JP4119164B2

JP4119164B2 - Radiation detector

Info

Publication number: JP4119164B2
Application number: JP2002144039A
Authority: JP
Inventors: 和成星
Original assignee: Aloka Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2002-05-20
Filing date: 2002-05-20
Publication date: 2008-07-16
Anticipated expiration: 2022-05-20
Also published as: JP2003337173A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放射線センサを備えるプローブを用いて、体内に注入された放射性物質の位置を特定する放射線検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
乳癌を中心とした腫瘍の外科手術においては、摘出する腫瘍部位を最小限にとどめる術法が検討されている。腫瘍部の摘出範囲を決定するにあたって重要な体外からのリンパ節検出法が検討されている。それは、腫瘍部に放射性物質を注入し、一定時間後に腫瘍に最も近いリンパ節を放射線検出装置を用いて体外から検索／検出し、発見されたリンパ節での腫瘍転移の有無を迅速病理診断により判定し、その結果により腫瘍の摘出範囲を決定している。
【０００３】
この放射線検出装置は、放射線を受ける所定面積の有感面を有し、この有感面で放射線を受けることにより放射線強度を計測する放射線センサを内部に備えたプローブと、このプローブにケーブルを介して接続され、プローブから入力された放射線強度の検出値出力の表示、記憶などを行う放射線検出装置本体とを主要部として構成される。
【０００４】
放射線検査の検査者は、この放射線検出装置のプローブを手に持ち、プローブを人体表面に沿って移動させる。そして、放射線強度の検出値が大きくなったプローブの位置から放射線センサの有感面が向いている方向に放射性物質が存在することを特定していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の方法では、単に放射線センサの有感面が向いている方向に放射性物質が存在することが特定されるのみであり、有感面から放射性物質までの距離、すなわち放射性物質が人体内部において人体表面からどれほどの深さの位置に存在するかを特定することができなかった。
【０００６】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、放射性物質の存在位置の人体表面からの深さを特定することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するために、本発明に係る放射線検出装置は、人体に注入された放射性物質が放射する放射線の強度を計測する放射線検出装置であって、放射線を受ける所定面積の有感面を有し、この有感面で放射線を受けることにより放射線強度を計測する放射線センサと、前記放射線センサの有感面の位置を人体表面からの距離が異なる複数の位置に位置決めする位置決め手段と、を備え、前記計測された放射線強度を出力するプローブと、前記有感面が前記複数の位置にあるときの、前記プローブが出力する放射線強度の計測値出力を取得し、これらの計測値出力に基づき前記放射性物質の体内深さを求める処理部と、を含むものである。
【０００９】
上述の放射線検出装置により、放射性物質の体内深さが求められるため、人体内において放射性物質がある位置をより正確に特定することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【００１１】
図１は、本実施形態に係る放射線検出装置の構成を示す斜視図である。放射線検出装置は、大別して、放射線強度を計測するための放射線センサを内部に備え、放射線強度の計測信号を出力するプローブ４０と、プローブ４０とケーブル４４によって接続され、放射線計測値の表示、記憶などを行う放射線検出装置本体４２とで構成される。
【００１２】
この放射線検出装置の回路構成を図２に示す。プローブ４０が出力した計測信号がケーブル４４を介して放射線検出装置本体４２の入力回路４６に入力される。また、放射線検出装置本体４２からの電力や制御信号がケーブル４４を介してプローブ４０に出力される。入力回路４６は例えば増幅器などを有し、入力された計測信号を増幅して計測処理部５０に出力する。そして、計測処理部５０は、入力された計測信号に基づき、放射線の線量率などを計算する。また、放射線検出装置本体４２には、動作条件などを設定するための操作パネル５２、計測結果を表示する表示部５４、スピーカ５６などが設けられている。
【００１３】
上述の放射線検出装置において、その一部を構成するプローブ４０の断面図を図３に示す。このプローブ４０は、全体として棒状の形状を有する可搬型のプローブ４０であり、例えば人体や他の被測定体からの放射線（例えばγ線）の検出を行うものである。
【００１４】
図３において、プローブ４０は、プローブ本体１０とコリメータ１２とで構成される。プローブ本体１０は、図示されるように、円柱形状の基端部１６と、基端部１６の先端側に設けられ、基端部１６より径が細くなっている円柱形状の細径部１８とで構成される。この細径部１８は、円筒形状のコリメータ１２に嵌められている。細径部１８の先端には、放射線センサ２２が設けられている。この放射線センサ２２は、所定面積の有感面２２Ａを有し、この有感面２２Ａで放射線を受けることにより放射線強度を計測する。放射線強度計測時には、この放射線センサ２２の有感面２２Ａが被測定体方向に向けられる。その放射線センサ２２の後方には光電子増倍管２４が内蔵されており、放射線を受けた放射線センサ２２の発光がこの光電子増倍管２４によって電気信号に変換、増幅される。基端部１６内には、光電子増倍管２４から出力される信号を更に増幅するためのプリアンプ２６が内蔵されている。放射線強度の計測値がプリアンプ２６からケーブルを介して放射線検出装置本体４２に出力される。また、基端部１６は、放射線検査の検査者が把持するグリップとなる。
【００１５】
また、円筒形状のコリメータ１２は当該プローブの放射線センサ２２の検出視野あるいは指向性を調整するための遮蔽体（コリメータ体）として機能するものであり、本実施形態においては、このコリメータ１２は細径部１８に対してスライド自在に設けられ、かつ細径部１８に対して着脱自在に設けられている。図３において、コリメータ１２が前進した状態が符号１２’によって示されている。また、図３においてコリメータ１２の右側先端の面は、放射線検査時に人体に当接される当接面１２Ａである。
【００１６】
図４に示すように、上述のプローブ本体１０とコリメータ１２において、コリメータ１２の内周面の基端部１６方向の端に近い位置には突起３０が設けられており、プローブ本体１０の細径部１８の外周面にはコリメータ１２の移動方向に沿って所定間隔ごとに溝３２が設けられている。コリメータ１２の突起３０が、細径部１８の溝３２のいずれか一つと嵌合することにより、コリメータ１２に対してプローブ本体１０が位置決めされる。この位置決めにより、プローブ４０の当接面１２Ａが人体に当接されたときには、人体表面に対して放射線センサ２２が位置決めされる。
【００１７】
本実施形態では、以上に説明した放射線検出装置を用いて、放射性物質の存在位置の人体表面からの距離である体内深さを求める処理を行っている。図５を参照して、その測定手順を説明する。図５では、人体の表面６０から距離ｘ離れた体内深さｘの位置に点状の放射性物質６２が存在している。
【００１８】
まず、始めに行う第一の計測について説明する。放射線センサ２２の有感面２２Ａがコリメータ１２の当接面から距離Ｌ１だけ離れた位置となるように細径部１８の溝を選択し、その溝に突起を嵌合させる。そして、プローブ４０を人体に当接する。このとき、放射線センサ２２は、人体表面６０から第一の距離Ｌ１離れた第一の位置に位置決めされる。この第一の位置において、放射線強度の計測を行う。計測処理部５０は、入力された放射線強度の計測信号から放射線の計数率Ｃ１を計算し、その計数率Ｃ１を計測処理部５０内の記憶部に記憶する。
【００１９】
次に、第二の計測を行う。第二の計測では、放射線センサ２２の有感面２２Ａがコリメータ１２の当接面と同一の面上となるように細径部１８の溝を選択し、その溝に突起を嵌合させる。そして、プローブ４０の当接面１２Ａを第一の計測を行った人体表面上の位置と同じ位置に当接し、放射線強度の計測を行う。このとき、放射線センサ２２は人体表面６０からの距離が第二の距離Ｌ２（＝０）である第二の位置に位置決めされる。計測処理部５０は、入力された放射線強度の計測信号から放射線の計数率Ｃ２を計算し、その計数率Ｃ２を計測処理部５０内の記憶部に記憶する。なお、本実施形態では、第一、第二の距離をそれぞれＬ１，０としたが、第一、第二の距離はこれに限られず、他の距離でもよい。
【００２０】
放射線検出装置本体４２の計測処理部５０は、上述の記憶された放射線強度の計測値に基づき、所定の演算を行い、放射性物質の体内深さｘを求めている。この演算について説明する。
【００２１】
点状の放射性物質６２から放射される放射線の強度は、放射性物質６２から放射線センサ２２までの距離の２乗に反比例する。したがって、計数率Ｃ１，Ｃ２および人体と放射線センサ２２間の距離は、次の式１の関係にある。
【００２２】
【数１】

したがって、放射性物質６２の体内深さｘは式２で表される。
【００２３】
【数２】

計測処理部５０は、第一および第二の位置で計測された計測出力に基づき式２の演算を行う。この演算により、放射性物質６２の体内深さｘを求めることができる。本実施形態では、このように放射性物質６２の体内深さｘを求めるため、放射性物質６２の位置をより正確に特定できる効果がある。なお、放射性物質６２が点線源である場合について説明したが、放射性物質６２が小さい場合、または体内の深い位置にある場合に、このように点線源として処理することができる。また、放射性物質６２を点線源として処理できない場合には、面線源に対応した演算を行うことで放射性物質６２の体内深さｘを求めることができる。なお、上述の演算では、幾何学的な式を用いたが、経験的に得られた式を用いて演算を行ってもよい。
【００２４】
また、上述の幾何学的または経験的な式に基づく演算に代えて、予め取得されたテーブル状のデータに基づき放射性物質６２の体内深さを求めることもできる。この処理について説明する。
【００２５】
計測処理部５０には、テーブル状のデータが保存されている。このテーブル状のデータは、複数の放射線センサ２２の計測データに対して、一つの体内深さが関連付けられたテーブル状のデータである。このテーブル状のデータは、放射線の透過率が人体に近い物質でなる測定サンプルを複数用意し、各測定サンプルの内部に所定形状の放射性物質を深さを変えて埋め込み、これらの複数の測定サンプルに対して放射線センサ２２を複数の位置に位置決めして測定を行い、このようにして取得した多数のデータをテーブル状にまとめることにより得ることができる。
【００２６】
このようなテーブル状のデータを保存した放射線検出装置を用いて、人体に対して放射線検出を行う。このとき、コリメータ１２で放射線センサ２２の位置を人体に対して複数の位置に位置決めし、各位置において放射線強度の計測を行う。計測処理部５０は、これらの複数の放射線強度の計測データを取得し、これらの計測データに対して関連付けられた体内深さｘのデータをテーブルから読み出す。これにより、放射性物質の体内深さｘを求めることができる。
【００２７】
なお、上述の本実施形態の説明においては、スライド移動が可能なコリメータ１２を用いて、放射線センサ２２の位置決めを行ったが、他の実施形態においては、一つの位置にのみ位置決め可能なコリメータを複数用意し、それらのコリメータを付け替えることにより、放射線センサの位置決めを行ってもよい。
【００２８】
【発明の効果】
本発明においては、人体表面からの距離が異なる複数の位置で放射線強度を計測することで、放射性物質の体内における存在位置に関し、その深さも求めることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る放射線検出装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る放射線検出装置のブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係るプローブの構成を示す断面図である。
【図４】プローブの位置決め方法を説明するための説明図である。
【図５】放射性物質の体内深さｘを求めるための測定手順を示す説明図である。
【符号の説明】
１０プローブ本体、１２コリメータ、１２Ａ当接面、２２放射線センサ、２２Ａ有感面、４０プローブ、６０人体表面、６２放射性物質。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention uses a probe comprising a radiation sensor, about the radiation detection equipment for identifying the position of the radioactive material that is injected into the body.
[0002]
[Prior art]
In surgical operations for tumors centering on breast cancer, methods for minimizing the number of tumors to be removed have been studied. In vitro lymph node detection methods, which are important in determining the extent of tumor removal, are being investigated. It is possible to inject a radioactive substance into the tumor site, search / detect the lymph node closest to the tumor after a certain time from outside the body using a radiation detector, and quickly detect the presence of tumor metastasis in the detected lymph node by rapid pathological diagnosis. Judgment is made, and the tumor extraction range is determined based on the result.
[0003]
This radiation detection device has a sensitive surface having a predetermined area for receiving radiation, a probe having a radiation sensor for measuring radiation intensity by receiving radiation on the sensitive surface, and a probe connected to the probe via a cable. And a radiation detection apparatus main body that displays and stores the detection value output of the radiation intensity input from the probe.
[0004]
An inspector of the radiation inspection holds the probe of the radiation detection apparatus in his hand and moves the probe along the surface of the human body. And it has specified that a radioactive substance exists in the direction where the sensitive surface of the radiation sensor has faced from the position of the probe where the detection value of the radiation intensity became large.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-mentioned method merely specifies that the radioactive substance exists in the direction in which the sensitive surface of the radiation sensor faces, and the distance from the sensitive surface to the radioactive substance, that is, the radioactive substance is inside the human body. It was not possible to specify how deep the human body surface is.
[0006]
This invention is made | formed in view of the above-mentioned subject, and it aims at specifying the depth from the human body surface of the presence position of a radioactive substance.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, a radiation detection apparatus according to the present invention is a radiation detection apparatus that measures the intensity of radiation emitted by a radioactive substance injected into a human body, and has a predetermined area that receives radiation. A radiation sensor for measuring radiation intensity by receiving radiation on the sensitive surface, and positioning means for positioning the position of the sensitive surface of the radiation sensor at a plurality of positions having different distances from the human body surface, A probe that outputs the measured radiation intensity, and a measurement value output of the radiation intensity that is output by the probe when the sensitive surface is at the plurality of positions. And a processing unit for determining the depth of the radioactive substance in the body.
[0009]
More radiation detection equipment described above, since the body depth of radioactive material is required, it is possible to more accurately identify the position where there is a radioactive material in the human body.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0011]
FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of the radiation detection apparatus according to the present embodiment. The radiation detection apparatus is roughly divided into a radiation sensor for measuring radiation intensity, and is connected by a probe 40 that outputs a measurement signal of radiation intensity, and the probe 40 and a cable 44, and displays and stores radiation measurement values. It is comprised with the radiation detection apparatus main body 42 which performs.
[0012]
The circuit configuration of this radiation detection apparatus is shown in FIG. A measurement signal output from the probe 40 is input to the input circuit 46 of the radiation detection apparatus main body 42 via the cable 44. In addition, power and control signals from the radiation detector main body 42 are output to the probe 40 via the cable 44. The input circuit 46 includes an amplifier, for example, and amplifies the input measurement signal and outputs the amplified measurement signal to the measurement processing unit 50. Then, the measurement processing unit 50 calculates a radiation dose rate and the like based on the input measurement signal. In addition, the radiation detection apparatus main body 42 is provided with an operation panel 52 for setting operating conditions, a display unit 54 for displaying measurement results, a speaker 56, and the like.
[0013]
FIG. 3 shows a cross-sectional view of the probe 40 constituting a part of the above-described radiation detection apparatus. This probe 40 is a portable probe 40 having a rod-like shape as a whole, and detects, for example, radiation (for example, γ rays) from a human body or another measured body.
[0014]
In FIG. 3, the probe 40 includes a probe main body 10 and a collimator 12. As shown in the figure, the probe main body 10 includes a cylindrical base end portion 16, and a cylindrical thin diameter portion 18 provided on the distal end side of the base end portion 16 and having a diameter smaller than that of the base end portion 16. Consists of. The small diameter portion 18 is fitted in the cylindrical collimator 12. A radiation sensor 22 is provided at the tip of the small diameter portion 18. The radiation sensor 22 has a sensitive surface 22A having a predetermined area, and measures radiation intensity by receiving radiation on the sensitive surface 22A. At the time of measuring the radiation intensity, the sensitive surface 22A of the radiation sensor 22 is directed toward the measured object. A photomultiplier tube 24 is incorporated behind the radiation sensor 22, and light emitted from the radiation sensor 22 that receives radiation is converted into an electric signal and amplified by the photomultiplier tube 24. A preamplifier 26 for further amplifying the signal output from the photomultiplier tube 24 is built in the base end portion 16. The measurement value of the radiation intensity is output from the preamplifier 26 to the radiation detection apparatus main body 42 via the cable. Further, the base end portion 16 serves as a grip that is gripped by an inspector of radiological examination.
[0015]
The cylindrical collimator 12 functions as a shield (collimator body) for adjusting the detection visual field or directivity of the radiation sensor 22 of the probe. In the present embodiment, the collimator 12 has a small diameter. It is provided so as to be slidable with respect to the portion 18 and detachably provided with respect to the small diameter portion 18. In FIG. 3, the state in which the collimator 12 has advanced is indicated by reference numeral 12 ′. In FIG. 3, the surface at the right end of the collimator 12 is a contact surface 12 </ b> A that contacts the human body at the time of radiation examination.
[0016]
As shown in FIG. 4, in the probe main body 10 and the collimator 12 described above, a protrusion 30 is provided at a position close to the end of the inner peripheral surface of the collimator 12 in the direction of the base end portion 16. Grooves 32 are provided on the outer peripheral surface of the portion 18 at predetermined intervals along the moving direction of the collimator 12. The probe body 10 is positioned with respect to the collimator 12 by fitting the protrusion 30 of the collimator 12 with any one of the grooves 32 of the small diameter portion 18. With this positioning, when the contact surface 12A of the probe 40 comes into contact with the human body, the radiation sensor 22 is positioned with respect to the human body surface.
[0017]
In the present embodiment, the above-described radiation detection apparatus is used to perform processing for obtaining the depth of the body, which is the distance from the human body surface at the position where the radioactive substance is present. The measurement procedure will be described with reference to FIG. In FIG. 5, a dotted radioactive substance 62 exists at a position of depth x in the body that is a distance x away from the surface 60 of the human body.
[0018]
First, the first measurement performed first will be described. The groove of the small diameter portion 18 is selected so that the sensitive surface 22A of the radiation sensor 22 is located at a distance L1 from the contact surface of the collimator 12, and the protrusion is fitted into the groove. Then, the probe 40 is brought into contact with the human body. At this time, the radiation sensor 22 is positioned at a first position away from the human body surface 60 by the first distance L1. At this first position, the radiation intensity is measured. The measurement processing unit 50 calculates a radiation count rate C1 from the input measurement signal of the radiation intensity, and stores the count rate C1 in a storage unit in the measurement processing unit 50.
[0019]
Next, the second measurement is performed. In the second measurement, the groove of the small diameter portion 18 is selected so that the sensitive surface 22A of the radiation sensor 22 is on the same surface as the contact surface of the collimator 12, and the protrusion is fitted into the groove. Then, the contact surface 12A of the probe 40 is brought into contact with the same position on the human body surface where the first measurement is performed, and the radiation intensity is measured. At this time, the radiation sensor 22 is positioned at the second position where the distance from the human body surface 60 is the second distance L2 (= 0). The measurement processing unit 50 calculates a radiation count rate C2 from the input measurement signal of the radiation intensity, and stores the count rate C2 in a storage unit in the measurement processing unit 50. In the present embodiment, the first and second distances are L1 and 0, respectively. However, the first and second distances are not limited to this, and may be other distances.
[0020]
The measurement processing unit 50 of the radiation detection apparatus main body 42 performs a predetermined calculation based on the stored measurement value of the radiation intensity to obtain the in-vivo depth x of the radioactive substance. This calculation will be described.
[0021]
The intensity of radiation emitted from the point-like radioactive substance 62 is inversely proportional to the square of the distance from the radioactive substance 62 to the radiation sensor 22. Therefore, the count rates C1 and C2 and the distance between the human body and the radiation sensor 22 are in the relationship of the following formula 1.
[0022]
[Expression 1]

Therefore, the in-body depth x of the radioactive substance 62 is expressed by Equation 2.
[0023]
[Expression 2]

The measurement processing unit 50 performs the calculation of Expression 2 based on the measurement output measured at the first and second positions. By this calculation, the in-body depth x of the radioactive substance 62 can be obtained. In this embodiment, since the in-body depth x of the radioactive substance 62 is obtained in this way, there is an effect that the position of the radioactive substance 62 can be specified more accurately. In addition, although the case where the radioactive substance 62 is a point source was demonstrated, when the radioactive substance 62 is small or when it exists in the deep position in a body, it can process as a point source in this way. In addition, when the radioactive substance 62 cannot be processed as a point source, the in-body depth x of the radioactive substance 62 can be obtained by performing an operation corresponding to the surface source. In the above calculation, a geometrical expression is used. However, the calculation may be performed using an empirically obtained expression.
[0024]
Further, instead of the calculation based on the above-described geometrical or empirical formula, the in-body depth of the radioactive substance 62 can be obtained based on previously acquired table-like data. This process will be described.
[0025]
The measurement processing unit 50 stores table-like data. This table-like data is table-like data in which one body depth is associated with measurement data of a plurality of radiation sensors 22. This table-like data is prepared by preparing a plurality of measurement samples made of a substance whose radiation transmittance is close to that of the human body, and embedding a radioactive substance of a predetermined shape in each measurement sample at different depths. On the other hand, the radiation sensor 22 is positioned and measured at a plurality of positions, and a large number of data thus obtained can be collected in a table.
[0026]
Radiation detection is performed on the human body using a radiation detection apparatus that stores such table-like data. At this time, the collimator 12 positions the radiation sensor 22 at a plurality of positions with respect to the human body, and the radiation intensity is measured at each position. The measurement processing unit 50 acquires the measurement data of the plurality of radiation intensities, and reads out the data of the body depth x associated with the measurement data from the table. Thereby, the in-body depth x of a radioactive substance can be calculated | required.
[0027]
In the above description of the present embodiment, the radiation sensor 22 is positioned using the collimator 12 that can slide, but in other embodiments, the collimator that can be positioned only at one position is used. The radiation sensor may be positioned by preparing a plurality and replacing the collimators.
[0028]
【The invention's effect】
In the present invention, by measuring the radiation intensity at a plurality of positions at different distances from the human body surface, there is an effect that the depth can be obtained with respect to the position where the radioactive substance exists in the body.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an overall configuration of a radiation detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of the radiation detection apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration of a probe according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a probe positioning method;
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a measurement procedure for obtaining the in-body depth x of a radioactive substance.
[Explanation of symbols]
10 probe body, 12 collimator, 12A contact surface, 22 radiation sensor, 22A sensitive surface, 40 probe, 60 human body surface, 62 radioactive substance.

Claims

A radiation detection device that measures the intensity of radiation emitted by a radioactive substance injected into a human body,
A radiation sensor that has a sensitive surface with a predetermined area for receiving radiation, and that measures radiation intensity by receiving radiation on the sensitive surface, and a plurality of positions of the sensitive surface of the radiation sensor at different distances from the human body surface A probe for outputting the measured radiation intensity.
When the sensitive surface is at the plurality of positions, a measurement value output of the radiation intensity output by the probe is acquired, and a processing unit for obtaining the in-vivo depth of the radioactive substance based on these measurement value outputs;
Radiation detecting apparatus which comprises a.