システムの結像視野の大きさ（ＦＯＶ）、空間解像度及び検知効率等の要素に基づいて、使用するコリメータのタイプ及びパラメータを選択できる。
【００１９】
本発明に係る結像システムに用いられる検知器プローブの個数は、本実施例における二つを除いて、二つ以上であってもよく、複数の検知器プローブの検知平面は、環状、方形または多角形等の非平行方式で配列される。検知器プローブの個数及び配列方式を、要求される結像システムの検知効率に応じて選択することができ、検知器プローブの個数が多いほど、結像システムの検知効率が高くなる。
【００２０】
本発明に係る結像システムの結像方法のフローは、図３のように示すであり。実施例を参照して前記方法の具体的な実施ステップを説明する。
（１）前記結像システムを起動し、収集時間を２０分間に設定し、時刻一致モジュール３の時間ウインドウの幅を２００ｎｓに設定し、前記設定が放射性核種の種類に応じて調整することができ、マルチガンマ光子一致イベント有効性を判断するための長さの閾値が５ｍｍに設定し、前記長さの閾値は、結像システムに用いられるコリメータのタイプ、コリメータのパラメータ及び検知器２の空間解像度に応じて調整でき、使用した放射性核種に基づいてガンマ光子検知器２のエネルギーウインドウを設定し、
結像対象５に活性度が４ｍＣｉであり、インジウム１１１で標識された放射性薬物を注射し、
本実施例に用いられる放射性核種は、インジウム１１１であり、それは崩壊過程においてカスケード方式で短時間内に（使用する放射性核種の種類に応じて決定され、一般的には、数百ナノ秒間内である）二つのガンマ光子を生成し、そのエネルギーはそれぞれ１７１ｋｅＶ及び２４５ｋｅＶであり、そのため、各検知器２のエネルギーウインドウを、それぞれ１７１ｋｅＶ±１０％及び２４５ｋｅＶ±１０％に設定し、各検知器２のエネルギーウインドウの個数は、いずれも使用する放射性核種によりカスケード方式で放出されたガンマ光子の個数に応じて調整でき、異なるエネルギーを有するガンマ光子がそれぞれ一つのエネルギーウインドウに対応し、各エネルギーウインドウの幅は、検知器２のエネルギー解像度に応じて調整できるステップと、
（２）コンピュータプラットフォーム４は、設定された収集時間に基づいて結像過程が終了したか否かを判断し、終了した場合に、ステップ（５）を実行し、終了していない場合に、ステップ（３）を実行するステップと、
（３）時刻一致モジュール３により検知器２がマルチガンマ光子イベントを検知したか否かを判断し、検知した場合に、ステップ（４）を実行し、検知していない場合に、ステップ（２）を実行するステップと、本願に開示された「マルチガンマ光子一致イベント」という用語は、検知器により検知された二つ以上のシングルガンマ光子イベントが時刻一致モジュールにより設定された時間ウインドウ内にある場合に、検知された二つ以上のガンマ光子イベントは、マルチガンマ光子一致イベントを構成することである。
（４）コンピュータプラットフォーム４は、検知器２により出力された二つのシングルガンマ光子イベントのエネルギー情報に基づいて、前記マルチガンマ光子一致イベントにおける二つのガンマ光子イベントのエネルギーが、相応のエネルギーウインドウ内にあるか否かを判断し、相応のエネルギーウインドウ内にない場合に、前記マルチガンマ光子一致イベントを棄却し、
相応のエネルギーウインドウ内にある場合に、検知器２により出力された二つのシングルガンマ光子イベントの位置情報に基づいて、ガンマ光子が崩壊を発生する位置にある非平行の二本の投射線を算出し、及び、非平行の二本の投射線との距離の和が最も短い点の位置を算出し、前記点から任意の一本の投射線までの距離のいずれも設定された長さの閾値以下であるか否かを判断し、設定された長さの閾値以下である場合に、前記点の位置を、放射性核種が崩壊を発生した位置として記録し、前記距離の長さが設定された長さの閾値よりも大きい場合に、前記マルチガンマ光子一致イベントを棄却し、ステップ（２）を実行するステップと、
（５）前記放射性核種が崩壊を発生する位置に基づいて、前記放射性核種が結像対象体内における分布を取得するステップとを含む。また、前記非平行の投射線の本数は、少なくとも二本であり、かつ崩壊ごとに使用する放射性核種によりカスケード方式で放出されたガンマ光子の個数以下であり、各シングルガンマ光子イベントのいずれかに基づいて、放射性核種が崩壊を発生する位置にある一本の投射線を決定することができる。
【００２１】
本発明の実施例における結像システムは、直接計算方式で放射性核種が崩壊を発生する位置を取得できるため、画像の再構成アルゴリズムを簡略化し、再構成画像の信号対雑音比（ＳＮＲ）を向上させる。また、投射線を大量に累積して放射性核種の空間分布を再構成する必要がないため、ガンマ光子イベントの合計数への要求を低減し、患者による放射性核種の摂取量を減少し、患者への照射リスクを低減する。
【００２２】
本発明に係る前記結像方法をプログラムして（前記過程は、プログラマーにより通常のプログラム技術で実現できる）コンピュータプラットフォーム４に入力し、ステップに従って実行することにより、前記結像方法の所望の効果を実現することができる。
【００２３】
本発明の実施例は、デバイスがさらに開示されている。前記デバイスは、一つまたは複数のプロセッサ、メモリ、一つまたは複数のプログラムを備え、前記一つまたは複数のプログラムは、前記メモリに記憶され、前記一つまたは複数のプロセッサにより実行される場合に、前記実施例に係る前記結像システムの結像方法を実行する。
【００２４】
本発明の実施例は、不揮発性コンピュータ記憶媒体がさらに開示されている。前記不揮発性コンピュータ記憶媒体には、一つまたは複数のプログラムが記憶され、前記一つまたは複数のプログラムが前記デバイスにより実行される場合に、前記デバイスに本発明の前記実施例に係る結像システムの結像方法を実行させる
【００２５】
また、本発明の実施例に係る量産型多層マイクロ流体チップの製造手段、システム及び不揮発性コンピュータ記憶媒体の他の構成及び作用は、当業者にとって周知な技術であるので、更なる説明を省略する。
【００２６】
本発明の説明において、「一つの実施形態」、「一部の実施形態」、「例示的な実施形態」、「示例」、「具体的な示例」、或いは「一部の示例」などの用語を参考した説明は、該実施形態或いは示例を結合しながら、説明された具体的な特徴、構成、材料或いは特徴が、本発明の少なくとも一つの実施形態或いは示例に含まれることを意味する。本明細書において、上記用語に対する例示的な説明は、必ずしも同じ実施形態或いは示例を示すことではない。又、説明された具体的な特徴、構成、材料或いは特徴は、いずれか一つ或いは複数の実施形態又は示例において適切に結合することができる。
【００２７】
本発明の実施例を示して説明したが、当業者は、本発明の原理及び要旨を逸脱しない範囲内でこれらの実施例に対して各種の変化、修正、切り替え及び変形を行うことができ、本発明の範囲は、特許請求の範囲及びその同等の範囲に限定されることと理解すべきである。
【図１】
2019508695.tif 000003
【図２】
2019508695.tif 000004
【図３】
2019508695.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成30年8月30日(2018.8.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、核医学影像分野に属し、特に、マルチガンマ光子一致イベントに基づく結像システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
核医学影像技術は、現代医学で疾患診断を行う重要な技術手段の一つである。それは、放射性核種で標識された分子を用いて生体の生理代謝過程に参加し、生体外で放射性核種に射出されるＸ線またはガンマ光子を検知するとともに、画像再構成により、放射性薬物の分布取得することにより、非侵入的手段で生体の臓器代謝状況を観察して、疾患の診断情報を取得する。核医学影像分野において、最も重要な２種の結像システムは、それぞれ陽電子放出断層結像装置（Ｐｏｓｉｔｒｏｎ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ、以下、ＰＥＴと略称する）及びシングル光子エミッション算出による断層結像装置（Ｓｉｎｇｌｅ−Ｐｈｏｔｏｎ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｃｏｍｐｕｔｅｄ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ  、以下、ＳＰＥＣＴと略称する）である。現在、ＰＥＴとＳＰＥＣＴのいずれも、癌、神経系疾患及び心血管疾患等を含む臨床検査及び診断に広く用いられている。
【０００３】
ＰＥＴの核心部品は、複数の時間計測機能を有する複数のガンマ光子検知器モジュール及び対応する時刻一致モジュールを含む。ＰＥＴの基本原理は、電子コリメータ技術に関し、利用される放射性核種は、正電子核種である。正電子核種により放出された正電子は、生体内で正負電子の消滅効果が発生し、一対のエネルギーが５１１ｋｅＶであり、方向がほぼ相対であるガンマ光子が生成する。時刻一致測定手段を採用して、即ち、二つのガンマ光子検知器モジュールは、短時間に（一般、数ナノ秒間）この二つのエネルギーが５１１ｋｅＶであるガンマ光子をそれぞれ検出すれば、この二つの光子は、消滅光子と認定され、正電子消滅の発生位置（正電子核種が崩壊を発生する位置に近似する）にある一本の同時計数線（ＬＯＲ、Ｌｉｎｅ  ｏｆ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）を決定することができる。このような同時計数線を大量記録して画像再構成により正電子消滅の発生位置の分布を取得することができ、即ち、正電子核種の生体内での分布に近似する。正電子消滅により生成された一対のガンマ光子の放出方向は、ほぼ相対であるため、対応する同時計数線における正電子消滅の具体的な発生位置を決定できず、正電子消滅の発生位置が対応する同時計数線にあることを決定するしかない。飛行時間（ＴＯＦ、Ｔｉｍｅ−ｏｆ−Ｆｌｉｇｈｔ）測定技術により、対応の同時計数線における正電子消滅の発生位置範囲を初歩的に決定することができるが、ガンマ光子検知器モジュールが極端に高い時間解像度を有することを必要とする。同時計数線における正電子消滅の発生位置の不確実性により、再構成された正電子核種の生体内の分布画像の信号対雑音比（ＳＮＲ）が低く、診断の効果に影響を与えることが多い。画像の信号対雑音比を向上させるために、通常に同時計数線を大量に累積することが必要となるが、患者が大線量の正電子核種を摂取し、患者への放射リスクを増加する。
【０００４】
ＳＰＥＣＴのコア部品は、コリメータ及びガンマ光子検知器モジュール等を含む。ＳＰＥＣＴが利用する技術は、物理コリメータ技術であり、利用される核種は、ガンマ光子核種である。ガンマ光子検知器モジュールの先端には、通常にコリメータを放置することで、ガンマ光子核種により放出されるガンマ光子が検知器に到達する入射角度を制限し、これにより、一連の特定方向に放出するガンマ光子だけは、コリメータを通過して検知器に検知される。ガンマ光子検知器が一つのガンマ光子を検知するごとに、ガンマ光子の初期放出位置にある一本の投射線を決定でき、このような投射線を大量に累積して画像再構成によりガンマ光子の初期放出位置の分布を決定することができ、即ちガンマ光子核種が生体内での分布を決定することができる。ＰＥＴと類似する欠陥を有し、ＳＰＥＣＴでも、ガンマ光子の投射線における具体的な放出位置を決定できないため、再構成画像の信号対雑音比が悪い。また、ＳＰＥＣＴは、コリメータを用い、検知器により検知可能なガンマ光子の放出角度が制限されるため、結像システムの検知効率が低く、これは、さらに再構成画像的信号対雑音比の劣化を招く。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の実施例は、マルチガンマ光子一致イベントに基づく結像システム、方法、デバイス及びコンピュータ記憶媒体を提供し、結像システムの検知効率及び再構成画像の信号対雑音比を向上させることを目的とする。
【０００６】
本発明の実施例は、以下のように実現される：マルチガンマ光子一致イベントに基づく核医学結像システムであって、複数の検知器プローブ、時刻一致モジュール、コンピュータプラットフォーム、時間信号線及びエネルギー及び位置信号線を含んでなり、各検知器プローブは、コリメータ、及びシングルガンマ光子イベントを検知し、時間を計測するように配置されているガンマ光子検知器からなり、各コリメータは、結像対象内における放射性核種が崩壊を発生して生成されたガンマ光子イベントが、設定された方向のみに沿って放出される場合、前記ガンマ光子検知器により検知されるように、前記ガンマ光子検知器の先端に設置され、前記時間信号線に、前記時刻一致モジュールと、前記検知器とが接続され、前記エネルギー及び位置信号線に、前記検知器と、コンピュータプラットフォームとが接続され、時刻一致モジュールにより設定される時間ウインドウは、それぞれ複数のガンマ光子検知器に検知された複数のシングルガンマ光子イベントがマルチガンマ光子一致イベントを構成するか否かを判断するとともに、判断結果をコンピュータプラットフォームに入力することに用いられ、前記コンピュータプラットフォームは、前記マルチガンマ光子一致イベントの有効性を判断し、ガンマ光子が放出される位置にある非平行の投射線を算出することにより、放射性核種が崩壊を発生する位置を取得するように配置されている。
【０００７】
本発明の実施例の他の目的は、前記結像システムの結像方法を提出することにあり、前記方法は、（１）前記結像システムを起動し、結像対象に放射性核種で標識された放射性薬物を注射し、使用する放射性核種に応じて、前記結像システムの収集時間を設定し、時刻一致モジュールの時間ウインドウの幅を設定し、ガンマ光子検知器の複数のエネルギーウインドウを設定し、前記マルチガンマ光子一致イベントの有効性を判断するための長さの閾値を設定するステップと、（２）コンピュータプラットフォームは、設定された収集時間に基づいて結像過程が終了したか否かを判断し、終了した場合に、ステップ（５）を実行し、終了していない場合に、ステップ（３）を実行するステップと、（３）前記時刻一致モジュールが、前記検知器により出力された複数のシングルガンマ光子イベントが前記時間ウインドウにあるか否かを判断し、検知した場合に、前記複数の検知器により検知された前記複数のシングルガンマ光子イベントは、前記マルチガンマ光子一致イベントを構成することを決定し、且つステップ（４）を実行し、未検知の場合に、ステップ（２）を実行するステップと、（４）コンピュータプラットフォームが、ガンマ光子検知器により出力された前記複数のシングルガンマ光子イベントのエネルギー情報に基づいて、前記マルチガンマ光子イベントにおける前記複数のシングルガンマ光子イベントのエネルギーが対応のエネルギーウインドウ内にあるか否かを判断し、対応のエネルギーウインドウ内にはない場合に、前記マルチガンマ光子一致イベントを棄却し、対応のエネルギーウインドウ内にある場合に、ガンマ光子検知器により出力された前記複数のシングルガンマ光子イベントの位置情報に基づいて、ガンマ光子が崩壊を発生する位置にある非平行の複数の投射線を算出し、非平行の複数の投射線との距離の和が最も短い点の位置を算出し、前記点から任意の一本の投射線までの距離が、いずれも設定された長さの閾値以下であるか否かを判断し、設定された長さの閾値以下である場合に、前記点の位置を放射性核種が崩壊を発生した位置として記録し、前記距離の長さが設定された長さの閾値よりも大きい場合に、前記マルチガンマ光子一致イベントを棄却し、ステップ（２）を実行するステップ、及び、（５）放射性核種が崩壊を発生する位置に基づいて放射性核種が結像対象体内における分布を取得するステップとを含み、ガンマ光子がカスケード方式で放出され、前記非平行の投射線の本数は、少なくとも二本であり、かつ崩壊ごとに放射性核種によりカスケード方式で放出されたガンマ光子の個数以下である。
【０００８】
本発明の実施例の他の目的は、デバイスを提供し、前記デバイスは、一つまたは複数のプロセッサ、メモリ、一つまたは複数のプログラムを備え、前記一つまたは複数のプログラムは、前記メモリに記憶され、前記一つまたは複数のプロセッサにより実行される場合に、前記実施例に係る前記結像方法を実行する。
【０００９】
本発明の実施例の他の目的は、不揮発性コンピュータ記憶媒体を提供し、前記コンピュータ記憶媒体には、一つまたは複数のプログラムが記憶され、前記一つまたは複数のプログラムが一つのデバイスにより実行される場合に、前記デバイスに本発明の前記実施例に係る前記結像方法を実行させる。
【００１０】
本発明の実施例に係る結像システムは、放射性核種が崩壊を発生する同時計数線または投射線における具体的な位置を決定できず、放射性核種が崩壊を発生する位置にある同時計数線を決定するしかない欠陥を有効的に克服し、カスケード方式で放出された非平行の二つ以上のガンマ光子により決定された投射線との距離の和が最も短い点の位置を算出することにより、放射性核種が崩壊を発生する位置の検出を実現し、これにより、放射性核種の生体内における分布を取得することができる。複数の非平行投射線に基づく放射性核種が崩壊を発生する位置を算出することができるため、画像の再構成アルゴリズムを簡略化し、再構成画像の信号対雑音比を向上させる。また、投射線を大量に累積して放射性核種の空間分布を再構成する必要がないため、ガンマ光子イベントの合計数に対する要求を低減し、患者が摂取した放射性薬物量を減少し、患者への放射リスクを低減する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
以下、本発明の実施例の目的、技術案及び利点をより明瞭にするために、本発明の実施例における図面を組み込みながら、本発明の実施例にかかる技術案を明瞭かつ完全に説明する。説明される実施例は本発明の一部の実施例であり、全ての実施例ではないことは言うまでもない。当業者にとって、本発明の実施例に基づいて、創造的な労働をしないことを前提として得られる全ての他の実施例は、本発明の保護範囲に属する。
【図１】本発明の実施例における平行孔コリメータを用いた結像システムの模式図である。
【図２】ピンホールコリメータを用いた結像システムの模式図である。
【図３】図１又は図２における結像システムの結像方法フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面及び実施例が組み込まれ、本発明に提出されるマルチガンマ光子一致イベントに基づく結像システム及び方法を詳しく説明する。
【００１３】
本実施例に係る結像システムの全体構成は、図１のように示す。検知平面が互いに垂直に配列される二つの検知器プローブと、時刻一致モジュール３と、コンピュータプラットフォーム４と、時間信号線、及びエネルギー及び位置信号線からなり、各検知器プローブは、いずれも平行孔コリメータ１、及びシングルガンマ光子イベント、及び時間を計測するように配置されているガンマ光子検知器２からなり、各平行孔コリメータ１は、結像対象５内における放射性核種が崩壊を発生して生成された前記シングルガンマ光子イベントが、設定方向（例えば、ガンマ光子検知器２の表面に垂直する方向）のみに沿って放出される場合、ガンマ光子検知器２により検知されることができるように、対応のガンマ光子検知器２の先端にそれぞれ設置されている。結像対象５は、生体であってもよいが、核医学結像システムの正規化結像モデルであってもよい。前記時間信号線に、前記検知器２と、前記時刻一致モジュール３とが接続され、前記時刻一致モジュール３は、時間ウインドウの幅（時間ウインドウの幅は、採用する放射性核種に応じて調整でき、通常数百ナノ秒間以下である）を設定し、前記時間ウインドウを介して、前記二つの検知器により検知されたシングルガンマ光子イベントがマルチガンマ光子一致イベントを構成するか否かを判断するとともに、その判断結果を前記コンピュータプラットフォーム４に入力することに用いられ、前記エネルギー及び位置信号線に、前記検知器２と、前記コンピュータプラットフォーム４とが接続され、前記コンピュータプラットフォーム４は、ガンマ光子が放出される位置にある非平行の投射線を算出することにより、放射性核種が崩壊を発生する位置を取得するように配置されている。
【００１４】
本実施例に用いられる平行孔コリメータ１は、矩形のタングステン合金板からなり、タングステン合金材料は、ガンマ光子に対して強い吸収作用を有する。前記矩形板には、複数の平行なコリメータ孔が等間隔に設置され、これにより、前記孔に沿って放出されたガンマ光子だけは、コリメータを通過してガンマ光子検知器２により検知されることができる。本実施例に用いられるコリメータの厚さが４ｍｍであり、コリメータ孔の孔径が２ｍｍであり、孔壁の厚さが２ｍｍである。
【００１５】
本実施例におけるガンマ光子検知器２は、ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検知器であり、用いられるシンチレータは、まる一つの連続するＮａＩ（Ｔｌ）結晶であり、そのサイズが５８５ｍｍ（長さ）×４７０ｍｍ（幅）×９．５ｍｍ（厚さ）であり、ＮａＩ（Ｔｌ）結晶がコリメータから離れる一端に、５５つの光電子増倍管（Ｐｈｏｔｏｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ、以下、ＰＭＴと略称される）が結合され、光電信号変換に用いられ、これによりガンマ光子が結晶内における作用位置、エネルギー及び時間情報の測定を実現する。
【００１６】
本発明に係る結像システムに用いられる放射性核種は、インジウム１１１以外に、従来技術に開示された他のマルチガンマ光子放射性核種であってもよい。即ち、前記放射性核種は、崩壊過程において、カスケード方式で短時間に少なくとも二つのガンマ光子を生成することができ、ナトリウム２２、ヨウ素１３１、タリウム２０１、ルビジウム８２、イットリウム９０等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００１７】
本発明に係る結像システムに用いられるコリメータの種類は、図１に示す平行孔コリメータ以外に、ピンホール型コリメータ（図２に示すように）、集光型コリメータ、発散型コリメータ等であっても良い。前記コリメータは、いずれも従来の製品であり、要求される結像システムの結像視野の大きさ（ＦＯＶ）、空間解像度及び検知効率等の要素に基づいて、使用するコリメータのタイプ及びパラメータを選択できる。
【００１８】
本発明に係る結像システムに用いられる検知器プローブの個数は、本実施例における二つを除いて、二つ以上であってもよく、複数の検知器プローブの検知平面は、環状、方形または多角形等の非平行方式で配列される。検知器プローブの個数及び配列方式を、要求される結像システムの検知効率に応じて選択することができ、検知器プローブの個数が多いほど、結像システムの検知効率が高くなる。
【００１９】
本発明に係る結像システムの結像方法のフローは、図３のように示すであり。実施例を参照して前記方法の具体的な実施ステップを説明する。
（１）前記結像システムを起動し、収集時間を２０分間に設定し、時刻一致モジュール３の時間ウインドウの幅を２００ｎｓに設定し、前記設定が放射性核種の種類に応じて調整することができ、マルチガンマ光子一致イベント有効性を判断するための長さの閾値が５ｍｍに設定し、前記長さの閾値は、結像システムに用いられるコリメータのタイプ、コリメータのパラメータ及び検知器２の空間解像度に応じて調整でき、使用した放射性核種に基づいてガンマ光子検知器２のエネルギーウインドウを設定し、
結像対象５に活性度が４ｍＣｉであり、インジウム１１１で標識された放射性薬物を注射し、
本実施例に用いられる放射性核種は、インジウム１１１であり、それは崩壊過程においてカスケード方式で短時間内に（使用する放射性核種の種類に応じて決定され、一般的には、数百ナノ秒間内である）二つのガンマ光子を生成し、そのエネルギーはそれぞれ１７１ｋｅＶ及び２４５ｋｅＶであり、そのため、各検知器２のエネルギーウインドウを、それぞれ１７１ｋｅＶ±１０％及び２４５ｋｅＶ±１０％に設定し、各検知器２のエネルギーウインドウの個数は、いずれも使用する放射性核種によりカスケード方式で放出されたガンマ光子の個数に応じて調整でき、異なるエネルギーを有するガンマ光子がそれぞれ一つのエネルギーウインドウに対応し、各エネルギーウインドウの幅は、検知器２のエネルギー解像度に応じて調整できるステップと、
（２）コンピュータプラットフォーム４は、設定された収集時間に基づいて結像過程が終了したか否かを判断し、終了した場合に、ステップ（５）を実行し、終了していない場合に、ステップ（３）を実行するステップと、
（３）時刻一致モジュール３により検知器２がマルチガンマ光子イベントを検知したか否かを判断し、検知した場合に、ステップ（４）を実行し、検知していない場合に、ステップ（２）を実行するステップと、本願に開示された「マルチガンマ光子一致イベント」という用語は、検知器により検知された二つ以上のシングルガンマ光子イベントが時刻一致モジュールにより設定された時間ウインドウ内にある場合に、検知された二つ以上のガンマ光子イベントは、マルチガンマ光子一致イベントを構成することである。
（４）コンピュータプラットフォーム４は、検知器２により出力された二つのシングルガンマ光子イベントのエネルギー情報に基づいて、前記マルチガンマ光子一致イベントにおける二つのガンマ光子イベントのエネルギーが、相応のエネルギーウインドウ内にあるか否かを判断し、相応のエネルギーウインドウ内にない場合に、前記マルチガンマ光子一致イベントを棄却し、
相応のエネルギーウインドウ内にある場合に、検知器２により出力された二つのシングルガンマ光子イベントの位置情報に基づいて、ガンマ光子が崩壊を発生する位置にある非平行の二本の投射線を算出し、及び、非平行の二本の投射線との距離の和が最も短い点の位置を算出し、前記点から任意の一本の投射線までの距離のいずれも設定された長さの閾値以下であるか否かを判断し、設定された長さの閾値以下である場合に、前記点の位置を、放射性核種が崩壊を発生した位置として記録し、前記距離の長さが設定された長さの閾値よりも大きい場合に、前記マルチガンマ光子一致イベントを棄却し、ステップ（２）を実行するステップと、
（５）前記放射性核種が崩壊を発生する位置に基づいて、前記放射性核種が結像対象体内における分布を取得するステップとを含む。
また、前記非平行の投射線の本数は、少なくとも二本であり、かつ崩壊ごとに使用する放射性核種によりカスケード方式で放出されたガンマ光子の個数以下であり、各シングルガンマ光子イベントのいずれかに基づいて、放射性核種が崩壊を発生する位置にある一本の投射線を決定することができる。
【００２０】
本発明の実施例における結像システムは、直接計算方式で放射性核種が崩壊を発生する位置を取得できるため、画像の再構成アルゴリズムを簡略化し、再構成画像の信号対雑音比（ＳＮＲ）を向上させる。また、投射線を大量に累積して放射性核種の空間分布を再構成する必要がないため、ガンマ光子イベントの合計数への要求を低減し、患者による放射性核種の摂取量を減少し、患者への照射リスクを低減する。
【００２１】
本発明に係る前記結像方法をプログラムして（前記過程は、プログラマーにより通常のプログラム技術で実現できる）コンピュータプラットフォーム４に入力し、ステップに従って実行することにより、前記結像方法の所望の効果を実現することができる。
【００２２】
本発明の実施例は、デバイスがさらに開示されている。前記デバイスは、一つまたは複数のプロセッサ、メモリ、一つまたは複数のプログラムを備え、前記一つまたは複数のプログラムは、前記メモリに記憶され、前記一つまたは複数のプロセッサにより実行される場合に、前記実施例に係る前記結像システムの結像方法を実行する。
【００２３】
本発明の実施例は、不揮発性コンピュータ記憶媒体がさらに開示されている。前記不揮発性コンピュータ記憶媒体には、一つまたは複数のプログラムが記憶され、前記一つまたは複数のプログラムが前記デバイスにより実行される場合に、前記デバイスに本発明の前記実施例に係る結像システムの結像方法を実行させる
【００２４】
また、本発明の実施例に係る量産型多層マイクロ流体チップの製造手段、システム及び不揮発性コンピュータ記憶媒体の他の構成及び作用は、当業者にとって周知な技術であるので、更なる説明を省略する。
【００２５】
本発明の説明において、「一つの実施形態」、「一部の実施形態」、「例示的な実施形態」、「示例」、「具体的な示例」、或いは「一部の示例」などの用語を参考した説明は、該実施形態或いは示例を結合しながら、説明された具体的な特徴、構成、材料或いは特徴が、本発明の少なくとも一つの実施形態或いは示例に含まれることを意味する。本明細書において、上記用語に対する例示的な説明は、必ずしも同じ実施形態或いは示例を示すことではない。又、説明された具体的な特徴、構成、材料或いは特徴は、いずれか一つ或いは複数の実施形態又は示例において適切に結合することができる。
【００２６】
本発明の実施例を示して説明したが、当業者は、本発明の原理及び要旨を逸脱しない範囲内でこれらの実施例に対して各種の変化、修正、切り替え及び変形を行うことができ、本発明の範囲は、特許請求の範囲及びその同等の範囲に限定されることと理解すべきである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の検知器プローブと、時刻一致モジュールと、コンピュータプラットフォームと、時間信号線と、及びエネルギー及び位置信号線を含むマルチガンマ光子一致イベントに基づく結像システムであって、
各検知器プローブは、コリメータ、及びシングルガンマ光子イベントを検知し、時間を計測するように配置されているガンマ光子検知器からなり、
各コリメータは、結像対象内の放射性核種が崩壊を発生して生成されたガンマ光子イベントが、設定された方向のみに沿って放出される場合、前記ガンマ光子検知器により検知されることができるように、前記ガンマ光子検知器の先端に設置され、
前記時間信号線に、前記時刻一致モジュールと、前記ガンマ光子検知器とが接続され、
前記エネルギー及び位置信号線に、前記検知器と、前記コンピュータプラットフォームとが接続され、
前記時刻一致モジュールは、前記時間ウインドウにより前記ガンマ光子検知器に検知された複数のシングルガンマ光子イベントがマルチガンマ光子一致イベントを構成するか否かを判断するとともに、前記判断の結果を前記コンピュータプラットフォームに入力するように配置され、
前記コンピュータプラットフォームは、前記マルチガンマ光子一致イベントの有効性を判断し、ガンマ光子が放出された位置にある非平行の投射線を算出することにより、放射性核種が崩壊を発生する位置を取得するように配置されている、
ことを特徴とする結像システム。
【請求項２】
前記複数の検知器プローブは、少なくとも二つの検知器プローブを備え、二つの検知器プローブを使用する場合に、二つの検知器プローブの検知平面は、互いに垂直するまたは他の非平行の方式で配列され、二つ以上の検知器プローブを使用する場合に、複数の検知器プローブの検知平面は、非平行の方式で配列される、
ことを特徴とする請求項１に記載の結像システム。
【請求項３】
前記放射性核種が崩壊を発生する際に、カスケード方式で短時間に少なくとも二つのガンマ光子を生成することができる、
ことを特徴とする請求項２に記載の結像システム。
【請求項４】
請求項３に記載の結像システムを利用する結像方法であって、
（１）前記結像システムを起動し、結像対象に放射性核種で標識された放射性薬物を注射し、使用する放射性核種に応じて、前記結像システムの収集時間を設定し、時刻一致モジュールの時間ウインドウの幅を設定し、検知器の複数のエネルギーウインドウを設定し、マルチガンマ光子一致イベントの有効性を判断するための長さの閾値を設定するステップと、
（２）コンピュータプラットフォームが、前記収集時間に基づいて結像過程が終了したか否かを判断し、終了した場合に、ステップ（５）を実行し、終了していない場合に、ステップ（３）を実行するステップと、
（３）前記時刻一致モジュールが、前記検知器により出力された複数のシングルガンマ光子イベントが前記時間ウインドウ内にあるか否やかを判断し、検知した場合に、前記複数の検知器により検知された前記複数のシングルガンマ光子イベントは、前記マルチガンマ光子一致イベントを構成することを決定し、且つステップ（４）を実行し、検知していない場合に、ステップ（２）を実行するステップと、
（４）コンピュータプラットフォームは、前記ガンマ光子検知器により出力された前記複数のシングルガンマ光子イベントのエネルギー情報に基づいて、前記マルチガンマ光子一致イベントにおける前記複数のシングルガンマ光子イベントのエネルギーが対応のエネルギーウインドウ内にあるか否かを判断し、対応のエネルギーウインドウ内にない場合に、前記マルチガンマ光子一致イベントを棄却し、対応のエネルギーウインドウ内にある場合に、前記ガンマ光子検知器により出力された前記複数のシングルガンマ光子イベントの位置情報に基づいて、ガンマ光子が崩壊を発生する位置にある非平行の複数の投射線を算出し、非平行の複数の投射線との距離の和が最も短い点の位置を算出し、前記点から任意の一本の投射線までの距離が、いずれも設定された長さの閾値以下であるか否かを判断し、設定された長さの閾値以下である場合に、前記点の位置を、放射性核種が崩壊を発生した位置として記録し、前記距離の長さが設定された長さの閾値よりも大きい場合に、前記マルチガンマ光子一致イベントを棄却し、ステップ（２）を実行する放出ステップと、
（５）前記放射性核種が崩壊を発生する位置に基づいて、前記放射性核種が結像対象体内における分布を取得するステップと、を含み、
ガンマ光子がカスケード方式で放出され、前記非平行の投射線の本数は、少なくとも二本であり、かつ崩壊ごとに放射性核種によりカスケード方式で放出されたガンマ光子の個数以下である、
ことを特徴とする結像方法。
【請求項５】
一つまたは複数のプロセッサと、
メモリと、
一つまたは複数のプログラムとを備え、
前記一つまたは複数のプログラムは、前記メモリに記憶され、前記一つまたは複数のプロセッサにより実行される場合に、請求項４に記載の結像方法を実行する、
ことを特徴とする、デバイス。
【請求項６】
一つまたは複数のプログラムが記憶され、
前記一つまたは複数のプログラムが一つのデバイスにより実行される場合に、前記デバイスに請求項４に記載の結像方法を実行させる、
ことを特徴とする、不揮発性コンピュータ記憶媒体。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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