JP3564153B2 - オートラジオグラフィーを用いた検体中の放射性核種の分布測定方法及び測定装置 - Google Patents

オートラジオグラフィーを用いた検体中の放射性核種の分布測定方法及び測定装置 Download PDF

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明はオートラジオグラフィーを用いた検体中の放射性核種の分布測定方法及び測定装置、更に詳しくは薬物の安全性試験のため等に検体中の放射性核種の分布を調べるオートラジオグラフィーであって、特に検体の各部分における密度の相違を補正して、正しい放射性核種の分布を調べるためのオートラジオグラフィーを用いた検体中の放射性核種の分布測定方法及び測定装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、試料中の放射性物質の分布を写真に直接記録する方法としてオートラジオグラフィーという方法があった。
このようなオートラジオグラフィーは、具体的には放射性核種をトレーサーとして含む試料等をフィルムに密着させ、放出されている電離放射によって感光させることによって、試料の特定の場所に沈着している放射性核種の分布を知るものである。
【0003】
またこのような技術は、特に薬物の安全性試験のために用いられていた。すなわち、放射性核種で標識した薬物を用意しておく。そしてこの薬を、ラットあるいはねずみ等の実験動物に投与する。所定時間経過後に実験動物を冷凍スライスして切片を形成し、乾燥させた後、薬物が検体のどの部分に至っているかということを、放射性核種の分布に置き換えて、測定するものである。
【0004】
なお具体的には、放射性核種として一般には、14Cを3〜5MBq/体重kg投与し、所定時間経過後に30〜40μm厚の切片となるように冷凍スライスするものである。またここで、14Cは、0.156GBqであり、かつ飛程30mg/cm2 程度である。
また他の放射性核種としては、 3H、14C、35S等を用いることもできる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
確かにこのような手段を採れば、投与された薬物が検体のどの部分に至っているかということを知ることができるものである。
ただここで、検体のどの部分にどの程度の量の薬物が到達しているかということを知りたい場合もある。
【0006】
このような要求に対して、従来のオートラジオグラフィーでは、一定の厚さを有する検体中の放射性核種から放出されている電離放射の量によって感光の程度が異なるので、フィルムの感光の程度によって、検体の各部分の放射性核種の量を測定することとしていた。
ただここで、放射の写真作用あるいは光輝尽発光(PSL,photo-stimulated luminescence )による計測において、臓器への放射能の分布の議論で問題になるのは検体の厚さ(μm)よりも、単位面積当たりの質量で表現した厚さ[厚さ(mg/cm2 )]、すなわち密度である。
【0007】
この点、切片作製時の厚さ(μm)だけを表示している現在のオートラジオグラフィーを用いた測定方法には、次のような問題がある。
すなわち、検体の厚さ(μm)は同じでも、臓器ごとに密度及び含水率が違うので放射の検体中での自己吸収の度合いが異なり、その結果、単位放射能当たりの黒化度(X線フィルム)やPSL値(ラジオルミノグラフィー、RLG)が各臓器ごとに異なることとなっていた。
【0008】
その結果、フィルムでの感度と検体中の放射性核種の量とが一致せず、検体の各臓器の放射能分布を正確に評価することを困難にしていた。
そこで、従来は、このような検体の各臓器の放射能分布を正確に知るために、たとえば同じように14Cを投与した実験動物の各臓器を燃やして、各臓器中の放射性核種の絶対量を別個測定することによって、オートラジオグラフィーによる測定結果に補正を加え、検体のどの部分にどの程度の量の薬物が到達しているかということを知ることとしていた。
【0009】
ただこのような補正手段は、非常に煩雑であり、かつ各臓器においても臓器の各部分によって密度が異なり、正確な補正ができないこととなっていた。
そこで本発明のうち請求項1及び2の記載の発明は、従来と同様のオートラジオグラフィーによて検体の各部分の放射能分布を測定するとともに、この測定に用いる放射性核種とは異なる種類の密度検査用の放射性核種を用いて検体の各部分の密度を測定し、この密度に自己吸収率が依存することに着目して、測定した検体の各部分の真の放射核種の分布を測定する方法を提供することを目的としたものである。
【0010】
また、請求項3記載の発明は、前記方法を実施するための装置を提供することを目的とするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明のうち請求項1に記載の発明は、検体の各部分に同一量の電放射を放出する密度測定用放射性核種からの密度測定用電離放射線の量を検体を途中に介して測定することによって、検体の各部分の密度を測定する一方、検体中の検体用放射性核種から放出されている検体用電離放射線の量を測定し、この検体用電離放射線の量に前記検体の各部分の前記密度に対応した自己吸収率の補正を加えて検体中の放射性核種の量を測定することを特徴とする。
【0012】
また請求項2に記載の発明は、検体の密度とこの検体を通過する密度測定用放射性核種としての 147Pmからのβ線量との関係を示す密度測定用データテーブルと、検体の密度とこの検体の検体用放射性核種としての14Cの自己吸収率との関係を示す検体用データテーブルとを形成し、冷凍スライスした切片状の14Cを分散させた検体に、 147Pmからの密度測定用電離放射線を平均的に照射し、検体を通過する 147Pmからの密度測定用電離放射線の量を測定して、前記密度測定用データテーブルとの比較によって検体の各部分の密度を求めると共に、冷凍スライスした切片状の14Cを分散させた検体からの検体用電離放射線の量の分布を測定し、検体の各部分の前記密度と前記検体用データテーブルと検体用電離放射線の量の分布とから、検体中の放射性核種の量を測定することを特徴とする。
【0013】
更に請求項3記載の発明は、検体の密度とこの検体を通過する密度測定用放射性核種としての 147Pmからのβ線量との関係を示す密度測定用データテーブルを密度測定用データテーブル用メモリとして有し、検体の密度とこの検体の検体用放射性核種としての14Cの自己吸収率との関係を示す検体用データテーブルを検体用データテーブル用メモリとして有すると共に、冷凍スライスした切片状の14Cを分散させた検体に、 147Pmからの密度測定用電離放射線を平均的に照射し、検体を通過する 147Pmからの密度測定用電離放射線の量を読み取る密度測定用電離放射読み取り手段と、この密度測定用電離放射読み取り手段の読み取り結果と、前記密度測定用データテーブル用メモリとを比較することによって検体の各部分の密度を求める密度計測手段と、冷凍スライスした切片状の14Cを分散させた検体からの検体用電離放射線の量を読み取る検体用電離放射読み取り手段と、密度計測手段による検体のある部分の密度から、この密度に対応した自己吸収率を検体用データテーブル用メモリから読み出す自己吸収率読み出し手段と、この自己吸収率読み出し手段から読み出された自己吸収率によって検体用電離放射読み取り手段によって読み出された検体用電離放射線の量を補正する電離放射量補正手段とを有することを特徴とした。
【0014】
【実施例】
以下本発明の一実施例を、図示例に従って説明する。
本発明を実施するにあたっては、あらかじめ、検体の密度とこの検体を通過する密度測定用放射性核種としての 147Pmからのβ線量との関係を示す密度測定用データテーブルと、検体の密度とこの検体の検体用放射性核種としての14Cの自己吸収率との関係を示す検体用データテーブルとが必要とされる。
【0015】
ここで密度測定用データテーブルは、図1に示すように、x軸に密度(mg/cm2 )を取り、y軸に任意単位の放射線の量を取る。すると、y軸を対数メモリとした場合に、ほぼ右下がりの直線状となる関係にあることが分かる。
一方、検体用データテーブルは、図2に示すように、x軸に密度(mg/cm2 )を取り、y軸に14Cの吸収率を取る。すると、y軸を対数メモリとした場合に、ほぼ右上りの直線状となる関係にあることが分かる。
【0016】
ついで、実際の測定を行う。
まず、検体としては、あらかじめ14Cを投与したものを、所定時間経過後に厚さ30μmに冷凍スライスした全身切片を用いる。またこの切片上の臓器の密度(mg/cm2 )は、乾燥したときほとんど水分だけであるような0.3mg/cm2 ( 固形物が10w/v%) から、骨の部分のような3.0mg/cm2 (固形物が100w/v%)の範囲にあるという前提を設ける。
【0017】
またこの検体を、測定等の便宜のために、密度10mg/cm2 のテープにはりつける。
したがって、テープを含めた測定対象物の密度は10.3mg/cm2 から13.0mg/cm2 の範囲となる。
ついで、密度測定用放射性核種からの密度測定用電離放射を照射する線源と、スリットの間隔を10mmとし、スリットに接して全身切片を配置する。
【0018】
密度像の分解能を1.0mmにするには、 放射検出器のスリットを0.5(スキャン方向)×1.0mmにしなければならない。このスリットの面積は半径10mmの球の全表面積に対して4×10-4(=幾何学的効率)を占めることになる。またここで、密度測定用放射性核種としては 147Pm3.7GBqを用いる。
【0019】
更に測定においては、密度測定用放射性核種と放射検出器の間に存在する空気による吸収は無視するものする。
その後、検体としての切片を速度10mm/minでスキャニングすると、この切片に仮想したある点は上記サイズのスリット内に3秒間存在することになる。
すなわち、
上記条件でスリットに入射するβ粒子の数は、
3.7×109 ×4×10-4×3=4.4×106
になる。また、密度測定用放射性核種と放射検出器との間には3半価層が存在するとすると、放射検出器に入るβ粒子の数は約4 ×105 個となる。
【0020】
このようにして測定した結果の一例を、図3に示す。ここでx軸は検体の長さ方向の距離であり、y軸方向が密度測定用放射性核種からの密度測定用電離放射線の量を検体を途中に介して測定した結果である。
次に、このようにして測定した図3は、検体のすべての部分の密度が均一であるならばy軸方向の値が一定となるものの、y軸方向の値にばらつきがあるということは、密度が異なるということである。そこで、この図3の値と、あらかじめ用意した図1に示す密度測定用データテーブルとを対応させることによって、検体のx軸方向の密度を求めることができる。
【0021】
このようにして求めた密度が図4に示してある。ここでx軸は検体の長さ方向の距離であり、y軸方向が密度を示したものである。
その後、あるいはそれ以前に、検体に分布する14Cからの検体用電離放射線の量を測定しておく。この値は、検体中に存在する検体用放射性核種からの検体用電離放射線の量の内で、自己吸収されずに測定された値となっている。
【0022】
このようにして測定したものが図5に示してある。ここでx軸は検体の長さ方向の距離であり、y軸方向が検体に分布する14Cからのみかけの検体用電離放射線の量を示したものである。
ここで、検体中に存在する検体用放射性核種からの検体用電離放射線の量の内で、自己吸収されてしまう放射もある。そしてこの自己吸収されてしまう放射は、検体の密度に依存するものであり、その関係が図2に示されている。
【0023】
したがって、検体中のある部分が、測定された密度に対応する自己吸収率が0.5である場合には、その部分について、図5に示されたy軸方向の数値を倍にすることによって、真に検体に分布する検体用放射性核種の量を測定することができることとなる。
このようにして作成されたものが図6に示してある。ここでx軸は検体の長さ方向の距離であり、y軸方向が検体に分布する検体用放射性核種の量を示したものである。
【0024】
このような測定方法によって、検体の焼却等を行わなくても、真に検体に分布する検体用放射性核種の量を測定することが可能となったものである。
なお以上の説明において、電放射線の量の測定については、単位放射能当たりの黒化度(X線フィルム)やPSL値(ラジオルミノグラフィー、RLG)等によって測定することができる。
【0025】
また以上の説明では、各数値を読んで比較するとして説明したが、このような比較等をコンピュータによって行うこともできる。
この場合には、図7に概略を示したように、コンピュータに、メモリ10として、検体の密度とこの検体を通過する密度測定用放射性核種としての 147Pmからのβ線量との関係を示す密度測定用データテーブルを密度測定用データテーブル用メモリ11と、検体の密度とこの検体の検体用放射性核種としての14Cの自己吸収率との関係を示す検体用データテーブルを検体用データテーブル用メモリ12とを設ける。
【0026】
また、冷凍スライスした切片状の14Cを分散させた検体20に、 147Pmからの密度測定用電離放射線を平均的に照射し、検体20を通過する 147Pmからの密度測定用電離放射線の量を読み取る密度測定用電離放射線読み取り手段30と、この密度測定用電離放射読み取り手段の読み取り結果と、前記密度測定用データテーブル用メモリ11とを比較することによって検体20の各部分の密度を求める密度計測手段40と、冷凍スライスした切片状の14Cを分散させた検体20からの検体用電離放射線の量を読み取る検体用電離放射読み取り手段50と、密度計測手段40による検体20のある部分の密度から、この密度に対応した自己吸収率を検体用データテーブル用メモリ12から読み出す自己吸収率読み出し手段60と、この自己吸収率読み出し手段60から読み出された自己吸収率によって検体用電離放射読み取り手段50によって読み出された検体用電離放射線の量を補正する電離放射量補正手段70とを設けることによって、真に検体20に分布する検体用放射性核種の量を測定することができることとなる。
【0027】
またこの場合には、密度測定用電離放射読み取り手段30及び検体用電離放射読み取り手段50を、線状に読み取る読み取り装置をスキャニングさせたり、あるいは面状に読み取る読み取り装置を用いたりすることができる。
ここで面状に読み取る読み取り装置を用いる場合には、例えば0.1mm角のドットに分割した上で画像処理を施したりして読み取るものである。
【0028】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、従来と同様のオートラジオグラフィーによって検体の各部分の放射能分布を測定するとともに、この測定に用いる放射性核種とは異なる種類の密度検査用の放射性核種を用いて検体の各部分の密度を測定し、この密度に自己吸収率が依存することに着目して、測定した検体の各部分の真の放射核種の分布を測定するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】x軸に密度(mg/cm2 )を、y軸に任意単位の放射線の量を取った密度測定用データテーブルである。
【図2】x軸に密度(mg/cm2 )を、y軸にy軸に14Cの吸収率を取った検体用データテーブルである。
【図3】x軸に検体の長さ方向の距離を、y軸に密度測定用放射性核種からの密度測定用電離放射線の量を検体を途中に介して測定した結果を示した図である。
【図4】x軸に検体の長さ方向の距離を、y軸に密度を示した図である。
【図5】x軸に検体の長さ方向の距離を、y軸に検体に分布する14Cからのみかけの検体用電離放射線の量を示した図である。
【図6】x軸に検体の長さ方向の距離を、y軸に検体に分布する検体用放射性核種の量を示した図である。
【図7】測定装置の概略図である。
【符号の説明】
10 メモリ
11 密度測定用データテーブル用メモリ
12 検体用データテーブル用メモリ
20 検体
30 密度測定用電放射読み取り手段
40 密度計測手段
50 検体用電放射読み取り手段
60 自己吸収率読み出し手段
70 電放射量補正手段

Claims (3)

  1. 検体の各部分に同一量の電放射を放出する密度測定用放射性核種からの密度測定用電離放射線の量を検体を途中に介して測定することによって、検体の各部分の密度を測定する一方、検体中の検体用放射性核種から放出されている検体用電離放射線の量を測定し、この検体用電離放射線の量に前記検体の各部分の前記密度に対応した自己吸収率の補正を加えて検体中の放射性核種の量を測定することを特徴としたオートラジオグラフィーを用いた検体中の放射性核種の分布測定方法。
  2. 検体の密度とこの検体を通過する密度測定用放射性核種としての147Pmからのβ線量との関係を示す密度測定用データテーブルと、検体の密度とこの検体の検体用放射性核種としての14Cの自己吸収率との関係を示す検体用データテーブルとを形成し、冷凍スライスした切片状の14Cを分散させた検体に、 147Pmからの密度測定用電離放射線を平均的に照射し、検体を通過する 147Pmからの密度測定用電離放射線の量を測定して、前記密度測定用データテーブルとの比較によって検体の各部分の密度を求めると共に、冷凍スライスした切片状の14Cを分散させた検体からの検体用電離放射線の量の分布を測定し、検体の各部分の前記密度と前記検体用データテーブルと検体用電離放射線の量の分布とから、検体中の放射性核種の量を測定することを特徴としたオートラジオグラフィーを用いた検体中の放射性核種の分布測定方法。
  3. 検体の密度とこの検体を通過する密度測定用放射性核種としての147Pmからのβ線量との関係を示す密度測定用データテーブルを密度測定用データテーブル用メモリとして有し、検体の密度とこの検体の検体用放射性核種としての14Cの自己吸収率との関係を示す検体用データテーブルを検体用データテーブル用メモリとして有すると共に、冷凍スライスした切片状の14Cを分散させた検体に、 147Pmからの密度測定用電離放射線を平均的に照射し、検体を通過する 147Pmからの密度測定用電離放射線の量を読み取る密度測定用電離放射読み取り手段と、この密度測定用電離放射読み取り手段の読み取り結果と、前記密度測定用データテーブル用メモリとを比較することによって検体の各部分の密度を求める密度計測手段と、冷凍スライスした切片状の14Cを分散させた検体からの検体用電離放射線の量を読み取る検体用電離放射読み取り手段と、密度計測手段による検体のある部分の密度から、この密度に対応した自己吸収率を検体用データテーブル用メモリから読み出す自己吸収率読み出し手段と、この自己吸収率読み出し手段から読み出された自己吸収率によって検体用電離放射読み取り手段によって読み出された検体用電離放射線の量を補正する電離放射量補正手段とを有することを特徴としたオートラジオグラフィーを用いた検体中の放射性核種の分布測定装置。
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