JPH04308699A - Sor device for angiography - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To get two wavelength by energy difference method without performing mechanical operation in angiography wherein an SOR device is used. CONSTITUTION:Superconducting wiggler 35, where magnetic poles are opposed in horizontal direction with a straight part 31 between, are arranged outside of this straight part 31 of an storage ring 22, and the electron beam 11 inside the storage ring 22 is meandered in the vertical direction. Hereby, an SOR light is emitted from the turn position of each meandering of the electric beam 11, and is introduced into an inspection device, passing a light takeout line 26. At this time, an excitation quantity controller 52 changes the quantity of excitation of the superconducting wiggler 35, and varies the magnetic field to the intensity that the SOR light of the wavelength above and below the absorption edge of the contrast medium injected into a sample can be gotten.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【０００１】0001

【産業上の利用分野】この発明は、アンジオグラフィ用
ＳＯＲ光装置に関し、２結晶モノクロメータを揺動する
ことなくエネルギー差分法によるアンジオグラフィを実
現したものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an SOR optical device for angiography, which realizes angiography using an energy difference method without swinging a two-crystal monochromator.

【０００２】0002

【従来の技術】従来より、冠状動脈等の診断にアンジオ
グラフィ（Ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ　）が用いられてい
る。この方法は、造影剤を注入した状態の試料の透過画
像から造影剤を注入する前の画像を差し引くことにより
、造影部分のみを抽出した画像情報を得るものである。 このアンジオグラフィ用のＸ線源として、ＳＯＲ光（シ
ンクロトロン放射光）装置からのＳＯＲ光が利用されて
いる。2. Description of the Related Art Conventionally, angiography has been used to diagnose coronary arteries and the like. This method obtains image information in which only the contrast area is extracted by subtracting the image before the contrast agent is injected from the transmitted image of the sample with the contrast agent injected. As an X-ray source for this angiography, SOR light from an SOR light (synchrotron radiation) device is used.

【０００３】従来のアンジオグラフィでは、造影剤を注
入した状態と注入してない状態の２つの画像を得る方法
として時間差分法が用いられていた。これは、造影剤注
入前および注入後の画像を撮って、それらを差し引くも
のである。ところが、この方法では２つの画像を撮る時
間間隔が長いのでその間の位置ずれが大きく、造影部分
を高精度に映し出すことはできなかった。[0003] In conventional angiography, a time difference method has been used to obtain two images, one with and without contrast agent injection. This takes images before and after contrast injection and subtracts them. However, in this method, since the time interval between taking the two images is long, the positional deviation between them is large, and the contrast-enhanced area cannot be imaged with high precision.

【０００４】そこで、このような問題を解決する方法と
してエネルギー差分法が提案されていた。これは、造影
剤として例えばヨウ素を用いた場合に、そのＸ線吸収率
が、図２に示すように、あるエネルギー（周波数、波長
）の点（Ｋ吸収端）の前後で大きく変化することを利用
したものである。この方法では、Ｋ吸収端上側とＫ吸収
端下側の２種類の単色Ｘ線を高速で切り換えることによ
り、Ｋ吸収端下側のＸ線吸収率の低いＸ線による画像（
すなわち造影剤を注入する前の状態の画像）と、Ｋ吸収
端上側のＸ線吸収率の高いＸ線による画像（すなわち造
影剤を注入した後の状態の画像）を瞬時に得て、それら
の差分を取ることにより、位置ずれがなく高精度に造影
部分を映し出した画像が得られる。[0004] Therefore, an energy difference method has been proposed as a method for solving such problems. This means that when, for example, iodine is used as a contrast agent, its X-ray absorption rate changes significantly around a certain energy (frequency, wavelength) point (K absorption edge), as shown in Figure 2. It was used. In this method, by switching at high speed between two types of monochromatic X-rays, one above the K-absorption edge and one below the K-absorption edge, an image (
In other words, an image of the state before the contrast agent is injected) and an image of X-rays with high X-ray absorption rate above the K-absorption edge (that is, an image of the state after the contrast agent is injected) are obtained instantly. By taking the difference, an image showing the contrast area with high precision without positional deviation can be obtained.

【０００５】このエネルギー差分法において、２種類の
Ｘ線を高速に切り換える方法として、従来は２結晶モノ
クロメータを用いる方法があった。これは、図３に示す
ように、ＳＯＲ光２９をシリコン等の２結晶モノクロメ
ータ５０で反射して、試料５４に照射して、その透過光
を検出器５６に投影して、これをＴＶカメラ５８で撮る
ものである。２結晶モノクロメータ５０は入射角度（ブ
ラック角）によって出射するＸ線のエネルギー（波長）
が変化するので、この２結晶モノクロメータ５０を構成
する２つの結晶６０，６２を軸６４，６６を中心に高速
で揺動させることにより、Ｋ吸収端の上側および下側の
波長が交互に得られる。In this energy difference method, there has conventionally been a method of using a two-crystal monochromator to switch between two types of X-rays at high speed. As shown in FIG. 3, SOR light 29 is reflected by a two-crystal monochromator 50 made of silicon or the like, irradiated onto a sample 54, and the transmitted light is projected onto a detector 56, which is then captured by a TV camera. 58. The two-crystal monochromator 50 determines the energy (wavelength) of the emitted X-rays depending on the incident angle (Black angle).
Therefore, by swinging the two crystals 60 and 62 constituting the two-crystal monochromator 50 at high speed around the axes 64 and 66, wavelengths above and below the K absorption edge can be obtained alternately. It will be done.

【０００６】[0006]

【発明が解決しようとする課題】図３の方法では、２結
晶モノクロメータ５０を高速で揺動させる機構が必要と
なるため故障が発生しやすい問題があった。この発明は
、前記従来の技術における問題点を解決して、２結晶モ
ノクロメータを揺動させることなくエネルギー差分法の
２波長が得られるようにしたアンジオグラフィ用ＳＯＲ
光装置を提供しようとするものである。The method shown in FIG. 3 requires a mechanism for swinging the two-crystal monochromator 50 at high speed, so there is a problem in that failures are likely to occur. This invention solves the problems in the conventional technology and provides an SOR for angiography that allows two wavelengths to be obtained using the energy difference method without swinging the two-crystal monochromator.
The present invention aims to provide an optical device.

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段】この発明は、蓄積リング
の直線部に配設されたウィグラーと、この直線部の延長
線上に蓄積リングから分岐して設けられた光取り出しラ
インと、この光取り出しラインから出射されるＳＯＲ光
を造影剤が注入された試料に照射して、その透過画像を
検出する検査装置と、前記ウィグラーの磁場を前記造影
剤の吸収端の上側および下側の波長を有するＳＯＲ光が
得られる強度に変動させる励磁量制御装置とを具備して
なるものである。[Means for Solving the Problems] The present invention provides a wiggler disposed in a straight section of a storage ring, a light extraction line branched from the storage ring on an extension of the straight section, and a wiggler for extracting the light. an inspection device that irradiates a sample injected with a contrast agent with SOR light emitted from a line and detects a transmitted image; and a magnetic field of the wiggler that has wavelengths above and below the absorption edge of the contrast agent. The device is equipped with an excitation amount control device that varies the intensity to obtain SOR light.

【０００８】[0008]

【作用】ウィグラーは、多数の磁極を周期的に配列して
構成されるもので、これを蓄積リングの直線部に配設す
る（蓄積リングを挾んで磁極を対向配置する）ことによ
り、蓄積リング中の電子ビームは蛇行し、図４に示すよ
うに特定のスペクトルのＳＯＲ光を出射する。このＳＯ
Ｒ光のスペクトルはウィグラーの磁場の強さによって変
わるので、ウィグラーの磁場を試料に注入した造影剤の
吸収端の上側および下側の波長のＳＯＲ光が得られる強
度に変動させることにより、エネルギー差分法の２波長
が得られる。これによれば、２結晶モノクロメータの揺
動が不要なので、故障を少なくすることができる。[Operation] A wiggler is constructed by periodically arranging a large number of magnetic poles, and by arranging it on the straight part of the storage ring (by placing the magnetic poles facing each other with the storage ring in between), the wiggler The electron beam inside meanders and emits SOR light with a specific spectrum as shown in FIG. This S.O.
The spectrum of the R light changes depending on the strength of the wiggler's magnetic field, so by varying the wiggler's magnetic field to an intensity that produces SOR light with wavelengths above and below the absorption edge of the contrast agent injected into the sample, the energy difference can be calculated. Two wavelengths of light are obtained. According to this, it is not necessary to swing the two-crystal monochromator, so that failures can be reduced.

【０００９】[0009]

【実施例】この発明の一実施例を以下説明する。図１は
、この発明を適用したＳＯＲ光装置の概要を示したもの
である。ＳＯＲ光装置１において、電子発生装置（電子
銃等）１０で発生した電子ビーム１１は直線加速器（ラ
イナック）１２で光速近くに加速され、ビーム輸送部１
４の偏向電磁石１６で偏向されて、インフレクタ１８を
介してシンクロトロンの蓄積リング２２内に入射される
。蓄積リング２２に入射された電子ビーム１１は高周波
加速空洞２１でエネルギを与えられながら各直線部３１
〜３４に配された収束電磁石（図示せず）で収束されて
蓄積リング２２内の中心軌道を通り、偏向電磁石２４で
偏向されて真空リング２２内を周回し続ける。直線部３
１には超電導ウィグラー３５が配され、また直線部３１
の延長上には光取り出しライン２６が連結されて、検査
装置２８に導かれている。[Embodiment] An embodiment of the present invention will be described below. FIG. 1 shows an outline of an SOR optical device to which the present invention is applied. In the SOR optical device 1, an electron beam 11 generated by an electron generator (electron gun, etc.) 10 is accelerated to near the speed of light by a linear accelerator (linac) 12, and then transferred to the beam transport section 1.
The beam is deflected by the deflection electromagnet 16 of No. 4, and is incident into the storage ring 22 of the synchrotron via the inflector 18. The electron beam 11 incident on the storage ring 22 is energized by the high frequency acceleration cavity 21 and moves through each linear section 31.
It is converged by a converging electromagnet (not shown) disposed at points 1 to 34, passes through the center orbit within the storage ring 22, and is deflected by a deflecting electromagnet 24 to continue circulating within the vacuum ring 22. Straight section 3
1 is provided with a superconducting wiggler 35, and a straight portion 31
A light extraction line 26 is connected to the extension of the line 26 and guided to an inspection device 28 .

【００１０】検査装置２８は、図５のように、光取り出
しライン２６に導かれてベリリウム窓２７から出射され
たＳＯＲ光２９を造影剤（例えばヨウ素）が注入された
試料５４に照射して、その透過光を検出器５６に投影し
て、これをＴＶカメラ５８で撮る。処理装置５９はＫ吸
収端の前後の画像情報の差分をとって、その結果をＴＶ
画面等に画像として映し出し、検査、診断を行なう。As shown in FIG. 5, the inspection device 28 irradiates the sample 54 injected with a contrast agent (for example, iodine) with SOR light 29 guided by the light extraction line 26 and emitted from the beryllium window 27. The transmitted light is projected onto a detector 56 and photographed by a TV camera 58. The processing device 59 calculates the difference between the image information before and after the K absorption edge, and displays the result on the TV.
The image is displayed on a screen, etc. for inspection and diagnosis.

【００１１】超電導ウィグラー３５の詳細構成を図６に
平面図で示す。また、図６のＡ−Ａ矢視図を図７に示し
、Ｂ−Ｂ矢視図を図８に示す。超電導ウィグラー３５は
蓄積リング２２の直線部３１の外側に、この直線部３１
を挾んで極性の異なる超電導コイル４０，４１を奇数組
交互に極性を入れ替えて配置して構成され、蓄積リング
２２内の電子ビーム１１に交互に方向が変わる水平方向
の磁場３７を印加する。これにより、電子ビーム１１は
垂直方向に蛇行し、各蛇行の各折り返し位置すなわち振
動振幅の上下の各ピーク位置でそれぞれ光取り出しライ
ン２６の方向にＳＯＲ光２９を放射する。なお、超電導
コイル４０，４１の組合せを奇数組としたのは、超電導
ウィグラー３５の出口で電子ビーム１１を元の軌道に戻
すためである。各振動振幅のピーク位置で放射されたＳ
ＯＲ光２９は蛇行を繰り返すごとに順次干渉しあって増
強されて、超電導ウィグラー３５から出射され、光取り
出しライン２６を通って検査装置２８に導かれて検査、
診断に使用される。The detailed structure of the superconducting wiggler 35 is shown in a plan view in FIG. Further, a view taken along the line AA in FIG. 6 is shown in FIG. 7, and a view taken along the line BB in FIG. 6 is shown in FIG. The superconducting wiggler 35 is attached to the outside of the straight part 31 of the storage ring 22.
An odd number of superconducting coils 40 and 41 with different polarities are arranged with the polarities alternately placed between the storage ring 22 to apply a horizontal magnetic field 37 whose direction changes alternately to the electron beam 11 in the storage ring 22. As a result, the electron beam 11 meanders in the vertical direction, and emits SOR light 29 in the direction of the light extraction line 26 at each turning position of each meandering, that is, at each upper and lower peak position of the vibration amplitude. The reason why the superconducting coils 40 and 41 are arranged in odd numbers is to return the electron beam 11 to its original orbit at the exit of the superconducting wiggler 35. S emitted at the peak position of each vibration amplitude
The OR light 29 is sequentially interfered with and intensified as it repeats meandering, is emitted from the superconducting wiggler 35, is guided to the inspection device 28 through the light extraction line 26, and is inspected.
Used for diagnosis.

【００１２】超電導ウィグラー３５は、その励磁量を変
化すると、蓄積リング２２の電子ビーム１１に作用する
磁場３７の強さが変化し、これによりＳＯＲ光２９の波
長が変化する。すなわち、励磁量が大きい時は電子ビー
ム１１に磁場３７が強く作用し、波長が短くなる。また
、励磁量が小さい時は電子ビームに磁場３７が弱く作用
し、波長が長くなる。When the amount of excitation of the superconducting wiggler 35 is changed, the strength of the magnetic field 37 acting on the electron beam 11 of the storage ring 22 changes, thereby changing the wavelength of the SOR light 29. That is, when the amount of excitation is large, the magnetic field 37 acts strongly on the electron beam 11, and the wavelength becomes short. Furthermore, when the amount of excitation is small, the magnetic field 37 acts weakly on the electron beam, resulting in a longer wavelength.

【００１３】そこで、図１の励磁量制御装置５２は超電
導ウィグラー３５を構成する超電導コイル４０，４１の
励磁電流を制御し、その磁場強度を、ＳＯＲ光２９の波
長が試料５４（図５）に注入された造影剤のＫ吸収端の
上側および下側（図２のＫ吸収端上側、Ｋ吸収端下側）
に変化するように、例えば図９のように４ｍｓ等の周期
で交互に変化させる。これにより、Ｋ吸収端下側のＸ線
吸収率の低いＸ線による画像（すなわち造影剤を注入す
る前の状態の画像）と、Ｋ吸収端上側のＸ線吸収率の高
いＸ線による画像（すなわち造影剤を注入した後の状態
の画像）が瞬時に得られ、処理装置５９（図５）でそれ
らの差分を取ることにより、位置ずれがなく高精度に造
影部分を映し出した画像が得られる。したがって、従来
の２結晶モノクロメータの揺動のような機械的な動きは
不要であり、故障が少なくてすむ。なお、超電導コイル
４０，４１の対向方向は水平方向のみならず垂直方向ま
たは斜め方向であってもよい。Therefore, the excitation amount control device 52 in FIG. 1 controls the excitation current of the superconducting coils 40 and 41 constituting the superconducting wiggler 35, and adjusts the magnetic field strength depending on the wavelength of the SOR light 29 to the sample 54 (FIG. 5). Above and below the K absorption edge of the injected contrast medium (upper K absorption edge and lower K absorption edge in Figure 2)
For example, as shown in FIG. 9, the time period is alternately changed at a cycle of 4 ms, etc. so as to change as shown in FIG. As a result, an image using X-rays with low X-ray absorption rate below the K-absorption edge (i.e., an image before the contrast agent is injected) and an image using X-rays with high X-ray absorption rate above the K-absorption edge ( In other words, an image of the state after the contrast agent has been injected) is obtained instantaneously, and by taking the difference between them in the processing device 59 (FIG. 5), an image showing the contrast area with high precision without positional deviation can be obtained. . Therefore, there is no need for mechanical movement such as the rocking of conventional two-crystal monochromators, resulting in fewer failures. Note that the direction in which the superconducting coils 40 and 41 face each other may be not only the horizontal direction but also the vertical direction or the diagonal direction.

【００１４】[0014]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
、ＳＯＲ光装置の蓄積リングの直線部にウィグラーを配
置して、ウィグラーの磁場を試料に注入した造影剤の吸
収端の上側および下側の波長のＳＯＲ光が得られる強度
に変動させることにより、エネルギー差分法の２波長を
得るようにしたので、２結晶モノクロメータの揺動等の
機械的な動きが不要となり、故障を少なくすることがで
きる。As explained above, according to the present invention, a wiggler is arranged in the straight part of the storage ring of an SOR optical device, and the wiggler's magnetic field is applied to the upper and lower sides of the absorption edge of the contrast agent injected into the sample. By varying the intensity of the SOR light of the side wavelength, two wavelengths can be obtained using the energy difference method, eliminating the need for mechanical movements such as swinging the two-crystal monochromator, thereby reducing failures. be able to.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

【図１】　　この発明の一実施例を示す図で、ＳＯＲ光
装置の概要を示す平面図である。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention, and is a plan view showing an outline of an SOR optical device.

【図２】　　Ｘ線造影剤の波長による吸収率の変化特性
を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the change characteristics of absorption rate depending on the wavelength of an X-ray contrast agent.

【図３】　　従来の２結晶モノクロメータの揺動による
エネルギー差分法を示す構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram showing an energy difference method using oscillation of a conventional two-crystal monochromator.

【図４】　　図１の検査装置２８の内部構成例を示す図
である。4 is a diagram showing an example of the internal configuration of the inspection device 28 in FIG. 1. FIG.

【図５】　　ウィグラーから出射されるＳＯＲ光のスペ
クトルを示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a spectrum of SOR light emitted from a wiggler.

【図６】　　図１の超電導ウィグラーの詳細構成を示す
平面図である。6 is a plan view showing the detailed configuration of the superconducting wiggler in FIG. 1. FIG.

【図７】　　図６のＡ−Ａ矢視図である。7 is a view taken along the line A-A in FIG. 6. FIG.

【図８】　　図６のＢ−Ｂ矢視図である。8 is a view taken along the line B-B in FIG. 6. FIG.

【図９】　　図１の励磁量制御装置５２の励磁量制御に
よるＳＯＲ光の波長の変化状態を示す図である。9 is a diagram showing how the wavelength of SOR light changes due to the excitation amount control of the excitation amount control device 52 of FIG. 1. FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１　　ＳＯＲ光装置 ２２　　蓄積リング ２６　　光取り出しライン ２８　　検査装置 ２９　　ＳＯＲ光 ３１，３２，３３，３４　　直線部 ３５　　超電導ウィグラー（ウィグラー）４０，４１　
　超電導コイル ５２　　励磁量制御装置 ５４　　試料1 SOR optical device 22 Storage ring 26 Light extraction line 28 Inspection device 29 SOR light 31, 32, 33, 34 Straight section 35 Superconducting wiggler (Wiggler) 40, 41
Superconducting coil 52 Excitation amount control device 54 Sample

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】蓄積リングの直線部に配設されたウィグラ
ーと、この直線部の延長線上に蓄積リングから分岐して
設けられた光取り出しラインと、この光取り出しライン
から出射されるＳＯＲ光を造影剤が注入された試料に照
射して、その透過画像を検出する検査装置と、前記ウィ
グラーの磁場を前記造影剤の吸収端の上側および下側の
波長を有するＳＯＲ光が得られる強度に変動させる励磁
量制御装置とを具備してなるアンジオグラフィ用ＳＯＲ
光装置。Claim 1: A wiggler disposed on a straight section of a storage ring, a light extraction line branched from the storage ring on an extension of this straight section, and a wiggler that outputs SOR light from this light extraction line. An inspection device that irradiates a sample into which a contrast agent has been injected and detects a transmitted image thereof, and changes the magnetic field of the wiggler to an intensity that can obtain SOR light having wavelengths above and below the absorption edge of the contrast agent. An SOR for angiography comprising an excitation amount control device for
light device.