JP4153487B2 - 放射線検出器 - Google Patents

Description

本発明は、ハンドヘルドの放射線検出器に関し、特に、交換可能な放射線検出プローブを有する放射線検出器に関する。

ハンドヘルドの医療用放射線検出器が米国特許６２３６８８０Ｂ１号に開示されている。この放射線検出器は、プローブと、そのプローブの先端に着脱自在に装着されるプローブチップとを有する。
米国特許６２３６８８０Ｂ１号

本発明は、被測定箇所からの放射線を精度良く検出する放射線検出器を提供することを課題とする。

一つの側面において、本発明は、本体と、本体に着脱自在に取り付けられる放射線検出プローブとを備える放射線検出器に関する。放射線検出プローブは、放射線検出素子を含む検出ユニットと、放射線検出素子に電気的に接続された第１の端子と、放射線検出素子を覆うように検出ユニットに装着されるキャップ状のシールド部材であって、放射線検出素子と対向する前壁及び前壁の縁から延びる筒状の側壁を有しており放射線を遮断する材料から構成されるシールド部材とを有している。本体は、放射線検出プローブの基端が着脱自在に装着されるコネクタを有している。コネクタは第２の端子を含んでおり、放射線検出プローブがコネクタに装着されると、第２端子は第１端子に着脱自在に接続される。また、コネクタは、本体の先端から突出し放射線検出プローブよりも細い支持棒及び支持棒に摺動自在に取り付けられた摺動部材を含む。放射線検出プローブの先端部には、放射線をコリメートするコリメータが設置されている。

放射線検出プローブの先端を被測定箇所に向けると、被測定箇所からの放射線がコリメータによってコリメートされ、その後、放射線検出素子に入射する。放射線検出素子は放射線を検出し、その線量に応じた検出信号を生成する。第１の端子はこの検出信号を受け取り、それを第２端子へ送る。本体は、第２端子に電気的に接続され、検出信号を処理して放射線量を求める回路を有していてもよい。さらに、本体は、求められた放射線量を表示する装置を有していてもよい。コリメータによって放射線の入射角度が制限されるので、被測定箇所以外の箇所からの放射線の入射が防止または抑制される。したがって、放射線検出の指向性が高く、被測定箇所からの放射線を精度良く検出することができる。

上記支持棒は、本体の先端に接続された基端と、放射線検出プローブに接続される先端と、を有する。

上記放射線検出プローブは、シールド部材および検出ユニットを覆い摺動部材に着脱自在に装着されるキャップ状のプローブカバーと、プローブカバーが摺動部材に装着されるとプローブカバーと摺動部材の間に挟み付けられ、それにより本体および放射線検出プローブを封止するシールリングとをさらに有する。

上記検出ユニットは、支持棒の先端に対して着脱自在に設置され、シールド部材は、プローブカバーが摺動部材に装着されると摺動部材に対して固定される。

コリメータは、上記前壁に設けられた貫通孔である。また、コリメータは、摺動部材とともに移動し、摺動部材が支持棒に対して摺動すると、コリメータと放射線検出素子との距離が変化する。

放射線検出素子を交換する場合には、プローブカバーが本体のコネクタから取り外され、それに応じて放射線検出プローブの第１端子がコネクタの第２端子から分離される。反対の手順で新たな検出ユニットおよびプローブカバーを装着することで、検出ユニットごと放射線検出素子が交換される。好ましくは、放射線検出素子は、検出ユニットから分離可能である。この場合、放射線検出素子を単独で交換できる。本体および放射線検出プローブがシールリングによって封止されているため、この放射線検出器は、ＥＯＧ等の滅菌ガスを用いた滅菌処理や、水洗洗浄が可能である。すなわち、この放射線検出器は、耐滅菌処理性および防汚性に優れる。

検出ユニットは、放射線を透過させる入力面を有していてもよく、放射線検出素子は、その入力面を透過した放射線を受け取るように配置されていてもよい。コリメータは、その入力面に対向する開口であってもよい。この場合、コリメータを一つの部品として設置する必要がない。したがって、部品点数が削減され、放射線検出器の構造が簡素になる。放射線検出プローブおよび検出ユニットは、共通の軸に沿って延びる細長い形状を有していてもよい。この場合、コリメータである開口は、その共通の軸に沿って延びていてもよい。

シールド部材は、シールド部材の中空部とプローブカバーの中空部とが連通するようにプローブカバー内に設置されていてもよい。検出ユニットは、連通したこれらの中空部にはめ込まれる。シールド部材は、プローブカバー内に着脱自在に設置されていてもよいし、固定されていてもよい。

プローブカバーは、シールド部材の前壁と対向する入力板と、その入力板の縁から延びシールド部材および検出ユニットの側面を取り囲む筒状の側壁とを有していてもよい。入力板は、コリメータである開口の一端を塞ぐ。入力板は、放射線を透過させるとともに１ｋｅＶ以下のエネルギーを有する電磁波を遮断する材料から構成されている。好ましくは、入力板と側壁との界面は封止されている。

検出ユニットは、放射線検出素子を収容するケーシングを有していてもよい。ケーシングの先端には、ケーシングの端面から放射線検出素子へ向かって延びる開口が設けられていてもよい。この開口は、コリメータである上記の開口と実質的に同じ断面を有し、コリメータと連通していてもよい。

第１および第２端子の一方はピンであってもよく、他方はそのピンと嵌合するソケットであってもよい。このピンは、異なる嵌合長および異なる極性を有する複数のピンを含んでいてもよい。ソケットは、これらのピンと対応する嵌合長および極性を有する複数のソケットを含んでいてもよい。検出ユニットの交換に際し、対応する嵌合長を有するピンとソケットを嵌合させることにより、異なる極性を有するピンとソケットを嵌合させる誤りが確実に防止される。また、上記放射線検出器が有する上記支持棒の先端には、検出ユニットと嵌合し検出ユニットが着脱自在に装着される筒状の嵌合部材が設けられており、筒状の嵌合部材内には第２の端子が設けられており、この第２の端子はピンである、とすることもできる。

この発明は、以下の詳細な説明および添付図面から、より十分に理解されるようになる。添付図面は、単なる例示に過ぎない。したがって、添付図面がこの発明を限定するものと考えるべきではない。

この発明のさらなる適用範囲は、以下の詳細な説明から明らかになる。しかし、この詳細な説明および特定の例は、この発明の好適な形態を示してはいるが、単なる例示に過ぎない。この発明の趣旨と範囲内における様々な変形および変更が、この詳細な説明から当業者には明らかになるからである。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

第１実施形態
図１は第１実施形態に係る放射線検出器を示す斜視図、図２は図１に示した放射線検出器の縦断面図、図３は図２に示した放射線検出器の分解断面図、図４は図３に示した放射線検出プローブの拡大分解断面図、図５は組み立てられた放射線検出プローブの拡大断面図である。

放射線検出器１００は、ハンドヘルドのコードレス型サージカルプローブである。放射線検出器１００は、図１に示すように、本体１と、本体１から突出するように本体１の先端に設けられた放射線検出プローブ２を有する。放射線検出器１００は、本体１を握って操作される。放射線検出器１００は、例えば、放射性薬剤を用いた乳癌の転移巣検出に使用される。放射線検出プローブ２は、本体１の支持部材１Ａに対して着脱自在に装着されている。支持部材１Ａは本体１の先端に回転可能に支持されている。支持部材１Ａを回転させることにより、プローブ２の向きを調整することができる。本体１の表面において支持部材１Ａの後方には、液晶表示パネル１Ｂおよびスイッチ１Ｃが設けられている。

図２に示すように、本体１は中空である。本体１の内部には、図示しない信号処理回路、駆動回路、電子音発生器、電源回路、バッテリ等が収容されている。信号処理回路は、放射線検出プローブ２から送出される検出信号を処理し、放射線量を示すデータ信号を生成する。このデータ信号は駆動回路に送られる。駆動回路は、そのデータ信号が示す放射線量を液晶表示パネル１Ｂ上に表示するとともに、電子音発生器を駆動してその放射線量に応じた電子音を鳴らす。

図３および図４に示すように、放射線検出プローブ２は、検出ユニット３、プローブカバー４、シールリング５およびサイドシールド６を有する。図５に示すように、シールリング５およびサイドシールド６は検出ユニット３の外周を取り囲むように配置される。プローブカバー４は、検出ユニット３、シールリング５およびサイドシールド６を覆う。プローブ２および検出ユニット３は、共通の軸を有する細長い形状をしている。

図６に示すように、検出ユニット３は、ほぼ円筒状のケーシング３Ａを有している。ケーシング３Ａの先端には、放射線検出素子７が内蔵されている。検出素子７は、放射線を受け取る検出面としての前面７Ａと、前面７Ａの反対側に位置する後面７Ｂを有している。ケーシング３Ａの基端には、検出素子７用のカップラ８が設置されている。ケーシング３Ａの内面において検出素子７の後方には、検出素子７の収容部３Ｂを区画するように、貫通穴３Ｃを有する仕切り３Ｄが形成されている。ケーシング３Ａの基端には、カップラ８を保持する円形の支持板３Ｅが固定されている。

ケーシング３Ａは、例えば、ジュラコン等の樹脂材料または導電性の金属材料から構成されている。ケーシング３Ａは、検出すべき放射線を透過させる材料から構成されていてもよいし、検出すべき放射線を遮断する材料から構成されていてもよい。収容部３Ｂ内にはシリコーン樹脂などの電気絶縁性の接着剤３Ｆが充填されており、それにより放射線検出素子７がその前面７Ａをケーシング３Ａの先端に向けながら固定されている。支持板３Ｅには、カップラ８として嵌合長の長いソケット８Ａと嵌合長の短いソケット８Ｂとが支持板３Ｅを貫通した状態で固定されている。嵌合長の長いソケット８Ａは、貫通穴３Ｃに挿通されたリード線９Ａを介して放射線検出素子７の前面７Ａに接続されている。嵌合長の短いソケット８Ｂは、貫通穴３Ｃに挿通されたリード線９Ｂを介して放射線検出素子７の後面７Ｂに接続されている。検出ユニット３は、検出素子７の前面７Ａと対向する入力面３Ｇを有している。放射線は入力面３Ｇを通過して検出素子７の前面７Ａに入射する。

放射線検出素子７は、放射線フォトンのエネルギーに応じた波高を持つ電圧パルスを発生する半導体素子である。この検出素子７は、放射線の照射によって発光するシンチレータと、光電変換器との組み合わせに置き換えることができる。シンチレータは、ＣｄＷＯ_４などの希土類酸化物から構成される。光電変換器は、例えば、フォトダイオードにＴＦＴ（ＴｈｉｎＦｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が積層された構造を有する。

プローブカバー４は、図４および図５に示すように、検出ユニット３およびサイドシールド６を覆うように円筒キャップ状に形成されている。本実施形態では、プローブカバー４は、放射線を透過させる材料から構成されている。この材料の例として、ステンレス鋼やアルミニウム等の金属材料、あるいは導電性の樹脂材料が挙げられる。プローブカバー４の先端に位置する前壁４Ａは、放射線が透過し易いように薄肉に形成されている。プローブカバー４の基端部の内面には、本体１へプローブ２を装着するために使用されるメネジ４Ｂと、シールリング５を収容するための環状段部４Ｃが形成されている。環状段部４Ｃは、メネジ４Ｂの先端に隣接させて配置されている。図７および図８に示すように、プローブカバー４の基端部の外周面には、ねじ込み操作用のローレット４Ｄが形成されている。

サイドシールド６は、放射線検出の指向性を高めるための部品である。サイドシールド６は、放射線を遮断可能な材料、例えば鉛（Ｐｂ）やタングステン（Ｗ）から構成されている。この材料はゴムでコーティングされていてもよい。図４および図５に示すように、サイドシールド６は、プローブカバー４の中空部と嵌合するほぼ円筒キャップ状の部材である。サイドシールド６は、検出ユニット３の先端部を覆う。サイドシールド６の中空部は、検出ユニット３と嵌合する。サイドシールド６の先端に位置する前壁には、検出ユニット３内の放射線検出素子７に対面する小径の放射線導入窓６Ａが設けられている。窓６Ａは、サイドシールド６と同軸に延びる円筒状の開口である。放射線は窓６Ａを通過して放射線検出素子７に入射する。

放射線検出素子７の側面がサイドシールド６によって覆われているため、放射線検出素子７の側方からの放射線入射が防止される。この結果、プローブ２の向いている方面から飛来する放射線のみが検出されるので、放射線検出の指向性が高まる。さらに、サイドシールド６は、窓６Ａを有するため、放射線用のコリメータとしても機能する。窓６Ａはサイドシールド６と同軸に形成されており、したがって、窓６Ａおよびサイドシールド６の軸とほぼ平行に進行する放射線のみが放射線検出素子７に入射する。これが窓６Ａのコリメート作用である。このようなコリメート作用により、放射線検出の指向性がいっそう高まる。

図２および図３に示すように、放射線検出プローブ２は、本体１の先端に着脱自在に装着される。本体１の先端に位置する支持部材１Ａはコネクタ１０を有しており、このコネクタ１０にプローブ２が着脱自在に装着される。コネクタ１０は、支持部材１Ａの中央から突出する筒体である。コネクタ１０は本体１と同軸に延びている。コネクタ１０の開口には、検出ユニット３が着脱自在にはめ入れられる。

図４および図５に示すように、コネクタ１０の外周面には、プローブカバー４のメネジ４Ｂと螺合するオネジ１０Ａが形成されている。このため、プローブカバー４をコネクタ１０に螺着することができる。シールリング５は、コネクタ１０の先端面１０Ｂとプローブカバー４の環状段部４Ｃとの間に挟まれて保持される。コネクタ１０の内部には、嵌合長の長い端子ピン１１Ａと、嵌合長の短い端子ピン１１Ｂとがコネクタ１０と平行に配置されている。端子ピン１１Ａおよび１１Ｂは、リード線１２Ａおよび１２Ｂを介して本体１内の信号処理回路（図示せず）に電気的に接続されている。

本体１の先端に放射線検出プローブ２を装着するときは、まず、図４および図７に示すように、検出ユニット３を本体１のコネクタ１０に挿入し、それにより端子ピン１１Ａおよび１１Ｂをソケット８Ａおよび８Ｂに挿入する。嵌合長の長い端子ピン１１Ａと嵌合長の長いソケット８Ａとを接続し、嵌合長の短い端子ピン１１Ｂと嵌合長の短いソケット８Ｂとを接続することで、異なる極性の端子ピンとソケットを接続する誤りを確実に防止できる。

この後、検出ユニット３の外周にシールリング５を装着し、コネクタ１０の先端面１０Ｂに当接させると共に、プローブカバー４の先端部内にサイドシールド６をはめ入れる。続いて、検出ユニット３をプローブカバー４に挿入し、プローブカバー４の基端のメネジ４Ｂをコネクタ１０のオネジ１０Ａに締結する。このような簡単な作業により、キャップ状のプローブカバー４が図５に示すようにサイドシールド６および検出ユニット３を覆ってコネクタ１０に装着される。コネクタ１０の先端面１０Ｂとプローブカバー４の環状段部４Ｃとの間にシールリング５が挟み付けられることで、本体１およびプローブ２が封止される。

放射線検出プローブ２が装着された放射線検出器１００は、例えば、放射性薬剤を用いた乳癌の転移巣検出などに使用される。その際、放射線検出プローブ２は、患者の肌に直接触れることから、エチレンオキサイドガス（以下、「ＥＯＧ」という）等の滅菌ガスを用いて滅菌処理されたり、水洗洗浄されることがある。プローブ２がシールリング５によって封止されているため、滅菌処理や洗浄に支障は生じない。

一方、米国特許ＵＳ００６２３６８８０Ｂ１に記載の放射線検出器１００では、放射線の検出ユニットを内蔵するプローブチップが封止された構造を有していない。このため、プローブチップにＥＯＧ等のガスを用いた滅菌処理を施すと、ガスがプローブチップの内部に浸入して放射線検出素子やその信号伝達系に悪影響を及ぼすおそれがある。また、プローブチップの汚れを水洗などにより洗浄することが難しい。

以下では、放射線検出器１００の動作を説明する。放射線検出器１００の使用時は、放射線検出プローブ２の先端を患者の被測定部位に向ける。被測定部位から発した放射線は、プローブカバー４の前壁４Ａおよびサイドシールド６の放射線導入窓６Ａを通過して放射線検出素子７に入射する。サイドシールド６および窓６Ａによって、被測定部位以外の部位からの放射線は遮断される。このため、放射線検出素子７は、被測定部位からの放射線量を高精度に検出することができる。検出素子７は、放射線量に応じた検出信号を生成する。この検出信号は、リード線９Ａおよび９Ｂ、ソケット８Ａおよび８Ｂ、端子ピン１１Ａおよび１１Ｂ、ならびにリード線１２Ａおよび１２Ｂを通じて本体１内の信号処理回路（図示せず）に送られる。その結果、放射線量を示すデータ信号が生成され、その放射線量が液晶表示パネル１Ｂに表示される。また、放射線量に応じた電子音が再生される。

放射線検出素子７を交換する際には、図４および図８に示すように、前述した手順と逆の手順にしたがって、プローブカバー４をコネクタ１０に対するねじ込み方向と逆に回して取り外し、その後、検出ユニット３のソケット８Ａおよび８Ｂから端子ピン１１Ａおよび１１Ｂを引き抜いて検出ユニット３を取り外す。新たな検出ユニット３のソケット８Ａおよび８Ｂに端子ピン１１Ａおよび１１Ｂを挿入して検出ユニット３を装着した後、前述した手順でプローブカバー４をシールリング５と共にコネクタ１０に装着する。このような簡単な作業により、放射線検出素子７を検出ユニット３ごと交換することができる。

サイドシールド６はプローブカバー４と分離可能なため（図４参照）、プローブカバー４をコネクタ１０から取り外すことにより、サイドシールド６を簡単に交換することができる。放射線導入窓６Ａの長さや径の異なる複数のサイドシールドを交換して使用することで、放射線検出素子７の感度を容易に調整することができる。

第２実施形態
図９〜図１１は、第２実施形態に係る放射線検出器の主要部を示している。第２実施形態は、検出ユニットに内蔵される放射線検出素子の固定構造およびプローブカバーに対するサイドシールドの固定構造が第１実施形態と異なっている。第２実施形態は、そのほかは第１実施形態と同様の構成を有している。

図９および図１０に示すように、本実施形態の放射線検出器は、第１実施形態における放射線検出プローブ２を放射線検出プローブ２２に置き換えた構成を有している。放射線検出プローブ２２は、検出ユニット２３、プローブカバー２４、シールリング５およびサイドシールド６を有する。図１１に示すように、検出ユニット２３は、ほぼ円筒状のケーシング２３Ａの先端部に放射線検出素子７を内蔵している。ケーシング２３Ａは、第１実施形態におけるケーシング３Ａと同様の材料から構成されている。ケーシング２３Ａは、検出すべき放射線を透過させる材料から構成されていてもよいし、検出すべき放射線を遮断する材料から構成されていてもよい。ケーシング２３Ａの中空部は、より大きい径を有する大径部２３Ｂと、より小さな径を有する小径部２３Ｄとを有している。大径部２３Ｂと小径部２３Ｄとは、環状段部２３Ｃを介して連続している。小径部２３Ｄはケーシング２３Ａの先端に位置しており、ケーシング２３の先端面から放射線検出素子７に向かって延びる開口である。

ケーシング２３Ａ内には、円筒状の素子カバー２３Ｅと、固定部材２３Ｆが設置されている。本実施形態では、素子カバー２３Ｅは樹脂製であり、放射線検出素子７と接触しつつ放射線検出素子７を取り囲んでいる。素子カバー２３Ｅは金属製であってもよいが、その場合、放射線検出素子７は素子カバー２３Ｅと接触しないように配置される。素子カバー２３Ｅは、大径部２３Ｂにはめ込まれ、その一端が段部２３Ｃと当接している。固定部材２３Ｆは、素子カバー２３Ｅの反対側の端と当接するように大径部２３Ｂにはめ込まれ、素子カバー２３Ｅを係止する。素子カバー２３Ｅの中空部２３ｅ内には、放射線検出素子７がその前面（検出面）７Ａを素子カバー２３Ｅの先端に向けて固定されている。また、中空部２３ｅ内には、シリコーン樹脂などの電気絶縁性を有する接着剤３Ｆが充填されている。放射線検出素子７の前面７Ａおよび後面７Ｂに接続されたリード線９Ａおよび９Ｂは、固定部材２３Ｆに形成された貫通穴２３Ｇおよび２３Ｈを通してソケット８Ａおよび８Ｂに接続されている。

プローブカバー２４は、検出ユニット２３を覆うための円筒キャップ状の封止構造を有している。図９に示すように、プローブカバー２４は、筒体２４Ａと、筒体２４Ａの先端の開口にはめ込まれた入力板２４Ｂを有している。入力板２４Ｂは、接着剤などを用いて筒体２４Ａに封止固定されている。筒体２４Ａは、検出すべき放射線を透過させる材料から構成されていてもよいし、検出すべき放射線を遮断する材料から構成されていてもよい。入力板２４Ｂは、可視光および赤外光を遮断するとともに検出すべき放射線を透過させる材料、例えばアルミニウムやアモルファスカーボン、から構成されている。これは、検出すべき放射線以外の電磁波が放射線検出素子７に入射すると、ノイズ信号の原因となるからである。好ましくは、入力板２４Ｂは、１ｋｅＶ以下のエネルギーを有する電磁波を遮断するとともに検出すべき放射線を透過させる材料から構成される。

筒体２４Ａの中空部は、より大きい径を有する大径部２４Ｃと、より小さな径を有する小径部２４Ｄとを有している。大径部２４Ｃには、筒体２４Ａの先端からサイドシールド６がはめ込まれて固定され、さらに入力板２４Ｂが封止固定される。小径部２４Ｄは、検出ユニット２３をはめ込めるような径を有している。小径部２４Ｄと大径部２４Ｃとの間には、サイドシールド６の基端面と当接する環状段部２４Ｅが形成されている。図１０に示すように、大径部２４Ｃにはめ込まれたサイドシールド６の放射線導入窓６Ａは、ケーシング２３の小径部２３Ｄと連通し、放射線検出素子７と対面している。窓６Ａと小径部２３Ｄとは、実質的に同じ断面を有している。

第１実施形態と同様に、第２実施形態の放射線検出器に関しても、その使用に先立って放射線検出プローブ２２をＥＯＧ等の滅菌ガスを用いて滅菌処理したり、あるいは水洗洗浄することができる。また、放射線検出器の動作時には、放射線検出プローブ２２の高い指向性のため、被測定部位からの放射線量を高精度に検出することができる。さらに、必要に応じて、放射線検出プローブ２２の放射線検出素子７を検出ユニット２３ごと交換することができる。その際、サイドシールド６がプローブカバー２４に一体的に固定されているため、サイドシールド６の組付け作業が不要となる。

第３実施形態
第３実施形態は、プローブカバーの構造が第２実施形態と異なっており、そのほかは第２実施形態と同様の構成を有している。すなわち、本実施形態の放射線検出器は、第２実施形態におけるプローブカバー２４（図９参照）を、図１２に示されるプローブカバー３４に置き換えた構成を有している。

プローブカバー３４では、図９に示した筒体２４Ａに相当する部分が、相互に締結可能な基端カバー３４Ａと先端カバー３４Ｂとに分割されている。これらのカバー３４Ａおよび３４Ｂは、共通の軸を有する筒状である。カバー３４Ａおよび３４Ｂは、検出すべき放射線を透過させる材料から構成されていてもよいし、検出すべき放射線を遮断する材料から構成されていてもよい。基端カバー３４Ａは、本体１のコネクタ１０に締結されるメネジ４Ｂを有している。先端カバー３４Ｂは、サイドシールド６を一体的に内蔵している。基端カバー３４Ａが先端カバー３４Ｂに締結されると、カバー３４Ａおよび３４Ｂの外面が面一となる。

基端カバー３４Ａの先端には、嵌合部３４Ｃが設けられている。嵌合部３４Ｃは、先端カバー３４Ｂよりも小さい外径を有しており、先端カバー３４Ｂの中空部へ突出して先端カバー３４Ｂに摺動自在にはめ込まれる。先端カバー３４Ｂの内周には、シールリング３４Ｄ用の装着溝３４Ｅが環状に形成されている。シールリング３４Ｄは、例えばＯリングであり、先端カバー３４Ｂの内面と嵌合部３４Ｃの外面との間をシールする。先端カバー３４Ｂの基端の内面には、嵌合部３４Ｃの外面よりも大きい径を有するメネジ３４Ｆが形成されている。基端カバー３４Ａの中間部には、メネジ３４Ｆと螺合するオネジ３４Ｇが形成されている。

オネジ３４Ｇに対するメネジ３４Ｆのねじ込み量に応じて、先端カバー３４Ｂの基端カバー３４Ａに対する位置をプローブカバー３４の軸に沿って調整することができる。先端カバー３４Ｂにはサイドシールド６が一体的に内蔵されている。従って、検出ユニット２３内の放射線検出素子７に対してサイドシールド６を容易に接近または離間させることができ、それに応じて放射線検出素子７の感度を容易に調整することができる。

第４実施形態
第４実施形態は、プローブカバーの構造が第２実施形態と異なっており、そのほかは第２実施形態と同様の構成を有している。すなわち、本実施形態の放射線検出器は、第２実施形態におけるプローブカバー２４（図９参照）を、図１３に示されるプローブカバー４４に置き換えた構成を有している。

プローブカバー４４は、プローブカバー４４の先端に固定された入力板２４Ｂと、入力板２４Ｂの縁から延びる筒体４４Ａを有する。筒体４４Ａは、検出すべき放射線を透過させる材料から構成されていてもよいし、検出すべき放射線を遮断する材料から構成されていてもよい。入力板２４Ｂと筒体４４Ａとの界面は封止されている。筒体４４Ａの中空部には、サイドシールド６を着脱自在にはめ込むことができる。上記実施形態と異なり本実施形態では、サイドシールド６がプローブカバー４４の基端から挿入される。筒体４４Ａの先端の内面上において入力板２４Ｂの後方には、環状の突起４４Ｃが形成されている。環状突起４４Ｃは、サイドシールド６の先端面を係止する。

本実施形態では、筒体４４Ａにサイドシールド６が分離可能に収容される。従って、コネクタ１０からプローブカバー４４を取り外せば、サイドシールド６を簡単に交換することができる。放射線導入窓６Ａの長さや径の異なる複数のサイドシールド６を交換して使用することで、放射線検出素子の感度を容易に調整することができる。

第５実施形態
第５実施形態は、プローブカバーの構造が第２実施形態と異なっており、そのほかは第２実施形態と同様の構成を有している。すなわち、本実施形態の放射線検出器は、第２実施形態におけるプローブカバー２４（図９参照）を、図１４に示されるプローブカバー５４に置き換えた構成を有している。

プローブカバー５４は、プローブカバー５４の先端に固定された入力板２４Ｂと、入力板２４Ｂの縁から延びる筒体５４Ａを有する。入力板２４Ｂと筒体５４Ａとの界面は封止されている。筒体５４Ａは、放射線を遮断可能な材料、例えば鉛（Ｐｂ）やタングステン（Ｗ）、から構成されており、サイドシールドおよびコリメータとして機能する。筒体５４Ａの先端には、入力板２４Ｂに対面する放射線導入窓６Ａが形成されている。窓６Ａは放射線をコリメートする働きを有する。さらに、筒体５４Ａには、窓６Ａと連通するユニット収容部５４Ｂが形成されている。ユニット収容部５４Ｂには、検出ユニット２３の先端部を着脱自在にはめ込むことができる。

筒体５４Ａがサイドシールドおよびコリメータとして機能するため、一つの部品としてのサイドシールド６が不要となる。これにより部品点数が削減されるので、放射線検出器の構造を簡素化することができる。また、コネクタ１０からプローブカバー５４を取り外せば、検出ユニット２３を簡単に交換することができる。

さらに、プローブカバー５４自体が放射線を遮断可能なので、放射線検出プローブ２２の径を大きくすることなく側方からの放射線遮断能を高め、あるいは、同程度の放射線遮断能を保ったまま放射線検出プローブ２２の径を小さくすることができる。

第６実施形態
第６実施形態は、放射線検出プローブおよびその装着構造が第２実施形態と異なっており、そのほかは第２実施形態と同様の構成を有している。本実施形態に係る放射線検出プローブ３２は、第２実施形態における検出ユニット２３（図１１参照）の代わりに、図１５に示される検出ユニット３３を有する。また、この放射線検出プローブ３２は、ブローブカバーを有さない。

検出ユニット３３は、図１１に示した素子カバー２３Ｅの代わりに素子カバー３３Ａを有している。素子カバー３３Ａはカバー２３Ｅと同様の形状を有している。しかし、素子カバー３３Ａは、カバー２３Ｅと異なり、検出すべき放射線を遮断可能な材料、例えば鉛（Ｐｂ）やタングステン（Ｗ）、から構成されている。したがって、素子カバー３３Ａは、サイドシールド６と同様に、放射線検出素子７への側方からの放射線入射を防止するシールド部材として機能する。このため、検出ユニット３３はサイドシールド６を内蔵していない。なお、素子カバー３３Ａは、放射線検出素子７と接触することなく放射線検出素子７を包囲する。

さらに、素子カバー３３Ａは、放射線をコリメートするコリメータとしても機能する。放射線検出素子７は、素子カバー３３Ａの先端と面一に配置されるのではなく、素子カバー３３Ａの先端の後方に配置されている。言い換えると、放射線検出素子７は、素子カバー３３Ａの先端から素子カバー３３Ａの基端へ向かってある距離だけ後退した位置に配置されている。素子カバー３３Ａのうち放射線検出素子７の前方に位置する部分は、放射線検出素子７への側方からの放射線入射を防止するだけでなく、前方からの放射線入射をも制限する。この結果、素子カバー３３Ａの軸とほぼ平行な方向に進行する放射線のみが放射線検出素子７に入射する。このようにして放射線がコリメートされるので、放射線検出の指向性が高まる。

ケーシング２３Ａの先端には、小径部２３Ｄの一端を塞ぐように入力板３３Ｂが嵌め込まれている。入力板３３Ｂとケーシング２３Ａとの界面は封止されている。入力板３３Ｂは、図９に示した入力板２４Ｂと同様の機能を有する。入力板３３Ｂは、可視光および赤外光を遮断し、放射線を透過させる材料、例えばアルミニウムやアモルファスカーボン、から構成されている。これは、検出すべき放射線以外の電磁波が放射線検出素子７に入射すると、ノイズ信号の原因となるからである。好ましくは、入力板３３Ｂは、１ｋｅＶ以下のエネルギーを有する電磁波を遮断する材料から構成される。その他の構造は検出ユニット２３と同様であるため、詳細な説明は省略する。

入力板３３Ｂによって検出ユニット３３が封止されているため、図９に示されるプローブカバー２４が不要となる。すなわち、本実施形態の放射線検出プローブ３２は、検出ユニット３３ならびにソケット８Ａおよび８Ｂから構成されている。本実施形態では、プローブカバー２４に代わるカップリングナット８４が検出ユニット３３用の締結具としてケーシング２３Ａの基端部に装着される。検出ユニット３３をコネクタ１０にはめ入れ、カップリングナット８４のメネジ８４Ａをコネクタ１０のオネジ１０Ａに締結することにより、検出ユニット３３がコネクタ１０に取り付けられる。このとき、コネクタ１０の先端面１０Ｂとこれに対面するカップリングナット８４の頂壁８４Ｂとの間にシールリング５が挟み付けられる。これにより、シールリング５がケーシング２３Ａの外周面に密着し、その結果、コネクタ１０および本体１が封止される。

入力板３３Ｂによって検出ユニット３３が封止され、また、シールリング５によって本体１が封止される。このため、本実施形態の放射線検出プローブは、ＥＯＧ等の滅菌ガスを用いて滅菌処理し、あるいは水洗洗浄することができる。また、カップリングナット６４をコネクタ１０から取り外すことで、検出ユニット３３ごと放射線検出素子７を交換することができる。

第７実施形態
第７実施形態は、放射線検出プローブおよびその装着構造が第１および第２実施形態と異なっており、そのほかはこれらの実施形態と同様の構成を有している。図１６に示すように、放射線検出プローブ６２は、検出ユニット３、プローブカバー６４、およびサイドシールド６６を有する。検出ユニット３はサイドシールド６６に収容され、サイドシールド６６はプローブカバー６４に収容される。

プローブカバー６４は、サイドシールド６６の全体を覆うように円筒キャップ状に形成されている。プローブカバー６４は、例えば、ステンレス鋼やアルミニウム等の金属材料、あるいは導電性の樹脂材料から構成されている。プローブカバー６４は、検出すべき放射線を透過させる材料から構成されていてもよいし、検出すべき放射線を遮断する材料から構成されていてもよい。プローブカバー４の前壁６４Ａの中央には、放射線が透過し易いように開口６４Ｂが形成されている。プローブカバー６４の基端部の内面には、本体１へプローブ２を装着するために使用されるメネジ６４Ｃと、シールリング５を収容するための環状段部６４Ｄが形成されている。環状段部６４Ｄは、メネジ６４Ｃの先端に隣接させて配置されている。

サイドシールド６６は、第１実施形態におけるサイドシールド６と同様の構造を有している。ただし、サイドシールド６６はサイドシールド６よりも長い。サイドシールド６６は、放射線を遮断可能な材料、例えば鉛（Ｐｂ）やタングステン（Ｗ）から構成されている。サイドシールド６６は、プローブカバー６４の中空部と嵌合する。サイドシールド６６の中空部は、検出ユニット３と嵌合する。サイドシールド６６の前壁には、放射線導入窓６６Ａが開口されている。放射線は窓６６Ａを通過して放射線検出素子７に入射する。サイドシールド６６は、放射線検出素子７の側方からの放射線入射を防止する。また、放射線導入窓６６Ａは、放射線用のコリメータとして機能する。

放射線検出プローブ６２は、本体１の先端に着脱自在に装着される。本体１の先端に位置する支持部材１Ａはコネクタ７０を有しており、このコネクタ７０にプローブ６２が着脱自在に装着される。コネクタ７０は、支持部材１Ａの中央から突出する細長い支持棒７０Ａを有する。支持棒７０Ａは、本体１と同軸に延びる円筒であり、放射線検出プローブ６２の外径よりも小さな外径を有している。支持棒７０Ａの中間部にはコネクタ本体７０Ｂが取り付けられている。支持棒７０Ａは本体７０Ｂを貫通しており、本体７０Ｂは支持棒７０Ａに対して摺動自在である。本体７０Ｂの前半部には、プローブカバー６４のメネジ６４Ｃと螺合するオネジ７０Ｃを有する。シールリング５は、オネジ７０Ｃに隣接するように本体７０Ｂの先端に装着される。支持棒７０Ａの先端には、検出ユニット３と嵌合する筒状のソケット７０Ｄが設けられている。ソケット７０Ｄは、支持棒７０Ａの外径よりも大きな外径を有している。検出ユニット３はソケット７０Ｄに着脱自在に装着することができる。ソケット７０Ｄの側面には周方向に沿って溝が設けられており、その溝にシールリング９０がはめ込まれる。ソケット７０Ｄの開口部には、端子ピン１１Ａおよび１１Ｂが設置されている。これらの端子ピンは、支持棒７０Ａ内を延びるリード線を介して本体１内の信号処理回路（図示せず）に接続されている。

本実施形態では、検出ユニット３の側面にネジ穴９１が設けられている。また、ソケット７０Ｄの側面には、貫通孔９２が設けられている。検出ユニット３をソケット７０Ｄの開口部に差し込むと、ネジ穴９１と貫通孔９２が位置合わせされる。ネジ穴９１と貫通孔９２には、ネジ９３をねじ込むことができる。

図１６に示すように、コネクタ７０はオネジ７０Ｃを有するので、プローブカバー６４の基端部をコネクタ７０に締結することができる。締結が行われると、シールリング５は、コネクタ１０の先端面１０Ｂとプローブカバー６４の環状段部６４Ｃとの間に挾まれて保持される。

本体１の先端に放射線検出プローブ６２を装着するときは、まず、検出ユニット３をソケット７０Ｄに差し込み、それにより端子ピン１１Ａおよび１１Ｂをソケット８Ａおよび８Ｂに挿入する。その後、ネジ穴９１および貫通孔９２にネジ９３をねじ込んで、検出ユニット３をソケット７０Ｄにしつかりと固定する。また、シールリング９０をソケット７０Ｄに装着する。次に、コネクタ７０にシールリング５を装着すると共に、プローブカバー６４の先端部内にサイドシールド６６をはめ込む。続いて、検出ユニット３がサイドシールド６６に挿入されるようにプローブカバー６４をコネクタ７０に取り付け、プローブカバー６４のメネジ６４Ｃをコネクタ７０のオネジ７０Ｃに締結する。これにより、コネクタ７０の先端面とプローブカバー６４の環状段部６４Ｃとの間にシールリング５が挟み付けられる。また、ソケット７０Ｄの外側面とサイドシールド６６の内側面との間にシールリング９０が挟み付けられる。このような簡単な作業により、キャップ状のプローブカバー６４がサイドシールド６６および検出ユニット３を覆うようにコネクタ７０に装着される。

放射線検出プローブ６２がコネクタ７０に装着されると、プローブカバー６４およびサイドシールド６６は、コネクタ本体７０Ｂとともに支持棒７０Ａに対して摺動自在となる。一方、ソケット７０Ｄに装着された検出ユニット３は、支持棒７０Ａに対して移動することはできない。したがって、放射線検出プローブ６２を摺動させると、サイドシールド６６は、プローブ６２の軸に沿って検出ユニット３に対して相対的に移動する。ただし、この移動中、放射線検出素子７は常にサイドシールド６６内に位置する。

検出ユニット３はソケット７０Ｄにネジ止めされているので、サイドシールド６６の摺動時に検出ユニット３がソケット７０Ｄから抜け落ちることはない。サイドシールド６６とソケット７０Ｄの間に挟まれたシールリング９０は、放射線検出素子７を封止するだけでなく、サイドシールド６６の摺動時にすべり止めとしても機能する。

本実施形態は、放射線検出プローブ６２が細い支持棒７０Ａによって本体１に接続されているので、プローブ６２の向きを把握しやすいという利点も有している。第１〜第６実施形態では、支持棒７０Ａよりも太い放射線検出プローブが本体１に直接接続されている。このため、使用者が本体を握って被測定部位にプローブを向けたとき、プローブの基端部が視線を遮り、プローブの先端を見えにくくすることがある。これに対し、本実施形態では、プローブ６２と本体１との間にプローブ６２よりも細い支持棒７０Ａが設けられているので、プローブ６２の先端が見やすい。このため、使用者はプローブ６２の向きを容易に把握することができ、したがって、手際よく放射線検出を進めることができる。

さらに、コネクタ本体７０Ｂを支持棒７０Ａに沿って摺動させることにより、放射線検出素子７に対してコリメータである放射線導入窓６６Ａを容易に接近または離間させることができる。したがって、放射線検出素子７の感度を容易に調整することができる。

第８実施形態
第８実施形態は、端子ピン用のソケットの固定構造が第１実施形態と異なっており、そのほかは第１実施形態と同様の構成を有している。図１７および図１８に示すように、本実施形態で使用されるソケット７８Ａおよび７８Ｂは、図６に示す支持板３Ｅの代わりに、ソケット固定部材１５およびソケットカバー１６を用いてケーシング７３Ａの基端に固定される。

ケーシング７３Ａは、基端の構造のみがケーシング３Ａと異なり、そのほかはケーシング３Ａと同様の構成を有している。ケーシング７３Ａは、その基端に、ソケットカバー１６の先端を収容するための開口７３Ｂを有している。ケーシング７３Ａは、検出すべき放射線を透過させる材料から構成されていてもよいし、検出すべき放射線を遮断する材料から構成されていてもよい。

ソケット固定部材１５は、ほぼ円柱状であり、電気絶縁性の高い材料から構成されている。ソケット固定部材１５の一端面には、ソケット７８Ａおよび７８Ｂがはめ入れられるソケット収容孔１５Ａおよび１５Ｂが開口されている。また、その端面の中心には、ソケットカバー１６をネジ止めするためのネジ孔１５Ｅが形成されている。ソケット固定部材１５の反対側の端面には、ソケット収容孔１５Ａおよび１５Ｂよりも小さい径を有する貫通孔１５Ｃおよび１５Ｄが開口されている。ソケット６８Ａおよび６８Ｂをソケット収容孔１５Ａおよび１５Ｂに挿入すると、ソケット８Ａおよび８Ｂの一端から突出する接続ピン７８Ｃおよび７８Ｄが貫通孔１５Ｃおよび１５Ｄを貫通する。

ソケットカバー１６は、ソケット固定部材１５を覆うようにキャップ状に形成されている。ソケットカバー１６の上壁１６Ｄには、ソケット８Ａおよび８Ｂに対応する貫通孔１６Ａおよび１６Ｂが設けられている。ソケット収容孔１５Ａおよび１５Ｂにソケット８Ａおよび８Ｂがはめ入れられると、ソケット８Ａおよび８Ｂは貫通孔１６Ａおよび１６Ｂと対面する。頂壁１６Ｄの中央には、止ネジ１７用の貫通孔１６Ｃも形成されている。止ネジ１７は、孔１６Ｃを通って、ソケット固定部材１５のネジ孔１５Ｅにねじ込まれる。ソケットカバー１６は、図１７に示すように、ソケット固定部材１５を収容し、止ネジ１７を用いてソケット固定部材１５に固定される。ソケットカバー１６は、その先端に差し口１６Ｅを有している。差し口１６Ｅは、ケーシング７３Ａの開口７３Ｂにはめ込まれ、接着される。

以上、本発明をその実施形態に基づいて詳細に説明した。しかし、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。

第１〜第７実施形態において、検出ユニットは、嵌合長の異なる端子ピン用ソケット８Ａおよび８Ｂを有しているが、この代わりに嵌合長の等しいソケットを有していてもよい。本体１は、嵌合長の異なる端子ピン１１Ａおよび１１Ｂを有しているが、この代わりに嵌合長の等しい端子ピンを有していてもよい。さらに、検出ユニットに端子ピンを設け、本体のコネクタに端子ピン用ソケットを設けてもよい。

図５に示した放射線検出プローブ２および図１０に示した放射線検出プローブ２２の先端部の形状は、平面状に限らず、球面状など丸みを帯びた形状であってもよい。

図１に示した放射線検出器１００では、放射線検出プローブ２が本体１の軸線に対して傾斜するように装着されている。しかし、放射線検出プローブ２は、本体１の軸線に沿って突出するように装着されていてもよい。また、放射線検出プローブ２の直径と長さの比率は、図示の例に限らず、適宜変更することができる。

上記実施形態の放射線検出器は、医療用のサージカルプローブであるが、本発明の放射線検出器の用途はこれに限定されるものではなく、他の幅広い用途で使用することができる。

本発明の放射線検出器は、被測定箇所からの放射線をコリメートしてから放射線検出素子に導くため、被測定箇所からの放射線の線量を高精度に検出することができる。また、放射線検出素子を有する検出ユニットが本体のコネクタに対して着脱自在なので、簡単な作業により放射線検出素子を交換することができる。

図１は、第１実施形態に係る放射線検出器を示す斜視図である。 図２は、図１に示した放射線検出器の縦断面図である。 図３は、図２に示した放射線検出器の分解断面図である。 図４は、図３に示した放射線検出プローブの拡大分解断面図である。 図５は、図４に示した放射線検出プローブの組立状態での縦断面図である。 図６は、図４に示した放射線検出プローブの拡大断面図である。 図７は、図４に示した放射線検出プローブの構成部品を放射線検出プローブの基端側から見た分解斜視図である。 図８は、図４に示した放射線検出プローブの構成部品を放射線検出プローブの先端側から見た分解斜視図である。 図９は、第２実施形態における放射線検出プローブの拡大分解断面図である。 図１０は、図９に示した放射線検出プローブの組立状態での拡大断面図である。 図１１は、図９に示した検出ユニットの拡大断面図である。 図１２は、第３実施形態におけるプローブカバーを示す拡大断面図である。 図１３は、第４実施形態におけるプローブカバーを示す拡大断面図である。 図１４は、第５実施形態におけるプローブカバーを示す拡大断面図である。 図１５は、第６実施形態における放射線検出プローブを示す拡大断面図である。 図１６は、第７実施形態における放射線検出プローブを示す分解斜視図である。 図１７は、第８実施形態におけるソケット用の固定構造の変形例を示す分解断面図である。 図１８は、第８実施形態におけるソケット用の固定構造の組立状態での断面図である。

Claims (10)

1. 本体と、
   前記本体に着脱自在に取り付けられる放射線検出プローブと、
   を備える放射線検出器であって、
   前記放射線検出プローブの先端部には、放射線をコリメートするコリメータが設置されており、
   前記放射線検出プローブは、
   放射線検出素子を含む検出ユニットと、
   前記放射線検出素子に電気的に接続された第１の端子と、
   前記放射線検出素子を覆うように前記検出ユニットに装着されるキャップ状のシールド部材であって、前記放射線検出素子と対向する前壁及び前記前壁の縁から延びる筒状の側壁を有しており前記放射線を遮断する材料から構成される前記シールド部材と、
   を有し、
   前記本体は、
   前記放射線検出プローブの基端が着脱自在に装着されるコネクタであって、前記放射線検出プローブが前記コネクタに装着されると前記第１の端子に着脱自在に接続される第２の端子、前記本体の先端から突出し前記放射線検出プローブよりも細い支持棒及び前記支持棒に摺動自在に取り付けられた摺動部材を含む前記コネクタを有し、
   前記支持棒は、
   前記本体の先端に接続された基端と、
   前記放射線検出プローブに接続される先端と、
   を有し、
   前記放射検出プローブは、
   前記シールド部材および前記検出ユニットを覆い、前記摺動部材に着脱自在に装着されるキャップ状のプローブカバーと、
   前記プローブカバーが前記摺動部材に装着されると前記プローブカバーと、前記摺動部材の間に挟み付けられ、それにより前記本体および前記放射線検出プローブを封止するシールリングと、
   をさらに含み、
   前記検出ユニットは、前記支持棒の前記先端に対して着脱自在に設置され、
   前記シールド部材は、前記プローブカバーが前記摺動部材に装着されると前記摺動部材に対して固定され、
   前記コリメータは、前記前壁に設けられた貫通孔であり、前記摺動部材とともに移動し、前記摺動部材が前記支持棒に対して摺動すると、前記コリメータと前記放射線検出素子との距離が変化する、
   放射線検出器。
2. 前記検出ユニットは、前記放射線を透過させる入力面を有しており、
   前記放射線検出素子は、前記入力面を透過した前記放射線を受け取るように配置されており、
   前記コリメータは、前記入力面に対向する開口である、
   請求項１に記載の放射線検出器。
3. 前記シールド部材は、前記シールド部材の中空部と前記プローブカバーの中空部とが連通するように前記プローブカバー内に設置され、
   前記検出ユニットは、連通したこれらの中空部にはめ込まれる、
   請求項１又は２に記載の放射線検出器。
4. 前記シールド部材は、前記プローブカバー内に着脱自在に設置されている、請求項３に記載の放射線検出器。
5. 前記シールド部材は、前記プローブカバー内に固定されている、請求項３に記載の放射線検出器。
6. 前記プローブカバーは、前記シールド部材の前壁と対向し前記コリメータの一端を塞ぐ入力板と、前記入力板の縁から延び前記シールド部材および前記検出ユニットの側面を取り囲む筒状の側壁とを有しており、
   前記入力板は、放射線を透過させるとともに１ｋｅＶ以下のエネルギーを有する電磁波を遮断する材料から構成されている、
   請求項１〜５のいずれかに記載の放射線検出器。
7. 前記検出ユニットは、前記放射線検出素子を収容するケーシングを有しており、
   前記ケーシングの先端には、前記ケーシングの端面から前記放射線検出素子へ向かって延びる開口が設けられており、
   前記開口は前記コリメータと実質的に同じ断面を有し、前記コリメータと連通している、請求項１〜６のいずれかに記載の放射線検出器。
8. 前記第１および第２の端子の一方はピンであり、他方は前記ピンと勘合するソケットである、請求項１〜７のいずれかに記載の放射線検出器。
9. 前記ピンは、異なる嵌合長および異なる極性を有する複数のピンを有しており、
   前記ソケットは、前記複数のピント対応する嵌合長および極性を有する複数のソケットを含んでいる、請求項８に記載の放射線検出器。
10. 前記支持棒の先端には、前記検出ユニットと嵌合し前記検出ユニットが着脱自在に装着される筒状の嵌合部材が設けられており、
    前記筒状の嵌合部材内には前記第２の端子が設けられており、前記第２の端子はピンである、請求項１〜９のいずれかに記載の放射線検出器。

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