(57)【要約】【課題】陽電子放出断層撮影及び単一光子放出コンピュータ断層撮影における動的モデルの入力関数（ＩＦ）を確立するための方法及びシステムを提供する。【解決手段】シンチレーティングファイバコイルに沿った相互作用の位置は、シンチレーティングファイバコイルの第１及び第２端部における第１の複数の光子及び第２の複数の光子を検出するステップ、第１の複数の光子及び第２の複数の光子をタイミングパラメータに基いて相互作用事象に関連付けるステップ、及び、第１の複数の光子の第１パラメータと第２の複数の光子の第２パラメータとの比較に基いて相互作用事象に対する相互作用の位置を決定するステップによって決定される。【選択図】図２
2020521984.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シンチレーティングファイバコイルに沿った相互作用の位置を決定するための方法であって、
前記シンチレーティングファイバコイルの第１及び第２端部においてそれぞれ第１の複数の光子及び第２の複数の光子を検出するステップであって、当該第１及び第２の複数の光子が放射性トレーサと前記シンチレーティングファイバコイルとの間の相互作用事象によって生成される、ステップと、
タイミングパラメータに基いて前記第１の複数の光子及び前記第２の複数の光子を前記相互作用事象に関連付けるステップと、
前記第１の複数の光子の第１パラメータと前記第２の複数の光子の第２パラメータとの間の比較に基いて前記相互作用事象に対する相互作用の位置を決定するステップと、
を備える、方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、
前記シンチレーティングファイバコイルに近接する背景放射線の水準を測定するステップを更に備え、
前記相互作用の位置を決定するステップは、前記背景放射線の水準に基いて前記第１及び第２の減衰水準を調節するステップを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の方法において、
前記シンチレーティングファイバコイルによって生成される前記第１の複数の光子及び前記第２の複数の光子を検出するステップは、光ファイバを介して当該第１の複数の光子及び当該第２の複数の光子を受信するステップを備える、方法。
【請求項４】
請求項３に記載の方法において、
前記光ファイバの減衰係数は、前記シンチレーティングファイバコイルの減衰係数よりも低い、方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法において、
前記シンチレーティングファイバコイルによって生成される前記第１の複数の光子及び前記第２の複数の光子を検出するステップは、当該第１の複数の光子及び当該第２の複数の光子の受信時間に基いて当該第１の複数の光子及び当該第２の複数の光子が前記相互作用事象によって生成されることを、同時検出器を介して決定するステップを備える、方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法において、
前記第１及び第２のパラメータは、それぞれ、第１及び第２の減衰水準である、方法。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方法において、
前記シンチレーティングファイバコイルを、身体の部分を実質的に覆うように配置するステップを更に備える、方法。
【請求項８】
請求項８に記載の方法において、
前記身体の前記部分は手首である、方法。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の方法において、
前記放射性トレーサを投与するステップを更に備える、方法。
【請求項１０】
陽電子放出断層撮影及び単一光子放出コンピュータ断層撮影のうちの一方における動的モデルの入力関数を確立するための方法であって、
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の方法を複数の相互作用事象に対して複数回実行して複数の相互作用の位置を取得するステップと、
前記複数の相互作用の位置に基いて前記動的モデルの入力関数を確立するステップと、
を備える、方法。
【請求項１１】
陽電子放出断層撮影及び単一光子放出コンピュータ断層撮影における動的モデルＩＦを確立するための装置であって、
身体の部分を実質的に覆うように配置され、第１端部及び第２端部を有するシンチレーティングファイバコイルと、
前記シンチレーティングファイバコイルの前記第１及び第２端部に光学的に接続される少なくとも１つの光子検出器と、
前記少なくとも１つの光子検出器に通信可能に結合された処理機器であって、前記シンチレーティングファイバコイルと身体における放射性トレーサとの間の複数の相互作用事象の各々に対して、
前記シンチレーティングファイバコイルの前記第１及び第２端部においてそれぞれ第１の複数の光子及び第２の複数の光子を検出するステップであって、当該第１及び第２の複数の光子が前記相互作用事象によって生成される、ステップと、
タイミングパラメータに基いて前記第１の複数の光子及び前記第２の複数の光子を前記相互作用事象に関連付けるステップと、
前記第１の複数の光子の第１パラメータと前記第２の複数の光子の第２パラメータとの間の比較に基いて前記相互作用事象に対する相互作用の位置を決定するステップと、
前記相互作用の位置に基いて動的モデルの入力関数を確立するステップと、
を実行するように構成された処理機器と、
を備える、装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の装置において、
前記処理機器に通信可能に結合された環境放射線モニタを更に備え、
前記処理機器は、前記シンチレーティングファイバコイルに近接した背景放射線の水準の測定結果を前記環境放射線モニタから得るステップを実行するように更に構成され、
前記相互作用の位置を決定するステップは、前記背景放射線の水準に基いて前記第１及び第２の減衰水準を調節するステップを備える、装置。
【請求項１３】
請求項１１または２３に記載の装置において、
前記背景放射線の水準が、身体によって生成される放射線を備える、装置。
【請求項１４】
請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載の装置において、
光ファイバを更に備え、
前記少なくとも１つの光子検出器は、前記光ファイバを介して前記シンチレーティングファイバコイルの前記第１及び第２端部に光学的に接続される、装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の装置において、
前記光ファイバの減衰係数は、前記シンチレーティングファイバコイルの減衰係数より低い、装置。
【請求項１６】
請求項１１から請求項１５のいずれか１項に記載の装置において、
同時検出器を更に備え、
前記処理機器は、前記シンチレーティングファイバコイルによって生成される前記第１の複数の光子及び第２の複数の光子を検出し、当該第１の複数の光子及び当該第２の複数の光子が、当該第１の複数の光子及び当該第２の複数の光子の受信時間に基いて前記相互作用事象によって生成されることを決定するように、前記同時検出器を動作させるように構成される、装置。
【請求項１７】
請求項１１乃至１６のいずれか１項に記載の装置において、
前記第１及び第２のパラメータはそれぞれ、第１及び第２の減衰水準である、装置。
【請求項１８】
請求項１１乃至１７のいずれか１項に記載の装置において、
前記身体の前記部分は、手首である、装置。
【請求項１９】
請求項１１から１８のいずれか１項に記載の装置において、
前記少なくとも１つの光子検出器に光学的に接続された後続のシンチレーティングファイバコイルを更に備え、
前記処理機器は、前記後続のシンチレーティングファイバコイルと前記放射性トレーサとの間の後続の複数の相互作用事象について、第３及び第４の複数の光子に対する検出、関連付け、決定するステップを実行するように更に構成される、装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載の装置において、
前記後続のシンチレーティングファイバコイルは、前記身体の前記部分とは少なくとも部分的に異なる当該身体の後続の部分を実質的に覆うように配置される、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]本発明は、一般に画像技術に関連し、より詳しくは、陽電子放出断層撮影（ＰＥＴ）画像、単一光子放出コンピュータ断層撮影（ＳＰＥＣＴ）、及び、ＰＥＴ−磁気共鳴画像（ＰＥＴ−ＭＲＩ）と共に使用するための入力関数（ＩＦ）の習得に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]ＰＥＴ、ＳＰＥＣＴ及びＰＥＴ−ＭＲＩは、放射線活性トレーサを使用する関数画像技術であり、標的容量における解剖学的及び生理学的な情報を取得する。ＰＥＴ技術は陽電子−電子の消滅事象の検出に基き、ＳＰＥＣＴ技術はガンマ線放出事象の検出に基く。ＰＥＴスキャンを実施する場合、スキャンの前やスキャンの最中に放射線活性トレーサを放出する陽電子（β＋）（放射性トレーサとして知られる）が患者に投与されて、その分子と人体の生理学的プロセスとの相互作用を監視することができる。ＳＰＥＣＴスキャンは、ＰＥＴスキャンと同様に生理学的プロセスを監視するが、ＳＰＥＣＴスキャンはガンマ線事象を介して光子を放出する放射性トレーサを使用する。ＰＥＴ−ＭＲＩは、磁気共鳴画像（ＭＲＩ）、軟組織の形態学的画像、及び、ＰＥＴ関数画像を組み込んだハイブリッドの画像技術である。
【０００３】
[0003]ＰＥＴ、ＳＰＥＣＴ、及び、ＰＥＴ−ＭＲＩで習得された画像は、様々な重畳信号の混合であり、信号のただ１つが関心対象である。所望の信号は、特定の受容体に結合されるトレーサ、或いは、代謝部位で捕捉されるトレーサの量を記述してよい。その信号の所望の成分を分離するために、数学的な動的モデルが使用される。これらのモデルは、トレーサ分子の動特性、及び、結果としてのＰＥＴ／ＳＰＥＣＴ／ＰＥＴ−ＭＲＩ画像に対する可能な状態（コンパートメント：区分）に関連する。
【０００４】
[0004]数学的な動的モデルは、ＩＦを必要とする。時間関数としての動脈血漿内の変化しない（未代謝の）化合物の濃度は、ＩＦのようなものであり、時として、血漿の時間−放射能曲線（ＰＴＡＣ）として参照される。ＩＦを取得するための従来の方法は侵襲的であり、すなわち、動脈血は手動又は自動の血液サンプリングで採取されることがある。この技術に伴う多くの問題があり、患者に対する不快感、血液媒介疾患への増加する移行リスク、及び、血漿サンプルを採取して分析する際の追加の人員及び機材の必要性を含む。
【０００５】
[0005]従って、ＩＦを取得するための非侵襲の技術に対する必要性がある。いくつかの非侵襲の技術が提案されてきたが、それらは、背景の拒否や空間的解像度を伴う問題点を有する。改善が望まれる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
[0006]広義の態様によれば、シンチレーティングファイバコイルに沿った相互作用の位置を決定する方法が提供され、方法は、シンチレーティングファイバコイルの第１及び第２端部においてそれぞれ、放射性トレーサとシンチレーティングファイバコイルとの間の相互作用事象によって生成される第１及び第２の複数の光子を検出するステップと、タイミングパラメータに基いて第１の複数の光子及び第２の複数の光子を相互作用事象に関連付けるステップと、第１の複数の光子の第１パラメータと第２の複数の光子の第２パラメータとの間の比較に基いて相互作用事象に対する相互作用の位置を決定するステップと、を備える。
【０００７】
[0007]別の広範な態様によれば、陽電子放出断層撮影法及び単一光子放出コンピュータ断層撮影法のうちの一方における動的モデルの入力関数を確立するための方法であって、上記のシンチレーティングファイバコイルに沿った相互作用の位置を決定する方法を複数の相互作用事象に対して複数回実行して複数の相互作用の位置を取得するステップと、複数の相互作用位置に基いて動的モデルの入力関数を確立するステップと、を備える方法が提供される。
【０００８】
[0008]いくつかの実施形態では、方法は、シンチレーティングファイバコイルに近接する背景放射線の水準を測定するステップを更に備え、相互作用の位置を決定するステップは、背景放射線の水準に基いて第１及び第２の減衰水準を調節するステップを備える。
【０００９】
[0009]いくつかの実施形態では、シンチレーティングファイバコイルによって生成される第１の複数の光子及び第２の複数の光子を検出するステップは、光ファイバを介して第１の複数の光子及び第２の複数の光子を受信するステップを備える。
【００１０】
[0010]いくつかの実施形態では、光ファイバの減衰係数は、シンチレーティングファイバコイルの減衰係数よりも低い。
【００１１】
[0011]いくつかの実施形態では、シンチレーティングファイバコイルによって生成される第１の複数の光子及び第２の複数の光子を検出するステップは、第１の複数の光子及び第２の複数の光子の受信時間に基いて第１の複数の光子及び第２の複数の光子が相互作用事象によって生成されることを、同時検出器を介して決定するステップを備える。
【００１２】
[0012]いくつかの実施形態では、第１及び第２のパラメータは、それぞれ、第１及び第２の減衰水準である。
【００１３】
[0013]いくつかの実施形態では、方法は、シンチレーティングファイバコイルを、身体の部分を実質的に覆うように配置するステップを更に備える。
【００１４】
[0014]いくつかの実施形態では、身体の部分は手首である。
【００１５】
[0015]いくつかの実施形態では、方法は、放射性トレーサを投与するステップを更に備える。
【００１６】
[0016]更なる広範な態様によれば、陽電子放出断層撮影及び単一光子放出コンピュータ断層撮影における動的モデルの入力関数を確立するための装置であって、身体の部分を実質的に覆うように配置され、第１端部及び第２端部を有するシンチレーティングファイバコイルと、シンチレーティングファイバコイルの第１端部及び第２端部に光学的に接続される少なくとも１つの光子検出器と、少なくとも１つの光子検出器に通信可能に結合された処理機器と、を備える装置が提供される。装置の処理機器は、シンチレーティングファイバコイルと放射性トレーサとの間の複数の相互作用事象の各々に対して、相互作用事象によって生成される第１及び第２の複数の光子をシンチレーティングファイバコイルの第１端部及び第２端部においてそれぞれ検出するステップと、タイミングパラメータに基いて第１の複数の光子及び第２の複数の光子を相互作用事象に関連付けるステップと、第１の複数の光子の第１パラメータと第２の複数の光子の第２パラメータとの間の比較に基いて相互作用事象に対する相互作用の位置を決定するステップと、相互作用の位置に基いて動的モデルの入力関数を確立するステップと、を実行するように構成される。
【００１７】
[0017]いくつかの実施形態では、装置は、処理機器に通信可能に結合された環境放射線モニタを更に備え、処理機器は、シンチレーティングファイバコイルに近接した背景放射線の水準の測定結果を環境放射線モニタから得るステップを実行するように更に構成され、相互作用の位置を決定するステップは、背景放射線の水準に基いて第１及び第２の減衰水準を調節するステップを備える。
【００１８】
[0018]いくつかの実施形態では、背景放射線の水準が、身体によって生成される放射線を備える。
【００１９】
[0019]いくつかの実施形態では、光ファイバを更に備え、少なくとも１つの光子検出器は、光ファイバを介してシンチレーティングファイバコイルの第１及び第２端部に光学的に接続される。
【００２０】
[0020]いくつかの実施形態では、光ファイバの減衰係数は、シンチレーティングファイバコイルの減衰係数より低い。
【００２１】
[0021]いくつかの実施形態では、装置は、同時検出器を更に備え、処理機器は、シンチレーティングファイバコイルによって生成される第１の複数の光子及び第２の複数の光子を検出し、第１の複数の光子及び第２の複数の光子が、第１の複数の光子及び第２の複数の光子の受信時間に基いて相互作用事象によって生成されることを決定するように、同時検出器を動作させるように構成される。
【００２２】
[0022]いくつかの実施形態では、第１及び第２のパラメータはそれぞれ、第１及び第２の減衰水準である。
【００２３】
[0023]いくつかの実施形態では、身体の部分は、手首である。
【００２４】
[0024]いくつかの実施形態では、少なくとも１つの光子検出器に光学的に接続された後続のシンチレーティングファイバコイルを更に備え、処理機器は、後続のシンチレーティングファイバコイルと放射性トレーサとの間の後続の複数の相互作用事象について、第３及び第４の複数の光子に対する検出、関連付け、決定するステップを実行するように更に構成される。
【００２５】
[0025]いくつかの実施形態では、後続のシンチレーティングファイバコイルは、身体の部分とは少なくとも部分的に異なる身体の後続の部分を実質的に覆うように配置される
【００２６】
[0026]本発明の更なる特徴及び利点は、添付の図面と組み合わせて以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】ＰＥＴスキャンシステム、又は、ＳＰＥＣＴスキャンシステム、又は、ＰＥＴ−ＭＲＩスキャンシステムの一例を示す図である。
【図２】放射性トレーサ活性モニタの第１の実施形態を示すブロック図である。
【図３Ａ】陽電子−電子崩壊放出の一例を示すブロック図である。
【図３Ｂ】光子放出の一例を示すブロック図である。
【図４】放射性トレーサ活性モニタの第２の実施形態を示すブロック図である。
【図５】放射性トレーサ活性モニタの第３の実施形態を示すブロック図である。
【図６】シンチレーティングファイバコイルに沿った相互作用の位置を決定するための例示的な方法のフローチャートである。
【図７】ＰＥＴ／ＳＰＥＣＴ／ＰＥＴ−ＭＲＩにおける動的モデルＩＦを確立するための例示的な方法のフローチャートである。
【図８】一実施形態に従って図６及び／又は図７の方法を実施するための計算システムの一実施形態の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
[0036]同様の特徴は、添付図面を通して同様の参照番号によって識別されることに留意されたい。
【００２９】
[0037]図１を参照すると、スキャンシステム１００が示される。スキャンシステム１００は、ＰＥＴスキャンシステム、ＳＰＥＣＴスキャンシステム、ＰＥＴ−ＭＲＩスキャンシステムであってよい。スキャンシステム１００は、スキャナ１０２とスキャンアナライザ１０４と放射性トレーサ活性モニタ１１０とを含む。スキャナ１０２は、ＰＥＴ／ＳＰＥＣＴ／ＰＥＴ−ＭＲＩスキャンデータをスキャンアナライザ１０４に提供する任意の好適なＰＥＴ／ＳＰＥＣＴ／ＰＥＴ−ＭＲＩスキャナであり、スキャンアナライザ１０４は、スキャナ１０２から受け取ったＰＥＴ／ＳＰＥＣＴ／ＰＥＴ−ＭＲＩスキャンデータを、スキャナ１０２から受け取った信号の所望の成分を単離するために使用される数学的な動的モデルの実行を含めて、分析するように構成された、任意の好適なコンピュータまたは処理システムであることがある。スキャンアナライザ１０４によって実行される数学的な動的モデルは、入力関数（ＩＦ）を必要とする。ＩＦは、放射性トレーサ活性モニタ１１０によってスキャンアナライザ１０４に供給される。
【００３０】
[0038]図２を参照すれば、放射性トレーサ活性モニタ１１０の実施形態が示される。放射性トレーサ活性モニタ１１０は、第１及び第２端部を有するシンチレーティングファイバコイル１１２と、シンチレーティングファイバコイル１１２の各端部で接続された一対のファイバ光学ケーブル１１４１，１１４２と、各々がファイバ光学ケーブル１１４１，１１４２の各々に接続された一対の光子検出器１１６１，１１６２と、光子検出器１１６１，１１６２に接続された同時検出器１１７と、同時検出器１１７が接続される相互作用位置決定モジュール１１８と、を含む。
【００３１】
[0039]シンチレーティングファイバコイル１１２は、第１及び第２端部１２２，１２４を有する光学ファイバ又は他の光導管フィラメントであり、それは、例えば、円形ループ、Ｓ形状のパターン、ジグザグパターン等の、複数の離間した湾曲パターンに形成される。湾曲パターンの間の間隔は、一定でもよく、或いは、シンチレーティングファイバコイル１１２の長さに沿って変わってもよく、シンチレーティングファイバコイル１１２は、任意の好適な数の湾曲パターンを有し、任意の好適な大きさを有する。いくつかの実施形態では、シンチレーティングファイバコイルの曲率半径（bending radius）は一定であり、シンチレーティングファイバコイル内で一定の光減衰定数を生成する。いくつかの実施形態では、シンチレーティングファイバコイル１１２の構成は実施的に固定され、他の実施形態では、湾曲パターンの間隔、大きさ、及び／又は、数のうちの１又は２以上が調節可能である。いくつかの実施形態では、シンチレーティングファイバコイル１１２は、剛性構造の周りに取り付けられるか、その内部に保持される。例えば、シンチレーティングファイバコイルを受け入れるための螺旋状又は円筒形の孔を特徴とする円筒形のシェルが提供されることがある。シェルは、身体部分を受け入れる大きさを有することがあり、付随的には、シェル内で身体部分を固定するための膨張可能な嚢（bladder）または類似の機器を含むことがある。いくつかの場合では、シェルは、３次元プリント技術で製造されることがある。
【００３２】
[0040]シンチレーティングファイバコイル１１２の湾曲パターンは、例えば、ヒトの患者、動物の患者、或いは、任意の他の好適な患者の、身体の部分２００を受け入れる、或いは、そうでなければ、その中に挿入するように構成される。いくつかの実施形態では、シンチレーティングファイバコイル１１２は、部分２００を実質的に取り囲む。他の実施形態では、シンチレーティングファイバコイル１１２は、部分２００の一部または全部を実質的に覆う。部分２００は、手首、腕、足首、脚、首、胴体、或いは、任意の他の好適な部分であることがある。
【００３３】
[0041]破線で示された少なくとも１つの動脈２１０、及び／又は、連続線で示された少なくとも１つの静脈２２０が、身体の部分２００の中を走っている。いくつかの実施形態では、シンチレーティングファイバコイル１１２は、身体の部分２００の表面に近接して、或いは、接触して位置付けられており、例えば、部分２００の皮膚表面に近接するか接触する。いくつかの実施形態では、コリメータは、シンチレーティングファイバコイル１１２と部分２００の皮膚表面との間に配置される。いくつかの実施形態では、シンチレーティングファイバコイル１１２の湾曲パターンは、１又は２以上の動脈２１０及び／又は静脈２２０が部分２００の表面に最も近い部分２００の区分の周りのループの数を増やすように位置付けられる。他の実施形態では、シンチレーティングファイバコイル１１２の湾曲パターンは、部分２００に沿って実質的に均等に分布される。
【００３４】
[0042]図３Ａ及び図３Ｂを参照すれば、シンチレーティングファイバコイル１１２は、放射性発光材料、すなわち、分子３０６が放射線を吸収すると光を放出する複数の分子３０６を備える材料を組み込む。これは、アルファ線、ベータ線、ガンマ線、それらの任意の好適な組み合わせ、或いは、任意の他の好適な種類の放射線を含むことがある。シンチレーティングファイバコイル１１２は、ガラス、プラスチック、水晶のうちのいずれか１又は２以上で作られ、或いは、いくつかの場合には、液体材料で満たされたチューブや他の容器であってもよい。放射性発光材料は、シンチレーティングファイバコイル１１２内に埋め込まれてもよく、例えば、シンチレーティングファイバコイル１１２は、例えば、ＢＣＦ−１２（商標）及び／又はＢＣＦ−６０（商標）といった有機材料を含む。代替的には、放射性発光材料は、粉末形態で取得され、接着剤と混合され、その後シンチレーティングファイバコイル１１２の表面に塗布されることがある。粉末形態の放射性発光材料の例は、無機シンチレータＹ２Ｏ３：ＥｕとＧｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂを含む。いくつかの実施形態では、シンチレーティングファイバコイル１１２の直径の範囲は５ｍｍ以下である。他の実施形態では、シンチレーティングファイバコイル１１２の他の直径も考慮される。シンチレーティングファイバコイル１１２は、任意の好適な断面を有してよい。陽電子又は他の放射線活性粒子がシンチレーティングファイバコイル１１２と衝突するか、或いは、相互作用するとき、シンチレーティングファイバコイル１１２の分子３０６は、複数の光子を生成する。
【００３５】
[0043]放射性トレーサが身体の部分２００或いは身体全体に投与されるとき、放射性トレーサの粒子、例えば、粒子３０２は動脈２１０を通って流れるだろう。いくつかの実施形態では、放射性トレーサは、炭素、窒素、酸素、フッ素、ガリウム、ジルコニウム、ルビジウム等の同位体を含む、身体への投与のための任意の好適な陽電子放出放射性トレーサであることがある。他の実施形態では、放射性トレーサは、テクネチウム、インジウム、ヨウ素等の同位体を含む、身体への投与のための任意の好適な光子放出放射性トレーサであることがある。粒子３０２は、動脈２１０を通って流れるように示されているが、粒子３２０は、静脈２２０を通って流れることもあり得ることも理解されるべきである。加えて、以下の議論は陽電子放出放射性トレーサに焦点を置くが、他の種類の放射性トレーサも考慮される。
【００３６】
[0044]図３Ａを引き続き参照すれば、いくつかの実施形態では、放射性トレーサ粒子３０２は陽電子放出粒子である。放射性トレーサ粒子３０２が動脈２１０を通って流れて陽電子３０４を放出するとき、陽電子３０４は、シンチレーティングファイバコイル１１２のほうに向けられることがある。シンチレーティングファイバコイル１１２の横断の間、陽電子３０４は、分子３０６に光子を生成させ、光子は等方向に放出される。第１の複数の光子は矢印３０８１で示され、シンチレーティングファイバコイル１１２に沿って第１の方向に移動し、第２の複数の光子は矢印３０８２で示され、シンチレーティングファイバコイル１１２に沿って第１の方向とは反対の第２の方向に移動する。分子３０６によって生成される光子は多数の方向に散乱し得るが、シンチレーティングファイバコイル１１２の光導波特性は、分子３０６によって生成される光子の少なくともいくつかに、シンチレーティングファイバコイル１１２に沿って矢印で示されるように反対の方向に移動する第１及び第２の複数の光子３０８１，３０８２を形成させる。
【００３７】
[0045]いくつかの実施形態では、浅動脈（superficial artery）２１０又は静脈２２０と部分２００の表面との間の距離は約２−３ｍｍである。使用される放射性トレーサに依存して、ＰＥＴ画像に使用される放射性トレーサ粒子３０２によって放出される陽電子３０４は、部分２００を構成する組織内の移動距離の範囲を有する。例えば、フッ素１８から放出される陽電子は２．６ｍｍの範囲を有し、ガリウム６８から放出される陽電子は１０．３ｍｍの範囲を有する。陽電子放出放射性トレーサを使用する実施形態では、シンチレーティングファイバコイル１１２は、部分２００の表面に近接して配置される。これは、シンチレーティングファイバコイル１１２内で、放出された陽電子３０４と放射性発光分子３０６との間の衝突を容易にし得る。
【００３８】
[0046]図３Ｂを引き続き参照すれば、いくつかの他の実施形態では、放射性トレーサ粒子３０２は光子放出粒子である。この実施形態では、放射性トレーサ活性モニタ１１０は、部分２００の表面とシンチレーティングファイバコイル１１２との間に配置されたマイクロコリメータ３２０を含む。マイクロコリメータ３２０は、部分２００の表面に接触して配置され、シンチレーティングファイバコイル１１２に接続する高密度材料で作られる。マイクロコリメータ３２０はマイクロコリメータ３２０を横断する複数の長さ方向の孔を備え、孔は部分２００からマイクロコリメータ３２０に入射する光子を狭め、及び／又は、焦合するように機能する。放射性トレーサ粒子３０２は動脈２１０を通って流れ、光子３１４を放出すると、光子３１４はマイクロコリメータ３２０内で方向付けられてシンチレーティングファイバコイル１１２へ運ばれる。放射性トレーサ粒子３０２によって放出される光子３１４を含む、放射性トレーサによって放出される光子が等方向に放出されること、すなわち、実質的に全方向に均等に放出されることは留意されるべきである。マイクロコリメータ３２０は、放出された光子のサブセットをマイクロコリメータ３２０内の孔を介してシンチレーティングファイバコイル１１２へ方向付けるように構成される。光子のサブセットは、その後、シンチレーティングファイバコイル１１２によって集められ、複数の光子３０８１，３０８２としてシンチレーティングファイバコイル１１２に沿って伝送される。
【００３９】
[0047]図２を引き続き参照すれば、複数の光子３０８１，３０８２がシンチレーティングファイバコイル１１２に沿ってシンチレーティングファイバコイル１１２の端部１２２，１２４に向けて移動する。光子検出器１１６１がシンチレーティングファイバコイル１１２の第１端部１２２に接続され、光子検出器１１６２がシンチレーティングファイバコイル１１２の第２端部１２４に接続される。光子検出器１１６１，１１６２は、光電子増倍管、シリコン光電子増倍管、アバランシェフォトダイオード（avalanche photodiodes）、ＰＩＮダイオード等、或いは、任意の他の好適な種類の光検出器として実行されてよい。いくつかの実施形態では、ひとつの光子検出器が、光子検出器１１６１及び光子検出器１１６２の両方として実行するように使用されることが可能である。２つの別個の光子検出器１１６１，１１６２が使用される実施形態では、第１の複数の光子３０８１が光子検出器１１６１に検出され、第２の複数の光子３０８２が光子検出器１１６２に検出される。ひとつの光子検出器が使用される実施形態では、ひとつの光子検出器が、シンチレーティングファイバコイル１１２の両方の端部１２２，１２４に接続され、第１及び第２の複数の光子３０８１，３０８２の両方を検出する。いくつかの実施形態では、シンチレーティングファイバコイル１１２、ファイバ光学ケーブル１１４１，１１４２、光子検出器１１６１，１１６２のうちの少なくともいくつかは構造内に保持され、構造は、例えば近くのランプや太陽光といった光源からの迷走光子（stray photons）がシンチレーティングファイバコイル１１２に沿って移動する光子３０８１，３０８２と干渉するのを実質的に防止する。
【００４０】
[0048]いくつかの実施形態では、シンチレーティングファイバコイル１１２の第１端部１２２はファイバ光学ケーブル１１４１に接続され、シンチレーティングファイバコイル１１２の第２端部１２４はファイバ光学ケーブル１１４２に接続される。ファイバ光学ケーブル１１４１，１１４２は、複数の光子３０８１，３０８２を光子検出器１１６１，１１６２に向けて運ぶ。ファイバ光学ケーブル１１４１及び１１４２は、光子検出器１１６１及び１１６２が部分２００から離間して配置されるとき、複数の光子３０８１，３０８２を光子検出器１１６１及び１１６２に向けて運ぶために使用される。光子検出器１１６１，１１６２を部分２００から離せば、他の放出粒子、例えば、放射性トレーサによる汚染信号干渉を回避する助けとなり得る。加えて、スキャナ１０２がＰＥＴ−ＭＲＩスキャナである実施形態では、スキャナ１０２の近傍の磁性材料の存在に制約がある。ファイバ光学ケーブル１１４１，１１４２は、スキャナ１０２から離れた複数の光子３０８１，３０８２を、例えば光子検出器１１６１，１１６２及び／又は他のスキャンシステム１００の他の構成要素が存在する近接する空間又は遠隔の空間へ運ぶために使用される。他の実施形態では、シンチレーティングファイバコイル１１２の第１及び第２端部１２２，１２４は、ファイバ光学ケーブル１１４１，１１４２なしで光子検出器１１６１，１１６２に接続される。いくつかのそのような実施形態では、光子検出器１１６１及び１１６２は遮蔽を備え、他の放出粒子による汚染を避ける。
【００４１】
[0049]シンチレーティングファイバコイル１１２を構成する材料の材料特性のために、複数の光子３０８１，３０８２の光子は減衰効果を受ける。これは、複数の光子３０８１，３０８２がシンチレーティングファイバコイル１１２に沿って移動するとき、複数の光子３０８１，３０８２の光子の少なくともいくらかが吸収されることで示される。シンチレーティングファイバコイル１１２が複数の光子３０８１，３０８２の光子を吸収する速度は減衰係数と定義され、典型的には信号強度のデシベル（ｄＢ）減少として表現される。ファイバ光学ケーブル１１４１，１１４２もまた複数の光子３０８１，３０８２を減衰させる。いくつかの実施形態では、シンチレーティングファイバコイル１１２の減衰係数は、ファイバ光学ケーブル１１４１，１１４２の減衰係数より高い。例えば、シンチレーティングファイバコイル１１２の減衰係数は、ファイバ光学ケーブル１１４１，１１４２の減衰係数より、１，２，３、又はそれ以上の桁の大きさである。いくつかの他の実施形態では、シンチレーティングファイバコイル１１２の減衰係数は、ファイバ光学ケーブル１１４１，１１４２の減衰係数より小さい。シンチレーティングファイバコイル１１２及びファイバ光学ケーブル１１４１，１１４２は任意の好適な減衰係数を有することができることは留意されるべきである。いくつかの実施形態では、シンチレーティングファイバコイル１１２及び／又はファイバ光学ケーブル１１４１，１１４２の減衰係数は、複数の光子３０８１，３０８２の伝送を最適化するために選択される。他の実施形態では、シンチレーティングファイバコイル１１２及び／又はファイバ光学ケーブル１１４１，１１４２の減衰係数は、複数の光子３０８１，３０８２の強度を制限するために選択される。
【００４２】
[0050]光子検出器１１６１，１１６２の各々は、第１にシンチレーティングファイバコイル１１２で減衰し、第２にファイバ光学ケーブル１１４１，１１４２で減衰した複数の光子３０８１，３０８２の各１つを受け取る。その後、光子検出器１１６１，１１６２は、受け取った複数の光子３０８１，３０８２の各１つを各々の電気信号に変換する。光子検出器１１６１は第１の複数の光子３０８１を第１の電気信号に変換し、光子検出器１１６２は第２の複数の光子３０８２を第２の電気信号に変換する。上述したように、光子検出器１１６１，１１６２は、任意の好適な型の光子検出器であることがある。
【００４３】
[0051]光子検出器１１６１，１１６２は、光子検出器１１６１で受け取った光子を光子検出器１１６２で受け取った光子に関連付けるように構成された同時検出器１１７に接続される。より具体的には、図３Ａを続けて参照すれば、陽電子３０４がシンチレーティングファイバコイル１１２と相互作用するとき、２つの複数の光子３０８１及び３０８２が共通の相互作用事象のために生成され、光子検出器１１６１，１１６２に沿って送られる。類似の挙動が図３Ｂの例でも起こる。同時検出器１１７は、２つの複数の光子３０８１及び３０８２が光子検出器１１６１，１１６２で受け取られる時を検出し、２つの複数の光子３０８１及び３０８２を互いに関連付ける。
【００４４】
[0052]いくつかの実施形態では、同時検出器１１７は、光子検出器１１６１，１１６２で生成される電気信号で動作する。例えば、同時検出器１１７は、光子検出器１１６１で生成される電気信号が光子検出器１１６２で生成される電気信号と同時に受け取られることを決定するように構成される。例えば光子検出器１１６１及び１１６２が単一の光子検出器で実行される他の実施形態では、同時検出器１１７の機能もまた単一の光子検出器で提供され、受け取られる複数の光子３０８１及び３０８２、及び／又は、生成される電子信号で動作することが可能である。
【００４５】
[0053]光子検出器１１６１，１１６２で生成される電気信号は、相互作用位置決定モジュール１１８に送られる。加えて、同時検出器１１７で生成される複数の光子３０８１及び３０８２を互いに関連付ける情報は、相互作用位置決定モジュール１１８に送られる。同時検出器１１７からの電気信号及び情報は、１又は２以上のワイヤを介して、１又は２以上のワイヤレス通信経路を介して、又は、他の好適な通信媒体を介して送られることがある。光子検出器１１６１，１１６２及び同時検出器１１７は、電気信号を相互作用位置決定モジュール１１８に供給するための任意の好適な通信インターフェイスを備える。
【００４６】
[0054]相互作用位置決定モジュール１１８は、光子検出器１１６１，１１６２で生成される電気信号と同時検出器１１７で生成される情報とを受け取り、シンチレーティングファイバコイル１１２に沿った位置であって、陽電子３０４がシンチレーティングファイバコイル１１２の分子３０６の１つと相互作用する位置を決定するように構成される。その位置は、相互作用の位置と呼ばれ、光子検出器１１６１，１１６２で生成される電気信号と複数の光子３０８１及び３０８２の間の関連とに基く。
【００４７】
[0055]いくつかの実施形態では、相互作用位置決定モジュール１１８に提供される電気信号は、光子検出器１１６１，１１６２で受け取られる光子カウントを示す各々の振幅を有するアナログ信号である。言い換えると、光子検出器１１６１で出力される第１の電気信号は、第１の複数の光子３０８１に存在する光子の数を示す第１の振幅を有し、光子検出器１１６２で出力される第２の電気信号は、第２の複数の光子３０８２に存在する光子の数を示す第２の振幅を有する。いくつかの実施形態では、相互作用位置決定モジュール１１８は、光子検出器１１６１，１１６２から受け取った電気信号を処理するように構成される。例えば、相互作用位置決定モジュール１１８は、例えば１又は２以上のオペアンプを使用して、光子検出器１１６１，１１６２で出力される電気信号を増幅する。他の例では、相互作用位置決定モジュール１１８は、光子検出器１１６１，１１６２で出力される電気信号のアナログ−デジタル変換を実行する。
【００４８】
[0056]いったん光子検出器１１６１，１１６２から受け取った電気信号が相互作用位置決定モジュール１１８で処理されると、相互作用位置決定モジュール１１８は、同時検出器１１７で提供される情報に基いて、電気信号を互いに関連付ける。その後、相互作用位置決定モジュール１１８は、複数の光子３０８１，３０８２のパラメータを比較し、第１及び第２の複数の光子３０８１，３０８２に対する相互作用の位置を決定する。
【００４９】
[0057]いくつかの実施形態では、相互作用位置決定モジュール１１８は、第１及び第２の複数の光子３０８１，３０８２の相対的な減衰度に基いて、相互作用の位置を決定する。複数の光子３０８１が複数の光子３０８２より減衰が小さければ、相互作用の位置は、シンチレーティングファイバコイルの端部１２４より端部１２２に近く、その逆も同様である。例えば、相互作用位置決定モジュール１１８は、アルゴリズムを使用して相互作用の位置を決定する。いくつかの実施形態では、相互作用位置決定モジュール１１８は、関数Ｒ（ｚ）
【数１】
2020521984.tif 000003
を使用して相互作用の位置を決定する。ここで、ｚは、相互作用の位置、λαは、シンチレーティングファイバコイル１１２の減衰長、Ｓ１は、光子検出器１１６１で生成される電気信号の振幅、Ｓ２は、光子検出器１１６２で生成される電気信号の振幅である。
【００５０】
[0058]他の実施形態では、相互作用位置決定モジュール１１８は、第１及び第２の複数の光子３０８１，３０８２の波長スペクトルの比較に基いて、相互作用の位置を決定する。例えば、相互作用位置決定モジュール１１８は、所定の波長領域における複数の光子３０８に対する波長スペクトルを、複数の光子３０８に対する波長スペクトルと比較する。
【００５１】
[0059]放射性トレーサ活性モニタ１１０は、個別の放射性トレーサ粒子３０２によって放出される粒子とシンチレーティングファイバコイル１１２との間の相互作用の位置を決定する。加えて、放射性トレーサ活性モニタ１１０は、多数の粒子−シンチレーティングファイバコイルの相互作用に対する相互作用の位置に関する決定を実行するように構成され、更に、多数の相互作用の位置を使用して、ＰＥＴ／ＳＰＥＣＴ／ＰＥＴ−ＭＲＩスキャンアナライザ１０４によって実行される数学的動的モデルに対するＩＦを決定するように構成される。例えば、相互作用の位置は、放射性トレーサが部分２００に沿って移動した程度、即ち、放射性トレーサが部分２００に沿って又は部分２００を通って移動した速度を決定するために使用され、或いは、放射性トレーサによる陽電子の放出速度を決定するために使用されて、放射性トレーサによって出力される粒子放出のベンチマークや標準を確立する。
【００５２】
[0060]いくつかの実施形態では、放射性トレーサ活性モニタ１１０は、放射性トレーサ投与の初期期間内における相互作用を使用して、以下により詳細に記述するように、部分２００内の動脈２１０及び静脈２２０の幾何学的範囲を決定する。初期期間は任意の好適な期間だけ継続し、例えば、動脈２１０及び静脈２２０の外部への放射性トレーサの移動を排除するのに充分に短い。いくつかの実施形態では、動脈２１０及び静脈２２０の測定された幾何学的範囲は、ＰＥＴ／ＳＰＥＣＴ／ＰＥＴ−ＭＲＩスキャン中の監視期間の残余期間の間使用され、動脈２１０及び静脈２２０の外部で放射性トレーサ粒子に由来する放射性トレーサ活性に対応する人工の環境放射線を除外する。
【００５３】
[0061]図４を参照すると、いくつかの実施形態では、放射性トレーサ活性モニタ１１０は、環境放射線モニタ４００を更に含む。環境放射線モニタ４００は、一対の放射線検出器４１２１，４１２２と、一対の伝送ケーブル４１４１，４１４２と、一対の読み出しモジュール４１６１，４１６２と、同時検出器４１８とを含む。放射線検出器４１２１，４１２２は各々が、伝送ケーブル４１４１，４１４２の１つを介して読み出しモジュール４１６１，４１６２の各々に接続される。放射線検出器４１２１，４１２２は、伝送ケーブル４１４１，４１４２によって読み出しモジュール４１６１，４１６２へ、そして、同時検出器４１８へと運ばれる信号を生成するように構成される。いくつかの実施形態では、伝送ケーブル４１４１，４１４２は省略され、放射線検出器４１２１，４１２２は、読み出しモジュール４１６１，４１６２に、そして、同時検出器４１８に接続される。
【００５４】
[0062]いくつかの実施形態では、環境放射線モニタ４００は、部分２００の近傍における背景放射線の水準を決定するように構成される。いくつかの他の実施形態では、環境放射線モニタ４００は、部分２００を超えた身体の他の部分における放射性トレーサの存在、及び／又は、動脈２１０及び／又は静脈２２０の中以外の部分２００の中の放射性トレーサの存在によって生成される人工の環境放射線の水準を決定するように構成される。いくつかの実施形態では、環境放射線モニタ４００は、背景放射線の水準及び人工の環境放射線の水準の両方を決定するように構成される。相互作用位置決定モジュール１１８は、背景放射線の水準及び／又は人工の環境放射線の水準を備え、相互作用の位置の決定を更に精密化するために使用される。いくつかの実施形態では、相互作用位置決定モジュール１１８は、背景放射線の水準及び／又は人工の環境放射線の水準に基いて、動脈ＩＦの決定を更に精密化するように構成される。
【００５５】
[0063]いくつかの実施形態では、放射線検出器４１２１及び４１２２は、各々の伝送ケーブル４１４１，４１４２を介して読み出しモジュール４１６１及び４１６２に接続される。放射線検出器４１２１及び４１２２は、イオンチャンバ、シンチレーション検出器、半導体検出器、または放射線を検出するための任意の他の好適な機器であってよい。伝送ケーブル４１４１及び４１４２は、情報を放射線検出器４１２１及び４１２２から光子検出器４１６１及び４１６２へ伝送するための任意の好適な媒体であってよく、電気信号を伝送するための電気ワイヤ、複数の光子を伝送するためのファイバ光学ケーブル、又は、任意の他の好適な伝送媒体を含む。読み出しモジュール４１６１及び４１６２は、放射線検出器４１２１及び４１２２から得られる読み出しを解釈するための、オペアンプ、光子検出器、又は、任意の他の好適な機器であってよい。例えば、放射線検出器４１２１及び４１２２がイオンチャンバである実施形態では、伝送ケーブル４１４１及び４１４２は電気信号を伝送するためのケーブルであり、読み出しモジュール４１６１及び４１６２はイオンチャンバによって生成されるアナログの電気信号を増幅する増幅器である。環境放射線モニタ４００はまた、読み出しモジュール４１６１，４１６２が接続する同時検出器４１８を含む。同時検出器４１８は、ここで上に記載したように、同時検出器１１７と全く同じ方法で稼働するように構成される。
【００５６】
[0064]放射線検出器４１２１，４１２２は、本体の部分２００の近傍、例えば反対側に配置され、シンチレーティングコイル１１２に近接している。放射線検出器４１２１，４１２２は、背景放射線の水準及び／又は部分２００の近傍における人工の環境放射線の水準を監視するように構成される。例えば、検出器４１２１及び４１２２は、身体の他の一部から部分２００へ照射される迷走放射線を監視することができる。放射線検出器４１２１及び４１２２で検出される背景放射線の事象に関連するタイミングパラメータは、シンチレーティングファイバコイル１１２で検出される放射線に関連するタイミングパラメータと比較されることができる。タイミングパラメータが一致する場合、シンチレーティングコイル１１２で検出される信号は部分２００とは異なる身体の別の一部から発生するので、その信号は拒絶される。
【００５７】
[0065]いくつかの実施形態では、環境放射線モニタ４００は、部分２００における放射性トレーサ活性を監視するように構成される。放射性トレーサからの陽電子が部分２００における電子と相互作用するとき、反対方向に移動する２つの光子が生成される。環境放射線モニタ４００は、更に特定すれば、読み出しモジュ−ル４１６１及び４１６２並びに同時検出器４１８は、２つの光子が同一の相互作用から発生するかどうかを決定するために使用されるだろう。２つの放射線検出器４１２１，４１２２がつなぐ立体角は、検出可能な相互作用事象からのすべての光子のサブセットを決定する。立体角及び放射線検出器４１２１，４１２２等の効率は、部分２００における全放射性トレーサ活性を決定するために使用される。いくつかの実施形態では、放射線検出器４１２１，４１２２は、シンチレーティングファイバコイル１１２で使用される材料に類似するシンチレーティング材料で構成される。そのようないくつかの実施形態では、放射線検出器４１２１，４１２２及び例えばファイバ光学ケーブル４１４１及び４１４２及び読み出しモジュール４１６１及び４１６２等の任意の関連する感光性素子は、例えば近隣のランプや太陽等の光源からの迷走光子が放射線検出器４１２１及び４１２２から移動する光子３０８１，３０８２に干渉することを実質的に防止する構造内に保持される。
【００５８】
[0066]図５を参照すれば、いくつかの実施形態では、放射性トレーサ活性モニタ１１０は、１又は２以上の第２シンチレーティングファイバコイル５１２を更に含み、相互作用の位置の決定の正確性を高め或いは増大させる。第２シンチレーティングファイバコイル５１２は、第１及び第２端部で第２ファイバ光学ケーブル５１４１，５１４２に接続され、第２ファイバ光学ケーブル５１４１，５１４２は、第２シンチレーティングファイバコイル内で生成される複数の光子を光子検出器５１６１，５１６２へ運ぶ。この実施形態では、３つのカスケード接続された同時検出器５１８１−５１８３が放射線活性モニタ１１０内に含まれる。図５に示される放射性トレーサ活性モニタ１１０の実施形態は、環境放射線モニタ４００を備えることも備えないこともあることは留意されるべきである。図５の実施形態は、例えば部分２００において放射性トレーサ活性が特に高い状況で使用される。
【００５９】
[0067]いくつかの実施形態では、第２シンチレーティングファイバコイル５１２は、シンチレーティングファイバコイル１１２と実質的に同一であり、それに並置されるか隣接している。例えば、第２シンチレーティングファイバコイル５１２のループは、シンチレーティングファイバコイル１１２のループと同心でよい。他の実施形態では、第２シンチレーティングファイバコイル５１２は、例えば、長さ、大きさ、湾曲パターンの間隔、湾曲パターンの数、材料等、１又は２以上の点でシンチレーティングファイバコイルと異なる。加えて、いくつかの他の実施形態では、第２シンチレーティングファイバコイル５１２は、不透明材料の層となり得るアイソレータを介してシンチレーティングファイバコイル１１２から離間し、あるシンチレーティングファイバコイルから別のシンチレーティングファイバコイルへ光子が浸出するリスクを防止するか最小化する。
【００６０】
[0068]図５に示される実施形態では、光子検出器１１６１及び５１６１によって出力される電気信号は第１同時検出器５１８１へ供給され、光子検出器１１６２及び５１６２によって出力される電気信号は第２同時検出器５１８２へ供給される。同時検出器５１８１及び５１８２は、第３同時検出器５１８３へ送られる電気信号を出力し、第３同時検出器５１８３の出力は、相互作用位置決定モジュール１１８へ送られる。
【００６１】
[0069]カスケード接続された同時検出器５１８１−５１８３は、光子検出器１１６１，１１６２，５１６１及び５１６２で受け取られる複数の光子が相互作用事象の共通セットから発生することを保証にするために使用される。従って、カスケード同時検出器５１８１−５１８３は、互いに異なる相互作用事象から発生した複数の重複する光子を関連付けるリスクを減らす。
【００６２】
[0070]図５の実施形態は２つの離間したシンチレーティングファイバコイル１１２及び５１２を示すが、放射性トレーサ活性モニタ１１０の他の実施形態は、各々が各々のファイバ光学ケーブル及び光子検出器を備える、３個、４個、５個またはそれ以上のシンチレーティングファイバコイルを含むことがあることにも留意すべきである。加えて、カスケード接続された同時検出器は追加の水準を備え、受け取った複数の光子の間で適切な関連付けがされることを保証することもある。
【００６３】
[0071]いくつかの実施形態では、シンチレーティングファイバコイル１１２，５１２の長さ及び／又はループの数は、検出される相互作用事象の数を補完するために調整可能である。例えば、あまりに多くの相互作用事象が光子検出器１１６１，１１６２及び／又は５１６１，５１６２で検出されるとき、シンチレーティングファイバコイル１１２，５１２は短くされ、及び／又は、そこからループが除去されることもある。あまりに少しの相互作用事象が検出される逆のケースでは、シンチレーティングファイバコイル１１２，５１２は長くされ、及び／又は、ループがそこに付加されることもある。例えば、シンチレーティングファイバコイル１１２及び／又は５１２は、複数の区分で構成され、各々が１又は２以上のループを有し、区分が除去及び／又は付加されてシンチレーティングファイバコイル１１２及び／又は５１２内の活性の要求水準に適合させることもある。
【００６４】
[0072]加えて、いくつかの実施形態では、放射線遮蔽又は他の保護機器は、部分２００の区分の上方に配置され、放射性トレーサ活性モニタ１１０の位置分解能を改善する。放射線遮蔽は、放射性トレーサによる陽電子等の任意の放出が伝搬することを防止するように構成される。例えば、相互作用の位置が充分な正確性で決定できない場合、放射線遮蔽は、部分２００の上面上で部分２００とシンチレーティングファイバコイル１１２との間に配置され、それにより、部分２００の頂上からの任意の放出粒子がシンチレーティングファイバコイルに到達することを防止する。その結果、シンチレーティングファイバコイル１１２は、部分２００の側面からだけで陽電子を受領し、位置分解能の増加へつながることがある。
【００６５】
[0073]図６を参照すれば、例えばシンチレーティングファイバコイル１１２等のシンチレーティングファイバコイルに沿った相互作用の位置を決定するための方法が示される。方法６００は、放射性トレーサ活性モニタ１１０によって実行されてよい。ステップ６０２において、例えばシンチレーティングファイバコイル１１２等のシンチレーティングファイバコイルに近接した人工の環境放射線の水準が付随的に測定される。人工の環境放射線は、人体の他の一部（即ち部分２００の外側）の放射性トレーサによって生成される放射線、及び／又は、動脈２１０及び／又は静脈２２０の外側の放射性トレーサによって生成される放射線を含むことがある。シンチレーティングファイバコイルに近接した人工の環境放射線の水準は、上に記述したように、環境放射線モニタ４００によって決定されることがある。
【００６６】
[0074]ステップ６０４において、放射性トレーサ活性モニタ１１０は、シンチレーティングファイバコイル１１２の第１及び第２端部１２２，１２４で第１及び第２の複数の光子を、例えば複数の光子３０８１，３０８２を検出する。放射性トレーサ活性モニタ１１０は、例えば光子検出器１１６１，１１６２を使って複数の光子３０８１，３０８２を検出する。
【００６７】
[0075]ステップ６０６において、放射性トレーサ活性モニタ１１０は、タイミングパラメータに基いて第１の複数の光子３０８１及び第２の複数の光子３０８２を相互作用事象に関連付ける。上に記述したように、相互作用事象は、放射線活性粒子が、例えば放射性トレーサ粒子３０２によって放出される陽電子３０４がシンチレーティングファイバ１１２と衝突或いは相互作用するときに発生する。例えば、第１の複数の光子３０８１及び第２の複数の光子３０８２と相互作用事象との関連付けは、相互作用位置決定モジュール１１８によって実行される。
【００６８】
[0076]ステップ６０８において、相互作用事象に対する相互作用の位置は、複数の光子３０８１，３０８２がさせる第１と第２の減衰水準の比較に基いて決定される。相互作用の位置は、陽電子がシンチレーティングファイバコイル１１２の１又は２以上の分子３０６と相互作用した、シンチレーティングファイバコイル１１２に沿った特別な配置である。例えば、相互作用位置決定モジュール１１８は、アルゴリズム又は方程式を使用して、第１及び第２の減衰水準に基いて相互作用の位置を決定する。いくつかの実施形態では、減衰水準は、シンチレーティングファイバコイル１１２に接続された光子検出器１１６１，１１６２によって生成される電気信号の第１及び第２の振幅に基いて決定される。
【００６９】
[0077]付随的に、ステップ６１０において、相互作用の位置は、ステップ６０２で決定された人工の環境放射線の水準に基いて調整される。いくつかの実施形態では、調整は、相互作用の位置、即ち、シンチレーティングファイバコイル１１２に沿って相互作用が発生する位置に対する位置値を調整するステップを含む。他の実施形態では、生成された光子が部分２００、動脈２１０及び／又は静脈２２０の外側の放射性トレーサ粒子からの相互作用の結果であることを人工の環境放射線の水準が示す場合、調整は、相互作用の位置を廃棄するステップを含む。ステップ６１０は、ステップ６０２の結果に基いて、及び／又は、ステップ６０４，６０６及び６０８の結果に基いて、実行されることに留意すべきである。例えば、放射性トレーサが投与される前の期間の間に、シンチレーティングファイバコイル１１２は、システム内で自発的に生成される背景信号を測定する。この種の背景は、時として暗い背景と呼ばれる。他の例では、放射性トレーサが投与された後の最初の数秒の間に、シンチレーティングファイバコイル１１２は、放射性トレーサが動脈２１０及び静脈２２０に隣接するより小さい血管の中へ移動する前の、動脈２１０及び静脈２２０内の「よく画定された」信号を測定することができる。更なる例では、監視期間のより遅い部分の間に、放射性トレーサ活性モニタ１１０は、先の例で議論したよく画定された信号（即ち、動脈２１０及び静脈２２０を画定する信号）を使用し、より小さい血管内へ移動した放射性トレーサから発生する放射線事象を拒絶する。これらの事象は、人工の環境放射線と考えられ、拒絶されてもよい。
【００７０】
[0078]図７を参照すれば、ＰＥＴ／ＳＰＥＣＴ／ＰＥＴ−ＭＲＩにおける動的モデルＩＦを確立するための方法７００が示される。いくつかの実施形態では、方法７００は、少なくとも部分的には放射性トレーサ活性モニタ１１０によって実行される。付随的に、ステップ７０２において、部分２００及びシンチレーティングファイバコイル１１２に近接する背景放射線の水準が測定される。例えば、背景放射線の水準は、環境放射線モニタ４００又はシンチレーティングファイバコイル１１２又は任意の他の好適な背景放射線検出システムによって測定される。背景放射線の水準は、例えば、相互作用位置決定モジュール１１８、或いは、放射性トレーサ活性モニタ１１０の任意の他の好適な処理要素へ提供される。
【００７１】
[0079]付随的に、ステップ７０４において、放射性トレーサは、身体に、例えば、部分２００が属する身体に投与される。放射性トレーサは、任意の好適な放射線活性元素を有する任意の好適な放射性トレーサであることがあり、例えば、炭素、窒素、酸素、フッ素、ガリウム、ジルコニウム、ルビジウム等のうちの任意の１又は２以上の同位体を含む陽電子放出放射性同位体、或いは、テクネチウム、インジウム、ヨウ素等を含む光子放出放射性同位体である。放射性トレーサは、任意の好適な方法で、例えば、経口、静脈内、或いは、任意の他の好適な方法で、身体に投与されることがある。いくつかの実施形態では、放射性トレーサは、直接動脈に投与されることがある。
【００７２】
[0080]付随的に、ステップ７０６において、方法６００の１又は２以上の初期の反復は、動脈２１０及び／又は静脈２２０に対する位置を測定するために実行される。放射性トレーサが投与される直後に、放射性トレーサは、例えば心臓や身体における他の循環系が放射性トレーサを身体中に循環させ始めるまで、大部分が動脈２１０及び／又は静脈２２０に閉じ込められる。方法６００は、放射性トレーサを動脈２１０及び／又は静脈２２０に閉じ込めた状態で１回又は２回以上実行されることがあり、動脈２１０及び／又は静脈２２０の位置は、方法６００によって検知される相互作用の位置に基いて決定されることがある。これは、付随的なステップ６０２及び６１０を含むことが可能であり、環境放射線モニタ４００を使用して人工の環境放射線を測定する。人工の環境放射線は、放射性トレーサによって生成され、又は、人体の他の一部における、及び／又は、部分２００における、動脈２１０及び／又は静脈２２０からは発生しない他の放射線活性によって生成される。いくつかの実施形態では、環境放射線モニタ４００は、部分２００内で生成される放射線活性の総量を測定し、放射性トレーサ活性モニタ１１０のシンチレーティングファイバコイル１１２によって測定される放射線活性は、環境放射線モニタ４００から取得される測定結果に基いて調整される。
【００７３】
[0081]ステップ７０８において、方法６００が実行されて、相互作用の位置を収集する。相互作用の位置は、任意の好適な方法で放射性トレーサ活性モニタ１１０のメモリや他のデータ蓄積素子内に蓄積されることが可能である。決定ステップ７１０は、充分な数の相互作用の位置が放射性トレーサ活性モニタ１１０によって収集されたかを決定する。そうでなければ、方法７００はステップ７０８に戻り、方法６００が繰り返されて追加の相互作用の位置を収集する。充分な数の相互作用の位置が収集された場合、方法７００はステップ７１２へ進む。充分な数の相互作用の位置に対する必要条件は、数十、数百、数千、或いは、任意の他の好適な数であってよい。
【００７４】
[0082]ステップ７１２において、動的モデルＩＦが、相互作用の位置に基いて確立される。動的モデルＩＦは、任意の好適なアルゴリズム又は計算を使用して、任意の好適な方法で確立されることができる。付随的なステップ７０２が実行される実施形態では、背景放射線の水準もまた、動的モデルＩＦを確立するためのアルゴリズムの一部として使用される。加えて、ステップ７０２及び／又はステップ７０６が実行される方法７００の実施形態では、動的モデルＩＦを確立するステップは、背景放射線の水準、及び／又は、動脈及び／又は静脈の位置に基いて、相互作用の位置及び／又は動的モデルＩＦの他の要素を調整するステップを含んでよい。
【００７５】
[0083]従って、放射性トレーサ活性モニタ１１０が図５に示される実施形態では、第２シンチレーティングコイル５１２及びカスケード接続された同時検出器５１８１−５１８３を含み、ステップ７０６での方法６００の実行の間における相互作用の位置の決定は、光子検出器１１６１，１１６２の対と５１６１，５１６２の対との両方で受け取られる電気信号に基いて実行される。その結果、光子検出器１１６１，１１６２によって受け取られる第１及び第２の複数の光子３０８１，３０８２に加えて、第３及び第４の複数の光子が光子検出器５１６１，５１６２で受け取られ、方法６００は、第１及び第２の複数の光子３０８１，３０８２の原因となる相互作用事象、及び、光子検出器５１６１，５１６２によって受け取られる複数の光子の原因となる相互作用事象の両方に対して実行され、動的モデルＩＦは、相互作用の位置の両方のセットに基く。
【００７６】
[0084]図８を参照すれば、方法６００及び／又は７００は、処理ユニット８１２と、計算実行指示８１６を中に蓄積したメモリ８１４とを備える計算機器８１０によって実行されてよい。処理ユニット８１２は、方法２００を実行するように構成された任意の好適な機器を備えてよく、計算機器８１０又は他のプログラム可能な装置により実行されるとき、指示８１６は、ここに記述される方法２００の機能／動作／ステップが実行されることを引き起こしてよい。処理ユニット８１２は、例えば、任意のタイプの汎用マイクロプロセッサやマイクロコントローラ、デジタル信号処理（ＤＳＰ）プロセッサ、中央情報処理ユニット（ＣＰＵ）、集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、再構成可能プロセッサ、他の好適にプログラムされた又はプログラム可能な論理回路、又はそれらの任意の組み合わせを備えてよい。
【００７７】
[0085]メモリ８１４は、任意の好適な既知の又は他の機械で読み取り可能な記憶媒体を備えてよい。メモリ８１４は、非一時的でコンピュータで読み取り可能な記憶媒体、例えば、限定するわけではないが、電子的、磁気的、光学的、電磁的、赤外線の、若しくは、半導体のシステム、装置、若しくは、機器、又は、これらの任意の好適な組み合わせを備えてよい。メモリ８１４は、機器の内又は外のいずれかに配置される任意の型のコンピュータメモリの好適な組み合わせを含んでよい。例えば、ランダム・アクセスメモリ（ＲＡＭ）、リード・オンリーメモリ（ＲＯＭ）、コンパクトディスク  リード・オンリーメモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、電子光学メモリ、光磁気メモリ、消去可能なプログラマブル・リード・オンリーメモリ（ＥＰＲＯＭ）、及び、電気的に消去可能なプログラマブル・リード・オンリーメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、強誘電体ＲＡＭ（ＦＲＡＭ（登録商標））等が挙げられる。メモリ８１４は、処理ユニット８１２によって実行可能な、機械で読み取り可能な指示８１６を検索可能に記憶するのに好適な任意の記憶手段（例えば、機器）を備えてよい。
【００７８】
[0086]いくつかの実施形態では、計算機器８１０のような単一の計算機器は、スキャンアナライザ１０４、放射性トレーサ活性モニタ１１０、相互作用位置決定モジュール１１８のうちの任意の１又は２以上を実行するために使用できる。他の実施形態では、分離した計算機器、例えば、計算機器８１０は、スキャンアナライザ１０４、放射性トレーサ活性モニタ１１０、相互作用位置決定モジュール１１８の各々を備える。
【００７９】
[0087]シンチレーティングファイバコイルに沿った相互作用の位置を決定し、且つ、ここに記述されるＰＥＴ／ＳＰＥＣＴ／ＰＥＴ−ＭＲＩにおける動的モデルＩＦを確立するための方法及びシステムは、高レベルの手続的若しくはオブジェクト指向のプログラミング、又は、記述言語、或いは、それらの組み合わせにおいて実行され、例えば計算機器８１０のようなコンピュータシステムと通信され、或いは、コンピュータシステムの動作を支援する。代替的に、シンチレーティングファイバコイルに沿った相互作用の位置を決定し、且つ、ＰＥＴ／ＳＰＥＣＴ／ＰＥＴ−ＭＲＩにおける動的モデルＩＦを確立するための方法及びシステムは、アセンブリ言語やマシン語で実行されてよい。言語は、コンパイル言語やインタープリタ言語であろう。剥離弁（deprime valve）の動作を制御するための方法及びシステムを実行するためのプログラムコードは、記憶媒体又は機器、例えば、ＲＯＭ、磁気ディスク、光ディスク、フラッシュドライブ、又は、任意の他の好適な記憶媒体又は機器に記憶してよい。プログラムコードは、記憶媒体又は機器がコンピュータによって読み込まれてここに記載された手順を実行するとき、コンピュータを構成及び操作するために、汎用又は特殊な目的のプログラマブル・コンピュータによって読み取られてよい。シンチレーティングファイバコイルに沿った相互作用の位置を決定し、ＰＥＴ／ＳＰＥＣＴ／ＰＥＴ−ＭＲＩにおける動的モデルＩＦを確立するための方法及びシステムの実施形態は、その上に記憶されたコンピュータプログラムを有する非一時的でコンピュータで読み取り可能な記憶媒体によって実行されると考えてもよい。コンピュータプログラムは、コンピュータ、より特定すれば、計算機器８１０の処理ユニット８１２を特定で所定の方法で動作させ、ここに記載された関数を実行させるコンピュータで読み取り可能な指示を備えてよい。
【００８０】
[0088]コンピュータで実行可能な指示は、プログラムモジュールを含む多くの形式で１又は２以上のコンピュータ又は他の機器によって実行されてよい。一般に、プログラムモジュールは、特定のタスクを実行する、又は、特定の抽象データの型を実行するルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造等を含む。典型的には、プログラムモジュールの機能は、様々な実施形態において所望されるように、組み合わされてもよく又は分散されてもよい。
【００８１】
[0089]上の記載は例示のみを意図しており、当業者は、開示された発明の範囲から逸脱することなく、記載された実施形態に変更を加えてよいことを認識するであろう。例えば、ここに記載されるフローチャート及び図面におけるブロック及び／又は操作は、例示のみを目的とする。本開示の教示から逸脱することなく、これらのブロック及び／又は操作には多くの変形例があり得る。例えば、ブロックは異なる順序で実行されてもよく、或いは、ブロックが追加、削除、または修正されてもよい。ブロック図には、別個のデータ信号接続を介して互いに通信する個別のコンポーネントのグループとして示されているが、本実施形態はハードウェアコンポーネントとソフトウェアコンポーネントとの組み合わせによって提供され、一部のコンポーネントはハードウェア又はソフトウェアのシステムの所定の機能又は動作によって実施され、図示されたデータパスの多くはコンピュータアプリケーションまたはオペレーティングシステム内のデータ通信によって実施されることは当業者に理解されるだろう。その結果、図示された構造は、本実施形態を教示する効率のために提供される。本開示は、特許請求の範囲の主題から逸脱することなく、他の特定の形態で具体化されてよい。また、ここに開示され示されたシステム、方法、及び、コンピュータで読み取り可能な媒体は、特定の数の要素／構成要素を備えてよいが、システム、方法、及び、コンピュータで読み取り可能な媒体は、そのような要素／構成要素の追加又は少数を含むように修正されてよいことを、当業者は正しく理解するだろう。本開示はまた、技術におけるすべての好適な変更をカバーし包含することを意図される。本発明の範囲に含まれる修正は、本開示のレビューに照らして当業者に明らかであり、そのような修正は、添付の特許請求の範囲に含まれることが意図される。
【図１】
2020521984.tif 000004
【図２】
2020521984.tif 000005
【図３Ａ】
2020521984.tif 000006
【図３Ｂ】
2020521984.tif 000007
【図４】
2020521984.tif 000008
【図５】
2020521984.tif 000009
【図６】
2020521984.tif 000010
【図７】
2020521984.tif 000011
【図８】
2020521984.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】令和2年2月20日(2020.2.20)
【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】
シンチレーティングファイバコイルに沿った相互作用の位置を決定するための方法であって、
前記シンチレーティングファイバコイルの第１及び第２端部においてそれぞれ第１の複数の光子及び第２の複数の光子を検出するステップであって、当該第１及び第２の複数の光子が放射性トレーサと前記シンチレーティングファイバコイルとの間の相互作用事象によって生成される、ステップと、
タイミングパラメータに基いて前記第１の複数の光子及び前記第２の複数の光子を前記相互作用事象に関連付けるステップと、
前記第１の複数の光子の第１パラメータと前記第２の複数の光子の第２パラメータとの間の比較に基いて前記相互作用事象に対する相互作用の位置を決定するステップと、
を備える、方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、
前記シンチレーティングファイバコイルに近接する背景放射線の水準を測定するステップを更に備え、
前記相互作用の位置を決定するステップは、前記背景放射線の水準に基いて第１及び第２の減衰水準を調節するステップを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の方法において、
前記シンチレーティングファイバコイルによって生成される前記第１の複数の光子及び前記第２の複数の光子を検出するステップは、光ファイバを介して当該第１の複数の光子及び当該第２の複数の光子を受信するステップを備える、方法。
【請求項４】
請求項３に記載の方法において、
前記光ファイバの減衰係数は、前記シンチレーティングファイバコイルの減衰係数よりも低い、方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法において、
前記シンチレーティングファイバコイルによって生成される前記第１の複数の光子及び前記第２の複数の光子を検出するステップは、当該第１の複数の光子及び当該第２の複数の光子の受信時間に基いて当該第１の複数の光子及び当該第２の複数の光子が前記相互作用事象によって生成されることを、同時検出器を介して決定するステップを備える、方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法において、
前記第１及び第２のパラメータは、それぞれ、第１及び第２の減衰水準である、方法。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方法において、
前記シンチレーティングファイバコイルを、身体の部分を実質的に覆うように配置するステップを更に備える、方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法において、
前記身体の前記部分は手首である、方法。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の方法において、
前記放射性トレーサを投与するステップを更に備える、方法。
【請求項１０】
陽電子放出断層撮影及び単一光子放出コンピュータ断層撮影のうちの一方における動的モデルの入力関数を確立するための方法であって、
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の方法を複数の相互作用事象に対して複数回実行して複数の相互作用の位置を取得するステップと、
前記複数の相互作用の位置に基いて前記動的モデルの入力関数を確立するステップと、
を備える、方法。
【請求項１１】
陽電子放出断層撮影及び単一光子放出コンピュータ断層撮影における動的モデルの入力関数を確立するための装置であって、
身体の部分を実質的に覆うように配置され、第１端部及び第２端部を有するシンチレーティングファイバコイルと、
前記シンチレーティングファイバコイルの前記第１及び第２端部に光学的に接続される少なくとも１つの光子検出器と、
前記少なくとも１つの光子検出器に通信可能に結合された処理機器であって、前記シンチレーティングファイバコイルと身体における放射性トレーサとの間の複数の相互作用事象の各々に対して、
前記シンチレーティングファイバコイルの前記第１及び第２端部においてそれぞれ第１の複数の光子及び第２の複数の光子を検出するステップであって、当該第１及び第２の複数の光子が前記相互作用事象によって生成される、ステップと、
タイミングパラメータに基いて前記第１の複数の光子及び前記第２の複数の光子を前記相互作用事象に関連付けるステップと、
前記第１の複数の光子の第１パラメータと前記第２の複数の光子の第２パラメータとの間の比較に基いて前記相互作用事象に対する相互作用の位置を決定するステップと、
前記相互作用の位置に基いて動的モデルの入力関数を確立するステップと、
を実行するように構成された処理機器と、
を備える、装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の装置において、
前記処理機器に通信可能に結合された環境放射線モニタを更に備え、
前記処理機器は、前記シンチレーティングファイバコイルに近接した背景放射線の水準の測定結果を前記環境放射線モニタから得るステップを実行するように更に構成され、
前記相互作用の位置を決定するステップは、前記背景放射線の水準に基いて前記第１及び第２の減衰水準を調節するステップを備える、装置。
【請求項１３】
請求項１１または１２に記載の装置において、
前記背景放射線の水準が、身体によって生成される放射線を備える、装置。
【請求項１４】
請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載の装置において、
光ファイバを更に備え、
前記少なくとも１つの光子検出器は、前記光ファイバを介して前記シンチレーティングファイバコイルの前記第１及び第２端部に光学的に接続される、装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の装置において、
前記光ファイバの減衰係数は、前記シンチレーティングファイバコイルの減衰係数より低い、装置。
【請求項１６】
請求項１１から請求項１５のいずれか１項に記載の装置において、
同時検出器を更に備え、
前記処理機器は、前記シンチレーティングファイバコイルによって生成される前記第１の複数の光子及び第２の複数の光子を検出し、当該第１の複数の光子及び当該第２の複数の光子が、当該第１の複数の光子及び当該第２の複数の光子の受信時間に基いて前記相互作用事象によって生成されることを決定するように、前記同時検出器を動作させるように構成される、装置。
【請求項１７】
請求項１１乃至１６のいずれか１項に記載の装置において、
前記第１及び第２のパラメータはそれぞれ、第１及び第２の減衰水準である、装置。
【請求項１８】
請求項１１乃至１７のいずれか１項に記載の装置において、
前記身体の前記部分は、手首である、装置。
【請求項１９】
請求項１１から１８のいずれか１項に記載の装置において、
前記少なくとも１つの光子検出器に光学的に接続された後続のシンチレーティングファイバコイルを更に備え、
前記処理機器は、前記後続のシンチレーティングファイバコイルと前記放射性トレーサとの間の後続の複数の相互作用事象について、第３及び第４の複数の光子に対する検出、関連付け、決定するステップを実行するように更に構成される、装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載の装置において、
前記後続のシンチレーティングファイバコイルは、前記身体の前記部分とは少なくとも部分的に異なる当該身体の後続の部分を実質的に覆うように配置される、装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
[0043]放射性トレーサが身体の部分２００或いは身体全体に投与されるとき、放射性トレーサの粒子、例えば、粒子３０２は動脈２１０を通って流れるだろう。いくつかの実施形態では、放射性トレーサは、炭素、窒素、酸素、フッ素、ガリウム、ジルコニウム、ルビジウム等の同位体を含む、身体への投与のための任意の好適な陽電子放出放射性トレーサであることがある。他の実施形態では、放射性トレーサは、テクネチウム、インジウム、ヨウ素等の同位体を含む、身体への投与のための任意の好適な光子放出放射性トレーサであることがある。粒子３０２は、動脈２１０を通って流れるように示されているが、粒子３０２は、静脈２２０を通って流れることもあり得ることも理解されるべきである。加えて、以下の議論は陽電子放出放射性トレーサに焦点を置くが、他の種類の放射性トレーサも考慮される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
[0064]放射線検出器４１２１，４１２２は、本体の部分２００の近傍、例えば反対側に配置され、シンチレーティングファイバコイル１１２に近接している。放射線検出器４１２１，４１２２は、背景放射線の水準及び／又は部分２００の近傍における人工の環境放射線の水準を監視するように構成される。例えば、検出器４１２１及び４１２２は、身体の他の一部から部分２００へ照射される迷走放射線を監視することができる。放射線検出器４１２１及び４１２２で検出される背景放射線の事象に関連するタイミングパラメータは、シンチレーティングファイバコイル１１２で検出される放射線に関連するタイミングパラメータと比較されることができる。タイミングパラメータが一致する場合、シンチレーティングファイバコイル１１２で検出される信号は部分２００とは異なる身体の別の一部から発生するので、その信号は拒絶される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
[0069]カスケード接続された同時検出器５１８１−５１８３は、光子検出器１１６１，１１６２，５１６１及び５１６２で受け取られる複数の光子が相互作用事象の共通セットから発生することを保証にするために使用される。従って、カスケード接続された同時検出器５１８１−５１８３は、互いに異なる相互作用事象から発生した複数の重複する光子を関連付けるリスクを減らす。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
[0075]ステップ６０６において、放射性トレーサ活性モニタ１１０は、タイミングパラメータに基いて第１の複数の光子３０８１及び第２の複数の光子３０８２を相互作用事象に関連付ける。上に記述したように、相互作用事象は、放射線活性粒子が、例えば放射性トレーサ粒子３０２によって放出される陽電子３０４がシンチレーティングファイバコイル１１２と衝突或いは相互作用するときに発生する。例えば、第１の複数の光子３０８１及び第２の複数の光子３０８２と相互作用事象との関連付けは、相互作用位置決定モジュール１１８によって実行される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７５】
[0083]従って、放射性トレーサ活性モニタ１１０が図５に示される実施形態では、第２シンチレーティングファイバコイル５１２及びカスケード接続された同時検出器５１８１−５１８３を含み、ステップ７０６での方法６００の実行の間における相互作用の位置の決定は、光子検出器１１６１，１１６２の対と５１６１，５１６２の対との両方で受け取られる電気信号に基いて実行される。その結果、光子検出器１１６１，１１６２によって受け取られる第１及び第２の複数の光子３０８１，３０８２に加えて、第３及び第４の複数の光子が光子検出器５１６１，５１６２で受け取られ、方法６００は、第１及び第２の複数の光子３０８１，３０８２の原因となる相互作用事象、及び、光子検出器５１６１，５１６２によって受け取られる複数の光子の原因となる相互作用事象の両方に対して実行され、動的モデルＩＦは、相互作用の位置の両方のセットに基く。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８１】
[0089]上の記載は例示のみを意図しており、当業者は、開示された発明の範囲から逸脱することなく、記載された実施形態に変更を加えてよいことを認識するであろう。例えば、ここに記載されるフローチャート及び図面におけるブロック及び／又は操作は、例示のみを目的とする。本開示の教示から逸脱することなく、これらのブロック及び／又は操作には多くの変形例があり得る。例えば、ブロックは異なる順序で実行されてもよく、或いは、ブロックが追加、削除、または修正されてもよい。ブロック図には、別個のデータ信号接続を介して互いに通信する個別のコンポーネントのグループとして示されているが、本実施形態はハードウェアコンポーネントとソフトウェアコンポーネントとの組み合わせによって提供され、一部のコンポーネントはハードウェア又はソフトウェアのシステムの所定の機能又は動作によって実施され、図示されたデータパスの多くはコンピュータアプリケーションまたはオペレーティングシステム内のデータ通信によって実施されることは当業者に理解されるだろう。その結果、図示された構造は、本実施形態を教示する効率のために提供される。本開示は、特許請求の範囲の主題から逸脱することなく、他の特定の形態で具体化されてよい。また、ここに開示され示されたシステム、方法、及び、コンピュータで読み取り可能な媒体は、特定の数の要素／構成要素を備えてよいが、システム、方法、及び、コンピュータで読み取り可能な媒体は、そのような要素／構成要素の追加又は少数を含むように修正されてよいことを、当業者は正しく理解するだろう。本開示はまた、技術におけるすべての好適な変更をカバーし包含することを意図される。本発明の範囲に含まれる修正は、本開示のレビューに照らして当業者に明らかであり、そのような修正は、添付の特許請求の範囲に含まれることが意図される。
〔態様１〕
シンチレーティングファイバコイルに沿った相互作用の位置を決定するための方法であって、
前記シンチレーティングファイバコイルの第１及び第２端部においてそれぞれ第１の複数の光子及び第２の複数の光子を検出するステップであって、当該第１及び第２の複数の光子が放射性トレーサと前記シンチレーティングファイバコイルとの間の相互作用事象によって生成される、ステップと、
タイミングパラメータに基いて前記第１の複数の光子及び前記第２の複数の光子を前記相互作用事象に関連付けるステップと、
前記第１の複数の光子の第１パラメータと前記第２の複数の光子の第２パラメータとの間の比較に基いて前記相互作用事象に対する相互作用の位置を決定するステップと、
を備える、方法。
〔態様２〕
態様１に記載の方法において、
前記シンチレーティングファイバコイルに近接する背景放射線の水準を測定するステップを更に備え、
前記相互作用の位置を決定するステップは、前記背景放射線の水準に基いて前記第１及び第２の減衰水準を調節するステップを備える、態様１に記載の方法。
〔態様３〕
態様１又は２に記載の方法において、
前記シンチレーティングファイバコイルによって生成される前記第１の複数の光子及び前記第２の複数の光子を検出するステップは、光ファイバを介して当該第１の複数の光子及び当該第２の複数の光子を受信するステップを備える、方法。
〔態様４〕
態様３に記載の方法において、
前記光ファイバの減衰係数は、前記シンチレーティングファイバコイルの減衰係数よりも低い、方法。
〔態様５〕
態様１乃至４のいずれか１項に記載の方法において、
前記シンチレーティングファイバコイルによって生成される前記第１の複数の光子及び前記第２の複数の光子を検出するステップは、当該第１の複数の光子及び当該第２の複数の光子の受信時間に基いて当該第１の複数の光子及び当該第２の複数の光子が前記相互作用事象によって生成されることを、同時検出器を介して決定するステップを備える、方法。
〔態様６〕
態様１乃至５のいずれか１項に記載の方法において、
前記第１及び第２のパラメータは、それぞれ、第１及び第２の減衰水準である、方法。
〔態様７〕
態様１乃至６のいずれか１項に記載の方法において、
前記シンチレーティングファイバコイルを、身体の部分を実質的に覆うように配置するステップを更に備える、方法。
〔態様８〕
態様８に記載の方法において、
前記身体の前記部分は手首である、方法。
〔態様９〕
態様１乃至８のいずれか１項に記載の方法において、
前記放射性トレーサを投与するステップを更に備える、方法。
〔態様１０〕
陽電子放出断層撮影及び単一光子放出コンピュータ断層撮影のうちの一方における動的モデルの入力関数を確立するための方法であって、
態様１乃至９のいずれか１項に記載の方法を複数の相互作用事象に対して複数回実行して複数の相互作用の位置を取得するステップと、
前記複数の相互作用の位置に基いて前記動的モデルの入力関数を確立するステップと、
を備える、方法。
〔態様１１〕
陽電子放出断層撮影及び単一光子放出コンピュータ断層撮影における動的モデルＩＦを確立するための装置であって、
身体の部分を実質的に覆うように配置され、第１端部及び第２端部を有するシンチレーティングファイバコイルと、
前記シンチレーティングファイバコイルの前記第１及び第２端部に光学的に接続される少なくとも１つの光子検出器と、
前記少なくとも１つの光子検出器に通信可能に結合された処理機器であって、前記シンチレーティングファイバコイルと身体における放射性トレーサとの間の複数の相互作用事象の各々に対して、
前記シンチレーティングファイバコイルの前記第１及び第２端部においてそれぞれ第１の複数の光子及び第２の複数の光子を検出するステップであって、当該第１及び第２の複数の光子が前記相互作用事象によって生成される、ステップと、
タイミングパラメータに基いて前記第１の複数の光子及び前記第２の複数の光子を前記相互作用事象に関連付けるステップと、
前記第１の複数の光子の第１パラメータと前記第２の複数の光子の第２パラメータとの間の比較に基いて前記相互作用事象に対する相互作用の位置を決定するステップと、
前記相互作用の位置に基いて動的モデルの入力関数を確立するステップと、
を実行するように構成された処理機器と、
を備える、装置。
〔態様１２〕
態様１１に記載の装置において、
前記処理機器に通信可能に結合された環境放射線モニタを更に備え、
前記処理機器は、前記シンチレーティングファイバコイルに近接した背景放射線の水準の測定結果を前記環境放射線モニタから得るステップを実行するように更に構成され、
前記相互作用の位置を決定するステップは、前記背景放射線の水準に基いて前記第１及び第２の減衰水準を調節するステップを備える、装置。
〔態様１３〕
態様１１または２３に記載の装置において、
前記背景放射線の水準が、身体によって生成される放射線を備える、装置。
〔態様１４〕
態様１１乃至１３のいずれか１項に記載の装置において、
光ファイバを更に備え、
前記少なくとも１つの光子検出器は、前記光ファイバを介して前記シンチレーティングファイバコイルの前記第１及び第２端部に光学的に接続される、装置。
〔態様１５〕
態様１４に記載の装置において、
前記光ファイバの減衰係数は、前記シンチレーティングファイバコイルの減衰係数より低い、装置。
〔態様１６〕
態様１１から態様１５のいずれか１項に記載の装置において、
同時検出器を更に備え、
前記処理機器は、前記シンチレーティングファイバコイルによって生成される前記第１の複数の光子及び第２の複数の光子を検出し、当該第１の複数の光子及び当該第２の複数の光子が、当該第１の複数の光子及び当該第２の複数の光子の受信時間に基いて前記相互作用事象によって生成されることを決定するように、前記同時検出器を動作させるように構成される、装置。
〔態様１７〕
態様１１乃至１６のいずれか１項に記載の装置において、
前記第１及び第２のパラメータはそれぞれ、第１及び第２の減衰水準である、装置。
〔態様１８〕
態様１１乃至１７のいずれか１項に記載の装置において、
前記身体の前記部分は、手首である、装置。
〔態様１９〕
態様１１から１８のいずれか１項に記載の装置において、
前記少なくとも１つの光子検出器に光学的に接続された後続のシンチレーティングファイバコイルを更に備え、
前記処理機器は、前記後続のシンチレーティングファイバコイルと前記放射性トレーサとの間の後続の複数の相互作用事象について、第３及び第４の複数の光子に対する検出、関連付け、決定するステップを実行するように更に構成される、装置。
〔態様２０〕
態様１９に記載の装置において、
前記後続のシンチレーティングファイバコイルは、前記身体の前記部分とは少なくとも部分的に異なる当該身体の後続の部分を実質的に覆うように配置される、装置。
【国際調査報告】
2020521984.tif 000013
2020521984.tif 000014