JPWO2003010557A1 - 放射線検出器 - Google Patents

Abstract

本発明は、体内に放射性医薬品を投与した後に体内の組織に集積した放射性物質を検出するための放射線検出器であって、上記放射性物質を患者の種類等に応じて的確に検出することが可能な放射線検出器である。本発明では、検出した放射能量をランク分けするアルゴリズムを放射線検出器に複数内蔵させ、これら複数のアルゴリズムを患者の種類等に応じて切り替え可能とする。また、放射線検出器にディスプレイ１８（例えばＬＥＤ）を設け、このディスプレイから発せられる信号により、放射線検出器の操作者が検出した放射能量が上記ランクのいずれに属するかを認識できるようにする。

Description

技術分野
本発明は、体内の組織に存在する放射性物質を検出するための放射線検出器に関し、特に、体内に放射性医薬品を投与した後に、体内の組織に集積した放射性物質を検出するための放射線検出器に関する。
背景技術
腫瘍の転移の検査において、体内に放射性医薬品を投与した後に、体内の組織に集積した放射性物質を検出して、腫瘍が転移した組織（例えば腫瘍周辺のリンパ液が最初に集まるセンチネルリンパ節）の位置を特定することが行われている。
従来、上記のように体内の組織に集積した放射性物質を検出するための放射線検出器として、特開平９−１８９７７０号に示されたものがある。この放射線検出器は、体内の組織から検出した放射能量がバックグラウンドの放射能量の所定倍量以上であるときに、その組織から放射性物質が検出されたという信号を発するものである。
腫瘍の転移の検査において、患者の体内に放射性医薬品を投与する場合、例えば、投与される放射能量（核種は例えばテクネチウム、ヨウ素、タリウムなど）は１１１ＭＢｑから２２２ＭＢｑ程度であり、体内の組織から検出される放射能量は７ＭＢｑから１７６ＭＢｑ程度である。このような場合、バックグラウンドの放射能量は数カウントから数十カウントを示し、患部（放射性物質の集積量が多い組織、例えばセンチネルリンパ節）の放射能量は十数カウントから数百カウントを示す。
一方、体内の組織への放射性物質の集積量は、患者によって異なる。例えば腫瘍が乳癌である場合、老人よりも若い人の方が、また太った人よりも痩せた人の方が、センチネルリンパ節に放射性物質が集積しやすいとの報告があり、太った老人と痩せた若い人とでは、センチネルリンパ節に集積する放射能量が数十倍異なることがある。
したがって、前記特開平９−１８９７７０号に示された放射線検出器のように、体内の組織から検出した放射能量がバックグラウンドの放射能量の所定倍量以上であるときに、その組織から放射性物質が検出されたという信号を発する手法、すなわち体内の組織から検出した放射能量を単一のアルゴリズムでランク分けする手法では、上述のように体内の組織への放射性物質の集積量は患者によって異なるため、体内の組織に集積した放射性物質を的確に検出することは難しかった。
発明の開示
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたもので、体内の組織に集積した放射性物質を、患者に応じて的確に検出することが可能な放射線検出器を提供することを目的とする。
本発明は、前記目的を達成するため、体内の組織に存在する放射性物質を検出するための放射線検出器であって、検出した放射能量をランク分けするアルゴリズムを複数内蔵し、前記複数のアルゴリズムを切り替え可能としたことを特徴とする放射線検出器を提供する。
本発明の放射線検出器は、検出した放射能量をランク分けするアルゴリズムを患者に応じて切り替えることにより、体内の組織に集積した放射性物質を患者に応じて的確に検出することができる。
この場合、上記アルゴリズムは、バックグラウンドの放射能量より多い量の放射能が体内の組織から検出されたときに、体内の組織から検出された放射能量の内のバックグラウンドの放射能量より多い部分を２つ以上のランクにランク分けするものであることが好ましい。これにより、体内の組織から検出された放射能量のレベルを適切に評価することが可能となる。
上記アルゴリズムとしては、例えば、体内の組織より検出された放射能カウントからバックグラウンドの放射能カウントを減算した値を用いて放射能量をランク分けするアルゴリズム、体内の組織より検出された放射能カウントをバックグラウンドの放射能カウントで除算した値を用いて放射能量をランク分けするアルゴリズムなどを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
また、本発明の放射線検出器は、後述する実施形態に示すように、下記構成の放射線検出器とすることがより好ましい。
（ａ）ハンディタイプに形成されているとともに、放射線検出器に設けた信号発信部から発せられる信号により、放射線検出器の操作者が、検出した放射能量が前記ランクのいずれに属するかを認識できる放射線検出器。この放射線検出器によれば、放射線検出器の操作者が放射線検出器の操作中に患部の位置を容易に特定することが可能となる。
（ｂ）放射線検出器に設けた信号発信部から発せられる信号が、色、光および音から選ばれる１種以上による信号である（ａ）の放射線検出器。この放射線検出器によれば、放射線検出器の操作者が放射線検出器の操作中に患部の位置を特定することがより容易になる。
（ｃ）先端側に検出部を有するハンディタイプに形成されているとともに、基端側での操作により先端側を屈曲させることができる放射線検出器。この放射線検出器によれば、放射線検出器の操作者が手元での操作によって様々な位置の組織を容易に探索することができる。
（ｄ）先端側に複数の検出部が１次元的または２次元的に並列配置されているとともに、基端側に前記各検出部に対応する複数の信号発信部が各検出部に対応する配置態様で１次元的または２次元的に並列配置されている放射線検出器。この放射線検出器によれば、広い範囲の組織を同時に探索することができる。
さらに、本発明は、先端側に検出部を有するハンディタイプに形成されているとともに、基端側での操作により先端側を屈曲させることができることを特徴とする放射線検出器をも提供する。
発明を実施するための最良の形態
次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明するが、本発明は下記例に限定されるものではない。
（第１実施形態）
図１は本発明に係る放射線検出器の第１実施形態を示す平面図、図２は同放射線検出器の断面図である。本例の放射線検出器において、１はシンチレータケース、２はコリメータ、３はシンチレータ、４はライトガイド、５は半導体、６は接続パイプネジ、７はヘッドアンプケース、８はバッテリー残量表示ＬＥＤ、９はスイッチ、１０は放射線検出回路、１１はＯリング、１２は本体ケース、１３はバッテリー、１４は演算回路、１６はブザー、１８はディスプレイを示す。
本例の放射線検出器の計測回路は、図３のブロック図に示す構成を有している。シンチレータ２１は、発光波長が長くＰＩＮフォトダイオードとマッチングのよいＣｓＩを使用している。ライトガイド２２は、シンチレータの発光を効率良く２個のＰＩＮフォトダイオード２３に導くためのライトガイドである。アンプ２４は、ＰＩＮフォトダイオード２３の微弱信号を効率良く増幅するものである。ディスクリミネータ２５は、検出放射線の最低エネルギーレベルを決定する波高弁別回路である。波形成形回路２６は、ディスクリミネータ出力波形を一定のパルス幅に成形するための回路である。コインシデンス回路２７は、２系統の放射線検出信号（パルス信号）のコインシデンス（同時計測）を行う回路である。コインシデンス法により、２系統の電気回路に同時に飛び込むシンチレータの発光（放射線検出信号）はコインシデンス回路から出力され、アンプノイズのように２系統の回路から非同期に発生するようなものはコインシデンス回路から出力されない。このため、ディスクリレベルをアンプノイズレベル以下に下げることができ、検出効率を上げることができる。また、アンプノイズのような非同期で不安定要素を含むものは出力されないので、非常に安定性の高いシステムとなる。マイクロプロセッサ２８は、検出した放射線信号（計数信号）を取り込み、計数率を演算し、放射線強度を判定する。また、放射線強度の表示部への出力、測定データの記憶、バッテリーの残量測定、外部機器とのデータ通信等を行う。表示モジュール２９は、マイクロプロセッサにより判定された結果をＬＥＤにより５段階で色別表示をするためのモジュールである。
本例の放射線検出器は、検出した放射能量をランク分けするアルゴリズム（ランク分けの手順）として、下記３種のアルゴリズム（１）〜（３）をマイクロプロセッサ２８に内蔵しており、これらアルゴリズム（１）〜（３）をスイッチ９の操作により切り替え可能としてある。
・アルゴリズム（１）
体内の組織より検出された放射能カウント（単位：ｃｐｓ、以下同じ）から、適宜設定したバックグラウンドの放射能カウントを減算し、その値（減算カウント）を用いて放射能量をランク分けするアルゴリズムである。そして、減算カウントの範囲に応じて下記表１に示す色をＬＥＤモジュール１７で表示するとともに、同表に示す音をブザー１６から発する。ただし、減算カウントがマイナスの場合は減算カウントとして０を与える。なお、検出音は識別可能な任意の音、例えば異なる周波数の音、異なるカウント数の音等とすることができる（以下同じ）。
【表１】

アルゴリズム（１）は、投与放射能量は２２２ＭＢｑ以下で、放射線検出時は投与当日（投与後おおよそ２時間経過時）で、患者は太った老人である場合に好適なアルゴリズムの例である。
・アルゴリズム（２）
体内の組織より検出された放射能カウントから、適宜設定したバックグラウンドの放射能カウントを減算し、その値（減算カウント）を用いて放射能量をランク分けするアルゴリズムである。そして、減算カウントの範囲に応じて下記表２に示す色をＬＥＤモジュール１７で表示するとともに、同表に示す音をブザー１６から発する。ただし、減算カウントがマイナスの場合は減算カウントとして０を与える。
【表２】

アルゴリズム（２）は、投与放射能量は２２２ＭＢｑ以下で、放射線検出時は投与当日（投与後おおよそ２時間経過時）で、患者は痩せた若い人である場合に好適なアルゴリズムの例である。
・アルゴリズム（３）
体内の組織より検出された放射能カウントを、適宜設定したバックグラウンドの放射能カウントで除算し（小数点以下は四捨五入）、その値（除算カウント）を用いて放射能量をランク分けするアルゴリズムである。そして、除算カウントの範囲に応じて下記表３に示す色をＬＥＤモジュール１７で表示するとともに、同表に示す音をブザー１６から発する。ただし、除算カウントが１未満の場合は除算カウントとして１を与える。
【表３】

アルゴリズム（３）は、投与放射能量は２２２ＭＢｑ以下で、放射線検出時は投与翌日（投与後おおよそ２４時間経過時）である場合に好適で、患者は特に問わないアルゴリズムの例である。
体内の組織への放射性物質の集積量は、患者によって異なるが、本例の放射線検出器は、上記アルゴリズムを患者や放射線検出時に応じて切り替えることにより、体内の組織に集積した放射性物質を患者に応じて的確に検出することができ、患部を容易に見つけだすことができる。
上記の点をより具体的に説明する。乳癌の転移の検査において、Ｔｃ−９９ｍスズコロイドの投与量が１１１ＭＢｑで、約２４時間後に測定する場合には、バックグラウンド（上腕部の測定値）が数カウント、患部が数十カウントを示し、カウント差は少ないものの、比をとると相違がはっきりする。すなわち、このような場合にはアルゴリズム（３）を採用すれば、患部をより検出しやすくなる。例えば、バックグラウンドが２ｃｐｓ、患部近傍（患部から約５ｍｍ程度離れた部位）が８ｃｐｓ、患部（例えばセンチネルリンパ節である腋窩リンパ節）が１７ｃｐｓの場合、アルゴリズム（１）、（２）を採用すると、患部近傍の減算カウントは６、患部の減算カウントは１５となり、それぞれ表１、２のように１ランクしか離れない。これに対し、アルゴリズム（３）を採用すると、患部近傍の除算カウントは３、患部の除算カウントは９（１７／２＝８．５は四捨五入で９とする）となり、表３のように３ランク離れる。したがって、アルゴリズム（１）、（２）を採用するよりも、アルゴリズム（３）を採用した方が、患部と患部近傍とを明確に識別することができる。
一方、患者が痩せた若い人、Ｔｃ−９９ｍスズコロイドの投与量が２２２ＭＢｑで、約２時間後に測定する場合には、バックグラウンドが数十カウント、患部が数百カウントを示すため、比よりもカウント差で見た方が、患部を見つけやすくなる。すなわち、このような場合にはアルゴリズム（２）を採用すれば、患部をより検出しやすくなる。例えば、バックグラウンドが７０ｃｐｓ、患部近傍（患部から約５ｍｍ程度離れた部位）が１５０ｃｐｓ、患部（例えばセンチネルリンパ節である腋窩リンパ節）が２００ｃｐｓの場合、アルゴリズム（３）を採用すると、患部近傍の除算カウントは２、患部の除算カウントは３となり、表３のように１ランクしか離れない。これに対し、アルゴリズム（２）を採用すると、患部近傍の減算カウントは８０、患部の減算カウントは１３０となり、表２のように２ランク離れる。したがって、アルゴリズム（３）を採用するよりも、アルゴリズム（２）を採用した方が、患部と患部近傍とを明確に識別することができる。
また、患者が太った老人、Ｔｃ−９９ｍスズコロイドの投与量が２２２ＭＢｑで、約２時間後に測定する場合には、バックグラウンドが数十カウント、患部も数十カウントを示すため、細かくランク分けされたカウント差で見た方が、患部を見つけやすくなる。すなわち、このような場合にはアルゴリズム（１）を採用すれば、患部をより検出しやすくなる。例えば、バックグラウンドが７０ｃｐｓ、患部近傍（患部から約５ｍｍ程度離れた部位）が８０ｃｐｓ、患部（例えばセンチネルリンパ節である腋窩リンパ節）が９０ｃｐｓの場合、アルゴリズム（１）を採用すると、患部近傍の減算カウントは１０、患部の減算カウントは２０となり、表１のように２ランク離れる。したがって、アルゴリズム（１）を採用することにより、患部と患部近傍とを明確に識別することが可能となる。
ここで、本例の放射線検出器を用いた測定例を示す。無水塩化第一スズ水溶液（１ｍＭ）１．５ｍＬに、過テクネチウム（Ｔｃ−９９ｍ）酸ナトリウム溶液（４２８ＭＢｑ／ｍＬ）１．５ｍＬを加えて、テクネチウム（Ｔｃ−９９ｍ）スズコロイドを調製した。乳癌の組織片（５ｍｍ角）を左乳房に移植し、その腫瘍径が４ｃｍ程度となった成犬に対して、テクネチウム（Ｔｃ−９９ｍ）スズコロイドを腫瘍の直上の皮下に１ｍＬ投与し、腫瘍周辺の３カ所に合計２ｍＬ投与した。投与から１時間後、投与部位の反対側にいったん放射線検出器を当てて、バックグランドの記憶を行った。その後、アルゴリズム（１）〜（３）を用いて放射線検出器により腫瘍近傍を走査したところ、アルゴリズム（１）でのみ、投与部位から３ｃｍ程度離れたところで緑色発色を確認し、また相当する検出音を聞くことができた。また、放射線を遮蔽した空間に放射線検出器を置き、バックグランドの記憶を行った後（カウントはほぼ０と推定）、投与部位を解剖にて摘出し、放射線検出器を当てたところ、アルゴリズム（１）では発光は緑色、アルゴリズム（２）では発光は青色、アルゴリズム（３）では発光は黄色となった。摘出標本の結果から、標本の放射能は６カウント程度であり、体内にあった場合にはバックグランドが数カウントあったため、アルゴリズム（２）、（３）では検出できなかったと考えられた。
（第２実施形態）
図４は本発明に係る放射線検出器の第２実施形態を示す平面図、図５は同放射線検出器の断面図である。本例の放射線検出器において、４２はコリメータ、４３はシンチレータ、４４は半導体、４５は接続金具、４７はＬＥＤ、４８はスイッチ、４９は制御回路、５０はＯリング、５２はバッテリー、５３はＣＰＵボード、５５はブザー、５７はディスプレイ、５８は自在シャフト、５９は自在シャフト操作部、６０は自在シャフト固定管、６１はグリップを示す。
本例の放射線検出器は、図６に示すように、ワイヤー伸縮機構の回転動作によって２本のワイヤー（図中の上下のワイヤー）が相対する方向へ動作し、フレキホース先端近傍のワイヤー終端の外周側（図中の上側）と内周側（図中の下側）との間に円周差が発生する。そのため、本例の放射線検出器は、基端側のワイヤー伸縮機構を操作することにより、先端側を屈曲させることができる。
本例の放射線検出器の計測回路は、第１実施形態と同様の構成を有している（図３参照）。また、本例の放射線検出器は、検出した放射能量をランク分けするアルゴリズムとして、第１実施形態と同様の３種のアルゴリズム（１）〜（３）をマイクロプロセッサに内蔵しており、これらアルゴリズム（１）〜（３）をスイッチ４８の操作により切り替え可能としてある。そして、第１実施形態と同様に色をＬＥＤモジュール５６で表示するとともに、音をブザー５５から発するようにしてある。
（第３実施形態）
図７は本発明に係る放射線検出器の第３実施形態を示す平面図、図８は同放射線検出器の先端面を示す側面図、図９は同放射線検出器の基端面を示す側面図である。本例の放射線検出器は、先端側７１に複数の検出部７２が２次元的に並列配置されているとともに、基端側７３に前記各検出部７２に対応する複数の信号発信部（ＬＥＤモジュール）７４が各検出部７２に対応する配置態様で２次元的に並列配置されている。具体的には、検出部７２は縦横３個ずつ計９個が配置され、信号発信部７４も縦横３個ずつ計９個が配置されている。そして、各位置の信号発信部７４は、同じ位置の検出部７２が検出した放射能量に対応する信号を発する。ただし、検出部および信号発信部は１次元的に（直線的に）配置してもよい。なお、図中７５はバッテリー残量表示用ＬＥＤ、７６はスイッチを示す。また、本例の放射線検出器は、図１０に示すように、基端側７３を回動させ、術者が見やすいようにすることができるようになっている。
本例の放射線検出器の計測回路は、第１実施形態と同様の構成を有している（図３参照）。また、本例の放射線検出器は、検出した放射能量をランク分けするアルゴリズムとして、第１実施形態と同様の３種のアルゴリズム（１）〜（３）を内蔵しており、これらアルゴリズム（１）〜（３）をスイッチ７６の操作により切り替え可能としてある。そして、色を信号発信部７４で表示するようにしてある。
なお、本発明において、アルゴリズムは上記例に限定されるものではなく、患者、放射性物質の投与量、放射性物質の核種などに応じて適宜設定することができる。
産業上の利用可能性
以上のように、本発明の放射線検出器によれば、体内の組織に存在する放射性物質を、患者に応じて的確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明に係る放射線検出器の第１実施形態を示す平面図である。
図２は、同放射線検出器の断面図である。
図３は、同放射線検出器の計測回路を示すブロック図である。
図４は、本発明に係る放射線検出器の第２実施形態を示す平面図である。
図５は、同放射線検出器の断面図である。
図６は、同放射線検出器の屈曲機構を示す図である。
図７は、本発明に係る放射線検出器の第３実施形態を示す平面図である。
図８は、同放射線検出器の先端面を示す側面図である。
図９は、同放射線検出器の基端面を示す側面図である。
図１０は、同放射線検出器の基端側を回動させる状態を示す図である。

Claims (7)

1. 体内の組織に存在する放射性物質を検出するための放射線検出器であって、検出した放射能量をランク分けするアルゴリズムを複数内蔵し、前記複数のアルゴリズムを切り替え可能としたことを特徴とする放射線検出器。
2. 前記アルゴリズムは、バックグラウンドの放射能量より多い量の放射能が体内の組織から検出されたときに、前記体内の組織から検出された放射能量の内のバックグラウンドの放射能量より多い部分を２つ以上のランクにランク分けするものである請求項１に記載の放射線検出器。
3. 放射線検出器はハンディタイプに形成されているとともに、放射線検出器に設けた信号発信部から発せられる信号により、放射線検出器の操作者が、検出した放射能量が前記ランクのいずれに属するかを認識できることを特徴とする請求項１または２に記載の放射線検出器。
4. 放射線検出器に設けた信号発信部から発せられる信号が、色、光および音から選ばれる１種以上による信号であることを特徴とする請求項３に記載の放射線検出器。
5. 放射線検出器は先端側に検出部を有するハンディタイプに形成されているとともに、基端側での操作により先端側を屈曲させることができることを特徴とする請求項１〜４いずれか１項に記載の放射線検出器。
6. 先端側に複数の検出部が１次元的または２次元的に並列配置されているとともに、基端側に前記各検出部に対応する複数の信号発信部が各検出部に対応する配置態様で１次元的または２次元的に並列配置されていることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の放射線検出器。
7. 先端側に検出部を有するハンディタイプに形成されているとともに、基端側での操作により先端側を屈曲させることができることを特徴とする放射線検出器。

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