JP2001506763A - 放射線源を定位するための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 この装置は、ピンホールを有する室（４）を備え、当該室の壁は放射線を吸収する遮蔽部（６）として機能する。室は、放射線により源の画像を形成すると共に源が存在する領域からの可視光により当該領域の画像を形成する手段を収容する。ピンホール（３２）が設けられた遮蔽部（３６）は、移動自在であり、光学系（３４）に固定されている。当該光学系は、領域の画像を形成する際にはピンホールに取って代わることにより、また、源の画像を形成する際にはその逆となることにより、必要な被写界深度に亘り可視光でシャープな画像を提供することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 放射線源を定位するための装置 技術分野 本発明は、放射線源を定位するための装置に関する。 本発明は、特に、例えば高放射能セル等の部屋に含まれ得る、或いは部屋内に 偶然に存在し得る放射線源の定位に適用可能である。 従来技術 放射線源を定位するための装置は、以前に、参照すべき以下の文献に記載され ている。 （１）仏国特許出願第８５０００８８号公報、１９８５年１月４日（欧州特許 出願第１８８９７３号公報、米国特許出願第４，７９７，７０１号公報も参照） 上述した出願に記載された装置は、放射線源が存在しそうな領域に放射線に感 光するフィルムおよび可視光に感光するフィルムを配置したピンホール室と、可 視光で撮影する際には開くが源からの放射線に対しては透過性を有するシャッタ とを用いて、放射線源を定位している。 これらのフィルムを現像し重ね合わせた後、それらの環境で放射線源を定位す ることができる（但し、実時間ではない）。 文献（１）に記載された装置の改良物は、参照すべき以下の文献により公知で ある。 （２）仏国特許出願第８９１３２８１号公報、１９８９年１０月１１日（欧州 特許出願第０４２５３３３号公報、および米国特許出願第５，２０４，５３３号 公報も参照） 図１には、この文献（２）に記載された装置の特定の実施形態が模式的に示さ れている。 この装置は、放射線源２の位置、特にγ線源（例えばＸ線又はβ線）の位置を 実時間で決定するように構成されている。 当該装置は、本体６内に形成されて本体によりγ線から遮蔽されるピンホール 室４を備えている。従って、遮蔽部は、源２からの放射線並びに被写界の外に在 る他の源からの寄生放射線を吸収する。 本体６は、「デナル」(Denal)の商品名で知られたタングステン系合金等の適 当な材料から形成することができる。 手段８は、本体６かつ従って装置の回転可能な支持体を表している。 本体６は、室４に面するコリメータ１０を備えている。 コリメータ１０の壁は、ピンホール１２を形成すべく穿孔された共通の頂点を 通って互いに反対側に同じ頂角を有する２つの同軸円錐体から成る。 このコリメータ１０は、定位すべきγ線源の放射能が不充分である場合に対処 するために、ピンホール１２の周囲に、被検領域から生じる可視光に対しては不 透過性を有するがγ線に対しては透過性を有する部分１４を備えてもよい（二重 絞り付きピンホール）。 更に、コリメータ１０は、定位すべきγ線源２の推定放射能に適した頂角を有 する単一又は二重絞りコリメータを選定し得るように、交換可能としてもよい。 更に、コリメータ１０を交換することにより、装置がカバーする対象被写界を 、当該コリメータに対して選定されたテーパ角および焦点距離に応じて、拡大さ せたり縮小させたりすることができる。装置は、また、源２が存在する領域から の可視光が室４内に貫入するのを防止する一方でγ線は透過させるように構成さ れた機械的シャッタ１６を備えている。 このシャッタ１６は、室４の軸線１８（装置の光軸を形成する２つの円錐体の 軸線）に垂直で且つピンホール１２の室４側近傍に配設される、カメラ型アイリ ス即ち例えば引っ込み式の金属版である。 シャッタ１６を形成する板の動作は、それ自体遠隔制御箱２２により制御され る電気機械的手段２０により遠隔制御される。 この遠隔制御箱は、必要に応じて、装置から遠く離れた位置に配設してもよい 。 装置は、また、室４内でピンホール１２に対向してコリメータ１０の円錐面の 底部と同じ高さで本体６内側の円形肩部と接触する、発光スクリーン２４を備え ている。 スクリーン２４の後方には、カメラ２６が設けられている。当該カメラは、カ メラにより出力された電気信号を取得、処理および表示するための実時間手段２ ８と、格納手段３０とに接続されている。 シャッタ１６が閉じると、特定時間（数秒、例えば１０秒）経過時にγ線源の 画像が得られる。 この画像は、手段２８の第１のメモリ領域に格納される。 次に、シャッタ１６の開口部を制御することにより、源２を含む被観察領域の （可視光での）画像が略瞬時に得られる。 この第２の画像もまた、第１のメモリ領域とは異なる手段２８内の第２のメモ リ領域に格納される。 各源を明瞭に識別し、それらの「γ線ルミノシティ」を被観察領域に存在する がγ線を放射しない物体の（可視光での）ルミノシティから区別するための画像 の処理、特に源２の放射能による「スポット」の着色の後、手段２８のスクリー ン上に第１および第２の画像が重ねて表示されるので、γ線源を識別することが できる。 なお、発光スクリーン２４は、可視範囲では透過性を有し、ピンホール１２を 通ってスクリーンに達する源２からのγ線を、（シャッタ１６が開いているとき ）ピンホール１２を通して観察する場面の画像を電気信号として出力するように 構成されたカメラ２６を通る可視放射線に変換することができる。 カメラ２６への入射窓は、スクリーン２４と接触して配設されているので、ス クリーンはピンホール１２とカメラ２６との間に位置する。 スクリーンの材料は、定位すべき源の放射能に応じて選定される。 放射能が極めて低い場合は、ＮａＩスクリーンを使用することができ、放射能 があまり強くない場合は、ゲルマニウム酸ビスマス（ＢＧＯ）スクリーンを使用 することができる。また、放射能が強い場合は、例えばＸ線或いはβ線を検出す るに十分な、閃光プラスチックスクリーンを用いることができる。 １つの非限定的な選択として、ＬＨＥＳＡ社から市販されている１０^-7ルクス の感度を有する型のカメラ２６を使用することもできる。当該カメラ２６は、平 坦な入力面がスクリーン２４と接して光ファイバ２６ａを有する画像縮小器を備 え、当該縮小器の後には画像増幅器２６ｂが設けられ、当該増幅器２６ｂの後に は図１で符号２６ｃを付された電荷移送マトリクス（ＣＣＤ）が設けられている 。 光ファイバ画像縮小器２６ｄを介して、マトリクス２６ｃを増幅器２６ｂに連 結している。 文献（２）に記載された装置の改良物もまた、参照すべき以下の文献から公知 である。 （３）仏国特許出願第９４０３２７９号公報、１９９４年３月２１日（欧州特 許出願第０６７４１８８号公報および米国特許出願第５，５５７，１０７号公報 も参照） 文献（３）を通じて公知のこの装置は、共通の回転軸線廻りに回転自在な２つ の半部コリメータから成るコリメータを、ピンホール室の前方に備えている。 この特定のコリメータは、以下の３つの機能を実現する。 − コリメータとの容易な互換性。 − 可視観察範囲からγ線観察範囲（シャッタ）への変更可能性。 − コリメータの焦点距離の変化。 図１に示した装置において、可視光での画像の品質は、主として、この画像の 形成に使用される絞りの大きさに依存する。 この大きさは、幾何的不鮮明さを防ぐ上で大きすぎてもいけないし、回折によ る不鮮明さを防止する上では小さすぎてもいけない。 既に見てきたように、二重絞り、即ちこの可視画像の形成に適合させた小さい 絞りと放射線源（例えばγ線）の画像の形成に適合させた大きい絞りとから成る ピンホールを用いることにより、可視光での画像品質を最適化する試みがなされ ている。 しかしながら、絞りの開口部を最適化した後でも、図１に示した型の装置によ り得られる可視光での画像品質は、十分なものではない。 同じことが文献（１）に記載した装置にも当てはまる。 発明の開示 本発明の目的は、可視光における源の環境画像上でこれらの源を識別可能であ り且つ図１に示した型の或いは文献（１）に記載された型の装置の場合より優れ た品質を有する、放射線源を定位するための装置を提案することにより上述した 欠点を克服することである。 より正確には、本発明の目的は、領域に存在し得る放射線源を定位するための 装置であって、前記放射線を吸収する遮蔽部として機能する壁を有するピンホー ル室と、源からの放射線に対する透過性を有してピンホール室を閉鎖する手段と 、第１に源からの放射線により源の画像を得るために第２にシャッタが開放され ているときに前記領域からの可視光により当該領域の画像を得るためにこのピン ホールに対向するピンホール室内で画像を形成する手段とを備えた装置において 、ピンホールを設けた遮蔽部の一部が必要な被写界深度に亘り可視光でシャープ な画像を生成する光学系に固定されると共に移動自在であり、この光学系が前記 領域の画像を生成する際にはそれ自体がピンホールに取って代わり源の画像を形 成する際にはその逆にすることができることを特徴とする装置である。 光学系の倍率は、源の画像を形成するピンホールの倍率と正確に同一であるべ きである。 本発明に係る装置の好適な一実施形態によれば、遮蔽部の可動部分と光学系は 、室の中心線に平行な軸線を中心に回転移動自在である。 好ましくは、遮蔽部の可動部分の形状は、源の画像を形成可能な位置にピンホ ールが在るときのピンホール室の壁を正確に再構成するのに適している。 更に、装置は、室の壁に固定されると共に当該室の外側に固定されたモータ減 速歯車組立体にして、遮蔽部の可動部分と光学系とから成る組立体を室の軸線に 平行な軸線の廻りに回転させるように構成されたモータ減速歯車組立体を備えて もよい。 好ましくは、光学系は、 − 画像形成手段上で結像するように選定された２枚のレンズと、 − 必要な被写界深度を得るように選定された開口部を有して前記２枚のレン ズの間に配設された絞りと、 を備える。 光学系の開口部を調節するこの開口部又は瞳孔の直径は、第１にはこの光学系 の開口部を最大化するように、第２には必要な被写界深度（例えば１ｍ〜１０ｍ ）の範囲内で完全な結像を得るように、最適化されるべきである。 閉鎖手段は、源からの放射線に透過性を有して画像形成手段と遮蔽部の可動部 分との間に配設される可動シャッタを含んでもよい。 しかしながら、製造が容易な好適な一実施形態において、これらの閉鎖手段は 、可視光に対して不透過性で且つ源からの放射線に対して透過性であってピンホ ールを恒久的に閉鎖する要素を含む。 源からの放射線に対して透過性を有するピンホール室閉鎖手段は、好ましくは 、源の減衰を最小限にするように選定された材料から構成される。 例えば、γ線用として、薄いアルミニウムおよびベリリウムを使用することが できる。 本発明に係る装置の第１の特定の実施形態によれば、画像形成手段は、可視範 囲で透過性を有して源からの放射線を可視光線に変換可能な発光スクリーンを含 み、シャッタ手段は、更に、前記領域からの可視光がスクリーンに到達するのを 防ぐことができ、前記装置は、更に、スクリーンから受け取る光線を介して電気 信号として源の画像を、またシャッタ手段が開放されているときにスクリーンを 通ってこの領域から受け取る可視光を介して当該領域の画像を、供給可能でスク リーンに光学的に連結されたカメラを備えている。 第２の特定の実施形態によれば、画像形成手段は、２枚のフィルムを有する装 置を備え、これらの２枚のフィルムの一方が源からの放射線に対して感光性を有 すると共に、他方が領域内の可視光に対して感光性を有する。 図面の簡単な説明 本発明は、添付図面を参照して、単なる情報として非限定的に与えられる以下 の例示的実施形態の説明を読むことにより、一層理解されよう。 図１は、既に説明した、放射線源を定位するための公知の装置の模式的横断面 図である。 図２は、源の画像を得るために必要な位置にドラムを配設した、本発明に係る 装置の特定の実施形態の模式的部分横断面図である。 図３は、図２の装置の一部を形成する光学系の模式的横断面図である。 図４は、源が存在する領域の画像を（可視光で）生成する位置にドラムを配設 した、図２の装置の模式的部分横断面図である。 発明を実施するための最良の形態 図２の本発明に係る装置は、図１の場合にピンホールが設けられている装置の 前部を除き、図１の装置と同一である。 図２では、対応する前部のみが示されている。 図２に図示の場合では、この場合符号３２で示したピンホールは、存在すべき 放射線源を撮影するために確保されている。 好ましくは、このピンホール３２は、可視光は通さないがγ線は通す軽量材料 から成る薄いステッカ３３により、常時閉鎖されている。 ピンホール３２は、また、図１に示したシャッタ１６のような可動シャッタに より、（可視光から）遮断されている。 この場合、当該シャッタは、発光スクリーン（図２には図示せず）と図２に示 した装置の前部との間に配設されている。 更に、図２の装置は、源が存在する領域を（可視光）で撮影するように構成さ れた光学系３４を備えている。 ピンホール３２は、ピンホール室４の壁を形成する遮蔽部３６内に設けられて おり、当該部分３６は、可視光での領域の撮像が必要な場合に光学系３４と交換 できるように、自由に移動可能である。図２は、γ線での撮像用の完全なピンホ ールを形成するために、可動部分３６から成る機構部を使用し得ることを示して いる。 この種の可動部分は、可能な限り高精度で機械加工する必要があるが、これは 、コンピュータ制御機械加工を改良することにより実現できる。 可動遮蔽部が使用されて当該部分の形状が装置本体６と精確に整合するという ことは、遮蔽部を通過する寄生放射線による背景雑音ができるだけ均一になるよ うにカメラの周囲の遮蔽部が可能な限り均質であり得る、ことを意味する。 図２は、この可動遮蔽部３６と光学系３２とから成る組立体が一種のドラム３ ８を形成する、ことを示している。 このドラム３８は、室４の光軸１８と平行な軸線４０を中心に自由に回転可能 であり、当該軸線４０の両側にはピンホール３２と光学系３４とが配設されてい る。 光学系３４は、アーム４４を介して遮蔽部３６に固定された支持体４２内に取 り付けられている。図２に図示の場合、ドラム３８はγ線源の撮像位置に配設さ れる一方、ピンホール３２は室４の中心線１８上に配設されている。 このピンホールは、ステッカ３３により常時閉鎖されているか、或いは、上述 した可動シャッタにより（この種のシャッタを設けた場合には）その閉鎖位置で 閉鎖される。 一方、図４に図示の場合では、ドラム３８は可視光領域における撮影可能位置 に配設されており、光学系の中心線４６は室４の軸線１８と一致している。 この場合、（上述した変形例では）可動シャッタは、（おそらくはユーザによ り選定されたポーズ時間の間だけ）開放位置に在る。 図２の装置は、モータ５０と減速歯車５２とから成る組立体４８を備えており 、当該組立体は支持板５４を介して装置本体６の前面に固定されている。 このモータ減速歯車組立体４８は、（幾何的）中心線４０上に心合わせされた 機械的回転軸５６を介して、ドラム３８を回転させることができる。 好ましくは、ドラム３８の駆動機構の各部分は、可能であれば例えばアルミニ ウム等の軽量材料から製造される。 図３に、光学系３４の好適な一実施形態を模式的に示す。 図３の光学系３４は、２枚のレンズ５８および６０を備え、共通の光軸が光学 系３４の軸線４６を形成している。 これらの２枚のレンズは、二重レンズを形成しており、絞り６２を介して瞳孔 ６６から離間している。 図示例では、これらのレンズは平凸レンズであり、それぞれの凸面は互いに対 向している。 これらの２枚のレンズおよび関係した絞りは、図２の支持体４２内に挿入され る支持体６４の中に取り付けられる。 なお、光学系３４はその像焦点がカメラ２６の入射面上に位置するように位置 決めされており、当該入射面はスクリーン２４および減速歯車２６ａに共通な平 面である、ことに留意されたい。 この構成により、可視光における像とγ線像とで倍率が同じであり、２つの像 を重ね合わせることができる。 ２枚のレンズは、可視光でのシャープな画像を得るために、カメラ２６上で、 より正確には当該カメラの（上で定義した）入射面上で結像可能なように構成さ れる。 更に、絞り６２内に含まれる瞳孔６６の直径は、最大光量を捕捉して回折効果 を減少させる大径値とより大きな被写界深度を提供する小径値との間の兼ね合い により、最適化される。 図示例では、光学系即ち対物レンズは、１ｍ〜無限遠の範囲で変動する被写界 深度に対して最適化される。 これにより、図１の公知の装置で得られるものと比較して、可視光における画 像品質が改良される。 この可視光における画像品質の改良度は、ビデオパターンを用いて数量化する ことができる。 本発明は、スクリーン２４とカメラ２６とを備えて図１に示した光学系での使 用に限定されない。例えば本発明のもう１つの実施形態では、可動遮蔽部と光学 系が、文献（１）に記載された型の２枚の感光フィルムと共に装置内で使用され ている。 この場合、図１に極めて模式的に示したように、スクリーン２４とカメラ２６ 、およびハウジング２２と手段２８，３０は除去され、適当なカセット６８内の スクリーン２４に代えて２枚のフィルム７０，７２が設けられる。 フィルム７０のみが可視光に感光し、他方のフィルム７２のみがγ線に感光する 。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ギャル・オリヴィエ フランス国 エフ―75015 パリ，リュ ドウ リンゲニエル エール ケレ，25 (72)発明者 ゴシェ・ジャン・クロード フランス国 エフ―91530 ル・バル・サ ン・ジェルマン，シェマン ドウ ラ ヴ ューヴィル，10

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．領域に存在し得る放射線源（２）を定位するための装置であって、 前記放射線を吸収する遮蔽部（６）として機能する壁を有するピンホール室（ ４）と、 源からの放射線に対する透過性を有してピンホール室を閉鎖する手段（１６， ３３）と、 第１に源からの放射線により源の画像を得るために、第２にシャッタが開放さ れているときに前記領域からの可視光により当該領域の画像を得るために、この ピンホール（３２）に対向するピンホール室内で画像を形成する手段（２４−２ ６、７０−７２）と、 を備えた装置において、 ピンホール（３２）を設けた遮蔽部の一部（３６）が、必要な被写界深度に亘 り可視光でシャープな画像を生成する光学系（３４）に固定されると共に、移動 自在であり、 この光学系が、前記領域の画像を生成する際にはそれ自体がピンホール（３２ ）に取って代わり、源の画像を形成する際にはその逆にすることができる、 ことを特徴とする装置。 ２．前記遮蔽部の可動部分（３６）と光学系（３４）とが、室（４）の軸線（１ ８）に平行な軸線（４０）を中心に回転自在である、 ことを特徴とする、請求の範囲第１項記載の装置。 ３．遮蔽部の可動部分（３６）の形状が、源の画像を形成可能な位置にピンホー ルが在るときのピンホール室の壁の形状と正確に同じである、 ことを特徴とする、請求の範囲第２項記載の装置。 ４．更に、 室（４）の壁に固定されると共に当該室の外側に固定されたモータ減速歯車組 立体にして、遮蔽部の可動部分（３６）と光学系（３４）とから成る組立体を室 （４）の中心線（１８）に平行な中心線（４０）の廻りに回転させるように構成 されたモータ減速歯車組立体、 を備えた、 ことを特徴とする、請求の範囲第２項および第３項のいずれか一項に記載の装 置。 ５．光学系（３４）が、 − 画像形成手段上で結像するように選定された２枚のレンズ（５８，６０） と、 − 必要な被写界深度を得るように決定された開口部（６６）を有して前記２ 枚のレンズ（５８，６０）の間に配設された絞り（６２）と、 を含む、 ことを特徴とする、請求の範囲第１項〜第４項のいずれか一項に記載の装置。 ６．閉鎖手段が、源からの放射線に透過性を有して画像形成手段と遮蔽部の可動 部分（３６）との間に配設された可動シャッタ（１６）を含む、 ことを特徴とする、請求の範囲第１項〜第５項のいずれか一項に記載の装置。 ７．閉鎖手段が、可視光に対して不透過性で且つ源からの放射線に対して透過性 であってピンホール（３２）を恒久的に閉鎖する要素（３３）を含む、 ことを特徴とする、請求の範囲第１項〜第５項のいずれか一項に記載の装置。 ８．画像形成手段が、可視範囲で透過性を有して源からの放射線を可視光線に変 換可能な発光スクリーン（２４）を含み、 シャッタ手段が、更に、前記領域からの可視光がスクリーンに到達するのを防 ぐことができ、 前記装置が、更に、 スクリーンから受け取る光線を介して電気信号として源の画像を、またシャッ タ手段が開放されているときにスクリーンを通ってこの領域から受け取る可視光 を介して当該領域の画像を、供給可能でスクリーンに光学的に連結されたカメラ （２６）を備えた、 ことを特徴とする、請求の範囲第１項〜第７項のいずれか一項に記載の装置。 ９．画像を形成する手段が、２枚のフィルム（７０，７２）を有する装置を含み 、これらの２枚のフィルムの一方が源からの放射線に対して感光性を有すると共 に、他方が領域内の可視光に対して感光性を有する、 ことを特徴とする、請求の範囲第１項〜第７項のいずれか一項に記載の装置。