▶ シーメンス メディカル ソリューションズ ユーエスエー インコーポレイテッドの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022132366
(43)【公開日】2022-09-08
(54)【発明の名称】携帯型ＳＰＥＣＴを用いた内部線量評価
(51)【国際特許分類】
G01T 1/161 20060101AFI20220901BHJP
G01T 1/24 20060101ALI20220901BHJP
【ＦＩ】
G01T1/161 B
G01T1/24
【審査請求】有
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2022110551
(22)【出願日】2022-07-08
(62)【分割の表示】P 2021149968の分割
【原出願日】2021-09-15
(31)【優先権主張番号】16/949,298
(32)【優先日】2020-10-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】593063105
【氏名又は名称】シーメンス メディカル ソリューションズ ユーエスエー インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】Ｓｉｅｍｅｎｓ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ＵＳＡ，Ｉｎｃ．
(74)【代理人】
【識別番号】110003317
【氏名又は名称】特許業務法人山口・竹本知的財産事務所
(74)【代理人】
【識別番号】100075166
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 巖
(74)【代理人】
【識別番号】100133167
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 浩
(74)【代理人】
【識別番号】100169627
【弁理士】
【氏名又は名称】竹本 美奈
(72)【発明者】
【氏名】アレクサンダー ハンス ヴィヤ
(72)【発明者】
【氏名】フランチェスク ディアッシジ マッサーヌ バシ
(72)【発明者】
【氏名】ミーシェル ロドリゲス
(57)【要約】
【課題】ＳＰＥＣＴベースの内部線量推定に関し、携帯型検出器を使用して放射能を測定する。
【解決手段】携帯型検出器は、ＳＰＥＣＴスキャンに際し、遠視野撮像又は近視野撮像を選択的に使用可能である。カメラ及び／又はジャイロスコープが、放射能検出位置の決定及び又は別々の時点の放射能の整合を補助する。時間放射能曲線又は他の線量が、別々の時点における放射能を使用して推定される。このときに、少なくとも１回の放射能測定に携帯型検出器が使用され、より頻繁な放射能測定とより正確な線量測定とを可能にする。
【選択図】図１
【解決手段】携帯型検出器は、ＳＰＥＣＴスキャンに際し、遠視野撮像又は近視野撮像を選択的に使用可能である。カメラ及び／又はジャイロスコープが、放射能検出位置の決定及び又は別々の時点の放射能の整合を補助する。時間放射能曲線又は他の線量が、別々の時点における放射能を使用して推定される。このときに、少なくとも１回の放射能測定に携帯型検出器が使用され、より頻繁な放射能測定とより正確な線量測定とを可能にする。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
単一光子放射断層撮影（ＳＰＥＣＴ）システムであって、
患者からの放射線を検出するように構成された固体型検出器と、患者を撮像するように構成された撮像装置とを含む携帯型スキャナと、
別々の時点の各スキャンで患者から検出された放射能に基づいて生成される時間放射能曲線から内部線量を決定するように構成された画像処理装置とを備え、
前記画像処置装置は、（１）別々の時点の各スキャンで前記固体型検出器によって患者から検出された放射線と、（２）前記撮像装置の出力とを使用して、放射能を断層撮影形態に整合させるように構成され、
さらに前記画像処理装置は、前記固体型検出器の遠視野内又は前記固体型検出器の近視野内の患者身体に対し、放射能を断層撮影形態に整合させるように構成可能である、ＳＰＥＣＴシステム。
患者からの放射線を検出するように構成された固体型検出器と、患者を撮像するように構成された撮像装置とを含む携帯型スキャナと、
別々の時点の各スキャンで患者から検出された放射能に基づいて生成される時間放射能曲線から内部線量を決定するように構成された画像処理装置とを備え、
前記画像処置装置は、（１）別々の時点の各スキャンで前記固体型検出器によって患者から検出された放射線と、（２）前記撮像装置の出力とを使用して、放射能を断層撮影形態に整合させるように構成され、
さらに前記画像処理装置は、前記固体型検出器の遠視野内又は前記固体型検出器の近視野内の患者身体に対し、放射能を断層撮影形態に整合させるように構成可能である、ＳＰＥＣＴシステム。
【請求項2】
前記撮像装置はカメラを含み、
前記画像処理装置は、放射能を整合させるときに、前記携帯型スキャナの位置を、前記カメラから出力される光学画像に基づいて決定するように構成される、請求項１に記載のＳＰＥＣＴシステム。
前記画像処理装置は、放射能を整合させるときに、前記携帯型スキャナの位置を、前記カメラから出力される光学画像に基づいて決定するように構成される、請求項１に記載のＳＰＥＣＴシステム。
【請求項3】
前記撮像装置はカメラを含み、
前記画像処理装置は、マルチモーダル再構成として放射能を整合させるように構成され、そのマルチモーダル再構成のために患者の体内構造を推定するべく前記カメラから出力される画像を使用する、請求項１に記載のＳＰＥＣＴシステム。
前記画像処理装置は、マルチモーダル再構成として放射能を整合させるように構成され、そのマルチモーダル再構成のために患者の体内構造を推定するべく前記カメラから出力される画像を使用する、請求項１に記載のＳＰＥＣＴシステム。
【請求項4】
前記撮像装置はカメラを含み、
前記画像処理装置は、放射能を整合させるときに、別々の時点における患者の位置を前記カメラの出力から判別し、そして、前記カメラの出力に整合させた前記別々の時点の放射能を用いて時間放射能曲線を決定する、請求項１に記載のＳＰＥＣＴシステム。
前記画像処理装置は、放射能を整合させるときに、別々の時点における患者の位置を前記カメラの出力から判別し、そして、前記カメラの出力に整合させた前記別々の時点の放射能を用いて時間放射能曲線を決定する、請求項１に記載のＳＰＥＣＴシステム。
【請求項5】
前記画像処理装置は、前記時間放射能曲線を別々の時点の放射能にあてはめることで線量を決定するように構成されている、請求項１に記載のＳＰＥＣＴシステム。
【請求項6】
前記画像処理装置は、前記時間放射能曲線を、別々の時点の放射能と追加時点の放射能とにあてはめることで線量を決定するように構成され、前記追加時点の放射能は、スキャンのために患者を載置するベッドを有するＳＰＥＣＴスキャナから得られる、請求項５に記載のＳＰＥＣＴシステム。
【請求項7】
前記携帯型スキャナの重さは、５キログラム以下である、請求項１に記載のＳＰＥＣＴシステム。
【請求項8】
前記固体型検出器は、異なるエネルギを検出するように構成され、
前記画像処理装置は、前記異なるエネルギのうちの低い方についてはコリメータを用いると共に前記異なるエネルギのうちの高い方についてはコンプトンイメージングを用いて断層撮影形態に整合させるように構成可能である、請求項１に記載のＳＰＥＣＴシステム。
前記画像処理装置は、前記異なるエネルギのうちの低い方についてはコリメータを用いると共に前記異なるエネルギのうちの高い方についてはコンプトンイメージングを用いて断層撮影形態に整合させるように構成可能である、請求項１に記載のＳＰＥＣＴシステム。
【請求項9】
前記携帯型スキャナは、さらにジャイロスコープを含み、
前記画像処理装置は、前記ジャイロスコープにより得られる方向を使用して放射能を整合させるように構成される、請求項１に記載のＳＰＥＣＴシステム。
前記画像処理装置は、前記ジャイロスコープにより得られる方向を使用して放射能を整合させるように構成される、請求項１に記載のＳＰＥＣＴシステム。
【請求項10】
前記遠視野では、前記固体型検出器の画角内に患者が収まって全身を網羅可能で、前記携帯型スキャナの１つの位置で放射能分布を整合させ、
前記近視野では、前記携帯型スキャナがより患者に近く、前記画角内に患者の一部のみが収まり、前記携帯型スキャナを移動させて患者に対し異なる位置から走査することで放射能を整合させる、請求項１に記載のＳＰＥＣＴシステム。
前記近視野では、前記携帯型スキャナがより患者に近く、前記画角内に患者の一部のみが収まり、前記携帯型スキャナを移動させて患者に対し異なる位置から走査することで放射能を整合させる、請求項１に記載のＳＰＥＣＴシステム。
【請求項11】
前記固体型検出器は、１ミリメートル以下の空間分解能を有し且つ大きさが５００平方センチメートル未満であり、前記遠視野で、患者から前記携帯型スキャナまでの距離が少なくとも１メートルである、請求項１に記載のＳＰＥＣＴシステム。
【請求項12】
前記携帯型スキャナを取り付け可能な支持具をさらに備え、
前記携帯型スキャナは、複数回のスキャンのうち少なくとも１回のスキャンのために前記支持具に取り付けられる、請求項１に記載のＳＰＥＣＴシステム。
前記携帯型スキャナは、複数回のスキャンのうち少なくとも１回のスキャンのために前記支持具に取り付けられる、請求項１に記載のＳＰＥＣＴシステム。
【請求項13】
単一光子放射断層撮影（ＳＰＥＣＴ）において内部線量を評価するための方法であって、
ＳＰＥＣＴスキャナのベッド上の患者に対し第１のＳＰＥＣＴスキャンを行って、第１の時期の患者を表現する、患者内の第１の放射能分布を決定し、
携帯型検出器を用いて、患者に対し第２のＳＰＥＣＴスキャンを行って、第２の時期の患者を表現する、患者内の第２の放射能分布を決定し、
前記第１の放射能分布と前記第２の放射能分布とから、患者の内部線量を推定することを含む、方法。
ＳＰＥＣＴスキャナのベッド上の患者に対し第１のＳＰＥＣＴスキャンを行って、第１の時期の患者を表現する、患者内の第１の放射能分布を決定し、
携帯型検出器を用いて、患者に対し第２のＳＰＥＣＴスキャンを行って、第２の時期の患者を表現する、患者内の第２の放射能分布を決定し、
前記第１の放射能分布と前記第２の放射能分布とから、患者の内部線量を推定することを含む、方法。
【請求項14】
前記第１の放射能分布を決定するときに、コンピュータ断層撮影を用いるマルチモーダルスキャンとした前記第１のＳＰＥＣＴスキャンから前記第１の放射能分布を再構成することを含み、
前記第２の放射能分布を決定するときに、前記第１の放射能分布よりも低い空間分解能で前記第２の放射能分布を再構成することを含む、請求項１に記載の方法。
前記第２の放射能分布を決定するときに、前記第１の放射能分布よりも低い空間分解能で前記第２の放射能分布を再構成することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項15】
前記内部線量を推定するときに、前記第１の放射能分布及び前記第２の放射能分布の放射能に時間放射能曲線をあてはめることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項16】
前記第２の放射能分布を決定するときに、患者に対して異なる方向に配置される前記携帯型検出器を用いた放射線の検出に基づいて決定することを含み、その際、前記携帯型検出器のカメラ及び／又はジャイロスコープを、前記放射線を患者に整合させるために使用する、請求項１に記載の方法。
【請求項17】
前記第２の放射能分布を決定するときに、横方向の分解能よりも低い深さ方向の分解能で決定することを含み、かつ、前記携帯型検出器は、前記第２のＳＰＥＣＴスキャンの最中、患者に対して１つの方向に保持される、請求項１に記載の方法。
【請求項18】
前記第２の放射能分布を決定するときに、５１１ＫｅＶ以下のエネルギで前記携帯型検出器によって検出される放射線に基づいて決定し、少なくとも部分的にコリメーションに基づくラインオブレスポンスに依拠して再構成することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項19】
前記第２の放射能分布を決定するときに、５１１ＫｅＶ以上のエネルギで前記携帯型検出器によって検出される放射線に基づいて決定し、コンプトンイメージングを用いて再構成することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項20】
単一光子放射断層撮影（ＳＰＥＣＴ）において内部線量を評価するための方法であって、
ＳＰＥＣＴスキャナのベッド上の患者に対し第１のＳＰＥＣＴスキャンを行って、第１の時期の患者を表現する、患者内の第１の放射能分布を決定し、
携帯可能な固体型検出器について近視野スキャン又は遠視野スキャンを選択し、
前記選択した近視野スキャン又は遠視野スキャンによって、前記携帯可能な固体型検出器を用いて患者内の第２の放射能分布を決定し、
前記第１の放射能分布と前記第２の放射能分布とから、患者の内部線量を推定することとを含む、方法。
ＳＰＥＣＴスキャナのベッド上の患者に対し第１のＳＰＥＣＴスキャンを行って、第１の時期の患者を表現する、患者内の第１の放射能分布を決定し、
携帯可能な固体型検出器について近視野スキャン又は遠視野スキャンを選択し、
前記選択した近視野スキャン又は遠視野スキャンによって、前記携帯可能な固体型検出器を用いて患者内の第２の放射能分布を決定し、
前記第１の放射能分布と前記第２の放射能分布とから、患者の内部線量を推定することとを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
ここに開示する態様は、単一光子放射断層撮影（ＳＰＥＣＴ：Single Photon Emission Computed Tomography）に関する。
【背景技術】
【0002】
ＳＰＥＣＴシステムは独立した装置であり、通常、専用の室内で所定位置に固設されている。ＳＰＥＣＴ内のガンマカメラデテクタ（検出器）は、約２０００ｃｍ２の面積を有する平面型検出器であって、臨床上関連する特徴の撮像（画像化）を行うように設計されているが、その際、患者の切り詰めを行わず、又は患者の切り詰めを行ったとしても最小限に抑えている（例えば、４０×５０ｃｍ２の検出器では、少なくとも腎臓の双方を軸方向にカバーして、患者の胴体の大部分を撮像する）。その大きさ、特に、１つの撮像システムのために専用の部屋を要することは、コスト高となり得る。また、患者は、所定の位置に固設された撮像システムまで移されていたが、不便であった。運搬車内に配置された医療用スキャナ（走査機）もあり、専用の断層撮影システムをもたない病院が、係るシステムにアクセスすることを可能にしている。患者は、その運搬車まで移されて、該運搬車内の所定位置に固設された撮像システム内に配置される。
【0003】
患者に対して投与されたエネルギ蓄積は、画像に基づく線量計測によって評価される。線量計測によって、比較的に高い限度まで治療線量の適応を可能とし、その際、健康な組織に対して有害な作用が及ばないようにして、結果を向上させ、又は副作用を制限させている。線量計測の適応がない患者は、処置不十分となり得る。
【0004】
線量計測では、時間放射能曲線（time activity curve）又は線量（dose）が、様々な時点の放射能の断層撮影式定量的画像から計算される。運搬車ベース又は部屋ベースの、大型で単一の装置では、線量推定について、時間ごと又は日ごとで間隔を空けた折々で、都合よく放射能測定をすることができなかった。患者のスキャン（走査）の回数は限定的なことがあり（例えば、最大で５回又は６回のスキャン）、かつ最大で１２０時間の患者の入院期間を必要とすることがあった。ほとんどの病院では、１回だけスキャンを行っている。従って、線量計測の精度には、数理上の問題があった。何故なら、様々な治療剤の複雑な動態をとらえるために、所望の複数の時点で測定することができない虞があるからである。
【0005】
国土安全保障用途に発する携帯型（手持ち型）の固体型（ソリッドステート）装置は、非適応型の符号化アパーチャ画像形成を用いて患者を撮像し得る。アプローチが安全保障用途から導かれ、それにより遠距離から開放空間又は閉鎖空間の中の放射線源を検出するように試みることができるので、患者は、その装置から離され、遠視野近似を充足する。しかし、この方式では、十分な情報を提供できないことがあり、及び／又は、画像化要件を過度に制限することがあった。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0006】
前置きとして、以下で詳述する好適な態様では、ＳＰＥＣＴベースの内部線量推定方法、コンピュータ可読記憶媒体、及びシステムが含まれる。放射能をサンプリングするために携帯型（手持ち型）検出器が用いられている。携帯型検出器は、ＳＰＥＣＴスキャン用に、遠視野画像化又は近視野画像化を選択的に用いることができる。放射位置を判別し及び／又は別々の時点の放射能を整合させるときに、カメラ及び／又はジャイロスコープ（回転儀）によって補助してもよい。時間放射能曲線又は線量は、別々の時点の放射能を用いて推定され、その際、少なくとも１つの時点での放射能は、携帯型検出器から得られ、それによって、より頻繁な放射能のサンプリングと、より正確な線量推定とを可能にする。
【0007】
第一の態様において提供される単一光子放射断層撮影（ＳＰＥＣＴ）システムは、患者からの放射線を検出するように構成された固体型検出器と、患者を撮像するように構成された撮像装置（画像化装置）と、を有する携帯型スキャナを含む。また、別々の時点の各スキャンで患者から検出された放射能に基づいて生成される時間放射能曲線から、内部線量を決定するように構成された画像処理装置（イメージプロセッサ）を含む。（１）別々の時点の各スキャンで固体型検出器によって検出された患者からの放射線と、（２）撮像装置の出力とから、放射能を断層撮影形態に整合させる。画像処理装置は、固体型検出器の遠視野内又は固体型検出器の近視野内の患者身体に対し、放射能を断層撮影形態に整合させるように構成される。
【0008】
具体的形態では、撮像装置はカメラである。放射能を断層撮影形態に整合させるため、カメラの光学的画像出力を１つ又は複数の方式で用いることができる。例えば、画像処理装置は、カメラの出力から携帯型スキャナの１つの位置又は複数の位置が判別されることで、放射能を整合させるように構成される。別の例では、画像処理装置は、マルチモーダル再構成で放射能を整合させるように構成され、そのマルチモーダル再構成のために患者の体内構造を推定するべくカメラから出力される画像が使用される。別の例では、画像処理装置は、放射能を整合させるときに、別々の時点における患者の位置をカメラの出力から判別するように構成される。そして、カメラの出力と整合させた別々の時点の放射能分布を用いて、時間放射能曲線が決定される。
【0009】
別の具体的形態では、画像処理装置は、別々の時点の放射能に対して時間放射能曲線を当てはめることで線量を決定するように構成される。例えば、画像処理装置は、別々の時点の放射能と、追加時点の放射能とに対して、時間放射能曲線をあてはめることで、線量を決定するように構成される。追加時点の放射能は、スキャンのために患者を載置するベッドを有するＳＰＥＣＴスキャナから得られる。
【0010】
携帯型スキャナは、人によって移動される（持ち運ばれる）。例えば、携帯型スキャナの重量は５キログラム以下である。スキャン用に、携帯型スキャナは、支持具（スタンド）に取り付けられてもよい。一実施形態では、携帯型スキャナは、さらにジャイロスコープを含む。画像処理装置は、そのジャイロスコープから得られる携帯型スキャナの方向（向き）を使用して、放射能を整合させるように構成される。
【0011】
別の具体的形態では、固体型検出器は、異なるエネルギを検出するように構成される。画像処理装置は、異なるエネルギのうちの低い方に対してコリメータ（collimator）を用いるとともに、異なるエネルギのうちの高い方に対してコンプトンイメージング（Compton imaging）を用いて、断層撮影形態に整合させるように構成可能である。
【0012】
固体型検出器は、遠視野近似又は近視野近似のいずれかで使用可能である。遠視野の場合、固体型検出器の画角内に患者が収まって全身が網羅され、携帯型スキャナの１つの位置で放射能を整合させるように構成される。近視野の場合、携帯型スキャナがより患者に近く、画角内に患者の一部のみが収まり、携帯型スキャナを移動させて患者に対し異なる位置から走査することで放射能を整合させるように構成される。別の例では、固体型検出器は、１ミリメートル以下の空間分解能（空間解像度）を有し、かつ大きさが５００平方センチメートル未満である。遠視野では、患者から携帯型スキャナまでの距離は、少なくとも１メートルである。
【0013】
第二の態様では、ＳＰＥＣＴにおいて内部線量を評価するための方法が提供される。ＳＰＥＣＴスキャナのベッド上の患者に対し第１のＳＰＥＣＴスキャンを行って、第１の時期の患者を表現する、患者内の第１の放射能分布が決定される。さらに、携帯型検出器を用いて、患者に対し第２のＳＰＥＣＴスキャンを行って、第２の時期の患者を表現する、患者内の第２の放射能分布が決定される。そして、これら第１の放射能分布と第２の放射能分布とから、患者の内部線量が推定される。
【0014】
具体的形態では、第１の放射能分布の決定は、コンピュータ断層撮影を用いたマルチモーダルスキャンとした第１のＳＰＥＣＴスキャンから第１の放射能分布を再構成することを含む。第２の放射能分布の決定は、第１の放射能分布よりも低い空間分解能で第２の放射能分布を再構成することを含む。近視野での近似を用いる他の具体的形態では、患者に対して異なる方向に配置される携帯型検出器を用いた放射線の検出に基づいて、第２の放射能分布を決定することを含む。携帯型検出器のカメラ及び／又はジャイロスコープが、放射線を患者に整合させるために使用される。
【0015】
別の具体的形態では、内部線量は、第１の放射能分布の放射能と第２の放射能分布の放射能とに対して、時間放射能曲線をあてはめることで推定される。
【0016】
遠視野の近似を用いる形態では、横方向の分解能（解像度）よりも低い深さ方向の分解能（解像度）で第２の放射能分布が決定され、そして、第２のＳＰＥＣＴスキャンの最中に、携帯型検出器は、患者に対して１つの方向に保持される。
【0017】
検出器が固体型装置の場合、第２の放射能分布の決定は、５１１ＫｅＶ以下のエネルギで携帯型検出器により検出される放射線に基づいて決定し、少なくとも部分的にコリメーション（collimation）に基づくラインオブレスポンス（ＬＯＲ）に依拠して再構成することを含む。また、第２の放射能分布の決定は、５１１ＫｅＶ以上のエネルギで携帯型検出器により検出される放射線に基づいて決定し、コンプトンイメージングを用いて再構成することを含む。
【0018】
第三の態様では、ＳＰＥＣＴにおいて内部線量を評価するための方法が提供される。ＳＰＥＣＴスキャナのベッド上の患者に対し第１のＳＰＥＣＴスキャンを行って、第１の時期の患者を表現する、患者内の第１の放射能分布が決定される。さらに、携帯可能な固体型検出器について近視野スキャン又は遠視野スキャンが選択される。この選択は、測定する範囲又はユーザ入力に基づいて行われる。選択された近視野スキャン又は遠視野スキャンによって、携帯可能な固体型検出器を用いて患者内の第２の放射能分布が決定される。そして、第１の放射能分布と第２の放射能分布とから、患者の内部線量が推定される。
【0019】
本発明は、添付された特許請求の範囲によって定められ、ここでの記載によって特許請求の範囲が限定されるべきではない。本発明のさらなる態様と利点については、後述の好適な実施形態に関連して説明されている。これらさらなる態様と利点は、個々に又は組み合わせて、後に特許請求の範囲に追記され得る。
【図面の簡単な説明】
【0020】
構成要素（部品）及び図面は、必ずしも縮尺通りではなく、むしろ、それらは、本発明の技術思想を説明する上で誇張されている場合がある。さらに、同様の部位については、同様の参照番号が、各図を通して用いられるものとする。
【発明を実施するための形態】
【0021】
内部線量は、適応型画像形成を行うことができる、携帯型の定量的縮小ＳＰＥＣＴを用いて、少なくとも部分的には評価される。ＳＰＥＣＴの画像形成では、シンチレーション検出器（例えば、ＮａＩ（Ｔｌ））及び鉛（Ｐｂ）のマルチチャンネルコリメータを用いた、アンガー（Ａｎｇｅｒ）方式に基づく。近年の発展によって、直接的な変換器、例えばテルル化カドミウム亜鉛（ＣＺＴ）及び／又はタングステン（Ｗ）付き鉛へと検出器が置き換えられつつあるが、画像形成プロセスは変更されておらず、マルチチャンネルコリメータが依然として用いられている。多重化又は非多重化マルチピンホール等の他のコリメート画像形成の使用は、専用の臓器撮像のために確保されている。線量計測のため、全身又は少なくとも胴体が測定される。非常に小さな携帯型の形状の装置を用いて全身の撮像を行えるようにする画像形成が望まれている。
【0022】
基本技術的なエネルギ伝播の計算の他、高速スキャン等を用いてできるだけ頻繁に且つ撮像者や患者に対してあまり害が及ばないようにして、放射能分布が測定されるべきである。小型で携帯可能な固体型検出器モジュールは、機械的支持具に保持又は取り付けてスキャンすることの可能な手持ち式装置として用いることもできる。携帯型検出器モジュールは、光学カメラ（三次元、４Ｄ－ＴＯＦ（Time of Flight）、３Ｄ構造化光、レーザスキャナ、光学トラッカ又は赤外線）等の撮像装置（画像化装置）を用いて患者を撮像すると共に、高度に縮小した適応型画像形成を行うガンマ線撮像等の検出器を用いて患者を撮像する。
【0023】
画像（イメージ）サイズが対象物の大きさよりも小さい場合に、縮小が行われる。患者からの距離が０．０１ｍから１０ｍまで（近視野から遠視野まで）の撮像で、対応する画角が生じ、３ｍｍ未満から３ｃｍまでの放射能分布の解像（分解）が図られる。各スキャンでは、連続的にデータが取得され、光学センサ（又は他の任意のセンサ）が、この後に、再構成されるガンマ線データとの整合（整列、位置合わせ、レジストレーション）で放射能分布の整合したオーバーレイを取得するために、身体の動きを記録する。システムは小型のため、どのような小さな部屋でも持ち運んだり、取り付けることができるので、患者の入院を必要とすることなく、患者の放射能をモニタ（監視）し、記録し、さらに、比較的に高い解像度で時系列データセットを得ることができる。従って、患者は検査のために病院にいる必要はない。システム全体は、移動可能なプラットフォーム（例えば、移動可能なカートや、車両）に搭載してもよいし、病院外で追跡検査するべく運んだり、場合によっては、追跡検査のために画像システム全体を患者の自宅に持ち込むこともできる。
【0024】
適応型画像形成によって、２００ｋｅＶ未満から３０００ｋｅＶ未満までの広範囲のエネルギにわたって撮像を行うことができ、この範囲において、画像形成は、物理的コリメーション（即ち、マルチチャンネル又は多重化）からコンプトンイメージングを用いる電子的コリメーションに変えることができる。階層的な情報収集において、放射能は、専用の大型設置面積のスキャナとスポットチェックを行うための小型の携帯システムとを用いて得られる画像品質で提供される。適切な画像形成を利用すると共に補助情報（追加のモーダル情報）を提供する他の波長（例えば光学）を撮像するガンマ線の固体型検出を携帯型装置へ統合することにより、この装置は、延長した期間にわたって患者を撮像するように用いることが可能になる。物理的崩壊と生体的な再分布及び排泄に起因する放射能の蓄積と減衰とを、利便性によって、より正確に追跡することが可能になる。
【0025】
図１では、ＳＰＥＣＴシステムの一実施形態が例示されている。ＳＰＥＣＴシステムは、図３の方法又は他の方法を実装することができる。携帯型スキャナ１０は、放射能の追加サンプリングを提供する線量計測のために、及び／又は、近視野撮像及び遠視野撮像のうちで選択された方での操作のために、使用される。
【0026】
ＳＰＥＣＴシステムは、携帯型スキャナ１０と、画像処理装置１４と、ディスプレイ１６と、ＳＰＥＣＴスキャナ１５と、を含む。ただし、付加的な部品（構成要素）や異なる部品を用い、又は部品をより少なくすることも可能である。例えば、ＳＰＥＣＴスキャナ１５を設けなくてもよい。別の例として、ディスプレイ１６を設けなくてもよく、この場合は、画像処理装置１４からの線量の推定値が、画像化を用いることなく、追加の放射線医薬を適用するために用いられてもよい。さらに別の例では、携帯型スキャナ１０、画像処理装置１４、及び／又は、ＳＰＥＣＴスキャナ１５についてユーザが制御するため、ユーザ入力装置（例えば、キーボード、タッチスクリーン、タッチパッド、マウス、トラックボール、ボタン、ノブ、スライダ、及び／又は、ロッカースイッチ）が提供されてもよい。
【0027】
携帯型スキャナ１０は、ジャイロスコープ１１、撮像装置１３、コリメータ１９、及び検出器１２を含む。ただし、付加的な部品や異なる部品を用い、又は部品をより少なくすることも可能である。例えば、加速度計、磁気位置決めセンサ、及び／又は、他の位置センサ又は方位センサを含むことができる。別の例として、ジャイロスコープ１１及び／又は撮像装置１３は設けなくてもよい。さらに別の例では、コンプトンイメージングが行われる場合等ではコリメータ１９を設けなくてもよい。
【0028】
携帯型スキャナ１０は、ひとり又は数人で運搬可能な大きさを有する。携帯型スキャナ１０は、手に持つことができるか、又は使用の都度に搬送可能である。携帯型スキャナ１０は、例えば、カートに載せたりバッグに入れて携帯可能であり、及び／又は、１つ以上のハンドルを有する形状を有していてもよい。スキャンするときには、携帯型スキャナ１０は、支持具１７上に設置することもでき、又は操作者が手持ちしてもよい。
【0029】
一実施形態では、携帯型スキャナ１０の重量は５キログラム以下である。例えば、携帯型スキャナ１０は１キログラムから３キログラムまでである。ただし、より重い又はより軽い実施形態とすることは可能である。携帯型スキャナ１０の大きさは、ブリーフケースサイズ（例えば、６×１６×２４インチ）や、シューボックスサイズ（例えば、６×８×１４インチ）としてもよい（１インチは２５．４ミリメートルとする）。ただし、その大きさは任意の寸法とすることができる。携帯型スキャナ１０は、小型で携帯可能な固体型検出器モジュールであり、携帯型装置として使用することができ、又は支持具１７（例えば、機械的支持体）に取り付けることもできる。スキャナ１０が小さいため、任意の小さな部屋までスキャナ１０を手で持ちこんだり、取り付けることができるので、患者の入院を必要とすることなく、患者の放射能を監視して、記録することができる。スキャナ１０が小さいため、スキャナ１０は、異なる時期の患者の放射能を監視し記録するための患者の入院を必要としないか、又は必要としたとしても入院の回数を比較的少なく抑えることができる。携帯型スキャナ１０を用いることで、大型で固定設置型のＳＰＥＣＴスキャナ１５のみに依存する場合と比べて、より高い解像度で時系列データセットを得ることが可能になる。患者は、任意のスキャン又は全てのスキャンに関して病院で受ける必要がなくなる。携帯型スキャナ１０は、移動可能なプラットフォーム（例えば、モバイルカート又は車両）に搭載することもでき、追跡検査を病院外で行ったり、場合によっては追跡検査を患者の家で行うように、搬送することもできる。
【0030】
検出器１２は、患者からの放射を検出するために構成された検出器である。検出器１２は、患者からの放射線を検出する。例えば、放射性崩壊からの放射が検出される。また、ガンマ線が検出される。
【0031】
検出器１２は、スキャナ１０の重量及びスペース（占有面積）の制限に従った大きさを有する。一実施形態では、検出器１２は、１０ｘ１０ｃｍ、５ｘ５ｃｍ、３ｘ５ｃｍ又は５ｘ７ｃｍの面積をもつ。ただし、他の大きさとすることも可能である。また、検出器１２は、正方形、長方形、又は他の形状で、平坦な又は湾曲した板状などの形態とすることができる。一実施形態では、検出器１２の大きさの範囲は、２５平方ｃｍ未満から５００平方ｃｍまでの面積である。ただし、より小さい又はより大きい検出器１２を使用することも可能である。
【0032】
検出器１２は、半導体等の固体型検出器である。例えば、ＣＺＴ又は他の直接変換式ガンマ線検出器が使用される。一実施形態では、室温半導体用ＡＳＩＣを備えたＣｄＴｅベース（例えば、ＣｄＺｎＴｅ）が使用される。他のハイＺ（ハイインピーダンス）室温半導体を使用することも可能である。他の固体型検出器モジュールとしては、Ｓｉ、ＣＺＴ、ＣｄＴｅ、ＨＰＧｅ、ＴｌＢｒ、又は同様の装置を含み得る。検出器１２は、例えばＣＺＴ用の約４ｍｍの厚さなど、任意の厚さでウエハ製造で生産できる。あるいは、検出器１２は別の種類のセンサでもよい。
【0033】
検出器１２は、処理用にフォーマットされた半導体を含むことができる。例えば、検出器１２は、検出器１２における電子と光子の相互作用を感知するための特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：Application Specific Integrated Circuit）を含む。ＡＳＩＣは、検出器１２の画素（ピクセル）に並置される。ＡＳＩＣは、任意の厚さを有し得る。複数のＡＳＩＣを設けることができ、例えば、検出器１２の３×３の格子内に９個のＡＳＩＣを設けることができる。
【0034】
検出器１２は、任意の計数率（カウントレート）で動作することができる。放射線との相互作用に基づいて、画素で電気が発生する。この電気は、ＡＳＩＣによって感知される。その位置、時間、及び／又は、エネルギが感知される。感知結果の信号は、調整（例えば増幅）して無線通信の通信装置（トランシーバ）へ送ることができる。
【0035】
コリメータ１９は、検出器１２の中に含まれていてもよい。マルチチャンネルコリメータ、多重化コリメータ、又は時間符号化（Time-Encoded）の多重化コリメータ等、任意の種類のコリメータ１９を使用することができる。あるいは、コンプトンイメージングによって電子的コリメーションが行われる場合には、コリメータを用いなくてもよい。
【0036】
検出器１２は、異なるエネルギの放射を検出することができる。同じ検出器１２を用いて、異なるエネルギ又はエネルギ範囲で放射を検出することができる。例えば、検出器１２は、２００ｋｅＶ未満から３０００ｋｅＶ未満までのエネルギとして放射線を検出できる、適応型画像形成に用いられてもよい。あるいは、検出器１２は、５１１ｋｅＶ付近等の特定のエネルギ範囲のエネルギを検出するように設計されていてもよい。画像形成は、異なるエネルギに対して違う方式になっていてもよく、例えば、撮像時のエネルギ範囲に基づいて、物理的コリメーション（例えば、マルチチャンネル又は多重化）から、コンプトンイメージングを用いる電子的コリメーションに変更する、などである。例えば、コリメータ１９による物理的コリメーションは、５１１ｋｅＶ以下、４００ｋｅＶ以下、又は６００ｋｅＶ以下のエネルギ用に提供され得る。電子的コリメーションは、より高いエネルギについて使用される。一実施形態では、検出器１２は、６６２ｋｅＶで、１％未満のエネルギ分解能を有する。
【0037】
検出器１２は、１ｍｍ以下の空間分解能等の、任意の空間分解能を有する。検出器１２は、縮小に適応した画像形成で、ガンマ線撮像を行うために用いられる。画像サイズが対象物サイズよりも小さい場合に縮小が行われる。例えば、スキャナ１０は、患者から０．０１ｍから１０ｍまでの距離（近視野から遠視野まで）で配置され、対応する画角を生じ、３ｍｍ未満から３ｃｍまでの放射能分布の解像（分解）が図られる。この場合、対象物の大きさは、対象となる解剖学的構造の大きさである。１ｍｍよりも大きな空間分解能を用いることも可能である。縮小を行う画像形成方法には、マルチチャンネルコリメーション、多重化、時間符号化多重化、又は固有センサのコンプトンイメージングが含まれる。
【0038】
ＳＰＥＣＴ撮像に関し、検出された放射のＬＯＲを定めるために、患者に対する検出器１２の位置及び方向が決定される。それに替えて、又はそれに加えて、患者に対する検出器の位置及び方向は、動き補正、経時的な放射能の空間整合（例えば、トラッキング）、再構成の箇所による減衰の推定、及び／又は、他の用途のために用いられてもよい。例えば、撮像装置１３は、後に、再構成されるガンマ線データとの整合（整列、位置合わせ、レジストレーション）で放射能分布の整合したオーバーレイを取得するために、身体の動きを記録する。携帯型スキャナ１０は、検出器１２及び／又は患者の位置及び方向を決定するために、撮像装置１３及び／又はジャイロスコープ１１を含む。
【0039】
撮像装置１３は、患者をスキャンするためのスキャナであって、例えば、透過型のスキャナ等である。携帯型スキャナ１０に適合するように十分に小さい任意のスキャナを使用することができ、例えば、超音波のスキャナを使用することができる。一実施形態では、撮像装置１３は、光学カメラ又は赤外線カメラである。カメラは、立体カメラ等のように、深さ（奥行き、depth）情報を決定することができる。４Ｄ－ＴＯＦカメラ、三次元表面を推定可能な構造化光を使用するカメラ、レーザスキャナ、又は光学トラッカを使用することも可能である。
【0040】
ジャイロスコープ１１は、固体型ジャイロスコープである。他の位置センサ及び／又は方向センサを使用することができ、例えば、レンジ（範囲）センサ、磁気測位センサ、加速度計、及び／又は、ＧＰＳ（Global Positioning Sensor）センサを使用することができる。撮像装置１３と共にジャイロスコープ１１及び／又は他のセンサは、患者及び／又は環境に対するスキャナ１０の正確な位置と方向の判定を可能にする。精度を向上させるため、スキャナ１０から離した固定基準ユニットを使用してもよい。
【0041】
スキャナ１０は、画像処理装置１４と通信する。画像処理装置１４は、スキャナ１０内に統合されてもよく、又は、それを備えていてもよい。あるいは、スキャナ１０と画像処理装置１４との間に有線又は無線の通信が設けられる。画像処理装置１４は、ＳＰＥＣＴスキャナ１５の一部であってもよいし、別個のワークステーション又はサーバであってもよい。通信は、検出された信号（例えば、放射又は減衰事象）、及び／又は、位置及び方向の測定値を送信するために用いられる。あるいは、再構成された放射能分布が送信される。送信は、画像処理装置１４等のマスタ装置（例えば、画像処理装置１４をホストする、コンピュータ、タブレット、又はワークステーション）に向けられる。
【0042】
支持具（又は取付具）１７は、それ自体が携帯可能であってもよい。支持具１７は、スキャンの最中にスキャナ１０を所定の位置に保持するためのスタンド、三脚、又は他の構造体である。支持具１７はスキャナ１０と接続可能であり、例えば、ラッチ、スナップ嵌め、スライダ及びピン、又は別の取り外し可能な接続を使用することができる。近視野撮像のため、患者に対して別々の位置からスキャンするように、スキャナ１０を移動させるための１つ以上のモーターを含むことができる。また、支持具１７は、遠視野撮像のため、スキャナ１０を１つの位置で保持することができる。他の実施形態では、支持具１７を設けなくてもよい。患者をスキャンするため、使用者が携帯型スキャナ１０を保持してもよい。
【0043】
画像処理装置１４は、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ、グラフィック処理ユニット、デジタル回路、アナログ回路、及び／又は、断層撮影（トモグラフィ）を実行するための現在公知又は将来的に開発され得る別のプロセッサでもよい。画像処理装置１４は複数の装置から構成されてもよく、例えば、事象（イベント）を検出して事象ごとに患者に関するＬＯＲを決定するＡＳＩＣ、断層撮影形態の再構成及び線量推定用の汎用プロセッサ、断層撮影形態に生成された物体内の表現から画像をレンダリングするグラフィック処理ユニット等から構成されてもよい。並列及び／又は直列で処理を行ってもよい。画像処理装置１４は、ハードウェア、ファームウェア、及び／又は、ソフトウェアによって構成することができる。
【0044】
画像処理装置１４は、断層撮影法と共に放射能分布を生成するように構成される。患者に対する検出器１２のカウント及び位置（即ち、ＬＯＲを示す位置）は、患者の二次元又は三次元の放射能表現を再構成するために使用される。各スキャンについて、放射能分布を断層撮影形態に整合させるが、その際、（１）固体型検出器１２によって患者から検出された放射線の検出結果と、（２）撮像装置の出力とを用いる。あらゆる既知の再構成又は将来的に開発され得る再構成を使用することができる。例えば、４００ｋｅＶ未満のエネルギについては画像形成に物理的コリメーションが用いられ、そして、４００ｋｅＶを超えるエネルギでの放射からの再構成にはコンプトンイメージングが用いられる。コリメータ１９は、検出器１２に対するＬＯＲの方向を示すことができる。検出器１２は、広範囲のエネルギ（例えば、２００ｋｅＶ未満から３０００ｋｅＶ未満まで）にわたって放射線を検出するため、画像形成は、閾値エネルギ（例えば、４００、５００、５１０、５１２又は６００ｋｅＶ）にて、物理的コリメーション（例えば、マルチチャンネル又は多重化）から、コンプトンイメージングを用いる電子的コリメーションへと変化する。
【0045】
ある時期（即ち、スキャン完了の時）の放射能分布の再構成のため、画像処理装置１４は、測定値についてＬＯＲを決定する（例えば、エネルギを伴う又は伴わない放射発生）。画像処理装置１４は、撮像装置１３、ジャイロスコープ１１、及び／又は、他のセンサからの位置及び方向の情報から、信号に関してＬＯＲを識別するように構成されている。検出された各放射について、患者及び／又は検出器１２の移動、又は、位置及び方向が決定されて、患者内で生じた放射線の沿うＬＯＲを画定するために使用される。携帯型スキャナ１０の１つの位置又は複数の位置は、カメラの出力（即ち、光学的画像又は深さ画像）から決定される。検出器１２に対する患者の位置が決定されるため、放射線を感知する検出器画素を起点とするＬＯＲの、患者を通過する位置及び方向が決定される。
【0046】
一実施形態では、撮像装置１３及び／又はジャイロスコープ１１の出力は、マルチモーダル再構成において使用される。例えば、患者の事前スキャンに、コンピュータ断層撮影（ＣＴ：Computer Tomography）スキャンを含む。スキャナ１０に対する患者の位置及び方向は、減衰補正及び／又は構造／組織に特化した再構成に使用されるＣＴデータを整合（例えば、モーフィング）させるために使用される。マルチモーダル再構成のための出力に基づいて患者の内部構造が推定される。別の実施形態では、距離情報の有無にかかわらず、光学的画像を用いて患者のＣＴデータの推定値を生成するが、このＣＴデータは、マルチモーダル再構成で使用される。
【0047】
別の実施形態では、所定のスキャン期間中に患者及び／又はスキャナ１０は動き得る。撮像装置１３及び／又はジャイロスコープ１１からの位置及び方向の情報は、検出された各放射線についてＬＯＲを決定するために使用される。患者が動いたときの患者に関するＬＯＲが決定される。
【0048】
他の実施形態では、位置及び／又は方向の情報は、異なるスキャン及びその時期から再構成される放射能分布を整合させるために、使用される。上記各実施形態の組み合わせを使用することも可能である。
【0049】
画像処理装置１４は、ＬＯＲに基づく放射能分布の二次元的表現又は三次元的表現を断層撮影形態で再構成するように、構成されている。断層撮影形態の再構成であればいずれも使用することができる。測定空間から対象物又は画像空間への順投影及び逆投影を用いるなどの逐次プロセスでは、対象物の空間表現が最適化されて生成される。スキャナ１０は、再構成において使用されるシステムモデルとして表現される。画像処理装置１４は、信号及びシステムモデルに基づいて空間分布を決定する。空間分布は二次元的分布又は三次元的分布である。患者の内部領域における放射能の二次元的表現又は三次元的表現は、検出器１２の信号に基づく断層撮影法によって生成される。ＳＰＥＣＴ用に、放射の場所が示される。
【0050】
断層撮影形態の再構成では、近視野近似又は遠視野近似を用いることができる。遠視野ベース撮像又は近視野ベース撮像のいずれの場合でも同一の検出器１２及びスキャナ１０を用いることができる。検出器の近視野での感知又は遠視野での感知に基づいて、ある時期（時点）での患者内の放射能分布が断層撮影形態で決定される。患者は、検出器１２の近視野又は遠視野のいずれかにある。図２Ａでは、近視野の感知２０について例示しており、この場合、コリメータ１９及び／又は検出器１２の感度の画角（破線を参照）が、対象となる患者の一部のみ又は患者の一部の細部を感知する。例えば、検出器１２及びスキャナ１０は、患者から１メートル以内にある。その結果、近視野での再構成は、患者に対して異なる位置及び／又は方向においた検出器１２によって検出される放射を用いる。検出器１２及びスキャナ１０は、異なる位置及び／又は方向から放射線を検出するために、移動させる。患者全体及び／又は関心領域（例えば胴体）をスキャンするために、スキャン期間中、別々の時点で異なる領域から放射を検出するように、検出器１２を移動させてもよい。また、同じ箇所について異なる方向から放射線を検出するように、検出器１２を移動させてもよい。
【0051】
図２Ｂでは、遠視野の感知２２について例示しており、この場合、検出器１２及び／又はコリメータ１９の画角は、関心領域全体（例えば、全身又は胴体全体）からの放射線を感知する。検出器１２は、患者に対して１つの位置及び方向で保持されていてもよい。結果として再構成される放射能分布は、放射線を検出するために単一の位置及び方向を使用するため、検出器１２に対して横方向よりも深さ方向で分解能がより低くなる可能性がある。異なる方向からの遠視野の感知を行うことで、解像度を向上させることは可能である。
【0052】
遠視野又は近視野を特定するユーザ入力によって、遠視野と近視野とが区別されてもよい。あるいは、撮像装置１３が、例えばステレオカメラ、ＴＯＦ、又は他の三次元的な撮像を使用するなどして距離を感知するために、使用される。画像処理装置１４は、遠視野又は近視野での感知に基づいて再構成を行うように構成される。再構成の種類及び／又は再構成のための利用可能なデータは、遠視野と近視野とでは相違する。
【0053】
図１を参照すると、画像処理装置１４は、表現から画像１８を生成するように構成することができる。三次元表現のため、体積、表面、又は他のレンダリングを実行することができる。所定の視線方向から表示するために、二次元画像１８に対して３次元分布がレンダリングされる。あるいは、二次元画像１８を形成するようにデータを選択するため、三次元表現中に表されたスライス又は平面が用いられる。二次元分布又は表現については、二次元画像１８が生成される。所定の時期の放射能分布の画像は、同じ時点又は別の時点の撮像装置１３からの画像上にオーバレイすることができる。
【0054】
画像処理装置１４は、別々の時点の各スキャンによる放射能に基づいて生成される時間放射能曲線から、内部線量を決定するように構成される。時間放射能曲線は、別々の時点の放射能にあてはめられる。あてはめられた時間放射能曲線又はその特性（例えば、その曲線下の積分）は、線量を示す。所定の箇所の放射能を、例えば撮像装置１３からの画像又はデータと整合させる。１つの箇所又は連続する箇所の集まり（例えば、臓器又は組織の領域）に関し整合させた放射能が加算又は平均されて、曲線のあてはめのために用いられる。
【0055】
一実施形態では、ＳＰＥＣＴスキャナ１５は、フルサイズのＳＰＥＣＴスキャナである。ＳＰＥＣＴスキャナ１５は、専用の部屋の床又は運搬車に設置される。このＳＰＥＣＴスキャナは、マルチモーダル再構成のためにＣＴ撮像装置を含むことができる。ＳＰＥＣＴスキャナ１５は、スキャナ専用のベッド（台）を含む。ＳＰＥＣＴスキャンを行う際、患者は、そのベッドの上に載せられる。結果として得られる放射能分布は、検出器１２を使用する場合と比べて、より大きな空間分解能を有し得る。患者の経時的な放射能のサブサンプリング又は処理も可能であり、これにより、ＳＰＥＣＴスキャナ１５からの放射能分布と、別々の時期又は時点での検出器１２のスキャンから再構成された１つ又は複数の放射能分布とに対して、曲線のあてはめがなされる。検出器１２及びＳＰＥＣＴスキャナ１５からの放射能分布の任意の組み合わせを用いることができる。そのあてはめには、１つ又は複数（例えば、５個以上、１０個等）の各スキャン及びその時期に基づく任意の数の放射能分布を用いることができる。
【0056】
ディスプレイ１６は、ＣＲＴ、ＬＣＤ、投影装置（プロジェクタ）、印刷機（プリンタ）、又は他のディスプレイである。ディスプレイ１６は、断層撮影形態の画像１８及び／又は推定された線量（例えば、線量値又は時間放射能曲線）を表示するように構成される。線量、及び／又は、１つの画像１８又は複数の画像１８は、ディスプレイプレーンバッファ内に記憶されて、ディスプレイ１６に読み出される。複数の画像１８は、別々のスキャンで生成された一連の画像であってもよい。１つの画像１８又は複数の画像１８は、患者の内部領域における放射能の二次元的表現又は三次元的表現であるため、患者の体内ビューを表す。撮像装置１３からのビューなど、外観を表す画像を生成することも可能である。線量は、さらなる投薬決定を調節するために表示されてもよい。
【0057】
図３は、ＳＰＥＣＴにおける内部線量評価の方法についての一実施形態をフローチャートで例示した図である。この方法では階層的な情報収集が用いられている。専用の大設置面積を有するＳＰＥＣＴスキャナが用いられて、患者内の放射能サンプリングを１回又は複数回行う。例えば、患者が最初に放射性医薬品を投薬されるときや、その他にも患者が別の機会で病院又は撮像の場所／施設にいるときに行う。１回又は複数回の別の機会に、放射能をサンプリングするスポットチェックを行うために、小型で携帯可能なＳＰＥＣＴスキャナが使用される。例えば、患者が定期的に薬局を訪れるとき、自宅でスキャンするとき、又は携帯型のＳＰＥＣＴスキャナをレンタルするとき等である。携帯型のＳＰＥＣＴスキャナを使用することで、撮像時の労力を省き、患者の放射能分布をより長く経時的にサンプリングすることを可能にする。
【0058】
本方法は、図１に例示したシステム又は別の構成を用いて実施することができる。ＳＰＥＣＴスキャナ１５を用いてステップ３０が実行される。携帯型スキャナ１０を用いてステップ３４が実行される。画像処理装置及び／又はユーザ入力を用いてステップ３２及び３６が実行される。画像処理装置は、ステップ３０及び３４の一部を行ってもよく、例えば、ＬＯＲを推定し、検出された放射線から再構成を行う。ステップ３８で、ディスプレイ１６が用いられる。他のシステム又は装置を使用することも可能である。
【0059】
各ステップは、図示の順序（即ち、上から下へ、又は数字順）で行われるが、他の順序で行うことも可能である。例えば、ステップ３０、３２、及び３４は、任意の順序で行うことができる。ステップ３０及び／又はステップ３２及び３４は、任意の回数で反復することができる。
【0060】
追加のステップ、異なるステップを行い、又はステップを減らすことも可能である。例えば、ステップ３２を実行しない等である。別の例では、ステップ３８が実行されず、例えば、画像を表示しない線量計測で推定線量が用いられる等のようにする。さらに別の例では、ユーザ入力と制御のステップが用意される。別の例では、ステップ３０が行われない。代わりに、放射能のすべてのサンプリングのために携帯型スキャナが用いられる。
【0061】
ステップ３０では、フルサイズのＳＰＥＣＴスキャナ及び／又は画像処理装置が、ＳＰＥＣＴスキャナのベッド上の患者についてのＳＰＥＣＴスキャンを用いて、患者内の放射能分布を決定する。ＳＰＥＣＴスキャンは、マルチモーダル再構成のためにＣＴスキャンを含むことができる。患者の関心領域又は患者全身について、放射能分布が決定される。スキャンは、放射が検出される期間の中で行われる。これら放射線は、放射能分布を再構成するために使用され、所定の時点における患者内の放射能を表す。
【0062】
検出された放射線から、放射能分布が決定される。検出器は、患者からの放射線（例えば、ガンマ線）を感知する。例えば、患者は、放射性医薬品を経口摂取するか、又は注射される。崩壊による放射線が検出される。患者を通過する各ＬＯＲに沿った放射線がカウント（計測）される。各サンプリング箇所から検出された事象（イベント）が、カウント又は収集される。各事象が生じたＬＯＲ又はラインが、再構成において使用される。ＬＯＲは、事象が生じたときの検出器と患者との位置及び／又は角度に基づく。患者からの放射線の三次元的な分布は、事象と対応するＬＯＲとから再構成されてもよい。
【0063】
画像処理装置は、感知された放射線に基づいて患者の内部領域の放射能分布を断層撮影形態で再構成する。ＬＯＲと事象とが、患者内の放射能の二次元的表現又は三次元的表現を再構成するために用いられる。再構成は、一次元的でもよく、あるいは、領域又は臓器についての値でもよく、例えば、臓器ごとの該当放射能を示した臓器のリスト等でもよい。任意のＳＰＥＣＴ再構成を用いることができる。反復最適化を行う場合には、検出された信号から、放射の位置が決定される。断層撮影形態の再構成は、放射性同位元素の位置を再構成するために用いられる。
【0064】
ステップ３２では、使用者又は画像処理装置が、携帯可能な固体型検出器について、近視野スキャン又は遠視野スキャンを選択する。携帯型ＳＰＥＣＴスキャナは、環境に応じて、患者からの様々な距離でスキャンするために配置することができる。例えば、検出器は、患者から０．０１メートルから１０メートルまでで離れた位置に配置されてもよい。検出器及び／又はコリメータの有効な感知角度に基づいて、検出用に形成される角度は、所与の距離で患者の関心領域の一部のみをカバーしてもよい。この例では近視野スキャンが選択される。検出用に形成された角度が、その距離で患者の関心領域の全てをカバーする場合、遠視野スキャンが選択される。この選択は、別のＳＰＥＣＴスキャンでは相違してもよい。
【0065】
この選択は、例えば、カメラを用いて患者を検知し距離を測定すること（例えば、デプスカメラを使用すること）等に基づくことができる。画像処理装置は自動的に距離を決定し、選択を行う。あるいは、使用者が距離を測定又は推定してもよい。ユーザ入力により、選択的に距離を入力する、または選択を行うようにしてもよい。
【0066】
遠視野スキャンの場合、検出器を１つの位置に保持してもよい。患者からの放射線を検出するため、使用者又は支持具によって検出器を保持させる。検出器は、異なる方向の放射線を検出するために患者の周囲を移動させ得るが、患者内の異なる箇所からの放射線を検出するために移動させることはない。近視野スキャンの場合、患者内の異なる箇所をサンプリングするために、検出器を移動させる。あらゆる所定の箇所又は箇所の集まりについて、検出器は、各方向の放射線を検出するために、位置を移動させ得る。
【0067】
ステップ３４では、患者のＳＰＥＣＴスキャンで患者内の放射能分布を決定するために、人によって持ち運び可能な検出器（携帯型スキャナ）が用いられる。各時期又は時点について、患者内の放射能が決定される。ステップ３０での放射能の決定から数時間又は数日あけて、患者の現在の放射能を決定するために携帯型スキャナが使用される。ＳＰＥＣＴスキャンが、放射能をサンプリングするために行われる。
【0068】
放射線を測定するため、選択された近視野スキャン又は遠視野スキャンが行われる。使用者は、近視野スキャン又は遠視野スキャンに基づいて、患者に対する携帯型スキャナの動き及び／又は位置について指示することができる。患者内の対象となるすべての箇所から放射を検出するため、検出器を上昇、下降、回転、近づける、遠ざける、及び／又は左右に動かすことが可能である。
【0069】
携帯型の検出器では、ＳＰＥＣＴ検出器に対するベッドの固定配置が提供されないので、カメラ、ジャイロスコープ、加速度計、他のセンサ、及び／又は、それらの組み合わせを用いて、患者に対する検出器の位置及び方向が決定される。放射線ごとに、患者を通過するＬＯＲが決定される。患者に対する検出器の位置及び方向は、カメラ及び／又は他のセンサに基づいて特定される。再構成のために、患者を通るＬＯＲの箇所（位置及び方向）が用いられる。ＬＯＲの箇所は、カメラ及び／又は他のセンサを用いて、画像処理装置によって特定される。近視野スキャン又は遠視野スキャンでの検出器の各位置及び方向について、放射線に関するＬＯＲの箇所が、放射線を患者に整合させるように決定される。
【0070】
画像処理装置は、別々の時点で検出された放射線及び／又は再構成された放射能を整合させるために、カメラ及び／又は他のセンサを用いることができる。同様に、放射線又は再構成された放射能は、例えばカメラ画像と整合させるなど、他の装置の撮像又は座標系と整合させることができる。これに替えて又はこれに加えて、整合は、マルチモーダル再構成のために、推定又は測定された減衰又は解剖学的構造を整合させるために用いることができる。整合は、患者及び／又はスキャナが移動するときの動き補正用でもよい。
【0071】
画像処理装置は、検出された放射線及びＬＯＲから、患者内の放射能の二次元的分布又は三次元的分布を再構成する。再構成では、減衰等、各種の整合させたマルチモーダル情報を用いることができる。ステップ３４で放射能分布を再構成するために、ステップ３０で実行されるのと同じ再構成又は別の再構成が用いられる。
【0072】
携帯型の検出器が用いられるため、再構成された放射能分布は、ステップ３０でのフルサイズＳＰＥＣＴスキャナにより提供される場合と比較してより低い空間分解能であり得る。放射線を検出するために患者に対して単一方向で遠視野スキャンが用いられる場合、三次元再構成用の深さ分解能は、横方向分解能よりも低下し得る。異なる分解能の放射能分布のために上方又は下方のサンプリングを用いて線量を推定することも可能である。
【0073】
使用する再構成は、エネルギに基づいて変化し得る。５１１ｋｅＶ又は別の閾値（例えば、４００ｋｅＶや６００ｋｅＶ）以下の放射線で再構成が行われる場合、物理的コリメーションが用いられる。ＬＯＲは、少なくとも部分的に、例えば多重化コリメータ又はマルチチャンネルコリメータ等、コリメータに基に基づく。エネルギが閾値以上の場合、再構成のためにコンプトンイメージングが行われる。再構成に電子的コリメーションが用いられる。
【0074】
ステップ３２及び３４は、繰り返されてもよい。別の時期又は時点の放射能分布が何回か繰り返して測定される。例えば、患者は、日ごと、週ごと、又は他の頻度でスキャンの予約を取る。各予約で、患者をスキャンするために携帯型スキャナが用いられて、各予約について放射能分布が提供される。ステップ３０は、繰り返されてもよい。各時点で患者を表現する一連の放射能が提供される。
【0075】
ステップ３６では、画像処理装置又は別の処理装置（プロセッサ）によって、患者の内部線量が推定される。内部線量は、あてはめられた時間放射能曲線として推定される。あるいは、線量は、あてはめられた時間放射能曲線の積分として推定される。
【0076】
患者内の所定の箇所で、放射能は経時的に変化する。別々の時点の放射能分布の位置を整合させた後、各放射能分布における患者の同じ箇所が同定される。時間放射能曲線は、時系列で（即ち、スキャン時期ごとに）、当該箇所の放射能に対してあてはめられる。一群の箇所の場合は、時間放射能曲線は、各時期又は各時点におけるそれらの箇所の放射能の平均又は合計にあてはめられる。組織の種類又は特定の臓器についての線量を決定することができる。
【0077】
あてはめは、任意の数の放射能に対するものである。１つの時期の放射能でも用いることができる。より正確な線量の推定のためには、５から１０の時期など、２つ以上の時期の放射能を用いることができる。
【0078】
ステップ３８では、ディスプレイに画像が表示される。画像処理装置は、再構成された表現（放射能分布）及び／又は推定された線量のうちの１つ又は複数から画像を生成する。特定の時点の放射能分布を表示するために、二次元表示用の画像が、表現から形成されるか、又はレンダリングされる。画像は、補間、表示値（例えば、カラー）マッピング、フィルタリング、及び／又は、他の画像処理によって形成することができる。ガンマ線放射に関して、画像は放射の空間分布を表すことができる。結果として、患者内の摂取マップを得ることができる。放射能分布は、例えば、ステップ３０のスキャンによるＣＴ画像及び／又はステップ３４のスキャンに用いられたスキャナによる光学的画像など、別の画像の色分けされたオーバレイとすることができる。画像は、ディスプレイ画面上に表示される。あるいは、画像は印刷又は投影される。
【0079】
線量を示すために、放射能分布の画像には、線量を示す値又はチャートを加えることができる。あるいは、画像には、放射能分布を示すことなく、線量を示すことができる。
【0080】
以上、本発明について、様々な実施形態を参照して説明したが、本発明の範囲から逸脱することなく、多くの変更、修正を行うことができることを理解されたい。従って、上記説明は、本発明を限定するものではなく、例示とみなされるべきである。そして、本発明の技術思想及び範囲は、添付された特許請求の範囲によって定められ、その特許請求の範囲には、全ての均等物が含まれることを理解されたい。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図3】
【手続補正書】
【提出日】2022-07-13
【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】
単一光子放射断層撮影（ＳＰＥＣＴ）において内部線量を評価するための方法であって、
ＳＰＥＣＴスキャナのベッド上の患者に対し第１のＳＰＥＣＴスキャンを行って、第１の時期の患者を表現する、患者内の第１の放射能分布を決定し、
携帯型検出器を用いて、患者に対し第２のＳＰＥＣＴスキャンを行って、第２の時期の患者を表現する、患者内の第２の放射能分布を決定し、
前記第１の放射能分布と前記第２の放射能分布とから、患者の内部線量を推定することを含む、方法。
ＳＰＥＣＴスキャナのベッド上の患者に対し第１のＳＰＥＣＴスキャンを行って、第１の時期の患者を表現する、患者内の第１の放射能分布を決定し、
携帯型検出器を用いて、患者に対し第２のＳＰＥＣＴスキャンを行って、第２の時期の患者を表現する、患者内の第２の放射能分布を決定し、
前記第１の放射能分布と前記第２の放射能分布とから、患者の内部線量を推定することを含む、方法。
【請求項2】
前記第１の放射能分布を決定するときに、コンピュータ断層撮影を用いるマルチモーダルスキャンとした前記第１のＳＰＥＣＴスキャンから前記第１の放射能分布を再構成することを含み、
前記第２の放射能分布を決定するときに、前記第１の放射能分布よりも低い空間分解能で前記第２の放射能分布を再構成することを含む、請求項１に記載の方法。
前記第２の放射能分布を決定するときに、前記第１の放射能分布よりも低い空間分解能で前記第２の放射能分布を再構成することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記内部線量を推定するときに、前記第１の放射能分布及び前記第２の放射能分布の放射能に時間放射能曲線をあてはめることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項4】
前記第２の放射能分布を決定するときに、患者に対して異なる方向に配置される前記携帯型検出器を用いた放射線の検出に基づいて決定することを含み、その際、前記携帯型検出器のカメラ及び／又はジャイロスコープを、前記放射線を患者に整合させるために使用する、請求項１に記載の方法。
【請求項5】
前記第２の放射能分布を決定するときに、横方向の分解能よりも低い深さ方向の分解能で決定することを含み、かつ、前記携帯型検出器は、前記第２のＳＰＥＣＴスキャンの最中、患者に対して１つの方向に保持される、請求項１に記載の方法。
【請求項6】
前記第２の放射能分布を決定するときに、５１１ＫｅＶ以下のエネルギで前記携帯型検出器によって検出される放射線に基づいて決定し、少なくとも部分的にコリメーションに基づくラインオブレスポンスに依拠して再構成することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項7】
前記第２の放射能分布を決定するときに、５１１ＫｅＶ以上のエネルギで前記携帯型検出器によって検出される放射線に基づいて決定し、コンプトンイメージングを用いて再構成することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項8】
単一光子放射断層撮影（ＳＰＥＣＴ）において内部線量を評価するための方法であって、
ＳＰＥＣＴスキャナのベッド上の患者に対し第１のＳＰＥＣＴスキャンを行って、第１の時期の患者を表現する、患者内の第１の放射能分布を決定し、
携帯可能な固体型検出器について近視野スキャン又は遠視野スキャンを選択し、
前記選択した近視野スキャン又は遠視野スキャンによって、前記携帯可能な固体型検出器を用いて患者内の第２の放射能分布を決定し、
前記第１の放射能分布と前記第２の放射能分布とから、患者の内部線量を推定することとを含む、方法。
ＳＰＥＣＴスキャナのベッド上の患者に対し第１のＳＰＥＣＴスキャンを行って、第１の時期の患者を表現する、患者内の第１の放射能分布を決定し、
携帯可能な固体型検出器について近視野スキャン又は遠視野スキャンを選択し、
前記選択した近視野スキャン又は遠視野スキャンによって、前記携帯可能な固体型検出器を用いて患者内の第２の放射能分布を決定し、
前記第１の放射能分布と前記第２の放射能分布とから、患者の内部線量を推定することとを含む、方法。
【外国語明細書】