JP2009192425A - Radiation image forming device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、放射線画像生成装置に関するものであり、特に、実験用小動物に放射線を照射して、その骨形態や組織の放射線画像を得ることのできる放射線画像生成装置に関するものである。 The present invention relates to a radiographic image generation apparatus, and more particularly to a radiographic image generation apparatus capable of obtaining a radiographic image of a bone form or tissue by irradiating a small experimental animal with radiation.
人為的に動脈硬化や骨粗鬆症などに罹患させた実験用小動物に、医薬品を投与し、実験用小動物を屠殺することなく、実験用小動物に放射線を照射して、実験用小動物を透過した放射線によって、放射線画像を生成し、観察し、解析する装置が提案されている(特許文献1)。そして、特許文献1に記載された装置では、放射線を用いて鮮明な画像を得るために、放射線の検出材料として感度の高い輝尽性蛍光体が用いられている。 Without administering drugs to experimental small animals artificially afflicted with arteriosclerosis, osteoporosis, etc., without slaughtering the experimental small animals, the experimental small animals are irradiated with radiation, and by the radiation that has passed through the experimental small animals, An apparatus for generating, observing, and analyzing a radiation image has been proposed (Patent Document 1). In the apparatus described in Patent Document 1, a photostimulable phosphor having high sensitivity is used as a radiation detection material in order to obtain a clear image using radiation.
このように、画像形成のためのシートに高感度のものを用いて、従来よりも鮮明な画像を得ることが可能であるが、さらに実験用小動物の被爆線量を低くしつつ、高解像度の画像が求められている。
本発明は上記事実を考慮してなされたものであり、低被爆量で、生きた実験用小動物の放射線画像を生成可能な放射線画像生成装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in consideration of the above-described facts, and an object of the present invention is to provide a radiation image generating apparatus capable of generating a radiation image of a living small experimental animal with a low exposure dose.
上記課題を解決するために、請求項1に係る放射線画像生成装置は、外部から遮断された気体充填空間が内部に構成された遮蔽箱と、前記気体充填空間を高圧にする高圧手段と、前記遮蔽箱の一方側から他方側へ放射線を発する放射線源と、外部と連通され前記放射線源より発せられた放射線の経路中に配置されて前記放射線が透過される保持空間を構成すると共に、前記放射線が透過される方向で前記気体充填空間内を前記高圧手段で高圧にすることにより前記保持空間の内部へ向かって湾曲するように変形可能な変形窓の形成された保持部と、前記保持部に対して前記放射線源と反対側に位置し、前記試料を透過した放射線を受ける放射線受体の配置される画像生成部と、を備えている。 In order to solve the above-described problem, a radiological image generation apparatus according to claim 1 includes a shielding box in which a gas-filled space blocked from the outside is configured, a high-pressure unit that makes the gas-filled space high in pressure, A radiation source that emits radiation from one side of the shielding box to the other side; and a holding space that communicates with the outside and is disposed in a path of radiation emitted from the radiation source to transmit the radiation; and A holding portion formed with a deformation window that can be deformed so as to bend toward the inside of the holding space by making the inside of the gas-filled space high pressure with the high-pressure means in a direction in which the gas is transmitted; And an image generating unit disposed on a side opposite to the radiation source and provided with a radiation receiver for receiving the radiation transmitted through the sample.
請求項1に記載の発明によれば、高圧手段により気体充填空間が高圧になると、保持部の変形窓が保持空間の内部へ向かって湾曲するように変形する。そして、この変形窓の変形により、保持空間に配置されている試料収容部材に収容された試料が押し広げ変形させられる。これにより、試料の厚みが押し広げ変形前よりも薄くなり、試料を透過する放射線量が増加する。したがって、放射線受体で受ける放射線量が増加し、少ない放射線量でより鮮明な画像を生成することができる。 According to the first aspect of the present invention, when the gas filling space becomes high pressure by the high pressure means, the deformation window of the holding portion is deformed so as to curve toward the inside of the holding space. And the sample accommodated in the sample accommodation member arrange | positioned in holding | maintenance space is pushed and deform | transformed by deformation | transformation of this deformation | transformation window. As a result, the thickness of the sample is expanded and thinner than before the deformation, and the amount of radiation transmitted through the sample is increased. Therefore, the radiation dose received by the radiation receiver increases, and a clearer image can be generated with a small radiation dose.
また、請求項1に記載の発明では、保持空間が外部と連通されているので、試料に対して容易に外気を供給することができる。 In the first aspect of the invention, since the holding space communicates with the outside, the outside air can be easily supplied to the sample.
請求項2に係る放射線画像生成装置は、試料が収容される収容空間が構成され、前記保持空間に配置可能とされると共に、前記保持空間に配置された際に前記変形窓に対応する位置に、前記変形窓の変形による押圧により前記収容空間に収容された試料を押し広げ変形させることの可能な押圧用窓の構成された試料収容部材、をさらに備えている。
試料収容部材を備えることにより、試料を保持部へ適切に配置することができる。
The radiological image generation apparatus according to claim 2 is configured such that an accommodation space in which a sample is accommodated is configured and can be arranged in the holding space, and at a position corresponding to the deformation window when arranged in the holding space. And a sample accommodating member configured with a pressing window capable of expanding and deforming the sample accommodated in the accommodation space by pressing due to the deformation of the deformation window.
By providing the sample storage member, the sample can be appropriately arranged on the holding unit.
請求項3に係る放射線画像生成装置は、前記押圧用窓が、前記変形窓の変形により前記収容空間の内部へ向かって湾曲するように変形可能なシール部材、を含んで構成されていることを特徴とする。 The radiological image generation apparatus according to claim 3 is configured to include a seal member that is deformable so that the pressing window is curved toward the inside of the accommodation space by deformation of the deformation window. Features.
このように、試料収容部材の押圧用窓を、変形可能なシール部材を用いて構成することにより、変形窓の変形により試料を押し広げ変形させることができる。 Thus, by configuring the pressing window of the sample storage member using the deformable seal member, the sample can be expanded and deformed by the deformation of the deformation window.
請求項4に係る放射線画像生成装置は、前記押圧用窓が開口であることを特徴とする。 このように、押圧用窓を単に開口とすることにより、簡易な構成で変形窓の変形により試料を押し広げ変形させることができる。 The radiological image generation apparatus according to claim 4 is characterized in that the pressing window is an opening. In this way, by simply using the pressing window as an opening, the sample can be spread and deformed by deformation of the deformation window with a simple configuration.
請求項5に係る放射線画像生成装置は、前記気体充填空間内には、空気よりも放射線の吸収率が低い気体が充填されていることを特徴とする。 The radiographic image generation apparatus according to claim 5 is characterized in that the gas-filled space is filled with a gas having a lower radiation absorption rate than air.
このように、空気よりも放射線の吸収率が低い気体で、放射線の経路をみたすことにより、放射線受体で受ける放射線量を増加させることができる。 Thus, the amount of radiation received by the radiation receiver can be increased by viewing the path of the radiation with a gas having a lower radiation absorption rate than air.
請求項6に係る放射線画像生成装置は、前記放射線源がマイクロフォーカスX線源を備えたことを特徴とする。 The radiation image generating apparatus according to claim 6 is characterized in that the radiation source includes a microfocus X-ray source.
このように、ビーム径が拡大するように、放射線が発せられることにより、拡大された試料の放射線画像を生成することが可能になり、顕微鏡などを用いて、画像を観察するという煩雑な操作を不要にすることができる。 In this way, radiation is emitted so that the beam diameter is enlarged, so that a radiation image of the enlarged sample can be generated, and a complicated operation of observing the image using a microscope or the like can be performed. It can be made unnecessary.
本発明は上記構成としたので、低被爆量で、生きた実験用小動物の放射線画像を生成することが可能となる。 Since the present invention has the above-described configuration, it is possible to generate a radiation image of a living small experimental animal with a low exposure dose.
以下、図面に基づいて、本発明の実施態様について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
本発明に係る放射線画像形成装置10は、図1及び図2に示すように、遮蔽箱12、放射線出射部16、試料収容部材30、放射線受体としての放射線受シート42、及び、高圧手段としての、ポンプ44、ガスタンク46を備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the radiation
遮蔽箱12は、直方体形状とされ、内部に気体充填空間14が構成されている。気体充填空間14は、外部から遮断されて密閉されており、使用時にはヘリウムガスが充填されている。
The
遮蔽箱12の上方には、放射線出射部16が配置されている。放射線出射部16からは、遮蔽箱12の下方側へ向かって放射線Xが出射される。放射線Xとしては、マイクロフォーカスX線源、X線源、γ線核種、を用いることができる。マイクロフォーカスX線源の場合、放射線出射部16から出射された放射線Xのビーム径は、下側へ向かって次第に拡径されていく。
A
遮蔽箱12の放射線出射部16に近い側には、保持部20が構成されている。保持部20は、遮蔽箱12の一側面から放射線Xの経路を横切るように他側面へ向かう凹状とされ、凹部には保持空間20Rが構成されている。保持空間20Rは、遮蔽箱12の内部とは隔離壁22により隔離されており、外部と連通されている。保持空間20Rは、後述する試料収容部材30の外形に沿った形状とされ、試料収容部材30よりもわずかに大きく構成されている。
A
保持部20には、変形窓24が形成されている。変形窓24は、保持部20における放射線Xの経路中で、上側の隔離壁22及び下側の隔離壁22の両方に構成されている。変形窓24は、隔離壁22に構成された開口を放射線Xを透過可能でかつ柔軟なフィルムで覆って形成されている。柔軟なフィルムとしては、耐ガス透過性やX線透過性の点で、イソブチレンイソプレン共重合体(ブチルゴム)(比重0.91〜0.93)を好適に用いることができるが、クロロプレンゴム(比重1.15〜1.25)やクロロスルフォン化ポリエチレン(比重1.18)なども用いることができる。変形窓24は、気体充填空間14が高圧になると、気体充填空間14の外側、すなわち、放射線Xの透過方向で保持空間20Rの内部へ向かって湾曲するように変形する。
A
遮蔽箱12の底面付近で保持部20を透過した放射線Xが照射される位置には、画像生成部40が構成されている。画像生成部40は、遮蔽箱12の保持部20が構成された一側面から遮蔽箱12の底面に沿って他側面へ向かう凹状とされ、凹部にはシート配置空間40Rが構成されている。シート配置空間40Rは、遮蔽箱12の内部とは隔離されている。シート配置空間40Rは、後述する放射線受シート42を挿入可能な形状とされている。
An
試料収容部材30は、図1に示すように略楕円柱形状の容器とされ、図2及び図4に示すように内部に生きた実験用小動物である試料Tを収容可能な収容空間30Rが構成されている。試料収容部材30は、保持空間20Rに配置可能とされており、保持空間20Rに配置された際の変形窓24に対応する各々の位置に、押圧用窓32が構成されている。
As shown in FIG. 1, the
押圧用窓32は、変形窓24に対応する各々の位置に構成された開口を放射線Xを透過可能でかつ柔軟なフィルムで覆って形成されている。柔軟なフィルムとしては、耐ガス透過性やX線透過性の点で、イソブチレンイソプレン共重合体(ブチルゴム)(比重0.91〜0.93)を好適に用いることができるが、クロロプレンゴム(比重1.15〜1.25)やクロロスルフォン化ポリエチレン(比重1.18)なども用いることができる。押圧用窓32は、気体充填空間14が高圧になって変形窓24が保持空間20Rの内部へ向かって湾曲すると、変形窓24に押されて収容空間30Rの内部へ向かって、試料Tを押し広げるように変形する。
The
試料収容部材30の一端面には、把手34が設けられている。
A
放射線受シート42は、図1に示すように、板状とされ、枠43に嵌め込まれておりシート配置空間40Rへ挿入可能とされている。放射線受シート42としては、X線フィルム、蓄積性蛍光体シート、などの感光体シートを用いることができる。
As shown in FIG. 1, the
図2に示すように、遮蔽箱12の気体充填空間14には、ポンプ44、及び、ガスタンク46が接続されている。図3に示すように、気体充填空間14と保持空間20Rとは、バルブB1を介して連通路43で連通されている。気体充填空間14とシート配置空間40Rとは、バルブB2を介して連通路45で連通されている。
ガスタンク46には、ヘリウムガスが充填されており、以下の手順により、ガスタンク46のヘリウムガスが気体充填空間14内に供給される。
ヘリウムガスの充填時には、まず、保持空間20R及びシート配置空間40Rを、蓋21、蓋41で各々密閉する。そして、バルブB1、B2を開放して、気体充填空間14と保持空間20R、及び、気体充填空間14とシート配置空間40Rを各々連通させる。次に、ポンプ44を作動させて、気体充填空間14と保持空間20Rを真空に引く。そして、ガスタンク46から気体充填空間14、保持空間20R、シート配置空間40Rにヘリウムガスを1気圧まで充填する。その後、バルブB1、B2を閉鎖し、蓋21、蓋41開放する。
このようにして、気体充填空間14へヘリウムを充填することができる。
As shown in FIG. 2, a
The
When filling with helium gas, first, the
In this way, the
なお、本実施形態では、気体充填空間14にヘリウムガスを充填するが、必ずしもヘリウムガスを用いる必要はない。空気を充填してもよいが、空気よりも放射線吸収率の低い気体(ヘリウムや水素など)を充填することが好ましい。
In the present embodiment, the
上記構成の放射線画像形成装置10で、試料Tの放射線画像を生成する際には、まず、図5(A)(B)に示すように、試料収容部材30の収容空間30Rに試料Tを収容する。このとき、試料Tの観察対象部位が、押圧用窓32に対応する位置に配置されるように試料Tを収納する。
When the radiographic
次に、試料Tを収容した試料収容部材30を保持空間20Rに配置すると共に、放射線受シート42をシート配置空間40Rへ挿入しセットする。
Next, the
次に、ポンプ44を作動させ、ガスタンク46から気体充填空間14へヘリウムガスを供給して気体充填空間14を高圧にする。これにより、変形窓24は、図6(B)で示されるように、気体充填空間14内側からの圧力により試料収容部材30の押圧用窓32から内側へ湾曲するように変形し、変形窓24に押圧された押圧用窓32も収容空間30Rの内側へ湾曲するように変形し、図6(A)(B)に示されるように、試料Tの観察部位を押し広げる。これにより、試料Tの観察部位は、押し広げ前よりも厚みが薄くなる。
Next, the
そして、放射線出射部16から放射線Xの出射を行う。放射線Xは、試料Tへ照射され、試料Tを透過した放射線Xが、放射線受シート42により受けられ、放射線受シート42に放射線画像が形成される。
Then, radiation X is emitted from the
本実施形態によれば、気体充填空間14を高圧にすることにより、試料Tの観察部位を押し広げ変形させて厚みを薄くするので、押し広げ前よりも放射線Xの透過量を増加させることができ、少ない放射線量で試料Tの放射線画像を形成することができ、試料Tの被爆量を減少させることができる。
According to the present embodiment, by increasing the pressure of the
また、試料Tを収容する試料収容部材30は、気体充填空間14外の保持空間20Rに配置されているので、試料Tに対して容易に空気を供給することができる。
Further, since the
また、放射線Xの経路である気体充填空間14には、空気よりも放射線吸収率が低いヘリウムガスが充填されているので、放射線受シート42により受けられる放射線量を増加させることができる。
In addition, since the gas-filled
なお、本実施形態では、試料収容部材30の押圧用窓32を、開口に柔軟なフィルムを配置することにより構成したが、押圧用窓32は、フィルムなしの開口状態としてもよい。
In this embodiment, the pressing
また、本実施形態では、試料Tを試料収容部材30に収容して試料Tの観察を行ったが、試料収容部材30は必ずしも必要ではなく、試料Tを保持空間20Rに直接収容して、観察を行ってもよい。
In this embodiment, the sample T is accommodated in the
また、本実施形態では、放射線受シート42を用いて、放射線を受ける例について説明したが、CCDや固体センサなどのデバイスを用いて、デジタル放射線画像を形成してもよい。
In this embodiment, an example of receiving radiation using the
また、本実施形態では、シート配置空間40Rを遮蔽箱12の内部から隔離した例について説明したが、シート配置空間40Rは気体充填空間14内に設けてもよい。特に、本実施形態のように、気体充填空間14の外側に設けることにより、放射線受シート42のセット及び取り出しを簡単に行うことができる。
In the present embodiment, the example in which the
図7で示すように、前述した放射線画像形成装置10における、放射線Xが出射される位置から上側の変形窓24までの距離をdxc、放射線受シート42から下側の変形窓24までの距離をdsi、試料Tの厚みをts、とする。各々について、個別に[表1]の条件でX線の透過率を計算する。計算は、米国ローレンスバークレー国立研究所・X線光学センターの“X-Ray Interactions With Matter Calculator”を利用。試料Tの物質としては、生体の70%を占める水(H2O)の値を計算する。
As shown in FIG. 7, in the radiation
[表1]より、気体充填空間14に空気を充填した場合よりも、ヘリウムガスを充填した場合の方が、高圧であっても、X線透過率が高いことが明らかである。また、加速電圧が低いほど、X線透過率の差は大きい。
From [Table 1], it is clear that the X-ray transmittance is higher when helium gas is filled than when the
また、試料Tの厚みは、薄いほどX線透過率が高いことが明らかである。加速電圧が低いほど、X線透過率の差は顕著となっていることがわかる。
なお、生体軟組織を10mm程度の厚みに押し広げた試料では、管電圧20kV未満のX線管で得られる15keV以下の光子エネルギーのみを持つX線を用いることが好ましい。
It is clear that the thinner the sample T, the higher the X-ray transmittance. It can be seen that as the acceleration voltage is lower, the difference in X-ray transmittance is more conspicuous.
In addition, it is preferable to use an X-ray having only a photon energy of 15 keV or less obtained by an X-ray tube having a tube voltage of less than 20 kV in a sample obtained by spreading a living soft tissue to a thickness of about 10 mm.
10 放射線画像形成装置
12 遮蔽箱
14 気体充填空間
16 放射線出射部
20 保持部
20R 保持空間
24 変形窓
30 試料収容部材
30R 収容空間
32 押圧用窓
40R シート配置空間
40 画像生成部
42 放射線受シート
44 ポンプ
46 ガスタンク
T 試料
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記気体充填空間を高圧にする高圧手段と、
前記遮蔽箱の一方側から他方側へ放射線を発する放射線源と、
外部と連通され、前記放射線源より発せられた放射線の経路中に配置されて前記放射線が透過される保持空間を構成すると共に、前記放射線が透過される方向で前記気体充填空間内を前記高圧手段で高圧にすることにより前記保持空間の内部へ向かって湾曲するように変形可能な変形窓の形成された保持部と、
前記保持部に対して前記放射線源と反対側に位置し、前記試料を透過した放射線を受ける放射線受体の配置される画像生成部と、
を備えた放射線画像生成装置。 A shielding box in which a gas-filled space blocked from the outside is configured;
High-pressure means for increasing the pressure of the gas-filled space;
A radiation source for emitting radiation from one side of the shielding box to the other side;
The high-pressure means communicates with the outside and is disposed in a path of radiation emitted from the radiation source so as to constitute a holding space through which the radiation is transmitted and in the gas-filled space in a direction through which the radiation is transmitted. A holding portion formed with a deformation window that can be deformed so as to bend toward the inside of the holding space by increasing the pressure at
An image generating unit disposed on a side opposite to the radiation source with respect to the holding unit and arranged with a radiation receiver that receives radiation transmitted through the sample;
A radiographic image generation apparatus comprising:
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---|---|---|---|
JP2008034928A JP2009192425A (en) | 2008-02-15 | 2008-02-15 | Radiation image forming device |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8220415B2 (en) * | 2007-09-05 | 2012-07-17 | Li-Cor, Inc. | Modular animal imaging apparatus |
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2008
- 2008-02-15 JP JP2008034928A patent/JP2009192425A/en active Pending
Cited By (2)
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US8220415B2 (en) * | 2007-09-05 | 2012-07-17 | Li-Cor, Inc. | Modular animal imaging apparatus |
US8851017B2 (en) | 2007-09-05 | 2014-10-07 | Li-Cor, Inc. | Carrying tray for modular animal imaging apparatus |
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