[发明专利]核医学诊断设备及方法，形态断层摄影诊断设备及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种核医学诊断设备，一种形态断层摄影诊断设备，一种核医学数据算术处理方法，和一种形态断层摄影算术处理方法，用于基于注射有放射性药剂的对象所产生的放射线，来获得对象的核医学数据或形态断层图像。

背景技术

以PET(正电子发射断层摄影)设备为例阐述核医学诊断设备，即ECT(发射计算断层摄影)设备。PET设备构造为检测由正电子湮没而产生的多条伽玛射线(γ)，并仅当多个检测器同时检测到γ射线时重建对象的断层图像。

具体而言，将含有发射正电子的放射性核素的放射性药剂给予对象，各自均由多个检测器组件(例如闪烁体)组成的多个检测器检测从注射有放射性药剂的对象内部所发射的511KeV的成对湮没γ射线。如果两个检测器在一定时间中检测到γ射线，则假定检测器同时检测到γ射线。检测到的γ射线作为成对湮没γ射线的射线对来计算，成对湮没产生点被识别为在检测到γ射线的每对检测器的连线上。通过累计这样的同时计数信息和执行重建处理，获得了发射正电子的放射性核素分布图像(即断层图像)。这一技术披露在，例如日本专利申请7-113873和2000-28727中。

在核医学诊断中，为了保持较高的定量性能和成像质量，必需吸收和校正同时计数信息数据(也被称为“发射数据”)。PET设备对同时计数数据的吸收依赖于γ射线通过对象的路径，而不依赖于γ射线产生点(正电子成对湮没产生点)。因此，通常会利用与放射性药剂发射 同种类型射线(在此情况下是γ射线)的外部放射源。从吸收系数图(map)获得的透射因数的逆或吸收校正值与发射投影数据相乘，由此，对基于外部放射源放射的并透射对象的γ射线的形态信息(也被称作“透射数据”)进行吸收校正。近来，采用了这样一种技术，该技术将从与PET设备集成的X射线CT设备(PET-CT设备)(而不是代替外部放射源)得到的形态信息转变为吸收系数图，并使用吸收系数图来进行吸收校正。

但是，如果难于安装外部放射源或类似物，以及难以假定对象内部是均匀吸收体，则采用一种技术，该技术假定内部是均匀吸收体，并对该均匀吸收体执行吸收校正，来从发射数据或图像估计对象的轮廓。这一技术披露在，例如KITAMURA Keiji，ISHIKAWA Yoshihiro，MIZUTA Tetsuro，YOSHIDA Eiji和YAMAYA Taiga的“Development ofVarious Data Correction Method in jPET-D4”，Next-generation PETDevice Research and Development Report 2005，pp.47-51中。

近来，特别是在高分辨率PET研发中，根据闪烁体在将放射线转变成光的过程中的高发射量、较短发光衰减时间和高γ射线阻挡能力，经常使用包括镥-176的闪烁体(LSO，LYSO，LGSO，等)作为构建各个检测器的闪烁体。这些特性是PET设备的基础并影响PET设备的性能，即高分辨率(每个闪烁体尺寸减小)，高计数率(加快的事件处理)和高灵敏度(γ射线检测的高概率)。

但是，元素镥-176是放射性物质，在β衰减(β-衰减)(99.9％，最大596KeV)之后并行发生三个γ衰减(300KeV 94％，202KeV 78％，88KeV 15％)。因此，存在如下情况：在这些放射线中的多条(两条或更多)任意放射线被同时计数。该同时计数不能作为“随机同时计数”被减去。但是，在PET中采集数据时，通常会设定能量下限(300-400KeV)，以除去低能量背景，例如散射成分，这一技术披露在，例如Andrew L.等的“On the imaging of very weak sources in an LSO PETScanner”，IEEE MIC 2007，Conf Rec.MO7-5，SYamamoto等的，“Investigation of sigle，random，and true counts from natural radioactivityin LSO-based clinical PET”，Ann Nucl Med，vol.19，pp.109to 114，2005。 非γ射线(511KeV)成分被从检测目标正电子(即放射性药剂)中除去。据报道，通过设定这一能量下限为大约400KeV，可以将镥-176的自放射性抑制到可忽略不计的程度。由此，镥-176的自放射性也可能变为背景噪声，传统上主要目的是抑制这些成分。