[发明专利]脏同位素PET重建

说明书

本发明涉及正电子发射断层摄影的领域，具体而言涉及对从脏同位素(dirty isotope)的使用中产生的假符合的校正。其特别应用于医学成像以及希望降低假符合影响的其他应用。

正电子发射断层摄影(PET)是核医学的一个分支，其中正电子发射的放射性药物被引入患者或其他受检查对象的身体中。常规的PET同位素仅仅通过正电子发射衰变。正电子在被称为正电子湮灭事件中与电子反应，由此产生沿着响应线(LOR)朝相反方向传播的511keV伽玛射线的符合对。在符合时间内探测到的伽玛射线对通常由PET扫描器作为湮灭事件进行记录。

然而，实际上，康普顿散射可以影响511keV光子之一或两者。这样的散射可以使得符合事件错误发生在受检查的对象内部，甚至在散射介质外部，从而导致图像质量的降低。因此，单散射模拟(SSS)技术已用于校正从常规放射性同位素的衰变产生的511keV符合对的康普顿散射。参见Accorsi等人的“Implementation of a Single Scatter Simulation Algorithm for3D PET：Application to Emission and Transmission Scanning”，Proceedings ofIEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference(2002)。

根据以下关系产生校正投影数据：

方程1

P_校正＝P_测量-a×S_康普顿-b×CF

其中，P_校正是校正投影数据，P_测量是测量投影数据，S_康普顿是使用SSS技术获得的康普顿散射估计值，并且CF是用于说明诸如随机的误差的常数或均匀校正因子。定标因子a和b已经使用最佳拟合算法获得。校正数据P_校正用于重建指示受检查对象中放射性核素分布的图像。

近来的趋势是PET技术的应用范围，尤其是在医学应用中快速增长。在许多情况下，新的PET示踪剂的发展受到生物化学要求和使用从单光子发射计算机断层摄影(SPECT)或其他方式已知的、具有相对良好特征的化学性质的示踪剂的愿望推动。结果，所谓的脏同位素，例如⁷⁶Br、⁸⁶Y、⁸⁹Zr、⁹⁴mTc、¹²⁴I、和⁶⁶Ga开始引起注意。与常规PET同位素相比，脏同位素交替地通过正电子发射和电子俘获衰变，从而导致从正电子发射事件产生511keV湮灭光子、从电子俘获事件产生各种能量的光子、以及从正电子发射事件产生与湮灭光子级联的各种能量的所谓瞬发光子。例如，碘-124产生511keV湮灭光子，而且产生603keV单光子(两者来自独立的核衰变和来自单核衰变的级联反应)。

不幸的是，脏同位素比常规同位素更难以成像。它们通常更低的正电子丰度通常导致计数的数量减少。而且，单光子会导致假符合，其中单光子不仅彼此，而且与从正电子湮灭产生的511keV光子在时间上符合。这样的假符合产生错误的LOR，由此降低结果图像的质量。

用于减小瞬发光子的影响、因此减少假符合的一种技术是基于被探测光子的能量进行鉴别。然而根据特定同位素的发射光谱和特定扫描器的能量分辨率，可能难以在瞬发光子和511keV光子之间进行区分。

假符合同样已经用级数展开的二阶进行说明，其中零阶和一阶分别提供了对均匀和线性背景贡献的校正。参见Kull等人的“Quantitative Imagingof Yttrium-86PET With the ECAT EXACT HR+in2D Mode”，CancerBiotherapy and Radiopharmaceuticals，第19卷，Number4，2004年。然而，Kull技术假设脏同位素背景分布是二阶或n²函数。同样它并未说明可以影响假符合背景的患者或对象特异性变化。

因此，人们希望提供一种用于减少正电子成像数据中假符合的影响的改进技术。

本发明的各个方面解决了这些和其他问题。

根据本发明的第一方面，一种正电子成像方法包括使用指示对象的衰减分布的信息来生成假符合校正，将假符合校正应用于来自对象的正电子成像检查的数据，以及生成指示校正数据的人可读图像。