專利名稱：用于對(duì)具有高能量貢獻(xiàn)的核素進(jìn)行量化的實(shí)用 spect 校準(zhǔn)方法
用于對(duì)具有高能量貢獻(xiàn)的核素進(jìn)行量化的實(shí)用SPECT校準(zhǔn)
方法本創(chuàng)新具體應(yīng)用于解剖成像系統(tǒng)，特別涉及單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層攝影(SPECT) 成像，但本創(chuàng)新還可以應(yīng)用于其他核成像系統(tǒng)等。然而，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，所述技術(shù)還可以應(yīng)用于其他成像系統(tǒng)、其他成像方案、其他圖像分析技術(shù)等。存在許多用于SPECT應(yīng)用的放射性同位素，特別是在腫瘤學(xué)中，其中，來(lái)自高能量光子(300keV及以上)的貢獻(xiàn)阻止了絕對(duì)量化和散射校正。這些或者源于同位素污染 (例如，T1-201與T1-200和T1-202)或者由固有的核變換(nucleic transition)(例如 1-123)造成。在前者的情況下，污染的等級(jí)因時(shí)間(不同的半衰期長(zhǎng)度)和示蹤劑樣本而不同，并且僅可以針對(duì)具體的采集進(jìn)行估計(jì)。高能量光子的比例可能較低，但許多將通過(guò)隔片(s印turn)穿透通過(guò)準(zhǔn)直器。然后，例如在相機(jī)屏蔽處的反向散射將導(dǎo)致投影中顯著的擴(kuò)散低能量背景。這對(duì)于與絕對(duì)量化和/或向下散射(down-scatter)估計(jì)相關(guān)的所有情況， 諸如對(duì)于腫瘤學(xué)應(yīng)用或同時(shí)進(jìn)行的多核素重建而言，是一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題。定量的SPECT受到若干圖像退化因子的影響。通過(guò)使用例如對(duì)成像過(guò)程進(jìn)行迭代 Monte-Carlo(MC)估計(jì)的先進(jìn)重建方法將患者內(nèi)的散射和衰減考慮進(jìn)來(lái)。然而，對(duì)于某些同位素，存在高能量光子(例如對(duì)1-123而言為783keV)，其通過(guò)準(zhǔn)直器穿透和反向散射導(dǎo)致可能與信號(hào)本身同樣大小的背景噪聲。例如，參見(jiàn)Y. Du， B. Μ. W. Tsui 和 Ε. C. Frey 于 2007 年 9 月在Med. Phys. 34 上發(fā)表的“Model based crosstalk compensation for simultaneous Tc99m/I123 dual-isotope brain SPECT imaging，，，其描述了使用Monte Carlo估計(jì)的點(diǎn)擴(kuò)展(point-spread)函數(shù)(準(zhǔn)直器-探測(cè)器響應(yīng)函數(shù)) 以估計(jì)這些高能量貢獻(xiàn)。本申請(qǐng)?zhí)峁┝擞糜趯?duì)針對(duì)由核相機(jī)在制造商處成像的核素的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)進(jìn)行預(yù)校準(zhǔn)以及簡(jiǎn)化用戶處的常規(guī)校準(zhǔn)的新的經(jīng)改進(jìn)的系統(tǒng)和方法，其克服了以上問(wèn)題和其他問(wèn)題。根據(jù)一方面，一種核相機(jī)校準(zhǔn)系統(tǒng)，包括諸如單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層攝影(SPECT) 相機(jī)或正電子發(fā)射斷層攝影(PET)相機(jī)的核相機(jī)，其在制造商處和用戶處中的至少一處對(duì)放射性藥物點(diǎn)源進(jìn)行成像。該系統(tǒng)還包括處理器，所述處理器將從點(diǎn)源圖像所測(cè)量的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)(PSF)與模擬的PSF進(jìn)行比較，以確定兩者之間的差值，并通過(guò)使用模擬的PSF對(duì)所測(cè)量的PSF的PSF數(shù)據(jù)進(jìn)行插值以減小差值而生成PSF校正曲線。此外，處理器校準(zhǔn)所測(cè)量的PSF以生成經(jīng)校準(zhǔn)的PSF，并將經(jīng)校準(zhǔn)的PSF存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。根據(jù)另一方面，一種針對(duì)核相機(jī)預(yù)校準(zhǔn)點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)(PSF)的方法，包括針對(duì)在相對(duì)于核相機(jī)表面的所有探測(cè)距離處的所有光子能量生成模擬的PSF ；測(cè)量用戶可能采用的至少一種放射性藥物中的每種的PSF ；以及將所測(cè)量的PSF與針對(duì)至少一個(gè)核素的對(duì)應(yīng)模擬的PSF進(jìn)行比較，以確定兩者之間的差值。所述方法還包括利用模擬的PSF值校準(zhǔn)所測(cè)量的PSF以減小所測(cè)量的PSF與模擬的PSF之間的差值，并將經(jīng)校準(zhǔn)的PSF存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中。根據(jù)另一方面，一種針對(duì)用戶處的核相機(jī)重新校準(zhǔn)經(jīng)制造商校準(zhǔn)的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)(PSF)的方法，包括利用核相機(jī)掃描示蹤劑樣本；根據(jù)所采集的核掃描數(shù)據(jù)生成示蹤劑樣本的核圖像；以及將從核圖像所測(cè)量的PSF與經(jīng)制造商校準(zhǔn)的PSF進(jìn)行比較。所述方法還包括調(diào)整一個(gè)或多個(gè)校準(zhǔn)參數(shù)以估計(jì)示蹤劑樣本中污染的水平；當(dāng)針對(duì)示蹤劑樣本組合經(jīng)制造商校準(zhǔn)的PSF與模擬的PSF時(shí)采用經(jīng)調(diào)整的參數(shù)；估計(jì)針對(duì)所述PSF的權(quán)重因子；以及利用所述權(quán)重因子重新校準(zhǔn)所測(cè)量的PSF以生成經(jīng)重新校準(zhǔn)的PSF。根據(jù)另一方面，一種針對(duì)核相機(jī)校準(zhǔn)點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)的方法，包括針對(duì)所選擇的同位素預(yù)計(jì)算PSF;掃描包括所選擇的同位素的樣本的點(diǎn)源，所述同位素要在受檢者的核掃描中用作示蹤劑；以及基于針對(duì)點(diǎn)源所測(cè)量的PSF和針對(duì)所選擇的同位素預(yù)計(jì)算的PSF生成針對(duì)所選擇的同位素的經(jīng)校準(zhǔn)的PSF。一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于將費(fèi)力的PSF校準(zhǔn)從用戶轉(zhuǎn)移給了制造商。另一優(yōu)勢(shì)在于減少用戶所需的校準(zhǔn)步驟的數(shù)量。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在閱讀和理解以下詳細(xì)說(shuō)明的基礎(chǔ)上將意識(shí)到本主題創(chuàng)新的其他優(yōu)勢(shì)。本發(fā)明可以具體化為不同的部件或部件布置，以及具體化為不同的步驟和步驟安排。附圖僅用于圖示說(shuō)明各個(gè)方面，而不應(yīng)解釋為是對(duì)本發(fā)明的限制。

圖1圖示了便于在醫(yī)院或其他醫(yī)療提供地點(diǎn)的原地快速且有效地針對(duì)核相機(jī)或探測(cè)器校準(zhǔn)點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)的系統(tǒng)。圖2圖示了針對(duì)位于工作在列表模式下的核掃描器中的準(zhǔn)直器和核相機(jī)前方的無(wú)散射點(diǎn)源的能量譜。圖3圖示了針對(duì)碘-123的典型PSF，能量窗150_175keV、利用預(yù)選擇的準(zhǔn)直器的列表模式采集和增強(qiáng)的對(duì)比度以允許使擴(kuò)散背景可視化。圖4圖示了在制造商處針對(duì)核相機(jī)校準(zhǔn)PSF的方法。圖5圖示了根據(jù)本文所描述的一個(gè)或多個(gè)方面在用戶處重新校準(zhǔn)或調(diào)整經(jīng)制造商校準(zhǔn)的PSF的方法。圖1圖示了便于在醫(yī)院或其他醫(yī)療提供地點(diǎn)的原地快速且有效地針對(duì)核相機(jī)或探測(cè)器12校準(zhǔn)點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)的系統(tǒng)。點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)(PSF)描述成像系統(tǒng)對(duì)點(diǎn)源的響應(yīng)。PSF是調(diào)制傳遞函數(shù)的空間域版本。與固定核相機(jī)點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)而圍繞其校準(zhǔn)其他參數(shù)的經(jīng)典方法不同，圖示的系統(tǒng)允許校準(zhǔn)點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)本身。在一個(gè)實(shí)施例中，相機(jī)是SPECT相機(jī)。在另一實(shí)施例中，相機(jī)是正電子發(fā)射斷層攝影(PET)相機(jī)，并且在PET掃描器中采用系統(tǒng)10。系統(tǒng)10包括核相機(jī)12，核相機(jī)12接收來(lái)自一個(gè)或多個(gè)放射性點(diǎn)源14 (例如，放射性藥物、放射性示蹤劑等)的發(fā)射數(shù)據(jù)，用以在制造商處進(jìn)行初始校準(zhǔn)。該系統(tǒng)另外包括一個(gè)或多個(gè)處理器16，處理器16執(zhí)行用于實(shí)施本文所述各種動(dòng)作或功能的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令。所述計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令連同預(yù)生成、測(cè)量、分析、操縱等的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器18中，以提供本文所描述的功能。在制造商處，處理器16測(cè)量核相機(jī)12從點(diǎn)源14處探測(cè)到的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)20。 將所測(cè)量的PSF函數(shù)與針對(duì)所使用的特定點(diǎn)源核素預(yù)生成的理想PSF進(jìn)行比較。處理器執(zhí)行比較算法M以確定所測(cè)量的PSF與理想PSF之間的差。例如，從所測(cè)量的PSF中減去理想PSF以確定理想PSF模型中的差或誤差26。處理器然后執(zhí)行插值算法觀以對(duì)偏差或誤差進(jìn)行插值和平滑，從而生成PSF校正曲線。處理器采用(一條或多條)校正曲線以生成一個(gè)或多個(gè)經(jīng)校準(zhǔn)的PSF 32。在用戶處(例如，一旦包括系統(tǒng)10的核掃描器被遞送到醫(yī)院等后)，用于每日能量校準(zhǔn)的點(diǎn)源14還用于經(jīng)驗(yàn)性地測(cè)量核相機(jī)12的PSF。處理器執(zhí)行圖像比較算法34以比較根據(jù)從用戶的校準(zhǔn)點(diǎn)源生成的圖像數(shù)據(jù)中導(dǎo)出的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)。通過(guò)比較經(jīng)制造商校準(zhǔn)的 PSF 32與由圖像比較器34確定的所測(cè)量的PSF 20 (例如，在用戶處所測(cè)量的)，再次確定經(jīng)校準(zhǔn)的PSF與所測(cè)量的PSF之間的差或偏差。然后處理器執(zhí)行PSF調(diào)整器36，以根據(jù)所測(cè)量的PSF和偏差生成經(jīng)調(diào)整的PSF 38。然后這些經(jīng)重新校準(zhǔn)或調(diào)整的PSF用于圖像重建 40。在另一實(shí)施例中，對(duì)于雙同位素檢查，使用不同的衰減屏蔽并且針對(duì)每個(gè)函數(shù)生成獨(dú)立的偏差曲線。通過(guò)這種方式，生成、校準(zhǔn)針對(duì)每種同位素的PSF，并且在當(dāng)采用兩種示蹤劑對(duì)患者進(jìn)行成像的核圖像的重建期間采用針對(duì)每種同位素的PSF。根據(jù)一個(gè)示例，相機(jī)制造商針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)和高能量向下散射貢獻(xiàn)兩者傳遞預(yù)校準(zhǔn)的 PSF0預(yù)校準(zhǔn)的PSF可以包括考慮諸如準(zhǔn)直器、屏蔽、點(diǎn)源等所有相機(jī)參數(shù)的PSF。在用戶處(例如，醫(yī)院等)的每日常規(guī)校準(zhǔn)中，所采用的(一種或多種)示蹤劑(例如，放射性藥物等)被用作點(diǎn)源。使用優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)來(lái)估計(jì)來(lái)自示蹤劑樣本的實(shí)際高能量或非能量 (off-energy)污染(例如，并非歸因于示蹤劑樣本的能量)，以及估計(jì)與實(shí)際點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)的擬合，所述實(shí)際點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)在利用散射校正的分辨率恢復(fù)重建中使用。通過(guò)這種方式，PSF 被自定義到所采用的實(shí)際示蹤劑。在一個(gè)實(shí)施例中，在掃描期間實(shí)時(shí)調(diào)整從示蹤劑樣本的掃描所測(cè)量的PSF。在另一實(shí)施例中，通過(guò)相似的方式使用該系統(tǒng)以校正熒光準(zhǔn)直器散射。圖2圖示了針對(duì)位于工作在列表模式下的核掃描器中的準(zhǔn)直器和核相機(jī)前方的無(wú)散射點(diǎn)源的能量譜60。在縱坐標(biāo)上示出了計(jì)數(shù)(例如，探測(cè)到的光子)，而在橫坐標(biāo)上示出了與keV成比例的能量采集通道。大部分所探測(cè)到的光子，甚至是在159keV的主光子峰處的，都來(lái)自于高能量貢獻(xiàn)(例如，相機(jī)中向下散射的)。系統(tǒng)10(圖1)考慮了這一現(xiàn)象， 以允許定量重建。亦即，高能量光子在空間上不同地分布，并且無(wú)法通過(guò)經(jīng)典的“校準(zhǔn)因子” 進(jìn)行校正。因此，系統(tǒng)10校準(zhǔn)PSF本身以考慮所探測(cè)的光子的高能量貢獻(xiàn)。圖3圖示了針對(duì)碘-123的典型PSF，能量窗150_175keV、利用預(yù)選擇的準(zhǔn)直器的列表模式采集和增強(qiáng)的對(duì)比度以允許使擴(kuò)散背景可視化。4條射線的星70示出準(zhǔn)直器是六角形的，并且通過(guò)折疊鉛板而構(gòu)造所述準(zhǔn)直器。圖4和5圖示了用于在臨床實(shí)踐中對(duì)高能量污染進(jìn)行校正的方法。盡管(例如， 在制造商處執(zhí)行的)先驗(yàn)確定的校正數(shù)據(jù)可能是復(fù)雜的，但是(例如，在用戶處)在每日校準(zhǔn)中所花費(fèi)的努力被最小化。因此，所述方法包括兩部分。首先，相機(jī)制造商針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)和高能量向下散射貢獻(xiàn)兩者傳遞預(yù)計(jì)算的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)(圖4)。在用戶處的每日常規(guī)校準(zhǔn)中 (圖5)，所采用示蹤劑的樣本用作點(diǎn)源。使用優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)從這一點(diǎn)源估計(jì)由其引起的實(shí)際高能量污染，以及估計(jì)與實(shí)際(所測(cè)量的)點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)的擬合，當(dāng)重建圖像時(shí)，在利用散射校正的分辨率恢復(fù)重建中使用所述實(shí)際點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)。因此，連接相機(jī)圖像和定量重建的不僅是校準(zhǔn)“因子”，還以空間和能量分辨率校正對(duì)入射光子的相機(jī)響應(yīng)。這是通過(guò)采用來(lái)自先前(例如，Monte-CarIo)計(jì)算的先驗(yàn)知識(shí)并在校準(zhǔn)期間調(diào)整一個(gè)或多個(gè)剩余權(quán)重因子而具有魯棒性地完成的。
圖4圖示了在制造商處針對(duì)核相機(jī)校準(zhǔn)PSF的方法。在80，生成針對(duì)所有光子能量和距離的PSF。例如，盡可能如實(shí)地對(duì)核相機(jī)中的圖像生成進(jìn)行建模，以考慮諸如隔片穿透、準(zhǔn)直器散射以及鉛中的k邊緣熒光的變量。執(zhí)行這些變量的Monte-Carlo模擬，并構(gòu)建針對(duì)所有能量和距離的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)。在一個(gè)實(shí)施例中，使用“淚點(diǎn)”(punctum)準(zhǔn)直器模擬器執(zhí)行上述內(nèi)容。在82，獲取針對(duì)可能在用戶處被采用的所有核素(例如，示蹤劑)的點(diǎn)源以對(duì)受檢者或患者進(jìn)行成像的經(jīng)驗(yàn)性的PSF。例如，一開(kāi)始測(cè)量向下散射圖像(例如，針對(duì)Tc源在 70keV處的Tl窗等)，并且然后再次經(jīng)過(guò)污染同位素的若干半衰期之后探測(cè)其時(shí)間相關(guān)的效應(yīng)。列表模式采集使用例如Wiilips Skylight的核掃描器等而便于采集與特定能量窗和分辨率設(shè)置無(wú)關(guān)的數(shù)據(jù)。在84，從經(jīng)驗(yàn)性的PSF中減去模擬的PSF。差反映了所有的建模誤差，包括高能量污染、反向散射以及非線性相機(jī)響應(yīng)。在86，針對(duì)未測(cè)量的能量和距離(例如，使用模擬的或建模的值)對(duì)差(例如，誤差)進(jìn)行插值和平滑，以校準(zhǔn)經(jīng)驗(yàn)性的PSF。就空間和能量方面而言，所述插值是線性完成的，除了在熒光邊緣處的能量不連續(xù)。在88，如果研究中的同位素(例如，點(diǎn)源)具有兩個(gè)或更多個(gè)發(fā)射能量，則在包括衰減屏蔽(例如，水、鉛)的同時(shí)進(jìn)一步測(cè)量PSF，以便區(qū)分來(lái)自各個(gè)發(fā)射線能量的貢獻(xiàn)， 從而確定所探測(cè)到的低能量光子源于低能量發(fā)射或僅在相機(jī)中被向下散射的高能量光子 (例如，當(dāng)采用屏蔽時(shí))。這允許對(duì)發(fā)射和探測(cè)能量?jī)烧吖烙?jì)PSF。在90，使用在86生成的經(jīng)平滑的PSF和/或使用在88生成的PSF估計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)生成針對(duì)核素的經(jīng)校準(zhǔn)的PSF，并且將其存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。迭代地執(zhí)行所述方法直到針對(duì)可以在用戶處所采用的所有核素生成經(jīng)校準(zhǔn)的PSF。圖5圖示了根據(jù)本文所描述的一個(gè)或多個(gè)方面，在用戶處重新校準(zhǔn)或調(diào)整經(jīng)制造商校準(zhǔn)的PSF的方法。在100，執(zhí)行對(duì)示蹤劑樣本的短時(shí)間采集掃描，以生成被重建成示蹤劑的核圖像的原始核圖像數(shù)據(jù)。在102，將所采集的圖像(因此，例如，PSF)與來(lái)自制造商的經(jīng)預(yù)校準(zhǔn)的PSF進(jìn)行比較。此外，可以調(diào)整一些校準(zhǔn)參數(shù)以估計(jì)同位素樣本的污染的等級(jí)。在104，采用經(jīng)調(diào)整的參數(shù)以將理想(例如，經(jīng)模擬建模的)的PSF與由制造商提供的(例如，在圖4的86處生成的)差PSF進(jìn)行組合。在106，基于諸如PSF的整體范數(shù)、 均方誤差以及中心峰值大小的參數(shù)來(lái)估計(jì)權(quán)重因子。在108，重新校準(zhǔn)并存儲(chǔ)PSF。在110， 在掃描受檢者或患者之后的核圖像迭代重建的前投影和反投影步驟中使用經(jīng)重新校準(zhǔn)的 PSF0亦即，將受檢者或患者準(zhǔn)備和放置在核掃描器中。對(duì)患者注射在常規(guī)校準(zhǔn)中所使用的示蹤劑，并生成診斷圖像。任選地，例如當(dāng)使用另一批不同的示蹤劑時(shí)，可以在當(dāng)天對(duì)掃描器進(jìn)行重新校準(zhǔn)。在一個(gè)實(shí)施例中，在模擬的PSF模型一開(kāi)始未考慮鉛熒光貢獻(xiàn)的情況下，采用圖4 和5的方法來(lái)探測(cè)所述貢獻(xiàn)并且針對(duì)其進(jìn)行調(diào)整。在這種情況下，在重建期間估計(jì)中間能量光子(探測(cè)窗和發(fā)射能量之間的能量處的散射)以及擁有針對(duì)中間能量光子的熒光貢獻(xiàn)是重要的。因此，制造商測(cè)量針對(duì)特定能量的熒光貢獻(xiàn)，并在減去所建模的PSF之后對(duì)其他光子能量進(jìn)行插值。
在另一實(shí)施例中，當(dāng)針對(duì)諸如Th-201或1-123的核素執(zhí)行定量SPECT重建時(shí)，特別是在腫瘤學(xué)中，使用所述系統(tǒng)和方法。在另一實(shí)施例中，當(dāng)需要校正向下散射估計(jì)時(shí)，在 SDI (同時(shí)進(jìn)行的多核素)SPECT成像中使用所述系統(tǒng)和方法。在又一實(shí)施例中，在使用衰減信息的多模態(tài)成像系統(tǒng)(例如，組合的SPECT/CT)、 Vantage 系統(tǒng)(例如，CardioMD)中采用所述系統(tǒng)和方法。在另一實(shí)施例中，在用于SPECT 重建的工作站中采用和/或執(zhí)行所述系統(tǒng)和方法。已經(jīng)參考若干實(shí)施例描述了本創(chuàng)新。在閱讀和理解先前詳細(xì)描述的基礎(chǔ)上可以對(duì)其他方面進(jìn)行修改和變更。意在將本創(chuàng)新解釋為包括所有這些修改和變更，只要其落入所附權(quán)利要求以及與其等價(jià)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種核相機(jī)校準(zhǔn)系統(tǒng)(10)，包括核相機(jī)(12)，其對(duì)放射性藥物點(diǎn)源(14)成像；以及處理器(16)，其 將從點(diǎn)源圖像測(cè)量的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)(PSF) (20)與模擬的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)0 進(jìn)行比較，以確定兩者之間的差值；通過(guò)使用所述模擬的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)(2 對(duì)所述測(cè)量的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)00)的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行插值以減小所述差值而生成點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)校正曲線(30)；校準(zhǔn)所述測(cè)量的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)(20)，以生成經(jīng)校準(zhǔn)的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)(3 ；以及將所述經(jīng)校準(zhǔn)的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)(3 存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器(18)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述核相機(jī)是單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層攝影 (SPECT)相機(jī)或正電子發(fā)射斷層攝影(PET)相機(jī)中的一個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器(16)針對(duì)所述核相機(jī)的用戶所使用的多種放射性藥物中的每種生成至少一個(gè)經(jīng)校準(zhǔn)的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)(32)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器(16)針對(duì)當(dāng)使用所述核相機(jī)(12)對(duì)多種放射性藥物中的每種成像時(shí)會(huì)發(fā)生的光子能量和探測(cè)距離的多種組合生成多個(gè)模擬的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)02)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述核相機(jī)(1 掃描放射性藥物示蹤劑樣本；并且所述處理器(16)根據(jù)采集的核掃描數(shù)據(jù)生成所述放射性藥物示蹤劑樣本的點(diǎn)源的核圖像； 將從所述核圖像測(cè)量的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)OO)與所述經(jīng)校準(zhǔn)的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)(3 進(jìn)行比較； 調(diào)整一個(gè)或多個(gè)校準(zhǔn)參數(shù)，以估計(jì)在所述示蹤劑樣本中的非能量污染的水平； 采用經(jīng)調(diào)整的參數(shù)，組合針對(duì)所述放射性藥物示蹤劑樣本的所述經(jīng)校準(zhǔn)的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù) (32)與模擬的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)02)；針對(duì)所述經(jīng)校準(zhǔn)的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)(32)估計(jì)權(quán)重因子；以及使用所述權(quán)重因子重新校準(zhǔn)所述測(cè)量的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)OO)與所述經(jīng)校準(zhǔn)的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù) (32)中的一個(gè)。
6.一種針對(duì)核相機(jī)預(yù)校準(zhǔn)點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)(PSF)的方法，包括針對(duì)在相對(duì)于所述核相機(jī)表面的所有探測(cè)距離處的所有光子能量生成模擬的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)；測(cè)量用戶可能采用的至少一種放射性藥物中的每種的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)； 將針對(duì)至少一種核素的測(cè)量的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)與相應(yīng)模擬的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)進(jìn)行比較，以確定兩者之間的差值；使用模擬的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)值對(duì)所述測(cè)量的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)進(jìn)行校準(zhǔn)，以減小所述測(cè)量的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)與所述模擬的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)之間的所述差值；以及將所述經(jīng)校準(zhǔn)的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，生成模擬的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)包括模擬考慮了多個(gè)變量的一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)，所述變量包括隔片穿透、準(zhǔn)直器散射和鉛(Pb)中的k邊緣熒光中的至少一個(gè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，針對(duì)給定放射性藥物測(cè)量點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)包括一開(kāi)始測(cè)量向下散射圖像，并在所述至少一種放射性藥物的預(yù)先確定的多個(gè)半衰期之后再次測(cè)量所述向下散射圖像，以探測(cè)所述至少一種放射性藥物中的時(shí)間相關(guān)的變化。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，還包括以列表模式測(cè)量所述點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)，以獲得與特定能量窗和分辨率設(shè)置無(wú)關(guān)的數(shù)據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述差值表示建模誤差值，所述建模誤差值描述由于高能量污染、反向散射和非線性相機(jī)響應(yīng)導(dǎo)致的誤差。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，還包括當(dāng)測(cè)量所述點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)時(shí)采用衰減屏蔽，以在所述至少一種放射性藥物的多個(gè)發(fā)射能量之間進(jìn)行區(qū)分。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，還包括根據(jù)采集的核掃描數(shù)據(jù)生成放射性藥物樣本的點(diǎn)源的核圖像； 將從所述核圖像測(cè)量的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)與所述經(jīng)校準(zhǔn)的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)進(jìn)行比較； 調(diào)整一個(gè)或多個(gè)校準(zhǔn)參數(shù)，以估計(jì)在所述放射性藥物樣本中的非能量污染的水平； 當(dāng)組合針對(duì)所述放射性藥物樣本的所述經(jīng)校準(zhǔn)的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)與模擬的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)時(shí)， 采用經(jīng)調(diào)整的參數(shù)；針對(duì)所述點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)估計(jì)權(quán)重因子；以及使用所述權(quán)重因子重新校準(zhǔn)所述測(cè)量的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)和所述經(jīng)校準(zhǔn)的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)中的一個(gè)，以生成經(jīng)調(diào)整的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)。
13.一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)(18)，在所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上存儲(chǔ)有用于控制一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法的軟件。
14.一種單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層攝影(SPECT)核相機(jī)，其包括被編程以執(zhí)行權(quán)利要求6 所述的方法的處理器。
15.一種針對(duì)核相機(jī)重新校準(zhǔn)經(jīng)校準(zhǔn)的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)(PSF)的方法，包括 使用所述核相機(jī)掃描示蹤劑樣本；根據(jù)采集的核掃描數(shù)據(jù)生成所述示蹤劑樣本的核圖像； 將從所述核圖像測(cè)量的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)與所述經(jīng)校準(zhǔn)的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)進(jìn)行比較； 調(diào)整一個(gè)或多個(gè)校準(zhǔn)參數(shù)，以估計(jì)在所述示蹤劑樣本中的污染的水平； 當(dāng)組合針對(duì)所述示蹤劑樣本的所述經(jīng)校準(zhǔn)的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)與模擬的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)時(shí)，采用經(jīng)調(diào)整的參數(shù)；估計(jì)針對(duì)所述點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)的權(quán)重因子；以及使用所述權(quán)重因子重新校準(zhǔn)所述測(cè)量的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)以生成經(jīng)重新校準(zhǔn)的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，基于所述測(cè)量的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)的數(shù)學(xué)范數(shù)、所述測(cè)量的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)的均方誤差以及所述測(cè)量的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)的中心峰值幅度中的至少一個(gè)執(zhí)行對(duì)所述權(quán)重因子的估計(jì)。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括當(dāng)重建受檢者的核圖像時(shí)采用所述經(jīng)重新校準(zhǔn)的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)。
18.一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)(18)，在所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上存儲(chǔ)有用于控制一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法的軟件。
19.一種單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層攝影(SPECT)核相機(jī)，其包括被編程以執(zhí)行權(quán)利要求15所述的方法的處理器。
20.一種針對(duì)核相機(jī)校準(zhǔn)點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)(PSF)的方法，包括 針對(duì)所選擇的同位素預(yù)計(jì)算點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)；掃描包括所選擇的同位素的樣本的點(diǎn)源，所選擇的同位素在受檢者的核掃描中用作示蹤劑；以及基于針對(duì)點(diǎn)源測(cè)量的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)和針對(duì)所選擇的同位素的預(yù)計(jì)算的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)生成針對(duì)所選擇的同位素的經(jīng)校準(zhǔn)的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，還包括在使用對(duì)所述受檢者的雙同位素核掃描期間采集的數(shù)據(jù)對(duì)核圖像進(jìn)行重建的過(guò)程中， 采用所述經(jīng)校準(zhǔn)的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)，其中，所選擇的同位素和第二同位素用作示蹤劑。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，還包括在對(duì)所述點(diǎn)源的掃描期間實(shí)時(shí)調(diào)整所述經(jīng)校準(zhǔn)的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)。
全文摘要
當(dāng)對(duì)諸如SPECT相機(jī)的核相機(jī)進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)，針對(duì)所有可能的光子能量和相機(jī)可能經(jīng)歷的探測(cè)距離對(duì)點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)(PSF)進(jìn)行模擬。在制造商處的校準(zhǔn)期間，由核相機(jī)對(duì)點(diǎn)源(14)成像，并測(cè)量其PSF。將所測(cè)量的PSF與一個(gè)或多個(gè)模擬的PSF進(jìn)行比較，并確定兩者之差。為了校準(zhǔn)所測(cè)量的PSF，將模擬的PSF數(shù)據(jù)插值到所測(cè)量的PSF中以使所測(cè)量的PSF與模擬的PSF之差最小。將經(jīng)校準(zhǔn)的PSF存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中，并且其在用戶處校準(zhǔn)期間可以被使用。然后，用戶在常規(guī)的相機(jī)校準(zhǔn)期間對(duì)示蹤劑樣本成像，將針對(duì)示蹤劑的PSF與經(jīng)校準(zhǔn)的PSF進(jìn)行比較，以確定示蹤劑樣本的污染水平。然后，對(duì)示蹤劑樣本PSF進(jìn)行校準(zhǔn)以用于重建核圖像。
文檔編號(hào)G01T7/00GK102177444SQ200980139578
公開(kāi)日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2009年10月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月10日
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