(57)【要約】  画質および／または感度を最適化するために、コンプトンカメラが適応可能である。散乱検出器および／または捕獲検出器（１２、１３）は、患者から、および／またはお互いの近くおよび／またはさらに遠くに移動することができる。この適応により、幾何学的形状を変更することにより、画質と感度のバランスを保つことができる。
2021533367.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
医療用画像のためのコンプトンカメラであって、
前記コンプトンカメラが、
患者ベッド（６０）；
散乱検出器（１２）；
捕獲検出器（１３）；および
前記散乱検出器（１２）、前記捕獲検出器（１３）、または前記散乱検出器（１２）と前記捕獲検出器（１３）の両方と連結するモータ（１１４）、とを含む、コンプトンカメラであって、
前記モータ（１１４）が、前記散乱検出器（１２）、前記捕獲検出器（１３）、または前記散乱検出器（１２）と前記捕獲検出器（１３）の両方を前記患者ベッド（６０）から近づけるか、またはさらに遠ざけるように構成されているコンプトンカメラ。
【請求項２】
前記散乱検出器（１２）及び前記捕獲検出器（１３）が、第１のモジュールの一部である、請求項１に記載のコンプトンカメラ。
【請求項３】
追加の散乱検出器（１２）および追加の捕獲検出器（１３）を有する第２のモジュール、前記患者ベッド（６０）上の患者からの放出物を受け取るように配置された第１および第２のモジュール（１１）をさらに含む、請求項２に記載のコンプトンカメラ。
【請求項４】
前記散乱検出器（１２）は前記捕獲検出器（１３）から固定距離にあり、
前記モーター（１１４）が前記散乱検出器（１２）と前記捕獲検出器（１３）を一緒に移動させるように構成されている、請求項１に記載のコンプトンカメラ。
【請求項５】
前記散乱検出器（１２）は前記捕獲検出器（１３）に対して移動可能であり、
前記モーター（１１４）が前記捕獲検出器（１３）を移動させることなく、
前記散乱検出器（１２）を移動させるように構成されている、請求項１に記載のコンプトンカメラ。
【請求項６】
前記捕獲検出器（１３）は前記散乱検出器（１２）に対して移動可能であり、
前記モータ（１１４）が前記散乱検出器（１２）を移動させることなく、
前記捕獲検出器（１３）を移動させるように構成されている、請求項１に記載のコンプトンカメラ。
【請求項７】
前記散乱検出器（１２）および前記捕獲検出器（１３）が、前記患者ベッド（６０）に対して独立に移動可能である、請求項１に記載のコンプトンカメラ。
【請求項８】
前記患者ベッド（６０）上の患者を感知するように構成されたセンサ（１１０）をさらに含み、
前記モータ（１１４）が、前記センサ（１１０）の出力に基づいて、前記散乱検出器（１２）の患者からの距離を減少させるために、前記散乱検出器（１２）を移動するように構成されている、請求項１に記載のコンプトンカメラ。
【請求項９】
性能指数バランス感度及び画質に基づいて、前記散乱検出器（１２）と前記捕獲検出器（１３）との間の距離を設定するように、前記モータ（１１４）を制御するように構成された制御プロセッサ（１１２）をさらに含む、請求項１に記載のコンプトンカメラ。
【請求項１０】
前記制御プロセッサ（１１２）は、前記モータ（１１４）を制御して前記散乱検出器（１２）を移動させて、患者からの前記散乱検出器（１２）の距離を減少させ、および
前記モータ（１１４）を制御して、性能指数に基づいて前記捕獲検出器（１３）を前記散乱検出器（１２）からの距離に移動させるように構成されている、請求項９に記載のコンプトンカメラ。
【請求項１１】
前記第１及び第２のモジュール（１１）が、前記患者ベッド（６０）の周りにリング又は部分リングの一部を形成する、請求項３に記載のコンプトンカメラ。
【請求項１２】
前記散乱検出器（１２）および前記捕獲検出器（１３）において対になった事象から形成されたコンプトン事象からコンプトン画像を生成するように構成された画像プロセッサ（１９）をさらに含み、ならびに
前記コンプトン画像を表示するように構成されたディスプレイをさらに含む、請求項１に記載のコンプトンカメラ。
【請求項１３】
角度閾値に基づいてコンプトン事象を棄却し、棄却されなかったコンプトン事象からコンプトン画像を生成するように構成された画像プロセッサ（１９）をさらに含む、請求項１に記載のコンプトンカメラ。
【請求項１４】
散乱検出器（１２）および捕獲検出器（１３）を有する各々の固体検出器モジュール（１１）、ならびに
前記散乱検出器（１２）、前記捕獲検出器（１３）、または前記散乱検出器（１２）および前記捕獲検出器（１３）の両方の位置を、患者空間のアイソセンタに対して変更するように構成された制御プロセッサ（１１２）を含む、医療用画像システム。
【請求項１５】
前記患者空間内の患者を感知するように構成された位置センサ（１１０）をさらに含み、
前記制御プロセッサ（１１２）が、前記センサ（１１０）からの患者の感知位置に基づいて、前記散乱検出器（１２）の位置を変更するように構成されている、請求項１４に記載の医療用画像システム。
【請求項１６】
前記制御プロセッサ（１１２）は、前記散乱検出器（１２）の位置を変更し、および
前記散乱検出器（１２）と前記捕獲検出器（１３）との間の距離が変更されるように、前記捕獲検出器（１３）の位置を変更するように構成されている、請求項１４に記載の医療用画像システム。
【請求項１７】
前記制御プロセッサ（１１２）が、感度と画質との間の相対的な選択に基づいて位置を変更するように構成されている、請求項１４に記載の医療用画像システム。
【請求項１８】
コンプトンカメラを有する医療用画像のための方法であって、
前記方法が、
コンプトンカメラの検出器であるモーター（１１４）により移動させること（１８４）、
検出器によって、患者からの放出物を移動させて検出すること（１８６）、
検出された放出物からコンプトン画像を生成すること（１８８）
を含む、医療用画像のための方法。
【請求項１９】
患者を検知すること（１８２）をさらに含み、
移動（１８４）が、患者の検知の出力に基づく移動（１８４）を含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
検出器を移動させること（１８４）が、散乱検出器（１２）、捕獲検出器（１３）、または前記散乱検出器（１２）と前記捕獲検出器（１３）の両方を移動させること（１８４）を含む、請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本実施形態は、コンプトン効果を用いた医療用画像に関するものである。コンプトン効果は、単一光子放出コンピュータ断層撮影（ＳＰＥＣＴ）に用いられるよりも高いエネルギーを撮像することを可能にする。コンプトン画像システムは、散乱層を組み立て、次いで大きなフレームワークに装着された捕獲層を組み立てるなど、テストプラットフォームとして構築される。エレクトロニクスは、ファントムの放射からコンプトンベースの事象を検出するために接続されている。
【背景技術】
【０００２】
コンプトン画像システムは、いかなる商業的臨床設定においても、実用的使用のための設計および制約要件に対処することに失敗している。現状の提案では、臨床で画像プラットフォームに統合する能力が欠けているか、または商業的ニーズおよび診断ニーズに対処するための設計および制約要件（すなわち、柔軟性および拡大性）が欠けている。
【０００３】
コンプトンカメラは感度（＄）が低く、画質（ＩＱ）が悪い場合がある。散乱層における散乱光子の絶対数は、幾何学的形状（例えば、線源−散乱立体角Ω＜＜４π）、光電効果に有利な材料（例えば、光電効果に有利な検出材料における低散乱分率）、および検出器の製造制限（例えば、Ｓｉ検出器に対して最大〜１ｍｍ、およびＣＺＴ検出器に対して２ｍｍ〜１０ｍｍのように、散乱層および捕獲層の両方に対して製造され得る実用的な検出器の厚さは、有界である）のために、低い。捕獲層における捕捉散乱光子の数は、幾何学的形状（例えば、散乱捕獲立体角Ω＜＜４π）のために低い。ドップラー幅はコンプトンカメラの画質を劣化させる。コンプトン角の不確定性に対するドップラー幅の寄与は、入射光子エネルギーＥ０、散乱角θ、ターゲット原子に束縛された移動電子のエネルギーに依存する。検出器のエネルギー分解能が制限されると、コンプトン角の不確定性が追加される。散乱層と捕獲層の両方で検出器位置分解能が制限されると、追加のコンプトン円錐環オフセットが生じる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
序論として、以下に記載される好ましい実施形態は、医療用画像化のための方法およびシステムを含む。画質および／または感度を最適化するために、コンプトンカメラは適応可能である。散乱検出器および／または捕獲検出器は、患者および／またはお互いの近くおよび／または遠くに移動することができる。この適応により、幾何学的形状を変更することにより、画質と感度のバランスを保つことができる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の態様では、医療用画像のためにコンプトンカメラが提供される。モータは、散乱検出器、捕獲検出器、または散乱検出器と捕獲検出器の両方に接続する。モータは、散乱検出器、捕獲検出器、または散乱検出器と捕獲検出器の両方を、患者ベッドからより近くまたはより遠くに移動するように構成されている。
【０００６】
第２の態様では、医療用画像システムが提供される。各々が散乱検出器および捕獲器検出器を有する固体検出器モジュール。制御プロセッサは、患者空間のアイソセンタに対する散乱検出器、捕獲検出器、又は散乱検出器と捕獲検出器の両方の位置を変更するように構成される。
【０００７】
第３の態様では、コンプトンカメラによる医療用画像撮影のための方法が提供される。モータがコンプトンカメラの検出器を動かす。移動した検出器は、患者からの放出物を検出する。検出された放出物からコンプトン画像が生成される。
【０００８】
本発明は、次の特許請求の範囲によって定義され、この欄の何れも、それらの特許請求の範囲を限定するものとして見なされるべきではない。本発明のそれ以上の観点および利点については、好ましい実施形態と関連して以下において説明し、これらを独立して又は組合せ状態でクレーム請求する場合がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
構成要素および図面は、必ずしも縮尺通りにはなっておらず、それどころか、本発明の原理を説明する際に誇張がなされている。さらに、図面に関し、同一の参照符号は、互いに異なる図全体にわたり対応の部分を示している。
【００１０】
【図１】一実施形態によるコンプトンカメラの複数モジュールの透視図である。
【図２】一例の散乱検出器を示す。
【図３】一例の捕獲検出器を示す。
【図４Ａ】コンプトンカメラの一実施形態の側面図である。
【図４Ｂ】図４Ａのコンプトンカメラの端面図である。
【図４Ｃ】図４Ｂのコンプトンカメラの一部の詳細図である。
【図５】医療用画像システムにおけるコンプトンカメラの一実施形態の透視図である。
【図６】医療用画像システムにおけるフルリングコンプトンカメラの一実施形態の透視図である。
【図７】医療用画像システムにおける部分リングコンプトンカメラの一実施形態の透視図である。
【図８】医療用画像システムにおける軸方向延長部に部分リングを備えたフルリングコンプトンカメラの一実施形態の透視図である。
【図９】医療画像システムにおける単一モジュールベースのコンプトンカメラの一実施形態の透視図である。
【図１０】コンプトンカメラを形成する方法の実施例のフローチャート図である。
【図１１】医療用画像のための適応コンプトンカメラの一実施形態の断面図である。
【図１２】適応コンプトンカメラのトラックの一実施形態の断面図である。
【図１３】コンプトンカメラのモジュールを、患者ベッドおよび患者空間に対して異なる位置に示す。
【図１４】コンプトンカメラのモジュールを、患者ベッドおよび患者空間に対して異なる位置に示す。
【図１５】独立に移動可能な配置での散乱検出器および捕獲検出器を示す。
【図１６Ａ】ガイドプレーンと接続されたコンプトンカメラのモジュールを示す図である。
【図１６Ｂ】ガイドプレーンと接続されたコンプトンカメラのモジュールを示す図である。
【図１７Ａ】コンプトン撮像のための散乱角度による全幅、半値幅（ＦＷＨＭ）の例示的なグラフを示す。
【図１７Ｂ】例示的な散乱角度を示す。
【図１８】コンプトン撮像のための方法の例示的な実施形態のフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１〜１０は、マルチモダリティ対応コンプトンカメラを示している。様々な他の画像モダリティと共に使用するために、又は独立型コンプトンベースの医療用画像装置としてコンプトンカメラを形成するために、モジュラ設計が使用される。図１１〜１８は、適応コンプトンカメラを示している。図１〜１０または別のコンプトンカメラのモジュール設計（例えば、モジュール式ではない）を使用して、画像の質、感度、および／または改善された診断のための他の特性を制御するために、１つまたは両方の散乱層および検出器層が、患者に対して移動可能である。適応コンプトンカメラの実施形態の要約の後、図１〜図９のコンプトンカメラについて説明する。図１〜図９のコンプトンカメラの特徴及び構成要素の多くは、図１１〜図１８で後述する適応コンプトンカメラの実施形態で使用することができる。
【００１２】
適応コンプトンカメラの場合には、散乱層及び／又は捕獲層は、撮像物体に向かって及びそれから離れるように移動可能である。散乱層は、撮像物体に可能な限り近い位置に配置することができ、一方、画質のための捕獲層は、散乱層から可能な限り離れた位置に配置することができる。どちらの考慮事項も、「適応型」コンプトンカメラ内で一緒に使用することができる。撮像物体境界を検知することにより、コンプトンカメラの構成を変化させた。例えば、各散乱層の撮像物体への距離、および各捕獲層の対応する各散乱層への距離を変化させて、与えられた利点図形（ＦＯＭ）を最大化する。ＦＯＭは、ユーザによって定義される感度（＄）、画質（ＩＱ）、および／または他のパラメータであり得る。感度（＄）は、散乱層を撮像物体に近づけることによって改善されてもよいし、一方、画質（ＩＱ）は、撮像物体から捕獲層を遠ざけることによって改善されてもよい。捕獲層を散乱層に近づけると、感度が向上する可能性があるため、動きは診断目的で所望のＦＯＭに基づいている。デジタルコリメータは、ある不確実性に対処するために、コンプトン角度が閾値を上回るコンプトン散乱事象をフィルターアウトするために使用されることがある。
【００１３】
図１〜９を参照すると、医療用画像システムは、セグメント化された検出モジュールを有するマルチモダリティ互換性コンプトンカメラを含む。コンプトンカメラリングなどのコンプトンカメラは、検出ユニットを収容するモジュールにセグメント化されている。各モジュールは独立しており、リング状または部分リング状に組み立てると、モジュールは互いに連絡し合うことがある。モジュールは独立しているが、コンプトン散乱ベースの画像を生成するマルチモジュールユニットに組み立てることができる。円筒対称モジュール又は球面シェルセグメントモジュールを使用することができる。
【００１４】
散乱−捕獲が対の、モジュラ構成は、効率的な製造を可能にし、現場でサービス可能であり、コスト及びエネルギー効率が良い。モジュールは、各半径方向検出ユニット、１モジュールの角スパン、および／または軸スパンについて、設計自由度を変更することを可能にする。散乱捕獲対モジュールは、マルチモダリティ適合性であり、そして／または臨床放出画像のためのモジュールリングコンプトンカメラを形成する。このデザインは柔軟性を可能にするため、既存のコンピュータ断層撮影（ＣＴ）、磁気共鳴（ＭＲ）、陽電子放出断層撮影（ＰＥＴ）または他の医療用画像プラットフォームに、軸方向に分離したシステムとして、または完全に統合されたシステムとしてコンプトンカメラを追加することができる。各モジュールは、放熱、データ収集、較正、及び／又は、サービスと同様に効率的な組立を可能にすることができる。
【００１５】
各散乱捕獲対モジュールは、商業的に好適な固体検出器モジュール（例えば、Ｓｉ、ＣＺＴ、ＣｄＴｅ、ＨＰＧｅまたは同様のもの）から形成され、１００〜３０００ｋｅＶのエネルギー範囲を可能にする。コンプトン画像は、より広範囲の同位体エネルギー（＞２ＭｅＶ）を備えることができ、散乱・捕獲検出器の選択を通じて新しいトレーサ／マーカを可能にする。モジュール化により、個々のモジュールの削除または交換が可能となり、時間と費用効率の高いサービスが可能となる。モジュールは、独立して動作され、絶縁されてもよく、またはクロストークのためにリンクされてもよく、１つのモジュールの散乱検出器および別のモジュールの捕獲検出器を使用してコンプトン事象を検出する際の画質の向上およびより高い効率を可能にする。
【００１６】
モジュール性は、個々の要件に最適化された柔軟な設計幾何学を可能にする。例えば、ＣＴシステムとの統合のための部分リング（例えば、Ｘ線源と検出器との間で接続される）、単一光子放射型コンピュータ断層撮影ガンマカメラ又は他の空間限定画像システムとの統合のために使用される少数のモジュール（例えば、タイリング）、又はフルリングを使用する。コンプトンで検出された事象に基づく機能的画像診断は、他の画像診断システム（例えば、ＣＴ、ＭＲ、またはＰＥＴ）に追加されることがある。コンプトンカメラの軸方向のカバレッジをより大きくするために、複数のフルリングまたは部分リングを互いに隣接して配置することができる。専用または独立型コンプトンベースの画像システムが形成されてもよい。１つの実施形態では、モジュールは、低エネルギー用コリメータ（例えば、＜３００ｋｅＶ）を含み、マルチチャネルおよび多重画像化（例えば、コンプトン事象用の散乱・捕獲検出機を使用した高エネルギーおよびＳＰＥＣＴまたはＰＥＴ画像用の検出器の一つを使用した低エネルギー）を提供する。モジュールは、静止していてもまたは高速回転（０．１ｒｐｍ<<ω<<２４０ｒｐｍ）であってもよい。次元、設置、サービス、および／またはコストの制約は、対となった散乱・捕獲モジュールによって対処される。
【００１７】
図１は、コンプトンカメラのためのモジュール１１の一実施形態を示す。４つのモジュール１１が示されているが、追加のモジュールまたはそれ以下のモジュールを使用してもよい。コンプトンカメラは、コンプトンカメラの望ましいデザインに応じて、１つ以上のモジュールから形成される。
【００１８】
コンプトンカメラは医療用画像用である。モジュールに対する患者のための空間が、モジュールが患者から放出される光子を検出するために配置されるように提供される。患者内の放射性医薬品には放射性同位元素が含まれる。放射性同位元素からの崩壊により患者から光子が放出される。放射性同位元素からのエネルギーは、検出器の材料と構造に応じて、１００〜３０００ｋｅＶでもよい。様々な放射性同位元素のいずれも、患者を画像化するために使用することができる。
【００１９】
モジュール１１の各々は、同一または多数の同一構成要素を含む。散乱検出器１２、捕獲検出器１３、回路基板１４、およびバッフル１５が、同じハウジング２１内に設けられている。追加の、異なる、またはより少ない構成要素が提供されてもよい。例えば、散乱検出器１２および捕獲検出器１３は、他の構成要素を伴わないでハウジング２１内に設けられている。別の例として、ファイバー光学データライン１６は、モジュール１１の全てまたはサブセットに提供される。
【００２０】
モジュール１１は、一緒に積み重ねられるように形作られている。モジュール１１は、一致するくぼみと伸展、ラッチ、舌状溝、またはクリップを有するなど、互いに接合する。他の実施形態において、平らまたは他の表面は、互いにまたは分割器に対して静止するために提供される。モジュール１１を任意の隣接するモジュール１１に取り付けるためのラッチ、クリップ、ボルト、舌状溝または他の取り付け機構が設けられる。他の実施形態では、モジュール１１は、任意の隣接モジュール１１への直接接続の有無にかかわらず、ガントリまたは他のフレームワークに取り付ける。
【００２１】
他のモジュール１１またはガントリへの接続または複数の接続は、解放可能であり得る。モジュール１１は接続されており、外れることがある。接続は解除可能であってもよく、これにより、すべてのモジュール１１を取り外すことなく、１つのモジュール１１またはモジュール１１の群を取り外すことができる。
【００２２】
複数のモジュール１１からコンプトンカメラを形成するために、モジュール１１のハウジング２１および／または外形はくさび形である。モジュール１１は、軸の周りに積み重ねられて、くさび形状によるリングまたは部分リングを形成することができる。軸に近い部分は、軸からさらに離れた部分の幅サイズよりも、軸に垂直な寸法に沿って狭い幅サイズを有する。図１のモジュール１１において、ハウジング２１は、軸から最も離れた部分を有する。他の実施形態では、最も広い部分は軸により近いが、軸に最も近い最も狭い部分から離れて配置されている。くさび形状では、散乱検出器１２は、捕獲検出器１３よりもくさび形状の狭い部分に近い。軸に垂直な平面に沿った断面におけるこのくさび形状は、軸の周りのリングの少なくとも一部を形成するように隣接する、および／または接続された当接位置におけるモジュール１１の積み重ねを可能にする。
【００２３】
くさびのテーパは、Ｎ個のモジュール１１を提供して、軸の周りに完全なリングを形成する。Ｎ＝１０−３０モジュールなど、任意の数Ｎを使用してもよい。数Ｎは、異なる数Ｎに対して異なるハウジング２１を使用するような構成可能であってもよい。所与のコンプトンカメラに使用されるモジュール１１の数は、コンプトンカメラの設計（例えば、部分的なリング）に応じて変化し得る。くさび形状は、軸に平行な断面においてくさび形状を有するなど、他の寸法に沿って設けられてもよい。
【００２４】
積み重なったモジュール１１は、医療用画像システムのガントリと接続されているように、円筒状に対称である。くさび状の断面の最も狭い端は医療画像システムの患者空間に最も近く、くさび状の断面の最も広い端は患者空間から最も遠いことがある。別の実施形態では、積み重なってリング状または一般的に湾曲した形状の積み重ねを可能にするくさび状以外の他の形状が提供されてもよい。
【００２５】
ハウジング２１は、金属、プラスチック、ファイバーガラス、炭素（例えば、炭素繊維）、および／またはその他の材料である。１つの実施形態において、ハウジング２１の異なる部分は異なる材料である。例えば、回路基板１４の周囲のハウジングには錫が使用される。アルミニウムは、散乱検出器１２および／または捕獲器検出器１３を保持するために使用される。別の例では、ハウジング１２は、アルミニウムなどの同じ物質である。
【００２６】
ハウジング２１は、くさび形状を有する端板、回路基板１４を収容する地面のシート、散乱検出器１２および捕獲検出器１３を保持する壁用の複数の構造などの異なる構造から形成されてよく、ここで、コンプトン事象から所望のエネルギーの光子が通過する可能性のある物質（例えば、アルミニウムまたは炭素繊維）から複数の構造が形成される。代替の実施形態では、モジュール１１の散乱検出器１２から別のモジュール１１の捕獲検出器１３に通過する光子の干渉を回避して、散乱検出器１２および／または捕獲検出器１３が配置される領域について、端板間のモジュール１１に壁が設けられていない。検出器１２、１３を保持するためおよび／またはその両方によりハウジング２１は、アルミニウムまたは炭素繊維などの低減衰材料でできている。
【００２７】
ハウジング２１は、モジュールをシールするか、又は開口部を含むことができる。例えば、空気の流れのための開口部は、回路基板１４におけるくさび形状の最も広い部分の頂部などに設けられる。ハウジング２１は、穴、溝、舌状部、ラッチ、クリップ、スタンドオフ、バンパー、または取り付け、嵌合、および／または積み重ねのための他の構造を含んでもよい。
【００２８】
固体検出器モジュール１１の各々は、コンプトンセンサの散乱検出器１２および捕獲検出器１３の両方を含む。各モジュールを積み重ねることにより、コンプトンセンサのサイズが大きくなる。所与のモジュール１１自体は、散乱検出器１２と捕獲検出器１３の両方がモジュールに含まれるので、コンプトンセンサであってもよい。
【００２９】
モジュール１１は、別々に取り外され、および／またはコンプトンセンサに追加され得る。所与のモジュール１１について、散乱検出器１２及び／又は捕獲検出器１３は、モジュール１１から取り外し可能であってもよい。例えば、モジュール１１はサービスのために取り外される。故障した検出器１２、１３の一方または両方は、置換えのためにモジュール１１から取り外される。一旦交換されると、修理されたモジュール１１は、医療用画像システムに戻される。ボルト、クリップ、ラッチ、舌状溝、又は他の放出可能な接続部は、検出器１２、１３またはハウジング２１の一部を、検出器１２、１３の残りのモジュール１１に接続することができる。
【００３０】
散乱検出器１２は、固体検出器である。Ｓｉ、ＣＺＴ、ＣｄＴｅ、ＨＰＧｅ、および／または他の材料などの任意の材料を使用してもよい。散乱検出器１２は、任意の厚さ、例えば、ＣＺＴに対して約４ｍｍのウエハ製造で作成される。約５×５ｃｍのような任意のサイズを用いてもよい。図２は、散乱検出器１２のための正方形の形状を示す。長方形などの、四角形以外の形状を用いることもある。図１のモジュール１１については、散乱検出器１２は、２つのくさび形の端板の間に延在する長方形であってもよい。
【００３１】
モジュール１１において、散乱検出器１２は任意の範囲を有する。例えば、散乱検出器１２は、１つのくさび形の端壁から他のくさび形の端壁に延びる。モジュール１１内のマウンティング間に延長するか、または１つもしくは両方の末端壁を越えて軸方向に伸長するように、より小さな、またはより大きな範囲が提供され得る。一実施形態では、散乱検出器１２は、別端壁に延長されることなく、一端壁において、一端壁上に、または一端壁に存在する。
【００３２】
散乱検出器１２は、センサのアレイを形成する。例えば、図２の５×５ｃｍ散乱検出器１２は、約２．２ｍｍの画素ピッチを有する２１×２１画素アレイである。他の多数の画素、画素ピッチ、および／またはアレイのサイズを使用してもよい。
【００３３】
散乱検出器１２は、処理のためにフォーマットされた半導体を含む。例えば、散乱検出器１２は、散乱検出器１２内の電子との光子相互作用を感知するための特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を含む。ＡＳＩＣは、散乱検出器１２の画素とコロケーションされる。ＡＳＩＣの厚さは様々である。複数のＡＳＩＣ、例えば、散乱検出器１２の３×３グリッド内に９個のＡＳＩＣＳを設けることができる。
【００３４】
散布検出器１２は、例えば＞１００ｋｃｐｓ／ｍｍのような任意の計数率で動作することができる。相互作用による画素によって電気が発生する。この電気は、特定用途向け集積回路によって感知される。位置、時間、および／またはエネルギーが感知される。感知された信号は、増幅されるように条件付けされてもよく、回路基板１４の１つ以上に送られる。フレキシブル回路、ワイヤ、または他の通信経路は、ＡＳＩＣからの信号を回路基板１４に運ぶ。
【００３５】
コンプトンセンシングはコリメーションなしで動作する。代わりに、捕獲検出器１３での光子相互作用に対する散乱検出器１２での光子相互作用のエネルギー、位置、および角度の間の固定された関係が、散乱検出器１２に入射する光子の角度を決定するために使用される。散乱検出器１２および捕獲検出器１３を用いてコンプトン処理が適用される。
【００３６】
捕獲検出器１３は固体検出器である。Ｓｉ、ＣＺＴ、ＣｄＴｅ、ＨＰＧｅ、および／または他の材料などの任意の材料を使用してもよい。捕獲検出器１３は、任意の厚さ、例えば、ＣＺＴに対して約１０ｍｍのウエハ製造で作成される。約５×５ｃｍのような任意のサイズを用いてもよい。サイズは、くさび形状と散乱検出器１２と捕獲検出器１３の離間した位置のために、散乱検出器１２よりも少なくとも１つの寸法に沿って大きくすることができる。図３は、捕獲検出器１３のための長方形形状を示すが、他の形状を使用してもよい。図１のモジュール１１について、捕獲検出器１３は、長さが同じであり、幅が散乱検出器１２よりも大きい２つの端板の間に伸びる長方形であってもよい。
【００３７】
捕獲検出器１２は、センサのアレイを形成する。例えば、図３の５×６ｃｍ捕獲検出器１３は、約３．４ｍｍの画素ピッチを有する１４×１８画素アレイである。画素サイズは、散乱検出器１２の画素サイズよりも大きい。画素数は、散乱検出器１２の画素数よりも少ない。他の画素数、画素ピッチ、および／またはアレイのサイズを使用してもよい。他の相対的画素サイズおよび／または画素数を使用することがある。
【００３８】
モジュール１１では、捕獲検出器１３は任意の範囲を有する。例えば、捕獲検出器１３は、一方のくさび状端壁から他方のくさび状端壁まで延びている。モジュール１１内のマウンティング間に延長するか、または１つもしくは両方の端壁を越えて軸方向に伸長するように、より小さな、またはより大きな範囲が提供され得る。１つの実施形態において、捕獲検出器１３は、別の端壁に伸長することなく、一端壁において、一端壁上に、または一端壁に存在する。
【００３９】
捕獲検出器１３は、処理のためにフォーマットされた半導体を含む。例えば、捕獲検出器１３は、捕獲検出器１３内の電子との光子相互作用を感知するためのＡＳＩＣを含む。ＡＳＩＣは、捕獲検出器１３の画素とコロケーションされる。ＡＳＩＣの厚さは様々である。捕獲検出器１３の２×３グリッド中の６個のＡＳＩＣＳのような、複数のＡＳＩＣＳを提供することができる。
【００４０】
捕獲検出機１３は、例えば＞１００ｋｃｐｓ／ｍｍのような任意の計数率で動作することができる。相互作用による画素によって電気が発生する。この電気はＡＳＩＣによって感知される。位置、時間、および／またはエネルギーが感知される。感知された信号は、増幅されるように条件付けされてもよく、回路基板１４の１つ以上に送られる。フレキシブル回路、ワイヤ、または他の通信経路は、ＡＳＩＣからの信号を回路基板１４に運ぶ。
【００４１】
捕獲検出器１３は、散乱検出器１２から、軸または正常から、平行散乱検出器１２および捕獲検出器１３までの放射状線に沿った任意の距離だけ間隔されている。１つの実施形態において、分離は約２０ｃｍであるが、より大きいまたはより小さい分離を提供してもよい。捕獲検出器１３と散乱検出器１２との間の空間は、所望のエネルギーで光子のための減衰が低い空気、他のガス、および／または他の材料で満たされる。
【００４２】
回路基板１４はプリント回路基板であるが、フレキシブル回路又は他の材料を使用してもよい。各モジュールのための任意の数の回路基板１４を使用することができる。例えば、散乱検出器１２には１つの回路基板１４が設けられ、捕獲検出器１３には別の回路基板１４が設けられる。
【００４３】
回路基板１４はハウジング２１内にあるが、ハウジング２１を越えて延在してもよい。ハウジング２１は接地されてもよく、回路基板１４の接地面として作用する。回路基板１４は、互いに平行に設置されているか、またはくさびの形状に応じて離れて広がるなど非平行である。回路基板は、捕獲検出器１３に略直交して配置される。一般的には、くさび形によるあらゆる広がりを考慮するために用いられる。ブラケット、ボルト、スクリュー、および／または相互からのスタンドオフ、および／またはハウジング２１は、回路基板１４を適所に保持するために使用される。
【００４４】
回路基板１４は、フレキシブル回路又はワイヤを通して散乱検出器１２および捕獲検出器１３のＡＳＩＣＳに接続する。ＡＳＩＣ は検出した信号を出力する。回路基板１４は捕捉電子機器であり、これは検出された信号を処理してコンプトンプロセッサ１９にパラメータを供給する。検出された信号の任意のパラメタリゼーションを使用することができる。一実施形態では、エネルギー、到着時間、および３次元における位置が出力される。他の収集処理が提供され得る。
【００４５】
回路基板１４は、例えば、モジュール１１内のガルバニック接続を通して、データブリッジ１７へ、および／またはファイバー光学データリンク１６へ、互いに出力する。ファイバデータリンク１６は、電気信号を光信号に変換するための光ファイバインタフェースである。ファイバー光ケーブルまたは複数のケーブルは、散乱検出器１２、および捕獲検出器１３によって検出された事象の収集パラメータを、コンプトンプロセッサ１９に提供する。
【００４６】
データブリッジ１７は、モジュール１１間の通信を可能にするための電気接続用の回路基板、ワイヤ、フレキシブル回路、および／または他の材料である。ハウジング又は保護プレートがデータブリッジ１７を覆うことができる。データブリッジ１７は、１つ以上のモジュール１１に解放可能に接続する。例えば、データブリッジ１７の栓または接合した接続部は、ハウジング２１および／または回路基板１４上の対応する栓または接合した接続部と接合する。ラッチ、クリップ、舌状溝、ネジ、および／またはボルト接続を使用して、データブリッジ１７をモジュール１１との所定位置に取り外し可能に保持することができる。
【００４７】
データブリッジ１７はモジュール間の通信を可能にする。例えば、ファイバデータリンク１６は、１つのモジュール１１に提供され、他のモジュール１１には提供されない。モジュール１１ごとのファイバデータリンク１６のコストは回避される。代わりに、他のモジュール１１によって出力されるパラメータは、データブリッジ１７を介して、ファイバデータリンク１６を有するモジュール１１に提供される。そのファイバデータリンク１６を有するモジュール１１の回路基板または複数の回路基板１４は、ファイバデータリンク１６を用いて、パラメータ出力をファイバデータリンク１６に結び、複数のモジュール１１から検出された事象を報告する。代替の実施形態では、各モジュール１１はファイバデータリンク１６を含むため、データブリッジ１７は提供されないか、他の情報を伝達する。
【００４８】
データブリッジ１７は、モジュール１１間に他の信号を接続することができる。例えば、データブリッジ１７は、発電用のコンダクターを含む。あるいは、別のブリッジがモジュール１１にパワーを提供するか、またはモジュール１１に個別にパワーを提供する。別の例として、クロック信号および／または同期信号は、データブリッジ１７を用いてモジュール１１間で通信される。
【００４９】
図１の実施形態において、別々のクロックおよび／または同期ブリッジ１８が提供される。クロックおよび／または同期ブリッジ１８は、モジュール１１間のクロックおよび／または同期信号の通信を可能にするための、回路基板、ワイヤ、フレキシブル回路、および／または電気接続用の他の材料である。ハウジング又は保護プレートは、クロックおよび／または同期ブリッジ１８を覆うことができる。クロックおよび／または同期ブリッジ１８は、１つ以上のモジュール１１に放出可能に接続する。例えば、クロックおよび／または同期ブリッジ１８の栓または接合した接続部は、ハウジング２１および／または回路基板１４上の対応する栓または接合した接続部と接合する。ラッチ、クリップ、舌状溝、スクリュー、および／またはボルト接続を使用して、クロックおよび／または同期ブリッジ１８をモジュール１１とともに所定の位置に放出可能に保持することができる。
【００５０】
クロックおよび／または同期ブリッジ１８は、データブリッジ１７と同じまたは複数のモジュール１１の群と接続することができる。図１に図示の実施形態では、データブリッジ１７は、モジュール１１の対の間に接続し、クロックおよび／または同期ブリッジ１８は、４つのモジュール１１の群にわたって接続する。
【００５１】
クロックおよび／または同期ブリッジ１８は、モジュール１１のクロックを同期させるための共通のクロック信号および／または同期信号を提供する。各モジュール１１の回路基板１４によって形成されるパラメータの１つは、事象の検出時である。コンプトンの検出は、散乱事象と捕獲事象の対に依存している。タイミングを用いて、複数の検出器１２、１３から事象を対にする。共通のクロックおよび／または同期は、複数のモジュール１１において事象の対が検出されるところで、正確な対合を可能にする。別の実施形態では、同じモジュール１１の中で検出される散乱事象および捕獲事象のみが使用されるので、クロックおよび／または同期ブリッジ１８は提供されないことがある。
【００５２】
複数のモジュール１１間の他のリンクまたはブリッジが提供され得る。ブリッジ１７、１８は着脱可能であるため、個々のモジュール１１は、ガントリ内に残存するモジュール１１を残しながら、サービスのために除去され得る。
【００５３】
各モジュール１１は空冷される。モジュール１１を通る強制空気のために孔（すなわち、入口孔および出口孔）を設けてもよい。モジュール１１内の空気を誘導するために、１つ以上のバッフル１５が用意されてもよい。水、伝音移送、および／または他の冷却が、代替的に、または追加的に提供され得る。
【００５４】
１つの実施形態において、くさび形状モジュール１１またはハウジング２１の上部は開いている（すなわち、患者領域から最も遠い側のカバーがない）。１つ以上のバッフル１５が、１つ以上の回路基板１４および／またはハウジング２１の中心部に沿って提供される。ファンおよび熱交換器２０は、捕獲検出器１３から離間した位置（例えば、モジュール１１の上部）でモジュール１１の１つの半分に沿うように、冷却されたまたは周囲温度の空気を各モジュール１１に力流入させる。バフル１５および／または回路基板１４は、散乱検出器１２と捕獲検出器１３との間の気腔に少なくとも一部の空気を導く。次いで、空気は、モジュール１１の別の部分（例えば、別の半分）上のバッフル１５および／または回路基板１４を通り、熱交換器２０に出る。空気の他の経路が用意されてもよい。
【００５５】
熱交換器およびファン２０は、個々のモジュール１１ごとに用意されているので、モジュール１１内に全体または部分的に存在してもよい。他の実施形態では、ダクト、バッフル、または他の構造体が空気を複数のモジュール１１に送る。例えば、４つのモジュール１１の群は、モジュール１１の群を冷却するためにガントリまたは他のフレームワークに設置される、共通の熱交換器およびファン２０を共有する。
【００５６】
コンプトンセンサを形成するために、１つ以上のモジュール１１が使用される。例えば、患者からの光子放出を検出するために、２つ以上のモジュール１１が、患者ベッドまたは画像空間に対して配置される。より多くの数のモジュール１１の配列は、より多くの放出の検出を可能にし得る。くさび形状を使用することによって、モジュール１１は、患者空間の周りにアークを形成するために、互いに反対、隣接、および／または接続されて配置され得る。弧はどの程度でもよい。モジュール１１は、互いに直接接触するか、またはスペーサまたはガントリを介して、モジュール１１間の小さな分離（例えば、１０ｃｍ以下）で接触する。
【００５７】
一実施形態では、４つのモジュール１１が一緒に配置され、クロックおよび／または同期ブリッジ１８、１つ以上のデータブリッジ１７、および熱交換器とファン２０を共有する。モジュール１１の群に対して、１つ、２つ、または４つのファイバデータリンク１６が提供される。モジュール１１のこのような複数の群は、同一の患者空間に対して互いに離れて配置されてもよいし、互いに隣接して配置されてもよい。
【００５８】
モジュール式アプローチのために、任意の数のモジュール１１が使用され得る。製造は、モジュール１１の他のものに使用されるよりも、異なる配置で任意のモジュール１１を使用するにもかかわらず、同じ構成要素の複数を構築することにより、より効率的かつコストがかかる。
【００５９】
モジュール１１またはモジュール１１の群のファイバデータリンク１６は、コンプトンプロセッサ１９に接続される。コンプトンプロセッサ１９は、複数の事象のパラメータの値を受信する。エネルギーとタイミングパラメータを用いて、散乱事象と捕獲事象を対にした。各対に対して、一対の事象の空間的位置及びエネルギーは、散乱検出器１２上の光子の入射角を見出すために使用される。事象対は、一実施形態における同一モジュール１１における事象に限定される。別の実施形態では、同一または複数のモジュール１１からの捕獲事象を、与えられたモジュール１１からの散乱事象と対にすることができる。部分リング４０の異なる部分からの対合事象のためのように、複数のコンプトンプロセッサ１９が使用されてもよい。
【００６０】
一旦、一対の事象が連結されると、コンプトンプロセッサ１９または他のプロセッサは、検出された放出物の２次元または３次元における分布を再構成するためにコンピュータ断層撮影を行うことができる。再構成では、各事象の発生角度または発生ラインを使用する。放出の再構成分布を用いてコンプトン画像を生成した。
【００６１】
ディスプレイ２２は、ＣＲＴ、ＬＣＤ、プロジェクタ、プリンタ、または他のディスプレイである。ディスプレイ２２は、コンプトン画像を表示するように構成されている。画像または複数の画像は、表示面緩衝液に保存され、表示部２２に読み出される。画像は、ＳＰＥＣＴ画像と重ね合わせたまたは隣接するコンプトン画像を表示するなど、別々に表示されることもあれば、統合されることもある。
【００６２】
図４Ａ〜６は、モジュール１１の一例の配置を示している。モジュール１１は、患者空間を囲むリング４０を形成する。図４Ａは、軸方向に積み重ねられた４つのそのようなリング４０を示す。図４Ｂは、リング４０内のモジュール１１の散乱検出器１２および対応する捕獲検出器１３を示す。図４Ｃは、リング４０の一部の詳細を示している。３つのモジュール１１は、対応する一対の散乱検出器１２および捕獲検出器１３を提供する。示されている以外の次元を用いてもよい。任意の数のモジュール１１を用いてリング４０を形成することができる。リング４０は、患者空間を完全に囲んでいる。医療用画像システムのハウジング内で、リング４０は、図５に示すようにガントリ５０または別フレームワークと接続されている。リング４０は、患者ベッド６０が患者をリング４０内に、および／またはリングを通じて移動させることができるように配置されてもよい。図６にこの立体配置の一つの例を示す。
【００６３】
リングは、患者からの放出物のコンプトンに基づく画像化のために使用され得る。図７は、同じタイプのモジュール１１を複数の構成で使用する例を示す。部分リング４０が形成される。リング４０には１つ以上の隙間７０が用意されている。これにより、他の構成要素が隙間内で使用され、および／またはより少ないモジュール１１を使用することにより、より安価なシステムを作ることが可能となる可能性がある。
【００６４】
図８は、モジュール１１の別の構成を示している。リング４０はフルリングである。追加の部分リング８０は、ベッド６０または患者空間に対して軸方向に積み重ねられ、検出された放出の軸方向の範囲を拡張する。部分リング８０は、図７の２つの隙間７０部分リング４０ではなく、Ｎ個のモジュール１１（例えば、Ｎ＝４）分布の１つおきまたはすべての群にある。追加のリングはフルリングであり得る。フルリング４０は、部分的なリング８０であってもよい。異なるリング４０および／または部分リング８０は、軸方向に積み重なり、全くまたはほとんど（例えば、モジュールの１１軸方向の範囲が１／２未満）離れていない。複数のモジュールの１１の軸方向の範囲の隙間を有するなど、より広い間隔を提供することができる。
【００６５】
図９は、モジュール１１のさらに別の構成を示している。一つのモジュール１１、または単一モジュール１１の群が、患者空間またはベッド６０によって配置される。複数の間隔をあけた単一モジュール１１または群（例えば、４つの群）は、ベッド６０および／または患者空間に対して異なる位置に用意され得る。
【００６６】
いずれの構成においても、モジュール１１は、ガントリ、複数のガントリ、および／または他のフレームワークに付着することによって位置を保持されている。ボルトやスクリューを使用するなど、その保持が解放可能である。所望の数のモジュール１１を用いて、所定の医療用画像システムのための所望の構成を組み立てる。集められたモジュール１１は、患者空間を定義するか、または患者空間に対して、医療用画像システムに搭載される。結果は、患者を画像化するためのコンプトンセンサである。
【００６７】
ベッド６０は、患者を移動させて、異なる時間に患者の異なる部分をスキャンすることができる。代替的または追加的に、ガントリ５０は、コンプトンセンサを形成するモジュール１１を移動させる。ガントリ５０は、患者空間に沿って軸方向に移行し、および／または患者空間の周りでコンプトンセンサを回転させる（すなわち、ベッド６０および／または患者の長軸の周りを回転させる）。他の回転および／または移行を提供することができ、例えば、モジュール１１をベッド６０または患者の長軸に対して非平行に軸方向に回転させる。複数の移行および／または回転の組合せを提供してもよい。
【００６８】
コンプトンセンサを有する医療用画像システムは、独立した画像システムとして使用される。コンプトンセンシングは、患者における放射性医薬品の分布を測定するために使用される。例えば、フルリング４０、部分リング４０、および／または軸方向に積み重ねられたリング４０、８０は、コンプトンベースの画像システムとして使用される。
【００６９】
他の実施形態において、医療用画像システムは、マルチモダリティ画像システムである。モジュール１１によって形成されるコンプトンセンサは、１つのモダリティであり、他のモダリティも提供される。例えば、他のモダリティは、単一光子放出コンピュータ断層撮影（ＳＰＥＣＴ）、ＰＥＴ、ＣＴ、またはＭＲ撮像システムである。フルリング４０、部分リング４０、軸方向に積み重ねられたリング４０，８０、および／または単数のモジュール１１またはモジュール１１の群は、他の種類の医療用画像のためのセンサと組み合わされる。コンプトンセンサは、ベッド６０の長軸に沿って位置決めされ、ベッドがコンプトンセンサ内の患者を一方向に、他方のモダリティ内に位置決めされるなど、他のモダリティとベッド６０を共有することができる。
【００７０】
コンプトンセンサは、外側のハウジングを他のモダリティと共有することができる。例えば、フルリング４０、部分リング４０、軸方向に積み重なったリング４０、８０、および／または単一モジュール１１、またはモジュール１１の群は、他のモダリティのセンサまたは複数のセンサのために収容されている同じ撮像システム内に配置される。ベッド６０は、所望のセンサに対して、撮像システムハウジング内の患者を位置する。コンプトンセンサは、他のセンサに軸方向におよび／または同じ軸方向位置の隙間に隣接して配置することができる。１つの実施形態において、部分リング４０はコンピュータ断層撮影システムにおいて使用される。Ｘ線源およびＸ線検出器を保持するガントリは、部分リング４０のモジュール１１も保持する。Ｘ線源は１つの隙間７０内にあり、検出器は別の隙間７０内にある。別の実施形態では、単一モジュール１１またはモジュール１１のスパース分布は、ＳＰＥＣＴシステムのガントリと接続する。モジュール１１はガンマカメラに隣接して配置されるので、ガンマカメラのガントリはモジュール１１を移動させる。あるいは、コリメータは、モジュール１１と患者との間、または散乱検出器１２と捕獲検出器１３との間に配置されてよく、モジュール１１の散乱検出器１２および／または捕獲検出器１３が、コンプトン事象の検出の代わりに、またはそれに加えてＳＰＥＣＴ画像のための光電事象検出のために使用されることを可能にする。
【００７１】
コンプトンセンサのモジュールベースのセグメント化により、同じ設計のモジュール１１を任意の複数の構成で使用することができる。したがって、異なる数のモジュール１１、モジュール位置、および／またはモジュール１１の構成が、異なる医療用画像システムのために使用されてもよい。例えば、一つの配置が一つのタイプのＣＴシステムでの使用のために提供され、異なるタイプのＣＴシステムのために異なる配置（例えば、モジュール１１の数および／または位置）が使用される。
【００７２】
コンプトンセンサのモジュールベースのセグメント化により、より効率的でコストのかかるサービスが可能になる。コンプトンセンサ全体を交換するのではなく、任意のモジュール１１を切り離して固定または交換することができる。モジュール１１は、個別に接続可能であり、互いにかつ／またはガントリ５０と切り離せる。全てのブリッジは除去され、次いでモジュール１１は、他のモジュール１１が残っている間に医療用画像システムから取り出される。個々のモジュール１１に取って代わる方が安価である。勤務時間が短縮される可能性がある。欠陥のあるモジュール１１の個々の構成要素は、他方を残しながら散乱検出器１２又は捕獲検出器１３を交換する等、容易に交換することができる。モジュール１１は、対応する検出器１２、１３を使用することによって、複数の放射性同位元素（すなわち、複数のエネルギー）で動作するように構成されてもよい。
【００７３】
図１０はコンプトンカメラを形成、使用、および修復する方法のフローチャートの一実施形態を示す図である。コンプトンカメラはセグメント化されたアプローチで形成される。カメラ全体を所定の位置に手で組み立てるのではなく、散乱検出器と捕獲検出器の対が互いに相対的に配置されて、コンプトンカメラの所望の構成が形成される。このセグメント化されたアプローチは、同じ部品を使用する複数の構成、組立の容易さ、修理の容易さ、および／または他の撮像モダリティとの統合を可能にする可能性がある。
【００７４】
他の実施形態は、コンプトンカメラとＳＰＥＣＴカメラの組合せを形成する。図１１のセグメント化されたモジュール１１を使用する。図１３〜１６のモジュールは、ＳＰＥＣＴカメラを形成するために使用することができる。図１１の検出器配置を使用することができる。
【００７５】
本方法は、図１のシステムによって実施され、図４〜９のいずれかに示されるようにコンプトンセンサを組み立てることができる。本方法は、図１３〜１６のいずれかに示されるようにコンプトンセンサを組み立てるために、図１１のシステムによって実施されてもよい。他のシステム、モジュール、および／または構成されたコンプトンセンサを使用してもよい。
【００７６】
動作は、示された順序で（頂部から底部へ、または数値で）または他の順位で行われる。例えば、動作１０８は、動作１０４の一部として実施されることがある。
【００７７】
追加の動作、異なる動作、またはより少ない動作が提供されることがある。例えば、動作１０２および１０４は、動作１０６および１０８を実行せずにコンプトンカメラを組み立てるために設けられている。別の例として、動作１０６は、他の動作なしに行われる。
【００７８】
動作１０２では、散乱検出器および捕獲検出器の対は、別個のハウジング内に収容される。モジュールは、各モジュールが散乱検出器と捕獲検出器の両方を含むところで組み立てられる。機械および（または）人がハウジングを製造する。
【００７９】
モジュールは、ハウジングの異なるものの散乱検出器および捕獲検出器の対が非平面であるところに当接するように成形される。例えば、くさび形状および／または位置決めは、図４Ｃに示されるような円弧から検出器対が形成されるように提供される。形状は、モジュールが別配置されたときに、円弧形状を可能にし、および／または強制する。
【００８０】
動作１０４では、ハウジングは隣接している。人または機械は、ハウジングからコンプトンセンサを組み立てる。ハウジングをスペーサ、ガントリ、またはフレームワークを介して直接接触または接触させて互いに隣接するように積み重ねることによって、当接されたハウジングはアークを形成する。フルリングまたは部分リングが患者空間の周りに形成され、少なくとも部分的には患者空間を定義する。コンプトンカメラまたはコンプトンＳＰＥＣＴカメラの設計に基づいて、対応する散乱検出器と捕獲検出器の対を有する任意の数のハウジングを一緒に配置してカメラを形成する。
【００８１】
ハウジングは、マルチモダリティシステムの一部として、または単一の撮像システムを作成するために、隣接することがある。マルチモダリティシステムのために、ハウジングは、ＳＰＥＣＴ、ＰＥＴ、ＣＴ、またはＭＲ撮像システムのような他のモダリティのためのセンサと同じ外部ハウジングに、および／または同じベッドに位置される。コンプトンカメラのハウジングおよび他のモダリティ用のセンサには、同一または複数のガントリまたは支持フレームワークを使用してもよい。他の実施形態については、モジュールは、コンプトンカメラおよびＳＰＥＣＴ画像システムの両方を提供することによってマルチモダリティを提供する。
【００８２】
コンプトンカメラの構成または設計により、ハウジングの数および／または位置が定義される。いったん接地すると、１本以上のブリッジを介してなど、連絡のためにハウジングを接続することができる。ハウジングは、空気冷却システムおよび／またはコンプトンプロセッサなどの他の構成要素と接続することができる。
【００８３】
動作１０６では、組み立てられたコンプトンカメラが放出物を検出する。所与の放出光子は、散乱検出器と相互作用する。その結果、放出された光子の入射線から特定の角度における別の光子の散乱が生じる。この二次光子はエネルギーが小さい。二次光子は捕獲検出器で検出される。検出された散乱事象と捕獲事象の両方のエネルギーとタイミングに基づいて、事象を対にした。対になった事象の位置とエネルギーは、検出器間の線と散乱角を与える。その結果、放射光子の発生率の直線が決定される。
【００８４】
二次光子を検出する可能性を高めるために、あるハウジングからの捕獲事象を、別のハウジングの散乱事象と対にすることができる。角度のために、１つの散乱検出器からの散乱は、同じハウジング内の対になった捕獲検出器、または別のハウジング内の捕獲検出器に入っている可能性がある。検出器領域においてハウジングが開いていること、および／または低光子減衰材料を使用することによって、より多くのコンプトン事象が検出され得る。
【００８５】
検出された事象を計数または収集する。再構成では、複数のコンプトン事象が発生する応答またはラインの、ラインが使用される。患者からの放出物の３次元における分布は、コンプトン検知に基づいて再構成することができる。コンプトンセンシングが放射された光子の入射角を説明または提供するので、再構成にはコリメータは必要ない。
【００８６】
検出された事象は、放射性同位元素の位置を再構成するために使用される。コンプトンおよび／または光電画像は、検出された事象および事象からの対応するライン情報から生成される。
【００８７】
動作１０８では、人または機械（例えばロボット）が、ハウジングの１つを取り出す。ハウジングの検知器又は関連するエレクトロニクスのうちの１つが不合格となった場合には、又は異なるエネルギーで検知するために交換する場合には、ハウジングを撤去することができる。他のハウジングは医療用画像システムに残されている。これにより、コンプトンカメラ全体のより大きな解体および／または交換の費用なしに、ハウジングおよび／または検知器のより容易な修理および／または交換が可能となる。
【００８８】
図１１〜１８は、適応コンプトンカメラを示している。図１〜９または別のコンプトンカメラのモジュールを使用して、散乱層および／または捕獲層は、所与の画像状況（例えば、患者、検査のタイプ、適用、放射性同位元素放出のエネルギー、病変のサイズ、病変のタイプ（例えば、高温または低温）、放射能濃度）に対するメリットの図形（ＦＯＭ）を最適化するための適応幾何学を有する。
【００８９】
図１１は、医療用画像化のためのコンプトンカメラの一実施形態を示す。この医療用画像システムは、アイソセンタとは複数の距離など、２つ以上の構成を有し得る散乱層を含む。この医療用画像システムは、アイソセンタからの３つの異なる距離のような、２つ以上の構成を有し得る捕獲層を含む。散乱層および／または捕獲層の位置を選択することによって、適応構成を使用して、画質（ＩＱ）および／または感度（＄）を最適化または改善することができる。「適応」散乱層および／または捕獲層は、ユーザの要求（例えば、ＦＯＭ）および／または画像化された物体の輪郭に基づいて位置決めされる。
【００９０】
医療用画像システムは、散乱検出器１２、捕獲検出器１３、患者ベッド６０、センサ１１０、制御プロセッサ１１２、モータ１１４、コンプトンプロセッサ１９、およびディスプレイ２２を含む。追加の、異なる、またはより少ない構成要素が提供されてもよい。例えば、センサ１１０は設けられていない。別の例として、コンプトンプロセッサ１９および／またはディスプレイ２２は設けられていない。コンプトンプロセッサ１９と制御プロセッサ１１２は、同一のプロセッサであってもよい。さらに別の例では、ユーザインタフェース（例えば、ユーザ入力装置）が、ＦＯＭのオペレータ選択または患者サイズの入力のために提供される。
【００９１】
患者ベッド６０は、患者空間内で患者を支持する。ベッド６０は、患者を医療用画像システム内外に移動させるためのロボットまたはローラーシステムなどの、移動可能なものであってもよい。医療用画像システムおよび／または散乱層の外側のハウジングは、患者ベッド６０がその中に配置される内腔を作り出す。内腔は、患者を画像化するための患者空間を定義する。内腔は、縦軸に直交する断面平面内の任意の寸法、例えば、７０ｃｍであってもよい。
【００９２】
散乱層は、図１〜図９のモジュール式システムを使用するなどして、複数の散乱検出器１２から形成される。同様に、捕獲層１３は、複数の捕獲検出器１３から形成される。例えば、４８個のモジュール１１は、図１１に示す４８対の散乱検出器１２及び捕獲検出器１３を提供する。より多くの、又はより少ないモジュール１１を使用することができる。モジュール１１は、１つ以上の軸方向に間隔を置いたリングおよび／または部分リング、または１つ以上の疎に分布したモジュール１１またはモジュール群などの任意の配置を有する。モジュール１１は、マルチモダリティ撮像システムの一部であってもよいし、コンプトンカメラ専用システムであってもよい。散乱検出器１２、捕獲検出器１３（例えばモジュール１１）は、患者ベッド６０上の患者からの放出物を受け取るか、さもなければ患者空間内の放出物を受け取るように配置されている。
【００９３】
センサ１１０は、患者空間内またはベッド６０上の患者の外表面の位置を検出するための、奥行きカメラ、光学カメラ、赤外線センサ、ＬＩＤＡＲ、または他のセンサである。センサ１１０は、測定値または計算された距離を制御プロセッサ１１２に送信するために、制御プロセッサ１１２と通信的に接続する。
【００９４】
センサ１１０は、センサ１１０からの距離として外面の位置を直接測定することができ、かつ／又は位置を決定するために画像処理を適用することができる（例えば、投影グリッドの画像を処理する）。１つのセンサ１１０が示されている一方で、複数のセンサが、検出器１２、１３の軸位（すなわち、内腔または患者の長軸）における患者位置を測定するために使用されてもよい。患者の異なる部分は、アイソセンタおよび／または散乱検出器１２から異なる範囲または距離を有する。１つの実施形態において、各モジュール１１は、モジュール１１の位置で患者のモジュール１１および／または散乱検出器１２からの距離を測定するための距離センサ１１０を含む。センサ１１０またはモジュール１１より少ない単一のセンサ１１０は、センサまたは複数のセンサ１１０が、患者の複数の場所で患者の表面の位置を決定する場所で使用されることがある。
【００９５】
モータ１１４は、検出器１２、１３の１つ以上を移動させるためのサーボ、電気モータ、水圧モータ、空気圧モータ、または他のモータである。１つの実施形態において、各モジュール１１に対して、および／または各検出器１２、１３に対して１つ以上のモータ１１４が提供される。モータ１１４は、モータ１１４の動作を制御して検出器１２、１３を移動させるために、制御プロセッサ１１２と電気的に接続する。モータ位置を決定するためおよび／または検出位置を決定するためのセンサなどの位置センサを提供することができる。
【００９６】
モータ１１４は、散乱検出器１２、捕獲検出器１３、又はその両方と接続する。接続は、チェーン、スクリュー駆動、ラックおよびピニオン（例えば、ギアイング）、またはモータ運動（例えば、シャフトのスピニング）を検出器１２、１３の患者空間へのまたは患者空間から離れた位置に並進するための他の物理的接続を介する。
【００９７】
図１２は、ガイド１２０の１つの実施形態を示している。ガイド１２０は、アイソセンタまたは患者空間を通って縦軸から垂直に伸びる放射状線に沿って検出器１２、１３の運動を制限または誘導するためのチャネル、バー、ピニオン、ラック、チェーンガイド、または他の構造である。代替の実施形態では、ガイド１２０は、半径方向からのオフセットなど、他のラインに沿っていてもよい。平行線として示されているが、ガイド１２０は、検出器１２、１３の運動を誘導するためのプレート、円筒、ボックス、導管、または他の形状であってもよい。図１６Ａおよび１６Ｂは、２つのガイド平面１６０の一部としてのガイドを示す。ガイド面１６０内のガイド１２０は、モジュール１１の移動を誘導する。
【００９８】
モータ１１４は、検出器１２、１３を、より近づけ、かつ／または患者ベッド６０と患者空間からさらに遠ざけるように動かす。１つの実施形態において、ガイド１２０は、可能な位置の内外の範囲を定義する。例えば、検出器１２、１３は、ガイド１２０の両端まで配置されてもよい。位置を制限するためにブロックまたはモータ制御を使用することができる。別の実施形態では、ガイド１２０は、検出器１２、１３の１つ以上がガイド１２０の末端を越えて伸長することを可能にするテレスコーピング構成要素を含む。制御プロセッサ１１２又は物理的構造物を使用して、同時に延長された場合に散乱検出器１２が衝突する可能性のある場所にどの散乱検出器１２が近づくかを制限することができる。
【００９９】
各検出器１２、１３は、ＸＹ平面（例えば、患者の縦軸および／または撮像システムのアイソセンタに直交するガイド平面１６０）内の各組のガイド１２０上をスライドする。各検出器１２、１３は、ｚ軸に沿って（すなわち、アイソセンタに直交する半径方向に）配置される。散乱層および捕獲層は、他の実施形態において軸方向に並進され得る。
【０１００】
ガイド１２０は、炭素または光子に一般的に透明な他の材料であってもよい。モータ１１４は、光子に干渉することを避けるために、患者空間に対して捕獲検出器１３の後方に位置する。
【０１０１】
図１１は、散乱検出器１２を、患者空間に対して２つの位置を有するものとして示す。モータ１１４は、散乱検出器１２を２つの位置のうちの１つに移動させる。ガイド１２０は、位置を制限することができる。同様に、捕獲検出器１３は、患者空間に対して３つの位置を有する。モータ１１４は、捕獲検出器１３を３つの位置のうちの１つに移動させる。ガイド１２０は、位置を制限することができる。代替の実施形態では、追加の位置が提供されるか、ガイド１２０の範囲に沿った任意の位置が使用される。
【０１０２】
散乱光子の絶対数は、散乱検出器１２と撮像物体との間の距離を減少させることによって増加され、したがって立体角Ωが増加される。より小さい撮像物体の場合、散乱検出器１２はアイソセンタにより近い位置に配置されてもよい。より大きな撮像物体についても同じではない。また、適応コンプトンカメラの感度（＄）は、捕獲検出器１３と散乱検出器１２との間の距離を減少させることによって増加され、従って立体角Ωを増加させる。捕獲検出器１３と散乱検出器１２との間の距離を減少させることは、画質（ＩＱ）を劣化させる。散乱検出器１２と捕獲検出器１３との間の距離を増加させると、画質（ＩＱ）が向上し、一方、距離を減少させると感度（＄）が向上する。
【０１０３】
図１３および図１４は、適応コンプトンカメラの一実施形態を示す。モジュール１１はそれぞれ、散乱検出器１２および捕獲検出器１３を含む。捕獲検出器１３は、各モジュール１１内の散乱検出器１２から離れた固定距離にある。モータ１１４は、ガイド１２０に沿ってモジュール１１と接続し、移動する。モジュール１１は、患者空間の近くまたはさらに遠くに移動されるので、散乱検出器１２と捕獲検出器１３は一緒に移動する。ガントリ上のモジュール１１のリング又は部分リングは、図１３の内側の大部分の位置から外側リングによって表される外側の大部分の位置に移動させることができる。図１３および１４は、モジュール１１すべてが患者空間から同じ距離に移動されたことを示すが、異なるモジュール１１は、アイソセンタまたは患者空間に対して異なる量および／または異なる深さに配置されて移動されてもよい。あるいは、全てのモジュール１１は、単一モータ１１４に接続されて、同じ距離を移動する。図１４は、モジュール１１をさらに内側または外側に移動させることができるかどうかを表すモジュール１１の１つ上の矢印を示している。
【０１０４】
他の実施形態では、散乱検出器１２または捕獲検出器１３は移動可能であるが、他の検出器（１３、１２）は移動しない（すなわち、ｚ軸位置に固定される）。さらに他の実施形態では、散乱検出器１２および捕獲検出器１３は、互いに独立して移動する。散乱検出器１２及び捕獲検出器１３は、モジュール１１内を移動することができ、及び／又はモジュール１１は移動可能である。
【０１０５】
図１５は、散乱検出器１２および捕獲検出器１３が、患者ベッド６０または患者空間に対して独立に移動可能である一実施形態を示す。これらの検出器１２、１３は、互いに独立して移動可能でありながら、モジュールハウジング構造またはフレームワークを共有する検出器１２、１３の対などでモジュール１１内にあってもよい。あるいは、モジュール１１は、散乱検出器１２のための１つのハウジングまたはフレームワークと、捕獲検出器１３用の別のハウジングまたはフレームワークとに分離される。他の実施形態において、散乱検出器１２および捕獲検出器１３は、モジュール１１の一部ではなく、別々に散乱層および捕獲層を拡張または収縮するために独立して移動可能である。
【０１０６】
独立した移動のために提供することによって、散乱検出器１２は、ガイド１２０および／または患者によって許容される最も内側の位置にあってもよく、捕獲検出器１３は、ガイド１２０および／または患者によって許容される最も外側の位置にあってもよい。
【０１０７】
散乱検出器１２を動かして、センサ１１０の出力に基づいて散乱検出器１２の患者からの距離を減少させる場合には、異なる散乱検出器１２は、アイソセンタとは異なる距離にあってもよい。図１１に示すように、アイソセンタからの距離は患者の複数の部位である。各散乱検出器１２は、患者の表面に基づいて患者に対して位置決めされる。あるいは、全ての散乱検出器１２は、患者の散乱検出器１２までの距離を最小限にするアイソセンタからの同じ距離に位置される。
【０１０８】
捕獲検出器１３は、全てアイソセンタからの同じ距離、各々の散乱検出器からの同じ距離、または他の距離である。複数のＦＯＭのために最適化するためのように、距離の組合せが、与えられた患者を画像化するために使用されることがある。
【０１０９】
制御プロセッサ１１２は、プロセッサ、特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ、プログラマブル論理コントローラ、デジタル回路、アナログ回路、またはそれらの組合せである。制御プロセッサ１１２は、モータ１１４の動作を制御する。制御プロセッサ１１２は、１つ以上の入力、例えば、センサ１１０からの患者位置情報、ユーザインタフェース（例えば、ユーザ入力装置）からの患者情報（例えば、体重および身長）、および／または運動または検出器位置を受信する。
【０１１０】
制御プロセッサ１１２は、モータ１１４を制御するために、ハードウエア、ファームウエア、および／またはソフトウェアによって構成されている。制御プロセッサ１２は、散乱検出器１２と捕獲検出器１３との間の距離を設定するためにモータ１１４を制御する。患者、患者空間、またはアイソセンタからの散乱検出器１２の距離が制御される。患者または患者空間からのモジュール１１の距離を制御することができる。制御プロセッサ１１２は、モータ１１４に散乱検出器１２、捕獲検出器１３、及び／又はモジュール１１を移動させる。
【０１１１】
検出器１２、１３の位置は、与えられた検査に適応する。１人の患者について、位置を設定する。別の患者については、位置が変更されるか、または１人の患者に使用されたものとは異なる。制御プロセッサ１１２は、モータに検出器１２、１３の位置または複数の位置を変化させる。撮像アプリケーション、患者のサイズ、患者空間内の患者の位置、および／または他の情報に応じて、検出器１２、１３の位置が設定される。モータ１１４は、患者のコンプトン画像のために設定された位置または所望の位置に現在の位置を変化させる。
【０１１２】
位置は、任意の基準にも基づいて設定される。例えば、制御プロセッサ１１２は、患者からの散乱検出器１２の距離を減少させるために散乱検出器１２を移動させるためにモータ１１４を制御し、散乱検出器１２からの距離まで捕獲検出器１３を移動させるためにモータ１１４を制御する。
【０１１３】
１つの実施形態において、制御コントローラ１１２は、ＦＯＭに基づいて位置を制御する。画像作業はＦＯＭを示す。位置や複数の位置は、画質や感度など、さまざまな基準の相対的重要度によって異なる場合がある。ユーザがＦＯＭを指定する。例えば、患者の身長、体重、肥満度指数、または他の情報は、与えられたＦＯＭがより重要であることをもたらす。他の例として、画像技術者はＦＯＭを入力する。さらに別の例では、画像アプリケーションまたは患者の特性に基づくデフォルトのＦＯＭが使用される。
【０１１４】
制御プロセッサ１１２は、撮像対象の輪郭および／または患者からの各散乱検出器の距離を決定する。それに応じてＦＯＭが最大になる。散乱光子の絶対数は、散乱層と撮像対象との間の距離を減少させることによって増加し、したがって立体角Ωを増加させる。散乱検出器１２は、患者の快適さのために所定の距離を維持するような、制約の有無にかかわらず、患者からの距離を最小限にするように配置されている。より小さな撮像対象の場合には、散乱層はアイソセンタに近い位置にあってもよい。より大きな撮像対象についても同じではない。同様に、複数のモジュール１１の散乱検出器１２は、アイソセンタからの距離は異なっているのがよいが、患者からは同じ距離に離れて配置されてもよい。
【０１１５】
適応コンプトンカメラの感度（＄）は、捕獲層と散乱層の間の距離を減少させることにより増加し、従って立体角Ωを増加させる。捕獲層と散乱層の間の距離を減らすと、画質（ＩＱ）が劣化する。散乱層と捕獲層の間の距離を増加させることにより、画質（ＩＱ）は改善され、距離を減少させると感度（＄）は改善される。この「適応的」シナリオでは、指定されたＦＯＭが捕獲検出器１３の位置を決定するために使用される。例えば、ＦＯＭは感度であるので、捕獲検出器１３は、例えば１０ｃｍ以内のように、散乱検出器１２に近接するように配置される。別の例として、ＦＯＭは画質であるので、捕獲検出器１３は、１０ｃｍ(例えば、２０〜７０ｃｍ）を超えるような、散乱検出器１２から離れた位置に配置される。このシステムは撮像対象の輪郭を感知し、それに従ってＦＯＭを最大化するように適応する。
【０１１６】
ＦＯＭは、重要な単一の基準の指標となりうる。あるいは、ＦＯＭは相対的重み付けである。散乱検出器１２からの捕獲検出器１３の中間位置決めは、画質に対する感度の相対的な重要性に基づいて使用されてもよい。他の実施形態において、複数のモジュール１１は、同一患者の同一スキャンにおいて、モジュール１１による検出器１２、１３の複数の相対位置に基づくコンプトン事象検出を提供するために、複数の相対的重み付けまたはＦＯＭを使用する。さらに他の実施形態では、検出器１２、１３の互いに相対的な位置および／またはアイソセンタの相対的な位置が、同一スキャン中に経時的に変化し、異なる時間で異なるＦＯＭを伴う事象を検出する結果となる。
【０１１７】
コンプトンプロセッサ１９（例えば、画像プロセッサ）は、散乱検出器１２及び捕獲検出器１３から検出されたコンプトン事象からコンプトン画像を生成するように構成されている。モジュール１１のエレクトロニクスまたは他のエレクトロニクスは、検出器１２、１３から検出された事象を出力する。事象の位置、エネルギー、および時間は、コンプトンプロセッサ１９によって受信される。これらの事象は、位置、エネルギー、および／または時間を用いて対になる。対合、位置、およびエネルギーに基づいて、患者から散乱検出器１２上への発光の発生角度を決定する。この角度は、発生率のコーンのように確率的に表されることがある。多くの検出されたコンプトン事象と発生率の角度からの再構成を用いて、患者の空間分布または放出物の物体空間を決定する。空間分布からコンプトン画像を描出する。
【０１１８】
コンプトンプロセッサ１９は、デジタル視準を行うように構成されている。事象が対になると、所定の事象に対する散乱検出器１２からの散乱線の角度が決定される。エネルギーと角度の関係および対になった事象の位置は散乱光子の角度を示す。コンプトン事象は、１つ以上の散乱角閾値を適用するなど、角度に基づいて棄却されることがある。コンプトン画像は棄却されないコンプトン事象から生成される。他の実施形態では、デジタル視準は使用されない。
【０１１９】
図１７Ａは、コンプトン角の関数としてコンプトン角の角度不確定性を示す。ある散乱角のコンプトン事象は、画質が悪くなる可能性がある。例えば、背面投影円錐のＦＷＨＭは、水平破線で表されるような所望のレベルになるようにする。所与のコンプトン事象に対するＦＷＨＭは、散乱角に基づいて所望のＦＷＨＭを上回るか下回る。例えば、４０度から１２０度の間の角度は十分なＦＷＨＭで情報を提供する。図１７Ｂは、散乱検出器に直交する発光が与えられた、異なる散乱角度を示す。散乱角度が小さい（例えば、４０度未満）および／または大きい（例えば、１２０度を超える）コンプトン事象は、使用されない（すなわち、デジタル視準によって棄却される）。残りのコンプトン事象は、コンプトン画像を生成するために使用される。
【０１２０】
一例において、ＣＺＴ散乱検出器１２及びＣＺＴ捕獲検出器１３は、７０ｃｍの内径を有する散乱層と捕獲層との間に３０ｃｍの距離を有する。ＦＷＨＭが４０．０ｍｍ未満のＰＳＦは、コンプトン角が約４０oを超える事象を棄却することによって生じる。その他の閾値を用いてもよい。
【０１２１】
再度、図１１を参照して、ディスプレイ２２はコンプトン画像を表示するように構成されている。棄却されなかった事象を用いて、感度と画質のバランスのとれたコンプトン画像を提供する。適応は、所与の患者および／または検査に対してより診断的に有用な画像をもたらす。
【０１２２】
図１８は、コンプトンカメラによる医療用画像形成方法の一実施形態のフローチャート図である。この方法は、図１１〜図１６Ｂの適応コンプトンカメラを使用して実装される。コンプトンカメラで使用される１つ以上の検出器の位置を変更できる他の適応型コンプトンカメラを使用することができる。
【０１２３】
動作は、示された順序か別の順番で行われる。追加の動作、異なる動作、またはより少ない動作が提供されることがある。例えば、患者は、動作１８２において感知されない。代わりに、捕獲検出器は、散乱検出器が患者の位置に基づいて移動されることなく、または散乱検出器が検知ではなく患者の体重に基づいて移動されることで、散乱検出器に対して移動される。別の例として、画像は、動作１８８において生成されない。画像は後で見るために保存される。
【０１２４】
動作１８２において、センサは患者を感知する。アイソセンタ、ベッド、および／または散乱検出器に対して、患者の外表面が感知される。患者からの閾値距離内での散乱検出器または複数の散乱検出器の位置決めを可能にするために、患者を感知する。
【０１２５】
動作１８４では、コンプトンカメラの１つ以上の検出器が移動される。検出器または複数の検出器は、患者に向かって、または患者から遠ざけられる。ＦＯＭ、検査タイプ、および／または他の情報に基づいて、検出器または複数の検出器が移動される。
【０１２６】
１つの実施形態において、散乱検出器または複数の散乱検出器は、患者の検知の出力に基づいて、モータおよび制御プロセッサによって移動される。散乱検出器または複数の散乱検出器は、それぞれの散乱検出器に最も近い患者の外表面から閾値距離内になるように移動される。図１１は、一部の散乱検出器が、患者の外表面に基づく他の散乱検出器よりもアイソセンタに近い例を示す。
【０１２７】
更に、又は代替的に、捕獲検出器又は複数の捕獲検出器は、モータ及び制御プロセッサによって移動される。検査タイプ、ＦＯＭ、関与する放射性同位元素のエネルギー、および／または他の基準に基づいて、捕獲検出器または複数の捕獲検出器は、アイソセンタ、患者、および／または散乱検出器または複数の散乱検出器に対して移動される。例えば、散乱検出器は、患者から所定の距離になるように配置される。次いで、捕獲検出器は、距離がＦＯＭまたは他の情報に基づく散乱検出器からの距離となるように配置される。
【０１２８】
動作１８６では、散乱検出器及び捕獲検出器は事象を検出する。患者から放出されるガンマ線または光子は、散乱検出器と相互作用することがある。これらの散乱事象が検出される。結果として生じる散乱光子が放出され、捕獲検出器と相互作用する可能性がある。捕獲検出器内の相互作用が検出される。
【０１２９】
検出されたコンプトン事象は対になっている。対になったコンプトン事象は、散乱検出器での患者からの放出の確率の錐体などの入射角を示すために使用される。コンプトン事象は、散乱角に基づいてデジタル的にコリメートされることがある。
【０１３０】
散乱検出器と捕獲検出器は、位置決めされた事象を検出する。患者のスキャン中、検出器は検出するために同じ位置に維持される。または、同一患者の同一スキャン中に１つ以上の検出器が移動される。
【０１３１】
動作１８８では、任意のデジタル視準後に維持された対となったコンプトン事象が、患者からの放出物の空間的分布を再構成するために使用される。放出源は、コンプトン事象の入射角、場所、計数を用いて推計される。画像は、三次元レンダリングまたは断面平面画像のような空間分布から生成され得る。
【０１３２】
本発明を種々の実施形態を参照して上述したが、本発明の特許請求の範囲から逸脱することなく、多くの変更及び改変がなされ得ることは理解されるべきである。したがって、上記詳細な説明は、本発明を限定するものではなく例示として解されるものであり、本発明の精神および範囲を定めるのは、全ての均等物を含めて特許請求の範囲の記載に基づくものであることは理解されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【手続補正書】
【提出日】令和3年6月8日(2021.6.8)
【手続補正１】
【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】
医療用画像のためのコンプトンカメラであって、
前記コンプトンカメラが、
患者ベッド（６０）と、
散乱検出器（１２）と、
捕獲検出器（１３）と、
前記散乱検出器（１２）、前記捕獲検出器（１３）、または、前記散乱検出器（１２）と前記捕獲検出器（１３）の両方、と連結するモータ（１１４）であって、
前記モータ（１１４）が、前記散乱検出器（１２）、前記捕獲検出器（１３）、または、前記散乱検出器（１２）と前記捕獲検出器（１３）の両方、を前記患者ベッド（６０）に対して近づけるか、または、遠ざけるように構成されている、
モータ（１１４）と、
を含む、コンプトンカメラ。
【請求項２】
前記散乱検出器（１２）及び前記捕獲検出器（１３）が、第１のモジュールの一部である、請求項１に記載のコンプトンカメラ。
【請求項３】
追加の散乱検出器（１２）および追加の捕獲検出器（１３）を有する第２のモジュールをさらに含み、
前記第１および第２のモジュール（１１）が、前記患者ベッド（６０）上の患者からの放出物を受け取るように配置された、
請求項２に記載のコンプトンカメラ。
【請求項４】
前記散乱検出器（１２）は前記捕獲検出器（１３）から固定された距離にあり、
前記モータ（１１４）が前記散乱検出器（１２）と前記捕獲検出器（１３）を一緒に移動させるように構成されている、請求項１に記載のコンプトンカメラ。
【請求項５】
前記散乱検出器（１２）は前記捕獲検出器（１３）に対して移動可能であり、
前記モータ（１１４）が前記捕獲検出器（１３）を移動させることなく、前記散乱検出器（１２）を移動させるように構成されている、請求項１に記載のコンプトンカメラ。
【請求項６】
前記捕獲検出器（１３）は前記散乱検出器（１２）に対して移動可能であり、
前記モータ（１１４）が前記散乱検出器（１２）を移動させることなく、前記捕獲検出器（１３）を移動させるように構成されている、請求項１に記載のコンプトンカメラ。
【請求項７】
前記散乱検出器（１２）および前記捕獲検出器（１３）が、前記患者ベッド（６０）に対して独立に移動可能である、請求項１に記載のコンプトンカメラ。
【請求項８】
前記患者ベッド（６０）上の患者を感知するように構成されたセンサ（１１０）をさらに含み、
前記モータ（１１４）が、前記センサ（１１０）の出力に基づいて、前記散乱検出器（１２）の前記患者からの距離を減少させるために、前記散乱検出器（１２）を移動させるように構成されている、請求項１に記載のコンプトンカメラ。
【請求項９】
感度及び画質をバランスさせる性能指数に基づいて、前記散乱検出器（１２）と前記捕獲検出器（１３）との間の距離を設定するように、前記モータ（１１４）を制御するように構成された制御プロセッサ（１１２）をさらに含む、請求項１に記載のコンプトンカメラ。
【請求項１０】
前記制御プロセッサ（１１２）は、
前記モータ（１１４）を制御して、前記患者からの前記散乱検出器（１２）の距離を減少させるように、前記散乱検出器（１２）を移動させるとともに、
前記モータ（１１４）を制御して、前記性能指数に基づいて前記捕獲検出器（１３）を前記散乱検出器（１２）からの距離に移動させるように、
構成されている、請求項９に記載のコンプトンカメラ。
【請求項１１】
前記第１及び第２のモジュール（１１）が、前記患者ベッド（６０）の周りにリング又は部分リングの一部を形成する、請求項３に記載のコンプトンカメラ。
【請求項１２】
前記散乱検出器（１２）および前記捕獲検出器（１３）において対になった事象から形成されたコンプトン事象からコンプトン画像を生成するように構成された画像プロセッサ（１９）をさらに含み、
前記コンプトン画像を表示するように構成されたディスプレイをさらに含む、
請求項１に記載のコンプトンカメラ。
【請求項１３】
角度閾値に基づいてコンプトン事象を棄却するとともに、棄却されなかったコンプトン事象からコンプトン画像を生成するように構成された画像プロセッサ（１９）をさらに含む、請求項１に記載のコンプトンカメラ。
【請求項１４】
それぞれが散乱検出器（１２）および捕獲検出器（１３）を有する複数の固体検出器モジュール（１１）と、
前記散乱検出器（１２）、前記捕獲検出器（１３）、または、前記散乱検出器（１２）および前記捕獲検出器（１３）の両方、の位置を、患者空間のアイソセンタに対して変更するように構成された制御プロセッサ（１１２）と、
を含む、医療用画像システム。
【請求項１５】
前記患者空間内の患者を感知するように構成された位置センサ（１１０）をさらに含み、
前記制御プロセッサ（１１２）が、前記センサ（１１０）からの前記患者の感知位置に基づいて、前記散乱検出器（１２）の位置を変更するように構成されている、請求項１４に記載の医療用画像システム。
【請求項１６】
前記制御プロセッサ（１１２）は、前記散乱検出器（１２）と前記捕獲検出器（１３）との間の距離が変更されるように、前記散乱検出器（１２）の前記位置を変更するとともに、前記捕獲検出器（１３）の前記位置を変更するように構成されている、請求項１４に記載の医療用画像システム。
【請求項１７】
前記制御プロセッサ（１１２）が、感度と画質との間の相対的な選択に基づいて前記位置を変更するように構成されている、請求項１４に記載の医療用画像システム。
【請求項１８】
コンプトンカメラによる医療用画像のための方法であって、
前記方法が、
モータ（１１４）により、前記コンプトンカメラの検出器を移動させること（１８４）と、
移動する前記検出器によって、患者からの放出物を検出すること（１８６）と、
検出された前記放出物からコンプトン画像を生成すること（１８８）と、
を含む、医療用画像のための方法。
【請求項１９】
患者を検知すること（１８２）をさらに含み、
前記移動させること（１８４）が、前記患者の前記検知の出力に基づいて移動させること（１８４）を含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記検出器を移動させること（１８４）が、散乱検出器（１２）、捕獲検出器（１３）、または、前記散乱検出器（１２）と前記捕獲検出器（１３）の両方、を移動させること（１８４）を含む、請求項１８に記載の方法。
【国際調査報告】
2021533367.tif 000021
2021533367.tif 000022