JP2007523341A - X線蛍光マーカー分布のマッピング装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
-生体体積へ向かうX線ビームを放出するX線源。前記ビームはXRFマーカーのK端より上の量子エネルギー準位を有する第1放射線成分及びXRFマーカーのK端より下の量子エネルギー準位を有する第2放射線成分を有する。詳細には、これは第1放射線成分中の量子エネルギースペクトルは(基本的には)K端より上の準位にある量子エネルギーのみを有し、一方第2放射線成分の対応するスペクトルは完全にK端より下に存在する。
-生体体積からの2次放射線を検出する検出器。前記検出器はX線源の放射線ビームの外側に設置されている。この点に関連して、“2次放射線”という語は、X線源の放射線ビームからの(1次)量子と生体体積との間の相互作用によって発生する如何なる放射線をも含む。従って2次放射線は特に単一若しくは多重弾性散乱又は単一若しくは多重非弾性散乱した放射線及び、1次量子の吸収によって起こる目下のところ有意なX線蛍光放射及び引き続き生じるXRF量子の再放出を含む。
-X線源の放射線ビームの第1ビーム成分と第2ビーム成分との強度比を調節する手段。極端な例では、ビーム成分強度は必要に応じて大きく減少させることが可能である。
a)K端よりも上の量子エネルギー準位を有する第1放射線成分及び、K端よりも下の量子エネルギー準位を有する第2放射線成分を有する放射線ビームの生体体積への照射。
b)前記放射線ビームの照射から発生する生体体積からの第1の2次放射線の、好適には放射線ビームの外側の点での測定。
c)放射線ビームによるさらなる生体体積への照射、しかし第1放射線成分と第2放射線成分との強度比は異なる。
d)放射線ビームを変化させることによって発生する生体体積からの第2の2次放射線の測定(好適には放射線ビームの外側で、特に手順b)と同一の点)。
e) 第1の2次放射線と第2の2次放射線との比較による、2次放射線のそれらの成分決定。XRFマーカーの蛍光のためそれらの成分は基本的には排他的である。
第1放射線成分及び第2放射線成分の量子エネルギー準位の値が上記説明のように近接しているので、同一パーセンテージの関連する強度は良好な近似でバックグラウンド放射線に変換される。その結果、以下の式を近似によって適用する。
この点に関して、線源10から放出された放射線成分の2つの強度I1及びI2の比I1/I2は既知又は決定可能であることが前提とされている。
a2=exp(-μ2 Gdw) (5)
ここでμ1 GdはTmのKα1線でのGdフィルタの吸収係数、μ2 GdはTmのKα2線でのGdフィルタの吸収係数、そしてwはフィルタ22の厚さである。すべての変数は既知でなくてはならない。
従ってこれらの方程式(1)、(2)、(6)全部で未知の変数B1、B2、Fを計算することができる。本実施例の場合、これらのうちの最も有意なのはX線蛍光信号Fである。
Claims (10)
- 生体体積中のXRFマーカー分布のマッピング用装置であって:
前記XRFマーカーのK端より上の量子エネルギー準位を有する第1放射線成分及び前記XRFマーカーのK端より下の量子エネルギー準位を有する第2放射線成分を有する放射線ビームを放出するX線源;
前記生体体積からの2次放射線を検出し、前記のX線源の放射線ビームの外側に設置されていることを特徴とする検出器;
前記放射線ビーム中の前記第1ビーム成分と前記第2ビーム成分との強度比を調節する手段;
を有する装置。 - 前記の強度比を調節する手段は前記放射線ビーム中に取り外し可能な状態で設置されているフィルタを含むことを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 前記フィルタは前記XRFマーカー材料を含む、又は前記材料で構成されることを特徴とする、請求項2に記載の装置。
- 前記第1放射線成分及び/又は前記第2放射線成分は単色又は擬単色で、
前記のXRFマーカーK端からの前記放射線の量子エネルギー差は10%未満であって、好適には3%未満である、
ことを特徴とする、請求項1に記載の装置。 - 前記第1放射線成分は元素のKα1線で表され、前記第2放射線成分は前記元素のKα2線で表されることを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 前記検出器は前記2次放射線の位置分解測定及び/又はエネルギー分解測定能力を有することを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 前記放射線ビーム経路中に設けられる別な検出器を有し、
前記検出器は前記生体体積を透過する放射線の位置分解測定能力を有する、
ことを特徴とする、請求項1に記載の装置。 - 構成要素が互いに結合し、回転軸に対して旋回可能なように共に支持されていることを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 生体体積中のXRFマーカー分布の決定方法であって:
前記XRFマーカーK端よりも上の量子エネルギー準位を有する第1放射線成分及び、前記XRFマーカーK端よりも下の量子エネルギー準位を有する第2放射線成分を有する放射線ビームを生体体積に照射する手順;
前記照射の結果として前記生体体積から発生する第1の2次放射線を測定する手順;
前記第1放射線成分と前記第2放射線成分との異なる強度比を有する前記放射線ビームを前記生体体積に照射する手順;
前記結果として前記生体体積から発生する第2の2次放射線を測定する手順;及び、
前記第1の2次放射線と前記第2の2次放射線との比較による、前記2次放射線のそれらの成分を決定する手順;
を有する方法。 - 前記2次放射線は後方散乱のみが検出される点にて測定され、かつ、
前記の2次放射線スペクトルの少なくとも1つは関数による近似で決定される、
ことを特徴とする、請求項9に記載の方法。
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