阅读说明：本技术 基于增压气体电离室的剂量校准器中的校准偏置减小 (Calibration offset reduction in a pressurized gas ionization chamber based dose calibrator ) 是由 M·巴塔查尔亚 于 2019-01-22 设计创作，主要内容包括：对于功能性成像中的剂量校准,使用相同长寿命同位素的不同精密源以进行校准,从而避免必须将一个源从一个位置运送到另一位置。找到参考实验室处的基于气体电离室的剂量校准器对长寿命同位素的精密源与具有要用于成像的同位素的源的灵敏度的比率。在临床场所处,使用本地的基于气体电离室的剂量校准器对具有长寿命同位素的另一源的灵敏度的度量和来自远程的基于气体电离室的剂量校准器的比率,以确定本地的基于气体电离室的剂量校准器对放射性药物的同位素的灵敏度。要用于对患者进行成像的放射性药物的偏置和对应剂量基于被校准的放射性药物的活性。(For dose calibration in functional imaging, different precision sources of the same long-lived isotope are used for calibration, avoiding having to transport one source from one location to another. The ratio of the sensitivity of a gas ionization chamber-based dose calibrator at a reference laboratory to a delicate source of long-lived isotopes to a source with isotopes to be used for imaging was found. At the clinical site, a measure of the sensitivity of the local gas ionization chamber-based dose calibrator to another source having a long-lived isotope and a ratio from the remote gas ionization chamber-based dose calibrator are used to determine the sensitivity of the local gas ionization chamber-based dose calibrator to the isotope of the radiopharmaceutical. The offset and corresponding dose of the radiopharmaceutical to be used to image the patient is based on the activity of the radiopharmaceutical being calibrated.)

基于增压气体电离室的剂量校准器中的校准偏置减小

相关申请

本专利文档要求2018年3月7日提交的序列号为62/639,649的美国临时专利申请在35U.S.C. §119(e)下的提交日的权益，该美国临时专利申请通过引用并入本文。

背景技术

本实施例涉及用于功能性成像的剂量校准。剂量校准被提供以用于定量或其他功能性成像。

正电子发射断层扫描（PET）和单光子发射计算机断层扫描（SPECT）是两种类型的功能性或核素成像。功能性成像使用放射性同位素或放射性示踪剂，以确定患者内的新陈代谢功能。检测来自放射性示踪剂的发射。从所检测到的发射重构活性浓度（即，来自不同位置的放射性示踪剂的浓度）。对于定量功能性成像，准确活性浓度和摄取值两者都是期望的。目标是提供没有系统（检测器和剂量校准器）可变性的全局基线，使得两个量中的任一个量中的患者随时间的任何所测量的改变由于新陈代谢原因而引起。所注入的活性是重要的量，不仅为了遵守处方剂量，而且用于在计算定量功能性成像中的摄取值时使用。

基于气体电离室的剂量校准器提供剂量的测量结果。被应用于患者的液体同位素（放射性示踪剂或放射性药物）的剂量值可能是不准确的。不准确性的一个源是来自特性X射线的贡献。图1示出了In¹¹¹的发射谱的表。该表包括伽马和X射线发射的能量、强度（具有在衰落和不确定性的给定实例中发生的%机会）和剂量。基于气体电离室的剂量校准器灵敏度是入射光子或伽马能量的高度非线性函数。来自许多SPECT放射性示踪剂的原伽马发射处于室灵敏度的最小值，而SPECT放射性示踪剂的特性X射线能量的室灵敏度是高的。由此，基于气体电离室的剂量校准器活性测量结果包括来自X射线的更大或可比较的量的能量。在被化验时所注入的活性具有针对除了发射成像光子外还发射X射线的同位素的大偏置。对于除了具有原发射外还具有高能量伽马发射的SPECT放射性示踪剂，更高能量伽马射线的多重康普顿散射也导致剂量不确定性。

为了限制剂量校准中的来自特性X射线的能量贡献，引入无源屏蔽物（例如，铜衣）以区别地相对于原发射衰减X射线。该衣减少但不消除X射线，衰减原发射，且具有未知的生产容限，从而导致变化的量值的不确定性。对于具有X射线的显著发射的同位素，示踪剂容器中的X射线和伽马射线的区别衰减也造成不确定性。对于除了具有原发射外还具有高能量伽马发射的同位素，由于多重康普顿散射而引起的高能量伽马射线的更高效率导致剂量不确定性。

在另一途经中，使用效率校准的HPGe检测器来校准以标准几何结构存在的同位素源。原发射和公知的分支比率被使用以校准基于气体电离室的剂量校准器中的相同源，从而允许确定偏置。然而，由于放射性，制造源以及在场所之间运送源在逻辑上是有挑战性的。

发明内容

作为介绍，下面描述的优选实施例包括用于功能性成像中的剂量校准的方法、系统和非瞬变计算机可读介质。使用相同长寿命同位素的不同精密源以进行校准，从而避免必须将一个源从一个位置运送到另一位置。找到参考实验室处的剂量校准器对长寿命同位素的精密源与具有要用于成像的同位素的源的灵敏度的比率。在临床场所（例如，放射性药房或功能性成像设施）处，使用本地的基于气体电离室的剂量校准器对具有长寿命同位素的另一源的灵敏度的度量和来自远程剂量校准器的比率，以确定本地剂量校准器对放射性药物的同位素的灵敏度。要用于对患者进行成像的放射性药物的偏置和对应剂量基于被校准的放射性药物的活性，以计及本地剂量校准器对放射性药物的同位素的灵敏度。

在第一方面中，提供了一种针对功能性成像系统的剂量校准的方法。利用第一位置处的第一剂量校准器测量第一同位素的第一源的第一活性，并且根据所述第一活性确定第一表盘设置。利用所述第一位置处的第一剂量校准器测量第二同位素的第二源的第二活性。所述第二同位素比所述第一同位素相对短寿命。根据所述第二活性确定第二表盘设置。利用第二位置处的第二剂量校准器测量所述第一同位素的第三源的第三活性。所述第二位置是与所述第一位置不同的临床或药物场所。根据所述第三活性确定第三表盘设置。根据所述第三表盘设置以及所述第一表盘设置与所述第二表盘设置的比率确定所述第二同位素的放射性药物的第四表盘设置。使用所述第四表盘设置来测量所述放射性药物的第四活性，并且使用所述第四活性以进行校准。

在第二方面中，提供了一种针对功能性医学成像系统的剂量校准的方法。利用临床或药物场所处的第一剂量校准器测量第一同位素的第一源的第一活性。根据所述第一活性和所述第一源的参考活性确定所述第一剂量校准器对所述第一同位素的第一灵敏度。根据所述第一灵敏度以及第二剂量校准器分别对所述第一同位素和所述第二同位素的第三和第四灵敏度的比率确定所述第一剂量校准器对第二同位素的第二灵敏度。利用所述第二灵敏度测量所述第二同位素的放射性药物的放射性药物活性。

在第三方面中，提供了一种针对功能性成像中的剂量校准的系统。提供了一种用于测量放射性示踪剂源的活性和放射性药物的活性的第一剂量校准器。处理器被配置成：通过所述第一剂量校准器，根据下述各项确定所述放射性药物的活性的偏置：（1）根据所述放射性示踪剂源的活性和所述放射性示踪剂源的参考活性而确定的剂量校准器的第一表盘设置；以及（2）所述放射性示踪剂源的同位素与所述放射性药物的同位素的第二和第三表盘设置的比率。

本发明由所附权利要求限定，并且本章节中没有内容应当被视为对那些权利要求的限制。下面结合优选实施例讨论本发明的进一步方面和优势，并且稍后可以独立地或组合地要求保护本发明的进一步方面和优势。

附图说明

部件和图不必然按比例绘制，而是重点在于图示本发明的原理。此外，在图中，遍及不同视图，相似的附图标记标示对应的部分。

图1是示出了In¹¹¹的发射谱的表；

图2是用于剂量校准的系统的一个实施例的框图；

图3是用于针对核素成像的剂量校准的方法的一个实施例的流程图；

图4是基于气体电离室的剂量校准器灵敏度相对于同位素能量的示例曲线图；以及

图5是根据一个实施例的用于经校正的剂量在定量或其他功能性成像中的使用的SPECT系统的框图。

具体实施方式

多个长寿命同位素参考源用于基于增压气体电离室的剂量校准器的同位素专用校准。精密长寿命同位素源和相对校准允许剂量校准。使用以固定几何结构存在的长寿命同位素连同固定几何结构的精确制作的低衰减容器中的短寿命同位素的精密参考源，以确定参考实验室处的参考剂量校准器的相对室灵敏度。使用相对室灵敏度和临床场所处的参考源室灵敏度测量结果，以导出短寿命同位素的本地室灵敏度。通过使用具有发射与由放射性药物发射的光子的能量接近的能量的光子的长寿命同位素的次精密校准源，来减小或消除本地剂量校准器的校准偏置。避免来自铜套管的不确定性以及将精密短寿命液体源传输到远程场所的物流。

图2示出了针对功能性成像（诸如，摄取值的SPECT量化成像）中的剂量校准的系统的一个实施例。基于另一基于气体电离室的剂量校准器对两个同位素的灵敏度的比率，来确定来自本地或临床的基于气体电离室的剂量校准器的剂量测量结果中的偏置。偏置可以用于校正由剂量校准器出于任何目的（诸如，为了校准PET或SPECT成像和/或计算摄取值以用于定量功能性成像）而提供的剂量。

图2的系统涉及确定偏置，并且图5的系统涉及偏置或偏置校正的剂量的使用。图2的系统实现了图3的方法的一部分（例如，动作30-38或30-39）。可以实现不同方法。

系统包括参考剂量校准器20、临床剂量校准器24、处理器12、存储器14和显示器16。可以提供附加的、不同的或更少的部件。例如，不提供存储器14和/或显示器16。作为另一示例，提供SPECT系统、PET系统、光谱检测器和/或用户接口（用户输入设备和显示器16）。

在一个实施例中，系统确定针对不同放射性同位素和/或几何结构的偏置。将作为同位素和/或几何机构的函数的偏置的表提供给一个或多个功能性成像系统。为了确定偏置，由制造商或其他参考实验室提供参考剂量校准器20的表盘设置或灵敏度校正的比率或者针对同位素和/或几何结构的不同组合的这种比率的表。对于每一个偏置，使用具有所参考的剂量的两个参考源22、23，以使用来自参考剂量校准器20的测量结果来确定比率。临床（例如，通过功能性成像系统或功能性成像系统的场所配发用于患者成像的剂量的放射性药房场所）具有带有已知的或所参考的剂量的参考源25。不是将源22、23运送到临床或放射性药房场所，而是将参考源25与来自参考场所的比率一起使用，以针对正在针对患者而制备的放射性药物确定临床剂量校准器24的灵敏度、偏置或表盘设置。功能性成像系统或临床场所通过将适当偏置（例如，针对灵敏度或表盘设置的调整）应用于临床剂量校准器24提供的剂量或活性值，来确定所提供的放射性药物的经校准的剂量。该经校正的剂量值可以提供更准确的活性浓度测量结果和/或具体摄取值（SUV）计算。

为了确定放射性药物26的给定同位素的偏置，使用参考放射性示踪剂源22、23和25。参考实验室处的一个参考源22和临床场所处的一个放射性示踪剂源25属于长寿命同位素。源22、25使用相同同位素。长寿命同位素具有六个月、一年、两年或者比六个月、一年或两年长的任何时段的半衰期。任何同位素可以被包括在长寿命放射性示踪剂源22、25中，诸如Co⁵⁷、Se⁷⁵或Sn¹¹³、Ge⁶⁸。

参考实验室处的一个参考源23具有在放射性药物26中使用的相同同位素。该同位素是相对短寿命同位素，因而具有比放射性示踪剂源22、25的长寿命同位素的半衰期短的半衰期。短寿命同位素具有比六个月短（诸如，一个月、一周、两天、一天或者比一个月、一周、两天或一天短）的半衰期。任何同位素可以被包括在短寿命参考源23和放射性药物26中，诸如In¹¹¹、I¹²³、I¹²⁵、Xe¹³³或Ce¹³⁹、Lu177、I123、I131、Tc99、F18、Ga68。

放射性药物26包括用于结合到或吸引到患者组织中的功能性（例如，新陈代谢）过程的药物。还包括短寿命同位素。可替换地，放射性药物26包括不具有已在临床剂量校准器24测量时添加的药物的同位素。

利用任何几何结构封装源22、23、25和/或26。例如，放射性示踪剂处于注射器中。作为另一示例，将液体同位素包装在任何形状的金属或塑料外壳中。外壳的大小、形状和/或材料定义了几何结构。低衰减材料（诸如，塑料）用于短寿命同位素。短寿命源23和/或26的容器的容积可以与用于放射性药物26的批量、单位剂量和/或患者处方的容积相同或类似。优选地，几何结构是针对功能性成像而提供的放射性示踪剂（诸如，塑料注射器中的液体放射性示踪剂）的常用几何结构之一。长寿命源22和/或25的材料、形状和容积与短寿命源23和/或26的材料、形状和容积相同或不同，和/或与彼此相同或不同。

参考和临床剂量校准器20、24包括用于测量的固定几何结构。塑料或其他材料形式或片段可以将源22、23、25和/或26定位在参考和临床剂量校准器20、24内的具体或固定位置处，从而提供用于测量的固定几何结构。

长寿命同位素源22、25具有已知或参考活性或剂量。参考实验室（例如，液体同位素的制造商）指示准确或参考活性。例如，使用光谱检测器，诸如，具有带有用于感测由与晶体的伽马射线交互生成的光的接触二极管的闪烁晶体的伽马射线的固态检测器。在一个实施例中，使用高纯度或其他锗（HPGe）检测器。对锗的圆柱体进行冷却，并且应用电压。将源22或25定位在一端处，并且利用Ge半导体中的阳极和阴极布置检测伽马发射。可以使用其他光谱检测器，诸如基于光电倍增管。短寿命同位素参考源23同样具有参考活性或剂量。参考实验室使用光谱检测器来指示准确或参考活性。

相同或不同光谱检测器测量放射性示踪剂源22、23和25的活性。测量由与光谱检测器的光子或伽马发射交互生成的电信号。该测量提供了剂量或活性。光谱检测器被校准，且能够测量不同能量处的发射。可以分离地测量每一个能量处的发射，诸如，在原发射能量处测量且不在X射线能量处测量。

参考和临床剂量校准器20、24是增压气体剂量校准器，诸如增压电离气体室剂量校准器。增压气体被容纳在两个同心圆柱体或其他形状之间的间隙中。在不同时间处将源22、23、25、26定位在参考或临床剂量校准器20、24的内部圆柱体中。来自放射性示踪剂源22、23、25或26的到达气体的发射可以与气体交互，从而创建离子-电子对。跨圆柱体或者在圆柱体之间应用电压，该圆柱体充当阳极和阴极。测量来自离子-电子对的能量，从而提供同位素源22、23、25和/或26的活性或剂量。

基于气体电离室的剂量校准器20、24测量同位素源22、23、25、26的活性。测量由所发射的伽马射线与增压气体的交互生成的电信号。该测量提供了剂量或活性。剂量校准器20、24被校准，且测量与气体交互的所有发射。剂量校准器20、24是与光谱检测器不同类型的活性测量系统。

参考剂量校准器20测量参考源22和23的长寿命和短寿命同位素的活性或剂量。临床剂量校准器24测量临床源25和26（例如，要用于对患者进行成像的精密长寿命同位素源25和放射性药物26）的长寿命和短寿命同位素的活性或剂量。

参考剂量校准器20在比临床剂量校准器24远的或与临床剂量校准器24不同的设施（例如，不同的建筑物、城市、州和/或国家）处执行测量。例如，参考剂量校准器20在具有光谱检测器的参考实验室处、在制造商处、或者在用于提供参考信息的设施处。临床剂量校准器24在临床位置处，该临床位置诸如是用于配发和/或制造放射性药物26以供患者使用的放射性药房、或者医院、或者在其处放射性药物26要被注射到患者中和/或用于成像的其他设施。

处理器12是一般的处理器、数字信号处理器、图形处理单元、专用集成电路、现场可编程门阵列、数字电路、模拟电路、其组合、或者用于校准或剂量确定的其他现在已知或后续开发的设备。处理器12是单个设备、多个设备或网络。对于多于一个设备，可以使用处理的并行或顺序划分。组成处理器12的不同设备可以执行不同功能。在一个实施例中，处理器12是剂量校准器24或功能性成像系统的控制处理器或其他处理器。在其他实施例中，处理器12是分离的工作站、服务器或计算机的一部分。处理器12是按照硬件设计进行操作的硬件设备、固件和/或执行本文描述的各种动作的软件存储指令。

处理器12被配置成确定由临床剂量校准器24测量的放射性药物26的活性的偏置。由于不确定性，来自临床剂量校准器24的度量包括不准确性。例如，图4示出了具有不同灵敏度水平的剂量校准器相对于能量的非线性灵敏度曲线。双箭头表示作为基线的灵敏度曲线的未知或不确定的移位。可以反映其他不确定性，诸如，具有不同的形状或灵敏度作为能量的函数的曲线。为了校准临床剂量校准器24，确定针对给定同位素或能量的偏置值。偏置值用于校正由临床剂量校准器24针对在患者成像中使用的放射性示踪剂源（即，放射性药物26）而测量的剂量。

偏置是活性的度量与实际活性之间的百分比差异、比率差异或者其他关系或校正。例如，临床剂量校准器24将放射性药物26的活性或剂量测量为1.5毫居里。偏置被计算为百分比差异（即，50%）、偏移（例如，0.5）或比率（例如，0.67或1.5）。可以使用这两个值之间的其他关系。偏置可以是扩缩或转换因子，诸如表盘设置。表盘设置是用于校正能量处的剂量校准器专用灵敏度的偏置。临床剂量校准器24可以应用表盘设置以输出更准确的活性或剂量。可替换地，另一设备（例如，功能性成像系统或工作站）将偏置或表盘设置应用于由临床剂量校准器24输出的所测量的活性。

偏置的值用于灵敏度校准。偏置对所提供的剂量进行加权，诸如通过将剂量值除以或乘以比率或百分比差异或者加上或减去偏移。在针对类型或SPECT系统的灵敏度校准中使用该偏置校正的剂量。由该本地剂量校准器测量的放射性药物的经校正的剂量可以由本地SPECT系统在具体摄取值或活性浓度的重构或计算中使用。由放射性示踪剂的制造商针对给定患者而提供的剂量被更改，或者已经包括偏置校正。

针对放射性示踪剂源或放射性药物26的特定放射性同位素和几何结构确定偏置。例如，在临床剂量校准器24内的给定大小、形状和位置的玻璃小瓶中针对In¹¹¹确定偏置。对于其他同位素和/或几何结构，确定分离的偏置。

要应用的偏置取决于临床剂量校准器24。不同临床剂量校准器24可以具有针对相同能量的不同偏置，并且给定临床剂量校准器24可以具有针对不同能量的不同偏置。为了去除该不确定性，使用一个剂量校准器对长寿命精密源22与短寿命精密源23的灵敏度或偏置（例如，表盘设置）的比率以及临床剂量校准器24针对长寿命精密源25的测量结果。精密源22、23和25具有已知或参考活性，从而提供偏置确定。为了找到临床剂量校准器24针对放射性药物26的同位素的偏置，使用来自另一剂量校准器（即，参考剂量校准器20）的比率和临床剂量校准器24针对精密长寿命源25的偏置。

找到针对放射性药物同位素的偏置，作为参考剂量校准器的短寿命偏置与长寿命偏置的比率乘以临床剂量校准器的长寿命同位素的偏置。处理器12被配置成：通过临床剂量校准器24，根据下述各项确定放射性药物26的活性的偏置：（1）根据放射性示踪剂源25的活性和该源25的参考活性而确定的临床剂量校准器24的表盘设置；以及（2）放射性示踪剂源25的同位素与放射性药物26的同位素的长寿命和短寿命同位素表盘设置的比率，但在不同参考源22、23中。比率基于来自参考实验室处的参考剂量校准器20的测量结果，并且偏置是使用已知或参考活性基于由高纯度锗或其他检测器作出的测量结果来找到的。基于长寿命同位素的能量的参考信息而确定的临床剂量校准器24的灵敏度以及基于长寿命和短寿命同位素的能量的参考信息的灵敏度的比率用于确定临床剂量校准器24对放射性药物26的短寿命同位素的灵敏度。

对于临床场所处的实现，不同比率或要使用的比率的表被存储在存储器14中。在临床场所处可用的精密源25针对的是给定的长寿命同位素。要用于给定患者的放射性药物26属于给定的短寿命同位素。这两个同位素的比率是从表中查找的或者是以其他方式访问的。可以针对不同几何结构提供不同表和/或比率，因此，查找还可以包括几何结构（例如，源的形状、源的大小和/或源在剂量校准器20、24中的位置）。

处理器12被配置成确定放射性药物26的偏置（例如，表盘设置或灵敏度校正）和/或经校正的剂量。经校正的剂量是针对偏置而校准或调整的所测量的活性。来自临床剂量校准器24的针对放射性药物26的偏置和/或所测量的剂量可以被存储在存储器14中。经校正的剂量值可以被存储在存储器14中。偏置、测量结果或剂量值中的任一个可以被显示在显示器16上。

显示器16是CRT、LCD、等离子体、投影、打印机或其他显示设备。显示器16被显示平面或缓冲器中存储的数据配置成显示图像。该图像可以是所测量的剂量、偏置和/或经校正的剂量的图像。

图3示出了针对功能性成像系统（例如，SPECT或PET系统）的剂量校准的方法的流程图的一个实施例。下面的示例是针对SPECT而提供的，但可以在PET或其他功能性成像模态中使用。通过针对本地精密源的参考测量结果和针对参考的基于气体电离室的剂量校准器的参考灵敏度比率、以去除或减小可变性的方式校准患者的放射性药物的剂量。对于活性浓度估计或摄取计算（例如，具体摄取值计算），比率和精密或所参考的源用于确定本地的基于气体电离室的剂量校准器对放射性药物的同位素的灵敏度。

图3的方法涉及偏置的确定、偏置针对灵敏度校准的使用和校准针对本地系统处的剂量校正的使用。对于使用，该方法是针对给定患者的给定扫描而应用的。通过将该方法应用于患者的不同扫描，可以将所得到的量进行比较，并且所得到的量有极小乃至没有由于剂量方面的差异而引起的方差。不同扫描使用相同或不同检测器和/或剂量。类似地，可以在患者之间比较SUV量，以建立范数或与范数的偏差。在没有剂量校准的情况下，活性浓度或摄取随时间的比较受制于与一个或多个患者的新陈代谢功能不相关的方差。

为了避免在参考实验室与临床场所之间运送源，在全部两个位置处使用相同同位素但不同样本的精密源。精密源具有用于确定精密源的同位素的能量处的偏置的参考活性。样本可以针对这些长寿命同位素而不同，但几何结构和/或同位素是相同的。在参考实验室处但不是在临床场所处提供放射性药物的同位素的参考源。在临床场所处但不是在参考实验室处提供放射性药物。样本可以针对这些短寿命同位素而不同，但几何结构和/或同位素是相同的。

可以执行附加的、不同的或更少的动作。例如，动作30-33针对的是在参考实验室处执行的动作。在可替换实施例中，在不针对给定放射性药物执行动作30-33的情况下在临床场所处提供表或比率。作为另一示例，不提供动作39和/或40。在其他示例中，提供与定位、配置和/或激活相关的动作。

按所示的次序（顶到底或者数值）或不同的次序执行动作。例如，同时或按任何次序（例如，在30/31之前执行32/33）执行动作30/31、32/33和34/35。

在动作30中，参考的基于气体电离室的剂量校准器或另一剂量校准器测量长寿命同位素的源的活性。增压气体电离室测量放射性同位素样本的活性。测量是具有给定几何结构的给定容器中的放射性同位素样本的测量。校准是几何结构和放射性同位素专用的。

针对由每单位时间的发射存放的总能量而测量活性。所测量的活性包括来自原发射的能量以及来自其他伽马和/或X射线发射的能量。

在参考实验室（诸如，具有光谱检测器的制造商或设施）处测量活性。距针对基于患者的成像而制备或使用放射性药物的位置或设施远或者与该位置或设施不同的其他位置或设施可以进行测量。

在动作32、34和36中使用不同源来执行类似测量。可以提供或可以不提供其他差异，诸如，几何结构、位置、正在使用的剂量校准器和/或同位素方面的差异。

长寿命同位素的源具有已知活性水平。锗检测器（诸如，高纯度锗检测器或其他光谱检测器）提供参考活性水平。例如，高纯度锗（HPGe）、效率校准的HPGe或其他光谱检测器测量长寿命放射性同位素样本的活性。活性是针对一个或多个原发射能量而测量的。例如，在159.5 keV处而不是在其他能量处测量I123的放射性同位素样本的活性。可以测量范围内的能量，诸如在与同位素的一个或多个原伽马发射能量有关的容限的情况下。不测量X射线能量。测量可以是针对一个能量窗口的活性，或者可以是能量组合中的活性。

测量是具有给定几何结构的给定容器中的放射性同位素样本的测量。校准是几何结构和放射性同位素专用的。针对在动作32和34中测量的参考源而提供类似参考测量。

在动作31中，处理器根据长寿命同位素样本的所测量的活性和长寿命同位素样本的参考或已知活性确定表盘设置。确定在动作30中针对长寿命同位素的能量水平执行了测量的基于气体电离室的剂量校准器的灵敏度。使用具有以固定几何结构存在的长寿命同位素的精密源，以确定在长寿命同位素的能量处该参考剂量校准器的DC表盘设置。

在一个实施例中，参考剂量校准器通过测量由每单位时间的发射存放的总能量并由室灵敏度和原发射分支对所测量的能量进行归一化以计算每秒衰落（Bq），来校准放射性同位素的活性。参考剂量校准器具有对放射性同位素的效率或灵敏度。效率计及室灵敏度和来自相对于同位素的其他发射的原伽马发射的能量的量。效率校正、灵敏度校正或表盘设置指示对测量结果的调整或偏置，以在检测X射线能量、次伽马能量和原伽马能量处的发射时计及灵敏度方面的差异。

表盘设置是表示长寿命源的所测量的活性与参考活性之间的差异（例如，相减或比率）的偏置。在可替换实施例中，偏置或表盘设置对于参考剂量校准器而言是已知的，因此，不执行动作30的测量。表盘设置或偏置是从表中查找的。

在动作31、33和35中使用不同源来执行类似确定。使用不同源的参考活性以确定相同或不同剂量校准器在对应能量处的对应表盘设置。

在动作32中，参考的基于气体电离室的剂量校准器或另一剂量校准器测量另一同位素的源的活性。该另一同位素与要用于放射性药物的同位素相同，因而是短寿命同位素。对于该同位素，半衰期与在动作30和34中测量的同位素的半衰期相比相对较短。

活性的测量在与动作30的测量的位置相比相同或不同的位置处。例如，测量在参考实验室处。位置不同于临床或药房场所。

测量关于的是以相同几何结构存在的同位素的源，以用于在动作36中测量放射性药物的活性。对于在动作30和34中测量长寿命同位素的源而言，几何结构可以是相同的。间隔物、形式或保持物（诸如，塑料片）将参考源保持在剂量校准器内的给定位置中。

具有短寿命同位素的源的参考活性是已知的。使用光谱检测器或其他检测器，以确定一个或多个期望能量带中的伽马发射的活性。

在动作33中，处理器（诸如，剂量校准器的处理器）根据动作32的所测量的活性确定表盘设置。基于短寿命同位素的所测量的活性和参考活性来确定参考剂量校准器对短寿命同位素的能量的灵敏度。使用利用固定几何结构和容积的低衰减材料制作的精密容器，以确定针对参考实验室处的短寿命同位素的参考剂量校准器表盘设置。

在动作34中，临床的基于气体电离室的剂量校准器或另一剂量校准器测量长寿命同位素的精密源的活性。长寿命同位素与在动作30中测量的参考源的同位素相同，但是，使用不同的样本。用于动作34的测量的剂量校准器中的源和/或源位置的几何结构与用于动作30中的精密源测量的几何结构相同。可以使用不同活性、容积、形状和/或材料。优选地，针对全部两个长寿命同位素源提供相同容积、形状和材料。

测量在临床场所处，该临床场所诸如是功能性成像系统位于其中的医院或者在其中针对患者处方而创建、配发或填充放射性药物的药物场所。临床场所可以是放射性药物的患者专用剂量的批量制备位置或配发处。临床场所是与在其中参考剂量校准器执行动作30和32的测量的位置不同的位置，但是，可以使用相同位置。

临床场所获得长寿命同位素的精密源和精密容器，并重复动作30的测量。在同位素的不同的样本上且由与参考剂量校准器不同的剂量校准器执行重复。

在动作34中测量的精密源在一个或多个感兴趣能量带处具有已知活性。相同或不同的参考实验室处的锗（例如，高纯度锗）或其他光谱检测器将关于源的参考活性提供给临床场所。

在动作35中，处理器（诸如，临床剂量校准器的处理器）根据动作34的所测量的活性和该源的参考活性确定表盘设置。基于精密源的所测量的活性和参考活性来确定临床剂量校准器对长寿命同位素的灵敏度。确定偏置或灵敏度校正。

确定是在临床场所（例如，功能性成像系统的药物场所或设施）处，但可以是在另一位置处。临床场所获得精密源和精密容器，并重复动作31的确定，但针对同位素的本地源且使用本地剂量校准器而重复确定。出于其他原因，精密源很可能已经存在于临床场所处，因此，建立每年或每两年运送放射性材料的物流。

在动作36中，临床剂量校准器测量放射性药物的活性。测量要用于患者成像的放射性药物的单位剂量、处方剂量或批量剂量。放射性药物中的同位素是与针对在动作32中测量的参考源的短寿命同位素相同的同位素。使用相同同位素的不同样本由不同剂量校准器测量。将样本保持在不同剂量校准器内的相同位置中。样本或源的形状、大小和材料是不同的或相同的。重复动作32的测量，但针对放射性药物且利用不同的剂量校准器（即，临床剂量校准器，而不是参考剂量校准器）而重复测量。

放射性药物的活性的测量结果受制于临床剂量校准器的灵敏度。因此，活性的测量结果可能是不准确的或与不确定性相关联。

由于光谱检测器在临床场所处不可用，因此处理器在动作37中确定临床剂量校准器针对短寿命同位素的表盘设置。表盘设置是根据参考剂量校准器的表盘设置和在动作35中确定的表盘设置的比率确定的。使用在动作35中确定的偏置和偏置的比率。

比率是不同的剂量校准器对不同样本中的相同长寿命和短寿命同位素的灵敏度的比率。在动作31和33中在参考实验室处确定的表盘设置形成该比率。动作30和32的读数的比率给出了如在参考实验室处测量的同位素对的可跟踪表盘设置比率。根据临床剂量校准器针对在动作35中确定的长寿命源的灵敏度和来自参考剂量校准器的同位素对（长寿命和短寿命同位素）的灵敏度的比率确定该临床剂量校准器对放射性药物的短寿命同位素的灵敏度。一个剂量校准器的灵敏度、偏置和/或表盘设置的比率等于另一剂量校准器的比率。由于源中的三个源的已知活性，确定针对那三个源的灵敏度。这些已知灵敏度可以用于求解临床剂量校准器对放射性药物的短寿命同位素的未知灵敏度。计算临床剂量校准器针对正在针对患者的SPECT成像而配发的放射性药物的表盘设置或灵敏度校正。

确定发生在临床场所处，诸如使用临床剂量校准器或者本地工作站或计算机的处理器。可替换地，另一位置处的处理器使用来自参考实验室和临床场所的所测量的表盘设置，以确定另一位置（诸如，距临床剂量校准器远的功能性成像系统的位置）处的表盘设置。

可以提供同位素对的比率的表。将来自动作30-33的针对一个或多个不同同位素对的结果存储在表中。可能已经针对不同对而使用相同或不同参考剂量校准器。对比率进行查找，以用于确定临床剂量校准器针对可用的长寿命和短寿命同位素对的表盘设置。访问或提供与如在动作34和36中测量的长寿命和短寿命同位素的相同组合相对应的比率。使用长寿命精密源表盘设置的本地值和来自参考实验室的比率，在临床场所本地或针对临床场所导出短寿命同位素的表盘设置。

在动作38中，处理器根据表盘设置和所测量的活性确定偏置。表盘设置可以是偏置，或者表盘设置用于查找或确定偏置。表盘设置和/或偏置是针对临床剂量校准器针对放射性药物的短寿命同位素的能量的灵敏度的校正。偏置是针对放射性药物的放射性同位素样本而计算的。利用表盘设置校准临床剂量校准器，诸如确定要应用于放射性药物的所测量的活性的偏置。

偏置专用于样本中的几何结构和/或同位素。可以针对不同几何结构和同位素组合而重复偏置的校准和确定。偏置指示来自临床剂量校准器的剂量中的不准确性的量，因而用于校正。

放射性药物可以被配发和/或加标签有所测量的剂量。可替换地，校正剂量或活性，并且经校正的剂量用于配发和/或加标签。

在动作39中，处理器使用偏置来校正放射性药物的剂量值。确定偏置，并且然后存储偏置和/或将偏置用于灵敏度校准。偏置是要被应用于由临床剂量校准器针对给定几何结构而测量的短寿命同位素的任何剂量的校正因子。校正所测量的活性，从而去除或减小由于本地剂量校准器变化而引起的不一致性。校正是乘法、除法、加法或减法。可以使用其他函数。在可替换实施例中，使用本地校正因子以查找被应用于剂量值的权重或其他调整。在直接或间接的意义上，校正在患者中使用的放射性示踪剂的所注射的剂量值。校正指示剂量校准器测量结果中的误差的量，因而对本地剂量值进行加权。在可替换实施例中，将基于灵敏度方面的差异的校正应用于先前确定的本地灵敏度。

该途径可能对发射污染的类型（例如，低或高能量背景）不敏感。可以在校准任何同位素时应用校正，而不论发射谱的复杂度如何。

在SPECT、PET或其他功能性成像中使用基于偏置的经校正的剂量。功能性成像系统（例如，SPECT系统）估计活性浓度。作为重构的一部分而确定已接收到液体放射性示踪剂（放射性药物）的患者中的活性浓度。在将放射性药物摄入或注射到患者中之后，相对于检测器定位患者和/或相对于患者定位检测器。随时间检测来自患者内的放射性药物的发射。

为了确定患者内的发生了发射的位置，将所检测到的发射重构到对象空间中。对容积或图像数据中的发射的分布进行重构。SPECT成像系统针对不同位置而估计所注射的放射性药物或示踪剂的活性浓度。

对于重构，使用系统矩阵或模型来重构活性浓度。重构是迭代的，且包含作为定量重构的先决条件的成像形成物理学的模型。图像形成模型包括所检测到的数据（例如，计数）、系统矩阵或模型、同位素性质（例如，经校正的剂量值）和生物学。系统矩阵或模型表示系统的机械性质，但可以包括其他信息（例如，如SUV所表示的患者重量和注射时间）。

重构包括用于对给定SPECT系统或SPECT类进行仿真的投影操作器。可以使用任何现在已知或后续开发的重构方法，诸如基于最大似然期望最大化（ML-EM）、有序子集期望最大化（OSEM）、惩罚加权最小二乘（PWLS）、最大后验（MAP）、多模态重构、NNLS或另一途径。

成像物理学包括SPECT系统的方面，诸如SPECT系统的校准。系统矩阵或模型包括检测器灵敏度，诸如，对在患者中使用的液体放射性示踪剂的能量的系统专用灵敏度。经校正的剂量被包括，作为系统矩阵或模型的一部分或者作为在重构中使用的分离同位素数据。可替换地或附加地，使用计及本地剂量校准器方差的经校正的灵敏度。

在定量SPECT中，目标是：在动作40中，将活性浓度估计为被注射到患者中且分布在患者内的示踪剂（即，同位素）的以kBq/ml表示的摄取。基于偏置、利用剂量对患者进行成像。在根据活性浓度计算摄取时使用经校正的剂量值。校正所注射的剂量可能导致没有本地剂量校准器专用变化或具有减小的本地剂量校准器专用变化的更准确摄取值。

具体摄取值（SUV）由功能性成像系统的处理器计算。活性浓度表示每一个位置处的摄取量。该摄取量是所发射的放射的度量，因而不是针对被提供给患者的放射剂量而归一化的。由此，将来自不同时间的摄取进行比较可能不是有用的，除非提供相同剂量。通过计算SUV，提供针对剂量而归一化的摄取，从而允许不同度量的比较。

计算针对每一个位置或针对位置中的一些的SUV。SUV是针对该位置和经校正的剂量的活性浓度的函数。将活性浓度除以经校正的所注射的剂量值。可以使用其他函数。例如，SUV可以是患者的体重或其他物理特性的函数。针对剂量和体重两者而对在活性浓度中表示的摄取量值进行归一化。

由于针对剂量校准器灵敏度的校准，可以随时间或者根据不同检查更准确地比较SUV。可以使用不同放射性示踪剂剂量和/或不同检测器。在不同检查使用针对偏置的校正的情况下，所得到的SUV方面的差异更可能表示诊断或新陈代谢差异，而不是由于检测器或剂量中的方差而引起的差异。功能性成像（诸如，SPECT）中的定量提供了准确的活性浓度和准确的SUV两者。

图5示出了用于使用经校正的剂量值进行功能性成像的系统。系统包括SPECT扫描仪50、处理器51、存储器53和显示器55。处理器51、存储器53和/或显示器55是SPECT扫描仪50的一部分，或者是分离的（例如，计算机或工作站）。处理器51、存储器53和/或显示器55可以分别是图2的处理器12、存储器14和/或显示器16，或者是分离的设备。可以提供附加的、不同的或更少的部件。例如，系统是不具有SPECT扫描仪50的计算机。作为另一示例，提供用户输入、患者床或其他SPECT相关设备。系统的其他部分可以包括电源、通信系统和用户接口系统。在又一示例中，提供PET扫描仪或其他功能性成像系统，而不是SPECT扫描仪50。

SPECT扫描仪50是SPECT系统。作为SPECT系统，提供检测器58。可以提供其他部件，诸如准直仪。可以使用任何现在已知或后续开发的SPECT扫描仪50。检测器58是与台架连接的伽马相机。伽马相机是平面光子检测器，诸如具有带有光学检测器的晶体或闪烁体。台架绕患者旋转伽马相机。在患者的扫描期间，在相对于患者的不同位置或角度处利用相机检测发射事件。发射事件来自患者中的放射性示踪剂57。

SPECT扫描仪50使用检测器58来检测来自放射性示踪剂57的发射。放射性示踪剂57是放射性药物26，因而与短寿命源23共享放射性同位素和几何结构，但可以是与不同或相同实验室不同的样本。为了对患者中的摄取进行成像，检测器58检测来自患者的发射。发射发生自有限源（即，患者）中的任何位置。患者中的放射性示踪剂57迁移到下述内容、与下述内容连接或以其他方式集中于下述内容：与具体生物化学反应相关联的具体类型的组织或位置。由此，更大数目的发射发生自该类型的组织或反应的位置。例如，放射性示踪剂57被设计成与葡萄糖摄取、脂肪酸合成或其他新陈代谢过程的位置相联系。

SPECT扫描仪50被配置成通过将系统矩阵或模型应用于所检测到的数据来重构所成像的容积。处理器51用于执行重构，或者SPECT扫描仪50具有执行重构的另一处理器。可以使用任何重构以估计患者中的活性浓度。SPECT扫描仪50从存储器53或缓冲器访问所检测到的发射事件以进行重构。系统矩阵或模型包括针对被提供给患者的液体放射性示踪剂的系统灵敏度。该灵敏度用于重构。使用基于偏置校正的剂量的本地校准灵敏度与工厂校准灵敏度之间的差异，以校正剂量校准测量结果。重构还使用被应用于患者的放射性示踪剂的剂量值的基于灵敏度的校正。使用经校正的剂量。

处理器51由软件、固件和/或硬件来配置。处理器51按照所存储的指令进行操作以执行本文描述的各种动作，诸如动作39的校正和动作40的SUV计算。处理器51接收、查找或访问针对与要在患者中使用的放射性示踪剂57的同位素和几何结构相对应的给定同位素和几何结构的偏置或经校准的灵敏度。处理器51使用偏置以校正来自剂量校准器的剂量。对于患者扫描，处理器51使用偏置校正以确定针对剂量的本地校正。处理器51可以使用基于经校准的灵敏度与所测量的灵敏度之间的差异的校正来校正放射性示踪剂57的剂量值。处理器51被配置成校正被提供给患者的液体放射性示踪剂的输入剂量。例如，将灵敏度的比率与剂量相乘。基于该经校正的剂量，处理器51被配置成重构活性浓度和/或计算SUV。通过利用经校正的剂量对活性浓度进行归一化来计算一个或多个位置处的SUV。所得到的SUV具有由于系统和/或剂量而引起的更小的可变性，因而更可能表示患者的新陈代谢功能中的改变。

偏置、剂量值、扫描数据、灵敏度、经校正的剂量、所测量的活性、效率和/或其他信息被存储在存储器53和/或14中。以任何格式存储数据。存储器53、14是缓冲器、高速缓存、RAM、可移除介质、硬盘驱动器、磁的、光学的、数据库、或者其他现在已知或后续开发的存储器。存储器53、14中的每一个是单个设备或者两个或更多个设备的组。在一个实施例中，存储器53基于作为同位素和几何结构的函数的灵敏度方面的差异来存储比率、偏置、表盘设置、灵敏度和/或校正的表。该表被传递到功能性成像系统的存储器53，以用于在校正来自SPECT扫描仪50本地的剂量校准器的剂量时使用。

附加地或可替换地，存储器53、14是具有处理指令的非瞬变计算机可读储存介质。存储器53、14分别存储表示所编程的处理器11、52可执行的指令的数据。在非瞬变计算机可读储存介质或存储器（诸如，高速缓存、缓冲器、RAM、可移除介质、硬盘驱动器或其他计算机可读储存介质）上提供用于实现本文讨论的过程、方法和/或技术的指令。计算机可读储存介质包括各种类型的易失性和非易失性储存介质。响应于计算机可读储存介质中或上存储的一个或多个指令集而执行附图中图示或本文描述的功能、动作或任务。功能、动作或任务与指令集、储存介质、处理器或处理策略的特定类型无关，且可以由单独或组合操作的软件、硬件、集成电路、固件、微代码等等执行。同样地，处理策略可以包括多处理、多任务、并行处理等等。在一个实施例中，指令被存储在可移除介质设备上以供本地或远程系统读取。在其他实施例中，指令被存储在远程位置中以用于通过计算机网络或在电话线上传递。在又其他实施例中，指令被存储在给定计算机、CPU、GPU或系统内。

显示器55、16是CRT、LCD、等离子体屏幕、投影仪、打印机或者用于示出图像的其他输出设备。显示器16显示偏置、剂量、灵敏度、所测量的活性和/或经校正的剂量。显示器55显示经重构的功能性容积的图像，诸如，示出作为位置的函数的活性浓度。在图像中表示患者的组织的摄取功能。可以使用多平面重构、3D渲染或横截面成像，以根据经重构的容积的体素生成图像。经校正的剂量可以被显示为关于图像的注释。可替换地或附加地，可以显示由处理器51导出的任何量，诸如经校正的剂量、剂量和偏置、灵敏度、SUV和/或SUV中的改变。可以确定其他量，诸如区域的平均SUV或活性浓度、最大SUV、预定单位容积中的峰值SUV、活性浓度中的方差或总SUV。

尽管上面已经通过参考各种实施例描述了本发明，但应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以作出许多改变和修改。因此意图在于，以上详细描述应当被视为说明性的而非限制性的，并且应当理解，意在限定本发明的精神和范围的是包括所有等同物的所附权利要求。