JP2014182121A - 放射線検体からのガンマ線を検出するシステム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本システムは、ガンマ線を可視光に変換できるシンチレーション材を有するセンサを採用することで、センサの筐体を体外に位置できる。光検出器が可視光を電気信号に変換する。この信号を増幅し、感知した放射線を測定するために処理する。放射線の測定と合わせてセンサの温度を記録することで、体外にある筐体による温度補整を可能とする。センサは、予測モデル、背景比較や変化分析などの個別のアプリケーションを実施するために必要とするデータの収集を可能にする。
【選択図】図1
Description
7 通信回線
10 システム
11 測定用センサ
12 測定用制御機器
25 センサ用筐体
20 シンチレーション材
21 光検出器
22 センサ用プロセッサ
33 信号増幅器
36 温度センサ
30 非過渡センサ用メモリ
32 センサ用電源装置
70 処理ステーション
75 データベース
77 インターネット
Claims (38)
- 陽電子放出により体内で減衰する放射性検体の全身投与から被検者により放射されるガンマ線の体外検出のためのシステムであって、
前記システムは、
少なくとも1つの体外式測定用センサを具備し、前記体外式測定用センサは、センサ用筐体、シンチレーション材、光検出器、温度センサ、信号増幅器、センサ用プロセッサ、非一過性のセンサ用メモリ、およびセンサ用電源装置を有し、
前記光検出器、温度センサ、信号増幅器、センサ用プロセッサ、センサ用メモリ、およびセンサ用電源装置は、連動可能であり、
前記シンチレーション材および光検出器は、前記センサ用筐体内に配置されるとともに、前記シンチレーション材は、体内の放射性検体から一定レベルのガンマ線を受けかつ当該ガンマ線のレベルを表す光子を放射するように構成され、前記光検出器は、増加された光子を受けるとともに受けたガンマ線のレベルを表す信号データに変換するように構成されるように、前記シンチレーション材に対して配置され、
前記信号増幅器は、前記信号データを増幅するように構成され、前記センサ用メモリは、測定用センサ識別子を含み、前記測定用センサは、当該増幅された信号データ用に少なくとも1つのセンサ用出力ポートを有し、
前記システムは、
制御用プロセッサ、非一過性の制御用メモリ、制御用電源装置、およびクロックを有する測定用制御装置を具備し、
前記制御用プロセッサ、制御用メモリ、制御用電源装置、およびクロックは、連動可能であり、
前記測定用制御装置は、前記センサ用出力ポートと動作可能に係合された制御用入力ポートを有するとともに、前記測定用センサから増幅された信号データを受信するように構成され、
前記制御用メモリは、前記制御用プロセッサによって実行可能な制御用コンピュータプログラムコードを含み、前記制御用コンピュータプログラムコードは、測定用の第1モジュール、およびデータ管理用の第2モジュールを含み、
前記第1モジュールは、前記測定用センサ識別子、前記信号データ、および被検者識別子を受信するとともに、前記信号データ、センサ識別子、および測定用センサ識別子を記録ファイルフォーマットにおいて関連付けるように構成され、
前記システムは、
前記温度センサと結合された温度補正器を具備し、前記温度センサは、周辺温度を測定するように構成されるとともに、前記システムは、前記周辺温度を前記温度補正器に伝送するように構成され、前記温度補正器は、前記周辺温度と基準温度との比較に基づいて温度補正係数を生成するように構成され、前記温度補正器はさらに、前記温度補正係数を前記信号データに適用して温度補正された信号データを生成するように構成され、
前記第2モジュールは、前記第1モジュールから記録ファイルの前記信号データを受信するとともに、前記補正された信号データを所定の記録装置に送信するように構成される、システム。 - 前記センサ用筐体は、実質的に遮光性である、請求項1に記載のシステム。
- 前記センサ用筐体は、前記被検者の皮膚に前記筐体を着脱可能に取り付けるために構成された接着部をさらに具備する、請求項1に記載のシステム。
- 前記システムは、前記測定用センサと着脱可能に係合するように構成された測定用センサ用キャリアをさらに具備し、前記測定用センサ用キャリアは、キャリア表面を画定するとともに、前記キャリア表面の一部は、前記被検者の皮膚に前記測定用センサ用キャリアを着脱可能に取り付けるように構成された接着部を具備する、請求項1に記載のシステム。
- 前記測定用センサ用キャリアは、前記被検者に対して前記測定用センサを着脱可能に配置調整するための少なくとも1つの配置調節機能を画定する、請求項4に記載のシステム。
- 前記センサ用筐体は、ガンマ線の遮蔽マスクをさらに具備する、請求項1に記載のシステム。
- 前記遮蔽マスクは、イリジウム、プラチナ、タングステン、金、パラジウム、鉛、銀、モリブデン、銅、ニッケル、青銅、真鍮、鉄、鉄鋼、亜鉛、チタニウム、およびアルミニウムを含む一群から選択される、請求項6に記載のシステム。
- 前記測定用センサはさらに、
遮光部と、
第1表面と反対側に第2表面とを有する平面を画定する基板を有するプリント回路基板アセンブリとを具備し、前記遮光部は、前記基板の第1表面上に取り付けられるとともに、周囲光から前記シンチレーション材および光検出器を遮断するように構成され、
前記シンチレーション材は、前記平面に沿って第1幅を有するとともに、前記光検出器は、前記平面に沿って第2幅を有し、
前記遮光部は、前記第1幅と等しいまたは前記第1幅よりも大きい第3幅を有する第1空洞を画定し、前記第1空洞は、前記シンチレーション材を受けるように構成され、かつ前記遮光部は、前記第2幅と等しいまたは前記第2幅よりも大きい第4幅を有する第2空洞を画定し、前記第2空洞は、前記光検出器を受けるように構成され、
前記第1および第2空洞は、連通しかつ近位関係にあり、前記シンチレーション材が前記第1空洞によって受けられ、かつ前記光検出器が前記第2空洞によって受けられた場合、前記遮光部は、前記光検出器に対して前記シンチレーション材を光学的に配置調整するとともに、前記プリント回路基板アセンブリと動作可能に係合された、請求項1に記載のシステム。 - 前記システムは、前記センサ用電源装置と連動可能な発光器をさらに具備し、前記遮光部は、前記光検出器の近位で前記発光器を受けるように構成される、請求項8に記載のシステム。
- 前記測定用制御装置は、ディスプレイおよびデータ入力装置をさらに具備する、請求項1に記載のシステム。
- 前記制御用コンピュータプログラムコードは、第3モジュールをさらに具備し、前記第3モジュールは、前記第2モジュールから記録ファイルの保存データを受信し、当該保存データを予測モデルに適用して当該記録ファイルに関し所定の期間にわたる予測データ値を予測結果として生成するとともに、当該予測結果を所定の記録装置に送信するように構成される、請求項1に記載のシステム。
- 前記制御用コンピュータプログラムコードは、第3モジュールをさらに具備し、前記第3モジュールは、前記第2モジュールから記録ファイルの保存データを受信し、当該保存データを適用して所定の期間にわたって前記補正された信号データの変化を計算するとともに、当該変化を所定の記録装置に送信するように構成される、請求項1に記載のシステム。
- 前記制御用コンピュータプログラムコードは、第3モジュールをさらに具備し、前記第3モジュールは、前記第2モジュールから記録ファイルの保存データを受信し、当該保存データを適用して所定の期間にわたって前記補正された信号データの変化を背景放射線データから計算するとともに、当該変化を所定の記録装置に送信するように構成される、請求項1に記載のシステム。
- 前記シンチレーション材は、ゲルマン酸ビスマス、ケイ酸ガドリニウムオキシオルトシリケート、セリウム活性化ルテチウムオキシオルトシリケート、セリウム活性化ルテチウムイットリウムオキシオルトシリケート、ヨウ化ナトリウム、タリウム活性化ヨウ化ナトリウム、ポリビニールトルエン、およびテルル化カドミウム亜鉛を含む一群から選択される、請求項1に記載のシステム。
- 前記筐体は、外表面を画定するとともに、前記外表面上に遮光コーティングを有する、請求項2に記載のシステム。
- 前記システムは、
前記測定用制御装置と通信する処理ステーションをさらに具備し、前記ステーションは、ステーション用プロセッサ、非一過性のステーション用メモリ、およびステーション用電源装置を有し、前記ステーション用プロセッサ、ステーション用メモリ、およびステーション用電源装置は、連動可能であり、前記処理ステーションは、制御用出力ポートと動作可能に係合するステーション用入力ポートを有するとともに、前記測定用制御装置からデータを受信するように構成され、
前記ステーション用メモリは、前記ステーション用プロセッサによって実行可能なステーション用コンピュータプログラムコードを含み、前記ステーション用コンピュータプログラムコードは、第3モジュールを含み、前記第3モジュールは、前記第2モジュールから記録ファイルの保存データを受信し、当該保存データを予測モデルに適用して当該記録ファイルに関し所定の期間にわたって予測データ値を予測結果として生成するように構成される、請求項1に記載のシステム。 - 前記予測モデルは、分類機械学習モデルである、請求項16に記載のシステム。
- 前記予測モデルは、教師なし集団化分析である、請求項16に記載のシステム。
- 前記予測モデルは、将来の結果を予測し、腫瘍治療の効果を予測するとともに、転移を予測するように構成された教師なし集団化分析である、請求項18に記載のシステム。
- 前記処理ステーションは、前記ステーション用プロセッサと連動可能なドッキング装置をさらに具備し、前記ドッキング装置は、前記測定用制御装置を受けるように構成され、前記ドッキング装置は、データ通信および電力交換用の測定用制御装置と係合する電気コネクタを有する、請求項16に記載のシステム。
- 前記センサ用電源装置は、電力を生成するように構成された微小電気機械システムである、請求項1に記載のシステム。
- 前記制御用入力ポートは、ケーブルによって前記センサ用出力ポートと動作可能に係合される、請求項1に記載のシステム。
- 前記制御用入力ポートは、ワイヤレス通信によって前記センサ用出力ポートと動作可能に係合される、請求項1に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つの体外式測定用センサは、第1および第2測定用センサを具備し、前記第1測定用センサは、検査領域の近位での陽電子放出により体内で減衰する放射性検体の全身投与から被検者により放射される検査ガンマ線の体外式検出のために構成され、前記第2測定用センサは、背景領域の近位での陽電子放出により体内で減衰する放射性検体の全身投与から被検者により放射される背景ガンマ線の体外式検出のために構成され、
前記制御用コンピュータプログラムコードは、第4モジュールをさらに具備し、前記第4モジュールは、前記第1および第2測定用センサからのデータを含む、前記第2モジュールからの記録ファイルの保存データを受信するとともに、前記第1測定用センサからの信号データから前記第2測定用センサからの信号データを減算するように構成される、請求項12に記載のシステム。 - 前記少なくとも1つの体外式測定用センサは、第1および第2測定用センサを具備し、前記第1測定用センサは、検査領域の近位での陽電子放出により体内で減衰する放射性検体の全身投与から被検者により放射される検査ガンマ線の体外式検出のために構成され、前記第2測定用センサは、背景領域の近位での陽電子放出により体内で減衰する放射性検体の全身投与から被検者により放射される背景ガンマ線の体外式検出のために構成され、
前記ステーション用コンピュータプログラムコードは、第4モジュールを含み、前記第4モジュールは、前記第1および第2測定用センサからのデータを含む、前記第2モジュールからの記録ファイルの保存データを受信するとともに、前記第1測定用センサからの信号データから前記第2測定用センサからの信号データを減算するように構成され、請求項16に記載のシステム。 - 前記信号データは、経時的なパルス周波数を有する複数のパルスを有するとともに、前記第1モジュールは、前記センサ用プロセッサにサンプリング周波数指示を伝送するように構成され、前記サンプリング周波数指示は、前記信号データのパルス周波数の関数である、請求項1に記載のシステム。
- 前記第1モジュールは、パルス周波数の増加に伴って、サンプリング周波数増加の指示を伝送するように構成される、請求項26に記載のシステム。
- 放射線の検出のための装置であって、
前記装置は、
測定用センサを具備し、前記測定用センサは、筐体、シンチレーション材、光検出器、遮光部、温度センサ、信号増幅器、センサ用プロセッサ、非一過性のセンサ用メモリ、およびセンサ用電源装置を有し、
前記光検出器、信号増幅器、センサ用プロセッサ、センサ用メモリ、およびセンサ用電源装置は、プリント回路基板アセンブリによって連動可能であり、前記プリント回路基板アセンブリは、第1表面および反対側の第2表面を有する平面を画定する基板を有し、前記遮光部は、前記基板の第1表面上に取り付けられるとともに、周囲光から前記シンチレーション材および光検出器を遮断するように構成され、
前記シンチレーション材は、前記平面に沿って第1幅を有するとともに、前記光検出器は、前記平面に沿って第2幅を有し、
前記遮光部は、前記第1幅と等しいまたは前記第1幅より大きい第3幅を有する第1空洞を画定し、前記第1空洞は、前記シンチレーション材を受けるように構成されるとともに、前記遮光部は、前記第2幅と等しいまたは前記第2幅よりも大きい第4幅を有する第2空洞を画定し、前記第2空洞は、前記光検出器を受けるように構成され、
前記シンチレーション材および光検出器は、前記遮光部内に配置されるとともに、前記シンチレーション材は、一定レベルのガンマ線を受けかつ当該ガンマ線のレベルを表す光子を放射するように構成され、前記光検出器は、増加された光子を受けるとともに受けた放射線のレベルを表す信号データに変換するように、前記シンチレーション材に対して配置され、
前記第1および第2空洞は、連通しかつ近位関係にあるとともに、前記シンチレーション材が前記第1空洞によって受けられ、かつ前記光検出器が前記第2空洞によって受けられた場合、前記遮光部は、前記光検出器に対して前記シンチレーション材を光学的に配置調整するとともに、前記プリント回路基板アセンブリと動作可能に係合され、
前記信号増幅器は、前記信号データを増幅するように構成され、前記センサ用メモリは、測定用センサ識別子を含み、前記測定用センサは、当該増幅された信号データ用に少なくとも1つのセンサ用出力ポートを有する、装置。 - 前記遮光部は、はんだで前記基板の第1表面に取り付けられるとともに、
前記遮光部は、銅、真鍮、青銅、鉄鋼、アルミニウム、ニッケル銀、ベリリウム銅、銀、金、およびニッケルを含む金属を含む一群から選択される、請求項28に記載の装置。 - 陽電子放出により減衰する放射性検体の全身投与から被検者により放射されるガンマ線の検出のためのシステムであって、
前記システムは、
少なくとも1つの測定用センサを具備し、前記測定用センサは、生体適合性材料の密閉されたセンサ用筐体、シンチレーション材、光検出器、信号増幅器、センサ用プロセッサ、非一過性のセンサ用メモリ、およびセンサ用電源装置を有し、
前記光検出器、信号増幅器、センサ用プロセッサ、センサ用メモリ、およびセンサ用電源装置は、連動可能であり、
前記光検出器は、活性領域を有するとともに、前記シンチレーション材は、前記活性領域と実質的に一致するように構成され、前記シンチレーション材および光検出器は、前記センサ用筐体内に配置されるとともに、前記シンチレーション材は、体内の放射性検体から一定レベルのガンマ線を受けかつ当該ガンマ線のレベルを表す光子を放射するように構成され、前記光検出器は、増加された光子を受けるとともに受けたガンマ線のレベルを表す信号データに変換するように、前記シンチレーション材に対して配置され、
前記信号増幅器は、前記信号データを増幅するように構成され、前記センサ用メモリは、測定用センサ識別子を含み、前記測定用センサは、当該増幅された信号データ用の少なくとも1つのセンサ用ワイヤレス出力ポートを有し、
前記システムは、
制御用プロセッサ、非一過性の制御用メモリ、制御用電源装置、およびクロックを有する体外式測定用制御装置を具備し、
前記制御用プロセッサ、制御用メモリ、制御用電源装置、およびクロックは、連動可能であり、
前記測定用制御装置は、前記センサ用ワイヤレス出力ポートと動作可能に係合された制御用ワイヤレス入力ポートを有するとともに、前記測定用センサから増幅された信号データを受信するように構成され、
前記制御用メモリは、前記制御用プロセッサによって実行可能な制御用コンピュータプログラムコードを含み、前記制御用コンピュータプログラムコードは、測定用の第1モジュール、データ管理用の第2モジュールを含み、
前記第1モジュールは、前記測定用センサ識別子、前記増幅された信号データ、および被検者識別子を受信するとともに、前記信号データ、センサ識別子、および測定用センサ識別子を記録ファイルフォーマットにおいて関連付けるように構成され、
前記第2モジュールは、前記第1モジュールから記録ファイルの前記増幅された信号データを受信するとともに、所定の記録装置に前記増幅された信号データを送信するように構成される、システム。 - 前記生体適合性材料は、ガラス、ポリエーテル・エーテル・ケトン、および超高分子量ポリエチレンを含む一群から選択される、請求項30に記載のシステム。
- 前記センサ用筐体は、外表面を画定するとともに、前記センサ用筐体は、前記センサ用筐体の外表面上に配置された固定部をさらに具備する、請求項30に記載のシステム。
- 前記センサ用筐体は、実質的に管状であるとともに、センサ用筐体の長さを画定し、
前記センサ用ワイヤレス出力ポートは、前記センサ用筐体の長さ方向に実質的に及ぶアンテナを具備し、
前記固定部は、前記センサ用筐体の周囲の一部に対して少なくとも1つの隆起した部分を具備し、前記少なくとも1つの隆起した部分は、前記外表面上に配置されるとともに、外表面から約0.1mm〜3mmの高さを有する、請求項32に記載のシステム。 - 前記制御用コンピュータプログラムコードは、第3モジュールをさらに具備し、前記第3モジュールは、前記第2モジュールから記録ファイルの保存データを受信し、当該保存データを予測モデルに適用して当該記録ファイルに関し所定の期間にわたって予測データ値を予測結果として生成するとともに、当該予測結果を所定の記録装置に送信するように構成される、請求項30に記載のシステム。
- 前記制御用コンピュータプログラムコードは、第3モジュールをさらに具備し、前記第3モジュールは、前記第2モジュールから記録ファイルの保存データを受信し、当該保存データを適用して所定の期間にわたって前記増幅された信号データの変化を計算するとともに、当該変化を所定の記録装置に送信するように構成される、請求項30に記載のシステム。
- 前記制御用コンピュータプログラムコードは、第3モジュールをさらに具備し、前記第3モジュールは、前記第2モジュールから記録ファイルの保存データを受信し、当該保存データを適用して所定の期間にわたって前記増幅された信号データにおける変化を背景放射線データから計算するとともに、当該変化を所定の記録装置に送信するように構成される、請求項30に記載のシステム。
- 前記信号データは、経時的なパルス周波数を有する複数のパルスを有するとともに、前記第1モジュールは、前記センサ用プロセッサにサンプリング周波数指示を伝送するように構成され、前記サンプリング周波数指示は、前記信号データのパルス周波数の関数である、請求項30に記載のシステム。
- 前記第1モジュールは、パルス周波数の増加に伴って、サンプリング周波数増加の指示を伝送するように構成される、請求項37に記載のシステム。
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