JPH0234512B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の利用分野） 本発明は医療電子技術、さらに詳しく言えば放
射線による生体等の透過像の観察する放射線診断
装置に関する。

（先行技術） 患者の診断のために、生体組織を破壊すること
なく観察したいと言う要請を満たすためにＸ線透
視像の観察装置が広く利用されている。

また生体内を３次元的に観察する放射線CTの
技術も広く利用されている。

一方、人体組織を細胞レベルで拡大観察したい
ときには、例えば人体組織を10％ホルマリンで固
定した後に極めて薄い薄片とし、ヘマトキシリ
ン・エオジンで染色し光学顕微鏡で観察する。当
然のことではあるが、この光学顕微鏡による観察
の対象は、一般に光の透視性の範囲内でなければ
ならないので薄い標本に限られる。

つまり、厚みを持つた生体内の組織の拡大観察
は不可能である。

なお、剔出標本ではマイクロアンギオグラフイ
という方法が用いられているがこれはあくまで剔
出されることが前提である。

生体内で、例えば血管内に造影剤を入れて拡大
して組織レベルで観察することができる等、生体
組織を破壊することなく拡大観察したいという要
請があるが、そのような技術は開発されていな
い。

（発明の目的） 本発明の目的は、生体組織を破壊することなく
目的とする部分を任意の倍率に拡大して観察する
ことができる放射線診断装置を提供することにあ
る。

（構成および作用） 前記目的を達成するために本発明による放射線
を用いた診断装置は、放射線源と、円筒気密容
器、前記容器の第１の底面に形成された光電面、
前記第１の底面に対向する第２の底面に形成され
た螢光面、放射線像を前記光電面で光電変換可能
な像に変換するシンチレータ、前記シンチレータ
の変換像を前記光電面に接続する光学装置、前記
円筒気密容器の外周に配置された第１および第２
の集束コイル、前記光電面の発生した電子を螢光
面方向に加速する電界発生手段、前記光電面の発
生した電子を偏向する偏向装置、前記第１および
第２の集束コイルに一定の関係を保つて電流を供
給し螢光面上に形成される像の倍率を変更する集
束電流発生回路、からなり前記シンチレータが前
記放射線源により照射された被写体からの放射線
を受け入れるように配置されている放射線像拡大
装置と、前記放射線像拡大装置の螢光面上の光学
像が光電面に投影され、その光電面に形成された
像の一部および全部を走査して撮像するテレビジ
ヨン撮像装置と、前記テレビジヨン撮像装置の映
像信号を再生するテレビジヨンモニタ装置とから
構成されている。

前記構成によれば、前記放射線拡大装置で任意
の部位の像を可変倍率で螢光面に形成しその像を
さらに回路テレビジヨン装置で観察できる。

すなわち本発明では、光学的に適当なコントラ
ストの差異が得られない場合でも、組織ごとにＸ
線の透過率が異なることを利用して、バリウム
（人体では消化管のみ）やヨードの造影剤（血管
系に使用可）などを注入して特定の脈管、臓器組
織に注入または沈着せしめることによつてＸ線像
の拡大観察を可能にすることができる。

本発明は、脈管、臓器組織ごとにＸ線の透過率
が異なる場合（例えば骨髄系）、造影剤の注入な
どにより、あるいはＸ線の透過率が異ならしめる
ことが可能な場合に、前記組織の像を拡大して観
察することができる。

（実施例） 以下図面等を参照して、本発明による装置をさ
らに詳しく説明する。

第１図は本発明による放射線診断装置の実施例
を示すブロツク構成図である。

放射線源として、微小焦点Ｘ線源１を用いる。
理想的には幾何学的な点すなわち大きさのない点
よりＸ線を放射するものが望まれるが、実際には
そのようなものはないので、直径50〜60μｍの大
きさを持つ点Ｘ線源を微小焦点Ｘ線源１として用
いることができる。このようなＸ線源は市販され
ている回転陽極に小断面積（微小焦点）の電子ビ
ームを衝突させる形式のＸ線管によつて容易に得
られる。

またＸ線中心束のほぼ平行Ｘ線束を用いること
により通常のＸ線管によつても実現される。この
際、高出力Ｘ線管球ではＸ線の密度が高いので、
細いコリメータを通過する有効のＸ線のみを利用
する。細いコリメータを使用すると人体等に無駄
な被爆を少なくすることができるという利点があ
る。高拡大生体観察装置としては、小範囲（例え
ば２mm平方程度）しか観察できないので細いビー
ムで情報量の多いシグナルをシンチレータに投影
すれば本発明の目的は達成される。この実施例の
微小焦点Ｘ線管１ではタングステンのターゲツト
に加速エネルギー60KV電流値50ｍＡ、断面直径
50μｍの電子ビームを衝突させてＸ線を放出させ
ている。

鉛製の遮蔽板２の中央には円形の開孔が設けら
れている。この遮蔽板２の開孔の直径は10mm程度
であり、遮蔽板２は前記Ｘ線管のターゲツトから
150mm離れたところに配置されている。前記Ｘ線
管１から放射され前記開口を通過したＸ線によ
り、被写体３が照射される。前記観察に利用され
るＸ線の放射角は約４度である。以下前記Ｘ線管
１のＸ線の放出時と、前記遮蔽板２の開孔の中心
とを結ぶ線を軸線と呼ぶこととする。

次に第２図を参照して、放射線像拡大装置を詳
細に説明する。

放射線像拡大装置の本体を形成するガラス容器
は、直径は50mm、長さは300mmの円筒状の容器で
ある。前記ガラス気密容器の第１の底面は、光学
フアイバープレート６で形成されており、その外
面にシンチレータ５が形成されている。前記シン
チレータ５の中心は前記軸線に一致させられ、面
は軸線に垂直である。

そしてこの第１の面の内面にＳ−20と呼ばれる
高感度の光電面７が形成されている。

シンチレータ５に投射された被写体の情報を含
むＸ線像は、このシンチレータ６により前記光電
面７で光電変換可能な像に変換される。

光学フアイバープレート６の光学フアイバーは
ピツチ4.5μｍで配列されている。シンチレータ５
は銀をドープした硫化鉛を100mm²当り7.5mg塗布し
たものである。

前記第１の底面を形成する光学フアイバープレ
ート６はシンチレータ５の発光を光電面７に伝達
する光学装置を形成している。

前記容器内には前記光電面７に対向するように
網目状電極９、容器内周面に円筒状電極１０が設
けられている。

網目電極９は光電面７と間隔５mm置いて平行に
配置されている。円筒状電極１０は気密容器の円
筒状の側面の内壁で、網目状電極９と螢光面８の
間の部分にアルミニユウムの薄膜を形成したもの
である。螢光面８は、前記ガラス気密容器の第２
の底面の内壁にＰ−11と呼ばれる螢光体を塗布し
て形成したものである。

また電界発生手段１６は各電極等に以下の電位
を与えて、前記光電面７の発生した電子を螢光面
８方向に加速する。

光電面７には−7KV、螢光面８、網目状電極
９、円筒状電極１０が接地されている。、 前記円筒気密容器の外周には、第１および第２
の集束コイル１１，１２が、配置されている。第
１集束コイル１１は光電面７から20mmだけ螢光面
８に寄つた気密容器の外側に配置され、第２集束
コイル１２は光電面７から150mmだけ螢光面８に
寄つた気密容器の外側に配置されている。

これらの集束コイルに、集束電流発生回路１３
から、第３図に示す一定の関係を持つ電流を供給
することにより、結像面を移動させることなく、
螢光面８に形成される像の倍率を変更することが
できる。

第１の集束コイル１１に400ｍＡ第２の集束コ
イルに220ｍＡの電流を供給すると像の倍率は１
倍、第１の集束コイル１１の電流1300ｍＡ第２の
集束コイルの電流を０ｍＡにすると像の拡大倍率
は６倍となる。

この間第３図に示す関係を保つて各コイルの電
流を変化させると、１〜６倍の間で倍率を連続的
に変化させることができる。前記円筒気密容器の
外周にはさらに、前記電子を偏向する２対の偏向
コイル１４が設けられている。前記２対のコイル
に０〜500ｍＡの電流を供給することにより光電
面７の任意の点から放出した光電子を螢光面８の
任意の点に入射されることができる。

偏向電流電源１５は前記２対のコイルに所望の
偏向が得られる電流を供給する。

リレーレンズ２０は放射線像拡大装置４の螢光
面８の上の像をテレビジヨンカメラ１７の光電面
に結像するために用いられる。

テレビジヨンカメラ１７として、シリコン増強
ターゲツト（SIT）を用いたビジコン型の撮像管
が適している。シリコン増強ターゲツト（SIT）
を用いたビジコン型の撮像管は、前記螢光面８の
上の微弱な像を撮像できるから被写体の被曝量を
少なくすることができるからである。

もつとも本願発明者等の実験、すなわち放射線
像拡大装置４内にマイクロチヤンネルプレート
（MCP）を使用した場合は、通常用いられる撮像
管を利用できることが確認されている。

テレビジヨンカメラ１７の偏向電流電源１８は
標準的な鋸歯状の走査電流と振幅の小さい走査電
流をテレビジヨンカメラ１７に供給し、光電面の
全面走査と局部的な走査とすることができる。

テレビジヨンモニタ１９はテレビジヨンカメラ
１７の出力映像信号を再生する装置である。

前述の診断装置の操作例を説明する。

まず、操作者は全ての装置に電源を接続して動
作待機する状態とし、被写体３を所定の位置に配
置する。

このとき放射線像拡大装置４の第１集束コイル
１１と第２集束コイル１２へは集束電流発生回路
１３から第４図Ｐ点で示す電流400ｍＡ、220ｍＡ
を供給して拡大率１としておくと便利である。ま
た偏向コイル１４へは偏向電流電源１８から電流
を供給しないで光電面７上の電子像の中心が螢光
面８の中心に投影されるようにする。

またテレビジヨンカメラ１７へは前記テレビジ
ヨンカメラ１７の偏向電流電源１８より振幅500
ｍＡの鋸歯状の垂直偏向電流と振幅800ｍＡの鋸
歯状の水平偏向電流とを供給して撮像管の光電面
の全画面を走査するようにしておく。次に微小焦
点Ｘ線管１から被写体３へＸ線を照射する。この
ときテレビジヨンモニタ１９に被写体３の全体像
が写し出される。

テレビジヨンモニタ１９に写し出された被写体
の全体像を観察して、注目すべき点を発見する。
そして、注目すべき点がテレビジヨンモニタ１９
の画面の中心にくるように偏向電流電源１５から
像変換管の偏向コイル１４に適当な偏向電流を供
給する。

この状態で、第１および第２の集束コイル１
１，１２の電流を第３図に示すＳ点方向に変化さ
せると螢光面８の像は次第に拡大され、テレビジ
ヨンモニタ１９の画面に再生される像も拡大され
る。さらに拡大して観察するときは、前記テレビ
ジヨンカメラ１７の偏向電流電源１８は標準的な
鋸歯状の走査電流をテレビジヨンカメラ１７に供
給すると共に前記鋸歯状走査電流の振幅を標準的
な走査の場合の５分の１まで連続的に小さくする
と、被写体の像はシンチレータ５上に形成された
Ｘ線像の６×５＝30倍に拡大される。

観察例 １ 被写体３としてマウスの剔出肝臓の静脈内にバ
リウムを注入したものをホルマリンで固定したの
ちに１mmの切片にしたものを前記軸線上Ｘ線放射
点から1000mmの位置に配置した。

(イ) 放射線像拡大装置の倍率１、テレビジヨン撮
像装置全画面走査 モニタ上で比較的太い血管から直径100μｍ
までの血管が目視できた。

(ロ) 放射線像拡大装置の倍率1.2倍、テレビジヨ
ン撮像装置全画面走査 モニタ上で比較的太い血管から直径100μｍ
以下の血管の一部が目視できた。

(ハ) 放射線像拡大装置の倍率2.5、テレビジヨン
撮像装置全画面走査 モニタ上で直径30μｍの血管が分岐している
状態を目視で確認きた。

(ニ) 放射線像拡大装置の倍率2.5倍、テレビジヨ
ン撮像装置の走査振幅1/2（総合倍率５） 腎の糸球体と肝静脈洞の存在が確認できた。

観察例 ２ 被写体３として人体の剔出碑をホルマリンで固
定したのちに１mmの切片にしたものを前記軸線上
Ｘ線放射点から1000mmの位置に配置した。

(イ) 放射線像拡大装置の倍率1.2倍、テレビジヨ
ン撮像装置全画面走査 人体の剔出碑に沈着したトロトラスト顆粒の
全体像が観察された。

(ロ) 放射線像拡大装置の倍率2.5倍、テレビジヨ
ン撮像装置全画面走査 不整形の顆粒が容易に観察された。

(ハ) 放射線像拡大装置の倍率６倍、テレビジヨン
撮像装置全画面走査 幅150μｍのおたまじやくし状の顆粒をモニ
タスクリーン上で目視できた。

（本発明の効果） 本発明による装置は、前述のように構成され、
動作させられるものであるから、以下の効果が得
られる。

放射線源により被写体を照射して透過Ｘ線像を
観察するのであるから、従来の透過Ｘ線像観察に
用いられた種々の造影技術を利用できる。

放射線像拡大装置により、シンチレータにより
形成された可視像の倍率を変えて螢光面に表示
し、さらにテレビジヨン撮像装置で拡大率を可変
できる。放射線像拡大装置は偏向手段を持つてい
るから螢光面に希望する部位の像を形成できる。

光電面の解像力は極めて優れているのでシンチ
レータの発光像の解像度を実質的に保つたまま拡
大できる。

なおここで注目すべきことは、螢光面上の像を
光学的に拡大したときは螢光面の解像力は光電面
の解像力に比してかなり劣るのでシンチレータの
発光像の解像力を保つことはできないことであ
る。本発明によれば、解像度を維持してシンチレ
ータの発光像を数十倍に拡大できる。

理解を容易にするために、剔出標本に付いての
前記観察例を示した。

しかし、本発明の特徴は前記剔出標本ではな
く、生体を損うことなく生体内部の透視拡大観察
を可能にすることである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の放射線を用いた診断装置の実
施例を示すブロツク図、第２図は像放射線像拡大
装置を示すブロツク図、第３図は第１および第２
の集束コイルの電流と拡大率の関係を示すグラフ
である。 １……微小焦点Ｘ線源、２……遮蔽板、３……
被写体、４……放射線像拡大装置、５……シンチ
レータ、６……光結合手段、７……光電面、８…
…螢光面、９……網目状電極、１０……円筒状電
極、１１……第１集束コイル、１２……第２集束
コイル、１３……集束コイル電流発生回路、１４
……偏向コイル、１５……偏向電流電源、１６…
…電界発生手段、１７……テレビジヨンカメラ、
１８……テレビジヨンカメラの偏向電流電源、１
９……テレビジヨンモニタ、２０……リレーレン
ズ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 放射線源と、円筒気密容器、前記容器の第１
   の底面に形成された光電面、前記第１の底面に対
   向する第２の底面に形成された螢光面、放射線像
   を前記光電面で光電変換可能な像に変換するシン
   チレータ、前記シンチレータの変換像を前記光電
   面に接続する光学装置、前記円筒気密容器の外周
   に配置された第１および第２の集束コイル、前記
   光電面の発生した電子を螢光面方向に加速する電
   界発生手段、前記光電面の発生した電子を偏向す
   る偏向装置、前記第１および第２の集束コイルに
   一定の関係を保つて電流を供給し螢光面上に形成
   される像の倍率を変更する集束電流発生回路、か
   らなり前記シンチレータが前記放射線源により照
   射された被写体からの放射線を受け入れるように
   配置されている放射線像拡大装置と、前記放射線
   像拡大装置の螢光面上の光学像が光電面に投影さ
   れ、その光電面に形成された像の一部および全部
   を走査して撮像するテレビジヨン撮像装置と、前
   記テレビジヨン撮像装置の映像信号を再生するテ
   レビジヨンモニタ装置とから構成した放射線を用
   いた診断装置。 ２ 前記放射線源は微小焦点放射線管と、開口を
   有する遮蔽板より構成される特許請求の範囲第１
   項記載の放射線を用いた診断装置。 ３ 前記テレビジヨン撮像装置の光電面を走査す
   るための偏向電源装置は走査の振幅が可変である
   特許請求の範囲第１項記載の放射線を用いた診断
   装置。