專利名稱：多維圖像重構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
和
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及多維圖像重構(gòu)并且更特別地但是非排它地涉及基于一個(gè)或多個(gè)擴(kuò)散放射源的這樣的圖像重構(gòu)。
通常在活的目標(biāo)上執(zhí)行放射學(xué)成像，這當(dāng)然意味著如果不是實(shí)際上重疊也是非常靠近的組織混合。通常的程序?yàn)樵诔上襁^(guò)程之前喂病人一種或多種放射性標(biāo)記物。放射性標(biāo)記物通過(guò)消化系統(tǒng)吸收并且進(jìn)入血流。標(biāo)記物根據(jù)組織的類型從血流以不同的速率進(jìn)入不同的組織。一些組織吸收標(biāo)記物比其它組織快，并且一些組織吸收某些標(biāo)記物比其它組織快。此外，某些組織沖洗標(biāo)記物比其它組織快，并且同樣沖洗速率可以也取決于使用的標(biāo)記物的種類。
從而，放射性標(biāo)記事實(shí)上在身體內(nèi)形成動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，其中給定組織的相對(duì)暗度與時(shí)間因數(shù)有關(guān)。放射學(xué)家知道如果想要在施加給定的標(biāo)記物以后得到例如肝臟的好的圖像，那么應(yīng)該在施加標(biāo)記物以后得到圖像以前等待數(shù)個(gè)小時(shí)。即使如此，也不能將肝臟清楚地從其它組織區(qū)別開。
放射性藥物的示例包括單克隆抗體或其它試劑，例如，可以通過(guò)口服或靜脈注射給予的用例如99锝、67鎵、201鉈、111銦、123碘、125碘和18氟的放射性同位素示蹤的纖維蛋白原或氟代脫氧葡萄糖(fluodeoxyglucose)。該放射性藥物設(shè)計(jì)為在瘤的區(qū)域內(nèi)集中，并且在瘤的活性的部位內(nèi)或諸如炎癥的其它病狀內(nèi)的這樣的放射性藥物的攝取高于鄰近該瘤的組織并且比鄰近該瘤的組織更快。此后，可以構(gòu)造為用于在身體內(nèi)或身體外使用的放射性發(fā)射測(cè)量探針用于定位該活性的區(qū)域的位置。另一個(gè)應(yīng)用為用諸如來(lái)自Nycomed Amersham的ACUTECT的放射性藥物檢測(cè)血凝塊，用于在急救室或手術(shù)室內(nèi)檢測(cè)在靜脈內(nèi)新形成的血栓或檢測(cè)在心臟或大腦的動(dòng)脈內(nèi)的血凝塊。再一個(gè)應(yīng)用包括使用諸如放射性的抗肌球蛋白抗體的試劑放射成像心肌梗塞，使用放射性地示蹤的分子放射成像特異性細(xì)胞類型(也稱作分子成像)，等等。
用于這樣的應(yīng)用的通常優(yōu)選的發(fā)射為γ射線，該發(fā)射在大致11-511KeV的能量范圍內(nèi)。也可以檢測(cè)β輻射和正電子。
用放射性發(fā)射測(cè)量檢測(cè)器執(zhí)行放射性發(fā)射成像，放射性發(fā)射測(cè)量檢測(cè)器諸如現(xiàn)行的更有希望的檢測(cè)器之一的室溫、固態(tài)CdZnTe(CZT)檢測(cè)器。其可以構(gòu)造為單一象素或多象素檢測(cè)器，并且可以例如從II-VICorporation，Saxonburg Pa.，16056的分支機(jī)構(gòu)eV Products，或從Rehovot，ISRAEL，76124的IMARAD IMAGING SYSTEMS LTD.，www.imarad.com或從其它來(lái)源獲取。替代地，可以使用諸如CdTe，HgI，Si，Ge，或類似物的另一種固態(tài)檢測(cè)器或閃爍檢測(cè)器(諸如NaI(T1)，LSO，GSO，CsI，CaF，或類似物)和光電倍增器的結(jié)合，或其它已知的檢測(cè)器。
更加詳細(xì)地考慮該問(wèn)題，諸如作為目標(biāo)的肽、單克隆抗體和其它物質(zhì)的某些生物學(xué)物質(zhì)或化學(xué)物質(zhì)用于為了診斷目的示蹤特異性活分子。理想地，基于僅附著到特異性分子結(jié)構(gòu)，這些抗體對(duì)希望的類型的細(xì)胞是特異性，在該特異性分子結(jié)構(gòu)中高度表達(dá)匹配該抗體的抗原。使用諸如核子γ探針或可見的視頻探針的成像裝置能夠檢測(cè)從在被遞送到活體之前已經(jīng)被附加到抗體的諸如放射性核素(radionuclei)或熒光染料的示蹤劑發(fā)出的輻射。一個(gè)示例為前列腺瘤的癌細(xì)胞，在該癌細(xì)胞的細(xì)胞膜上有前列腺特異性膜抗原(PSMA)的過(guò)度表達(dá)。當(dāng)用放射性的銦(In111)標(biāo)志諸如Capromab Pendetide(可以作為Cytogen Corp.生產(chǎn)的ProstaScint在市場(chǎng)上購(gòu)買到)的單克隆抗體(Mab)，并且將單克隆抗體(Mab)全身地遞送到身體時(shí)，單克隆抗體(Mab)通過(guò)血流攜帶并且一旦到達(dá)前列腺組織，單克隆抗體(Mab)附著到前列腺特異性膜抗原(PSMA)。能夠使用核子照相機(jī)檢測(cè)到通過(guò)放射性的銦發(fā)射的高能量輻射光子，指示瘤的存在及其特定的位置。
不幸的是，由于活的有機(jī)體的復(fù)雜性，在許多情況中，相同的抗原也不僅由被研究的組織表達(dá)。從而除了感興趣的組織，該抗原還將“著色”諸如感染區(qū)域的附加的組織。從此附加的組織得到的放射性讀取值將被錯(cuò)誤地解釋為瘤區(qū)域，減小正在被執(zhí)行的測(cè)試的特異性。
對(duì)于給定的目標(biāo)細(xì)胞類型表征每個(gè)這樣的抗體的“目標(biāo)對(duì)背景”比率是確定執(zhí)行適當(dāng)?shù)脑\斷和受引導(dǎo)的程序的能力的主要問(wèn)題之一。
因?yàn)椴煌M織對(duì)這樣的標(biāo)記物的攝取間隙(目標(biāo)和背景)隨時(shí)間變化，標(biāo)準(zhǔn)的診斷規(guī)程通常建議在目標(biāo)發(fā)射對(duì)背景發(fā)射比率最高時(shí)得到圖像。
在研究人員試驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，將兩種標(biāo)記物施加到不同的病人并且隨后以連續(xù)的時(shí)間間隔對(duì)每種標(biāo)記物得到圖像。目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的某些特征在全部圖像中清楚地顯露出來(lái)，其它特征對(duì)于一個(gè)標(biāo)記物的全部圖像是清楚的但是對(duì)于其它標(biāo)記物淡入和淡出，并且還有其它的特征對(duì)于全部標(biāo)記物但是在不同的時(shí)間淡入和淡出。研究人員能夠使用他們對(duì)于該兩種標(biāo)記物對(duì)不同組織的行為的知識(shí)來(lái)識(shí)別圖像中的特征。
因此，上面的系統(tǒng)依靠研究人員的知識(shí)來(lái)綜合從多幅圖像接收的信息形成對(duì)放射圖像示出的信息的理解。在通常的醫(yī)院環(huán)境中，至少對(duì)于這樣的系統(tǒng)需要的時(shí)間，不可能保證有必要的專家存在。
從而，已經(jīng)廣泛認(rèn)識(shí)到需要避免上述限制的放射學(xué)成像系統(tǒng)，并且具有這樣的放射學(xué)成像系統(tǒng)是非常有利的。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了用于對(duì)在其中具有可辨識(shí)的區(qū)的非同源的目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行基于輻射的成像的設(shè)備，該設(shè)備包括構(gòu)造為在空間維度和至少一個(gè)其它維度從所述目標(biāo)區(qū)獲取輻射強(qiáng)度數(shù)據(jù)的成像單元，和與所述成像單元關(guān)聯(lián)的圖像四維分析單元，用于分析在所述空間維度和所述至少一個(gè)其它維度的所述獲取的強(qiáng)度數(shù)據(jù)，以便映射(map)所述可辨識(shí)的區(qū)。圖像四維分析單元意思是能夠分析基于空間維度加上諸如時(shí)間的一個(gè)其它維度的圖像數(shù)據(jù)的單元。
優(yōu)選地，所述圖像四維分析單元構(gòu)造為將圖像輸出約束到所述映射的可辨識(shí)的區(qū)的子集。
優(yōu)選地，所述圖像四維分析單元構(gòu)造為使用所述約束增加所述圖像輸出的分辨率。
優(yōu)選地，可辨識(shí)的區(qū)具有對(duì)于放射性標(biāo)記物不同的隨時(shí)間吸收特性，并且所述多維數(shù)據(jù)包括時(shí)間分量，所述圖像分析單元構(gòu)造為比較檢測(cè)到的強(qiáng)度隨時(shí)間的改變與所述吸收特性，以便執(zhí)行所述映射。
優(yōu)選地，至少兩種放射性標(biāo)記物施加到所述目標(biāo)區(qū)，所述標(biāo)記物中的每個(gè)具有對(duì)所述區(qū)中的分別的區(qū)不同的吸收特性，并且所述標(biāo)記物中的每個(gè)分別地產(chǎn)生可辨識(shí)的輻射，所述圖像分析單元構(gòu)造為使用所述標(biāo)記物之間的輻射的可辨識(shí)性作為附加的維度以便執(zhí)行所述映射。
優(yōu)選地，至少兩種放射性標(biāo)記物施加到所述目標(biāo)區(qū)，所述標(biāo)記物中的每個(gè)具有對(duì)所述區(qū)中的分別的區(qū)不同的吸收特性，并且所述標(biāo)記物中的每個(gè)分別地產(chǎn)生可辨識(shí)的輻射，所述圖像分析單元構(gòu)造為使用所述標(biāo)記物之間的輻射的可辨識(shí)性作為所述至少一個(gè)其它維度以便執(zhí)行所述映射。
優(yōu)選地，所述圖像分析單元構(gòu)造為使用所述映射產(chǎn)生包括作為差別的實(shí)體的所述區(qū)的圖像。
優(yōu)選地，所述圖像分析單元構(gòu)造為使用所述映射產(chǎn)生示出僅所述區(qū)的子集并且排除所述區(qū)的至少一個(gè)其它子集的圖像。
優(yōu)選地，所述區(qū)至少部分地重疊，所述圖像分析單元構(gòu)造為示出由于所述區(qū)的子集的輻射并且將來(lái)自所述區(qū)的至少一個(gè)其它子集的輻射作為噪聲排除。
優(yōu)選地，所述圖像分析單元構(gòu)造為使用所述映射產(chǎn)生包括作為差別的實(shí)體的所述區(qū)的圖像。
優(yōu)選地，所述圖像分析單元構(gòu)造為使用所述映射產(chǎn)生示出僅所述區(qū)的子集并且排除所述區(qū)的至少一個(gè)其它子集的圖像。
優(yōu)選地，所述區(qū)至少部分地重疊，所述圖像分析單元構(gòu)造為示出由于所述區(qū)的子集的輻射并且將來(lái)自所述區(qū)的至少一個(gè)其它子集的輻射作為噪聲排除。
優(yōu)選地，所述成像單元包括至少一個(gè)定向的蓋革計(jì)數(shù)器。
優(yōu)選地，所述成像單元包括多個(gè)定向的蓋革計(jì)數(shù)器。
優(yōu)選地，所述成像單元包括用于指導(dǎo)所述蓋革計(jì)數(shù)器從一組優(yōu)化的位置得到圖像以獲取對(duì)于給定目標(biāo)的三位空間數(shù)據(jù)的控制器。
優(yōu)選地，所述非同源的目標(biāo)區(qū)域?yàn)榛畹慕M織的區(qū)，并且所述可辨識(shí)的區(qū)為以下組中的至少一個(gè)不同的組織，不同的器官，血液和器官組織，和不同病狀的組織區(qū)。
優(yōu)選地，所述放射性標(biāo)記物中的一個(gè)為鉈201并且所述放射性標(biāo)記物中的另一個(gè)為锝99。
優(yōu)選地，所述圖像分析單元構(gòu)造為，如果圖像數(shù)據(jù)不符合所述吸收特性中的至少一個(gè)，將所述圖像數(shù)據(jù)作為來(lái)自所述目標(biāo)區(qū)域外部的圖像數(shù)據(jù)忽略。
該設(shè)備可以構(gòu)造為使用所述映射識(shí)別至少一個(gè)低發(fā)射率的區(qū)，由此在所述識(shí)別的區(qū)上集中成像資源。
優(yōu)選地，所述成像是通過(guò)所述目標(biāo)區(qū)域的三維象素，并且其中所述集中成像資源包括合并所述識(shí)別的區(qū)的三維象素。
優(yōu)選地，所述集中成像資源包括在所述識(shí)別的區(qū)上集中所述成像單元的資源。
優(yōu)選地，所述映射包括識(shí)別器官的第一映射和約束到所述器官內(nèi)的第二映射。
根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，提供了使用至少一個(gè)放射性標(biāo)記物約束從具有多個(gè)差別的區(qū)的非同源的目標(biāo)區(qū)域獲取的圖像數(shù)據(jù)的方法，該方法包括在空間維度和至少一個(gè)其它維度從所述目標(biāo)區(qū)域獲取輻射強(qiáng)度數(shù)據(jù)，和使用所述維度分析所述輻射強(qiáng)度數(shù)據(jù)，以便分類屬于分別的差別的區(qū)的數(shù)據(jù)并且產(chǎn)生約束到所述差別的區(qū)的子集的輸出。
優(yōu)選地，所述至少一個(gè)放射性標(biāo)記物具有對(duì)于所述差別的區(qū)不同的時(shí)間吸收特性，并且其中所述至少一個(gè)其它維度為時(shí)間維度。
優(yōu)選地，提供至少兩種放射性標(biāo)記物，每個(gè)放射性標(biāo)記物分別具有對(duì)于所述差別的區(qū)中的每個(gè)的不同的時(shí)間吸收特性，并且其中所述至少一個(gè)其它維度為時(shí)間維度。
優(yōu)選地，提供至少兩種放射性標(biāo)記物，每個(gè)放射性標(biāo)記物產(chǎn)生差別的信號(hào)并且每個(gè)放射性標(biāo)記物分別具有對(duì)于所述差別的區(qū)中的每個(gè)的不同的時(shí)間吸收特性，并且其中所述至少一個(gè)其它維度為指示個(gè)別的標(biāo)記物的維度。
優(yōu)選地，提供至少兩種放射性標(biāo)記物，每個(gè)放射性標(biāo)記物產(chǎn)生差別的信號(hào)并且每個(gè)放射性標(biāo)記物分別具有對(duì)于所述差別的區(qū)中的每個(gè)的不同的時(shí)間吸收特性，并且其中所述至少一個(gè)其它維度包括時(shí)間維度和指示個(gè)別的標(biāo)記物的維度。
優(yōu)選地，所述分類識(shí)別至少一個(gè)低發(fā)射率的區(qū)，該方法還包括在所述識(shí)別的區(qū)上集中成像資源。
優(yōu)選地，所述成像是通過(guò)所述目標(biāo)區(qū)域的三維象素，并且所述集中成像資源包括合并所述識(shí)別的區(qū)的三維象素。
優(yōu)選地，所述集中成像資源包括在所述識(shí)別的區(qū)上集中所述成像單元的資源。
優(yōu)選地，所述分類包括識(shí)別器官的第一分類和約束到所述器官內(nèi)的第二分類。
根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)方面，提供了用于對(duì)在其中具有可辨識(shí)的區(qū)的非同源的目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行基于輻射的成像的設(shè)備，該設(shè)備包括構(gòu)造為在空間維度和至少一個(gè)其它維度從所述目標(biāo)區(qū)獲取輻射強(qiáng)度數(shù)據(jù)的成像單元，與所述成像單元關(guān)聯(lián)的圖像分析單元，用于分析在所述空間維度和所述至少一個(gè)其它維度的所述獲取的強(qiáng)度數(shù)據(jù)，以便映射所述可辨識(shí)的區(qū)，并且使用所述映射控制成像資源的使用。
除非另外定義，在這里使用的全部技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)與本發(fā)明所屬的技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員通常理解的含義相同。在這里提供的材料、方法、和示例僅是說(shuō)明性的而不打算是限制性的。
本發(fā)明的方法和系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)包括手動(dòng)地、自動(dòng)地、或手動(dòng)自動(dòng)結(jié)合地執(zhí)行或完成某些選擇的任務(wù)或步驟。另外，根據(jù)本發(fā)明的方法和系統(tǒng)的優(yōu)選的實(shí)施例的實(shí)際儀器和裝備，可以通過(guò)硬件或通過(guò)在任何固件的任何操作系統(tǒng)上的軟件或通過(guò)它們的結(jié)合實(shí)現(xiàn)數(shù)個(gè)選擇的步驟。例如，作為硬件，本發(fā)明的選擇的步驟可以實(shí)現(xiàn)為芯片或電路。作為軟件，本發(fā)明的選擇的步驟可以實(shí)現(xiàn)為通過(guò)使用任何適合的操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)執(zhí)行的多個(gè)軟件指令。無(wú)論如何，本發(fā)明的方法和系統(tǒng)的選擇的步驟可以被描述為通過(guò)數(shù)據(jù)處理器執(zhí)行，諸如用于執(zhí)行多個(gè)指令的計(jì)算平臺(tái)。


本發(fā)明在這里僅作為示例參考附圖描述。通過(guò)現(xiàn)在對(duì)附圖的詳細(xì)的特定參考，強(qiáng)調(diào)示出的細(xì)節(jié)僅作為示例并且僅為了說(shuō)明性地討論本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例，并且其目的為提供對(duì)本發(fā)明的原理和概念方面的最有用的和最容易理解的描述。在這點(diǎn)上，不打算顯示比對(duì)本發(fā)明的基礎(chǔ)的理解所必需的內(nèi)容更加詳細(xì)的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，結(jié)合附圖的描述使得本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員明白可以如何在實(shí)踐中具體化本發(fā)明的數(shù)種形式。
在附圖中圖1為示出了在目標(biāo)區(qū)上方檢測(cè)的單一檢測(cè)器的簡(jiǎn)圖；圖2為示出了允許從目標(biāo)區(qū)獲取三維信息的兩個(gè)檢測(cè)器位置(不必要同時(shí)地)的簡(jiǎn)圖；圖3A-3D示出了對(duì)于不同組織內(nèi)的不同放射性藥物的一系列四個(gè)時(shí)間吸收特性；
圖4為示出了用于驅(qū)動(dòng)成像頭并且允許通過(guò)圖像分析器裝置控制成像頭的裝置的簡(jiǎn)化的示意圖；圖5為示出了在單一標(biāo)記物情況下通過(guò)圖4所示分析器過(guò)程的圖像分析處理的簡(jiǎn)化的流程圖；圖6A-6D示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例分別使用兩種不同的標(biāo)記物得到的相同目標(biāo)區(qū)域的兩組連續(xù)的圖像；圖7A為示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例的程序的簡(jiǎn)化的流程圖，在該程序中使用兩種或更多標(biāo)記物首先用于識(shí)別器官并且隨后其次確定在該器官內(nèi)是否存在病狀；圖7B為示出了用于兩個(gè)特定圖案的通常的情況的圖7A所示的通用化的簡(jiǎn)化的流程圖；圖8為示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例的程序的簡(jiǎn)化的流程圖，在該程序中使用兩種或更多標(biāo)記物用于在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)識(shí)別低發(fā)射率區(qū)并且使用該識(shí)別控制成像資源以更好地成像識(shí)別的區(qū)；及圖9A-9D示出了使用兩種不同的標(biāo)記物以與圖6所示相似的方式得到的相同目標(biāo)區(qū)域的兩組連續(xù)的圖像，與圖6所示不同的是此次感興趣的區(qū)是一個(gè)在另一個(gè)的內(nèi)部。
具體實(shí)施例方式
本實(shí)施例包括用于對(duì)具有不同材料或組織類型或病狀的區(qū)的非同源的目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行基于輻射的成像的設(shè)備和方法。該成像使用目標(biāo)區(qū)域的多維數(shù)據(jù)以便辨識(shí)不同的區(qū)。通常多維數(shù)據(jù)包括時(shí)間作為其中一個(gè)維度。放射性標(biāo)記物具有對(duì)于不同組織特定的特別的時(shí)間吸收特性，并且成像裝置編程序?yàn)閷⑵涑上窦s束到特別的特性。
結(jié)果不僅是在感興趣的組織上集中的圖像，而且因?yàn)樵搱D像被約束到感興趣的組織，能夠在該組織上集中成像資源并且從而產(chǎn)生比完全組織盲目的現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)分辨率更高的圖像。
參考附圖和附隨的描述可以更好地理解根據(jù)本發(fā)明的放射學(xué)成像系統(tǒng)的原理和操作。
在詳細(xì)解釋本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例以前，需要理解本發(fā)明在應(yīng)用中不限于在接下來(lái)的描述中陳述的或在附圖中示出的部件的構(gòu)造和布置的細(xì)節(jié)。本發(fā)明能夠有其它實(shí)施例或以不同的方式實(shí)踐或執(zhí)行。同樣，需要理解在這里使用的措詞和術(shù)語(yǔ)的目的為描述并且不應(yīng)該被認(rèn)為是限制性的。
現(xiàn)在參考圖1，其中示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)得到目標(biāo)的圖像的簡(jiǎn)單的蓋革計(jì)數(shù)器。蓋革計(jì)數(shù)器10與目標(biāo)12相聯(lián)系地放置并且吸收來(lái)到其路線上的任何放射性微粒。通常到達(dá)蓋革計(jì)數(shù)器的放射性微粒來(lái)自錐形物14內(nèi)的某處。蓋革計(jì)數(shù)器沒(méi)有關(guān)于微粒來(lái)自的深度的信息并且甚至不能辨識(shí)來(lái)自錐形物內(nèi)不同方向的微粒。從而，原則上現(xiàn)有技術(shù)的蓋革計(jì)數(shù)器給出低分辨率的一維信息。
如果現(xiàn)在將該計(jì)數(shù)器運(yùn)動(dòng)到目標(biāo)的表面上方的不同位置，那么能夠?qū)?lái)自不同位置的數(shù)據(jù)組合成低分辨率二維圖像。
增加蓋革計(jì)數(shù)器的分辨率的一個(gè)方法為將其制造得更小。那么該錐形物在維持相同幾何形狀的同時(shí)給出更高分辨率的數(shù)據(jù)。
檢測(cè)器得到(yt)t＝1T個(gè)樣本以形成數(shù)據(jù)組，其通常為來(lái)自給定方向的目標(biāo)的二維圖像。
現(xiàn)在參考圖2，其為示出了怎樣從目標(biāo)獲取三維信息的簡(jiǎn)圖。與前面圖中相同的零件使用相同的參考數(shù)字，并且除非為了理解本實(shí)施例必要外不再被引用。第二蓋革計(jì)數(shù)器16放置為基本上與第一蓋革計(jì)數(shù)器成直角并且獲取與第一蓋革計(jì)數(shù)器相似類型的圖像。然而，因?yàn)閮蓚€(gè)錐形物重疊，產(chǎn)生的圖像可能互相關(guān)以推斷熱或冷輻射源在三個(gè)維度內(nèi)的存在。
現(xiàn)在參考圖3，其為示出給定的放射性標(biāo)記物對(duì)于不同組織的不同的吸收特性的一系列曲線圖。可以考慮的典型的標(biāo)記物為鉈201和锝99。圖3a指示鉈201對(duì)于血液的典型的吸收特性，鉈201為特別好的用于血液的標(biāo)記物。標(biāo)記物通常隨著消化相當(dāng)迅速地被血液吸收并且隨后隨著其被包括腎的不同的組織和器官吸收而逐漸地消失。來(lái)自組織的標(biāo)記物材料最終回到血液內(nèi)以被排泄。被腎吸收的標(biāo)記物材料被直接排泄并且不再被看到。
圖3B、3C和3D示出了锝99對(duì)于不同組織的時(shí)間吸收特性，并且可以看到該特性通常是曲線但是對(duì)于不同的組織在不同的時(shí)間出現(xiàn)峰值。
本實(shí)施例基于的原理如下考慮圖3所示曲線圖，明顯地，在考慮信號(hào)強(qiáng)度時(shí)，屬于單一組織的區(qū)將以相同的方式表現(xiàn)。即，對(duì)給定的組織，給定的標(biāo)記物將以相同的速率被吸收并且隨后以相同的速率消除，然而此速率對(duì)于其它組織不同。如果因此對(duì)目標(biāo)得到一系列連續(xù)的圖像并且對(duì)于強(qiáng)度改變的速率逐區(qū)分析該圖像，能夠通過(guò)具有匹配給定的特性的強(qiáng)度改變速率識(shí)別特別的想得到的區(qū)。這樣，即使感興趣的區(qū)與其它區(qū)嚴(yán)重地重疊，該區(qū)也是可辨識(shí)的。
現(xiàn)在參考圖4，其示出了用于對(duì)非同源的目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行基于輻射的成像的設(shè)備。設(shè)備20包括自身包括布置在成像頭上的一系列小的蓋革計(jì)數(shù)器24.1…24.n的成像單元22。通過(guò)運(yùn)動(dòng)控制器26控制成像單元以從目標(biāo)區(qū)域各處的不同的位置得到讀取值。優(yōu)選地，成像頭的運(yùn)動(dòng)通過(guò)軟件經(jīng)由伺服馬達(dá)控制。另外，單個(gè)的蓋革計(jì)數(shù)器或蓋革計(jì)數(shù)器的組的運(yùn)動(dòng)也通過(guò)軟件經(jīng)由伺服馬達(dá)控制。
在優(yōu)選的實(shí)施例中，總合從單個(gè)的蓋革計(jì)數(shù)器接收的信號(hào)以形成目標(biāo)區(qū)域的三維圖像。本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員可以理解該系統(tǒng)也可以基于二維圖像。在每種情況下，信號(hào)被提供給圖像分析器28，在圖像分析器28處分析信號(hào)以形成圖像。
在優(yōu)選的實(shí)施例中，圖像分析器能夠使用標(biāo)記物吸收特性比較連續(xù)的圖像并且識(shí)別特別感興趣的區(qū)，并且隨后在那些區(qū)上集中成像資源。即，圖像分析器事實(shí)上能夠控制成像器的進(jìn)一步操作。
現(xiàn)在參考圖5，圖5為示出了在單一標(biāo)記物情況下通過(guò)分析器28執(zhí)行的圖像分析過(guò)程的簡(jiǎn)化的流程圖。優(yōu)選地，在不同的時(shí)間得到相同視點(diǎn)的一系列圖像，階段30，并且對(duì)每個(gè)時(shí)間形成目標(biāo)的三維總圖像。分析器隨后分析每個(gè)三維總圖像以獲得在目標(biāo)的各處的不同位置處的局部強(qiáng)度，階段32。記錄局部強(qiáng)度并且在階段34中重疊不同圖像上的相同位置。通過(guò)該重疊，可以在階段36中獲取圖像之間的局部強(qiáng)度改變速率。在階段38中比較改變速率和預(yù)先得到的標(biāo)記物對(duì)不同組織的特性，并且隨后在階段40中將數(shù)據(jù)約束到那些符合期望的預(yù)先確定的特性的位置。從而該成像過(guò)程能夠用于識(shí)別并且集中在感興趣的位置上，并且能夠放棄來(lái)自其它位置的數(shù)據(jù)。因此，圖像分析能夠在感興趣的組織上集中其資源并且能夠產(chǎn)生更高分辨率的最終圖像。
應(yīng)該理解，在許多情況中兩種類型的組織可能重疊，其中僅一種組織是感興趣的。在此情況下排除不感興趣的一種組織和包括感興趣的組織都是同等重要的。對(duì)于一種組織的最佳的標(biāo)記物可能對(duì)另一種組織不是最佳的。對(duì)于圖4和5描述的系統(tǒng)可以適合與兩種或多種標(biāo)記物一起使用，如圖6中舉例說(shuō)明的。每種標(biāo)記物產(chǎn)生不同能量等級(jí)的放射性微粒，并且因此來(lái)自不同標(biāo)記物的數(shù)據(jù)能夠被分別地采集和總合以形成不同的圖像。從不同能量等級(jí)的信號(hào)獲取的不同的數(shù)據(jù)組可以在數(shù)學(xué)上作為多維向量的不同維度處理。對(duì)于每個(gè)標(biāo)記物圖像，使用適當(dāng)?shù)奶匦宰R(shí)別感興趣的組織，并且該結(jié)果能夠在不同標(biāo)記物之間相互校驗(yàn)。不同的組織能夠被映射并且圖像分析能夠在感興趣的區(qū)域上集中。從而，該系統(tǒng)使用時(shí)間和微粒能量作為除了空間維度以外的分開的維度以便表征或映射組織。
從而，圖像分析單元能夠產(chǎn)生將不同的組織區(qū)作為分開的實(shí)體處理的最終結(jié)果。此外，由于系統(tǒng)發(fā)覺(jué)作為實(shí)體的區(qū)，其能夠進(jìn)一步指導(dǎo)成像過(guò)程以在感興趣的區(qū)上集中。
區(qū)至少部分地重疊的示例為心臟。通常，對(duì)心臟的掃描對(duì)心臟的肌肉壁感興趣。雖然心臟的室充滿血液，來(lái)自血液的任何信號(hào)對(duì)于此種類型的掃描事實(shí)上是噪聲。因此，執(zhí)行能夠確定地識(shí)別來(lái)自肌肉心臟壁的信號(hào)并且同時(shí)排除來(lái)自血液的信號(hào)的成像過(guò)程是有利的。
現(xiàn)在參考圖6，并且在優(yōu)選的實(shí)施例中，病人攝入兩種標(biāo)記物，鉈201和锝99。其中第一種為有效的血液標(biāo)記物并且在圖6a和6b中示出了兩幅連續(xù)的鉈圖像，并且其中第二種在標(biāo)記肌肉組織方面更有效并且在圖6c和6d中示出了它的兩幅連續(xù)的圖像。以對(duì)于血液中的鉈201的特性和對(duì)于肌肉中的锝99的特性選擇的間隔為心臟成像。結(jié)果為對(duì)于每種標(biāo)記物的一系列圖像。對(duì)鉈201的系列可以被約束以相當(dāng)清楚地示出血液的區(qū)，并且濾出其它區(qū)。在這里血管在圖6a中清楚地示出并且在圖6b中更加模糊地示出，在圖6b中大部分鉈已經(jīng)被沖洗。對(duì)锝99的系列，圖6c和6d示出了肌肉壁結(jié)構(gòu)。兩幅圖像中的第一幅明顯地示出了較大的結(jié)構(gòu)但是事實(shí)上示出的全部?jī)?nèi)容為許多锝還沒(méi)有在肌肉中被吸收。因此，第二圖像6d可以用于約束第一圖像6c以僅顯示肌肉壁區(qū)。隨后可以重疊兩個(gè)系列的圖像以從锝99圖像6c和6d濾出在鉈圖像6a和6b中強(qiáng)烈地顯示的任何部分。該濾出可以附加將在全部圖像中強(qiáng)烈地顯示的任何部分作為來(lái)自區(qū)外部的部分移除。
在上述示例中，兩個(gè)區(qū)分別為正和負(fù)興趣，意味著一個(gè)用于集中并且另一個(gè)用于濾出。應(yīng)該理解數(shù)個(gè)區(qū)或數(shù)個(gè)組織類型可以為正興趣或者可以存在區(qū)的任何結(jié)合，其中僅一個(gè)區(qū)為正興趣。替代地，全部區(qū)可以為正興趣但是可以附屬重要性以在來(lái)自不同區(qū)的不同信號(hào)之間區(qū)別。
該系統(tǒng)能夠使用映射產(chǎn)生包括作為差別的實(shí)體的不同的組織區(qū)的圖像。作為映射過(guò)程的結(jié)果，該系統(tǒng)能夠電子地發(fā)覺(jué)不同的區(qū)并且從而控制成像頭和分析單元以在特定區(qū)上集中它們的資源。結(jié)果為對(duì)于感興趣的區(qū)的更高的分辨率。
使用檢查標(biāo)記物隨時(shí)間的動(dòng)力學(xué)和同時(shí)使用數(shù)種標(biāo)記物中的任一種，或同時(shí)采用上述兩種方法，優(yōu)選的實(shí)施例可以用于擴(kuò)展從標(biāo)記物獲取的信息。
為了增加測(cè)試的特異性，可以使用具有與第一物質(zhì)的那些反應(yīng)性和藥物動(dòng)力學(xué)不同的反應(yīng)性和藥物動(dòng)力學(xué)的附加的第二物質(zhì)(“輔助物質(zhì)”)以便增強(qiáng)不同的病狀之間的差異，如上面對(duì)于圖6所解釋的。輔助物質(zhì)，在此情況下為鉈，理想地僅標(biāo)記通過(guò)主要物質(zhì)標(biāo)記的群體的子集，并且標(biāo)記的速率與主要物質(zhì)不同。這樣的差異的存在是因?yàn)閷?duì)不同細(xì)胞類型的不同的親和力和在不同組織的代謝反應(yīng)中的不同參與。該差異與標(biāo)記的速率和/或與標(biāo)記的位置關(guān)聯(lián)。
一旦讀取到在不同時(shí)間場(chǎng)合從不同物質(zhì)的三維象素填塞物發(fā)出的放射性信號(hào)，可能為每個(gè)三維象素構(gòu)造多維數(shù)據(jù)矩陣Sjk，該多維數(shù)據(jù)矩陣Sjk的元素為由物質(zhì)J的相互作用引起的在場(chǎng)合K得到的強(qiáng)度讀取值。在此多維空間內(nèi)對(duì)組織的每個(gè)三維象素的檢查量化組織對(duì)不同的物質(zhì)的暫時(shí)的和特定的反應(yīng)，并且從而增加對(duì)不同病狀的特定的檢測(cè)的可能性。此外，可以使用標(biāo)準(zhǔn)圖像處理技術(shù)以便更加準(zhǔn)確地限定不同病狀的空間位置。
除了上述方法，反映鄰近的三維象素之間的典型關(guān)系的空間性質(zhì)也可以為標(biāo)準(zhǔn)并且表示為組織類型的圖案的一部分。
現(xiàn)在參考圖7，其示出了附加的統(tǒng)計(jì)法。在圖7中，可以使用基于預(yù)期的強(qiáng)度的自動(dòng)算法來(lái)確定是否整個(gè)器官或區(qū)已經(jīng)患病。一旦可能變成如上所解釋的組織發(fā)覺(jué)，那么基于逐個(gè)三維象素執(zhí)行這樣的分析不再必要。相反地，該系統(tǒng)能夠例如使用第一標(biāo)記物確定器官的位置，并且隨后可以使用器官位置的約束成像第二標(biāo)記物，第二標(biāo)記物能夠定位病狀的存在。
現(xiàn)在參考圖8，其示出了用于使用本實(shí)施例的組織發(fā)覺(jué)性質(zhì)以便調(diào)整檢測(cè)以匹配組織或器官發(fā)射率的方法。通常，無(wú)論其產(chǎn)生多大輻射，通過(guò)簡(jiǎn)單地使得測(cè)量裝置處于適當(dāng)?shù)奈恢米銐蜷L(zhǎng)的時(shí)間，總能充分地成像任何區(qū)。然而，在許多情況下可以使用的時(shí)間受到限制。對(duì)于這樣的數(shù)據(jù)獲取的時(shí)間受到限制的情況，本實(shí)施例可以用于識(shí)別可以預(yù)期產(chǎn)生較少發(fā)射的區(qū)。該系統(tǒng)可以隨后根據(jù)可以使用的光子的數(shù)量將成像資源或分辨率調(diào)整到那些組織上。顯然獲得的光子越多數(shù)據(jù)的可靠性越高，并且因此組織發(fā)覺(jué)系統(tǒng)能夠?qū)⒏鄼z測(cè)器集中在信號(hào)較弱的組織上。
如果光子的數(shù)量還是不足，或者沒(méi)有足夠的檢測(cè)器，那么另一種共享資源的方法為合并鄰近的三維象素(或區(qū))。這樣的程序可能減小分辨率，但是可以增加對(duì)于合并的區(qū)的光子的總數(shù)量，并且從而使得能夠基于更加可靠的光子數(shù)更好地分類該區(qū)。這樣的折衷使得能夠通過(guò)在光子足夠處允許高分辨率并且在光子較少處允許低分辨率同時(shí)維持分析的可靠性的方法分析相同的采集的數(shù)據(jù)。
同樣可以使用多種標(biāo)記物識(shí)別組織區(qū)。
上實(shí)施例可以導(dǎo)致目前用放射成像無(wú)法實(shí)現(xiàn)的可控的靈敏度等級(jí)。
使用多種抗體的構(gòu)思可以用于治療目的，如接下來(lái)所述攜帶藥物(或放射性治療)的單一抗體的特異性確定非目標(biāo)組織接收藥物的機(jī)會(huì)，并且從而遭受藥物的任何毒性。在存在數(shù)種抗體的情況下，每種抗體具有受限制的特異性，但是具有對(duì)不同的“背景”組織的親和性，可以使用抗體的結(jié)合改善總特異性，并且從而減小總毒性并且能夠使得治療的功效更高。
例如，如果基于第一抗體(A1)的藥物結(jié)合到目標(biāo)的親和性為其到最近的非目標(biāo)組織(B1)的親和性的N1倍，并且與相似的藥物一起的第二抗體(A2)具有比其最近的非目標(biāo)組織(B2)高N2倍的目標(biāo)親和性，那么使用合并的治療將使得能夠獲得更好的目標(biāo)對(duì)非目標(biāo)特異性，其比N1和N2更好(假設(shè)B1和B2不同)。
在更加普遍的實(shí)施例中，系統(tǒng)可以包括信號(hào)分析模塊，包括對(duì)于每種細(xì)胞類型典型的圖案庫(kù)。每種類型的細(xì)胞具有與其關(guān)聯(lián)的一種或多種圖案，并且該圖案確定根據(jù)特定規(guī)程(劑量，時(shí)間，等等)注射的一組標(biāo)記物可以如何在該細(xì)胞類型中表達(dá)。分析包括基于相互性或其它統(tǒng)計(jì)工具對(duì)來(lái)自每個(gè)三維象素的讀取值的分類，用于評(píng)估對(duì)每個(gè)三維象素的最可能的組織分類。
因?yàn)閷?duì)于給定的疾病可以存在數(shù)種細(xì)胞類型(例如，癌癥可以表現(xiàn)為數(shù)種形式)，可以優(yōu)化該算法以確定每個(gè)三維象素或區(qū)的準(zhǔn)確的組織類型。替代地，可以優(yōu)化算法以確定患病/未患病的總的性質(zhì)，同時(shí)將特定分類僅作為統(tǒng)計(jì)分析中的一個(gè)因素。
應(yīng)該注意，該系統(tǒng)可以允許對(duì)于給予標(biāo)記物的不同規(guī)程，其中不同標(biāo)記物的注射可以同時(shí)進(jìn)行，或者在不同的時(shí)間多次注射，因?yàn)椴煌臉?biāo)記物在循環(huán)中具有不同的壽命。
現(xiàn)在數(shù)學(xué)地考慮使用兩種或更多標(biāo)記物產(chǎn)生成像的問(wèn)題。
傳統(tǒng)用每秒放射性發(fā)射定義的強(qiáng)度分布I現(xiàn)在重新定義為在形成我們的輸入空間的體積U上的分布的向量。該向量的每個(gè)維度為放射性藥物中的不同的一種。全集U包括一組基本元素u(例如，在兩維空間內(nèi)的象素，在三維空間內(nèi)的三維象素)，并且I(u)為在給定的基本元素u∈U內(nèi)的強(qiáng)度。對(duì)于j放射性藥物，這變成I(u)(j，t)。當(dāng)不能直接從I采樣但是能夠從視點(diǎn)的給定的集合Ф采樣時(shí)，出現(xiàn)逆向(或重構(gòu))問(wèn)題。通過(guò)概率的集合{(u)u∈U}定義投影∈Ф，其中(u)為檢測(cè)到來(lái)自三維象素u的放射性發(fā)射的概率，如通過(guò)諸如檢測(cè)單元的物理和幾何性質(zhì)的觀察參數(shù)以及觀察的體積U的衰減參數(shù)和時(shí)間參數(shù)所定義的。通過(guò)選擇視點(diǎn)∈Ф并且隨后根據(jù)觀察參數(shù)采樣獲得測(cè)量結(jié)果。
對(duì)于j放射性藥物或標(biāo)記物和k檢測(cè)器，看到微粒的概率變成jK(u)。
在接下來(lái)的分析中，I為放射性物質(zhì)的強(qiáng)度，并且觀察參數(shù)包括準(zhǔn)直的檢測(cè)單元的幾何性質(zhì)和檢測(cè)單元相對(duì)于體積U的位置和取向。在時(shí)間間隔內(nèi)通過(guò)檢測(cè)單元計(jì)數(shù)的放射性發(fā)射的數(shù)量為泊松分布，其中(u)為從三維象素u∈U發(fā)射的光子的檢測(cè)概率，并且該分布的平均值為加權(quán)和∑u∈U(u)I(u)。
對(duì)于第k個(gè)檢測(cè)器的情況，測(cè)量結(jié)果Yk＝∑u∈UXt(u)，其中X(U)為泊松分布。
X(j,k,t)(u)=I(i,t)(u)·(u)jk(u)其中，Y(j，k，t)＝∑X(j，k，t)(u)因此，Y(j，k，t)＝Poisson(Y(j，k，t))從而通過(guò)矩陣Ф定義投影集合，矩陣Ф的行為選擇的視點(diǎn)的投影。I為密度的向量(對(duì)U中的每個(gè)元素規(guī)定)，并且ФI為對(duì)于集合內(nèi)的視點(diǎn)的分別的有效的強(qiáng)度等級(jí)的向量。通過(guò)從每個(gè)視點(diǎn)隨機(jī)采樣(根據(jù)關(guān)聯(lián)的泊松分布)獲取測(cè)量結(jié)果的向量y。如上面討論的，存在在給定投影Ф和測(cè)量結(jié)果y的情況下提供對(duì)I的估計(jì)量的不同的已知的重構(gòu)方法。
使用上述數(shù)學(xué)方法以例如每個(gè)小時(shí)一次對(duì)于向量中的一個(gè)解決該問(wèn)題(形成圖像)。確定了改變的速率。同時(shí)以相似的時(shí)間間隔對(duì)于向量中的另一個(gè)解決該問(wèn)題并且確定改變的速率。隨后在兩個(gè)圖像之間執(zhí)行交叉識(shí)別的階段，使得每個(gè)圖像識(shí)別的想要的組織減去每個(gè)圖像識(shí)別的不想要的組織被集中以形成新的圖像。交叉識(shí)別可以為迭代法。
在上面給出的使用一種血液標(biāo)記物和一種肌肉組織標(biāo)記物成像心臟的示例中，通過(guò)血液標(biāo)記物識(shí)別的區(qū)域被減去。通過(guò)肌肉標(biāo)記物識(shí)別的區(qū)域加和，并且那些即沒(méi)有被血液標(biāo)記物識(shí)別也沒(méi)有被肌肉標(biāo)記物識(shí)別的組織被作為來(lái)自目標(biāo)區(qū)外部的信號(hào)同樣地忽略。
非同源的目標(biāo)區(qū)域典型地為通常屬于病人的活組織的區(qū)。其中的可辨識(shí)的區(qū)可以為不同的組織、不同的器官、如上述心臟的示例的情況中為血液和器官組織的混合、或者表現(xiàn)不同病狀的組織區(qū)。
預(yù)期在本專利的有效期期間將開發(fā)出許多有關(guān)的標(biāo)記物、放射學(xué)成像裝置以及二維和三維成像系統(tǒng)，并且其中對(duì)應(yīng)的術(shù)語(yǔ)的范圍打算演繹地包括全部這樣的新技術(shù)。
應(yīng)該理解，為了清晰在分開的實(shí)施例的上下文內(nèi)描述的本發(fā)明的某些特征也可以在單一的實(shí)施例中結(jié)合地提供。相反地，為了簡(jiǎn)短在單一的實(shí)施例的上下文內(nèi)描述的本發(fā)明的不同的特征也可以分開地提供或者以任何適合的子結(jié)合提供。
雖然已經(jīng)結(jié)合特定的實(shí)施例描述了本發(fā)明，顯然許多替代物、修改和變化對(duì)于本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員顯而易見。因此，本發(fā)明打算包含屬于后附的權(quán)利要求書的精神和廣泛的范圍內(nèi)的全部這樣的替代物、修改和變化。在此說(shuō)明書中提到的全部出版物、專利和專利申請(qǐng)?jiān)谶@里全文作為參考加入本說(shuō)明書，達(dá)到如同每個(gè)單個(gè)的出版物、專利或?qū)＠暾?qǐng)被特定地并且單獨(dú)地指示以在這里作為參考加入的程度。另外，在此申請(qǐng)中的任何對(duì)比文件的引用或識(shí)別不應(yīng)該解釋為承認(rèn)這樣的對(duì)比文件作為本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)存在。
權(quán)利要求
1.用于對(duì)在其中具有可辨識(shí)的區(qū)的非同源的目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行基于輻射的成像的設(shè)備，該設(shè)備包括構(gòu)造為在空間維度和至少一個(gè)其它維度從所述目標(biāo)區(qū)獲取輻射強(qiáng)度數(shù)據(jù)的成像單元，和與所述成像單元關(guān)聯(lián)的圖像四維分析單元，用于分析在所述空間維度和所述至少一個(gè)其它維度的所述獲取的強(qiáng)度數(shù)據(jù)，以便映射所述可辨識(shí)的區(qū)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述圖像四維分析單元構(gòu)造為將圖像輸出約束到所述映射的可辨識(shí)的區(qū)的子集。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，所述圖像四維分析單元構(gòu)造為使用所述約束增加所述圖像輸出的分辨率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述可辨識(shí)的區(qū)具有對(duì)于放射性標(biāo)記物不同的隨時(shí)間吸收特性，并且所述多維數(shù)據(jù)包括時(shí)間分量，所述圖像分析單元構(gòu)造為比較檢測(cè)到的強(qiáng)度隨時(shí)間的改變與所述吸收特性，以便執(zhí)行所述映射。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中，至少兩種放射性標(biāo)記物施加到所述目標(biāo)區(qū)，所述標(biāo)記物中的每種具有對(duì)所述區(qū)中的分別的區(qū)不同的吸收特性，并且所述標(biāo)記物中的每種分別地產(chǎn)生可辨識(shí)的輻射，所述圖像分析單元構(gòu)造為使用所述標(biāo)記物之間的輻射的可辨識(shí)性作為附加的維度以便執(zhí)行所述映射。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，至少兩種放射性標(biāo)記物施加到所述目標(biāo)區(qū)，所述標(biāo)記物中的每種具有對(duì)所述區(qū)中的分別的區(qū)不同的吸收特性，并且所述標(biāo)記物中的每種分別地產(chǎn)生可辨識(shí)的輻射，所述圖像分析單元構(gòu)造為使用所述標(biāo)記物之間的輻射的可辨識(shí)性作為所述至少一個(gè)其它維度以便執(zhí)行所述映射。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中，所述圖像分析單元構(gòu)造為使用所述映射產(chǎn)生包括作為差別的實(shí)體的所述區(qū)的圖像。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中，所述圖像分析單元構(gòu)造為使用所述映射產(chǎn)生示出僅所述區(qū)的子集并且排除所述區(qū)的至少一個(gè)其它子集的圖像。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中，所述區(qū)至少部分地重疊，所述圖像分析單元構(gòu)造為示出由于所述區(qū)的子集的輻射并且將來(lái)自所述區(qū)的至少一個(gè)其它子集的輻射作為噪聲排除。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中，所述圖像分析單元構(gòu)造為使用所述映射產(chǎn)生包括作為差別的實(shí)體的所述區(qū)的圖像。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中，所述圖像分析單元構(gòu)造為使用所述映射產(chǎn)生示出僅所述區(qū)的子集并且排除所述區(qū)的至少一個(gè)其它子集的圖像。
12.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中，所述區(qū)至少部分地重疊，所述圖像分析單元構(gòu)造為示出由于所述區(qū)的子集的輻射并且將來(lái)自所述區(qū)的至少一個(gè)其它子集的輻射作為噪聲排除。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述成像單元包括至少一個(gè)定向的蓋革計(jì)數(shù)器。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中，所述成像單元包括多個(gè)定向的蓋革計(jì)數(shù)器。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中，所述成像單元包括用于指導(dǎo)所述蓋革計(jì)數(shù)器從一組優(yōu)化的位置得到圖像以獲取對(duì)于給定目標(biāo)的三位空間數(shù)據(jù)的控制器。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述非同源的目標(biāo)區(qū)域?yàn)榛畹慕M織的區(qū)，并且所述可辨識(shí)的區(qū)為以下組中的至少一個(gè)，該組包括不同的組織，不同的器官，血液和器官組織，和不同病狀的組織區(qū)。
17.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中，所述放射性標(biāo)記物中的一種為鉈201并且所述放射性標(biāo)記物中的另一種為锝99。
18.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中，所述圖像分析單元構(gòu)造為，如果所述圖像數(shù)據(jù)不符合所述吸收特性中的至少一個(gè)，將所述圖像數(shù)據(jù)作為來(lái)自所述目標(biāo)區(qū)域外部的圖像數(shù)據(jù)忽略。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，構(gòu)造為使用所述映射識(shí)別至少一個(gè)低發(fā)射率的區(qū)，由此在所述識(shí)別的區(qū)上集中成像資源。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中，所述成像是通過(guò)所述目標(biāo)區(qū)域的三維象素，并且其中所述集中成像資源包括合并所述識(shí)別的區(qū)的三維象素。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中，所述集中資源包括在所述識(shí)別的區(qū)上集中所述成像單元的資源。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述映射包括識(shí)別器官的第一映射和約束到所述器官內(nèi)的第二映射。
23.一種用于使用至少一種放射性標(biāo)記物約束從具有多個(gè)差別的區(qū)的非同源的目標(biāo)區(qū)域獲取的圖像數(shù)據(jù)的方法，該方法包括在空間維度和至少一個(gè)其它維度從所述目標(biāo)區(qū)域獲取輻射強(qiáng)度數(shù)據(jù)，和使用所述維度分析所述輻射強(qiáng)度數(shù)據(jù)，以便分類屬于分別的差別的區(qū)的數(shù)據(jù)并且產(chǎn)生約束到所述差別的區(qū)的子集的輸出。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，所述至少一種放射性標(biāo)記物具有對(duì)于所述差別的區(qū)中的差別的區(qū)不同的時(shí)間吸收特性，并且其中所述至少一個(gè)其它維度為時(shí)間維度。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中，提供至少兩種放射性標(biāo)記物，每種放射性標(biāo)記物分別具有對(duì)于所述差別的區(qū)中的每個(gè)的不同的時(shí)間吸收特性，并且其中所述至少一個(gè)其它維度為時(shí)間維度。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，提供至少兩種放射性標(biāo)記物，每種放射性標(biāo)記物產(chǎn)生差別的信號(hào)并且每種放射性標(biāo)記物分別具有對(duì)于所述差別的區(qū)中的每個(gè)的不同的時(shí)間吸收特性，并且其中所述至少一個(gè)其它維度為指示單個(gè)的標(biāo)記物的維度。
27.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，提供至少兩種放射性標(biāo)記物，每種放射性標(biāo)記物產(chǎn)生差別的信號(hào)并且每種放射性標(biāo)記物分別具有對(duì)于所述差別的區(qū)中的每個(gè)的不同的時(shí)間吸收特性，并且其中所述至少一個(gè)其它維度包括時(shí)間維度和指示單個(gè)的標(biāo)記物的維度。
28.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，所述分類識(shí)別至少一個(gè)低發(fā)射率的區(qū)，該方法還包括在所述識(shí)別的區(qū)上集中成像資源。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中，所述成像是通過(guò)所述目標(biāo)區(qū)域的三維象素，并且其中所述集中成像資源包括合并所述識(shí)別的區(qū)的三維象素。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中，所述集中資源包括在所述識(shí)別的區(qū)上集中所述成像單元的資源。
31.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，所述分類包括識(shí)別器官的第一分類和約束到所述器官內(nèi)的第二分類。
32.用于對(duì)在其中具有可辨識(shí)的區(qū)的非同源的目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行基于輻射的成像的設(shè)備，該設(shè)備包括構(gòu)造為在空間維度和至少一個(gè)其它維度從所述目標(biāo)區(qū)獲取輻射強(qiáng)度數(shù)據(jù)的成像單元，與所述成像單元關(guān)聯(lián)的圖像分析單元，用于分析在所述空間維度和所述至少一個(gè)其它維度的所述獲取的強(qiáng)度數(shù)據(jù)，以便映射所述可辨識(shí)的區(qū)，并且使用所述映射控制成像資源的使用。
全文摘要
用于對(duì)在其中具有可辨識(shí)的區(qū)的非同源的目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行基于輻射的成像的設(shè)備，包括構(gòu)造為在空間維度和至少一個(gè)其它維度從目標(biāo)區(qū)獲取輻射強(qiáng)度數(shù)據(jù)的成像單元，和分析在空間維度和所述至少一個(gè)其它維度的強(qiáng)度數(shù)據(jù)以便映射可辨識(shí)的區(qū)的圖像四維分析單元。該系統(tǒng)通常檢測(cè)來(lái)自放射性藥物的信號(hào)隨時(shí)間的改變速率并且使用該改變速率辨識(shí)組織。在優(yōu)選的實(shí)施例中，使用兩種或更多放射性藥物，使用其中一種放射性藥物的結(jié)果來(lái)約束其它放射性藥物。
文檔編號(hào)G01T1/161GK1981210SQ200580006588
公開日2007年6月13日 申請(qǐng)日期2005年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月13日
發(fā)明者B·羅索, M·納格勒 申請(qǐng)人:光譜動(dòng)力學(xué)有限責(zé)任公司