(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像方法を実行するようにプログラムされる電子データ処理デバイスを有する放射線放出撮像システムであって、前記撮像方法は：
撮像する視界（ＦＯＶ）内の対象中の放射性医薬品についての断層撮影による放射線放出データを取得するように、放射線放出スキャナを操作するステップ；
軸方向に沿って撮像ＦＯＶの外側で隣接して位置する拡張されたＦＯＶ内の対象の拡張撮像データを取得するように、撮像システムを操作するステップ；
前記拡張撮像データに基づいて、拡張ＦＯＶ内の対象中の放射性医薬品の分布を推定するステップ；及び
前記撮像ＦＯＶ内の対象の再構築された画像を生成するように、前記断層撮影による放射線放出データを再構築するステップであって、前記拡張ＦＯＶ内の対象中の放射性医薬品についての推定された分布に基づいて、前記拡張ＦＯＶから前記撮像ＦＯＶへの散乱について、前記再構築された画像を補正することを含む、ステップ；
を有し、前記放射線放出撮像システムはデータベースを有し、
前記推定するステップは、前記対象に最も合致する他の対象中の前記拡張ＦＯＶにおける放射性医薬品の分布を、前記データベースから選択することを含む、放射線放出撮像システム。
【請求項２】
拡張撮像データを取得するように、撮像システムを操作するステップが、前記拡張ＦＯＶ内の対象の画像を取得するように、伝送コンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャナ又は磁気共鳴（ＭＲ）スキャナ又は光撮像デバイス・スキャナを操作することを含み；及び
前記推定するステップが、（ｉ）前記拡張ＦＯＶ内の対象についての取得された画像、及び（ｉｉ）他の対象中の放射性医薬品の分布についての前記データベースに基づいて、前記拡張ＦＯＶ内の対象中の放射性医薬品の分布を推定することを含む；
請求項１に記載の放射線放出撮像システム。
【請求項３】
拡張撮像データを取得するように、撮像システムを操作するステップが、前記拡張ＦＯＶ内の対象中の放射性医薬品の２次元又は３次元の放射線放出データを取得するように、前記放射線放出スキャナを操作することを含み；及び
前記推定するステップが、（ｉ）前記拡張ＦＯＶ内の対象についての取得した２次元又は３次元の放射線放出データ、及び（ｉｉ）他の対象中の放射性医薬品の３次元分布についてのデータベースに基づいて、前記拡張ＦＯＶ内の対象中の放射性医薬品の３次元分布を推定することを含む；
請求項１に記載の放射線放出撮像システム。
【請求項４】
前記推定するステップが、要素及び前記対象の特徴のうちの少なくとも何れかに基づいて、他の対象中の放射性医薬品の選択された分布を調整することを含む、請求項１ないし３のうちの何れか一項に記載の放射線放出撮像システム。
【請求項５】
拡張撮像データを取得するように、撮像システムを操作するステップが、前記拡張ＦＯＶを包含する前記対象全身の放射線放出画像を取得するように、前記放射線放出スキャナを操作することを含み、前記全身の放射線放出画像は前記再構築された画像よりも低い解像度であり；及び
前記推定するステップは、前記対象全身の放射線放出画像に基づいて、前記拡張ＦＯＶ内の対象の放射性医薬品の分布を推定することを含む；
請求項１に記載の放射線放出撮像システム。
【請求項６】
陽電子放出断層撮影（ＰＥＴ）スキャナを更に有し、前記放射線放出スキャナが、前記ＰＥＴスキャナである、請求項１ないし５のうちの何れか一項に記載の放射線放出撮像システム。
【請求項７】
前記補正することが、単一散乱シミュレーション（ＳＳＳ）を利用して、前記拡張ＦＯＶ内の対象中の放射性医薬品の推定された分布に関し、前記再構築された画像を補正することを含む、請求項１ないし６のうちの何れか一項に記載の放射線放出撮像システム。
【請求項８】
撮像方法を実行するように電子データ処理デバイスが読み取り可能であり且つ実行可能な命令を保存する非一時的な記憶媒体であって、前記撮像方法は：
撮像する視界（ＦＯＶ）内の対象中の放射性医薬品についての断層撮影による放射線放出データを受信するステップ；
撮像ＦＯＶに隣接する拡張されたＦＯＶ内の対象の拡張撮像データを受信するステップ；
前記拡張撮像データに基づいて、拡張ＦＯＶ内の対象中の放射性医薬品の分布を推定するステップ；及び
前記撮像ＦＯＶ内の対象の再構築された画像を生成するように、前記断層撮影による放射線放出データを再構築するステップ；
を有し、前記再構築は、前記拡張ＦＯＶ内の対象中の放射性医薬品の推定された分布から、散乱について、前記再構築された画像を補正することを含み、
前記推定するステップは、前記対象に最も合致する他の対象中の前記拡張ＦＯＶにおける放射性医薬品の分布を、データベースから選択することを含む、記憶媒体。
【請求項９】
前記撮像方法が、前記拡張ＦＯＶ内の対象の画像についての伝送コンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャナ又は磁気共鳴（ＭＲ）スキャナ又は光撮像デバイス・スキャナからの拡張撮像データを取得するステップを含み；及び
前記推定するステップが、（ｉ）前記拡張ＦＯＶ内の対象についての取得された画像、及び（ｉｉ）他の対象中の放射性医薬品の分布についてのデータベースに基づいて、前記拡張ＦＯＶ内の対象中の放射性医薬品の分布を推定することを含む；
請求項８に記載の記憶媒体。
【請求項１０】
前記撮像方法が、前記拡張ＦＯＶ内の対象中の放射性医薬品についての低い統計値の超高速スキャン放射線放出データを取得するステップを含み；及び
前記推定するステップが、（ｉ）前記拡張ＦＯＶ内の対象についての取得した低い統計値の放射線放出データ、及び（ｉｉ）他の対象中の放射性医薬品の３次元分布についてのデータベースに基づいて、前記拡張ＦＯＶ内の対象中の放射性医薬品の３次元分布を推定することを含む；
請求項８に記載の記憶媒体。
【請求項１１】
前記撮像方法が、前記拡張ＦＯＶを包含する前記対象全身の放射線放出画像を取得するステップを含み、前記全身の放射線放出画像は前記再構築された画像よりも低い解像度であり；及び
前記推定するステップは、前記対象全身の放射線放出画像に基づいて、前記拡張ＦＯＶ内の対象の放射性医薬品の分布を推定することを含む；
請求項８に記載の記憶媒体。
【請求項１２】
撮像する視界（ＦＯＶ）内の対象中の放射性医薬品についての断層撮影による放射線放出データを取得するステップ；
軸方向に沿って撮像ＦＯＶを越えて延びる拡張されたＦＯＶ内の前記対象の拡張撮像データを取得するステップ；
前記拡張撮像データに基づいて、拡張ＦＯＶ内の対象中の放射性医薬品の分布を推定するステップ；及び
前記撮像ＦＯＶ内の対象の再構築された画像を生成するように、前記断層撮影による放射線放出データを再構築するステップであって、前記拡張ＦＯＶ内の対象中の放射性医薬品についての推定された分布から、前記撮像ＦＯＶ内への散乱について、前記再構築された画像を補正することを含む、ステップ；
を有し、前記推定するステップは、前記対象に最も合致する他の対象中の前記拡張ＦＯＶにおける放射性医薬品の分布を、データベースから選択することを含む、撮像方法。
【請求項１３】
前記撮像方法が、前記拡張ＦＯＶ内の対象の画像についての伝送コンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャナ又は磁気共鳴（ＭＲ）スキャナ又は光撮像デバイス・スキャナからの拡張撮像データを取得するステップ；を含み、
前記推定するステップが、（ｉ）前記拡張ＦＯＶ内の対象についての取得された画像、及び（ｉｉ）他の対象中の放射性医薬品の分布についてのデータベースに基づいて、前記拡張ＦＯＶ内の対象中の放射性医薬品の分布を推定することを含む；
請求項１２に記載の撮像方法。
【請求項１４】
前記撮像方法が、前記拡張ＦＯＶ内の対象中の放射性医薬品の２次元の放射線放出データを取得するステップを含み；及び
前記推定するステップが、（ｉ）前記拡張ＦＯＶ内の対象についての取得した２次元の放射線放出データ、及び（ｉｉ）他の対象中の放射性医薬品の３次元分布についてのデータベースに基づいて、前記拡張ＦＯＶ内の対象中の放射性医薬品の３次元分布を推定することを含む；
請求項１２に記載の撮像方法。
【請求項１５】
前記撮像方法が、前記拡張ＦＯＶを包含する前記対象全身の放射線放出画像を取得するステップを含み、前記全身の放射線放出画像は前記再構築された画像よりも低い解像度であり；及び
前記推定するステップは、前記対象全身の放射線放出画像に基づいて、前記拡張ＦＯＶ内の対象の放射性医薬品の分布を推定することを含む；
請求項１２に記載の撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
以下の説明は一般に核医学における撮像に関連する。核医学における撮像技術の1つは陽電子放出断層撮影(PET)であり、PETは、患者の体内に投与された放射性医薬品(radiopharmaceutical)の分布を撮像するものであり、重要な生理学的プロセスを明らかにする。その主な臨床用途は、腫瘍、神経及び心臓などの撮像分野におけるものである。現時点で最新のPETカメラは、次のような一般的なワークフローを利用している。先ず、患者は放射性医学品の投与を受ける。多くの場合、投与された放射性医薬品のトレーサー運動学を研究するためのダイナミック・スキャンでない限り、例えば、放射性医薬品が、関心のある組織、臓器又は腫瘍に集中するような生理的分布を達成するまでに、何らかの待ち時間がある。患者は、PETボア(PETスキャナの開口)の中に進行するテーブルの上に配置され、PETボアの場所では、患者は1つ又は複数個のPETディテクタのリングにより包囲され、そのPETディテクタは、PET放射性医薬品の消滅する陽電子から放射される511keVの2つの同時放出ガンマ線の検出を可能にする。それらの出来事(又はイベント)のうち検出される対の各々は、陽電子−電子消滅の物理学に基づく、放射ソースと交わる反応直線(a  straight  line-of-response)を規定する。そのような検出されたイベントの大規模な集団は、以後、特殊なソフトウェアを利用して再構築されることが可能であり、そのような再構築は、診断に役立つ有意の3次元(3D)画像の生成をもたらし、投与された放射性医薬品の時空間分布を明らかにする。
【０００２】
本願は、PET及びその他の放射性映像システムで使用する新規で改善されたシステム及び方法を提供する。
【発明の概要】
【０００３】
一形態によれば、放射線放出撮像システムは、撮像方法を実行するようにプログラムされる電子データ処理デバイスを含み、撮像方法は：撮像する視界(field  of  view：FOV)内の対象(a  subject)中の放射性医薬品についての断層撮影による放射線放出データを取得するように、放射線放出スキャナを操作するステップ；軸方向に沿って撮像FOVの外側で隣接して位置する拡張されたFOV内の対象の拡張撮像データを取得するように、撮像システムを操作するステップ；拡張撮像データに基づいて、拡張FOV内の対象中の放射性医薬品の分布を推定するステップ；及び、撮像FOV内の対象の再構築された画像を生成するように、断層撮影による放射線放出データを再構築するステップであって、拡張FOV内の対象中の放射性医薬品についての推定された分布に基づいて、拡張FOVから撮像FOVへの散乱について、再構築された画像を補正することを含む、ステップ；を有し、前記放射線放出撮像システムはデータベースを有し、前記推定するステップは、前記対象の撮像データに最も合致する他の対象中の放射性医薬品の分布を、前記データベースから選択することを含む。撮像システムを操作するステップは、拡張FOV内の対象の画像を取得するように、伝送コンピュータ断層撮影(CT)スキャナ又は磁気共鳴(MR)スキャナを操作することを含んでもよい。更に、拡張FOV内の対象中の放射性医薬品の分布を推定することは、(i)拡張FOV内の対象についての取得された画像、及び(ii)他の対象中の放射性医薬品の分布についてのデータベースに基づいてもよい。他の対象内の放射性医薬品の分布についてのデータベースが使用される場合、拡張FOV内の対象についての取得した2次元の放射線放出データに、最も合致する他の対象中の放射性医薬品の分布が、選択されてよい。更に、他の対象中の放射性医薬品の分布についてのデータベースが使用される場合、推定するステップは、拡張FOV内の対象についての取得した2次元の放射線放出データ、又は、対象の特徴(例えば、体重、身長など)のうちの何れかに基づいて、他の対象中の放射性医薬品の選択された分布を調整することを含んでもよい。
【０００４】
他の形態によれば、上記の段落で言及されるような放射線放出撮像システムにおいて、放射線放出スキャナは、低い計数統計(lower  counting  statistics)を有し且つFOV内側の再構築される画像より低い解像度を有する高速・全身・放射線放出・画像を取得するように操作されてもよく、及び、推定するステップは、対象全身の放射線放出画像に基づいて、拡張FOV内の対象の放射性医薬品の分布を推定することを含んでもよい。追加的に、プロセスは、単一散乱シミュレーション(SSS)を利用して、拡張FOV内の対象中の放射性医薬品の推定された分布に関し、FOV内の再構築された画像を補正することを含んでもよい。
【０００５】
別の形態によれば、スキャナはPETスキャナであってもよい。スキャナは、単一光子放出コンピュータ断層撮影(a  single-photon  emission  computed  tomography：  SPECT)スキャナのような他の任意の種類のスキャナ又はコンプトン・カメラであってもよい。
【０００６】
別の形態による非一時的な記憶媒体は、撮像方法を実行するように電子データ処理デバイスが読み取り可能であり且つ実行可能な命令を保存し、撮像方法は：撮像する視界(FOV)内の対象中の放射性医薬品についての断層撮影による放射線放出データを受信するステップ；撮像FOVに隣接する拡張されたFOV内の対象の拡張撮像データを受信するステップ；拡張撮像データに基づいて、拡張FOV内の対象中の放射性医薬品の分布を推定するステップ；及び、撮像FOV内の対象の再構築された画像を生成するように、断層撮影による放射線放出データを再構築するステップ；を含む。再構築は、拡張FOV内の対象中の放射性医薬品の推定された分布から、散乱について、再構築された画像を補正することを含み、推定するステップは、対象の撮像データに最も合致する他の対象中の放射性医薬品の分布を、データベースから選択することを含む。
【０００７】
他の形態による撮像方法は：撮像する視界(FOV)内の対象中の放射性医薬品についての断層撮影による放射線放出データを取得するように、放射線放出スキャナを操作するステップ；軸方向に沿って撮像FOVを越えて延びる拡張されたFOV内の対象の拡張撮像データを取得するステップ；拡張撮像データに基づいて、拡張FOV内の対象中の放射性医薬品の分布を推定するステップ；及び、撮像FOV内の対象の再構築された画像を生成するように、断層撮影による放射線放出データを再構築するステップであって、拡張FOV内の対象中の放射性医薬品についての推定された分布から、撮像FOV内への散乱について、再構築された画像を補正することを含む、ステップ；を有し、推定するステップは、対象の撮像データに最も合致する他の対象中の放射性医薬品の分布を、データベースから選択することを含む。
【０００８】
利点の1つは、臨床の放射線放出スキャニングの多くの場合に、余分な外側のFOVアクティビティ(activity)の影響について補正を行うことで、画像品質及び評価の改善を促す点にある。FOVが、嚢(the  bladder)のような非常に高いアクティビティ分布を有する領域に隣接するような場合に、本発明は特に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明は、様々なコンポーネント及びコンポーネントの配置、並びに、様々なステップ及びステップの配列の形式をとってもよい。図面は、好ましい実施形態を示すことしか目的としておらず、本発明を限定するように解釈されるべきではない。
【図１】放射線放出・撮像システムの一形態を図式的に示す図。
【図２】被検体及びFOVエリアの一例を示す図。
【図３Ａ】PETスキャン・エリアと均一な動きを伴う円筒ファントムとの表現例を示す図。
【図３Ｂ】図3Aに示される均一な動きを上回る再構築画像における平均ボクセル値の例を示す図。
【図４】撮像FOVの外の及び隣接する拡張FOVにおける放射性医薬品の分布を推定する方法例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
一般に、ＰＥＴスキャナ捕捉ワークフローは、所定の関心領域又は視界（ＦＯＶ）に制約され、ＦＯＶ外側のＰＥＴデータは、スキャン時間を節約するために、当たり前のようには収集されない。しかしながら、それでも、外側のＦＯＶ放射性医薬品の推定を得ることは、散乱補正方法のための正確な推定をもたらすために重要である。
【００１１】
図1に関し、例示的な放射線放出(radioemission)撮像システム10は、放射線ディテクタ14を有する陽電子放出断層撮影(PET)スキャナ12を含む。スキャナ12及び放射線ディテクタ14は、検査領域内のテーブル16上にいる腹臥位の被験者を受け入れるように配置され採寸されており、検査領域は、環状の(複数の)放射線ディテクタにより包囲されている。図1では放射線ディテクタ14が示されているが、典型的な市販のPETスキャナでは、放射線ディテクタは、PETスキャナ12のハウジング内に収容されており、従って、普通は外から見えないことが、認められるであろう。PETスキャナ12は、通常のPETスキャナであってもよいし、或いは、飛程時間  (time-of-flight：TOF)機能を組み込んでいてもよく、後者の場合、2つの511keVのガンマ粒子の検出時間差に基づいて反応ライン(line-of-response：LOR)に沿って、陽電子消滅イベントが測位される。適切なPETスキャナは、例えば、コーニンクレッカ・フィリップスN.V.(オランダ国アインドーフェン)から入手可能な様々なPETスキャナを含む。
【００１２】
PET撮像では、被検体(又は対象)には、陽電子放出の放射性同位体を含む放射性医薬品が投与される。放射性医薬品は、脳、肺、腫瘍などのような関心のある臓器又は組織に集まるように計画される。放射性医薬品の投与後に、被検体は、検査領域内に配置される。時間が経過すると、放射性医薬品は、正のβ崩壊として知られるプロセスの際に、陽電子(又はポジトロン)を放出する。放射性医薬品により放出された陽電子は、短い距離を進む。陽電子が進行すると、エネルギを失い、そして、エネルギを失う際に、電子と非常に相互作用しやすくなる。陽電子が電子と相互作用すると、陽電子及び電子は両方とも消滅し(電子−陽電子消滅)、511keVのガンマ線光子(しばしば、消滅光子とも言及される)のペアが生成される。(2つの)511keVのガンマ線光子は、反対方向に移動し、スキャナ12のシンチレータに到達して検出される。一般に、2つの同時に(所定の時間ウィンドウの間に)検出されるガンマ線光子のイベントは、検出器間を結ぶ線分上で生じる1つの陽電子の消滅イベントにより生じていることが、高い確率で仮定される。TOF-PETでは、イベントは、飛程時間情報(the  time-of-flight  information)に基づいて、反応ライン上で更に特定される。
【００１３】
説明している放射線放出モダリティはPETであるが、視界範囲外の放射線を推定及び補正するための開示される技術は、単一光子放出コンピュータ断層撮影(SPECT，不図示)等のような他の放射線放出・撮像モダリティにも適用可能である。本技術では、唯1つの放射線粒子が放射され、放射線ディテクタは、反応ライン(又は小さな頂角の円錐)を規定するコリメータを含む。
【００１４】
図1及び2に関し、PETスキャナ12は、視界(FOV)内でPET撮像データを収集する。PET12により収集されるデータの多くは、FOVの中で生じる(例えば、消滅の場所における)イベントに対応する。例えば、陽電子消滅イベントP1はFOVの中で生じ、その511keVガンマ線R11,R12は検出されて反応ラインを規定する。しかしながら、PETスキャナ12により収集される幾らかのデータは、FOVの中に散乱される、FOVの外で生じたイベントに対応する。テーブル16に横たわる伏臥位の患者(a  prone  patient)の場合、患者は軸方向18に沿って延びており、それにより、軸方向18に沿う撮像FOVの外側及び近隣に配置される拡張FOVに、放射線医薬品のゼロでない分布が存在するかもしれない。その例は図2に示されており：FOVの外側で生じる消滅イベントP2が、PETディテクタに衝突する第1ガンマ線R21と、放射線ディテクタ・リングを逃れる方向への(衝突(又は散乱)しない方向への)第2ガンマ線R22とを有する。そのような場合、(ガンマ線R21に起因する方の)一方の511keVの検出イベントのみが生じるので、片方のPETデータは生成されないはずである。しかしながら、図示の511keV  ガンマ線R22が、散乱イベントを経験すると、それにより、実際の経路R22’は放射線ディテクタに衝突するようになる。その結果、511keVの2つの同時検出イベントが得られ、その同時検出は誤った反応ラインを規定し、その誤りは、画像の再構築の過程で、陽電子消滅イベントP2’として、誤って解釈されてしまう。そのような外側のFOVイベントは、図示されているように、原理的には、進行中に511keV光子が散乱することに起因する。
【００１５】
図1を再び参照すると、処理ブロック20において、陽電子消滅イベントに対応する同時の511keVイベントが、時間及びエネルギ・ウィンドウ化技術により識別される。これらのうち多くは(消滅イベントP1に対応する反応ラインのように)真のイベントであるが、(消滅イベントP2に対応する反応ラインのように)いくらかは、散乱に起因する誤った反応ラインである。再構築処理ブロック22により、断層撮影PET撮像データは、適切な再構築プロセスを利用して、FOVの3D画像に再構築される。幾つかの適切な断層撮影・画像再構築アルゴリズムは、フィルタリングされる逆投影法、反復的な順方向投影アルゴリズム、及び、フーリエ変換再構築アルゴリズムを含む。
【００１６】
再構築プロセッサ22により使用される断層撮影・再構築アルゴリズムは、一般的には、イベントP2に起因するもののようなFOV外側での散乱に起因する誤った反応ラインを区別していない。データを再構築する際の精度を改善するために、FOV外側で生じる消滅イベントに対処するように、再構築プロセスを修正することが望ましい。この目的のため、図1に示されるオペレーション30において、軸方向18に沿って撮像FOVの外側に及び隣接して配置される拡張された視界(拡張FOV)内の被検体についての拡張撮像データが取得される。これは、例えば、コンピュータ断層撮影(CT)スキャン、磁気共鳴(MR)スキャンを行うことにより、又は、写真撮影カメラにより実行されてもよい。一実施形態では、PET撮像の準備の際にCTスキャナにより取得される概観の眺め(「概観」(surview))が、その目的に使用されてもよい。そのような撮像システムは、被検体内の放射性医薬品の分布を直接的には撮像せず(むしろ、それらはFOV領域外の生体構造的な境界をもたらす)、被検体についてのそのような画像は「アトラス(atlas)」(すなわち、被検体の中で放射性医薬品が典型的にはどのように分布するかについてのデータベース32又はその他の情報)との組み合わせに使用され、PET撮像を受ける被検体内での分布を推定することが可能である。代替的に、別途行われる高速スキャンにおいて、FOV外側でPETスキャナ12を作動させることにより、FOV外側からの撮像データが収集されてもよい；例えば、FOV外側の情報は、超高速全身PETスキャンにより収集されてもよく、そのスキャンは、画像再構築プロセッサ22によりFOVについて生成される再構築画像よりも低い計数統計によるものである。超高速PETによるFOV外側データは、ノイズを抑制するために低い空間解像度に再構築され、散乱補正技術におけるFOV外側の活性分布(outside  FOV  activity  distribution)の推定として、有効に使用されることが可能である。更に、FOV外側のデータを収集する技術は、単独で使用されてもよいし、互いに組み合わせられてもよい。
【００１７】
一実施形態では、オペレーション30は、概観の取得を引き起こす。多くのPETでは、より大きな軸上のFOVをカバーする概観が、プランニングの目的で取得されるので、その概観が、本願で開示される散乱補正で容易に利用可能である。概観は、通常、固定された角度の(単独のプロジェクションの)軸方向のCTスキャンにより生成され、2D伝達画像をもたらし、患者に対して最小の追加的な線量しか与えない。代替的に、オブジェクトの境界を設定するために、光撮像デバイス(写真ビデオ撮像デバイス)の利用が可能である。別の変形例では、PET概観は、多くの時間及び追加線量を患者に加えることなく、全体的な活動(total  activity)を評価するために使用されることが可能である(例えば、ベッドの位置毎に10秒程度、或いは、速やかな連続的なカウチの動きを利用してもよい)。
【００１８】
オペレーション30が放射性医薬品の分布を直接的に撮像しない実施形態では(例えば、CT又はMR撮像が使用される場合)、分布は、他の被検体についてのデータベース32(しばしば「アトラス」と言及される)を利用して適切に導出される。データベースは、現在の被検体のFOV外側である領域を含む、他の被検体における放射性医薬品の撮像された又は定量化された分布の情報を適切に含む。データベースの中身は、被検体に投与される放射性医薬品のタイプに基づいて使用の際に選択されてもよい。データベースの中身は、例えば、性別、年齢、身長、体格指数(BMI)等のような被検体の1つ以上の特性に基づいて選択されてもよい。選択されるデータベースの中身は、オペレーション34において、FOV外側での放射性医薬品の分布を推定するために使用される。
【００１９】
引き続き図1を参照すると、撮像FOV内の被検体についての再構築PET画像を生成するために、断層撮影PETデータを再構築することは、拡張FOVでの被検体中の放射性医薬品について推定された分布を求めて、再構築画像を補正することを含む。説明する実施形態では、この補正は、単独散乱シミュレーション(single  scatter  simulation：SSS)を利用してサブモジュール24により実行されるが、より複雑な技術も想定されている(例えば、単独及び二重散乱イベントを考慮してもよい)。SSSは、伝送画像、生体構造マップ(例えば、骨その他の散乱を引き起こす可能性のある構造)等により提供される散乱確率を合計することにより、反応ラインに沿う散乱補正因子を推定する。
【００２０】
図3A及び図3Bを参照し、外側FOV散乱補正の影響を説明する。この実験では、図3Aで図式的に示されるように、円筒状ファントム(a  cylindrical  phantom)は均一な放射能で満たされており、円筒状ファントムは、その両側で(PETスキャン・エリアである)FOVの外側に〜7cm延びている。図3Bは、軸方向に沿って(すなわち、軸上スライスによって測定されるような)再構築された画像ボクセル値の平均を示す。内側FOVアクティビティのみに対する散乱補正とともに(外側FOVアクティビティに対する補正をせずに)再構築がなされる場合、測定されるアクティビティは、FOVの(軸上)両端の近辺で増加している。これは、外側の放射能がFOVの中に散乱することに起因しており、散乱は、FOVの両端で最も多く、かつ、FOV内への距離の増加とともに(従って、外側FOV散乱ソースから遠ざかるにつれて)減少している。測定されたアクティビティは、本願で開示されるような外側FOVアクティビティに対する散乱補正が為される再構築によるものと比較して10％高い(図3Bでは、「ΔC」として示されている)。ΔCというこの大きな値は、本願で開示される放射性医薬品分布の外側FOV散乱補正による比較的正確な推定量をもたらす値を示し；FOV内側で測定されるアクティビティによる散乱に対する補正だけではない。FOVの最も外側の(ペリフェラルの)軸上スライスで測定されたものと同じ軸方向に沿って、拡張されたFOVにおける未知のアクティビティ分布を近似するような何らかの従来技術の利用が可能であるかもしれないが、そのような仮定は、臨床患者の撮像には決して成立せず、従って、散乱に対する過大な補正又は過小な補正をしばしばもたらす虞がある。
【００２１】
図4を参照すると、データベース32のコンテンツ及びオペレーション30で収集した患者画像に基づいて、患者内部の放射性医薬品の分布を推定するために、処理ブロック34により実行されることに適した方法が説明されている。図4の方法は、オペレーション30が患者の画像を収集することを仮定している(ただし、放射性医薬品の分布を直接的に撮影するものではない)。本方法は、更に、データベース32が、リファレンス患者の各々について、(1)リファレンス患者の画像；及び(2)リファレンス患者における対応する放射性医薬品の分布を含んでいること、を仮定している。オペレーション40において、PET撮像を現在受けている患者に最も近い(又は類似する)データベース32中のリファレンス患者が、選択される。その選択は様々なファクターに基づいてもよく、そのファクターは、例えば、患者の特徴(身長、体重、体脂肪率、性別など)、放射性医薬品の種類、放射性医薬品の投与量、放射性医薬品の投与からPET撮像までの時間間隔(これがファクターである理由は、分布は、体内を拡散してターゲット組織又は臓器に集まるまでにどの程度長くかかったかに依存し得るからである)、放射性医薬品の分布に影響を及ぼすことが予想される医学的状態などである。オペレーション42において、データベース32から取得された選択されたリファレンス患者の画像が、オペレーション30で取得された患者の画像に対して空間的に位置合わせされる。空間的な位置合わせ(The  spatial  registration)は、リジッドな又は非リジッドな空間的レジストレーション技術を利用することが可能であり、一般に、適切な並進及び回転の操作とともにリファレンス患者画像について、伸張、縮小又はその他の変形を引き起こし、オペレーション30で取得された現在の患者の画像に整合させる。オペレーション44において、リファレンス患者の対応する放射性医薬品の分布(これもデータベース32から取得される)が、空間的レジストレーションの変形パラメータに応じて変形される。例えば、適切な並進及び/又は回転の調整が適用され、そして、オペレーション42においてリファレンス患者画像が軸方向に(すなわち、上方(頭側)-下方(頭から離れる側)の方向に)10％、「前部」−「後部」方向に6％、横方向に8％だけ引き延ばされる場合、これらの変形操作が、リファレンス患者の放射性医薬品分布にも適用される。オペレーション46において、投与された放射性医薬品の投与量を補正すること等のような他の調整が適用されてもよい。例えば、現在の患者が、リファレンス患者に投与されたものより20％高い量の放射性医薬品の投与を受けていた場合(リファレンス患者の投与量も、データベース32から取り出される)、放射性医薬品の分布の大きさは、投与量の差異に対処するために20％だけ適切に増やされる。
【００２２】
図4の例では、データベース32が、実際の画像と、リファレンス患者内の放射性医薬品分布のマップとを保存していることを、仮定している。別の実施形態では、データベース32は、完全な3次元画像又はマップに劣るものを保存していてもよい。例えば、放射性医薬品分布は、分布についてのパラメータ化された3次元モデルとして保存されてもよい。その変形例においも、図4の方法が適用され、その場合のオペレーション44は、空間的レジストレーションの変形パラメータに応じて、パラメータ化された3次元分布モデルの適切な空間パラメータを調整するように、修正される。例えば、モデルが、軸長分布モデル(the  axial  length  distribution  model)を指定するパラメータを含む場合、そのパラメータは、オペレーション42における空間的レジストレーションを達成するように適用される軸方向の伸張又は縮小に基づいて、適切に調整される。
【００２３】
別の変形例として、空間的レジストレーションのオペレーション42は、同等な匹敵する情報を提供する別のオペレーションで置換されることが可能である。そのようなアプローチでは、PET撮像セッションにおけるスキャン・プランニング段階の最中に、放射線技師は、PET概観画像の提示を受け、アクティビティ対象境界を指定するように求められ、境界の指定は、例えば、それらの境界にカーソルを整合させるために、概観画像のGUIディスプレイ上で縦カーソル(vertical  cursor)を動かすことにより為されてもよい。代替的に、自動輪郭アルゴリズムを利用して、アクティビティ対象の境界を識別してもよい。ここで、データベース32は、リファレンス患者の概観を適切に保存しており、対応するリファレンス患者/現在の患者のアクティビティ対象境界が比較される。実際のアクティビティ対象がPET概観により測定される場合、調整オペレーション44は、リファレンス患者/現在の患者の対象境界の比較に基づいて、直接的に実行されることが可能であり、オペレーション42は、記述されるとおりにそれらの境界を確定するように簡易化される。
【００２４】
別のアプローチでは、ヘルスケア・ビッグ・データの技術が利用される。過去にスキャンされた患者(その患者の画像は、現在の患者における外側FOVである領域を含む)についての大規模な蓄積が取り込まれ、機械学習アルゴリズムが適用され、撮像FOV外側の拡張されたFOV領域における、現在の患者に対する予想される放出分布を導出する。年齢、性別、身長、体重又は体格指数、注入された放射線トレーサー及びスキャニング・モード等のような患者及び検査固有の情報は、現在の患者と、リファレンス患者スキャンのうち対応する部分とが、より厳密に合致するように、選択的に使用される。
【００２５】
図1の様々なデータ処理コンポーネントは、コンピュータ又はその他の電子データ処理デバイスとして適切に実現され、そのコンピュータ等は：(i)放射線放出撮像データを取得するように、放射線放出撮像スキャナ12を制御し、(ii)拡張FOV撮像データ取得オペレーション30を実行するために、(存在する場合には)追加的な撮像システムを制御し、及び、(iii)開示される撮像データ処理オペレーションを実行し、本願で開示されるような外側FOV散乱補正により再構築された画像を生成するように、プログラムされる。
【００２６】
本願で開示される撮像データ処理技術は、開示される技術を実行するように、電子データ処理デバイスにより読み取り可能で実行可能な命令を保存する非一時的な記憶媒体により、具現化されてよいことが、更に認められるであろう。そのような非一時的な記憶媒体は、ハード・ドライブ又は他の磁気記憶媒体、光ディスク又は他の光記憶媒体、RAIDディスク・アレイ等のようなクラウド・ベースの記憶媒体、フラッシュ・メモリ又は他の不揮発性電子記憶媒体などを含んでよい。
【００２７】
当然に、上記の記述を閲覧及び理解した者にとって、修正や代替が把握されるであろう。そのような修正及び代替が添付の特許請求の範囲又はその均等範囲に属する限り、本発明は、その修正及び代替の全てを包含するように解釈されることが、意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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