(57)【要約】光電ピークの付近に置かれる多重ウィンドウを用いてカウントが散乱補正されるガンマカメラシステムが記載されている。これにより、ピクセルデータは、画像を形成するより前に散乱補正される。本システムは、ストレス及び肺腫瘍検査のような２つの同位体（アイソトープ）を用いた核医療検査に有用であり、多重同位体のカウントデータが同時に収集される。
2004530915.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピクセルデータが画像処理よりも前に散乱補正される核カメラシステムにおいて、
多重エネルギーウィンドウにおける光電ピークの付近のカウントを収集するように働く収集サブシステムと、
前記多重エネルギーウィンドウの前記カウントを数学的に結合することにより散乱に対する補正をするように働く前記収集サブシステムに結合される散乱補正装置と、
散乱補正されたカウントデータから画像を作成する前記散乱補正装置に結合される画像プロセッサと
を有する核カメラシステム。
【請求項２】
前記収集サブシステムは異なるエネルギーレベルにおける放出を生じさせる多重放射性核種からカウントを同時に収集するように働く請求項１に記載の核カメラシステム。
【請求項３】
高いエネルギーレベルにおける放出を生じさせる前記放射性核種は、低いエネルギーレベルの前記光電ピークにおける背景散乱を生じさせる請求項２に記載の核カメラシステム。
【請求項４】
前記放射性核種はストレス検査に用いられる請求項３に記載の核カメラシステム。
【請求項５】
前記放射性核種はＴc及びＴlである請求項４に記載の核カメラシステム。
【請求項６】
前記放射性核種は肺潅流検査に用いられる請求項３に記載の核カメラシステム。
【請求項７】
前記放射性核種はＴc及びＸeである請求項６に記載の核カメラシステム。
【請求項８】
前記数学的に結合する動作は加算処理である請求項１に記載の核カメラシステム。
【請求項９】
前記数学的に結合する動作は減算処理である請求項１に記載の核カメラシステム。
【請求項１０】
前記散乱補正はピクセル単位毎に散乱に対し補正するように働く請求項１に記載の核カメラシステム。
【請求項１１】
前記多重エネルギーウィンドウは重複している請求項１に記載の核カメラシステム。
【請求項１２】
前記多重エネルギーウィンドウは隣接するエネルギーチャンネルを占めている請求項１に記載の核カメラシステム。
【請求項１３】
核医学の肺潅流検査を行う方法において、
前記肺の毛細血管に分配された状態となる血流システムに第１の放射性核種で標識化された第１のキャリアを与えるステップ、
吸引により、前記肺に第２の放射性核種で標識化された第２のキャリアを与えるステップ、及び
ガンマカメラを用いて同時に両方の放射性核種を撮像するステップ
を有する方法。
【請求項１４】
前記第１のキャリアは大凝集アルブミンである請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１の放射性核種はＴcである請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記第２のキャリアはガスである請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記第２の放射性核種はＸeである請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記第２の標識化されたキャリアが与えられている間、撮像が行われる請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
撮像は、血流に基づいて肺に分配される放射性核種の第１の核画像を生じるステップと、
エアレーションに基づいて肺に分配される放射性核種の第２の核画像を生じるステップと
を有する請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、核医学（ガンマカメラ）撮像システム、特に二重アイソトープ(dual isotope)検査の実施に関する。
【背景技術】
【０００２】
二重アイソトープ検査は、同じ検査中に異なる種類の臨床情報を引き出すために、核医学において実施されている。二重アイソトープ検査において、２つの放射性核種(radionuclide)が撮像セッションよりも前に患者に投与され、各放射性核種は異なる形式の解剖又は生理学的機能に特有である。両方の放射に対するエネルギーピークは、撮像収集処理中に検出され、各放射性核種に対する画像を形成するために、別々に貯蔵される。臨床医はこれにより、異なる放射性核種により生成される結果から得られる情報を統合したものに基づいて診断を行うことができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記二重アイソトープ検査中に生じる問題は、コンプトン散乱が原因による誤ったイベントカウントである。１つの放射性核種のエネルギーは、他の放射性核種の低いエネルギーピークの付近に背景ノイズを散乱及び生成することができる。この背景ノイズは、前記低いエネルギーピークにおけるイベントカウントとして記録され、不正確に復元される画像となる。従来、この散乱に対する補正をするときの試行は、画像処理技術に主眼が置かれている。しかしながら、補正された画像が他の処理及び補正を必要とせずに作成されることができるように、前記収集処理中にこの散乱に対する補正を行うことが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の原理に従って、ガンマカメラシステムは、同じ検査中に多重放射線核種からイベントデータを収集する。これらイベントは多重エネルギーウィンドウから収集される。これら多重エネルギーウィンドウにおけるイベントカウントは、補正されたピクセルデータを作成するために結合され、その後、画像を作成するのに使用される。これにより、散乱補正は、画像を形成する前の収集処理中に行われる。本発明は、心臓及び肺の多重放射性核種検査において有用なアプリケーションであることが分かる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
図１は、核カメラ画像収集、処理及び表示システムの主要な構成要素を説明する。本発明は、図面に示されるような１つのヘッド（１つの検出器）のカメラ１０か、又は米国特許番号5,760,402(Hug.他)又は米国特許番号6,150,662(Hug.他)に示される２つのヘッド（２つの検出器）のカメラかのどちらかを含んでいる。これらのカメラシステムは、心臓、腹部及び身体全体の検査には理想的なSPECTカメラであり、gated SPECT撮像技術を実施することが可能である。図１の説明において、垂直トラック１６及び１５に設置される２つのアーム１１及び９がgated SPECT及び他の検査に使用される検出器１２を必要とされる１８０°から３６０°の移動を達成するために、様々な投影角でこの検出器のヘッド１２を移動することができるガントリー構造(gantry structure)を形成する。ピボット構造(pivot structure)１７は、カメラ検出器１２及びガントリー構造を右回り又は左回りに旋回することを可能にする。カメラシステム１０は光電子増倍管配列、コリメータ(collimator)、シンチレーション水晶(scintillating crystal)及びデジタルピクセル出力を含むアンガーカメラ(Anger camera)型式の多くの知られた放射線を検出する構成要素を有する。カメラシステム１０は、前記検出器１２が患者の周りを横断する特定の離散回転角に従って貯蔵されるデジタル画像データを供給するために、十分知られたやり方で患者を撮像する。貯蔵は、心周期（以下に規定されるＲ−Ｒ期間）の特定の相に従って起こすこともできる。各回転角に対し、心周期の幾つかの相が調べられてもよい。前記カメラシステムの撮像検出器内の特定の座標位置（ｘ、ｙ）は、ピクセル位置と呼ばれ、各ピクセル位置により検出されるシンチレーションの数は、このピクセルに対するカウント値により表される。各ピクセルは、前記検出器１２の位置において検出される多数の放射線の放出を表すカウント値を含む。カメラシステム１０から結果生じるデジタル画像データは、画像データが収集されたときに検出器が位置していた特定の離散回転角に従って貯蔵される。更に、前記データがgated SPECT検査で収集されたＲ−Ｒ期間内のゲートされたセグメント(gated segment)（相）も貯蔵される。（ｘ、ｙ）位置のピクセル行列はここで、これらの座標位置におけるシンチレーションのヒストグラムと呼ばれる。ヒストグラムは未処理(raw)画像を表すと理解される。例えば、代表的な検出器１２は、撮像するのに利用可能な(64×64)ピクセル又は(128×128)ピクセルの解像度でもよく、約（1000×1000）ピクセルの最大解像度で撮像することができる。
【０００６】
カメラシステム１０は、データ収集コンピュータシステム２０に結合され、これは特別な構成の実施例において、カメラシステム１０を前記コンピュータシステム２０に結合する双方向のデータ送信ライン１９に結合される入力部及び出力部用の高速通信ポートを持つ汎用のコンピュータシステムを用いて実施される。前記コンピュータシステム２０は、前記カメラシステム１０による特定型式の検査を始めるために、ユーザにより選択される（データ収集プロトコルとも呼ばれる）データ収集パラメタを前記カメラシステム１０に伝達する。前記カメラシステム１０からの撮像データは、次いでライン１９を介して前記システム２０の通信装置へ移され、この未処理のgated SPECT画像データは次に収集後の処理コンピュータシステム１２０に転送される。前記データ収集システム２０は、カメラシステム１０の撮像処理を制御する既定データ収集パラメタの選択及び変更を可能にするためにユーザインタフェース用のキーボード入力装置２１も有する。例えば撮像セッション中にカメラシステム１０から伝達される撮像状態のような進行中の特定のgated SPECT検査に関するパラメタ情報及び関連情報を表示するための標準的なカラーディスプレイモニタ２８も前記データ収集システム２０に結合されている。
【０００７】
gated SPECT検査に対し、心臓電極及び信号増幅ユニット２５も前記データ収集コンピュータシステム２０に結合され、心臓信号は直接前記収集コンピュータ１０に達する。このユニット２５は、心拍の電気信号を入力するために心臓に近い患者の胸部と結合するのに特に適している。このユニットは、よく知られた心拍検出及び増幅(EKG)構成要素からなり、幾つかのよく知られた装置の何れも本発明の範囲内において利用することが可能である。gated SPECT分析を心臓において実行するために、心拍パルス又は電気の波は、患者の心臓のリズムが各々異なるので、各患者に対し検査がされなければならない。心拍の波形は、よく知られるＲ波が発生する周期内のポイントを決めるために調査される。連続するＲ波の間の時間期間は、Ｒ−Ｒ期間を決めるために計測される。これらポイント及びこれらポイント間のタイミング期間は、心周期の間、特に拡張末期及び収縮末期の期間セグメントにおいて、カメラシステム１０の撮像処理をゲートするのに使用される。本発明の好ましい実施例は、システム２０の制御下において、平均的なＲ−Ｒ期間を決めるために、検出器２５が一旦被写体の患者に置かれると、５つのサンプル心拍の波を自動的に収集する。この情報はコンピュータシステム２０に与えられ、その後カメラシステム１０に送られる、しかしながら、ユーザ制御下において収集コンピュータシステム２０により検出及び決定されると一度条件付けされると、上記情報はコンピュータシステム１０により直接検出及び決定されることも可能である。特定の投影角に対し、システム１０は収集される撮像カウントを第１のセグメント置き場に誘導し、各々連続する時間期間において、画像データは新しいゲートされた置き場に誘導される。Ｒ波が再度検出されるとき、前記第１の置き場は前記画像データを再度入力し、新しい投影角が生じるまで、前記処理は、互いのセグメント及び関連する置き場を介して継続する。心周期の開始を検出し、収集に用いられるＲ−Ｒ期間の選択されるセグメントの数にほぼ依存するカメラ撮像システムをゲートするために、電極２５もカメラシステム１０により用いられる。
【０００８】
上述されるように、前記撮像システムのデータ収集部は、カメラシステム１０とコンピュータシステム２０とから構成される。図１を参照して、画像データはカメラシステム１０からライン１９を介し収集システム２０に送られ、その後、ライン２２を介して収集後の処理システム１２０に送られる。このシステム１２０は、システム１０及びシステム２０により収集されたあるデータの処理、表示及び定量化を担当している。
【０００９】
この収集後の処理システム１２０は、カメラシステム１０により生成される未処理のgated SPECT画像データを収集し、ユーザが設定可能なプロシージャを用いて、復元される体積を供給するために前記データを復元（トモグラフィ(tomography)又は逆投影(backprojection)を実行）し、上述される機能画像の生成及び表示を含む、診断用の専門化された平面又は体積画像を前記体積から生じさせる。心臓の撮像において、生成される画像又はフレームは、多くのゲートされた時間セグメントに対し、短軸寸法、垂直寸法及び水平寸法（これら３つ全てはユーザ定義可能）において可変の厚さで復元される心臓の体積の異なるスライスを表す。これにより、完全な３つの寸法の情報が、様々なフォーマット及び配向において、二次元様式で表示器１０５により表示されることが可能である。
【００１０】
図２に説明される構成される実施例における収集後の処理システム１２０のコンピュータは、カリフォルニアのサンマイクロシステムズ社から利用可能なSPARCシステムである。しかしながら、収集処理能力及び表示性能を持つ同様なコンピュータシステムの幾つかも本発明の範囲内であるのに十分である。一般的に、システム１２０は、情報を伝達するためのバス１００、（例えば画像データ及び収集されるカウントのような）情報及び指令命令を処理するための、前記バスと結合される中央処理装置１０１、前記中央処理装置１０１に対する情報及び命令を記憶するための、前記バス１００と結合されるランダムアクセスメモリ１０２、前記中央処理装置１０１に対する静的情報及び指令命令を記憶するための、前記バス１００と結合される読み取り専用（ROM）メモリ１０３、（例えば未処理のgated SPECT及び復元されるデータセットの両方のような）情報及び指令命令を記憶するための、前記バス１００と結合される磁気ディスク又は光学ディスクドライブのようなデータ記憶装置１０４、及びコンピュータのユーザに情報を表示するための、前記バス１００と結合される表示装置１０５を有する。情報及び指令の選択を前記中央処理装置１０１に伝達するための、前記バス１００と結合される英数字及びファンクションキーを含む英数字入力装置１０６、手の移動に基づいてユーザが入力した情報及び指令命令の選択を前記中央処理装置１０１に伝達するための、前記バス１００と結合されるカーソル制御装置１０７、及び情報を前記コンピュータシステム１２０へ伝達及びこれから伝達するための、前記バス１００と結合される入力及び出力装置１０８が更に存在する。この入力及び出力装置１０８は、核カメラシステム１０により収集され、ライン２２を介して与えられる画像データを入力するように構成される高速通信ポートを、入力装置として含んでいる。
【００１１】
本発明のシステムと共に利用される表示装置１０５は、ＬＣＤ、陰極線管又はユーザが認識可能なグラフィック画像及び英数字を作り出すのに適した他の表示装置でもよい。本発明の好ましい実施例の表示ユニット１０５は、高解像度のカラーモニターである。前記カーソル制御装置１０７は、コンピュータのユーザに表示装置１０５の表示スクリーン上の可視の記号又はカーソル５（ポインタ）の二次元の移動を動的に知らせることを可能にする。トラックボール、マウス、ジョイスティック又は任意方向への移動若しくは変位方法を知らせることを可能である英数字入力装置１０５上の特別なキーを含むこのカーソル制御装置の多くの実施例が当業者に知られている。カーソル制御装置１０７が特別なキー及びキー列の指令を用いてキーボードから、又はタッチスクリーン式表示装置からの入力を介して誘導及び／又は稼動されてもよいと理解される。好ましい実施例内のカーソルの移動及び／又は稼動に関する説明において、入力カーソル誘導装置は、上述の装置の何れかから成り、このマウスカーソル装置には限定されないと仮定すべきである。コンピュータのシャシー１１０は、画像処理システムの次の構成要素；中央処理装置１０１、ＲＯＭ１０３、ＲＡＭ１０２、データ記憶装置１０４並びに信号入力及び出力通信装置１０８を含んでよく、更に任意にハードコピー印刷装置を含んでもよい。
【００１２】
データ収集システム２０は、キーボードの制御を介してユーザに、カメラシステム１０によって、gated SPECT撮像セッション又は他の選択された検査の指導をするためのパラメタ（又はプロトコル）の既定の組を選択及び／又は創造することを可能にする。図３はパラメタのインタフェーススクリーンと、キーボード２１を介してユーザにより選択され、スクリーン上に表示されるデータ収集用の核カメラシステムの定義可能なパラメタとを説明している。図３は、前記データ収集システム２０により定義可能な幾つかのパラメタを説明している。一度設定されてしまうと、定義可能なパラメタは、後続する再呼び出し(recall)のためのコンピュータのファイルに保存され、参照されると理解される。記憶されるパラメタ又はプロトコルファイルは、その後、特定の検査に対し再度呼び出され、利用される。これにより、類似又は同じ検査に対しパラメタを再度入力する必要性を削除する。図３に示されるパラメタの名前は、“GATED SPECT”であり、３００で示されている。ユーザにより一度指示されたコンピュータシステム２０は、特定の検査を初期化し、開始するために、ユーザにより設定されたパラメタをカメラシステム１０に中継する。前記初期化は処理指令３５７の選択により行われる。この型式のユーザインタフェースは、これにより、多用途である一方、選択される検査プロトコルの高度な自動的な実施を同時に提供する。
【００１３】
本発明の原理に従って、図１から図３のガンマカメラシステムは、図４に示されるデータネットワークを使用することにより、同じ検査中に幾つかの放射線核種から画像を作り出すことが可能である。前記ネットワークは、前記ガンマカメラのデータが高いデータ速度で入力されるリングバッファ1720を含む。説明される前記リングバッファ1720におけるデータは、専用の開始点1722と、データが入力及び処理されるようにこのリングバッファの周囲で調節する終了点1724を持つ。ガンマカメラのデータはプロデューサ(producer)により前記リングバッファに入力され、そのうちの１つが1700で示されている。プロデューサはデータをリングバッファ1720に入力するカメラのサブシステム又はデータパスである。図において説明されるプロデューサは、検出器又はカメラのヘッドからのデータストリーム1710であり、これが検出器のデータをリングバッファに入力する。他のプロデューサは、例えば記憶されるデータソースのような他のソースからデータを供給してもよい。検出器により供給されるデータ語の幾つかの型式は、以下の図６に記載されている。
【００１４】
１人以上のコンシューマ(Consumer)が前記リングバッファ1720を横断するデータにアクセスする。図４に３人のコンシューマが示され、Ｃ１、Ｃ２及びＣ３と標識化される。コンシューマはデータプロセッサ又はリングバッファ1720におけるデータの一部又は全てを利用するパス若しくは他のエンティティである。説明される実施例において、各コンシューマは、イベントデータの固有の特性を調べ、検査の特定型式に対し選択されるリングバッファからデータを読み取るように条件付けられたエンティティである。以下の実施例における検査は、画像の型式に全て関連し、それ故に本実施例に示されるコンシューマは選択されたデータを読み取り、次に画像表示装置に転送されることが可能な画像に加工する。各コンシューマＣ１、Ｃ２及びＣ３は、データがその入力部を通過するので、前記リングバッファにおけるデータを調査し、コンシューマによりサポートされる撮像処理に必要とされるこれらデータ語を独立して読み取る。コンシューマは、独立且つ同時に操作し、各々は１つ以上の画像処理をサポートすることができる。
【００１５】
検出器により供給されるイベントデータの型式の実施例が図６に示されている。本実施例において、各イベント語は６４ビット長である。この図における語は各々１６ビットからなる４つのラインで示される。図６ａは、各々４ビットからなる４つのエネルギーウィンドウバイトEWINを持つシンチレーションイベント語1802を説明している。これらのビットのうちの１つの設定は、特定のシンチレーションイベントが収集された１６個のエネルギーウィンドウの１つを指している。通例、検出器はカメラを操作する者により選択されるエネルギーウィンドウ用のデータを作成するだけである。タグＩＤ(TAG ID)及びタグバージョン(TAG VERSION (VER.))バイトは、データ語をシンチレーションイベント語と識別する。これらTAGバイトは前記イベントを作り出す検出器の番号のような情報を供給する。データＸ及びデータＹは、前記イベントを感知した検出器に関するｘ及びｙ座標位置を供給する。データＺバイトは検出されたイベントのエネルギー番号を供給する。
【００１６】
図６ｂは、ガントリーイベント語1804に対するフォーマットを示す。ガントリーイベント語は、このガントリーの正確な位置、それ故に検出器の位置に関する情報を供給する。ガントリーイベントデータは、センサ、制御装置及びガントリーと関連する他の装置を用いて作り出される又はガントリー用の制御プログラムから作り出される。説明されるガントリーイベント語1804は、前記語をガントリーイベント語と識別するタグＩＤ及びバージョンバイトを有する。TAGバイトは、ガントリーイベント語に含まれる情報の型式に関する情報を供給する。残りの３つのラインは、前記ガントリーイベントに関連するデータを含む。
【００１７】
図６ｃは、時間イベント語1806の実施例を示している。収集システムは、これらの語を時間マーカとして供給するので、前記カメラの他のイベントは時間に適応することができる。時間イベントは例えば１ミリ秒毎に一度のような規則的な期間で起こる。時間イベント語のタグバイトは、この語を時間イベント語だと示す。残りの時間イベント語は、時間の情報を与えるデータを有する。
【００１８】
図６ｄは、EKGイベント語1808を説明し、これは心臓電極ユニット２５がゲートされた検査に使用される場合に作成される。前記タグバイトは前記語をEKGイベント語と識別する。トリガデータ(TRIGGER DATA)バイトは、トリガイベントに関する情報を供給し、EKGイベント語の他のデータバイトは、EKGイベントに関連する他の情報パラメタを供給する。
【００１９】
他のイベント語が、検出器により供給され、リングバッファ1720に入力されるデータストリームに存在してもよい。例えば、開始及び停止イベント語が画像収集セッションの開始及び画像収集セッションの終わりを示すのに使用されてもよい。
【００２０】
上述される核カメラシステムは、以下に説明されるような多重放射性核種を用いて検査を実施するのに使用されるのが有利である。これによって虚血(ischemia)が識別されることができるストレス検査は、多重核種が用いられる１つの応用例である。ストレス検査において、患者はトレッドミル(treadmill)又はルームサイクル(stationary bicycle)に乗って運動するか、心拍が目標とするストレス速度の約８５％に達するまで、ドブタミン(dobutamine)のような心血管興奮剤(cardiovascular stimulant)を注入する。その後、患者は、例えばテクネシウム(technetium)で標識化(labeled)されたsestamibiのような、心筋に局在する放射性標識薬剤を注入される。前記薬剤が心臓を数回通過し、心筋に潅流させる間、患者はもうしばらく運動をし続ける。前記薬剤はストレスを加えた状態で注入された心臓の画像を収集するために、後続する８−１５分以内に撮像される。
【００２１】
放射性標識薬剤が患者の体内から消失した後、患者は他の撮像セッションのために回復し、これは一般的に最初のセッションから２４時間後である。心臓が安静した心拍であれば、患者は再び放射性標識薬剤を注入される。心臓が安静であるとき、この薬剤は心筋を潅流し、患者が再び撮像される。臨床医はその後、ストレス時と安静時との画像を比較する。虚血が原因によるストレス画像における温度の低い領域が安静時の画像において多数占められ、臨床医に虚血の状態を診断することを可能にする。
【００２２】
本発明の好ましい実施例において、ストレス検査は２つの異なる放射性核種を用いて実施される。患者は、８５％のストレスレベルに達するまで運動をさせられるか、又は薬理的ストレスを加えられ、そしてＴcで標識化されたsestamibiを注入される。好ましい放射性核種はテクネシウム-99mであり、心筋の組織において高い摂取率を持つ、Ｔcで標識化されたsestamibiは、ストレスがかけられた状態でもう一度心筋に潅流させる。患者はもうしばらく運動をするか、又は放射性標識薬剤に心臓を数回通過させることを可能にするために運動をする。心筋の組織に対するsestamibiの高い親和性が前記薬剤を前記組織に持続させ、数時間の後に約１％の薬剤だけが再分配される。患者は、通常の心拍に達するまで、休息することが許可される。タリウム-201（Ｔl）の放射性核種が注入され、１０から１５分の間、心筋に潅流されることを可能にし、この時に患者は撮像される。
【００２３】
心筋組織は、ストレスがかかっている間、その組織の生化学キャリアによりこの組織に閉じ込められたＴcを含み、この組織は脈管系を現在通過しているＴlをも含んでいる。収集シーケンスはここで、それらのエネルギーのピークを調べることにより、これらの２つの放射性核種からシンチレーションイベントを収集する。これは、図５ａに説明されるようなエネルギーピークの近くでウィンドウ収集をすることにより行われる。Ｔcは前記ピークのエネルギーポイントの近くにウィンドウＷBを置き、このエネルギーウィンドウ内に起こるシンチレーションイベントを検出することにより検出される。このウィンドウＷBにおけるイベントは、このエネルギーウィンドウＷBからのイベントとしてシンチレーションイベントデータ語にマークをするためにEWINBビットセットを備える前記データ語に記録される。
【００２４】
Ｔlは一方は167keV、他方は77keVでの２つのエネルギーピーク３２及び３４を有する。タリウムを検出するために、ウィンドウはこれらエネルギーピークの各々の近くに置かれ、ウィンドウＷD及びＷCの両方に発生するイベントは、Ｔlからのカウントの総数を形成するために集められる。しかしながら、これらエネルギーピークは、１つが高いエネルギーレベルから低いエネルギーレベルへ進行するので、散乱ノイズの常に増大しているベースライン上に見られる。これは、高いエネルギーレベルからのコンプトン散乱によるものであり、これは低いエネルギーでの散乱イベントとして現れる。散乱が高いエネルギーレベルから低いエネルギーレベルに起こるので、散乱背景(scatter background)は、低いエネルギーレベルを介して高いエネルギーレベルを断続的に構築する。正確にすべきカウントに対し、これらは一定のベースラインに対し全て補正されるべきである。すなわち、カウント数が散乱に対し補正される必要がある。
【００２５】
本発明の原理に従って、77keVでのＴlエネルギーピークに対するカウントは、77keVの光電ピークの近くに置かれる第２のエネルギーウィンドウＷAにおけるイベントを収集することにより散乱補正される。これら２つの計測は、散乱補正される光電ピークに対するカウント総数を作り出すために数学的に結合される。散乱補正されるピクセルデータは、このとき画像を形成するのに使用される。２つのウィンドウからのデータは、これらウィンドウの大きさ、重複する程度及びこの補正に所望される精度に依存して結合されることが可能な方法が幾つか存在する。説明される応用の１つの数式は、
P77=SumD-ＷD*(SumA-SumD)/(ＷA-ＷD)
であり、ここでP77は散乱に対し補正される77keVでの光電ピークにおけるカウントの合計であり、SumAはウィンドウＡにおけるカウントの合計であり、SumDはウィンドウＤにおけるカウントの合計であり、ＷAはエネルギーチャンネルにおけるウィンドウＡの幅であり、ＷDはエネルギーチャンネルにおけるウィンドウＤの幅である。この等式の右側の商は、エネルギーウィンドウＷA及びＷDの異なる幅を説明するために、前記補正をスケーリング(scaling)する。検出器が二次元のピクセルデータを収集するので、前記補正は好ましくは画像の各ピクセルのカウントに対して行われる。
【００２６】
図４のネットワークは、以下の方式において上記検査から前記イベントデータを分類する。検出器のプロデューサ1710からリングバッファ1720へのデータ語の流れは、全３つのエネルギーレベル（77keV、140keV及び167keV）からのシンチレーションイベントデータを含み、これはシンチレーションイベント語のデータＺにおいて識別される。前記４つのウィンドウは、シンチレーションイベント語のEWIN領域におけるビットの設定により識別される。前記イベント語がリングバッファを横断するので、コンシューマＣ１、Ｃ２、Ｃ３等は、コンシューマが支援する個々の画像に対するデータ語を識別し、読み取る。例えば、４つのコンシューマは、４つの個々のウィンドウから前記データを読み取ることができ、ウィンドウＡ及びＤを選択するコンシューマは、散乱補正を行うためにそれらの収集データを結合し、次いで画像処理用のデータを転送する前に全Ｔlカウントを得るために、このデータをウィンドウＣからのデータと結合する。他の可能性は、コンシューマＣ１が前記データを77keVの光電ピークから読み取り、コンシューマＣ２が前記データを140keVの光電ピークから読み取り、コンシューマＣ３が前記データを167keVの光電ピークから読み取ることである。コンシューマＣ１及びＣ３は、画像処理を行う前に、これらのＴlデータを結合する。第３の可能性は、コンシューマＣ１がＴlに対する全てのシンチレーションイベント（77及び167keVの光電ピーク）を選択し、コンシューマＣ２がＴｃに対する全てのシンチレーションイベント（140keVの光電ピーク）を選択することである。Ｔlに対する画像は、コンシューマＣ１のデータから作成され、Ｔcに対する画像はコンシューマＣ２のデータから作成される。
【００２７】
図５ａはエネルギーウィンドウの重複を用いた散乱補正を説明している一方、図７は重複していないエネルギーウィンドウが結合される散乱補正の例を説明している。これらウィンドウを注意深く設定することにより、これら結果のスケーリングが直接行われる。本実施例において、エネルギーウィンドウＷAは、光電ピーク３２の周辺に設定される。このウィンドウＷAはエネルギーチャンネルにおいて既定の幅を有する。ウィンドウＷB及びＷCは、ウィンドウＷAの幅の半分である幅を各々持つウィンドウＷAの一方の側において設定される。加えて、背景散乱は、図に示されるようにほぼ一次的に増大する場合、ウィンドウＷBにおけるイベントは、公称のエネルギーレベル５４を示し、ウィンドウＷCにおけるイベントは、公称のエネルギーレベル５２を示す。光電ピーク３２の散乱ベースラインは、これらレベルの間の略中間である。これによって、ウィンドウＷAのカウントからウィンドウＷA及びＷCにおけるカウントを減算することは、ウィンドウの大きさの相対的なスケーリングのために、光電ピークのウィンドウＷAにおける散乱カウントを殆どキャンセルする。
【００２８】
本発明が特に有用である他の応用は、肺潅流検査(lung perfusion study)である。このような検査は、肺塞栓症又は肺における血液の凝固を識別するために診断することができるように、生命を救う意味合いを持っている。塞栓は通常血液希釈剤で直ちに処理されるが、これらの混合物は、脳の出血を誘発するような危険な副作用を持っている。塞栓に似ている閉塞は、習慣的な閉塞性の肺の疾患によって引き起こされ、これは、瘢痕組織のように現れる。それ故に、前記問題を、塞栓であり、慢性的な閉塞ではないと素早く且つ明確に識別することが望まれるので、血液希釈剤は無意味に投与されない。
【００２９】
本発明の原理に従って、肺潅流検査は２つの放射性核種と１つの撮像プロシージャを用いて実施される。大凝集アルブミン(macro-aggregated albumin)のキャリアがＴcで標識化され、患者に注入される。このキャリアは肺における小さな毛細血管に閉じ込められ、これによって、血流に基づいて肺の中のＴcに閉じ込められる。時間と共に前記アルブミンは化学分解され、このシステムから無くなる。
【００３０】
毛細血管において所定の位置にＴcを持つ場合、患者は、好ましくは放射性核種のキセノン-133を含むキセノンガス(Xe gas)を吸い込む。これにより、このキセノンガスは血流ではなくエアレーション(aeration)に基づいて肺の内部に分配される。患者がキセノンガスを吸うので、ガンマカメラ撮像が行われる。同時に収集されるＴc及びＸe画像は、シンチレーションが塞栓をもし存在するのであるなら識別することを可能にする。
【００３１】
この検査の２つの放射性核種の光電ピークは、図５ｂに示されている。Ｘeは81keVにおいて光電ピーク３６を持ち、Ｔcは140keVにおいて光電ピーク４０を持つ。前記Ｔcからの散乱は、図に説明したように、Ｘeの光電ピークにおいて背景散乱を増大させる。Ｘeカウントは、図５ａに説明されるように扱う同じウィンドウ技術及びコンシューマによって散乱に対して補正される。図５ａとは異なり、図５ｂにおける各放射性核種は１つの光電ピークを持ち、光電ピーク各々に対するカウントはＸe及びＴlの別々の画像を夫々作成する。Ｘeの光電ピーク３６の周囲にあるウィンドウＷA及びＷBにおけるカウントは、ピクセル単位毎にＸe収集データを散乱補正するために結合され、その後、これらピクセルは表示用の画像プロセッサに転送される。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】ガンマカメラシステムの主要な構成要素を示す。
【図２】図１のガンマカメラのデータ収集後の処理及び表示システムを形成するブロック図を説明する。
【図３】gatedSPECT検査に用いられるパラメタの幾つかを説明する。
【図４】本発明の原理に従って、同じ撮像手順から異なるデータセットを同時に処理するガンマカメラのネットワークを構成するブロック図を説明する。
【図５ａ】多重放射性核種を使用する心臓及び肺の検査に対するエネルギーピーク及びウィンドウを説明する。
【図５ｂ】多重放射性核種を使用する心臓及び肺の検査に対するエネルギーピーク及びウィンドウを説明する。
【図６ａ】本発明の構成される実施例に使用されるデータの形式を説明する。
【図６ｂ】本発明の構成される実施例に使用されるデータの形式を説明する。
【図６ｃ】本発明の構成される実施例に使用されるデータの形式を説明する。
【図６ｄ】本発明の構成される実施例に使用されるデータの形式を説明する。
【図７】多重エネルギーウィンドウを使用する他の散乱補正技術を説明する。
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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