淀粉样蛋白筛查的方法和装置

文档序号:834546 发布日期:2021-03-30 浏览:11次 >En<

阅读说明:本技术 淀粉样蛋白筛查的方法和装置 (Method and device for screening amyloid ) 是由 A·安德烈耶夫 D·B·麦克奈特 N·塞拉菲诺 D·匹托克 白传勇 C-H·董 于 2019-08-13 设计创作,主要内容包括:一种用于执行淀粉样蛋白评估的设备(10)包括辐射探测器组件(12),所述辐射探测器组件包括至少一个辐射探测器(14)。至少一个电子处理器(20)被编程为:在数据采集时间间隔内使用所述辐射探测器组件来探测辐射计数;根据探测到的辐射计数来计算至少一个当前计数度量;将与当前测试日期相关联的所述至少一个当前计数度量存储在非瞬态存储介质(26)中;并且基于所述至少一个当前计数度量与在所述非瞬态存储介质中存储的与较早测试日期相关联的计数度量的比较来确定淀粉样蛋白度量。(An apparatus (10) for performing amyloid assessments includes a radiation detector assembly (12) including at least one radiation detector (14). At least one electronic processor (20) is programmed to: detecting radiation counts using the radiation detector assembly over a data acquisition time interval; calculating at least one current count metric from the detected radiation counts; storing the at least one current count metric associated with a current test date in a non-transitory storage medium (26); and determining an amyloid metric based on a comparison of the at least one current count metric to a count metric stored in the non-transitory storage medium associated with an earlier test date.)

淀粉样蛋白筛查的方法和装置

技术领域

下文总体上涉及图像采集领域、脑图像领域、β淀粉样蛋白成像领域以及相关领域。

背景技术

人脑中β淀粉样蛋白沉积的升高与最终的阿尔茨海默氏症诊断有关联。及时检测淀粉样蛋白沉积可以提供必要的预防流程,以更好地控制这种破坏性病症。最近,已经开发出新的正电子发射断层摄影(PET)放射性示踪剂以检测淀粉样斑块沉积的增加。其他类型的慢性神经系统疾病也与特征性淀粉样蛋白的积累有关,例如,帕金森氏病与淀粉样蛋白α-突触核蛋白的积累有关,而其他类型的蛋白质沉积也与其他神经系统疾病有关,例如,tau蛋白积累与慢性创伤性脑病(CTE)相关。

虽然可以有效地诊断淀粉样蛋白斑块,但是常规的PET/计算机断层摄影(CT)系统无法常规地用于普通人群而在该疾病的早期阶段监测和检测该疾病。这甚至包括那些具有已知高风险因素(例如,对阿尔茨海默氏症诊断的遗传易感性)的个体。主要障碍是成本问题(可能需要大约数千美元(参见例如https://www.alzforum.org/news/community-news/100m-ideas-cms-blesses-stud y-evaluate-amyloid-scans-clinical-practice))和与此类PET/CT扫描相关的相对较高的辐射剂量(至少为大约5mSv)。

下文公开了克服这些问题的新的和改进的系统和方法。

发明内容

在一个公开的方面,一种用于执行淀粉样蛋白评估的设备包括辐射探测器组件,所述辐射探测器组件包括至少一个辐射探测器。至少一个电子处理器被编程为:在数据采集时间间隔内使用所述辐射探测器组件来探测辐射计数;根据探测到的辐射计数来计算至少一个当前计数度量;将与当前测试日期相关联的所述至少一个当前计数度量存储在非瞬态存储介质中;并且基于所述至少一个当前计数度量与在所述非瞬态存储介质中存储的与较早测试日期相关联的计数度量的比较来确定淀粉样蛋白度量。

在另一个公开方面,一种辐射探测器组件包括后部辐射探测器和两个侧部辐射探测器。所述后部辐射探测器和所述两个侧部辐射探测器被布置为限定腔室,所述腔室的尺寸被设计为容纳头部,其中,所述后部辐射探测器被布置为观察被设置在所述腔室中的所述头部的后侧,并且所述两个侧部辐射探测器被布置为观察被设置在所述腔室中的所述头部的左侧和右侧。

在另一个公开方面,一种用于执行临床评估的方法包括:使用辐射探测器组件来获得成像数据,所述辐射探测器组件包括至少一个辐射探测器,所述至少一个辐射探测器被安装在所述患者被定位在其上的患者支撑件中或上以观察所定位的患者的头部;在数据采集时间间隔内探测来自被施予所述患者的与靶蛋白结合的放射性示踪剂的辐射计数;根据探测到的辐射计数来计算至少一个当前计数度量;并且基于所述至少一个当前计数度量与先前计数度量的比较来确定所定位的患者的所述头部中的所述靶蛋白的沉积的度量。

一个优点在于提供了一种低成本的用于评估脑中的β淀粉样蛋白或另一种淀粉样蛋白或其他靶蛋白的积累的设备。

另一个优点在于提供了一种成像装置,其中,被成像患者摄取了减少的放射性药物剂量。

另一个优点在于提供了一种用于早期检测淀粉样蛋白沉积物逐渐积累的设备。

给定的实施例可以提供前述优点中的零个、一个、两个、更多个或所有优点,并且/或者可以提供其他优点,本领域普通技术人员在阅读和理解了本公开内容后,这将变得显而易见。

附图说明

本公开内容可以采取各种部件和部件布置以及各个步骤和步骤安排的形式。附图仅出于说明优选实施例的目的,而不应被解释为对本公开内容的限制。

图1示意性地示出了根据一个方面的用于执行β淀粉样蛋白评估的设备;

图2A-2C示意性地示出了图1的设备的辐射探测器组件;

图3示出了图1的设备的示例性流程图操作;并且

图4示出了由图1的设备收集的数据的计数轮廓线图。

具体实施方式

脑组织中的β淀粉样蛋白(Aβ)沉积物与某些神经退行性疾病(例如,阿尔茨海默氏症)相关。其他类型的淀粉样蛋白沉积物与其他神经系统疾病相关(例如,α-突触核蛋白与帕金森氏病相关),甚至更普遍地,各种类型的蛋白沉积物与各种神经系统疾病相关(例如,tau蛋白沉积物与慢性创伤性脑病(CTE)相关)。PET或单光子发射计算机断层摄影(SPECT)成像能够与优先结合Aβ的放射性示踪剂结合使用,以便对脑中的β淀粉样蛋白沉积物进行成像,从而提供了用于检测和监测这些疾病的筛查工具。然而,PET或SPECT并不是筛查患者的理想选择。该技术执行起来很昂贵,并且需要向患者递送相对较高的放射性剂量。

本文中认识到:能够通过消除成像方面来减轻PET或SPECT的这些缺点中的一些缺点,或者通过采用较低分辨率和/或降低维度的成像(例如,采集2D图或1D图)来将这些缺点减轻到较小程度。为了执行成像,必须施予足够的放射性示踪剂,以使图像的每个体素中(或至少在具有大量靶蛋白的那些体素中)的放射性示踪剂的浓度处于可探测的水平。相比之下,如果使用靶蛋白在患者的头部中的沉积物的其他度量(例如,来自整个头部的总计数),则能够显著减少放射性示踪剂的最低必需剂量(例如在一些实施例中减少一个数量级或更多)。

然而,通过这样的方法,灵敏度会变小,因为信息量因成像所提供的空间分辨率的损失而减少并且信噪比因放射性示踪剂剂量的减少而降低。在本文公开的一些实施例中,头部中的靶蛋白的沉积物的度量基于当前计数度量与(例如在较早的测试日期中获得的)先前计数度量的比较。这将自动标准化各个因素并将度量集中于随时间的变化,与参考在名义上相似的患者队列中的名义上相似的测量结果的度量相比,该度量更有可能具有临床意义。

在本文公开的实施例中,采用了低成本的仪器,并且向患者施予了减少的放射性示踪剂剂量。在一些实施例中,将低成本辐射探测器与被布置为适配在患者的颈部周围以减少对来自躯干区域的杂散辐射的探测的辐射屏蔽项圈一起集成到患者卧榻的头部区域中。其目的是测量在递送对淀粉样蛋白或其他靶蛋白沉积物进行靶向的放射性示踪剂之后测得的固定采集时间内的总计数(或等效地为计数率)。在一些实施例中,通过探测单体而不是重合和/或省去或简化图像生成和/或省去常规的重合检测电路和/或辐射准直器(因而损失了成像能力)来进一步降低成本。低剂量是部分通过测量脑部的大部分或整个脑部的计数来实现的;而不是使用局部辐射探头或者通过图像重建将探测到的计数有效划分为图像体素值来实现的。

在其他实施例中,围绕头部的部分或全部布置了多个辐射探测器,从而进一步使探测到的计数最大化并允许放射性示踪剂剂量的进一步减少。能够实施各种实现方式,例如,三探测器或四探测器板设计,其中,后侧板嵌在工作台中,两个侧板被布置在头部的左侧和右侧,并且任选的冠部板被定位在“头部”的冠部上方。侧板和冠部板能够被安装在轨道上并且能够滑动以与头部的侧部和冠部接触,从而还可以稳定头部并抑制运动。围绕患者的颈部适配的辐射屏蔽项圈可以进一步稳定头部,并且还可以阻挡来自躯干或头部“以下”的其他身体部分中的放射性示踪剂集中区的杂散计数。可以在患者的面部前面放置另外的探测器板,但是它会潜在诱发幽闭恐惧症,这将是决定是否包括(或使用)这种额外的探测器板的因素。

注意,如本文所使用的术语“患者”广泛地指代接受对脑部(即,头部)中的β淀粉样蛋白(或其他靶蛋白)沉积物的临床评估的人。该患者可能是被诊断患有早发性阿尔茨海默氏症或正在监测其临床进展的另一种慢性神经系统疾病的患者,或者该患者可能是只接受β淀粉样蛋白沉积物筛查的健康个体。实际上,所公开的方法的优点在于,它们的低成本和减少的放射性示踪剂剂量使得这些方法非常适合用于筛查健康患者,这可以在门诊患者的基础上或者在例行医学检查期间(例如在患者的年度体检期间)进行。

本文中认识到:为筛查提供公正的比较是一项艰巨的挑战。在说明性示例中,不依赖(例如从相似患者的队列的相似测量结果导出的或者从患者的身体的“正常”部分获取的测量结果导出的)外部基线;相反,该测试被设计为在连续的测试日期对给定的患者执行,以便检测计数随时间的增长,这可以指示该患者的脑中的Aβ沉积物的增加。

本文公开的其他方面涉及数据量化,对于数据量化,可以单独使用或者组合使用各种度量。施予放射性药物(即,放射性示踪剂)之后的固定时间时的计数可能是合适的度量,但这取决于测量的精确定时,并且可能容易受到因代谢差异等原因而导致的放射性示踪剂剂量和摄取量在疗程之间的差异的影响。另一种方法是测量计数与时间的曲线,从中可以提取各种度量,例如,峰数、摄取曲线的FWHM、斜坡上升斜率、洗脱衰减常数、曲线下面积等。这里,计数与时间的曲线中对高时间分辨率的期望可以与每个时间分箱中对足够的计数统计数据的需求相平衡。在任何情况下,都可以针对放射性示踪剂的注入量、患者体重或体重指数(BMI)、年龄(以考虑因衰老引起的Aβ的自然积累)和/或其他变量(例如,性别或种族)来调节或标准化度量。

在本文公开的一些实施例中,不执行成像。这样可以节省成本,例如省去了对时间戳电路和重合检测和/或对辐射准直器(例如,被安装在辐射探测器的前面的蜂窝状准直器)的使用、对具有粗分辨率的辐射探测器甚至单个大面积探测器的使用(也可以通过使用低放射性示踪剂剂量并因此减少计数堆积的可能性而得到促进),省去了散射校正,并且使得能够使用不完全环绕患者的头部的固定探测器。还认识到:用于单体检测的能量窗口能够朝向低能量端扩大,以有意地计入弹性散射事件,从而又使得能够进一步减少剂量。散射事件会对成像产生问题,因为源放射性衰变事件通常不会位于重合或辐射准直器所定义的“响应线”上,并且通过采用滤除在(非弹性)散射期间损失了能量的散射检测的能量窗口而大大移除了散射事件。然而,如果不执行成像,如在本文公开的某些蛋白沉积物评估方法那样,则能够通过在低能侧扩展能量窗口来保留这些散射事件,从而增加了总计数。通过这样的策略,据估计与常规的PET所能实现的效果相比,可以最多减少到1/1000的剂量,从而使Aβ筛查剂量可与常规牙科X射线的情况相当。

在本文公开的其他实施例中,执行成像。在这种情况下,提供了提供多个视点的辐射探测器,例如,上述具有后侧探测器、侧面探测器和任选的冠部探测器的设计。由于临床结果是根据总计数或平均计数导出的,因此低分辨率图像足以为临床医生提供某种视觉背景。在PET实施例中,重合检测被用于对计数的空间编码。在SPECT实施例中,辐射准直器(例如,蜂窝状准直器)提供对计数的空间编码。有利地,由于辐射探测器是固定的(可能除了探测器板相对于患者的头部的采集前定位以外),因此能够将准直器提供为插入辐射探测器的接收槽中的一组板条或栅格,或者在需要成像时将准直器提供为辐射探测器的安装件。在一个实施例中,“成像”是一维(1D)计数轮廓线。正如已经观察到的那样,Aβ沉积物倾向于积聚在脑部的外部区域中,因此预计结果得到的轮廓线将在外部区域处出现峰并在中心出现下沉,并且能够利用这种形状以及可能的提取量化(例如,峰谷比)为临床医生提供视觉表示,任选地,还可以提供定量数据。

参考图1,示出了用于执行β淀粉样蛋白评估的说明性设备或系统10。在下文中,描述了β淀粉样蛋白评估,这对于评估患者是否患有相关的慢性神经系统疾病(例如,阿尔茨海默氏症)是有用的。在其他实施例中,可以评估不同的靶向淀粉样蛋白的沉积物或者更一般地评估不同的靶蛋白的沉积物;这通过选择向患者施予的放射性示踪剂来完成,所述放射性示踪剂优先与特定的靶向淀粉样蛋白结合或者更一般地优先与特定的靶蛋白结合)。如图1所示,系统10包括具有至少一个辐射探测器14的辐射探测器组件12。在图1的说明性示例中,辐射探测器组件12包括嵌入在患者支撑件16的头部区域中的单个辐射探测器板14;在本文所述的其他实施例中,辐射探测器组件可以包括两个或更多个探测器板,例如,被布置在头部的左侧和右侧的额外的板,以及任选地还有被布置在头部的冠部处的额外的板。还应注意,每个这样的探测器板可以被构造为两个或更多个在操作上独立的探测器拼片,例如,探测器拼片的2×2阵列可以组成图1所示的单个辐射探测器板。辐射探测器组件12能够与患者P躺着的患者支撑件16集成在一起或者以其他方式附接到患者支撑件16。辐射探测器组件12的尺寸和构造被设计为当患者躺在患者支撑件16上时容纳患者的部分(即,头部H)。

设备10还可以包括工作站18或者以其他方式与工作站18连接,工作站18包括具有典型部件的计算机或其他电子数据处理设备,典型部件例如为至少一个电子处理器20、至少一个用户输入设备(例如,鼠标、键盘、轨迹球等)22和显示设备24。应当注意,这些部件能够进行各种分布。例如,电子处理器20可以包括工作站终端的本地处理器和由工作站终端访问的服务器计算机的处理器。在一些实施例中,显示设备24能够是与计算机18分离的部件。工作站18还能够包括一个或多个数据库或非瞬态存储介质26。各种非瞬态存储介质26可以通过非限制说明性示例的方式包括以下各项中的一项或多项:磁盘、RAID或其他磁性存储介质;固态驱动器、闪存驱动器、电子可擦除只读存储器(EEROM)或其他电子存储器;光盘或其他光学存储设备;其各种组合等。它们也可以进行各种组合,例如,单个服务器RAID存储设备。显示设备24被配置为显示图形用户接口(GUI)28,GUI 28包括一个或多个字段以接收来自用户输入设备22的用户输入。

特别地,工作站18与辐射探测器组件12可操作地连接,以便从至少一个辐射探测器14接收辐射探测事件的计数。这些计数可以由工作站18以各种方式处理和/或由辐射探测器组件12的电子设备预处理(这样的电子设备在图1中未示出)以对所采集的计数数据执行各种滤波等。例如,能够应用能量过滤来滤除其能量位于定义的能量窗口之外的计数,该能量窗口被定位为包含由放射性示踪剂发射的放射性粒子的能量或能量范围。例如,发射正电子的PET放射性示踪剂发射从每个正电子-电子湮灭事件发出的方向相反的511keV伽马射线;因此,在这种情况下,能量窗口适当地包含511keV。如前所述,对于非成像实施例,可以设想将能量窗口设计为延伸至实质上较低的能量,以捕获因散射而失去能量并因此在低于511keV的粒子能量下被探测到的非弹性散射的伽马射线。一些放射性示踪剂在一定能量范围内发射伽马射线、β粒子、α粒子和/或其他无线电发射,在这种情况下,能量窗口优选在该范围内延伸。还可以设想,能量窗口是可配置的参数,以便针对用于特定患者评估的特定类型的放射性示踪剂进行调谐,从而增加了设备的灵活性。

图2A-2C示出了辐射探测器组件12的另一个示例实施例。图2A示出了辐射探测器组件的“后”视图。如图2A所示,辐射探测器组件12包括若干辐射探测器14,例如,后部辐射探测器30(例如,被定位在与图1所示的单个辐射探测器14相同的位置)和两个侧部辐射探测器32。后部辐射探测器30和两个侧部辐射探测器32被布置或以其他方式配置为限定腔室C,腔室C的尺寸被设计为容纳患者的头部H。后部辐射探测器30被布置为观察被设置在腔室C中的头部的后侧,并且两个侧部辐射探测器32被布置为观察被设置在腔室中的头部的左侧和右侧。在一个示例中,后部辐射探测器30和两个侧部辐射探测器32均具有平面的辐射探测表面(如图所示)。在另一个示例中,后部辐射探测器30和两个侧部辐射探测器32具有弯曲的辐射探测表面(未示出),该弯曲的辐射探测表面的形状被设计为与被设置在腔室C中的头部的形状一致。侧部探测器32(如果提供的话)产生额外的计数以使得能够进一步减少所施予的放射性药物剂量。在一些实施例中,包括冠部辐射探测器34(由虚线示出)以进一步限定腔室C并提供更多的计数,并且冠部辐射探测器34被布置为观察被设置在腔室中的头部H的冠部(即,顶部)。在一些实施例中,辐射探测器组件12还包括辐射屏蔽项圈36(参见图1),辐射屏蔽项圈36包括辐射吸收材料(例如,高原子量的材料(例如,铅)或包含高原子量的元素的复合材料或其他基质(例如,含铅玻璃)),该辐射吸收材料的形状和大小被设计为围绕患者的部分(即,颈部)进行设置。任选的辐射屏蔽项圈36阻挡来自躯干和/或身体的其他部分的杂散辐射到达围绕头部H的(一个或多个)探测器14,并且还可以用于以机械方式稳定头部H。

在一些实施例中,辐射探测器组件12不包括机器人致动器,该机器人致动器被配置用于在数据采集时间间隔期间移动辐射探测器14,在该数据采集时间间隔内使用辐射探测器组件来探测辐射计数。在其他实施例中,能调节的支撑件38被附接到侧部辐射探测器32和患者支撑件14,以将侧部辐射探测器移动和定位在距腔室C能调节的距离处。

如图2A所示,辐射探测器组件12不包括辐射准直器,设备10也不包括用于将时间戳分配给使用辐射探测器组件探测到的辐射计数的时间戳电路。(然而,请注意,与给个体计数加时间戳相反,可以为采集的计数数据集分配测试日期)。在其他实施例中,辐射探测器组件12包括至少一个辐射准直器板40(参见图2B)或重合检测电路42(参见图2C),以对由辐射探测器14探测到的辐射进行准直。(更具体地,准直器板40仅将沿着直线或窄角圆锥行进的辐射传递到所耦合的辐射探测器,从而使探测到的辐射得到准直)。后部辐射探测器30和两个侧部辐射探测器32中的每项均具有准直器安装硬件44,辐射准直器板中的一个辐射准直器板能经由准直器安装硬件44被安装到平面的辐射探测表面。在一些示例中,辐射准直器板40能够包括板条或蜂窝状辐射准直器板,并且准直器安装硬件44包括被配置为容纳并保持板条或蜂窝状准直器板的对应狭缝。通过这样的准直,能够对至少一个电子处理器20进行编程以将探测到的辐射计数重建成图像(例如,在板条准直器的情况下为一维图像,或者在蜂窝状准直器的情况下为二维或三维图像)。这样的图像重建能够采用任何合适的图像重建技术,例如,在重建SPECT成像数据中通常采用的技术。在另一个实施例中,如果放射性示踪剂是发射衰减成相反方向的511keV伽马射线的正电子的PET放射性示踪剂,则能够采用重合检测,其中,使用合适的时间窗口来检测重合的511keV探测事件,每对511keV探测形成一个计数。在这种情况下,能够采用任何常规的PET重建技术将计数重建成图像。在一些示例中,辐射探测器组件12被配置为探测从由辐射探测器组件监测的脑部的至少一半组织发出的辐射计数。

返回参考图1,系统10被配置为执行用于执行β淀粉样蛋白(或其他靶向淀粉样蛋白或蛋白质)评估的方法或过程100。为此,非瞬态存储介质26存储能由工作站18的至少一个电子处理器20读取并运行以执行所公开的操作的指令,所公开的操作包括执行用于执行β淀粉样蛋白评估的方法或过程100。在一些示例中,方法100可以至少部分地通过云处理来执行。

参考图3,以流程图形式示意性地示出了用于执行β淀粉样蛋白评估的方法100的说明性实施例。为了开始方法100,将患者定位在(例如使患者躺在)患者支撑件16上。然后,在患者被定位在患者支撑件16上时将放射性示踪剂施予患者。(备选地,可以在将患者放置在患者支撑件上之前施予放射性示踪剂;然而,在患者已经被放置在患者支撑件上的情况下施予放射性示踪剂能够在施予与用于计数测量的时间间隔之间提供更精确的定时。在102处,至少一个电子处理器20被编程为在数据采集时间间隔内控制(或者在一些实施例中仅读取)辐射探测器组件12的探测器14以探测辐射计数。该探测包括在数据采集时间间隔内连续探测来自所定位的患者的脑部的至少一半的单体辐射计数(在一些优选实施例中,尽管也设想监测脑部的较小部分)。在一些示例中,在没有将辐射准直并且没有确定时间戳并将时间戳分配给个体计数的情况下探测单体辐射计数。

在104处,至少一个电子处理器20被编程为根据探测到的辐射计数来计算至少一个当前计数度量。在一些示例中,至少一个当前计数度量包括在数据采集时间间隔内探测到的计数率和总计数中的至少一项。在该示例中,计算至少一个当前计数度量包括通过患者体重、患者年龄、患者性别和患者种族中的一项或多项来缩放至少一个当前计数度量。缩放可以凭经验确定,例如使用应用基于患者年龄的缩放因子或与患者体重成比例的缩放因子等的查找表来确定。作为另一种设想的调节,可以在向患者施予放射性示踪剂之前或者在向患者施予放射性示踪剂期间(例如使用盖革计数器监测将放射性示踪剂溶液从静脉内馈入患者血管的流体管的放射性)测量放射性示踪剂的放射性。计数度量可以与实际测量的放射性示踪剂的放射性成比例地缩放。该调节考虑了注入的放射性示踪剂的剂量的日常变化。

在106处,至少一个电子处理器20被编程为将与当前测试日期相关联的至少一个当前计数度量存储在非瞬态存储介质26中。(与个体辐射探测计数的时间戳不同,测试日期与作为整体的数据集相关联。正因如此,它可以任选地具有相对较低的时间分辨率,例如存储日历日期,但不存储一天中的时间)。

在108处,至少一个电子处理器20被编程为基于至少一个当前计数度量与在非瞬态存储介质26中存储的与较早的测试日期相关联的计数度量的比较来确定β淀粉样蛋白度量。例如,β淀粉样蛋白度量(或更一般地,淀粉样蛋白度量,或者甚至更一般地,靶蛋白在患者P的头部H中的沉积物的度量)可以是当前计数度量与较早测试日期的计数度量之间的百分比变化。

在110处,在某些成像实施例的情况下,至少一个电子处理器20被编程为基于根据通过SPECT类型的成像中的准直器或PET类型的重合检测提供的事件的空间定位重建的图像,根据测得的总计数或计数率来生成一维(1D)计数轮廓线。

在112处,至少一个电子处理器20被编程为控制显示器24以显示β淀粉样蛋白度量和所生成的计数轮廓线(如果生成的话),该计数轮廓线在其外部区域具有峰并且在其中心部分具有谷。可以显示其他信息,例如,当前计数度量和较早测试日期的计数度量。如果在非瞬态存储介质26中存储有两个或更多个过去的测试,则任选地能够标绘一条或多条趋势线,这一条或多条趋势线例如将每个测试的计数度量标绘为测试日期的函数。这样的趋势线的显示允许临床医生立即视觉感知到计数度量(以及通过推断得出的β淀粉样蛋白沉积物)是否正在增加以及在增加的情况下以什么速率增加。基于对多次测试计数度量在获得临床意义之前应达到什么程度的经验分析,这些各种各样的度量也可能具有相关联的不确定性或统计显著性值。还应注意,β淀粉样蛋白度量和任何其他显示的度量(例如,多项测试中计数度量的趋势线)仅是考虑的临床信息,临床医师例如在评估患者P是否应被诊断为患有阿尔茨海默氏症(或与脑中的靶淀粉样蛋白或蛋白质的积聚相关联的其他疾病)时会结合其他信息(例如,体检),询问患者报告的症状(例如,精神记忆水平等)。

β淀粉样蛋白度量(在108处生成)和/或计数轮廓线(在110处生成)可以额外地或备选地用于患者的随访处置。例如,如果施予药物以抑制淀粉样蛋白沉积,则可以在药物处置期间(例如使用β淀粉样蛋白评估方法100)监测患者以确定药物方案的有效性。有利地,系统10的低放射性药物剂量和使用(而不是使用具有其伴随的高成本和必需的较高放射性药物剂量的完整PET成像系统)允许更频繁地监测患者。

虽然说明性示例采用了专用系统10,但是应当注意,在备选实施例中,能够使用(例如包括重合检测电路并被配置为执行图像重建的)常规的PET成像系统来采集由系统10获得的计数轮廓线。

图4示出了所生成的计数轮廓(即,趋势)线的假设示例。如图4中示意性地示出的那样,能够在连续的测试日期的时间(例如可以每两年执行一次测试,例如在图4的假设示例中在2018年、2020年、2022年、2024年和2026年执行测试)内比较淀粉样示踪剂的摄取量(例如通过诸如计数率或总计数之类的计数度量来测量)。如果当前的测试指示摄取量在统计学上显著增加(例如,在假设的图4中在2026年的测试显示比在2024年及之前的年份的结果有相对较大的增加),则可以将患者转诊至进一步的测试,特别是如果他是基于年龄、职业或家族史划分的风险人群。在某个时间段之后,可以使用图1的装置来执行另一项测试以确认趋势。至少两次重复扫描(例如在时间上有某个间隔)可以被认为具有临床意义,以便(与其他因素(例如,患者报告的精神敏锐度)一起)有助于淀粉样变性病风险评估。

可以注意到,前述方法假设存在一个或多个过去测试,从而得到(一个或多个)过去计数度量,将当前测试的计数度量与过去计数度量进行比较。第一次对给定患者进行测试时,将没有过去的结果可与之进行比较,因此很难或不可能单独从该第一次测试中得出临床有用的信息。在一些实施例中,设想将第一测试结果与相似患者的队列的典型值进行比较——如果当前患者的计数率(或其他计数度量)比这些相似患者的计数率(或其他计数度量)高得多,则临床医生可能得出某种结论,特别是在患者报告的健忘或其他阿尔茨海默氏症发作迹象的支持下得出某种结论。然而,如本文所强调的,预计从多年来的测试结果的趋势得出的临床结论更有可能产生临床上有意义的信息。

实例

设备10被配置为提供低成本的淀粉样蛋白筛查工具,该工具可以对淀粉样蛋白积累的风险进行大规模(例如,人群水平)筛查。给患者注入微剂量的淀粉样蛋白特定的放射性示踪剂,并且在摄取时间之后,使用例如伽马相机对采集的单体击中数进行计数以评估患者头部中的放射性的增加量。每年或根据临床医生的规定重复扫描,并且将所获得的当前测试的单体计数率(和/或其他计数度量)与过去测试的计数率进行比较,以确定潜在的淀粉样蛋白斑块积累趋势。如果趋势变为正(在最近的测试中摄取增加),则可以将患者转诊以进行进一步测试。这样的提议的筛查是可承受的,因为能够使用廉价的探测器来测量单体率,并且由于不需要创建断层摄影图像,因此可以仅使用微居里的放射性。

与其他常规检查(例如,牙科和胸部X射线检查(0.1-0.005mSv))相比,设备10被配置为提高患者的承受能力并减轻患者的辐射负担,以使淀粉样蛋白筛查尽可能可行,并且甚至远低于低剂量CT肺部筛查(1.5mSv)的情况。

设想到通过利用这样的设备,将每年(或以其他临床确定的比率)使用设备10对属于患有阿尔茨海默氏症发病风险升高的组群的患者或甚至属于普通人群的患者进行检查。患者检查从注入少量可控制量的与淀粉样蛋白斑块结合的放射性示踪剂(例如,florbetapir或flutemetamol)开始。在一段摄取时间之后,将在单体检测模式下不经准直操作的核医学相机上扫描患者的头部。仅需要记录单体率(或单体总数)。

例如参考图2A-2C所描述的那样,探测器14可以任选地用额外的辐射敏感块来围绕患者的头部。也可以设想以坐姿或站姿进行扫描。还有利的是,例如通过使用说明性辐射屏蔽项圈36和/或通过在检查期间将铅衬衫放在患者身上等来使探测器零件尽可能免受从身体的其余部分进入的放射性的影响。

每年(或以其他临床确定的速率)重复扫描。有利的是,对获得的对应注入剂量的计数进行缩放(亦即,根据所施予的放射性示踪剂的放射性进行缩放)并确保每次测试的摄取时段和采集时间相同并使用相同类型的示踪剂(或采用转换系数)来使扫描系列可以直接比较。备选地,如果不能使这些因素恒定(例如,如果先前测试中使用的放射性示踪剂变得不可用),则可以基于经验信息对(一个或多个)计数度量进行适当缩放。

正常老化还可能导致斑块沉积增加,从而可能导致假阳性,并且可以任选地再次通过缩放(一个或多个)计数度量来考虑这种情况。还有益的是,尽早开始测试,以在淀粉样蛋白沉积物开始在脑组织中积聚之前的健康摄取时段期间提供(一个或多个)计数度量的基线。开始这种跟踪并更频繁地跟踪某些职业的患者(例如,职业足球运动员)会特别有益,因为β淀粉样蛋白斑块沉积的增加也与CTE有关。

可以任选地采用机器学习技术来确定和凭经验量化可能影响筛查量化的因素和变量(例如,年龄、性别、种族等)的影响,以便降低假阳性的风险。例如,多年来患者体重指数(BMI)的任何变化都可能影响相对摄取率。

使用同一台相机或探测器14执行每个筛查测试是有益的。如果不可能是这种情况,则可以使用另一台相机,但是最好在两台相机之间应用灵敏度转换因子,以确保测量的重现性和一致性。

设备10可以使用具有足够的停止能力的低成本辐射探测电子器件,在一个示例中,可以将锗酸铋(BGO)探测器用于该目的。除非希望将PET成像作为选项,否则不需要任何重合模式,因此,由于单体探测模式以及对象与探测器14的靠近定位,因此可以设想灵敏度提高。另外,与常规的PET系统或SPECT系统的情况一样,在没有执行任何成像的实施例中,没有诸如“每个图像体素的最小探测计数”之类的要求。由于脑部中的衰减在整个患者生命中几乎保持恒定,因此也不需要CT采集或其他针对衰减图的来源。而是,通过基于(一个或多个)当前计数度量与(一个或多个)来自过去对同一患者P执行的测试的过去计数度量的比较生成淀粉样蛋白度量来自动考虑患者P的头部H中的衰减影响。

如果在采集期间甚至探测到100000个单体计数,则结果得到的信号噪声(按泊松过程)将仅构成信号的0.5%以下。这意味着仅需要微居里剂量水平的淀粉样蛋白示踪剂注入,与常规的PET相比,剂量减少到1/1000以下,在放射负担方面,该扫描可与牙科X射线检查相当。

已经参考优选实施例描述了本公开内容。其他人在阅读和理解了前面的详细描述之后可以进行修改和变更。本发明旨在被解释为包括所有这样的修改和变更,只要它们落入权利要求或其等同物的范围内即可。

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