放射線検出装置
【課題】 放射性物質がベータ線およびそれ以外の放射線を放出する場合に、ベータ線による信号に基づいて被測定部位に存在する放射性物質を検出することが可能な放射線検出装置を提供する。
【解決手段】 検出部３１に、ベータ線およびそれ以外の放射線（例えばガンマ線）の入射により発光する第１のシンチレータ１と、ベータ線不透過物質９で遮蔽され、ベータ線以外の放射線の入射により発光する第２のシンチレータ２とを設ける。また、演算部において、第１のシンチレータによる信号および第２のシンチレータによる信号を用いた演算により、被測定部位に存在する放射性物質を検出する。
【解決手段】 検出部３１に、ベータ線およびそれ以外の放射線（例えばガンマ線）の入射により発光する第１のシンチレータ１と、ベータ線不透過物質９で遮蔽され、ベータ線以外の放射線の入射により発光する第２のシンチレータ２とを設ける。また、演算部において、第１のシンチレータによる信号および第２のシンチレータによる信号を用いた演算により、被測定部位に存在する放射性物質を検出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射性薬剤を体内に投与した後に、検出部を体内に挿入して、体内の組織に集積した放射性物質を検出する核医学検査などに好適に使用される放射線検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、核医学検査において、検出部を食道、胃、腸などの消化器に挿入して、体内の組織に集積した放射性物質を検出する放射線検出装置として、例えば特許文献１〜５に記載された放射線検出内視鏡がある。これらの放射線検出内視鏡は、内視鏡のプローブに放射線の検出部を併設したもので、内視鏡により癌の疑いがある部位を見出してその部位にプローブを接近させるとともに、上記検出部により放射線を検出してその部位が癌であるか否かを確認しようとするものである。
【０００３】
この場合、上述した核医学検査においては、放射性薬剤として癌に集積する代表的な薬剤である１８Ｆ−ＦＤＧが用いられることが多い。１８Ｆ−ＦＤＧは、エネルギーの強いガンマ線とエネルギーの弱いベータ線の両方を放出する。
【０００４】
【特許文献１】特許第２６８００５２号公報
【特許文献２】特許第２６８２６５０号公報
【特許文献３】特許第２７３１１７０号公報
【特許文献４】特許第２７３１１７６号公報
【特許文献５】特許第２７９３８４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
食道、胃、腸などの消化器に生成する癌（消化器系癌）は、一般に厚みが薄いので放射性薬剤の集積量が少なく、そのため病巣部に集積した放射性薬剤からの放射線を体外から検出することは難しい。したがって、消化器系癌の核医学検査では、検出部を体内に挿入して検出部を病巣部に近づけた状態で、病巣部からの放射線を検出することが適当である。
【０００６】
しかし、放射性薬剤としてガンマ線とベータ線の両方を放出する１８Ｆ−ＦＤＧを用い、特許文献１〜５の放射線検出内視鏡の検出部（プローブ）を体内に挿入して病巣部からの放射線を検出する場合、下記（ａ）、（ｂ）の問題が生じるものであった。
（ａ）ガンマ線はその特性から透過度が高いため、検出部に特定方向からの放射線のみをシンチレータに入射させるためのコリメータを設けても、ガンマ線はこのコリメータを突き抜ける。したがって、特許文献１〜５の放射線検出内視鏡では、検出部にコリメータを設けても、あらゆる方向から届くガンマ線がコリメータを突き抜けるため、特定方向からのガンマ線のみを検出することは難しい。そのため、特許文献１〜５の放射線検出内視鏡では、バックグラウンドからのガンマ線と病巣部からのガンマ線とを区別することができず、病巣部の特定は困難であると考えられる。
（ｂ）これに対し、ベータ線はその特性から透過度が低いため、病巣部に検出部を近づけてベータ線を検出した場合、病巣部を特定できる可能性が高くなる。しかし、特許文献１〜５の放射線検出内視鏡では、ベータ線のみを検出することは困難である。
【０００７】
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたもので、放射性物質がベータ線およびそれ以外の放射線を放出する場合に、ベータ線による信号に基づいて被測定部位に存在する放射性物質を検出することが可能な放射線検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、前記目的を達成するため、ベータ線およびそれ以外の放射線の入射により発光する第１のシンチレータと、ベータ線不透過物質で遮蔽され、ベータ線以外の放射線の入射により発光する第２のシンチレータとを備えた検出部と、
前記第１のシンチレータによる信号および前記第２のシンチレータによる信号を用いた演算により被測定部位に存在する放射性物質を検出する演算部とを具備することを特徴とする放射線検出装置を提供する。
【０００９】
本発明の放射線検出装置は、第１のシンチレータによってベータ線およびそれ以外の放射線による信号（第１のシンチレータによる信号）を取得し、ベータ線不透過物質で遮蔽された第２のシンチレータによってベータ線以外の放射線による信号（第２のシンチレータによる信号）を取得する。そして、第１のシンチレータによる信号および第２のシンチレータによる信号を用いた演算を行うことで、被測定部位に存在する放射性物質をベータ線による信号に基づいて検出することができる。
【００１０】
この場合、上述した第１のシンチレータによる信号および第２のシンチレータによる信号を用いた演算の方法に特に限定はないが、例えば、下記（１）〜（３）の方法を採用することができる。
（１）第１のシンチレータによる信号と第２のシンチレータによる信号との差に基づいて被測定部位に存在する放射性物質を検出する方法。
（２）第１のシンチレータによる信号と第２のシンチレータによる信号との比に基づいて被測定部位に存在する放射性物質を検出する方法。
（３）第１のシンチレータによる信号と第２のシンチレータによる信号との差、および第１のシンチレータによる信号と第２のシンチレータによる信号との比に基づいて被測定部位に存在する放射性物質を検出する方法。
【００１１】
本発明において、第１のシンチレータおよび第２のシンチレータの材質としては、例えば、プラスチックシンチレータ、ヨウ化セシウム、ＢＧＯ、ＹＡＰ（Ｃｅ）等を挙げることができる。また、ベータ線不透過物質の材質としては、例えば、ステンレス鋼、タングステン、タンタル、金、銀等を挙げることができる。
【００１２】
また、本発明において、検出部における第１のシンチレータ、第２のシンチレータおよびベータ線不透過物質の配置態様としては、例えば下記（Ａ）、（Ｂ）の態様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。
（Ａ）放射線入射面が先方を向いた第１のシンチレータと、その後方の放射線入射面が先方を向いた第２のシンチレータとを配置するとともに、第１のシンチレータと第２のシンチレータとの間にベータ線不透過物質を介在させる態様。
（Ｂ）放射線入射面が外側方を向いた第１のシンチレータと、その内側方の放射線入射面が外側方を向いた第２のシンチレータとを配置するとともに、第１のシンチレータと第２のシンチレータとの間にベータ線不透過物質を介在させる態様。
【００１３】
本発明では、前述した演算を行うに当たり、第１のシンチレータの発光および第２のシンチレータの発光をそれぞれ光電子増倍管に伝送して電気信号に変換し、演算部において、変換後の第１のシンチレータによる電気信号および前記第２のシンチレータによる電気信号を用いた演算により被測定部位に存在する放射性物質を検出することができる。
【００１４】
また、本発明では、検出部にコンピュータ断層撮影装置における位置決めが可能な位置決め用部材を配設することができ、これによりコンピュータ断層撮影装置で得られる画面において検出部の位置を表示することができる。この場合、コンピュータ断層撮影装置としては、ＣＴ、ＰＥＴ、ＭＲＩ等を挙げることができる。また、上記位置決め用部材としては、重金属、水、Ｇｄ水溶液等を用いたものを挙げることができる。
【００１５】
本発明に係る放射線検出装置は、核医学検査における体内の組織に集積した放射性物質の検出の他、例えば、原子力発電所の配管汚染の探査、構造体の欠損の非破壊検査などにも適用可能である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る放射線検出装置によれば、放射性物質がベータ線およびそれ以外の放射線を放出する場合に、ベータ線による信号に基づいて、被測定部位に存在する放射性物質を検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明するが、本発明は下記例に限定されるものではない。なお、以下では、放射性薬剤としてガンマ線およびベータ線を放出する１８Ｆ−ＦＤＧを用いて核医学検査を行う場合を中心に本発明を説明する。
【００１８】
（第１実施形態）
図１は本発明に係る放射線検出装置の第１実施形態を示す全体斜視図、図２は同装置の検出部の縦断面図、図３は同装置の検出部の横断面図、図４は同装置の回路構成図である。
【００１９】
本例の放射線検出装置は、図１に示すように、装置本体４０と、装置本体４０に接続されたパーソナルコンピュータ４１とを具備する。装置本体４０は、計装筐体２９、計装筐体２９に接続されたガイドチューブ３２、ガイドチューブ３２の先端に設けられた検出プローブ（検出部）３１、およびガイドチューブ３２を移動させるオートプルバック装置２８を有する。パーソナルコンピュータ４１は、ＰＣ本体３３およびディスプレイ３４を有する。オートプルバック装置２８は、パーソナルコンピュータ４１によって制御され、検出部３１を任意に進退、屈曲および回転させることができる。
【００２０】
上記検出プローブ３１の先端部には、第２図および第３図に示すように、正面（放射線検出面）が先方を向いた第１シンチレータ１と、その後方の正面（放射線検出面）が先方を向いた第２シンチレータ２とが互いに対向した状態で配置され、その間に円板状のベータ線不透過物質９が配置されている。
【００２１】
第１シンチレータ１の外周部には円筒状の第１ライトガイド３の先端部が固定され、この第１ライトガイド３の後端部には第１シンチレータ用光ファイバ群（単線）５が連結されている。また、第２シンチレータ２の背面には円板状の第２ライトガイド４が固定され、この第２ライトガイド４の背面には第２シンチレータ用光ファイバ群（単線）６が連結されている。
【００２２】
上述した各部材からなる構造体は、略円板状の先端キャップ７および遮光性のカバーチューブ８によって被覆されている。なお、第２シンチレータ２、第２ライトガイド４および第２シンチレータ用光ファイバ群（単線）６の外周と、第１ライトガイド３の内周との間にはモールド材３３が配置されている。
【００２３】
ガイドチューブ３２内を通る第１シンチレータ用光ファイバ群（単線）５および第２シンチレータ用光ファイバ群（単線）６は、図４に示すように、分配器具１０に連結され、さらに計装筐体２９に接続されている。図４において、１１は第１シンチレータ用光ファイバ群（束線）、１２は第２シンチレータ用光ファイバ群（束線）、１３、１４は分配器具、１５、１６は第１シンチレータ用ランダム分配光ファイバ群、１７、１８は第２シンチレータ用ランダム分配光ファイバ群、１９は光電子増倍管、２０はディバイダ回路、２１は増幅器、２２は波高弁別器、２３は同時計数回路、２４はコントローラ、２５は高圧電源、２６は電源、２７はパーソナルコンピュータ、２８はオートプルバック装置、３０は外部電源を示す。
【００２４】
本例の放射線検出装置では、第１シンチレータ１の発光および第２シンチレータ２の発光をそれぞれ光ファイバ５、６により光電子増倍管１９に伝送して電気信号に変換し、増幅器２１、波高弁別器２２、同時計数回路２３、コントローラ２４を使用して、光電子増倍管１９で変換した第１シンチレータ１による電気信号および第２シンチレータ２による電気信号を用いた演算により被測定部位に存在する放射性物質を検出する。
【００２５】
（第２実施形態）
図５は本発明に係る放射線検出装置の第２実施形態を示す全体斜視図、図６は同装置の検出部の縦断面図、図７は同装置の検出部の横断面図、図８は同装置の回路構成図である。
【００２６】
本例の放射線検出装置は、図５に示すように、装置本体１４０と、装置本体１４０に接続されたパーソナルコンピュータ１４１とを具備する。装置本体１４０は、計装筐体１３９、計装筐体１３９に接続されたガイドチューブ１４３、ガイドチューブ１４３の先端に設けられた検出プローブ（検出部）１４２、およびガイドチューブ１４３を移動させるオートプルバック装置１３８を有する。パーソナルコンピュータ１４１は、ＰＣ本体１４６およびディスプレイ１４５を有する。オートプルバック装置１３８は、パーソナルコンピュータ１４１によって制御され、検出部１４２を任意に進退、屈曲および回転させることができる。
【００２７】
上記検出プローブ１４２の先端部には、第６図および第７図に示すように、正面（放射線検出面）が外側方を向いた断面円弧形の板状の一対の第１シンチレータ１０３、１０４が互いに対向した状態で配置されている。また、第１シンチレータ１０３、１０４の内側方には、正面（放射線検出面）が外側方を向いた断面略半円形の板状の一対の第２シンチレータ１０１、１０２が互いに対向した状態で配置されている。そして、上記第１シンチレータ１０３、１０４と第２シンチレータ１０１、１０２との間、および第２シンチレータ１０１と１０２との間にはベータ線不透過物質１０９が配置されている。
【００２８】
第１シンチレータ１０３、１０４の後端部には、第１シンチレータ用光ファイバ群（単線）１０６、１０８が連結されている。また、第２シンチレータ１０１、１０２の後端部には、第２シンチレータ用光ファイバ群（単線）１０５、１０７が連結されている。
【００２９】
上述した各部材からなる構造体は、略半球状の先端キャップ１１０および遮光性のカバーチューブ１１１によって被覆されている。なお、ベータ線不透過物質１０９とカバーチューブ１１１との間の第１シンチレータ１０３、１０４が存在しない部分にはモールド材１１２が配置されている。
【００３０】
ガイドチューブ１４３内を通る第１シンチレータ用光ファイバ群（単線）１０６、１０８および第２シンチレータ用光ファイバ群（単線）１０５、１０７は、図８に示すように、分配器具１１３に連結され、さらに計装筐体１３９に接続されている。図８において、１１４、１１５は第１シンチレータ用光ファイバ群（束線）、１１６、１１７は第２シンチレータ用光ファイバ群（束線）、１１８、１１９、１２０、１２１は分配器具、１２２、１２３、１２４、１２５は第１シンチレータ用ランダム分配光ファイバ群、１２６、１２７、１２８、１２９は第２シンチレータ用ランダム分配光ファイバ群、１３０は光電子増倍管、１３１はディバイダ回路、１３２は増幅器、１３３は波高弁別器、１３４は同時計数回路、１３５はコントローラ、１３６は高圧電源、１３７は電源、１４１はパーソナルコンピュータ、１３８はオートプルバック装置、１４４は外部電源を示す。
【００３１】
本例の放射線検出装置では、第１シンチレータ１０３、１０４の発光および第２シンチレータ１０１、１０２の発光をそれぞれ光ファイバ１０６、１０８、１０５、１０７により光電子増倍管１３０に伝送して電気信号に変換し、増幅器１３２、波高弁別器１３３、同時計数回路１３４、コントローラ１３５を使用して、光電子増倍管１３０で変換した第１シンチレータ１０３、１０４による電気信号および第２シンチレータ１０１、１０２による電気信号を用いた演算により被測定部位に存在する放射性物質を検出する。
【００３２】
上述した第１実施形態および第２実施形態の放射線検出装置を用いて核医学検査を行う場合、放射性薬剤（１８Ｆ−ＦＤＧ）を体内に投与した後に、検出部を体内、例えば食道、胃、腸などの消化器に挿入して、第１シンチレータによる信号（ガンマ線およびベータ線による信号）および第２シンチレータによる信号（ガンマ線のみによる信号）を得る。この場合、検出部の進退、屈曲および回転を適宜行う。なお、第１シンチレータに入射するガンマ線量と、第２シンチレータに入射するガンマ線量とは等しくなるように調整されている。そして、光電子増倍管で変換した第１シンチレータによる電気信号および第２シンチレータによる電気信号を用いた演算により、被測定部位に存在する放射性物質を検出する。
【００３３】
この場合、演算方法としては、前述したように、第１シンチレータによる信号と第２シンチレータによる信号との差、および第１シンチレータによる信号に対する第２シンチレータによる信号の割合の一方または両方に基づいた方法を採用することができる。
【００３４】
この場合、ディスプレイには、例えば、第１シンチレータによる信号に基づくガンマ線およびベータ線の合計測定値、第２シンチレータによる信号に基づくガンマ線のみの測定値、第１シンチレータによる信号と第２シンチレータによる信号との差に基づくベータ線のみの測定値などを表示することができる。さらに、検出部の走査による測定値の高い部位や低い部位等の位置情報を表示することもできる。
【００３５】
第１実施形態および第２実施形態の放射線検出装置によれば、放射性薬剤としてガンマ線およびベータ線を放出する１８Ｆ−ＦＤＧを用いた場合に、ベータ線による信号に基づいて、病巣部に存在する放射性物質を検出して、病巣部を特定することができる。すなわち、ベータ線はエネルギーが弱く透過度が低いため、病巣部以外の場所でのベータ線計数値は低く、病巣部付近からのベータ線計数値は高いため、両者を区別することができ、病巣部を特定することが可能である。
【００３６】
この場合、第１実施形態の放射線検出装置は、第１シンチレータおよび第２シンチレータの放射線入射面が先方を向いているので、検出部の先方からの放射線を検出することができ、そのため胃のような広い器官における病巣部の検出に有効である。また、第２実施形態の放射線検出装置は、第１シンチレータおよび第２シンチレータの放射線入射面が外側方を向いているので、検出部の外側方からの放射線を検出することができ、そのため食道、腸のような狭い管状の器官における病巣部の検出に有効である。
【実施例】
【００３７】
［実験１：検出器の性能評価］
本発明の効果を検証するために、下記のようなファントーム（模型）を作成し、下記条件でシミュレーション計算を行った。
【００３８】
（ファントーム）
直径３０ｃｍ、比重１の体組織で満たされた球体の中央に、第１実施形態の放射線検出装置のシンチレータに相当するプラスチックシンチレータ（直径６ｍｍ、厚さ１ｍｍ）が位置し、これに正対して２ｍｍ離れて直径１０ｍｍ、厚さ３ｍｍの癌が存在する。球体と同じく癌の比重も１とする。計測上問題となるのは検出対象部位以外からのバックグラウンド放射能であるが、本発明の放射線検出装置は主に上部消化管での使用を想定しているので、頭部、上肢、下肢等の遠隔部は無視できるものとし、直径３０ｃｍの球体をバックグラウンドとして置いた。
【００３９】
（条件）
体重６０Ｋｇの患者に放射性薬剤として１８５ＭＢｑの１８Ｆ−ＦＤＧを投与し、薬剤は均一に体内分布するものとする。すなわち、全投与量の内、体重比に応じて直径３０ｃｍの球体に放射能が分布する。ただし、１８Ｆ−ＦＤＧは癌に正常組織の３〜８倍集積することが知られているので、ここでは癌に５倍集積するとする。また、本実験において使用したプラスチックシンチレータは、垂直に１８Ｆ−ＦＤＧのベータ線が入射するときの計数効率は約２０％、ガンマ線が入射するときの計数効率は約１％であるため、計数効率をそれぞれ２０％、１％としてシミュレートする。
【００４０】
（シミュレーション計算）
シンチレータによる計測（ここでは計算）は、１８Ｆ−ＦＤＧ投与後２時間で行うものとし、放射能は１８Ｆ−ＦＤＧの半減期で補正したものを用いる。
１．バックグラウンド計数率
直径３０ｃｍの球体内に均一に分布する１８Ｆ−ＦＤＧからシンチレータに入射する放射能を、ベータ線、ガンマ線双方について、球体内の距離、比重１の組織におけるベータ線およびガンマ線の透過率、シンチレータに対する入射放射能の立体角から計算し、それらの値にシンチレータのベータ線およびガンマ線に対する計数効率それぞれ２０％、１％を乗じて計数率、すなわちベータ線カウント、ガンマ線カウントを求める。
２．癌からの計数率
直径１０ｍｍ、厚さ３ｍｍの癌からシンチレータへのベータ線およびガンマ線カウントを上記と同様の方法で求める。
【００４１】
（結果）
１．バックグラウンド計数率
ベータ線計数率： ６１．４１ｃ／ｓ（β２）
ガンマ線計数率： ４９．５０ｃ／ｓ（γ２）
合計：１１０．９１ｃ／ｓ
２．癌からの計数率
ベータ線計数率：１０．６７ｃ／ｓ（β１）
ガンマ線計数率： ４．５３ｃ／ｓ（γ１）
【００４２】
（１８Ｆ−ＦＤＧのベータ線に対する検出限界値と測定に要する時間）
癌から検出されたベータ線に対する本検出器の検出限界は、バックグラウンドの計数値の変動範囲上限と見ることができる。バックグラウンド計数値の変動範囲上限は、バックグラウンドの合計計数率をもとにした測定時間の関数であり、カイザーの３σ法により下記式（Ｘ）で求められる。
（３／２）×｛（３／Ｔ）＋［（３／Ｔ）２＋８Ｎｂ／Ｔ］１／２｝ …（Ｘ）
Ｎｂ：ガンマ線とベータ線のバックグラウンド計数率の合計
Ｔ：測定時間
【００４３】
本検出器の場合、癌から検出されたベータ線の計数率は１０．６７ｃ／ｓであるから、１０．６７ｃ／ｓ＝（３／２）×｛（３／Ｔ）＋［（３／Ｔ）２＋８×１１０．９１／Ｔ］１／２｝となり、これを解くとＴ＝１８．３４となる。すなわち、本検出器は、１箇所の計測に１８．３４秒の時間をかければ、ベータ線の計数値がバックグラウンドの変動範囲の計数値を超えるので、高い信頼性で癌を検出することができる。
【００４４】
（ベータ線計数値の計測）
本検出器により、１箇所当たりの計測に１９秒をかけた場合の測定は以下のとおりとなる。
ベータ線およびガンマ線の計数率の合計＝（β１＋β２＋γ１＋γ２）×１９＝２３９６．０９ｃ／ｓ
ガンマ線のみの計数率の合計＝（γ１＋γ２）×１９＝１０２６．０９ｃ／ｓ
その差１３６９．５２ｃ／ｓがベータ線の計数値である。
【００４５】
［実験２：検出器の性能評価］
本発明の効果を検証するために、下記のようなファントーム（模型）を作成し、下記条件でシミュレーション計算を行った。
【００４６】
（ファントーム）
シンチレータとして、第２実施形態の放射線検出装置のシンチレータに相当するプラスチックシンチレータ（縦横６×８ｍｍ、厚さ１ｍｍ）を用いたこと以外は、実験１のファントームと同様とした。
【００４７】
（条件）
実験１の条件と同様とした。
【００４８】
（シミュレーション計算）
実験１の計算と同様とした。
【００４９】
（結果）
１．バックグラウンド計数率
ベータ線計数率：１６２．５６ｃ／ｓ（β２）
ガンマ線計数率： ８７．８９ｃ／ｓ（γ２）
合計：２５０．４５ｃ／ｓ
２．癌からの計数率
ベータ線計数率：１４．８６ｃ／ｓ（β１）
ガンマ線計数率： ６．３０ｃ／ｓ（γ１）
【００５０】
（１８Ｆ−ＦＤＧのベータ線に対する検出限界値と測定に要する時間）
実施例１と同様に１８Ｆ−ＦＤＧのベータ線に対する検出限界値と測定に要する時間を求める。バックグラウンド計数値の変動範囲上限は、バックグラウンドの合計計数率をもとにした測定時間の関数であり、カイザーの３σ法により前記式（Ｘ）で求められる。本検出器の場合、Ｎｂ（ガンマ線とベータ線のバックグラウンド計数率の合計）＝２５０．４５ｃ／ｓである。
Ｔ：測定時間
【００５１】
本検出器の場合、癌から検出されたベータ線の計数率は１４．８６ｃ／ｓであるから、１４．８６ｃ／ｓ＝（３／２）×｛（３／Ｔ）＋［（３／Ｔ）２＋８×２５０．４５／Ｔ］１／２｝となり、これを解くとＴ＝２２．２３となる。すなわち、本検出器は、１箇所の計測に２２．２３秒の時間をかければ、ベータ線の計数値がバックグラウンドの変動範囲の計数値を超えるので、高い信頼性で癌を検出することができる。
【００５２】
（ベータ線計数値の計測）
本検出器により、１箇所当たりの計測に２３秒をかけた場合の測定は以下のとおりとなる。
ベータ線およびガンマ線の計数率の合計＝（β１＋β２＋γ１＋γ２）×２３＝６２４７．０３ｃ／ｓ
ガンマ線のみの計数率の合計＝（γ１＋γ２）×２３＝２１６４．５３ｃ／ｓ
その差４０８２．５ｃ／ｓがベータ線の計数値である。
【００５３】
以上のように、（バックグランドが均一な条件下では、）癌が存在する場合は存在しない場合に比べてベータ線およびガンマ線の計数率とガンマ線のみの計数率との差および比が大きくなる。プローブを実際に消化管内で走査した場合、バックグランド計数値が変動することが考えられるが、上記実験の通りベータ線計数値の変化が変動範囲内であるか変動範囲を超えるものであるかを逐次演算することにより癌を検出することができる。
【００５４】
上述した実験により、本発明に係る放射線検出装置は、実際の計測上で最も問題となるバックグラウンド下でも、被測定部位に存在する放射性物質を検出する確度高く検出できることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明に係る放射線検出装置の第１実施形態を示す全体斜視図である。
【図２】同装置の検出部の縦断面図である。
【図３】同装置の検出部の横断面図である。
【図４】同装置の回路構成図である。
【図５】本発明に係る放射線検出装置の第２実施形態を示す全体斜視図である。
【図６】同装置の検出部の縦断面図である。
【図７】同装置の検出部の横断面図である。
【図８】同装置の回路構成図である。
【符号の説明】
【００５６】
３１ 検出部
１ 第１シンチレータ
２ 第２シンチレータ
９ ベータ線不透過物質
５ 第１シンチレータ用光ファイバ群（単線）
６ 第２シンチレータ用光ファイバ群（単線）
１９ 光電子増倍管
２２ 波高弁別器
２３ 同時計数回路
２４ コントローラ
１４２ 検出部
１０３ 第１シンチレータ
１０４ 第１シンチレータ
１０１ 第２シンチレータ
１０２ 第２シンチレータ
１０９ ベータ線不透過物質
１０６ 第１シンチレータ用光ファイバ群（単線）
１０８ 第１シンチレータ用光ファイバ群（単線）
１０５ 第２シンチレータ用光ファイバ群（単線）
１０７ 第２シンチレータ用光ファイバ群（単線）
１３０ 光電子増倍管
１３２ 増幅器
１３３ 波高弁別器
１３４ 同時計数回路
１３５ コントローラ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射性薬剤を体内に投与した後に、検出部を体内に挿入して、体内の組織に集積した放射性物質を検出する核医学検査などに好適に使用される放射線検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、核医学検査において、検出部を食道、胃、腸などの消化器に挿入して、体内の組織に集積した放射性物質を検出する放射線検出装置として、例えば特許文献１〜５に記載された放射線検出内視鏡がある。これらの放射線検出内視鏡は、内視鏡のプローブに放射線の検出部を併設したもので、内視鏡により癌の疑いがある部位を見出してその部位にプローブを接近させるとともに、上記検出部により放射線を検出してその部位が癌であるか否かを確認しようとするものである。
【０００３】
この場合、上述した核医学検査においては、放射性薬剤として癌に集積する代表的な薬剤である１８Ｆ−ＦＤＧが用いられることが多い。１８Ｆ−ＦＤＧは、エネルギーの強いガンマ線とエネルギーの弱いベータ線の両方を放出する。
【０００４】
【特許文献１】特許第２６８００５２号公報
【特許文献２】特許第２６８２６５０号公報
【特許文献３】特許第２７３１１７０号公報
【特許文献４】特許第２７３１１７６号公報
【特許文献５】特許第２７９３８４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
食道、胃、腸などの消化器に生成する癌（消化器系癌）は、一般に厚みが薄いので放射性薬剤の集積量が少なく、そのため病巣部に集積した放射性薬剤からの放射線を体外から検出することは難しい。したがって、消化器系癌の核医学検査では、検出部を体内に挿入して検出部を病巣部に近づけた状態で、病巣部からの放射線を検出することが適当である。
【０００６】
しかし、放射性薬剤としてガンマ線とベータ線の両方を放出する１８Ｆ−ＦＤＧを用い、特許文献１〜５の放射線検出内視鏡の検出部（プローブ）を体内に挿入して病巣部からの放射線を検出する場合、下記（ａ）、（ｂ）の問題が生じるものであった。
（ａ）ガンマ線はその特性から透過度が高いため、検出部に特定方向からの放射線のみをシンチレータに入射させるためのコリメータを設けても、ガンマ線はこのコリメータを突き抜ける。したがって、特許文献１〜５の放射線検出内視鏡では、検出部にコリメータを設けても、あらゆる方向から届くガンマ線がコリメータを突き抜けるため、特定方向からのガンマ線のみを検出することは難しい。そのため、特許文献１〜５の放射線検出内視鏡では、バックグラウンドからのガンマ線と病巣部からのガンマ線とを区別することができず、病巣部の特定は困難であると考えられる。
（ｂ）これに対し、ベータ線はその特性から透過度が低いため、病巣部に検出部を近づけてベータ線を検出した場合、病巣部を特定できる可能性が高くなる。しかし、特許文献１〜５の放射線検出内視鏡では、ベータ線のみを検出することは困難である。
【０００７】
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたもので、放射性物質がベータ線およびそれ以外の放射線を放出する場合に、ベータ線による信号に基づいて被測定部位に存在する放射性物質を検出することが可能な放射線検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、前記目的を達成するため、ベータ線およびそれ以外の放射線の入射により発光する第１のシンチレータと、ベータ線不透過物質で遮蔽され、ベータ線以外の放射線の入射により発光する第２のシンチレータとを備えた検出部と、
前記第１のシンチレータによる信号および前記第２のシンチレータによる信号を用いた演算により被測定部位に存在する放射性物質を検出する演算部とを具備することを特徴とする放射線検出装置を提供する。
【０００９】
本発明の放射線検出装置は、第１のシンチレータによってベータ線およびそれ以外の放射線による信号（第１のシンチレータによる信号）を取得し、ベータ線不透過物質で遮蔽された第２のシンチレータによってベータ線以外の放射線による信号（第２のシンチレータによる信号）を取得する。そして、第１のシンチレータによる信号および第２のシンチレータによる信号を用いた演算を行うことで、被測定部位に存在する放射性物質をベータ線による信号に基づいて検出することができる。
【００１０】
この場合、上述した第１のシンチレータによる信号および第２のシンチレータによる信号を用いた演算の方法に特に限定はないが、例えば、下記（１）〜（３）の方法を採用することができる。
（１）第１のシンチレータによる信号と第２のシンチレータによる信号との差に基づいて被測定部位に存在する放射性物質を検出する方法。
（２）第１のシンチレータによる信号と第２のシンチレータによる信号との比に基づいて被測定部位に存在する放射性物質を検出する方法。
（３）第１のシンチレータによる信号と第２のシンチレータによる信号との差、および第１のシンチレータによる信号と第２のシンチレータによる信号との比に基づいて被測定部位に存在する放射性物質を検出する方法。
【００１１】
本発明において、第１のシンチレータおよび第２のシンチレータの材質としては、例えば、プラスチックシンチレータ、ヨウ化セシウム、ＢＧＯ、ＹＡＰ（Ｃｅ）等を挙げることができる。また、ベータ線不透過物質の材質としては、例えば、ステンレス鋼、タングステン、タンタル、金、銀等を挙げることができる。
【００１２】
また、本発明において、検出部における第１のシンチレータ、第２のシンチレータおよびベータ線不透過物質の配置態様としては、例えば下記（Ａ）、（Ｂ）の態様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。
（Ａ）放射線入射面が先方を向いた第１のシンチレータと、その後方の放射線入射面が先方を向いた第２のシンチレータとを配置するとともに、第１のシンチレータと第２のシンチレータとの間にベータ線不透過物質を介在させる態様。
（Ｂ）放射線入射面が外側方を向いた第１のシンチレータと、その内側方の放射線入射面が外側方を向いた第２のシンチレータとを配置するとともに、第１のシンチレータと第２のシンチレータとの間にベータ線不透過物質を介在させる態様。
【００１３】
本発明では、前述した演算を行うに当たり、第１のシンチレータの発光および第２のシンチレータの発光をそれぞれ光電子増倍管に伝送して電気信号に変換し、演算部において、変換後の第１のシンチレータによる電気信号および前記第２のシンチレータによる電気信号を用いた演算により被測定部位に存在する放射性物質を検出することができる。
【００１４】
また、本発明では、検出部にコンピュータ断層撮影装置における位置決めが可能な位置決め用部材を配設することができ、これによりコンピュータ断層撮影装置で得られる画面において検出部の位置を表示することができる。この場合、コンピュータ断層撮影装置としては、ＣＴ、ＰＥＴ、ＭＲＩ等を挙げることができる。また、上記位置決め用部材としては、重金属、水、Ｇｄ水溶液等を用いたものを挙げることができる。
【００１５】
本発明に係る放射線検出装置は、核医学検査における体内の組織に集積した放射性物質の検出の他、例えば、原子力発電所の配管汚染の探査、構造体の欠損の非破壊検査などにも適用可能である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る放射線検出装置によれば、放射性物質がベータ線およびそれ以外の放射線を放出する場合に、ベータ線による信号に基づいて、被測定部位に存在する放射性物質を検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明するが、本発明は下記例に限定されるものではない。なお、以下では、放射性薬剤としてガンマ線およびベータ線を放出する１８Ｆ−ＦＤＧを用いて核医学検査を行う場合を中心に本発明を説明する。
【００１８】
（第１実施形態）
図１は本発明に係る放射線検出装置の第１実施形態を示す全体斜視図、図２は同装置の検出部の縦断面図、図３は同装置の検出部の横断面図、図４は同装置の回路構成図である。
【００１９】
本例の放射線検出装置は、図１に示すように、装置本体４０と、装置本体４０に接続されたパーソナルコンピュータ４１とを具備する。装置本体４０は、計装筐体２９、計装筐体２９に接続されたガイドチューブ３２、ガイドチューブ３２の先端に設けられた検出プローブ（検出部）３１、およびガイドチューブ３２を移動させるオートプルバック装置２８を有する。パーソナルコンピュータ４１は、ＰＣ本体３３およびディスプレイ３４を有する。オートプルバック装置２８は、パーソナルコンピュータ４１によって制御され、検出部３１を任意に進退、屈曲および回転させることができる。
【００２０】
上記検出プローブ３１の先端部には、第２図および第３図に示すように、正面（放射線検出面）が先方を向いた第１シンチレータ１と、その後方の正面（放射線検出面）が先方を向いた第２シンチレータ２とが互いに対向した状態で配置され、その間に円板状のベータ線不透過物質９が配置されている。
【００２１】
第１シンチレータ１の外周部には円筒状の第１ライトガイド３の先端部が固定され、この第１ライトガイド３の後端部には第１シンチレータ用光ファイバ群（単線）５が連結されている。また、第２シンチレータ２の背面には円板状の第２ライトガイド４が固定され、この第２ライトガイド４の背面には第２シンチレータ用光ファイバ群（単線）６が連結されている。
【００２２】
上述した各部材からなる構造体は、略円板状の先端キャップ７および遮光性のカバーチューブ８によって被覆されている。なお、第２シンチレータ２、第２ライトガイド４および第２シンチレータ用光ファイバ群（単線）６の外周と、第１ライトガイド３の内周との間にはモールド材３３が配置されている。
【００２３】
ガイドチューブ３２内を通る第１シンチレータ用光ファイバ群（単線）５および第２シンチレータ用光ファイバ群（単線）６は、図４に示すように、分配器具１０に連結され、さらに計装筐体２９に接続されている。図４において、１１は第１シンチレータ用光ファイバ群（束線）、１２は第２シンチレータ用光ファイバ群（束線）、１３、１４は分配器具、１５、１６は第１シンチレータ用ランダム分配光ファイバ群、１７、１８は第２シンチレータ用ランダム分配光ファイバ群、１９は光電子増倍管、２０はディバイダ回路、２１は増幅器、２２は波高弁別器、２３は同時計数回路、２４はコントローラ、２５は高圧電源、２６は電源、２７はパーソナルコンピュータ、２８はオートプルバック装置、３０は外部電源を示す。
【００２４】
本例の放射線検出装置では、第１シンチレータ１の発光および第２シンチレータ２の発光をそれぞれ光ファイバ５、６により光電子増倍管１９に伝送して電気信号に変換し、増幅器２１、波高弁別器２２、同時計数回路２３、コントローラ２４を使用して、光電子増倍管１９で変換した第１シンチレータ１による電気信号および第２シンチレータ２による電気信号を用いた演算により被測定部位に存在する放射性物質を検出する。
【００２５】
（第２実施形態）
図５は本発明に係る放射線検出装置の第２実施形態を示す全体斜視図、図６は同装置の検出部の縦断面図、図７は同装置の検出部の横断面図、図８は同装置の回路構成図である。
【００２６】
本例の放射線検出装置は、図５に示すように、装置本体１４０と、装置本体１４０に接続されたパーソナルコンピュータ１４１とを具備する。装置本体１４０は、計装筐体１３９、計装筐体１３９に接続されたガイドチューブ１４３、ガイドチューブ１４３の先端に設けられた検出プローブ（検出部）１４２、およびガイドチューブ１４３を移動させるオートプルバック装置１３８を有する。パーソナルコンピュータ１４１は、ＰＣ本体１４６およびディスプレイ１４５を有する。オートプルバック装置１３８は、パーソナルコンピュータ１４１によって制御され、検出部１４２を任意に進退、屈曲および回転させることができる。
【００２７】
上記検出プローブ１４２の先端部には、第６図および第７図に示すように、正面（放射線検出面）が外側方を向いた断面円弧形の板状の一対の第１シンチレータ１０３、１０４が互いに対向した状態で配置されている。また、第１シンチレータ１０３、１０４の内側方には、正面（放射線検出面）が外側方を向いた断面略半円形の板状の一対の第２シンチレータ１０１、１０２が互いに対向した状態で配置されている。そして、上記第１シンチレータ１０３、１０４と第２シンチレータ１０１、１０２との間、および第２シンチレータ１０１と１０２との間にはベータ線不透過物質１０９が配置されている。
【００２８】
第１シンチレータ１０３、１０４の後端部には、第１シンチレータ用光ファイバ群（単線）１０６、１０８が連結されている。また、第２シンチレータ１０１、１０２の後端部には、第２シンチレータ用光ファイバ群（単線）１０５、１０７が連結されている。
【００２９】
上述した各部材からなる構造体は、略半球状の先端キャップ１１０および遮光性のカバーチューブ１１１によって被覆されている。なお、ベータ線不透過物質１０９とカバーチューブ１１１との間の第１シンチレータ１０３、１０４が存在しない部分にはモールド材１１２が配置されている。
【００３０】
ガイドチューブ１４３内を通る第１シンチレータ用光ファイバ群（単線）１０６、１０８および第２シンチレータ用光ファイバ群（単線）１０５、１０７は、図８に示すように、分配器具１１３に連結され、さらに計装筐体１３９に接続されている。図８において、１１４、１１５は第１シンチレータ用光ファイバ群（束線）、１１６、１１７は第２シンチレータ用光ファイバ群（束線）、１１８、１１９、１２０、１２１は分配器具、１２２、１２３、１２４、１２５は第１シンチレータ用ランダム分配光ファイバ群、１２６、１２７、１２８、１２９は第２シンチレータ用ランダム分配光ファイバ群、１３０は光電子増倍管、１３１はディバイダ回路、１３２は増幅器、１３３は波高弁別器、１３４は同時計数回路、１３５はコントローラ、１３６は高圧電源、１３７は電源、１４１はパーソナルコンピュータ、１３８はオートプルバック装置、１４４は外部電源を示す。
【００３１】
本例の放射線検出装置では、第１シンチレータ１０３、１０４の発光および第２シンチレータ１０１、１０２の発光をそれぞれ光ファイバ１０６、１０８、１０５、１０７により光電子増倍管１３０に伝送して電気信号に変換し、増幅器１３２、波高弁別器１３３、同時計数回路１３４、コントローラ１３５を使用して、光電子増倍管１３０で変換した第１シンチレータ１０３、１０４による電気信号および第２シンチレータ１０１、１０２による電気信号を用いた演算により被測定部位に存在する放射性物質を検出する。
【００３２】
上述した第１実施形態および第２実施形態の放射線検出装置を用いて核医学検査を行う場合、放射性薬剤（１８Ｆ−ＦＤＧ）を体内に投与した後に、検出部を体内、例えば食道、胃、腸などの消化器に挿入して、第１シンチレータによる信号（ガンマ線およびベータ線による信号）および第２シンチレータによる信号（ガンマ線のみによる信号）を得る。この場合、検出部の進退、屈曲および回転を適宜行う。なお、第１シンチレータに入射するガンマ線量と、第２シンチレータに入射するガンマ線量とは等しくなるように調整されている。そして、光電子増倍管で変換した第１シンチレータによる電気信号および第２シンチレータによる電気信号を用いた演算により、被測定部位に存在する放射性物質を検出する。
【００３３】
この場合、演算方法としては、前述したように、第１シンチレータによる信号と第２シンチレータによる信号との差、および第１シンチレータによる信号に対する第２シンチレータによる信号の割合の一方または両方に基づいた方法を採用することができる。
【００３４】
この場合、ディスプレイには、例えば、第１シンチレータによる信号に基づくガンマ線およびベータ線の合計測定値、第２シンチレータによる信号に基づくガンマ線のみの測定値、第１シンチレータによる信号と第２シンチレータによる信号との差に基づくベータ線のみの測定値などを表示することができる。さらに、検出部の走査による測定値の高い部位や低い部位等の位置情報を表示することもできる。
【００３５】
第１実施形態および第２実施形態の放射線検出装置によれば、放射性薬剤としてガンマ線およびベータ線を放出する１８Ｆ−ＦＤＧを用いた場合に、ベータ線による信号に基づいて、病巣部に存在する放射性物質を検出して、病巣部を特定することができる。すなわち、ベータ線はエネルギーが弱く透過度が低いため、病巣部以外の場所でのベータ線計数値は低く、病巣部付近からのベータ線計数値は高いため、両者を区別することができ、病巣部を特定することが可能である。
【００３６】
この場合、第１実施形態の放射線検出装置は、第１シンチレータおよび第２シンチレータの放射線入射面が先方を向いているので、検出部の先方からの放射線を検出することができ、そのため胃のような広い器官における病巣部の検出に有効である。また、第２実施形態の放射線検出装置は、第１シンチレータおよび第２シンチレータの放射線入射面が外側方を向いているので、検出部の外側方からの放射線を検出することができ、そのため食道、腸のような狭い管状の器官における病巣部の検出に有効である。
【実施例】
【００３７】
［実験１：検出器の性能評価］
本発明の効果を検証するために、下記のようなファントーム（模型）を作成し、下記条件でシミュレーション計算を行った。
【００３８】
（ファントーム）
直径３０ｃｍ、比重１の体組織で満たされた球体の中央に、第１実施形態の放射線検出装置のシンチレータに相当するプラスチックシンチレータ（直径６ｍｍ、厚さ１ｍｍ）が位置し、これに正対して２ｍｍ離れて直径１０ｍｍ、厚さ３ｍｍの癌が存在する。球体と同じく癌の比重も１とする。計測上問題となるのは検出対象部位以外からのバックグラウンド放射能であるが、本発明の放射線検出装置は主に上部消化管での使用を想定しているので、頭部、上肢、下肢等の遠隔部は無視できるものとし、直径３０ｃｍの球体をバックグラウンドとして置いた。
【００３９】
（条件）
体重６０Ｋｇの患者に放射性薬剤として１８５ＭＢｑの１８Ｆ−ＦＤＧを投与し、薬剤は均一に体内分布するものとする。すなわち、全投与量の内、体重比に応じて直径３０ｃｍの球体に放射能が分布する。ただし、１８Ｆ−ＦＤＧは癌に正常組織の３〜８倍集積することが知られているので、ここでは癌に５倍集積するとする。また、本実験において使用したプラスチックシンチレータは、垂直に１８Ｆ−ＦＤＧのベータ線が入射するときの計数効率は約２０％、ガンマ線が入射するときの計数効率は約１％であるため、計数効率をそれぞれ２０％、１％としてシミュレートする。
【００４０】
（シミュレーション計算）
シンチレータによる計測（ここでは計算）は、１８Ｆ−ＦＤＧ投与後２時間で行うものとし、放射能は１８Ｆ−ＦＤＧの半減期で補正したものを用いる。
１．バックグラウンド計数率
直径３０ｃｍの球体内に均一に分布する１８Ｆ−ＦＤＧからシンチレータに入射する放射能を、ベータ線、ガンマ線双方について、球体内の距離、比重１の組織におけるベータ線およびガンマ線の透過率、シンチレータに対する入射放射能の立体角から計算し、それらの値にシンチレータのベータ線およびガンマ線に対する計数効率それぞれ２０％、１％を乗じて計数率、すなわちベータ線カウント、ガンマ線カウントを求める。
２．癌からの計数率
直径１０ｍｍ、厚さ３ｍｍの癌からシンチレータへのベータ線およびガンマ線カウントを上記と同様の方法で求める。
【００４１】
（結果）
１．バックグラウンド計数率
ベータ線計数率： ６１．４１ｃ／ｓ（β２）
ガンマ線計数率： ４９．５０ｃ／ｓ（γ２）
合計：１１０．９１ｃ／ｓ
２．癌からの計数率
ベータ線計数率：１０．６７ｃ／ｓ（β１）
ガンマ線計数率： ４．５３ｃ／ｓ（γ１）
【００４２】
（１８Ｆ−ＦＤＧのベータ線に対する検出限界値と測定に要する時間）
癌から検出されたベータ線に対する本検出器の検出限界は、バックグラウンドの計数値の変動範囲上限と見ることができる。バックグラウンド計数値の変動範囲上限は、バックグラウンドの合計計数率をもとにした測定時間の関数であり、カイザーの３σ法により下記式（Ｘ）で求められる。
（３／２）×｛（３／Ｔ）＋［（３／Ｔ）２＋８Ｎｂ／Ｔ］１／２｝ …（Ｘ）
Ｎｂ：ガンマ線とベータ線のバックグラウンド計数率の合計
Ｔ：測定時間
【００４３】
本検出器の場合、癌から検出されたベータ線の計数率は１０．６７ｃ／ｓであるから、１０．６７ｃ／ｓ＝（３／２）×｛（３／Ｔ）＋［（３／Ｔ）２＋８×１１０．９１／Ｔ］１／２｝となり、これを解くとＴ＝１８．３４となる。すなわち、本検出器は、１箇所の計測に１８．３４秒の時間をかければ、ベータ線の計数値がバックグラウンドの変動範囲の計数値を超えるので、高い信頼性で癌を検出することができる。
【００４４】
（ベータ線計数値の計測）
本検出器により、１箇所当たりの計測に１９秒をかけた場合の測定は以下のとおりとなる。
ベータ線およびガンマ線の計数率の合計＝（β１＋β２＋γ１＋γ２）×１９＝２３９６．０９ｃ／ｓ
ガンマ線のみの計数率の合計＝（γ１＋γ２）×１９＝１０２６．０９ｃ／ｓ
その差１３６９．５２ｃ／ｓがベータ線の計数値である。
【００４５】
［実験２：検出器の性能評価］
本発明の効果を検証するために、下記のようなファントーム（模型）を作成し、下記条件でシミュレーション計算を行った。
【００４６】
（ファントーム）
シンチレータとして、第２実施形態の放射線検出装置のシンチレータに相当するプラスチックシンチレータ（縦横６×８ｍｍ、厚さ１ｍｍ）を用いたこと以外は、実験１のファントームと同様とした。
【００４７】
（条件）
実験１の条件と同様とした。
【００４８】
（シミュレーション計算）
実験１の計算と同様とした。
【００４９】
（結果）
１．バックグラウンド計数率
ベータ線計数率：１６２．５６ｃ／ｓ（β２）
ガンマ線計数率： ８７．８９ｃ／ｓ（γ２）
合計：２５０．４５ｃ／ｓ
２．癌からの計数率
ベータ線計数率：１４．８６ｃ／ｓ（β１）
ガンマ線計数率： ６．３０ｃ／ｓ（γ１）
【００５０】
（１８Ｆ−ＦＤＧのベータ線に対する検出限界値と測定に要する時間）
実施例１と同様に１８Ｆ−ＦＤＧのベータ線に対する検出限界値と測定に要する時間を求める。バックグラウンド計数値の変動範囲上限は、バックグラウンドの合計計数率をもとにした測定時間の関数であり、カイザーの３σ法により前記式（Ｘ）で求められる。本検出器の場合、Ｎｂ（ガンマ線とベータ線のバックグラウンド計数率の合計）＝２５０．４５ｃ／ｓである。
Ｔ：測定時間
【００５１】
本検出器の場合、癌から検出されたベータ線の計数率は１４．８６ｃ／ｓであるから、１４．８６ｃ／ｓ＝（３／２）×｛（３／Ｔ）＋［（３／Ｔ）２＋８×２５０．４５／Ｔ］１／２｝となり、これを解くとＴ＝２２．２３となる。すなわち、本検出器は、１箇所の計測に２２．２３秒の時間をかければ、ベータ線の計数値がバックグラウンドの変動範囲の計数値を超えるので、高い信頼性で癌を検出することができる。
【００５２】
（ベータ線計数値の計測）
本検出器により、１箇所当たりの計測に２３秒をかけた場合の測定は以下のとおりとなる。
ベータ線およびガンマ線の計数率の合計＝（β１＋β２＋γ１＋γ２）×２３＝６２４７．０３ｃ／ｓ
ガンマ線のみの計数率の合計＝（γ１＋γ２）×２３＝２１６４．５３ｃ／ｓ
その差４０８２．５ｃ／ｓがベータ線の計数値である。
【００５３】
以上のように、（バックグランドが均一な条件下では、）癌が存在する場合は存在しない場合に比べてベータ線およびガンマ線の計数率とガンマ線のみの計数率との差および比が大きくなる。プローブを実際に消化管内で走査した場合、バックグランド計数値が変動することが考えられるが、上記実験の通りベータ線計数値の変化が変動範囲内であるか変動範囲を超えるものであるかを逐次演算することにより癌を検出することができる。
【００５４】
上述した実験により、本発明に係る放射線検出装置は、実際の計測上で最も問題となるバックグラウンド下でも、被測定部位に存在する放射性物質を検出する確度高く検出できることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明に係る放射線検出装置の第１実施形態を示す全体斜視図である。
【図２】同装置の検出部の縦断面図である。
【図３】同装置の検出部の横断面図である。
【図４】同装置の回路構成図である。
【図５】本発明に係る放射線検出装置の第２実施形態を示す全体斜視図である。
【図６】同装置の検出部の縦断面図である。
【図７】同装置の検出部の横断面図である。
【図８】同装置の回路構成図である。
【符号の説明】
【００５６】
３１ 検出部
１ 第１シンチレータ
２ 第２シンチレータ
９ ベータ線不透過物質
５ 第１シンチレータ用光ファイバ群（単線）
６ 第２シンチレータ用光ファイバ群（単線）
１９ 光電子増倍管
２２ 波高弁別器
２３ 同時計数回路
２４ コントローラ
１４２ 検出部
１０３ 第１シンチレータ
１０４ 第１シンチレータ
１０１ 第２シンチレータ
１０２ 第２シンチレータ
１０９ ベータ線不透過物質
１０６ 第１シンチレータ用光ファイバ群（単線）
１０８ 第１シンチレータ用光ファイバ群（単線）
１０５ 第２シンチレータ用光ファイバ群（単線）
１０７ 第２シンチレータ用光ファイバ群（単線）
１３０ 光電子増倍管
１３２ 増幅器
１３３ 波高弁別器
１３４ 同時計数回路
１３５ コントローラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベータ線およびそれ以外の放射線の入射により発光する第１のシンチレータと、ベータ線不透過物質で遮蔽され、ベータ線以外の放射線の入射により発光する第２のシンチレータとを備えた検出部と、
前記第１のシンチレータによる信号および前記第２のシンチレータによる信号を用いた演算により被測定部位に存在する放射性物質を検出する演算部とを具備することを特徴とする放射線検出装置。
【請求項２】
検出部において、放射線入射面が先方を向いた第１のシンチレータと、その後方の放射線入射面が先方を向いた第２のシンチレータとを配置するとともに、前記第１のシンチレータと前記第２のシンチレータとの間にベータ線不透過物質を介在させたことを特徴とする請求項１に記載の放射線検出装置。
【請求項３】
検出部において、放射線入射面が外側方を向いた第１のシンチレータと、その内側方の放射線入射面が外側方を向いた第２のシンチレータとを配置するとともに、前記第１のシンチレータと前記第２のシンチレータとの間にベータ線不透過物質を介在させたことを特徴とする請求項１に記載の放射線検出装置。
【請求項４】
前記第１のシンチレータの発光および前記第２のシンチレータの発光をそれぞれ光電子増倍管に伝送して電気信号に変換し、前記演算部において、変換後の前記第１のシンチレータによる電気信号および前記第２のシンチレータによる電気信号を用いた演算により被測定部位に存在する放射性物質を検出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
【請求項５】
前記ベータ線以外の放射線はガンマ線であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
【請求項６】
前記検出部にコンピュータ断層撮影装置における位置決めが可能な位置決め用部材を配設したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
【請求項１】
ベータ線およびそれ以外の放射線の入射により発光する第１のシンチレータと、ベータ線不透過物質で遮蔽され、ベータ線以外の放射線の入射により発光する第２のシンチレータとを備えた検出部と、
前記第１のシンチレータによる信号および前記第２のシンチレータによる信号を用いた演算により被測定部位に存在する放射性物質を検出する演算部とを具備することを特徴とする放射線検出装置。
【請求項２】
検出部において、放射線入射面が先方を向いた第１のシンチレータと、その後方の放射線入射面が先方を向いた第２のシンチレータとを配置するとともに、前記第１のシンチレータと前記第２のシンチレータとの間にベータ線不透過物質を介在させたことを特徴とする請求項１に記載の放射線検出装置。
【請求項３】
検出部において、放射線入射面が外側方を向いた第１のシンチレータと、その内側方の放射線入射面が外側方を向いた第２のシンチレータとを配置するとともに、前記第１のシンチレータと前記第２のシンチレータとの間にベータ線不透過物質を介在させたことを特徴とする請求項１に記載の放射線検出装置。
【請求項４】
前記第１のシンチレータの発光および前記第２のシンチレータの発光をそれぞれ光電子増倍管に伝送して電気信号に変換し、前記演算部において、変換後の前記第１のシンチレータによる電気信号および前記第２のシンチレータによる電気信号を用いた演算により被測定部位に存在する放射性物質を検出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
【請求項５】
前記ベータ線以外の放射線はガンマ線であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
【請求項６】
前記検出部にコンピュータ断層撮影装置における位置決めが可能な位置決め用部材を配設したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−１０３３２（Ｐ２００７−１０３３２Ａ）
【公開日】平成１９年１月１８日（２００７．１．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１８７９４５（Ｐ２００５−１８７９４５）
【出願日】平成１７年６月２８日（２００５．６．２８）
【出願人】（０００２３０２５０）日本メジフィジックス株式会社 (75)
【出願人】（５０１２０９３５７）有限会社 エスディー技研 (9)
【出願人】（５９４１１８９５８）株式会社ユニバーサル技研 (11)
【出願人】（５０２１０９０５０）ファイバーテック株式会社 (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１月１８日（２００７．１．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月２８日（２００５．６．２８）
【出願人】（０００２３０２５０）日本メジフィジックス株式会社 (75)
【出願人】（５０１２０９３５７）有限会社 エスディー技研 (9)
【出願人】（５９４１１８９５８）株式会社ユニバーサル技研 (11)
【出願人】（５０２１０９０５０）ファイバーテック株式会社 (3)
【Ｆターム（参考）】
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