JPS6352718B2

JPS6352718B2 -

Info

Publication number: JPS6352718B2
Application number: JP6066681A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Fujii; Juichi Izumi; Hiroshi Kitaguchi
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1981-04-23
Filing date: 1981-04-23
Publication date: 1988-10-19
Also published as: JPS57175272A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、呼吸などにより摂取した放射性物質
等の分布を、被測定体外に置いた放射線検出器に
より測定する被測定体内放射線分布測定方法に関
する。

従来、体内に摂取された放射性物質の量は、バ
イオアツセイあるいはヒユーマン・カウンタによ
り測定している。前者は、呼吸や尿中に含まれる
放射性物質の量から体内に存在する放射性物質の
総量を推定する方法、後者は、体外に置いた複数
個の放射線検出器により体内に存在する放射性物
質量を測定する方法である。いずれも、体内に摂
取された放射性物質の総量を測定する方法であ
り、放射性物質の体内の分布を測定する方法は、
未だ開発されていない。

本発明の目的は、被測定体内に存在する放射性
物質の三次元的な分布を測定する方法を提供する
ことにある。

以下、図面を用いて、本発明の内容を詳細に説
明する。

第１図に、本発明の被測定体内放射能分布測定
装置の構成の一例を示す。１は体内放射能を測定
する被検者（一般的には生体のみにとらわれな
い。放射能分布の測定が必要となるすべての被測
定体に適用されることは、当然である）、２は
NaI（Tl）検出器を使用した放射線検出器である。
放射線検出器２には駆動機構３が設けられてい
る。検出器２は、この駆動機構３によつて体長方
向ガイドレール４および周方向ガイドレール５に
沿つて移動し、被検者１から放出される放射線を
体表面に沿つて測定する。放射線検出器２の信号
は、放射線測定部９で、放射線のエネルギー別に
計数処理される。放射線測定部９は、NaI（Tl）
検出器用の高圧電源、増幅器、多チヤンネル波高
分析装置により構成されている。駆動制御部８
は、駆動機構３を制御し放射線検出器２を所定の
測定位置に移動する。制御演算部１０は、駆動制
御部８からの測定位置信号と放射線測定部９から
の放射線計数値信号とから体内放射能分布を演算
で決定する。決定した放射能分布は、表示部１１
に図形として出力される。６は被検者用ベツド
で、放射線吸収の少ない材料、例えばプラスチツ
クで作られている。７はベツド６と体長方向ガイ
ドレール４を支持する枠である。

第２図は、第１図の装置を被検者１の頭部側か
ら見た断面図である。各符号は、第１図と同一の
構成体を示している。

第３図は、制御演算部１０の動作シーケンスを
示している。先ず検出器２の位置を所定の位置に
設定する。この時の制御演算部１０、駆動制御部
８、検出器駆動機構３の間の信号授受の関係を第
４図に示す。制御演算部１０から駆動制御８の制
御器２１に、検出器位置設定信号が送られる。制
御器２１はこの検出器位置設定信号と検出器駆動
機構３からの検出器位置信号を比較し、その差分
に対応する信号を出力し、これをサーボ増幅器２
２で増幅後、検出器位置制御信号として検出器駆
動機構３に出力する。検出器位置信号は、制御演
算部１０にも送られている。制御演算部１０は、
検出器位置信号が検出器位置設定信号に一致した
ことを確認して、放射線測定の指示を出力する。

第５図に放射線測定部９の構成を示す。検出器
２に入射した放射線は電気パルスに変換され、前
置増幅器３１、主増幅器３３で増幅された後、波
高分析器でパルス波高別に分類計数される。制御
演算部１０からのゲート開信号で波高分析器３４
は計数を開始し、ゲート閉信号で計数を終了し、
計数値信号を制御演算部１０に出力する。

以上で１点の測定が終了する。これを所定の検
出器位置すべてについて実行する。すべての検出
器位置での放射線測定結果がそろつたところで、
体内放射能分布を計算する。

次に、第６図により制御演算部１０で実行する
体内放射能分布を求める過程を詳しく説明する。
被検者１の体を仮想的に領域分割する。分割数を
体長方向にｍ、体長方向に垂直な断面（横断面）
でｎとする。第３図は横断面を14分割した例であ
る。いま、体長方向の領域ｉ、周方向ｋの位置
（これを測定点ｉ，ｋとする）に放射線検出器２
を設定した場合を想定する。測定点ｉ，ｋで測定
される核種の種別ｒ毎の放射線計数率をＡ（ｒ）_ik
（CPS）とすると、これを式(1)で表わせる。ただ
し、放射線検出器２の見込む被検者１の身体部位
と体長方向の分割領域が一致しているとしてい
る。この一致とは、放射線検出器が一回で測定す
る被検者の身体部位の大きさと体長方向の分割領
域の大きさとが一致していることを意味する。

次に、本実施例で扱う座標系について述べる。

第７図は、被測定体モデルとして直方体Ａを示
した。直方体Ａの体長方向（長方方向、Ｚ面）を
ｍ分割（ｍ＝８）し、この分割位置（体長領域）
をｉとした。また、各分割位置ｉでの断面（Ｘ−
Ｙ平面）をｎ分割（ｎ＝16）し、この分割位置
（断面位置）をｊとした。従つて、直方体Ａのど
の位置であつても、（ｉ，ｊ）の座標で特定でき
ることになる。但し、ｉ＝１，２，……，ｍ，ｊ
＝１，２，……，ｎである。分割数ｍ，ｎが大き
い程、座標は細かになる。

第８図は被測定体モデルＡと放射線検出器２の
位置関係を示す。測定には、各体長方向ｉ毎に、
その体長位置ｉで検出器２を周囲方向に回転さ
せ、所定ピツチ位置ｋ毎に放射線を検出する。こ
こで、ｋ＝１，２，……，ｐとなる。ピツチ間隔
が小さくなるに従つて、測定回数が増える。

体長位置ｉでの周囲方向の回転によつて得られ
る計測値（位置、計数値）が断層を得るためのデ
ータであり、このデータから体長位置ｉでの断層
像、即ち、体内放射能分布を得る。この計算は(1)
式で行う。尚、この体長位置ｉでの断層面の各位
置は、前述のＸ―Ｙ平面上の断面領域ｊである。

次に、計測値からの体内放射線分布の計算方法
を述べる。この計算的は(1)式となる。(1)式で、Ａ
（ｒ）_ik（ｋ＝１，２，……，ｐ）は計測値、λ
（ｒ）_ij→→_ikは定数、ｑ（ｒ）_ijは（ｉ，ｊ）位置で
の求むるべき放射能の量であり、未知数である。

以上の前提のもとに下記が成立つ。

Ａ（ｒ）_ik＝_o 〓^j=1 λ（ｒ）_ij→_jkｑ（ｒ）_ij＋_o 〓^j=1 （λ（ｒ）_i-1,→_ikｑ（ｒ）_i-1,j …(1) ここに、ｑ（ｒ）_ik：被検者１の体内に想定した
領域ｉ，ｊに存在する放射性物
質ｒの量（B_q） λ（ｒ）_ij→_ik：被検者１の体内に想定した
領域ｉ，ｊから放出された放射
線が測定点ｉ，ｋの放射線検出
器２に計数される放射性物質ｒ
の総合効率（CPS／B_q） λ（ｒ）_ij→_ikは、放射線検出器２の計数効率η、
領域ｉ，ｊから測定点ｉ，ｋの放射線検出器２を
見込む立体角で決まる幾何学的効率Ｇおよび放射
線が領域ｉ，ｊから測定点ｉ，ｋの放射線測定器
２に到達するまでの減衰率ξの積として算出す
る。式(1)でλ（ｒ）_ij→_ikをλ（ｒ）_ijkとし、行列表
現
すれば、したがつて、体長方向領域ｉでの放射性物質量
ｒの分布ｑ（ｒ）_ijは式(3)の形で求められる。

放射線検出器２を体長方向に走査し、ｉ＝１か
らｉ＝ｍまで、ｍ回同様の過程を繰返せば、ｍ組
のｎ元連立一次方程式を得る。これらを解くこと
により、ｍ×ｎ分割した被検者１の体内各領域毎
の放射性物質量を求めることができる。

以上の説明では、放射線検出器２の見込む被検
者の身体部位と体重方向の分割領域が一致してい
る場合を想定した。しかし、放射線計数の統計誤
差を下げるため放射線検出器２の指向性を広げる
と放射線検出器２では体長方向の複数領域からの
放射線が計数される。同時に計数される体長方向
領域の数をｉ領域を中心にｉ−αからｉ＋αまで
とすると式(1)は式(4)の形になる。

Ａ（ｒ）_ik＝_o 〓^j=1 λ（ｒ）_ij→_jkｑ（ｒ）_ij＋_o 〓^j=1 （λ（ｒ）_i-1,j→_ikｑ（ｒ）_i-1,j ＋λ（ｒ）_i+1,j→_ikｑ（ｒ）_i+1,j）＋_o 〓^j=1 （λ（ｒ）_i-2,j→_ikｑ（ｒ）_i-2,j ＋λ（ｒ）_i+2,j→_ikｑ（ｒ）_i+2,j） ………………………………………………………… ＋_o 〓〓^j=1 （λ（ｒ）_i-〓_,j→_ikｑ（ｒ）_i-〓_,j ＋λ
（ｒ）_i+〓_,j→_ikｑ（ｒ）_i+〓_,j）…(4) ここで、αは、体長方向の分割領域ｉと放射線
検出器の検出見込み領域とが一致せず、特に、検
出見込み領域が体長方向の分割領域ｉの大きさよ
りも大きい場合の値であり、検出見込み領域の大
きさを示す。検出見込み領域が３分割領域とすれ
ば、α＝１となる。従つて、検出器２で同時に検
出できる領域は、現在の体方向の位置をｉとする
と、検出器の計測値は、ｉ−１，ｉ，ｉ＋１の３
つの領域からの放射線が同時に検出されることと
なる。この様子を第９図に示した。従つて、放射
能量の算出に当つては、そうした見込み領域の巾
にあわせた算出方法をとる必要がある。(4)式はか
かる観点の検出法を示した。

(4)式によれば放射線検出器２を体長方向にｉ＝
１からｉ＝ｍまでおよび周方向にｋ＝１からｋ＝
ｐまで走査すれば、式(4)はｍ×ｐ元の連立一次方
程式となり、未知数である体内各領域の放射性物
質量ｑ（ｒ）_ij（B_q）を求めることができる。ただ
し、ｉ−α≦０およびｉ＋α＞ｍの場合はｑ（ｒ）
_i±〓_,j＝０とする。

以上の演算処理は、体内摂取された放射性物質
が一種類でない場合には、各々の放射性物質から
放出される放射線のエネルギーに応じて総合計数
効率λ（ｒ）_ij→_ikを求めて、エネルギー別に演算処
理を実施する。また、放射線検出器２を複数個設
置し、複数個の測定点で同時測定を実施すれば、
全体の測定時間を短縮できる。

体内放射能分布が求まれば、臓器ｌの吸収線量
D_l（Gg）は体内の各領域からの放射線の寄与の総
和として求められる。

D_l＝_s 〓ⁿ⁼¹ _o 〓ⁱ⁼¹ _o 〓^j=1 ε（ｒ）_lφ（ｒ）_ijlｑ（ｒ）_ijＥ（ｒ） …(5) ここに、ε（ｒ）_l：臓器ｌの吸収係数 φ（ｒ）_ijl：領域ｉ，ｊから放出された放
射線が臓器ｌに到達する割合Ｅ（ｒ）：領域ｌ，ｊに存在する放射性物
質の放出する放射線のエネルギ
ーＳ：核種の総数である。

以上説明したごとく、本発明によれば、被測定
体内に存在する放射性物質の総量を測定すると同
時にその三次元的分布状態も測定することができ
る。

例えば、臓器毎の吸収総量の評価精度が向上
し、体内摂取された放射性物質の人体への影響を
評価するのに特に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の体内放射能測定装置の概略
構成図、第２図は、第１図示装置の断面図、第３
図は、制御演算部の動作シーケンスを示す図、第
４図は、制御演算部、駆動制御部、駆動機構部間
の関係を示す図、第５図は、放射線測定部の詳細
構成図、第６図は、制御演算部の動作説明図、第
７図、第８図及び第９図は他の本発明の動作説明
図である。１…被検者、２…放射線検出器、３…駆動機
能、４…体長方向ガイドレール、５…周方向ガイ
ドレール、６…ベツド、７…支持枠、８…駆動制
御部、９…放射線測定部、１０…制御演算部、１
１…表示部。

Claims

【特許請求の範囲】１放射線検出器と、該放射線検出器を被測定体
の所望の位置へ移動せしめる駆動機構と、放射線
検出器の位置、及び検出器で測定した放射線検出
信号とを取込み、放射線測定値の波高分析をもと
に被測定体内の核種毎の計数率を、放射線検出器
の位置対応に求める波高分析器とを有し、この核
種毎の計数率から被測定体内に存在する放射能分
布を求める体内放射能測定方法において、核種毎の種別をｒとし、被測定体の体長方向を
ｍ分割し、被測定体の断層方向の断層面をｎ分割
し、各分割領域をｉ，ｊ（但しｉ＝１，２，……，
ｍ，ｊ＝１，２，……，ｎ）で示し、各体長方向
分割点ｉ（ｉ＝１，２，……，ｍ）毎に被測定体
の円周方向に上記放射線検出器を回転させた場合
における各ピツチ位置ｋ（ｋ＝１，２，……，Ｐ）
毎に得られる波高分析器の放射線計数率をＡ（ｒ）
_ijとし、総合効率をλ（ｒ）_ij→_ik（被測定体の体内
に想定した領域ｉ，ｊから放出される放射線から
測定点ｉ，ｋの放射線検出器に計数される総合効
率であり、他のサフイツクスの場合も同じ考え
方）とし、未知数である被測定体内各領域ｉ，ｊ
の放射性物質量をｑ（ｒ）_ij（サフイツクスが変わ
ればそのサフイツクスの領域を示す）とし、放射
線検出器に同時に検出可能とする体長方向領域の
数を現在位置ｉの前後にαとするとき、Ａ（ｒ）_ik＝_o 〓^j=1 λ（ｒ）_ij→_jkｑ（ｒ）_ij＋_o 〓^j=1 （λ（ｒ）_i-1,j→_ikｑ（ｒ）_i-1,j ＋λ（ｒ）_i+1,j→_ikｑ（ｒ）_i+1,j）＋_o 〓^j=1 （λ（ｒ）_i-2,j→_ikｑ（ｒ）_i-2,j ＋λ（ｒ）_i+2,j→_ikｑ（ｒ）_i+2,j） ………………………………………………………… ＋_o 〓〓^j=1 （λ（ｒ）_i-〓_,j→_ikｑ（ｒ）_i-〓_,j＋λ（ｒ）_i+
〓_,j→_ikｑ（ｒ）_i+〓_,j）なる計算式より、ｑ（ｒ）_ij，ｑ（ｒ）_i-1,j，ｑ（ｒ
）_i+1
_，ｊ，ｑ（ｒ）_i-2,jｑ（ｒ）_i+2,j……ｑ（ｒ）_i-〓_,j，ｑ（ｒ）_i+〓
_，ｊを算出させることとした被測定体内放射能分布
測定方法。