JPS59101135A - 放射線を用いた診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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８’ｐ　シ＜　君えば放
射線による生体等の透視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ずために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Ｒ２１ｌＩ胞レヘルで拡大観察したい
ときには、例えば人体組織を１０％ポルマリンで固定し
た後に極めて薄い薄片とし、ヘマトキシリン・エオシン
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ＩＱ　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りればならな
いので薄い標本に限られる。

つまり、厚みを持った生体内の組織の拡大観察は不可能
である。

なお、別出標本ではマイクロアンギオクラフイという方
法が用いられているがこればあくまで削出されることが
ｉｉ目是である。

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１ｒＪｌ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ク、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
の関係を保っ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
射線を受は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ョン撮像装置と、前記
テレビジョン撮像装置の映像信号を再生するテレビジョ
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！螢光面に形成しその像をさら゛に閉回路
テレビジョ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
って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Ｇこ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ｊ％　（＋ｌ
Ｉを示すブロック構成図である。

放射線源として、微小焦点Ｘ１ｌｉ’ｌｉ□１を用し）
る。理想的には幾何学的な点すなわら大きさのノよし１
点よりＸ線を放射するものが望まれるが、実ド祭に（よ
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綿源番よ「１ｊ販されている回
転陽極に小断面積（ｌＴｈ　／Ｊ＼焦点）の電子ビーム
を衝突させる形式のＸ線管によって容易Ｇこ得られる。

またＸ線中心束のほぼ平行Ｘ線束を用もＡることＧこよ
り通常のＸ線管によっても実現される。このド祭、高出
力Ｘ線管球ではＸ線の密度が高し）ので、細む１コリメ
ータを通過する有効Ｘ線のみを利用Ｊ−る。

細いコリメータを使用すると人体等番こ無駄なン皮−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２１１ｍ平方程度）
しめ（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線管工ではタングステン
のターゲソ１−に加速エネルギー６０ＫＶ電流値５　Ｑ
　ｒｎ　Ａ　＋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の中央にば円形の開孔か設げられている
。この遮蔽板２の開孔の直径は１０ｒｎｍ程度であり、
遮蔽板２は前記Ｘ線管のターゲソ１−から１５．０ｍｍ
離れたところに配置されている。前記Ｘ線管ｊ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線の放出点と、前記遮蔽板２
の開孔の中心とを結ぶ綿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ば、直径
は５０ｍｍ、長さは３００ｍｒｎ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、光学ファイバー
プレーｈ　６で形成されており、その外面にシンチレー
タ５か形成されている。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５−２０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。

光学ファイバープレー１・６の光学ファイバーはピンチ
４．５μｍで配列されている。シンチレータ夕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ァイバープレート６は
シ〕／チレータ５０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１ｏが設けられている。

細目電極９ば光電面７と間隔５ｍｍ置いて平行に配置さ
れている。円筒状電極１ｏは気密容器の円筒状の側面の
内壁で、細目状電極９と螢光面８の間の部分にアルミニ
ュ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−１ｌと呼ば
れる螢光体を塗布して形成したものである。

また電昇発生手段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には一７ＫＶ、螢光面８．細目状電極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１−４７ｊ束コイ
ル１１ば光電面７から２０　ｒｎ　ＩＴＩだけ螢光面８
に寄った気密容器の外側に配置され、第２集束コイル１
２は光電面７から１５０ｍｍだけ螢光面８に寄った気密
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Ｏｍ八にすると像の拡大倍率は６倍となる。

この間第３図に示す関係を保っ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θ〜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せることができる。

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２ｏは放射線像拡大装置４の螢光面８の上
の像をテレビジョンカメラ１７の光電面に結像するため
に用いられる。

テレビジョンカメラ１７として、シリコン増強ターゲソ
１−（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ット（ｓＩＴ）を用いたヒジ
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。

もっとも本願発明者等の他の実験、ずなゎら放射線像拡
大装置４内にマイクロチャンネルプレート（ＭＣＰ）を
使用した場合は、通電用いられる撮像管を利用できるこ
とが確認されている。

テレビジョンカメラ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ョ
ンカメラ１７に供給し、光電面の全面走査と局部的な走
査をすることができる。

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

前述の診ｌＩｉ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ζ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６４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、２２０ｍ八を供給して拡
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１５がら電流を供
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。

またテレビジョンカメラ１７へは前記テレビジョンカメ
ラ１７の偏向電流電源１８より振幅５００ＩＴＩ　Ａ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。このときテレビジョンモニタ１９に
被写体３の全体（象が写し出される。

テレビジョンモニタ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ョンモニタ１９の画面
の中心にくるように偏向電流電源１５がら像変換管の偏
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１１゜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、テレビジョンモニタ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、前記テレビジョンカメ
ラ１７の偏向電流電源１８は標準的な鋸歯状の走査電流
をテレビジョンカメラ１７に供給すると共に前記鋸歯状
走査電流の振幅を標１１１ｉ的な走査の場合の５分の１
まで連続的に小さくすると、被写体の像はレンチレーク
５上に形成され）こＸ線像の６Ｘ５＝３０倍に拡大され
る。

（観察例１）被写体３としてマウスの削出肝臓の静脈内
にバリウムを注入したものをポルマリンで固定したのち
にｌｒｎｍ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、テレヒジョン撮像装
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、テレヒジコン
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
管の一部か目視できた。

（ハ）放射線像拡大装置の倍率２．５、テレヒジョン撮
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
視で確認できた。

（ニ）放射線像拡大装置の倍率２．５、テレビジョン撮
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として人体の削出牌をホルマリン
で固定したのぢに１ｍｒｎ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 人体の削出牌に沈着したトロ１−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、テレビジョン
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、テレビジョン撮像
装置全画面走査 １１８１５０μｍのおたまじゃ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、以下のすＪ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
ジョン撮像装置で拡大率を可変できる。放射線像拡大装
置は偏向手段を持っ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ったまま拡大できる。

なおここで注目すべきことば、螢光面上の像を光学的に
拡大したときは螢光面の１１１Ｙ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度
を保つことはてきないことである。

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、開山標本にイ」いての前記観
察例を示した。

しかし、本発明の特徴は前記創出標本ではなく、生体を
損な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
すブロック図、第２図は偶成射線像拡大装置を示すブロ
ック図、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・・・細目状電極　
　　１ｏ・・・円筒状電極１１・・・第１集束コイル １２・・・第２集束コイル １３・・・１ｂ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・・・テレビジョンカメラ １８・・・テレビジョンカメラの偏向電流電源１９・・
・テレビジョンモニタ ２０・・・リレーレンス ３７１図 １８ 第３図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （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
   係を保っ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
   を受り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ョン撮像装置と、前記テレ
   ビジョン撮像装置の映像信号を再生するテレビジョンモ
   ニタ装置とから構成した放射線を用いた診断装置。
2. （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. （３）前記テレビジョ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。