(57)【要約】  陽電子放射断層撮影（ＰＥＴ）イメージングにおける１つ又は複数の欠落画素を補償するためのシステム１０及び方法１００である。画素補償プロセッサが、対象者の標的ボリュームを表すＰＥＴデータを受信する。ＰＥＴデータは、１つ又は複数の欠落画素についてデータが欠落している。画素補償は、受信されるＰＥＴデータから欠落画素のＰＥＴデータを推定する。
2017512997.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽電子放射断層撮影（ＰＥＴ）イメージングにおける１つ又は複数の欠落画素を補償するためのシステムであって、
対象者の標的ボリュームを表すＰＥＴデータを受信することであって、前記ＰＥＴデータは１つ又は複数の欠落画素についてデータが欠落している、前記ＰＥＴデータを受信すること、及び
受信される前記ＰＥＴデータから前記欠落画素のＰＥＴデータを推定すること
を行う画素補償プロセッサを含む、
システム。
【請求項２】
画素は、シンチレーション事象の場所が突き止められ得る最も狭い領域である、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記画素補償プロセッサが、
近傍画素のＰＥＴデータを複製すること、及び
複製ＰＥＴデータ内の前記近傍画素の位置を前記欠落画素の位置と置き換えること
によって前記欠落画素の１つに対するに対する前記ＰＥＴデータを推定する、請求項１及び２の何れか一項に記載のシステム。
【請求項４】
前記受信されるＰＥＴデータが各リスト項目における同時事象を表すリストモードデータであり、前記複製ＰＥＴデータは前記受信されるＰＥＴデータのリスト項目である、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記画素補償プロセッサが、
前記欠落画素の近くにあり、前記受信されるＰＥＴデータ内に含まれる画素のＰＥＴデータの部分集合を確率的に選択すること、
選択されたＰＥＴデータの部分集合を複製し又は加重結合すること、及び
複製され又は加重結合されたＰＥＴデータ内の前記近傍画素の位置を前記欠落画素の位置と置き換えること
によって前記欠落画素の１つに対する前記ＰＥＴデータを推定する、請求項１乃至４の何れか一項に記載のシステム。
【請求項６】
前記受信されるＰＥＴデータがサイノグラムデータであり、前記画素補償プロセッサが、前記サイノグラム領域内の前記欠落画素の前記ＰＥＴデータを推定する、請求項１乃至５の何れか一項に記載のシステム。
【請求項７】
前記サイノグラム領域が飛行時間（ＴｏＦ）のディメンションを含む、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記画素補償プロセッサが、
前記欠落画素に関連する前記サイノグラム領域内の各離散位置の値を近くの位置の値から補間すること
によって前記欠落画素の１つに対する前記ＰＥＴデータを推定する、請求項１乃至７の何れか一項に記載のシステム。
【請求項９】
前記受信されるＰＥＴデータ及び前記生成されるＰＥＴデータを前記標的ボリュームの画像表現へと再構成する再構成プロセッサ
を更に含む、請求項１乃至８の何れか一項に記載のシステム。
【請求項１０】
陽電子放射断層撮影（ＰＥＴ）イメージングにおける１つ又は複数の欠落画素を補償するための方法であって、前記方法は、
対象者の標的ボリュームを表すＰＥＴデータを受信するステップであって、前記ＰＥＴデータは１つ又は複数の欠落画素についてデータが欠落している、前記ＰＥＴデータを受信するステップと、
受信される前記ＰＥＴデータから前記欠落画素のＰＥＴデータを推定するステップと
を含む、方法。
【請求項１１】
画素は、シンチレーション事象の場所が突き止められ得る最も狭い領域である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記推定するステップが、
前記欠落画素の１つの近傍画素のＰＥＴデータを複製するステップと、
複製ＰＥＴデータ内の前記近傍画素の位置を前記欠落画素の位置と置き換えるステップと
を含む、請求項１０及び１１の何れか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記受信されるＰＥＴデータが各リスト項目における同時事象を表すリストモードデータであり、前記複製ＰＥＴデータは前記受信されるＰＥＴデータのリスト項目である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記推定するステップが、
前記欠落画素の１つの近くにあり、前記受信されるＰＥＴデータ内に含まれる画素のＰＥＴデータの部分集合を確率的に選択するステップと、
選択されたＰＥＴデータの部分集合を複製し又は加重結合するステップと、
複製ＰＥＴデータ内の前記近傍画素の位置を前記欠落画素の位置と置き換えるステップと
を含む、請求項１０乃至１３の何れか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記受信されるＰＥＴデータがサイノグラムデータであり、前記方法が、
前記サイノグラム領域内の前記欠落画素の前記ＰＥＴデータを推定するステップ
を更に含む、請求項１０乃至１４の何れか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記サイノグラム領域が飛行時間（ＴｏＦ）のディメンションを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記推定するステップが、
前記欠落画素に関連する前記サイノグラム領域内の各離散位置の値を近くの位置の値から補間するステップ
を含む、請求項１０乃至１６の何れか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記受信されるＰＥＴデータ及び前記生成されるＰＥＴデータを前記標的ボリュームの画像表現へと再構成するステップ
を更に含む、請求項１０乃至１７の何れか一項に記載の方法。
【請求項１９】
請求項１０乃至１８の何れか一項に記載の方法を実行する、少なくとも１個のプロセッサ。
【請求項２０】
陽電子放射断層撮影（ＰＥＴ）イメージングにおける１つ又は複数の欠落画素を補償するためのシステムであって、
対象者の標的ボリュームを表すＰＥＴデータを生成する複数のシリコン光電子増倍管（ＳｉＰＭ）と、
対象者の標的ボリュームを表すＰＥＴデータを前記ＳｉＰＭから受信することであって、前記ＰＥＴデータは機能していないＳｉＰＭに関連する欠落画素についてデータが欠落している、前記ＰＥＴデータを前記ＳｉＰＭから受信すること、及び
受信される前記ＰＥＴデータから前記欠落画素のＰＥＴデータを生成すること
を行う画素補償プロセッサと
を含む、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、概して陽電子放射断層撮影（ＰＥＴ）に関する。本願は、欠落画素を補償することに関して特に応用され、とりわけ欠落画素の補償に関して説明される。但し、本願は他の使用シナリオにも応用され、必ずしも上記の応用に限定されないことが理解されるべきである。
【背景技術】
【０００２】
過去、ＰＥＴシステムは光を検出するために１．５インチの光電子増倍管（ＰＭＴ）等のＰＭＴを概して使用してきた。典型的なＰＭＴベースのＰＥＴシステムは約１２，０００から３３，０００の個別のシンチレータを含むが、２００から８００のＰＭＴしか使用しない。そのため、典型的なＰＭＴベースのＰＥＴシステムは、機能していないＰＭＴに全く耐えることができない。ＰＭＴの大きさが原因で、機能していないＰＭＴは検出器の大部分を動作不能にする。更に、アンガーロジックは、検出器の動作不能部分内で生じるシンチレーション事象の位置を計算することを支援しない。
【０００３】
最近では、ＰＥＴシステムが光を検出するために３×３ミリメートル（ｍｍ）又は４×４ミリメートル（ｍｍ）のＳｉＰＭ等のＳｉＰＭに移行している。ＳｉＰＭベースのＰＥＴシステムでは、ＳｉＰＭの一部が適切に機能しない場合がある確率が高い。ＰＭＴベースのＰＥＴシステムとは対照的に、ＳｉＰＭベースのＰＥＴシステムのＳｉＰＭチャネル数はシンチレータ数に迫る。機能していないＳｉＰＭの影響を受ける領域はかなり狭いので、ＳｉＰＭベースのＰＥＴシステムは機能していないＳｉＰＭに耐えることができる。これはＳｉＰＭに対するシンチレータの１対１の結合、及び事象の位置を突き止めるためにマイクロアンガー計算が行われるＳｉＰＭに対するシンチレータの多対１の結合に当てはまる。
【０００４】
ＳｉＰＭベースのＰＥＴシステムは機能していないＳｉＰＭに耐え得るが、再構成される画像の質は低下する。機能していないＳｉＰＭは欠落画素の原因になる。画素とは、シンチレーション事象の場所が突き止められ得る最も狭い領域である。欠落画素とは、有効なデータが欠落している画素である。欠落画素は、シンチレータの性能、ＳｉＰＭとシンチレータとの間の光結合、及び処理を行う電子機器の１つ又は複数の問題によって生じることもある。欠落画素は、再構成中のイメージングアーティファクトになる。再構成中のアーティファクトは、走査される標的ボリューム内のかなり均一の活動を伴う、より高いスタティスティックの走査（higher statistic scans）でより顕著になる。
【０００５】
図１を参照し、ＰＥＴスキャナを用いて生成された３つの欠落画素を有するサイノグラムが示されている。このサイノグラムは空間情報を表現し、飛行時間（ＴＯＦ）情報は含まない。ＰＥＴスキャナはシンチレータとＳｉＰＭとの間の１対１の結合を含み、シンチレーション事象の場所が突き止められ得る最も狭い領域はＳｉＰＭ／シンチレータの対である。見て分かるように、欠落画素は矢印によって強調されている欠落データの暗い線を引き起こす。検出器間のギャップが周期的なメッシュパターンを発生させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本願は、これらの問題及び他の問題を克服する、新規且つ改善されたシステム及び方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一態様によれば、陽電子放射断層撮影（ＰＥＴ）イメージングにおける１つ又は複数の欠落画素を補償するためのシステムが提供される。このシステムは、対象者の標的ボリュームを表すＰＥＴデータを受信する画素補償プロセッサを含む。ＰＥＴデータは、１つ又は複数の欠落画素についてデータが欠落している。画素補償プロセッサは、受信されるＰＥＴデータから欠落画素のＰＥＴデータを更に推定する。
【０００８】
別の態様によれば、陽電子放射断層撮影（ＰＥＴ）イメージングにおける１つ又は複数の欠落画素を補償するための方法が提供される。対象者の標的ボリュームを表すＰＥＴデータが受信される。ＰＥＴデータは、１つ又は複数の欠落画素についてデータが欠落している。受信されるＰＥＴデータから欠落画素のＰＥＴデータが推定される。
【０００９】
別の態様によれば、陽電子放射断層撮影（ＰＥＴ）イメージングにおける１つ又は複数の欠落画素を補償するためのシステムが提供される。このシステムは、対象者の標的ボリュームを表すＰＥＴデータを生成する複数のシリコン光電子増倍管（ＳｉＰＭ）を含む。このシステムは、対象者の標的ボリュームを表すＰＥＴデータをＳｉＰＭから受信する画素補償プロセッサを更に含む。ＰＥＴデータは、機能していないＳｉＰＭに関連する欠落画素についてデータが欠落している。画素補償プロセッサは、受信されるＰＥＴデータから欠落画素のＰＥＴデータを更に生成する。
【００１０】
１つの利点は、イメージングアーティファクトの減少にある。
【００１１】
別の利点は画質の向上にある。
【００１２】
以下の詳細な説明を読んで理解すれば、本発明の更なる利点が当業者によって理解される。
【００１３】
本発明は、様々な構成要素及び構成要素の配置、並びに様々なステップ及びステップの配置の形を取ることができる。図面は好ましい実施形態を示すためのものに過ぎず、本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】陽電子放射断層撮影（ＰＥＴ）イメージングシステムを用いて生成された欠落画素を有する従来技術のサイノグラムを示す。
【図２】本願による画素補償プロセッサを有するＰＥＴイメージングシステムを示す。
【図３】図２のＰＥＴイメージングシステムの検出器を示す。
【図４】図１のサイノグラムと同じデータから、本願による画素補償を用いて生成されたサイノグラムを示す。
【図５】ＰＥＴイメージングにおける欠落画素を補償する方法を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
光を検出するためにシリコン光電子増倍管（ＳｉＰＭ）を使用するＰＥＴスキャナは、欠落画素を有する確率が高い。画素とは、シンチレーション事象の場所が突き止められ得る最も狭い領域である。欠落画素とは、有効なデータが欠落している画素である。欠落画素は、シンチレータの性能、ＳｉＰＭとシンチレータとの間の光結合、ＳｉＰＭ、及び処理を行う電子機器の１つ又は複数の問題によって生じ得る。本願は、欠落データを他の画素のデータで埋めることによって欠落画素を補償するための手法を記載する。この手法は欠落している応答ライン（ＬＯＲ：lines-of-response）をなくし、走査される標的ボリュームをより良く表す画像をもたらす。
【００１６】
以下、欠落画素の欠落データを埋めるための幾つかの手法が説明される。一例では、一次近似が使用される。この手法によれば、欠落画素の近傍の画素の事象データが複製され、近傍画素の位置を欠落画素の位置と置き換えることにより、その複製データが増大させられる。別の例では、サイノグラム空間の補間が使用される。この手法によれば、欠落画素に関連するサイノグラム空間内の各位置が近傍の位置から補間される。
【００１７】
図２を参照し、ＰＥＴイメージングシステム１０は、ＰＥＴスキャナ１２を含む。ＰＥＴスキャナ１２は未処理の走査データを生成し、スキャナ１２の内径１８のまわりに配置される複数のガンマ検出器１６を収容する固定ガントリ１４を含む。内径１８は、脳や胴等、撮像される対象者の標的ボリュームを受け入れるための検査ボリューム２０の範囲を定める。検出器１６は、検査ボリューム２０の長さにわたる１つ又は複数の固定リング内に概して配置される。但し、回転可能なヘッドも考えられる。検出器１６は、検査ボリューム２０からガンマ光子を検出し、未処理の走査データを生成する。
【００１８】
図３を参照し、検出器１６のそれぞれは、格子状に配置される１つ又は複数のシンチレータ２２を含む。シンチレータ２２は、ガンマ光子によるエネルギ付与に応答してシンチレートし、可視光パルスを発生させる。図示のように、ガンマ光子２４がシンチレータ２６内にエネルギ付与し、それにより可視光パルス２８をもたらしている。可視光パルスの大きさは、対応するエネルギ付与の大きさに比例する。シンチレータ２２の例は、タリウムがドープされたヨウ化ナトリウム（ＮａＩ（Ｔｌ））、セリウムがドープされたルテチウムイットリウムオルトケイ酸塩（ＬＹＳＯ）、及びセリウムがドープされたルテチウムオキシオルトケイ酸塩（ＬＳＯ）を含む。
【００１９】
シンチレータ２２に加えて、検出器１６は、シンチレータ２２内の可視光パルスを検出するセンサ３０をそれぞれ含む。センサ３０は複数の感光素子３２を含む。感光素子３２は、シンチレータ２２の格子と同様の大きさの格子状に配置され、対応するシンチレータ２２に光結合される。感光素子３２は、シンチレータ２２に１対１の構成で、１対多の構成で、多対１の構成で、又は他の任意の構成で結合され得る。図示のように、典型的には感光素子３２はシリコン光電子増倍管（ＳｉＰＭ）だが、光電子増倍管（ＰＭＴ）も考えられる。
【００２０】
感光素子３２がＳｉＰＭである場合、典型的には図示のようにシンチレータ２２と感光素子３２との間に１対１の対応関係があるが、他の対応関係も考えられる。ＳｉＰＭのそれぞれがフォトダイオードアレイ（例えばガイガーモードアバランシェフォトダイオードアレイ）を含み、各フォトダイオードはフォトダイオードアレイのセルに対応する。適宜、ＳｉＰＭ３２はガイガーモードで動作して一連の単位パルスを作り出し、デジタルモードで動作するように構成される。或いは、ＳｉＰＭはアナログモードで動作するように構成され得る。感光素子３２がＰＭＴである場合、多くの場合シンチレータ２２間で多対１の対応関係があるが、他の対応関係も考えられる。
【００２１】
再び図２を参照し、スキャナ１２を使用して対象者を走査する間、対象者の標的ボリュームに放射性医薬品又は放射性核種が投入（inject）される。放射性医薬品又は放射性核種は、標的ボリュームからガンマ光子を放出させる。次いで標的ボリュームが、スキャナ１２に対応する対象者支持台３４を使用して検査ボリューム２０内に配置される。標的ボリュームが検査ボリューム２０内に配置されると、標的ボリュームの走査を行うようにスキャナ１２が制御され、事象データが取得される。取得される事象データは、検出器１６によって検出される各シンチレーション事象の時間、位置、及びエネルギを表し、ＰＥＴデータバッファ３６内に適宜記憶される。
【００２２】
シンチレーション事象の位置は、スキャナ１２の画素に対応する。画素とは、シンチレーション事象の場所が突き止められ得る最も狭い領域である。例えば感光素子３２がＳｉＰＭであり、シンチレータ２２と感光素子３２との間に１対１の結合があると仮定されたい。その場合、シンチレーション事象の場所が突き止められ得る最も狭い領域は概してシンチレータ／ＳｉＰＭの対であり、画素は典型的にはシンチレータ／ＳｉＰＭの対に対応する。別の例として、感光素子３２がＰＭＴ又はＳｉＰＭであり、シンチレータ２２と感光素子３２との間に多対１の結合があると仮定されたい。その場合、シンチレーション事象を個々のシンチレータ２２まで局所化するためにアンガーロジックが概して使用され、画素は感光素子３２ではなく典型的にはシンチレータ２２に対応する。
【００２３】
取得後、又は取得と同時に、事象検証プロセッサ３８がバッファ済みの事象データをフィルタにかける。このフィルタリングは、シンチレーション事象の許容エネルギ範囲を定めるエネルギウィンドウに対して、各シンチレーション事象のエネルギ（デジタルモード内のセル数）を比較することを含む。エネルギウィンドウから外れるシンチレーション事象がフィルタによって除去される。典型的には、エネルギウィンドウは、検査ボリューム２０から得られるガンマ光子の知られているエネルギ（例えば５１１キロ電子ボルト（ｋｅＶ））を中心とし、キャリブレーションファントムから作り出されるエネルギスペクトルの半値全幅（ＦＷＨＭ）を使用して決定される。事象検証プロセッサ３８は、フィルタ済みの事象データから応答ライン（ＬＯＲ）を更に生成する。ＬＯＲは、互いの指定された時差範囲（即ち同時事象）内で検出器１６に当たる１対のガンマ光子によって定められる。指定される時差は、ガンマが同じ対消滅事象によるものであることを確実にするのに十分短いものである。従って、シンチレーション事象と検出器１６に当たるガンマ光子との間に１対１の対応関係があると仮定し、ＬＯＲは１対のシンチレーション事象によって定められ得る。
【００２４】
上記の事象データのフィルタリング及びＬＯＲの決定は、シンチレーション事象と検出器１６に当たるガンマ光子との間に１対１の対応関係があると仮定した。しかし、実際にはガンマ光子が複数のシンチレーション事象をもたらし得ることを当業者なら理解されよう。一部の例では、事象データが事象検証プロセッサ３８に渡される前に、ガンマ光子に基づいて事象データのシンチレーション事象が結合される。例えば、共通のガンマ光子に属するシンチレーション事象のエネルギが合計されても良く、ガンマ光子が検出器１６に当たった位置が概算され得る。次いで、事象検証プロセッサ３８がフィルタリングを行い、更新された事象データからＬＯＲを決定する。
【００２５】
同時事象を表すデータは、事象検証プロセッサ３８によって決定されるとき、又は事象検証プロセッサ３８によって決定されると、リストモードメモリ４０内にリストとして記憶され、各リスト項目は同時事象に対応する。リスト項目のそれぞれのデータは、ＬＯＲの１対のガンマ光子の場所が突き止められる２つの画素の空間データによって（例えばＸ及びＺの位置によって）対応するＬＯＲを表す。更に、リスト項目のそれぞれのデータは、対応する同時事象の２つのガンマ光子のエネルギ、及び／又は２つのガンマ光子のタイムスタンプ若しくは２つのガンマ光子のタイムスタンプの差を任意選択的に表すことができる。
【００２６】
画素補償プロセッサ４２は、リストモードデータが生成されながら又は生成されると、リストモードデータを受信し、欠落画素の失われている事象データを他の画素の事象データを使用することによって埋める。欠落画素とは、有効なデータが欠落している画素である。欠落画素は、シンチレータの性能、感光素子３２とシンチレータ２２との間の光結合、感光素子３２、及び処理を行う電子機器の１つ又は複数の問題によって生じ得る。ＰＥＴスキャナは３次元（３Ｄ）データを取得するので、単光子放出コンピュータ断層撮影（ＳＰＥＣＴ）及びコンピュータ断層撮影（ＣＴ）内で行われるように、単純なフラッド補正及び／又は均一性補正を検出器１６において行うことができない。ＰＥＴは、欠落している画素の対が生成されることを必要とする。欠落画素の失われているデータを埋めるために任意の手法が使用され得るが、２つの手法は一次近似及びサイノグラム空間の補間をそれぞれ使用する。
【００２７】
一次近似の手法によれば、リストモードデータが直接使用される。上記のように、リストモードデータは検出される各同時事象のリスト項目を含む。各欠落画素の補償は、近傍画素に対応するリスト項目ごとに、リスト項目が選択基準を満たすかどうかを判定すること、及び選択基準を満たす場合、リスト項目を複製すること及び複製リスト項目内の近傍画素の位置を欠落画素の位置と置き換えることの両方によって行われる。近傍画素は、典型的には欠落画素に直接隣接する任意の画素だが、近傍画素を定めるための別の基準が使用されても良い。例えば近傍画素は、検出器のリングを欠落画素と共有する任意の画素、及び／又は欠落画素に直接隣接し若しくは欠落画素の所定の画素数（例えば２画素）の範囲内にある任意の画素であり得る。
【００２８】
上記のように、リスト項目は選択基準が満たされる場合にのみ処理される。特定の選択基準が使用される必要はない。単純な事例では、全てのリスト項目が選択される。より複雑な事例では、リスト項目が確率的に選択される。例えば、各近傍画素は事象が欠落画素に関係している確率に関連付けられる。確率は、欠落画素までの近傍画素の距離及び／又は近傍画素が欠落画素と同じ検出器リング上にあるかどうかに基づき得る。例えば確率は、近傍画素が欠落画素から遠ければ遠いほど低くすることができ、且つ／又は近傍画素が欠落画素と異なる検出器リング上にある場合に低くすることができる。近傍画素に対応するリスト項目に遭遇すると乱数が決定される。決定される乱数の確率が近傍画素の確率以下である場合、リスト項目が選択される。
【００２９】
サイノグラム空間を補間する手法によれば、リストモードデータがスライスごとにサイノグラムに変換される。この変換は、システム１０の別の構成要素によって代替的に行われても良く、それにより画素補償プロセッサ４２はリストモードデータではなくサイノグラムデータを受信する。典型的には、サイノグラムは真の同時事象、散乱同時事象、及び偶発同時事象（まとめてプロンプト同時事象と呼ばれる）から生成されるが、サイノグラムは真の同時事象、散乱同時事象、及び偶発同時事象の任意の組合せから生成され得る。例えば、サイノグラムは真の同時事象及び偶発同時事象から生成され得る。
【００３０】
サイノグラム空間はＬＯＲ空間と呼ばれる場合があり、それは各位置が同時事象を測定した１対の画素を表すからである。サイノグラムは典型的には画素の空間的なつながりのデータしか提供しないが、各一致データの飛行時間（ＴｏＦ）値を表すＴｏＦデータを含むように拡張され得る。同時事象のＴｏＦ値は、同時事象を検出する１対の画素間の時間測定の差である。ＴｏＦデータを含むようにサイノグラムを拡張するために、（スライスに対応する）各サイノグラムが複数のＴｏＦのビンごとにフレームへと分割される。ＴｏＦのビンは、それぞれのＴｏＦのビンがスキャナ１２のＴｏＦ精度に対応する部分範囲に及んだ状態で、スキャナ１２のあり得るＴｏＦ値の範囲に集合的に及ぶ。例えば、典型的なスキャナは約２５ピコ秒（ｐｓ）のＴｏＦ精度を有し、それによりＴｏＦのビンのそれぞれは概して２５ｐｓの範囲に及ぶ。更に、典型的なスキャナは＋／−２．５ナノ秒（ｎｓ）のＴｏＦ値の範囲を有し、典型的なサイノグラムは２０１フレーム含む。
【００３１】
サイノグラムを使用し、欠落画素に関連するサイノグラム内の各離散位置（即ち場所）の値が近傍の場所から補間（即ち推定）される。サイノグラムがＴｏＦデータを含む場合、場所はフレームに固有である。当業者なら理解するように、欠落画素はサイノグラム内の欠落データの斜線として現れる。近傍の場所とは、典型的には推定されている場所に直接隣接する任意の場所だが、近傍の場所を定めるための別の基準が使用されても良い。推定されている場所の近傍の場所は、サイノグラムにまたがることができ、且つ／又はＴｏＦデータが含まれる場合はフレームにまたがることができる。或いは、推定されている場所の近傍の場所は、同じサイノグラムに限定されても良く且つ／又はＴｏＦデータが含まれる場合は同じフレームに限定されても良い。
【００３２】
有利には、サイノグラムを使用することにより、補間は、知られているデータを適合させ、欠落している画素データを推定するためのデータモデリングを含み得る。補間は、任意の適切な補間法を使用して行われ得る。例えば補間は、良く知られている最近傍補間法を使用して行われ得る。別の例として、良く知られているバイリニア補間法やパターンマッチング法等のより複雑な技法が使用され得る。バイリニア補間法は近傍値の重み付けを行い、パターンマッチング法はサイノグラム内の正弦波の形状を調べる。コンプトン（即ち散乱）事象が検出器の中央の画素ほど効率的に収集されないことにより、低い収集効率を概して有する検出器のエッジ画素に対して非対称的な重み付けが行われても良い。
【００３３】
理解されるように、サイノグラム空間を補間する手法は、一次近似の手法よりもはるかに計算集約的である。一次近似の手法はリストモードデータが生成されながら実行可能であるのに対し、サイノグラム空間を補間する手法はリストモードデータが生成されてからしか実行することができない。サイノグラム空間を補間する手法は、欠落画素の値を推定するために近傍画素の最終値を使用する。
【００３４】
図４を参照し、３つの欠落画素について補償されたサイノグラムが示されている。このサイノグラムは、図１のサイノグラムを生成するために使用されたのと同じデータから生成された。サイノグラム空間を補間する手法を使用して欠落画素のデータが概算された。図１のサイノグラムとの比較により見て分かるように、補償されたサイノグラムは、再構成画像内のアーティファクトをなくす再構成用のよりきれいなデータを提供する。とりわけ図１の矢印によって区別されている欠落データ領域がデータで埋められている。
【００３５】
再び図２を参照し、ＰＥＴ再構成プロセッサ４４が、画素補償プロセッサ４２からの補正済みのリストモードデータ及び／又はサイノグラムデータを標的ボリュームの最終的な再構成画像へと再構成する。再構成画像は、典型的にはＰＥＴ画像メモリ４６内に記憶される。再構成画像を生成するために、任意の適切な再構成アルゴリズムが使用され得る。例えば、反復型の再構成アルゴリズムが使用され得る。
【００３６】
コンピュータ等の制御システム４８は、システムの利用者にグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）を提供する。利用者が制御システム４８と対話できるようにするために、ＧＵＩは表示装置５０及びユーザ入力装置５２を利用する。ＧＵＩにより、スキャナ１２を制御して対象者を撮像するために制御システム４８が使用され得る。例えば利用者は、対象者の標的ボリュームのＰＥＴ画像をまとめることができる。更にＧＵＩにより、画像メモリ４６内に記憶された画像を閲覧し、任意選択的に操作するために制御システム４８が使用され得る。例えば、画像メモリの画像が表示装置５０上に表示され得る。
【００３７】
一部の例では、データバッファ３６、事象検証プロセッサ３８、リストモードメモリ４０、画素補償プロセッサ４２、再構成プロセッサ４４、及び画像メモリ４６のうちの１つ又は複数が制御システム４８と一体化される。例えば、再構成プロセッサ４４、画素補償プロセッサ４２、及び事象検証プロセッサ３８が制御システム４８の共通のプロセッサを共用することができる。その場合、再構成プロセッサ４４、画素補償プロセッサ４２、及び事象検証プロセッサ３８が典型的にはソフトウェアモジュールとして実装される。ソフトウェアモジュールは制御システムのメモリ上に記憶され、制御システムのプロセッサによって実行される。
【００３８】
図５を参照し、ＰＥＴイメージングにおける欠落画素を補償するための方法１００が示されている。方法１００は、１個又は複数個のプロセッサ４２、４４によって適切に実行される。その関連で、方法１００は、典型的にはメモリ上に記憶され、プロセッサ４２、４４によって実行されるプロセッサ実行可能命令によって実施される。
【００３９】
方法１００によれば、対象者の標的ボリュームを表し、ＰＥＴスキャナ１２によって生成されるＰＥＴデータが受信される（１０２）。ＰＥＴデータは、スキャナ１２の１つ又は複数の画素についてデータが欠落している。これらの所謂欠落画素は、シンチレータの性能、感光素子とシンチレータとの間の光結合、感光素子、及び処理を行う電子機器の１つ又は複数の問題によって生じ得る。感光素子の例はＳｉＰＭ及びＰＭＴを含む。受信されるＰＥＴデータを使用し、欠落画素についてＰＥＴデータが推定される（１０４）。ＳＰＥＣＴとは対照的に、ＰＥＴデータは三次元（３Ｄ）である。従って、ＰＥＴデータを推定するプロセスはＳＰＥＣＴよりも複雑である。
【００４０】
一部の例では、受信されるＰＥＴデータがリストモードデータであり、各リスト項目は同時事象に対応する。その場合、欠落画素のＰＥＴデータを推定する１つの手法は、近傍画素に関連するリスト項目を複製することを含む。次いで、複製ＰＥＴデータ内の近傍画素の位置が欠落画素の位置と置き換えられる。近傍画素に関連する全てのリスト項目が使用され得る一方で、リスト項目は知的に選択されても良い。例えば、近傍画素に関連するリスト項目が確率的に選択されても良い。一部の例では、受信されるＰＥＴデータが、ＴｏＦデータを任意選択的に含むサイノグラムデータである。その場合、欠落画素のＰＥＴデータを推定する１つの手法は、欠落画素に関連するサイノグラム領域内の各離散位置の値を近くの位置の値から補間することを含む。例えば最近傍補間が行われ得る。
【００４１】
欠落画素のデータが推定されると、受信データと推定データとの組合せが標的ボリュームを表す画像へと再構成される（１０６）。再構成画像を生成するために、任意の適切な再構成アルゴリズムが使用され得る。例えば、反復型の再構成アルゴリズムが使用され得る。
【００４２】
本明細書で使用されるとき、メモリは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）や読取専用メモリ（ＲＯＭ）等、データを記憶する任意の装置又はシステムを含む。更に、本明細書で使用されるとき、プロセッサは、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、グラフィック処理装置（ＧＰＵ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、書替え可能ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）等、出力データを生成するために入力装置を処理する任意の装置又はシステムを含み、コントローラは、別の装置又はシステムを制御する任意の装置又はシステムを含み、典型的には少なくとも１個のプロセッサを含み、ユーザ入力装置は、ユーザ入力装置の利用者が別の装置又はシステムに入力を与えることを可能にするマウスやキーボード等の任意の装置を含み、表示装置は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）や発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ等、データを表示するための任意の装置を含む。
【００４３】
本発明が好ましい実施形態に関して説明されてきた。上記の詳細な説明を読んで理解すれば、修正形態及び改変形態が見出される場合がある。添付の特許請求の範囲又はその均等物の範囲に含まれる限りにおいて、本発明はそのような全ての修正形態及び改変形態を含むものと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３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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