JP2816642B2 - 放射線源検出及び位置特定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、放射線応答型の腹腔鏡
装置に係り、更に詳細には放射線源検出及び位置特定装
置に係る。

【０００２】

【発明の背景】結腸癌や直腸癌の治療のための現在及び
これまでの方法は、期判定の目的で、腫瘍の拡がりの成
り行きや手術をするかしないかの選択に基づいている。
手術の選択が行われると、一般に腫瘍の物理的位置が検
出され腫瘍が外科的に切除される。外科医がかかる外科
手術の一部として腫瘍性組織を検出しその位置を特定す
ることを補助する目的で、当技術分野に於ては従来より
種々の方法が開発されている（「腫瘍性組織」は癌組織
と指称されることが多いが、当技術分野に於て使用され
る用語には悪性腫瘍や悪性腫瘍細胞という用語も見られ
る。「腫瘍性組織」なる用語はこれらの全てを包含する
ものである）。検出の目的で放射性標識された抗体を使
用することによって外科医が腫瘍性組織の位置を特定す
ることを補助する種々の努力が従来より行われている。
例えば一つの方法は比較的高いエネルギ、例えば ¹³¹Ｉ
にて標識された抗体が注射された患者をシンチレーショ
ンスキャニングすることを含んでいる。かかるフォトス
キャニングやシンチレーションスキャニングによれば、
血液プールの背景放射能に起因して判読することが困難
なシンチグラムしか得られない。また画像を向上させる
目的で放射能を有する血液プール物質をコンピュータに
よって減算除去したり二種類の標識された抗体（一方は
腫瘍に特異的であり他方は腫瘍に特異的ではない）を使
用する方法が従来より試みられている。しかしこれらの
方法はＣＡＴスキャン、磁気共鳴画像法等の従来の方法
に比してあるとしても殆ど有用な情報を外科医に与える
ことができない。一般に手術現場に於て観察することに
より、特に触診、即ち正常な組織の感触との対比に於け
る腫瘍の感触判断により外科医は大きい腫瘍の位置を容
易に特定することができる。しかし手術を成功させるた
めには、外科医は潜在性の腫瘍、即ち観察や触診という
従来の外科法によっては発見することが困難な腫瘍の位
置をなんとかして特定する必要がある。かかる潜在性の
腫瘍の位置を特定したり除去することができなければ、
患者の体内に於て癌が成長し、再発性の癌と誤って判断
されることが多い状態になる。一般に従来のガンマ線カ
メラ等を使用する方法の如き従来の診断法は潜在性の腫
瘍を発見したりその位置を特定したりすることができな
い。腫瘍部分の大きさが小さければ小さいほど、ある与
えられた腫瘍部分に於ける放射性核種の濃度は、画像形
成の観点からすると、患者の体内に於て血液プールの放
射線が必ず存在する背景中に埋没し易くなる。

【０００３】１９８８年１１月８日付にて発行された米
国特許第４，７８２，８４０号に於ては、かかるシンチ
レーションスキャニング法が再考され、腫瘍の位置を特
定し腫瘍を識別し除去するための遥かに改善された方法
が記載されている。この方法に於ては、放射性標識され
た抗体及び放射能の部位を検出するために手術中に外科
医によって使用される携帯型の放射線検出プローブが使
用される。検出プローブを標識された抗体に近付けるこ
とができるので、潜在性の腫瘍部分に於て腫瘍性組織よ
り放射される僅かな放射線も例えば一部には放射線伝播
の逆二乗則が適用されることによって検出可能になる。
この方法はRadioimmunoguided Surgeryシステム（「Rad
ioimmunoguided Surgery 」はアメリカ合衆国オハイオ
州、コロンバス所在のNeoprobe Corporationの登録商標
である）として知られており、腫瘍の検出は循環する放
射性標識された抗体の血液プールの背景が人体よりクリ
アされてしまうまで遅延されなければならないことが認
識されているので有効なものである。従ってプローブが
小さい腫瘍に近付けられれば、周囲の組織に比して小さ
い腫瘍により放射される光子や放射線も検出可能にな
る。偶然にも上述の米国特許第４，７８２，８４０号公
報には、放射性標識された抗体は放射性標識が抗体に結
合した状態のまま長期間に亘り腫瘍性組織に結合し又は
これに対応する状態を維持し得ることが記載されてい
る。更に腫瘍部分に於ける放射能が時間の経過と共に低
下するとしても、腫瘍の部分に比して血液プールの背景
及び周囲の組織の放射能は遥かに急激に低下するので、
検査される組織に間近に近接して配置される手持ち型の
プローブを使用して放射能を有する部位を容易に判定す
ることができる。

【０００４】幾分か最近になって従来の手術に代るもの
として腹腔鏡外科が一般的になってきている。特にビデ
オによるビジュアルシステムの開発に伴って、腹腔鏡外
科法が比較的複雑な胃腸の手術に採用されるようになっ
た。かかる方法によれば、入院期間が短くなり患者が正
常な活動をし得る状態に早く戻ることができるので健康
管理に要する全コストが節減される。しかしこれらの方
法に於ては従来の三次元的観察や外科医に対する触覚の
フィードバックに代る装置や方法が必要である。特にこ
れらの新しい外科法が腫瘍性組織の検出及び除去に適用
される場合には改良された装置が必要である。

【０００５】従来より種々の腹腔鏡装置が開発されてい
るが、これらの装置は二つの広義のカテゴリーに分類さ
れる。即ち外科医が腹腔鏡法を行うことを可能にする装
置及び電気焼灼やレーザ焼灼の如き特定の手術等の性能
に関連する装置である。一般に腹膜腔内を観察するため
には光を照射したり操作するための空間が必要である。
標準的な外科法や開腹術に於ては、かかる空間は腹に孔
をあけ腹膜腔内に室内の光や空気を導入して三次元的に
観察することを可能にすることによって形成される。腹
腔鏡法に於ては、このことは腹壁を膨張させ照明や操作
のための空間を与える気体にて腹膜腔を充填する方法、
即ち「気腹」と呼ばれる方法により達成される。二酸化
炭素が気腹に使用される一般的な気体である。気腹は現
在のところ吹送装置と呼ばれる装置を使用して行われて
いる。

【０００６】腹腔鏡外科は一般に腹膜腔に通じる一つ又
はそれ以上のポートを形成することを特徴としている。
気腹状態を損うことなくこれらのポートを経て種々の装
置を出入れする機構が必要である。これらのポートは、
ポートを郭定するカニューレと共に患者の皮膚を貫通し
てトロカールチップを挿入することによって形成され
る。トロカールは栓子としてカニューレの孔に挿入され
る。一般にカニューレは腹に種々の装置を導入すると共
に腹膜腔より気体が漏洩することを防止するためのばね
付勢されたトランペット弁を有している。一般にカニュ
ーレのスリーブの大きさはそれに挿入される装置よりも
直径の点で１mm大きい。かかる装置の直径は例えば１５
mm又はそれ以上である。

【０００７】腫瘍性組織について外科的に期判定したり
腫瘍性組織を切除することとの関連で腹腔鏡外科法を採
用する場合には、外科医が従来遭遇していない種々の制
約を受ける。前述の如く、外科医が結腸癌や直腸癌の治
療に従事する場合には、外科医は腫瘍の位置を特定する
ために放射性抗体案内システムの如き補助装置に加えて
観察や触診にも依存する。腹腔鏡外科法に於ては、観察
はビデオスクリーンに於ける二次元の観察に制限され、
また実質的に触診は不可能である。実際のところ外科医
は約１８inch（約４６cm）離れた位置より細長い装置に
て組織を操作している。従って腫瘍性組織を検出したり
その位置を特定するためには、触診や三次元的観察に効
果的に置換わることのできる腹腔鏡装置が必要である。
かかる補助装置によれば、外科医や外科腫瘍学者は腫瘍
性組織を捜してこれを切除することがでるだけでなく、
癌患者の期判定を適正に行うことができ、これにより適
正な治療を施すことができる。適正に期判定された患者
に対し免疫増強剤による化学療法を施すことに関するNa
tional Institute of Health（ＮＩＨ）コンセンサスレ
ポートに鑑みれば後者の期判定は特に重要である（NIH
Consensus Conference: Adjuvant Therapy for Patient
s with Colon and Rectal Cancer, JAMA, １９９０年、
２６４：１４４−５０）。

【０００８】

【発明の概要】本発明は放射線源を検出しその位置を特
定するための装置、特に腹腔鏡外科手術に使用される放
射線検出装置に係る。本発明の装置によれば腫瘍の部分
に於て位置特定物質により保有される放射線に対する所
要の応答が達成されると共に、カニューレのポートの大
きさが小さいことに関連する制約が受入れられる。一般
に細長い腹腔鏡装置が体の平面に実質的に平行に挿入さ
れ操作されるので、側方観察型の検出器結晶取付け構造
を採用することによって放射線検出法のより一層有効な
利用法が開発された。かかる構造によれば、検出器結晶
の前面は腹腔鏡装置の長手方向に対し実質的に横方向に
配向される。検出器結晶がかくして配向されるので、検
出器結晶は腹腔鏡装置の直径が小さいことにより制限さ
れる幅方向の長さを有するが十分な面積の放射線検出面
を与えるよう選定された長手方向の長さを有する長方形
をなしていてよい。腹腔鏡装置の検出器としてテルル化
カドミウムが使用される場合には、そのノイズ発生マイ
クロホン効果の因子は改良された結晶取付け構造によっ
て制御される。

【０００９】本発明の他の一つの特徴は、位置特定物質
により放射線が放射される組織の位置を特定すべく、体
のある領域に挿入されるよう所定の直径のポートを有す
るカニューレを貫通して延在可能な腹腔鏡装置を提供す
ることである。腹腔鏡装置は手により把持可能なベース
部と、該ベース部に固定されポートを貫通して摺動可能
な寸法に設定された細長いアクセスチューブとを含んで
いる。アクセスチューブは組織にアクセスし得るよう選
定された長さだけ先端より中心軸線に沿って延在してお
り、内部に延在する通路と、先端より根元側方向へ延在
し放射線が透過伝達されるウインドウを含む検出器支持
部とを有している。検出器支持部に結晶受入部が形成さ
れた結晶マウントが設けられており、結晶受入部はウイ
ンドウに隣接して配置されている。背面及び前面を有す
る結晶が、前面がウインドウに間近に近接してこれより
隔置された状態に位置決めされるよう結晶受入部上に支
持されており、実質的に軸線を横切る方向にウインドウ
を経て伝達される放射線に応答して電荷にて分類された
出力を発生するようになっている。結晶の背面に対し電
気的バイアスを与えると共に電荷にて分類された出力を
伝達する導電性を有する接点構造体が設けられており、
また少くとも一つの前置増幅段が結晶に隣接してアクセ
スチューブ内に配置されている。前置増幅段はそれに伝
達される電荷にて分類された出力を受ける入力端子を有
し、増幅された出力を発生するようになっている。増幅
された出力を受けると共に電気的バイアスを与えるべく
前置増幅段と接続された一端を有する電気的伝達構造体
が設けられており、該構造体はベース部の他端領域まで
通路に沿って延在している。更に電気的伝達構造体の他
端と接続可能であり、電気的バイアスを与えると共に増
幅された出力を受け且これを電気的に処理して出力信号
を発生する信号処理及び制御装置が設けられている。

【００１０】本発明の他の一つの特徴は、放射線源を検
出しその位置を特定するための装置である。この装置は
放射線が通過可能なウインドウ領域まで延在する室を有
する円筒形のハウジングを含んでいる。室内に配置され
た結晶マウントが設けられており、該結晶マウントは内
面を有する結晶受入れキャビティを有し、ウインドウ領
域に隣接してこれより隔置された状態に配置されてい
る。結晶受入れキャビティの内面及びその上に配置され
た導電性を有する変形可能なクッション層上には電気絶
縁性のポリマー層が配置されており、クッション層は上
面と、ポリマー層と当接した状態に配置されエラストマ
接着剤によりポリマー層に接着された下面とを有してい
る。クッション層の上面に自由に当接した状態に配置さ
れた背面を有する放射線応答性を有する結晶が設けられ
ており、結晶はウインドウ領域に間近に近接してこれよ
り隔置された状態に配置された背面とは逆向きの前面を
有し、ウインドウ領域を経て伝達される放射線に応答し
て電荷出力を発生するようになっている。ポリマー層と
クッション層の下面との間に配置された前方部分を有す
る導電性の接点構造体が設けられており、この接点構造
体は接着剤によりクッション層の下面に電気的に接触し
た状態に保持されている。また接点構造体は結晶の背面
に対し電気的バイアスを与え、背面より電荷出力を受け
る。リテーナ構造体がウインドウ領域に隣接してこれよ
り隔置された状態にて結晶マウント上に配置され、結晶
をクッション層の上面に対し圧縮によって押付けた状態
に保持している。接点構造体を経て電気的バイアスを与
えると共に電荷出力を受け且これを電気的に処理する電
気回路が設けられている。

【００１１】更に他の一つの特徴として、本発明は体の
ある領域に挿入されるよう所定の直径のポートを有する
カニューレを貫通して延在可能であり、放射線を放出す
る位置特定物質が存在する組織を検出する腹腔鏡装置を
提供する。腹腔鏡装置は手により把持可能なベース部
と、ポートを貫通して摺動可能な寸法に設定されベース
部に固定された細長いアクセスチューブとを含んでい
る。チューブは組織にアクセスし得るよう選定された長
さだけ軸線に沿って先端まで延在しており、実質的に平
坦なウインドウを含む検出器支持部を有している。ウイ
ンドウは放射線が通過可能に構成されており、先端より
根元側方向へ延在している。放射線減衰物質にて構成さ
れた結晶マウントが設けられており、該結晶マウントは
検出器支持部内に配置され、内面を有する結晶受入れキ
ャビティを有し、該キャビティはウインドウに隣接して
これより隔置された位置に設けられている。受入れキャ
ビティ内には背面を有するテルル化カドミウム結晶が配
置されており、結晶はウインドウに隣接してこれより隔
置された状態に配置された前面を有し、実質的に軸線を
横切る方向に伝達される放射線に応答して出力を発生す
るようになっている。結晶の背面に対し電気的バイアス
を与えると共に出力を伝達する導電性の接点構造体が設
けられている。結晶の前面に対し電気的接地状態を与え
る接地構造体が設けられており、また電気的バイアス及
び接地状態を発生すると共に出力を受け且これを電気的
に処理する信号処理及び制御装置が設けられている。

【００１２】本発明の他の目的は一部は明らかであり、
一部はこれ以降の説明に於て明らかになる。

【００１３】従って本発明はこれ以降の詳細な説明に於
て例示される構造、要素の組合せ、部材の配列を有する
種々の装置を含むものである。

【００１４】以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実
施例について詳細に説明する。

【００１５】

【実施例】一般的なＲＩＧＳ法は、腫瘍性組織により生
成され又は腫瘍性組織に関連するマーカーと特異に結合
する有効な量の放射性標識された位置特定物質を患者の
体内に導入することより始められる。位置特定物質は腫
瘍性組織又は腫瘍により生成され又はこれらに関連する
マーカー（例えば癌細胞又は癌生成物）と結合すること
により腫瘍の部分に於て優先的に濃度を増大する物質を
含んでいる。現在のところ好適な位置特定物質は主とし
て抗体（全体及び単クローン）、抗体片、抗体全体及び
抗体片のキメラバージョン、抗体全体及び抗体片の人体
用バージョン、腫瘍に特異性を有する他のキャリア、即
ち位置特定物質を含んでいる。しかし例えば米国特許第
４，９４６，７７８号公報に記載されたＳＣＡの如き単
鎖抗体やこれと同様の物質が既に開発されており、これ
らの物質も有効である。更に生化学や遺伝子工学により
腫瘍性組織の部分に於て選択的に濃度を増大するという
点に於て抗体の機能を擬態する物質が製造されるであろ
うが、かかる物質は従来の定義の「抗体」には含まれな
い。本明細書に於ける「位置特定物質」なる用語は、今
日の抗体及びこれと等価な物質のみならず、ＲＩＧＳシ
ステムの方法に於て抗体を擬態すると判定される物質を
含むものとして使用される。

【００１６】腹腔鏡法に対し放射性抗体案内外科法（Ｒ
ＩＧＳ）を適用するためには互いに関連する種々の局面
を受入れる必要がある。従来よりＲＩＧＳシステムに使
用されている手持ち型の放射線検出プローブが１９９１
年１２月１０日付にて発行され本願出願人に譲渡された
米国特許第５，０７０，８７８号公報に記載されてい
る。このプローブには前向きの態様にて装着された十分
な表面積を有するテルル化カドミウムが使用されてい
る。プローブは外科医により保持され、その先端に設け
られたウインドウ要素は検査される組織に沿って横方向
に移動される。ＲＩＧＳ外科法は腫瘍性組織に位置する
キャリアより発生される放射線の量が非常に僅かである
場合の方法であるので、結晶は十分な量の放射線を捕捉
するに十分な表面積を有していることが必要である。同
様に、放射線伝播の逆二乗則により、結晶の表面が組織
より離れる方向へ移動されるにつれて放射線の量が急激
に減少するので、外科医はプローブのウインドウの背後
に位置する結晶の表面と放射性を有する組織との間を非
常に近接した状態に維持する必要がある。実際のとこ
ろ、かかる放射線伝播の逆二乗則を適用することによ
り、腫瘍性組織の範囲又は境界を明確に描写することが
補助される。コリメータは放射線の位置を明確化するこ
とができず、逆に腫瘍の部分に位置する弱い放射線源よ
り受ける放射線の数を減少させるので、コリメータは放
射線エネルギが低いシステムには使用されない。腹腔鏡
外科の観点からは、カニューレのポートにより制限され
る直径、例えば１２mm以下の直径を有するアクセスチュ
ーブを備えた腹腔鏡装置を操作し得ることが必要であ
る。本発明の開発の過程に於て、上述の直径に関する制
約によりテルル化カドミウムの如き放射線検出結晶の利
用可能な表面積が制限されてしまうことが解った。放射
線検出プローブが前方観察式の腹腔鏡法に使用される場
合には、比較的直径の小さい結晶により得られるカウン
ト率が低いことに加えて、プローブが体腔に沿って長手
方向に放射線源に近付けられると、結晶はその周りにシ
ールディングが配置されていることにより放射線源を横
切って移動するので、腹腔鏡装置の応答性が低下する。
例えば垂直方向より体腔内に於て腹腔鏡装置を横方向に
移動させる場合には、検査等が好ましからざる程度にま
で制約される。従って腹腔鏡装置はそれがカニューレに
挿入されること及び体腔内に於てある程度水平方向に操
作されることに関連する直径の制約の範囲内に於て構成
される必要がある。更に腹腔鏡装置は動作上有効な放射
線検出感度を達成するに十分な表面積を有する検出用の
テルル化カドミウム亜鉛の如き結晶を保持し得るもので
なければならない。更に腹腔鏡装置はカニューレを経て
同一の体腔内に挿入されるテレビカメラにて二次元的に
観察しつつ弱い放射線によって腫瘍性組織の位置を特定
し得るものでなければならない。また腹腔鏡装置は外科
医の触覚に置き代ると共に、現在のところ二次元に制約
される外科医の視覚をサポートするものでなければなら
ない。

【００１７】図１に於て、本発明の特徴を有する腹腔鏡
装置が符号１０にて全体的に示されている。腹腔鏡装置
１０は手により把持し得る円筒形のベース部１２を含
み、該ベース部に対し細長いアクセスチューブ１４が固
定されている。アクセスチューブ１４は腹腔のうち腫瘍
性組織の検出やその位置の特定が行われる領域にアクセ
スすることに関し外科医にとって便利な長さのものであ
る。この長さは例えば先端１６までの長さで見て約１４
inch（３６cm）であってよい。この電子先端１６より手
元側には符号１８にて全体的に示された検出器支持部が
設けられており、検出器支持部１８は線２０にて示され
た接続部まで延在している。チューブ１４は例えば１１
mmの外径を有する円筒形をなしており、従って従来の直
径１２mmのカニューレのポートを経て挿入するに適した
ものである。かかる円筒形の形態は先端１６まで与えら
れているが、腹腔鏡装置１０内に装着される検出器結晶
はそれに衝突する放射線を側方観察の態様にて検出する
ようになっている。放射線の検出は検出器支持部１８に
配置され幾分か細長い長方形の外径を有する平坦なウイ
ンドウ２２を経て行われる。ウインドウ２２よりこれに
間近に近接して隔置された検出器結晶は信号処理及び制
御回路によって動作され、信号処理及び制御回路はコン
ソールに設けられた図には示されていないコネクタ及び
ベース部１２より延在する可撓性を有する被覆ケーブル
２４を経て腹腔鏡装置１０に接続される。一般に信号処
理及び制御回路の素子はコンソール内に収容され、コン
ソールにケーブル２４が接続され、コンソールは無菌の
外科手術領域外に配置される。しかし幾つかの信号処理
素子は腹腔鏡装置１０それ自身に設けられる必要があ
る。図２に於て、結晶マウント装置が符号２６にて全体
的に示されており、結晶マウント装置２６はアクセスチ
ューブ１４内の検出器支持部１８に配置されている。結
晶マウント装置２６に隣接した位置には符号２８にて全
体的に示された前置増幅段が配置されている。チューブ
１４内の通路の大きさの制約に応じて、腹腔鏡装置１０
の前置増幅段を二つの部分に分割することが好ましい。
従って前方前置増幅段２８が結晶マウント装置２６に近
接して配置され、前方前置増幅段２８は例えば破線３０
にて示された被覆ケーブルを経て同じく破線にて示され
た第二の、即ち最終前置増幅段３２と通信するようにな
っており、最終前置増幅段３２はベース部１２内に設け
られている。ケーブル２４は最終前置増幅段３２と電気
的に接続されている。

【００１８】図３及び図４に結晶マウント装置２６の構
造が詳細に示されている。これらの図に於て、γ線を減
衰させるために選択された鉛の如き物質にて形成された
結晶マウント３４が設けられており、結晶マウント３４
は検出器支持部１８に於てチューブ１４の通路内に挿入
されている。この結晶マウント３４は平坦な上面３６及
び段差状に切下げられた面３８を有する実質的に円筒形
をなしている。平坦な上面３６には長方形の結晶受入れ
及び支持キャビティ４０が掘下げられた状態にて形成さ
れている。結晶マウント３４はチューブ１４の別の円筒
形の先端要素４２内に配置されている。この場合先端要
素４２はウインドウ２２を郭定するよう平坦な部分を有
し、チューブ１４の先端に設けられた段差状の小径の面
４４（図３参照）に摺動可能に取付けられている。面４
４に対する先端要素４２の保持は導電性を有するエポキ
シセメントを用いて行われる。この場合先端要素４２の
取付けはチューブ１４内に形成された通路４６内へ体液
が漏洩することがないよう行われなければならない。結
晶マウント３４の平坦な上面３６は先端要素４２のウイ
ンドウ２２の下面に間近に隣接してこれより隔置されて
いる。このことにより放射線に応答する結晶をウインド
ウ２２の面にできるだけ近接して配置することができ
る。図３は結晶マウント３４に形成された通路４８を示
しており、通路４８は結晶マウント３４の背面に形成さ
れた開口５０よりキャビティ４０の底面に形成された対
応する開口５４まで延在している。

【００１９】図３乃至図５との関連でた上述した構造
は、γ線、特に本発明が対象とする外科手術にとってエ
ネルギレベルが非常に低い^１２５Ｉより放出されるγ線
にて標識された位置特定物質を検出するために使用され
るものである。かかる目的でテルル化カドミウム亜鉛の
検出用結晶が使用される。かかる結晶はアメリカ合衆国
カリフォルニア州、サンジエゴ所在のＡｕｒｏｒａ Ｔ
ｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．より販売されてい
る。本発明の腹腔鏡装置に於ては、検出の目的で使用さ
れる結晶はカウンティングの効率を改善し得るに十分な
大きさの表面積を有していることが好ましい。放射線検
出機能を果す表面積は従来のＲＩＧＳ外科に於て使用さ
れている前方観察型の結晶マウントの表面積と等価であ
ることが好ましい。かかる必然的に制約される装置の直
径を維持しつつ上述の要件の表面積を達成すべく、チュ
ーブ１４の中心軸線６２と平行な長手方向の寸法を有す
る長方形のテルル化カドミウム亜鉛の結晶６０が使用さ
れる。テルル化カドミウム結晶はマイクロホン効果（圧
電効果）を呈するので、かかる用途の目的で結晶を取付
けるためには摩擦により発生されるノイズや結晶が取付
けられる環境より結晶６０へ音響ノイズ等が伝達される
ことにより発生されるノイズが確実に回避されなければ
ならない。マイクロホン効果により誘発されるノイズを
回避しつつ上述の如き所要の結晶の取付けを達成すべ
く、キャビティ４０はまず電気絶縁性のポリマー層６４
にて覆われる。ポリマー層６４は重合炭化水素のＣ連鎖
がＳｉ−Ｏ連鎖に置換えられたエラストマであるシリコ
ーンゴムと一般に指称されるシリコーンにて形成されて
いることが好ましい。かかる材料は例えば「ＳＩＬＡＳ
ＴＩＣ」なる商品名にて販売されている。この場合ポリ
マー層６４は離型剤が塗布された長方形の型を用いて長
方形の容器として形成されてよい。例えば６０Ｖの所要
の電気的バイアスが図３に於て回路板７０との接続部よ
り通路４８の開口を経てキャビティ４０の開口５４まで
延在するマルチストランドのワイヤ６８を含む電気接点
構造体により結晶６０の下面８２に与えられる。図４に
於て符号７２にて全体的に示されている如く、ワイヤ６
８の複数のストランドが開口５４に於てポリマー層６４
上に広げられている。更にキャビティ４０の底面に於て
電気絶縁性のポリマー層６４上には、ストランド７２及
びポリマー層６４の上面上に配置された下面７６を有す
る導電性のクッション層７４が配置されている。マイク
ロホン効果によりノイズが発生されることを回避すべ
く、クッション層７４の下面７６は熱的に安定なシリコ
ーンゴムの上面に接着される。かかる目的で追加の量の
「ＳＩＬＡＳＴＩＣ」材料が使用されてよい。電気絶縁
性を有するエラストマ接着剤は長時間経過したり高温の
条件下に於てもその弾性を維持することが好ましい。か
くして図示の構造に於ては、電気的バイアス及び電荷の
伝達に関する電気通信は接点としてのストランド７２よ
り導電性のクッション層７４の上面７８に与えられる。
導電性のクッション層７４は有効な導電体に変化させる
ほどにまでカーボンが充填されたＴＥＦＬＯＮ不織布と
して与えられることが好ましい。一般にこの材料は「Ｇ
ｏｒｅ−Ｔｅｘ」なる商品名にて販売されている伸張さ
れた炭素含有高結晶質未焼結ポリテトラフルオロエチレ
ンである。

【００２０】テルル化カドミウム亜鉛結晶６０の下面８
２は、導電性を有するクッション層７４の上面７８上に
これに自由に当接した状態にて配置されている。シリコ
ーン接着剤の一部が結晶６０のエッジの周りに食出し有
益な効果が得られる場合を除き、上述の二つの面の接合
部には接着剤は使用されない。上述の如き配置により結
晶６０の上面８４がウインドウ２２の下面に間近に近接
した位置に位置決め決めされる。結晶６０及びそのマウ
ントを所定の位置に組立てられた状態に維持すべく、薄
い弾性変形可能なシート８６が結晶６０の上面８４を含
む組立体上に伸張された状態にて被せられる。シート８
６は結晶を圧縮によって下方へ付勢し、これにより腹腔
鏡装置の性能を改善する。シート８６はカーボンにて充
填されたゴムとして与えられてよく、この場合には結晶
６０の上面８４に所要の接地状態を与えるという第二の
目的を果す。結晶６０上にシート８６を伸張された状態
にて被せる場合には、シートは図３に示されている如く
結晶マウント３４の前端部分９０に於て機械的ねじ及び
ワッシャの組合せ８８により固定される。シート８６の
他端は図３及び図４に於て符号９２にて示された機械的
ねじ及びワッシャの組合せにより結晶マウント３４の面
３８に同様に固定される。接地状態は結晶マウント３４
よりシート８６へ伝達され、結晶マウント３４は前方前
置増幅段２８を介して接地接続される。回路板７０はね
じ９４により結晶マウント３４の面３８に取付けられて
いる。

【００２１】結晶６０がかくして腹腔鏡装置１０の検出
器支持部１８内に取付けられると、結晶６０の上面８４
は音響又は振動によりノイズが発生されることを回避す
べく非常に小さい間隙９６だけウインドウ２２の下面よ
り隔置される。しかしウインドウ２２の外面より結晶６
０の上面までの距離は非常に小さく、例えば２mm以下で
ある。このことにより、結晶６０の上面８４を検査され
る組織に非常に近い位置に配置することができる。実質
的に円筒形の腹腔鏡装置１０に於てウインドウ２２が平
坦に設定されているので、このことによっても結晶を検
査される組織に間近に近接して配置することができる。
放射線のレベルが低いこと及び放射線伝播の関係が実質
的に逆二乗則の関係にあることに鑑みれば、腹腔鏡装置
１０の動作の目的で上述の如く距離を設定することは非
常に重要である。図６には放射線源よりの距離に対する
腹腔鏡装置１０の感度が示されている。図６は１マイク
ロキュリーの放射線源（¹²⁹ Ｉ）を使用して得られた曲
線１００を示している。放射線源は結晶６０の上面８４
より徐々に遠避けられる。ちょうどウインドウ２２の上
面に放射線源を配置することと等価である２mmの距離に
於ては、カウント値は約３０００カウント／秒であるこ
とが解る。しかし曲線１００より、ウインドウ２２に最
も近い位置に於ける初期カウント値は放射線源より約４
mmの距離に於て２０００カウント／秒に低下することが
解る。かくしてカウント値が急激に低下することは、ウ
インドウ２２の平坦部及びそれを結晶６０の上面８４に
近接して配置することの重要性を示している。

【００２２】結晶６０を側方観察方向に配置すること、
即ち腹腔鏡装置１０の軸線６２に実質的に平行に配置す
ることの有効性は従来の腹腔鏡法と比較することによっ
て理解される。図７には人体解剖の解図が図示されてい
る。

【００２３】図７は肋骨の近傍に位置する肝臓１１２を
有する水平の人体１１０の図示である。この領域には肝
臓１１２の門脈の周りに対応するリンパ節を有する肝胃
間膜が存在する。リンパ節は現在のところＲＩＧＳシス
テムを使用する外科医の一部にとって関心のある対象で
ある。肝臓１１２の下方には結腸が存在する。結腸の長
さは１２０〜２００cmである。上行結腸１１４は腸骨窩
より肝臓１１２の下面まで延在している。次いで横行結
腸１１６が下行結腸１１８まで延在し、更にＳ状結腸ま
で延在しており、Ｓ状結腸は腸間膜により懸垂支持され
ている。図に於て腹腔鏡装置１０は臍の下方に配置され
たカニューレ１２２に挿入されている。腹腔鏡装置１０
の検出器支持部１８は、臍の上方に配置されたカニュー
レ１２８に挿入された腹腔鏡ビデオカメラ１２６により
観察される状態で腫瘍領域１２４を横断方向及び長手方
向に幾分か水平にスキャニングしている状態にて図示さ
れている。典型的には気腹後に他のポートが人体１１０
に開かれる。かくして外科医が腹腔鏡装置１０をそのベ
ース部１２にて把持すると、腹腔鏡装置は手術現場に隣
接して配置されたビデオモニタにて二次元カラー映像と
して観察される状態で検査される領域の周りに操作され
る。

【００２４】図８は図７に示された符号と同一の符号を
使用して人体との関連で行われる同様の検査を示してい
る。この検査に於ては、腹腔鏡装置１０は臍の下方に配
置されたカニューレ１４０に挿入されているが、下行結
腸１１８、特に符号１４２にて示された腫瘍領域につい
てスキャニングを行い得るよう配置されている。テレビ
モニタにてかかるスキャニング動作を観察すべく、腹腔
鏡カメラ１２６はカニューレ１４４に挿入され、カメラ
１２６はそれが検査されるべき腫瘍領域１４２の周りを
スキャニングする際に腹腔鏡装置１０の検出器支持部１
８を観察するよう位置決めされる。かかる検査中には腹
腔鏡装置１０の回転方向の位置を視覚映像として読取る
ことが好ましいことが解っている。図９に於て、細い線
１４６が検出器支持部１８を含むアクセスチューブ１４
の背面にその長手方向に沿って刻印されている。この線
はビデオカメラ１２６により観察され、またそれが体腔
外の外科医によっても観察されるようベース部１２まで
延在している。線１４６は平坦なウインドウ２２の中心
とは反対の側にて腹腔鏡装置に沿って設けられている。

【００２５】図１０に於て、上述の横断方向のスキャニ
ング及び長手方向のスキャニングに関する腹腔鏡装置１
０の出力がそれぞれ曲線１４８及び１５０にて示されて
いる。図６に於て上述したものと同一の放射線源及び一
般的セットアップが実験的設定に於て使用された。腹腔
鏡装置１０に使用されたテルル化カドミウム結晶６０は
７mm×１４mmの寸法を有していた。横断方向のスキャニ
ングについての曲線１４８を得るべく、放射線源がウイ
ンドウ２２の中心位置よりその面に沿って外方へ移動さ
れた。距離０に対応するこの中心位置はカウント／量に
て表される出力に幾分か明確なピークを示しており、こ
のピークは結晶の幅方向の寸法が短いことによるものと
考られる。また曲線１５０を得るべく、腹腔鏡装置の先
端１６が０位置に設定された。従って曲線１５０は曲線
１４８に対しシフトされており、テルル化カドミウム結
晶６０の長手方向の寸法が比較的大きいことに対応して
ピーク幅の広い応答を示している。

【００２６】図１１及び図１２に腹腔鏡装置１０に使用
される信号処理及び制御回路のブロック線図が図示され
ている。図１１に於て、使用されている結晶、例えば結
晶６０はライン１５７により接地された一方の面を有
し、他方のバイアスされた面はライン１５８及び１５９
によりブロック１６０にて示されたバイアスフィルタに
接続されている。バイアスフィルタ１６０は図１１に於
て破線の境界により示された前述の前方前置増幅段２８
の一部である。フィルタ１６０への入力はケーブル２４
（図１参照）より与えられ、図１１に於ては同じく符号
２４にて示されたケーブルを経て与えられるものとして
ライン１６１により表されている。ライン１５８は図３
を参照して上述したライン６８と対応しており、結晶６
０の下面に対し例えば６０Ｖの適当なバイアスを供給す
る。このバイアスは図１２に於てブロック１６２にて示
された電源よりライン１６３を経て供給される。

【００２７】結晶６０よりのライン１５８は前方前置増
幅段２８の積分段１６４に接続されている。検出された
放射線外乱信号、即ち電荷にて分類された信号の積分値
はライン１６５ａを経てブロック１６６にて示されたド
ライバ増幅回路網へ供給される。ライン１６５ａも図２
を参照して上述した如くアクセスチューブ１４の通路４
６を経てベース部１２内の第二の前置増幅段３２まで延
在する被覆ケーブル３０の一部である。またケーブル３
０はそれぞれライン１６５ｂ及び１６５ｃにより接地さ
れ、＋１２Ｖ電源に接続されている。ライン１６５ｃに
て示された１２Ｖ電源はライン１６７にて示されている
如く電源１６２（図１２参照）よりドライバ増幅段１６
６へ供給され、ライン１６７は図１１に示されている如
くプローブ電流回路網１６８に接続されている。回路網
１６８はライン１６９により示されている如くマイクロ
コンピュータによって制御されることにより、例えば腹
腔鏡装置１０が米国特許第４，８０１，８０３号公報に
詳細に記載されたコンソールをベースとする制御装置に
適正に接続されているか否かを判定するための信号を発
生する。前置増幅段３２への１２Ｖ電源の供給はケーブ
ル２４及びライン１７１を経てドライバ増幅段１６６に
接続されたライン１７０により行われる。

【００２８】また腹腔鏡装置１０に対する接地状態は、
図１１に於てケーブル２４まで延在しライン１７３を経
てドライバ増幅段１６６まで延在するライン１７２にて
示されている如く電源１６２により与えられる。

【００２９】ドライバ増幅段１６６の出力はケーブル２
４内に延在するライン１７４に与えられ、更にライン１
７５を経てブロック１７６にて示された平準化増幅回路
網の入力端子に与えられる。平準化増幅回路網１７６は
ある与えられた腹腔鏡装置１０に特徴的なノイズを増幅
又は減衰し、即ちスケーリングし、その値を平準化して
後の比較段に於ける比較に適した状態にする。一般に
¹²⁵ Ｉを使用するシステムに於ける２７ kevのエネルギ
レベルのγ線により発生されるパルスはノイズのレベル
よりも約５倍高い。平準化増幅回路網１７６はかかるノ
イズのレベルを所定のレベル、例えば２００ mＶに設定
し、その結果得られる比例する有効γ線関連パルスは比
較機能を確保すべく約１Ｖ高い値になる。増幅回路網１
７６はライン１７８を経てブロック１７７により示され
たデジタル−アナログ変換回路網により制御される。回
路網１７７は図１２に示されている如くマイクロコンピ
ュータ回路網１８０に接続されたライン１７９により制
御される。回路網１７６により発生された平準化された
出力はライン１８１及び１８２を経てブロック１８３に
より示されたノイズ平均化回路網へ供給される。回路網
１８３はある与えられた腹腔鏡装置１０を含むある与え
られたシステムのノイズについて振幅の平均値を判定
し、マイクロコンピュータ回路網１８０により上述の如
く情報として使用される対応する信号をライン１８４に
出力する（ノイズアンプとして機能する）。この情報
は、平準化増幅回路網１７６に使用されるだけでなく、
比較機能のための低ウインドウ値を発生するためにも使
用される。

【００３０】また１８２はライン１８６によりブロック
１８８にて示されたパルス取得回路網に接続されてい
る。この回路網はマイクロコンピュータ回路網１８０に
より動作せしめられると、ライン１８６に与えられるパ
ルスの最高振幅の値を取得する。この情報は周期的にラ
イン１９０を経てマイクロコンピュータ回路網１８０へ
伝送される。一種のピーク検出器を示すこの回路網は
「スナップショット回路」と呼ばれることがある。また
ライン１８２はライン１９２によりブロック１９４にて
示されたバッファ増幅回路網に接続されており、この回
路網は受けたパルスを示す出力であって例えば図には示
されていないコンソールに於てシステムに使用される出
力をライン１９６に与える。

【００３１】ライン１８１は図１２に示されている如く
ライン１９８を経てブロック２００にて示されたアッパ
ウインドウコンパレータ及びブロック２０２にて示され
たロアウインドウコンパレータの一方の入力端子に接続
されている。コンパレータ回路網２０２に於て比較の目
的で使用される閾値はライン２０４により与えられ、好
ましくはライン１８４より与えられるノイズ振幅信号よ
り僅かに高いレベルにてマイクロコンピュータ回路網１
８０のロジックにより発生される。勿論これらのウイン
ドウの設定はマニュアルにより行われてもよい。同様に
アッパウインドウコンパレータ回路網の閾値は対応する
ライン２０６により設定される。この閾値の設定はパル
ス取得回路網１８８より得られる情報に基づいて行われ
る。

【００３２】図１１に於て、アッパ及びロアウインドウ
コンパレータ回路網の閾値の選定はデジタル−アナログ
変換回路網１７７を制御するマイクロコンピュータ回路
網１８０の制御下にて行われる。例えば２５６段階の振
幅よりなる出力を発生することはデジタル−アナログ変
換回路網１７７の特徴である。段階的増分の割合は発生
される電圧値のある範囲に亘り幾分か変化する。従って
この回路網１７７よりの出力はそれぞれライン２０８及
び２１０を経てブロック２１２及び２１４にて示された
方形化回路網へ導かれる。これらの回路網はライン２０
８及び２１０に於ける現在の出力を方形化し、これによ
りライン２０４及び２０６に於ける閾値決定出力の増分
割合を均一化する。

【００３３】図１２に於て、コンパレータ回路網２００
及び２０２の出力は与えられた閾値よりも高いか低い候
補パルスを示し、これらのパルスはそれぞれライン２１
６及び２１８に沿って「ＵＷパルス」及び「ＬＷパル
ス」と表示されている。ライン２１６及び２１８はブロ
ック２２０にて示されたリアルタイムパルス弁別回路網
に接続されており、弁別回路網２２０は有効パルスの存
在又は不保存を判定すめためのブールロジックを有して
いる。有効パルスはライン２２２を経てマイクロコンピ
ュータ回路網１８０へ出力される。

【００３４】マイクロコンピュータ回路網１８０は多数
の動作モードにて動作し、外科医が腫瘍性組織の位置を
特定し腫瘍性組織を識別することを補助する聴覚出力及
び視覚出力を発生する。聴覚出力については、ライン２
２４及び音量制御回路網２２６にて示されている如く、
音量制御機能はライン２２８及びソリッドステート型の
ポテンシオメータ２３０により制御される振幅変動にて
与えられる。ポテンシオメータ２３０に対する制御はラ
イン２２９により行われる。更にサイレン型の周波数変
動がライン２３２を経てブロック２３４にて示されたオ
ーディオ増幅回路に与えられ、増幅回路２３４はライン
２３８を経てスピーカ２３６を駆動する。上述の如きサ
イレン型の構造が設けられているので、スピーカ２３６
よりの周波数出力は腹腔鏡装置１０が高濃度の放射線の
部位に近付けられるにつれて増大する。勿論オペレータ
のオプションにより従来のクリックやビープが採用され
てもよい。

【００３５】マイクロコンピュータ回路網１８０はバス
２４０により示されている如く入出力回路網２４２をア
ドレスし、入出力回路網２４２はバス２４４により示さ
れている如く種々のパルスカウント出力を発生すると共
に、音量レベル、パルス高さ、ノイズレベル、バッテリ
残量を示す出力を発生する。これらの出力はブロック２
４５にて示された視覚的ディスプレイに視覚情報として
与えられる。同様に入出力回路網２４２は制御システム
に使用されブロック２４１及び入力バス２４３にて示さ
れている如きスイッチ等のスキャニングを行う。所与の
カウンティング動作中には、マイクロコンピュータ回路
網１８０はライン２４８を経てブロック２４６にて示さ
れた発光ダイオード駆動回路網を制御する。駆動回路網
２４６はライン２５０を経てブロック２５１にて示され
た発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイに対し入力信
号を出力する。制御システムには従来の型式のシリアル
出力ポートが設けられていてよく、ブロック２５２にて
示されたこれらのポートはマイクロコンピュータ回路網
１８０よりライン２５４を経てアドレスされ、バス２５
６にて示された出力要素及び入力要素を有している。ブ
ロック２５８及びバス２６０により示されている如く、
マイクロコンピュータ回路網１８０の機能との関連で非
揮発性メモリを有するリアルタイムクロック−カレンダ
が設けられていてよい。更にマイクロコンピュータ回路
網はブロック１６２により示された電源の性能をモニタ
するために使用されてもよい。このことはマイクロコン
ピュータ回路網がブロック２６２にて示されバス２６４
及び２６６により接続されたマルチプレクサと共働する
ことにより達成される。また電源１６２はライン２６８
により示されている如く回路のロジックレベルの素子に
＋５Ｖの電源を与え、ライン２７０に−５Ｖの電源を与
え、ディスプレイを駆動する目的でライン２７２に−９
Ｖの電源を与え、更には前置増幅段のアナログ回路のた
めの基準入力を与えるべくライン２７４にて示されてい
る如く２．５Ｖの基準電源を与える。

【００３６】図１１に於て、マイクロコンピュータ回路
網１８０は瞬時パルスレートに対応する入力信号をデジ
タル−アナログ変換回路網１７７に与え、この情報はラ
イン２７８を経てブロック２７６にて示されたパルスレ
ート増幅回路網へ伝達される。ライン２８０に与えられ
る出力は例えばコンソールの適宜な位置に出力される。
パルスレート増幅回路網２７６はシステムのうちそれよ
り下流側の要素を試験するための較正パルスを発生する
ためにも使用される。従ってマイクロコンピュータ回路
網１８０は増幅回路網２７６に与えられる所定のパルス
レベルをデジタル−アナログ変換回路網１７７を経て出
力する。ライン２８８に於ける出力はブロック２８４に
より示されている如くライン２８６に於けるマイクロコ
ンピュータよりの入力よりライン２８２に於ける較正パ
ルスへパルス幅が選択的に切換えられる。

【００３７】図１３に於て、腹腔鏡装置１０に採用され
ている二段式の前置増幅段が符号２９０にて全体的に示
されている。前置増幅段２９０は符号３２にて全体的に
示された第二の前置増幅段と被覆ケーブル３０により接
続された前述の前方前置増幅段２８を含んでいる。前置
増幅段２９０は符号６０にて示された放射線検出結晶と
共働し、符号１６０にて全体的に示された前述のバイア
スフィルタ及び積分段１６４を含んでいる。ケーブル３
０の要素がライン１６５ａ〜１６５ｃにて示されてい
る。前述の如くバイアスはライン１６１より与えられ
る。このバイアスは抵抗器Ｒ１、Ｒ２及びコンデンサＣ
１よりなるバイアスフィルタ１６０を経て結晶６０の一
方の側に与えられる。コンデンサＣ１はバイアスを伝達
するラインに発生されることがあるスプリアスノイズを
除去するローカルフィルタを与える。結晶６０の反対側
は前述のライン１６５ｂにより接地されている。結晶バ
イアス抵抗器Ｒ２は高い抵抗値、例えば約５０ＭΩを有
しており、この抵抗値は結晶よりの電流の変化を吸収す
ることを回避するために選定される。積分段１６４に対
する入力信号はＮチャンネル型の接合電界効果トランジ
スタ（ＪＦＥＴ）Ｑ１のゲート入力端子に接続されたラ
イン２９２及び結合コンデンサＣ２を経て与えられる。
またライン２９２はライン２９４及びバイアス抵抗器Ｒ
３によりライン１６５ｂに接続され接地されている。抵
抗器Ｒ３の抵抗値は抵抗器Ｒ２の抵抗値に対応して選定
され、好ましくは信号の吸収を回避すべく約２００ＭΩ
に選定される。一般に抵抗器Ｒ２の抵抗値は約１０〜１
００００ＭΩの範囲の値に選定される。トランジスタＱ
１は積分素子として漂遊容量にて機能し、更にはソース
フォロア電荷増幅器として機能し、その目的は低電流及
び低ノイズに適したインピーダンスゲートよりインピー
ダンスを変化させることである。一般にＪＦＥＴは本発
明の装置が使用される室温条件下に於て最も低い電流ノ
イズを呈する。更にＪＦＥＴは高い周波数応答（広い帯
域幅）及び高増幅係数、即ち高い相互コンダクタンスを
呈する。後者の点に鑑みれば、ＪＦＥＴはライン２９６
に接続されたそのソース端子に大きい電流の変化を発生
する。ライン２９６はソース負荷抵抗器Ｒ４を経て接地
ライン１６５ｂに接続されている。抵抗器Ｒ４は直流電
流戻し装置として機能する。トランジスタＱ１のドレイ
ン端子はライン１６５ｃにより＋１２Ｖの電源に接続さ
れており、この端子はコンデンサＣ４及び抵抗器Ｒ５よ
りなるフィルタによって隔離される。

【００３８】ライン１６５ａに与えられる前置増幅段２
８の電荷にて分類された出力はケーブル３０及びライン
１６５ａによりＮＰＮ型のバイポーラートランジスタＱ
２のベースへ伝達される。トランジタＱ２は電圧を増幅
する機能を果し、かかる機能のために室温に於て低電圧
ノイズ特性を示す点からシンギュラーバイポーラー素子
が選定されている。更にかかる素子は対応する電界効果
トランジスタよりも高い増幅係数を有している。

【００３９】トランジスタＱ２により達成可能な増幅の
程度はそのエミッタ及びコレクタについてのインピーダ
ンス、即ちエミッタのインピーダンスにより除算された
コレクタの負荷インピーダンスの値に関連している。図
示の構成に於ては、トランジスタＱ２のエミッタはライ
ン２９８及び抵抗器Ｒ６を経て接地されており、またラ
イン２９８、３００及びコンデンサＣ５を経てバイパス
され接地されている。コンデンサＣ５は問題となる周波
数域に於て２５Ω程度の比較的低いインピーダンスを呈
する。トランジスタＱ２のコレクタはライン３０２によ
り＋１２Ｖ電源と接続されている。ライン３０２は比較
的抵抗値の高い抵抗器Ｒ７に接続されており、抵抗器Ｒ
７は抵抗器Ｒ８と直列に接続されている。ゲインを高く
すべく、ＮＰＮ型のトランジスタＱ３が「ブートストラ
ップ」回路に設けられており、これによりトランジスタ
Ｑ２に対するその有効コレクタインピーダンスが高くさ
れるようになっている。トランジスタＱ３のベースはラ
イン３０４によりライン３０２に接続されており、その
コレクタは抵抗器Ｒ９及びコンデンサＣ７よりなる減結
合フィルタと共に電源ライン１７１に接続されている。
トランジスタＱ３のエミッタはライン３０８及び抵抗器
Ｒ１０により接地され、また抵抗器Ｒ１１及びコンデン
サＣ６を有するライン３１０に接続されている。ライン
３１０は抵抗器Ｒ７とＲ８との間の部分に接続されてい
る。トランジスタＱ３はエミッタフォロアとして機能
し、抵抗器Ｒ７とＲ８との間の接続部に対し抵抗器Ｒ１
１及びコンデンサＣ６を経てブートストラッピングの要
領にて信号を供給する。抵抗器Ｒ１１は前置増幅段２９
０が二つの段に分離されていることに起因してさもなく
ば高い値になる正のフィードバックを減衰させゲインを
低下させるために回路に組込まれている。トランジスタ
Ｑ２及びＱ３は積分段１６４の一部をなすものと考えら
れてよいが、本明細書に於てはこれらのトランジスタは
ドライバ増幅段１６６と呼ばれる増幅段内に組込まれて
いる。ライン３０８の信号は、ＰＮＰ型のトランジスタ
Ｑ５と共働して増幅段の一つの要素を構成するＮＰＮ型
のトランジスタＱ４のベースに対し抵抗器Ｒ１２及びコ
ンデンサＣ９を経て供給される。このＡＣ電圧増幅器は
少数の素子しか含んでおらず、高ゲイン及び高帯域を呈
する。結晶６０に於けるγ線の作用は約５０ＫＨz 〜２
００ＫＨz の範囲に亘る周波数変動スペクトルを呈する
ので、この増幅素子の周波数応答はこれに応じて調整さ
れる。例えば応答性のハイエンドのロールオフはライン
３０８に設けられた抵抗器Ｒ１０及びライン３１０に設
けられたコンデンサＣ８により達成される。

【００４０】トランジスタＱ４のベースに対する電圧バ
イアスはドライバ抵抗器Ｒ１３及びＲ１４により電圧調
整された電源よりライン３１２を経て与えられる。電源
電圧の約１／４になるこのバイアス入力は抵抗器Ｒ９及
びコンデンサＣ７よりなるフィルタによって処理され
る。

【００４１】１２Ｖ電源はコンデンサＣ１０、Ｃ１２及
びライン３１４に設けられた抵抗器Ｒ１５よりなるπフ
ィルタにより更にフィルタリングされる。ライン３１４
はライン３１６によりトランジスタＱ５のエミッタに接
続されており、また抵抗器Ｒ１６を経てトランジスタＱ
５のベース及びトランジスタＱ４のコレクタに接続され
ている。これに対応してトランジスタＱ４のエミッタは
ライン３１８、３２０、３２２により抵抗器Ｒ１７に接
続されており、またトランジスタＱ５のコレクタ及び抵
抗器Ｒ１８に接続されている。前置増幅段２９０の出力
は抵抗器Ｒ１９を有する前述のライン１７４に与えられ
る。前置増幅段２９０のゲインは抵抗器Ｒ１７と共働し
て抵抗器Ｒ２０により設定され、コンデンサＣ１１は増
幅段の素子のための低周波ロールオフの設定を補助す
る。高周波のロールオフ特性は抵抗器Ｒ１２及びコンデ
ンサＣ１３の組合せによって更に補助され、コンデンサ
Ｃ１３はライン３２６によりライン３２４と接地ライン
１７３との間に接続されている。更に前置増幅段のロー
エンドロールオフ特性はコンデンサＣ５及び抵抗器Ｒ６
の組合せにより補助される。

【００４２】ＲＩＧＳ外科法に於ては、γ線を放射する
放射性同位体の標識に加えて、本発明による腹腔鏡装置
との関連でβ線を放射する放射性同位体が使用されてよ
い。但しこの場合にはβ線又は陽電子に応答する半導体
結晶が使用される。体内手術の用途に使用されるβ線応
答装置が例えば米国特許第５，００８，５４６号公報に
記載されている。

【００４３】これ以降の説明に於ては、図１乃至図５に
示された構成要素と同一の構成要素が図１４及び図１５
に於て付された符号にて同定される。腹腔鏡装置を使用
する外科法は先の実施例の場合と同一であるが、γ線応
答装置は変更される。但し制御回路は先の実施例の場合
と同一である。

【００４４】図１４及び図１５に内部に通路４６を有
し、また薄く細長い回路板３４０との組合せにて前置増
幅段２８の少くとも一つの初期段を有するアクセスチュ
ーブ１４を含む腹腔鏡装置１０が図示されている。腹腔
鏡装置１０の検出器支持部１８は幾分か異なった態様に
て構成れており、アルミニウム又はプラスチックにて構
成されていてよい円筒形のハウジング３４２を有し、ハ
ウジング３４２はチューブ１４の端部に設けられた小径
の表面３４４に取付けられている。一般にハウジング３
４２はエポキシ樹脂にて接合されるが、この実施例に於
けるエポキシ樹脂は導電性を有するものでなければなら
ない。ハウジング３４２は先端３４６を有し、符号３５
２にて示された周縁エッジにより郭定された長方形の孔
３５０が腹腔鏡装置の中心軸線３４８と実質的に平行に
先端３４６より根元側方向へ延在している。この孔３５
０上には４ mil（約１００μm ）の厚さを有する薄いポ
リマー製のカバー３５４が配置されており、カバー３５
４はハウジング３４２内に対し不透明性を与えるべくア
ルミニウムにて蒸着されているが、β線に対し実質的に
透過性を維持して孔３５０にウインドウを郭定してい
る。カバー３５４は例えば「Ｍｙｌａｒ」なる商品名に
て販売されているポリエステルの如き薄いポリエステル
として与えられてよい。検出器、即ち結晶素子としてβ
線、即ち陽電子には応答するがγ線に応答しない物質が
選定されることが好ましい。かかる素子はＰＮ接合を有
するよう構成されたシリコン結晶であってよく、シリコ
ン結晶は空乏層を引出すべく逆バイアスされる。かかる
結晶が結晶マウント３６０に形成された長方形のキャビ
ティ３５８内に配置された状態にて図に於て符号３５６
にて示されている。結晶マウント３６０は二次Ｘ線を発
生することなくβ線を減衰させる物質にて構成されてい
る。即ち結晶マウント３６０は特に鉛の如き重金属では
なくプラスチック等にて構成されている。結晶マウント
構成材料としてポリカーボネートが使用されてもよい。
結晶マウント３６０は前述の結晶マウント３４と非常に
よく似ており、ねじ３６０により細長い回路板３４０を
支持すべく符号３６４にて示されている如く段差状に切
下げられた平坦な上面３６２を有している。先の実施例
の場合と同様、通路３６８が通路４６に於ける開口３７
０よりキャビティ３５８の底面の中央に於ける開口３７
２まで結晶マウント３６０を貫通して延在している。シ
リコン結晶３５６はテルル化カドミウムを使用する装置
に於けるようなノイズに関しマイクロホン効果を呈しな
いので、その取付けは幾分か簡単である。この実施例に
於ては、例えば先の実施例の場合と同様に型及び離型剤
を使用してキャビティ３５８の壁面に沿ってシリコーン
又はシリコーンゴム製の層３７４が形成される。シリコ
ン結晶３５６の下面３８０とバイアスライン３７６との
接続は導電性を有する接着剤又は熱圧縮接合により行わ
れてよい。同様に結晶３５６の上面３８２の接地接続は
アルミニウムワイヤ３７８により行われてよい。アルミ
ニウムはＸ線の発生を回避する目的で使用され、熱圧縮
接合により上面３８２に接続される。

【００４５】以上に於ては本発明を特定の実施例につい
て詳細に説明したが、本発明は上述の実施例に限定され
るものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例
が可能であることは当業者にとって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による腹腔鏡装置を示す斜視図である。

【図２】図１に示された腹腔鏡装置を示す側面図であ
る。

【図３】図１に示された腹腔鏡装置の拡大部分断面図で
ある。

【図４】図１に示された腹腔鏡装置に使用される結晶及
び結晶マウントを示す分解斜視図である。

【図５】図３の線５−５に沿う断面図である。

【図６】放射線源よりの検出器の距離に対する図１に示
された腹腔鏡装置の感度を示すグラフである。

【図７】本発明による腹腔鏡装置が使用される状態を示
す人体の解図である。

【図８】本発明による腹腔鏡装置の他の一つの使用態様
を示す人体の解図である。

【図９】アクセスチューブを破断してその図１とは反対
の側を示す腹腔鏡装置の斜視図である。

【図１０】長手方向及び横断方向のスキャニングに使用
される場合に於ける本発明の腹腔鏡装置の感度を示すグ
ラフである。

【図１１】本発明の腹腔鏡装置に於ける信号処理及び制
御システムの一部を示すブロック線図である。

【図１２】本発明の腹腔鏡装置に於ける信号処理及び制
御システムの残りの部分を示すブロック線図である。

【図１３】本発明によるに使用される前置増幅段を示す
電気回路図である。

【図１４】β線を検出するよう構成された本発明による
腹腔鏡装置を示す拡大部分断面図である。

【図１５】図１４の線１５−１５に沿う腹腔鏡装置の断
面図である。

【符号の説明】

１０…腹腔鏡装置 １２…ベース部 １４…アクセスチューブ １８…検出器支持部 ２２…ウインドウ ３４…結晶マウント ６０…結晶 ６２…ポリマー層 ７４…クッション層 ３５６…結晶 ３６０…結晶マウント

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デイル エイ スリフコ アメリカ合衆国 43081 オハイオ州 ウェスターヴィル ヘイスティングス コート 319 (56)参考文献 特開 平４−83191（ＪＰ，Ａ) 実公 昭48−4527（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01T 1/161 A61B 1/00 300 G02B 23/24

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】放射線源を検出しその位置を特定するため
   の装置（１０）にして、 中心に配置された縦軸線（６２）に沿って先端（１６）
   迄延在し該先端の後方に放射線を通過させる前記縦軸線
   に実質的に平行な平らなウインドウ（２２）を備えた側
   方を向いたウインドウ領域を有する細長いハウジング
   （１４）と、 実質的に長方形の周縁を有し前記縦軸線に沿った長さ方
   向寸法と該長さ方向寸法より小さい横方向寸法とを有
   し、背面（８２）と該背面とは反対の側にあって前記縦
   軸線に実質的に平行で外向きの前面（８４）とを有し、
   前記縦方向寸法と前記横方向寸法とは前記ウインドウ
   （２２）を経て照射された放射線に応答して前記放射線
   源に実質的に整合したときピークレベルとなる電荷出力
   を発生する寸法とされている放射線応答結晶（６０）
   と、 前記ウインドウ（２２）に近接して前記ハウジング（１
   ４）により支持され、放射線を弱める材料よりなり、前
   記結晶の周囲に対応する周囲を有し前記ウインドウ（２
   ２）を経て照射された放射線にのみ応答するよう前記結
   晶（６０）を受け入れるキャビティ（４０）を有する結
   晶装着装置（３４）と、 前記キャビティ（４０）の内面上に設けられた電気的絶
   縁性のエラストマポリマー層（６４）と、 上向きに配置された面（７８）を有し前記電気的絶縁層
   （６４）に当接しエラストマ接着材により該電気的絶縁
   層に接着された導電性の変形可能なクッション層（７
   ４）と、 前記電気的絶縁ポリマー層（６４）と前記導電性の変形
   可能なクッション層（７４）の背面（７６）との中間に
   位置する前方部を有し前記背面（７６）と電気的に接触
   した状態に接着材により保持され前記結晶（６０）の背
   面（８２）に電気的バイアスを与え電荷出力を受け取る
   導電性接点組立体（６８）と、 前記導電性変形可能なクッション層（７４）の上面（７
   ８）に対し前記結晶（６０）を押し付けた状態に保持す
   べく前記ウインドウ（２２）に近接して隔置された状態
   に前記結晶装着装置（３４）上に装着されたリテーナ
   （８６）と、 前記電荷出力を受け取りこれを電気的に処理し又前記結
   晶の前面（８４）に電気的接地を与えるべく前記接点組
   立体（６８）を経て前記電気的バイアスを与える制御回
   路（１５１）とを有する装置。
2. 【請求項２】前記リテーナ（８６）は前記結晶（６０）
   の前面（８４）上に緊張状態に装着された薄い導電性の
   エラストマシートであり、該シートは前記回路組立体
   （１５１）と電気的に接続されており又前記結晶の前面
   （８４）と電気的接地接触をなす内側に向いた面とを有
   する請求項１の装置。
3. 【請求項３】放射線を放射する位置決め材が集中した組
   織を検出する腹腔鏡装置（１０）にして、 手にて掴むことができるベース部（１２）と、 前記ベース部に固定され中心に配置された軸線（６２）
   に沿って先端（１６）迄前記組織に近接するに有効な長
   さだけ延在し、前記先端（１６）より前記ベース部（１
   ２）へ向けて後方に延在し放射線を通過させる実質的に
   平らなウインドウ（２２）を含む検出器支持領域（１
   ８）を有し、腹腔鏡鞘内を摺動運動することができる寸
   法に作られた剛固な細長いアクセスチューブ（１４）
   と、 幅方向寸法より大きい前記軸線（６２）に沿う方向の長
   さ方向寸法を有する周縁輪郭を有し、背面（８２）と前
   記軸線（６２）より外方へ向いた側方に視野を有する前
   面（８４）であって前記ウインドウ（２２）に近接して
   隔置された前面を有し、前記縦方向寸法と前記横方向寸
   法とは前記ウインドウ（２２）を通って伝達される放射
   能に応答して前記前面（８４）が集中した位置決め材に
   対し実質的に整合したときピークレベルを有する信号を
   生ずる前記前面（８４）の大きさを与える如き寸法であ
   るテルル化カドミウム結晶（６０）と、 前記検出器支持領域（１８）内に配置された放射線緩和
   材よりなり、前記結晶（６０）を受け入れるキャビティ
   （４０）であって前記結晶の輪郭に対応する輪郭を有し
   前記結晶の放射線に対する応答性を前記ウインドウ（２
   ２）を通って伝達される放射線にのみ限定するようなキ
   ャビティを有し前記ウインドウ（２２）に実質的に平行
   に近接して隔置された前面（８４）を有する結晶装着装
   置（３４）と、 前記結晶の背面（８２）に電気的バイアスを与え前記出
   力を伝送する導電性接点組立体（６８）と、 前記結晶の前面（８４）を電気的に接地する接地組立体
   （８６）と、 前記電気的バイアスを与え前記出力を受け取り且つ電気
   的に処理する制御回路（１５１）とを有する腹腔鏡装置
   （１０）。
4. 【請求項４】前記キャビティ（４０）の内面上に設けら
   れた導電性のエラストマポリマー層（６４）と、 上方を向いた面（７８）と前記導電性エラストマポリマ
   ー層（６４）及び前記導電性接点組立体（６８）に接触
   するよう下方に配置された面（７６）とを有し、前記上
   方に配置された面（７８）は前記結晶の背面（８２）に
   自由に当接接触しこれに電気的バイアスを与えるように
   なっており、前記の下方に配置された面（７６）は前記
   接点組立体（６８）と前記導電性エラストマポリマー層
   （６４）とにポリマー接着材により接着されている如き
   導電性の変形可能なクッション層（７４）とを有する請
   求項３の腹腔鏡装置（１０）。
5. 【請求項５】前記結晶（６０）を前記導電性の変形可能
   なクッション層（７４）の前記上方に配置された面（７
   ８）対し押し付けられた状態に保持するために前記結晶
   の前面（８４）上に緊張状態に装着された薄いエラスト
   マのリテーナ（８６）が設けられている請求項４の腹腔
   鏡装置（１０）。
6. 【請求項６】位置決め材による放射線が発する組織を位
   置決めする腹腔鏡装置（１０）にして、 手にて掴むことができるベース部（１２）と、 前記ベース部（１２）に固定され、腹腔鏡鞘を通って摺
   動運動することができる寸法とされ、中心軸線（６２）
   に沿って先端（１６）迄前記組織に近接することができ
   る長さまで延在し、内部を通って延在する通路（４６）
   と検出器支持部（１８）とを有し、前記先端（１６）よ
   り前記ベース部（１２）へ向けて前記中心軸線（６２）
   に対し実質的に平行に延在し放射線を通すことのできる
   側方を向いた平らなウインドウ（２２）を備えている剛
   固な細長いアクセスチューブ（１４）と、 幅方向寸法より大きい前記中心軸線（６２）に沿う方向
   の長さ方向寸法を有する輪郭と、背面（８２）と前面
   （８４）とを有し、前記長さ方向寸法と前記幅方向寸法
   とにより与えられた前面（８４）に於ける前記ウインド
   ウ（２２）が前記位置決め材による放射線を発する前記
   組織に実質的に整合したときピークレベルを有する電荷
   出力を引き出すことのできる結晶（６０）と、 前記放射線を緩和する材料よりなり、前記検出器支持部
   （１８）に配置された結晶受容部（４０）であって前記
   結晶の輪郭に対応する輪郭を有し該結晶を支持して前記
   前面（８４）を前記ウインドウ（２２）に近接した位置
   に配置せしめ前記ウインドウを通って照射される放射線
   に対する前記結晶の応答性を制限し前記縦方向寸法を前
   記中心軸線（６２）に対し実質的に平行に位置せしめる
   結晶受容部を有する結晶装着装置（３４）と、 前記結晶の背面（８２）に電気的バイアスを与え前記電
   荷出力を搬送する導電性接点組立体（６８）と、 前記結晶（６０）に近接して前記アクセスチューブ（１
   ４）内に装着され前記電荷出力を受ける入口と増幅され
   た出力を導き出す少なくとも一つの前置増幅段（２８）
   と、 前記増幅出力を受け取り前記バイアスを与えるべく前記
   前置増幅段（２８）に接続された一端を有し、前記通路
   （４６）に沿って前記ベース部（１２）にある他端領域
   まで延在する電気的伝送組立体（３０）と、 前記電気的伝送組立体（３０）の他端と接続可能で前記
   電気的バイアスを与え又前記増幅出力を受け取りそれを
   電気的に処理して出力信号を与える制御回路（１５１）
   とを有する腹腔鏡装置（１０）。
7. 【請求項７】前記前置増幅段（２８）は前記通路（４
   ６）内に装着され、前記接点組立体（６８）より前記結
   晶（６０）に与えられる電気的バイアスを濾過する作用
   と前記電荷出力を集積する作用をなし、 前記制御回路（１５１）は前記ベース部（１２）の近く
   に位置し前記伝送組立体（３０）の他端に接続されて前
   記増幅出力の追加的増幅を行う第二の前置増幅段（３
   ２）を有する請求項６の腹腔鏡装置（１０）。
8. 【請求項８】前記結晶（６０）はテルル化カドミウムよ
   りなり、 前記結晶装着装置（３４）はγ放射線減衰材よりなり、 前記結晶装着装置（３４）の前記受容部（４０）は内面
   と該内面上に設けられた電気的絶縁性ポリマー層（６
   ４）と、上方に位置する面（７８）と前記電気的絶縁ポ
   リマー層（６４）に当接しこれにポリマー接着材により
   接着された下方に位置する面（７６）とを有する導電性
   の変形可能なクッション層（７４）とを含み、 前記導電性接点組立体（６８）は前記電気的絶縁性ポリ
   マー層（６４）と前記導電性の変形可能なクッション層
   （７４）との間に位置しエラストマ接着材により前記下
   方に位置する面（７６）に電気的接続状態に接着保持さ
   れた前方部（７０）を有し、 前記結晶の背面（８２）は前記導電性の変形可能なクッ
   ション層（７４）の上方に位置する面（７８）上に当接
   した関係に配置されており、 更に前記結晶（６０）を導電性の変形可能なクッション
   層（７４）の前記上方に位置する面（７８）対し押し付
   けられた状態に保持すべく前記結晶の前面（８４）上に
   緊張状態に装着された薄いエラストマのリテーナ（８
   ６）を含んでいる請求項６の腹腔鏡装置（１０）。
9. 【請求項９】前記エラストマリテーナ（８６）は前記結
   晶の前面（８４）に電気的接地を与えるよう構成された
   薄い導電性のエラストマシートである請求項８の腹腔鏡
   装置（１０）。
10. 【請求項１０】前記結晶（６０）はβ放射線に応答して
    電荷出力を発生するものであり、 前記結晶装着装置（３４）はＸ線を発散させることなく
    β放射線を減衰するよう選択されたポリマー材よりなる
    請求項６の腹腔鏡装置（１０）。