WO2001086321A1 - Sonde pour diagnostic de medecine nucleaire - Google Patents

Sonde pour diagnostic de medecine nucleaire Download PDF

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WO2001086321A1
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nuclear medicine
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Inventor
Takashi Shirahata
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Acrorad Co., Ltd.
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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/24—Measuring radiation intensity with semiconductor detectors
    • G01T1/244—Auxiliary details, e.g. casings, cooling, damping or insulation against damage by, e.g. heat, pressure or the like

Definitions

  • the present invention relates to a nuclear medicine diagnostic probe for directly displaying an image of a site to be detected such as a lesion by contacting or approaching the body surface of a subject during an operation or the like.
  • a treatment method that is less invasive, can suppress complications, and can maximize the quality of life is desired. Routine resection and coronary cleansing based on the tumor progression of each patient, rather than uniform surgical treatment, can maximize postoperative function recovery.
  • HI diagnosis is used during surgery.
  • the surgeon uses a probe to search for the RI of the lesion of a subject (patient) who has been administered RI diagnostic drugs, and can perform surgery suited to the progress of each disease state.
  • a CdTe (cadmium telluride) probe which is a microscopic semiconductor detector for y-rays, is brought into the surgical wound during surgery and brought into direct contact with organs to reduce the RI of the lesion.
  • An RI probe system has been provided to detect and determine the extent of ablation.
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and it is possible to detect RI of a lesion according to the progress of a disease state only by bringing the body into proximity or contact with the body surface without directly contacting an organ of a living body.
  • An object of the present invention is to provide a nuclear medicine diagnostic probe that can be displayed as pathological condition information on a display unit provided integrally with an RI detection unit.
  • the nuclear medicine diagnostic probe according to the present invention is provided with a collimator for controlling an incident direction of radiation from a subject, and provided so as to be adjacent to the collimator. And a radiation detection unit for detecting radiation obtained through the radiation detection unit. Based on the radiation detection data obtained from the radiation detection unit, a distribution of radiation energy in the subject is displayed on a liquid crystal display device as an image. It is the one that was made.
  • the collimator and the radiation detecting section are held by a frame made of a material containing lead in the periphery thereof.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing an inverted state of a nuclear medicine diagnostic probe according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the collimator shown in FIG.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a state where the radiation detection unit and the collimator in FIG. 1 are assembled to a frame.
  • FIG. 4 is a perspective view conceptually showing the entire probe for nuclear medicine diagnosis of the present invention.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of the nuclear medicine diagnostic probe of the present invention
  • reference numeral 1 indicates a square frame made of a metal material containing lead that blocks radiation from space.
  • the upper half is the thin part 1a
  • the lower half is the thick part lb.
  • the radiation detection unit 2 is inserted into the thick part lb.
  • the incident direction of the radiation is controlled so as to cover the upper part of the radiation detection part 2, that is, the radiation is efficiently collected and transmitted to the radiation detection part 2.
  • the radiation detection unit 2 functions to detect a ray emitted from RI distributed at a lesion in a subject, which is a living body, and to output an electric signal.
  • semiconductor cells A plurality of these semiconductor cells are two-dimensionally arranged in a substantially rectangular plane, and for example, a photon of 140 KeV with a spatial resolution of l mm and an energy resolution of about 5% is used.
  • the collimating portion 3 is formed by superimposing a plurality of collimating portion forming members 3a for a plurality of pieces as shown in FIG.
  • a plurality of through holes 5 are provided near the outer periphery of the collimation forming member 3a to pass through the screws 4 connecting the respective collimating forming members 3a.
  • a plurality of through holes 6 for inserting screws 11 as shown in FIG. 3 for connecting the collimation overnight forming members 3a are provided.
  • a screw hole 7 for screwing the end of the screw 4 inserted into each through hole 5 is provided on the thick part lb.
  • Reference numeral 8 denotes a holding frame superimposed on the uppermost portion of the collimating overnight forming member 3a.
  • the holding frame 8 has the same shape and the same size as the through holes 9, 6 at the portions corresponding to the through holes 5, 6.
  • the holding frame 8 is formed by screwing the screws 4 passed through the through-holes 9 and the through-holes 5 into the screw holes 7, thereby integrating the respective collimation forming members 3a into the frame 1. It can be held. Further, a screw 11 is inserted through the through hole 10 of the holding frame 8 and the through hole 6 of the collimator forming member 3a as shown in the perspective view of the back of FIG. Is screwed into a screw hole 2a formed in the radiation detecting section 2, and these are integrally coupled.
  • reference numeral 12 denotes a liquid crystal display device integrally or detachably provided so as to overlap the lower surface (on the figure) of the frame 1.
  • the liquid crystal display device 12 includes a preamplifier for amplifying a low-level key-line detection signal output from the radiation detection unit 2, an A / D conversion unit for digitizing the output of the preamplifier, and an AZD conversion unit.
  • a control unit that collects the frequency of incident X-rays within a certain period of time as an energy spectrum decomposed with respect to the energy axis based on the output of the control unit, removes noise in the signal waveform obtained through this control unit, and removes crosstalk components.
  • a waveform shaping unit that removes the image
  • an image processing unit that converts the bio-distribution of X-rays into image data based on the output of the waveform shaping unit and the radiation detection position
  • an image memory that temporarily stores the image data
  • a liquid crystal display panel It has.
  • FIG. 4 conceptually shows the entirety of the nuclear medicine diagnostic probe P of the present invention comprising the radiation detector 2, the collimator 3 and the liquid crystal display device 12.
  • the nuclear medicine diagnostic probe P is: It is connected to a portable computer 13 installed in the operating room and a mass computer 14 installed outside the operating room via a LAN cable or the like.
  • the portable computer 13 functions to, for example, instruct and display important procedures related to a surgical procedure and operations in accordance with a predetermined program. It functions to transmit surgical information to the portable computer 13 and receive various information during surgery from the probe through the portable computer 13 to monitor and maintain it.
  • the size of the probe is small, so that the side of the collimator on the side of the body which is considered to be a lesion of the subject during the operation during surgery. It can be easily moved by holding it with your hand so that it faces
  • the radiation radiated from the lesions is first controlled appropriately by the collimator 3 and then incident on the radiation detector 2, where a large number of semiconductor cells are collected.
  • the input level of the radiation incident on is detected and converted to an electrical signal.
  • the electric signal is amplified by the preamplifier, converted into a digital signal, and the frequency of the radiation incident within a certain period of time is collected as an energy spectrum, and noise removal of the obtained signal is performed. After that, an image of the disease state pattern is displayed on the liquid crystal display panel.
  • a nuclear medicine diagnostic probe having such a configuration has a size of 5 cm x 5 cm and 1 c n! With a thickness of ⁇ 2 cm, it is easy to handle during surgery and can be easily approached or brought into contact with the body surface.For example, after malignant tumors such as head and neck cancer, breast cancer, etc. It is possible to observe and monitor directly at the surgeon's hand by clearly sculpting the RI image.
  • this RI probe system enables the cervical lymph node segmentation of oral cancer, for example, in the oral region.
  • cervical lymph node metastasis is undergoing a transition from radical cervical plaque to conservative cervical plaque, functional cervical plaque, and more recently to selective neck dissection.
  • Observation of a patient using such RI images can be more clearly realized by the development and improvement of radiopharmaceuticals to be injected into the affected area, and will ultimately contribute to the improvement of medical technology.
  • detection of X-rays can be similarly performed. Cut.
  • a collimator for controlling the direction of incidence of radiation from a subject, and a radiation provided adjacent to the collimator and obtained through the collimator And a radiation detection section for detecting the radiation energy distribution in the subject based on the radiation detection data obtained from the radiation detection section.
  • the RI of the lesion can be detected and displayed on a display unit integrated with the RI detection unit only by bringing it close to or in contact with the patient. While observing the pathology and pathology, while preserving the function of the patient, and avoiding unnecessary surgical operations, it is possible to efficiently remove tumors and purify the tumor.
  • the collimator and the radiation detecting section are held by a frame made of a material containing lead in these peripheral portions, the radiation applied from the universe to the frame is blocked by the radiation.
  • the advantage is that only the radiation from the sign to be monitored can be guided to the radiation detector, and the detection accuracy of the lesion site, which is the radiation detection position (the accuracy of setting the coordinate position on the screen), can be improved. can get.

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Description

明 細 書
核医学診断用プロ一プ
技術分野
本発明は、 手術中などにおいて被検体の体表に接触または近接させることによ つて、 病巣などの検出対象部位を直接画像表示させる核医学診断用プローブに関 する。
背景技術
悪性腫瘍の治療、 特に外科的治癒においては、 その侵襲が少なく、 さらに合併 症を抑制でき、 しかも、 クオリティォブライフ （quality of life) を最大限に獲 得できる治療法が望まれる。 画一的な外科的治療ではなく、 各患者の腫瘍進展に 即した腫瘍切除および廊清が行なわれることにより、 最大限の術後機能の回復を 得ることができる。
これに対し、 今日では、 術前の病巣診断として CT、 MRェ、 核医学、 超音波 などを利用した画像診断法が駆使されている。 また、 術中にはラジオアイソト一 プ （以下、 H Iという）診断法が採用される場合がある。 これは、 R I診断用医 薬品を投与された被検体 （患者） の病巣部の R Iを、 術者がプロ一ブを用いて探 るという方法であり、 個々の病態進展に適応した手術が行えるという利点がある。 また、 従来から、 y線を微小の半導体検出器である C d T e (カドミウムテル ライド） プローブを手術中の術創の中に持ち込み、 直接臓器に接触させることに より、 病巣部の R Iを検出して切除範囲を決定するという R Iプローブシステム が提供されている。
しかしながら、 これまでの手術用 R Iプロ一プシステムにあっては、 一般に R ェのカウント値のみを測定するものであるところから、 病巣部の詳細位置におけ る病態進展状況を正確に把握できないという不都合があった。 また、 カウント値 のみでなく病巣部の画像を手術台から離れた位置に設置したコンビユー夕システ ムを通して表示できるようにしたものも提供されているが、 術者が手術中にモニ 夕へ視線を移す作業が繰り返し必要になるという不都合があつた。
本発明は前記課題を解決するものであり、 直接生体の臓器に接触させることな く、 体表に近接または接触させるのみで、 病態進展状況に応じた病巣部の R Iを 検出可能にし、 これを R I検出部に一体に設けられた表示部に病態情報として表 示させることができる核医学診断用プローブを得ることを目的とする。
発明の開示
前記目的達成のため、 本発明にかかる核医学診断用プローブは、 被検体からの 放射線の入射方向を制御するコリメ一夕と、 該コリメ一夕に隣接するように設け られて、 該コリメ一夕を通して得られた放射線を検出する放射線検出部とを有し、 この放射線検出部から得られた放射線検出デ一夕にもとづき、 被検体における放 射線エネルギの分布を、 液晶ディスプレイ装置に画像表示させるようにしたもの である。
また、 本発明にかかる核医学診断用プローブは、 コリメ一夕および放射線検出 部を、 これらの周辺部において鉛を含む材料からなるフレームにより保持したも のである。
次に、 添付図面に基づいて、 本発明の実施の形態および実施例について、 本発 明をより詳細に説明する。
図面の簡単な説明
第 1図は、 本発明の実施の一形態による核医学診断用プロ一プを反転した状態 にて示す分解斜視図である。
第 2図は、 第 1図におけるコリメ一夕の分解斜視図である。
第 3図は、 第 1図における放射線検出部およびコリメ一夕のフレームへの組付 状態を示す斜視図である。
第 4図は、 本発明の核医学診断用プローブ全体を概念的に示す斜視図である。 発明を実施するための好ましい形態
第 1図は、 本発明の核医学診断用プロ一プの分解斜視図であり、 参照符号 1は、 宇宙からの放射線を遮る鉛を含む金属材料からなる四角形のフレームを示してお り、 図上の上半部が肉薄部 1 aとされ、 下半部が肉厚部 l bとされている。 そし て、 その肉厚部 l b内には放射線検出部 2が嵌挿される。 また、 肉薄部 l a内の 前記肉厚部 l b上には、 この放射線検出部 2の上部を被うように、 放射線の入射 方向を制御する、 つまり放射線を効率良く集めて、 放射線検出部 2へ供給するコ リメ一夕 3が載置されている。
また、 前記放射線検出部 2は生体である被検体内の病巣部に分布する R Iから 放射されるァ線を検出して、 電気信号を出力するように機能し、 これが C d T e などの複数の半導体セルの集まりから構成されている。 この半導体セルは複数が 略矩形平面内に二次元的に並設され、 例えば 1 4 0 K e Vの光子に対して空間分 解能 l mm、 エネルギ分解能 5 %程度のものが用いられる。 さらに、 コリメ一夕 3は複数枚のコリメ一夕形成部材 3 aを、 第 2図に示すように複数枚分重畳した ものからなる。
そして、 これらコリメ一夕形成部材 3 aの外周付近に、 各コリメ一夕形成部材 3 aを連結するねじ 4を揷通するための複数の揷通孔 5が設けられて、 これらの 内側に各コリメ一夕形成部材 3 a同士を連結する第 3図に示すようなねじ 1 1を 挿通するための複数の揷通孔 6が設けられている。 なお、 前記肉厚部 l b上には、 各揷通孔 5に挿通されたねじ 4端をねじ込むためのねじ孔 7が設けられている。 また、 参照符号 8は、 コリメ一夕形成部材 3 aの最上部に重畳される保持枠で あり、 これが前記揷通孔 5、 6に対応する部位に同形状、 同サイズの揷通孔 9、 1 0を有する。 この保持枠 8は、 揷通孔 9および前記揷通孔 5に揷通されたねじ 4を、 前記ねじ孔 7にねじ込むことによって、 各コリメ一夕形成部材 3 aをフレ —ム 1内に一体保持可能にしている。 さらに、 保持枠 8の揷通孔 1 0およびコリメ一夕形成部材 3 aの揷通孔 6には 第 3図の裏面斜視図に示すようにねじ 1 1が揷通され、 このねじ 1 1端が放射線 検出部 2に形成されたねじ孔 2 aにねじ込まれ、 これらが一体結合されている。 第 3図において、 参照符号 1 2はフレーム 1の下面 （図上） に重畳するように 一体または着脱自在に設けられる液晶ディスプレイ装置を示している。 この液晶 ディスプレイ装置 1 2は、 放射線検出部 2から出力された低レベルのァ線検出信 号を増幅するプリアンプ、 このプリアンプの出力をディジ夕ル変換する A/D変 換部、 この AZD変換部の出力にもとづき一定時間内に入射したァ線の頻度をェ ネルギ軸に関して分解したエネルギースぺクトラムとして収集する制御部、 この 制御部を通して得られた信号波形中のノイズの除去、 クロストーク成分の除去を 行う波形整形部、 .この波形整形部の出力および放射線検出位置にもとづいてァ線 の生体分布を画像データに変換する画像処理部、 その画像データを一時保持する 画像メモリおよび液晶表示パネルなどを備えている。
第 4図は前記放射線検出部 2、 コリメ一夕 3および液晶ディスプレイ装置 1 2 からなる本発明の核医学診断用プローブ Pの全体を概念的に示し、 ここではこの 核医学診断用プローブ Pは、 手術室内に設置されたポータブルコンピュータ 1 3 および手術室外に設置されたマス夕コンピュータ 1 4に対して、 L ANケーブル などを介して接続されている。 なお、 ポ一夕ブルコンピュータ 1 3は、 例えば手 術の手順や手術に関する重要事項を所定プログラムに従つて指示、 表示するよう に機能し、 マス夕コンピュータ 1 4は、 例えば患者情報やこの患者に関する手術 情報をポータブルコンピュータ 1 3に送信したり、 手術中の各種情報をプローブ からポータブルコンピュータ 1 3を通して受けて、 監視および保持するように機 能する。
かかる構成になる核医学診断用プローブにあっては、 そのサイズが小形である 故に、 これのコリメ一夕 3側を手術中に被検体の病巣部と思われる部位の体表上 へ向くように、 手で持って簡単に移動させることができ、 その体表にそのコリメ
—夕 3側の保持枠 8を直接接触させたり接近させたりすることもできる。
従って、 病巣部に分布する から放射される放射線は、 先ずコリメ一夕 3に よって入射方向が適切に制御された後、 続いて放射線検出部 2に入射されて、 こ こで多数の半導体セルごとに入射された放射線の入力レベルが検出されて、 電気 信号に変換される。
続いて、 この電気信号は、 前記プリアンプにより増幅された後、 ディジタル信 号に変換されて、 一定時間内に入射した放射線の頻度がエネルギスぺクトラムと して収集され、 得られた信号のノイズ除去等を行った後、 液晶表示パネルに病態 パターンの画像として表示される。
そしてかかる構成になる核医学診断用プローブは、 全体として、 例えば手のひ らサイズと呼ばれるような 5 c m x 5 c mの大きさおよび 1 c n！〜 2 c mの厚 さを持っため、 手術中の取り扱いが簡単であり、 体表に容易に近接または接触さ せることができ、 例えば頭頸部癌、 乳癌など悪性腫瘍の病後、 病態を手術中に明 暸に R I画像ィ匕して、 術者の手元にて直接観察、 監視できる。
従って、 この R Iプロ一ブシステムでは、 例えば口腔領域の、 口腔癌の頸部リ ンパ節の廊清が可能である。現在、 頸部リンパ節転移の廊清手術は、 根治的頸部 廊清から保持的頸部廊清、 機能的頸部廊清へと、 そして最近は選択的ネックディ セクションへと変遷してきている。
この方法によれば、 必要最小限の頸部解剖学的区画のみを廊清して、 手術侵襲 を減少させ、 機能の保存、 温存に努めることができることとなる。 つまり、 患者 生体の機能保存、 不必要手術操作の回避に寄与できることとなる。
なお、 このような R I画像による患者の観察は、 患部に注入される放射線医薬 品の開発、 改良によってより明瞭に実現でき、 終極的に医療技術の向上に寄与す るものとなる。 また、 前記のような構成によれば X線の検出も同様にして実施で ぎる。
産業上の利用可能性
以上のように、 本発明によれば、 被検体からの放射線の入射方向を制御するコ リメ一夕と、 該コリメ一夕に隣接するように設けられて、 該コリメ一夕を通して 得られた放射線を検出する放射線検出部とを有し、 この放射線検出部から得られ た放射線検出デ一夕にもとづき被検体における放射線エネルギの分布を、 液晶デ イスプレイ装置に画像表示させるようにしたので、 体表に近接または接触させる のみで、 病巣部の R Iを検出して、 これを R I検出部に一体の表示部上に表示さ せることができ、 従って、 この手元の表示部に表示された手術中の病変、 病態を 観察しながら、 しかも患者の機能保存を図り、 かつ不必要手術操作を回避しなが ら、 腫瘍の切除や廊清を能率的に実施できるという効果が得られる。
また、 本発明によれば、 前記コリメ一夕および放射線検出部をこれらの周辺部 において鉛を含む材料からなるフレームにより保持させるようにしたので、 宇宙 からフレームに照射される放射線を遮ることで、 監視しょうとする看部からの放 射線のみを放射線検出部へ導くことができ、 放射線検出位置である病巣部位の検 出精度 （画面上の座標位置の設定精度） を高めることができるという利点が得ら れる。

Claims

請求の範囲
1 . 被検体からの放射線の入射方向を制御するコリメ一夕と、 該コリメ一夕に隣 接するように設けられて、 該コリメ一夕を通して得られた放射線を検出する放射 線検出部と、 該放射線検出部により得られた放射線検出デ一夕にもとづき被検体 における放射線エネルギの分布を画像表示する液晶ディスプレイ装置とを備えた ことを特徴とする核医学診断用プロ一ブ。
2 . 前記コリメ一夕および放射線検出部が、 これらの周辺部において鉛を含む材 料からなるフレームにより保持されていることを特徴とする請求項 1に記載の核 医学診断用プローブ。
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