JPS62110141A - 透過率の小さい物体の密度等を測定する装置 - Google Patents
透過率の小さい物体の密度等を測定する装置Info
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- JPS62110141A JPS62110141A JP60250315A JP25031585A JPS62110141A JP S62110141 A JPS62110141 A JP S62110141A JP 60250315 A JP60250315 A JP 60250315A JP 25031585 A JP25031585 A JP 25031585A JP S62110141 A JPS62110141 A JP S62110141A
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- G—PHYSICS
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N9/00—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity
- G01N9/24—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity by observing the transmission of wave or particle radiation through the material
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/42—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis
- A61B6/4208—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a particular type of detector
- A61B6/4258—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a particular type of detector for detecting non x-ray radiation, e.g. gamma radiation
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- G01—MEASURING; TESTING
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- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
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- G01T1/1641—Static instruments for imaging the distribution of radioactivity in one or two dimensions using one or several scintillating elements; Radio-isotope cameras
- G01T1/1642—Static instruments for imaging the distribution of radioactivity in one or two dimensions using one or several scintillating elements; Radio-isotope cameras using a scintillation crystal and position sensing photodetector arrays, e.g. ANGER cameras
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、人体の骨等、人体の他の組織と比較してγ線
を透過し難い物体等の密度等の測定に通した透過率の小
さい物体の密度等を測定する装置に関する。
を透過し難い物体等の密度等の測定に通した透過率の小
さい物体の密度等を測定する装置に関する。
(従来の技術)
低エネルギーγ線ビームの透過量を測定することにより
生体中の骨塩量を測定する装置が知られている(例えば
医療放射線機器技術総攬 発行者社団法人日本放射線機
器工業会 昭和58年4月1日発行に記載の骨密度測定
装置)。
生体中の骨塩量を測定する装置が知られている(例えば
医療放射線機器技術総攬 発行者社団法人日本放射線機
器工業会 昭和58年4月1日発行に記載の骨密度測定
装置)。
この骨密度測定装置は、ビーム状のγ線を放出するシー
ルドされた線源を用いている。
ルドされた線源を用いている。
前記線源と、シンチレーション検出器を、約15cmの
間隔で対向させ、被測定部位を挟んで前記γ線と直角方
向に移動(走査)する。
間隔で対向させ、被測定部位を挟んで前記γ線と直角方
向に移動(走査)する。
そして、各位置における被測定部位を透過したγ線のカ
ウント数に基づいてアナログ計算を行い被測定部位の骨
の単位長さ当りの重9を求めるものである。
ウント数に基づいてアナログ計算を行い被測定部位の骨
の単位長さ当りの重9を求めるものである。
骨密度の測定方法としては、被測定部位を氷袋で被い骨
以外の物質の厚さを一定にして、一つの線源を用いて1
1定する。いわゆる「水中−線源法」と、被測定部位を
空中に置き、二つの線源を用いて測定する「空中二線源
法」とがある。
以外の物質の厚さを一定にして、一つの線源を用いて1
1定する。いわゆる「水中−線源法」と、被測定部位を
空中に置き、二つの線源を用いて測定する「空中二線源
法」とがある。
市販されている装置は、上記いずれの方法でも測定でき
るような構造となっている。
るような構造となっている。
骨密度測定装置は、低エネルギーγ線ビーム発生部く通
常1251 50mC1と”’Am45mC1を使用す
る)特殊なシンチレーション検出器を組み込んだ走査装
置および計数装置などで構成されている。
常1251 50mC1と”’Am45mC1を使用す
る)特殊なシンチレーション検出器を組み込んだ走査装
置および計数装置などで構成されている。
この装置によって得られる最終値は、骨の単位長さ当り
の重量に比例した数値である。
の重量に比例した数値である。
(発明が解決しようとする問題点)
前述した装置による被験者の骨密度の測定は、被検者の
体の一直線上の骨密度の測定が基準であるから、ある一
定の部分について骨密度を測定しようとすると、γ線の
照射を多数回繰り返す必要がある。
体の一直線上の骨密度の測定が基準であるから、ある一
定の部分について骨密度を測定しようとすると、γ線の
照射を多数回繰り返す必要がある。
そのために、例えば人間の椎体骨の一椎体骨の測定に数
10分を要していた。
10分を要していた。
本発明の目的は、短時間で骨のように人体の他の組織と
比較してγ線を透過し難い物体の密度等の測定に適した
透過率の小さい物体の密度等を測定する装置を提供する
ことにある。
比較してγ線を透過し難い物体の密度等の測定に適した
透過率の小さい物体の密度等を測定する装置を提供する
ことにある。
(問題点を解決するための手段)
前記目的を達成するために、本発明による透過率の小さ
い物体の密度等を測定する装置は、定点から一定の立体
角内にγ線を放出するγ線源と、前記γ線源から軸線上
一定の空間距離を保って前記立体角に対応して配置され
前記定点に向かう多数のキャピラリが設けられているコ
リメータと、前記コリメータに密接して配置されている
シンチレータと、各光電陰極が前記シンチレータに対面
するように密に配置された光電子増倍管群と、前記光電
子増倍管に入射するシンチレーション光が時間的に分離
可能であるとき入射単位から入射位置を特定して入射位
置ごとの入射頻度を集積する位置演算集積回路からなり
、前記γ線源とコリメータ間に被測定対象を配置して一
定時間γ線を照射するように構成されている。
い物体の密度等を測定する装置は、定点から一定の立体
角内にγ線を放出するγ線源と、前記γ線源から軸線上
一定の空間距離を保って前記立体角に対応して配置され
前記定点に向かう多数のキャピラリが設けられているコ
リメータと、前記コリメータに密接して配置されている
シンチレータと、各光電陰極が前記シンチレータに対面
するように密に配置された光電子増倍管群と、前記光電
子増倍管に入射するシンチレーション光が時間的に分離
可能であるとき入射単位から入射位置を特定して入射位
置ごとの入射頻度を集積する位置演算集積回路からなり
、前記γ線源とコリメータ間に被測定対象を配置して一
定時間γ線を照射するように構成されている。
(実施例)
以下図面等を参照して本発明をさらに詳しく説明する。
第1図は本発明により構成した主として椎体骨の密度等
の測定を目的とした骨密度測定装置の実施例の外観図で
ある。
の測定を目的とした骨密度測定装置の実施例の外観図で
ある。
キャスタ400の上に筺体200が配置されている。こ
の筐体200にはコリメータと、前記コリメータに密接
して配置されているシンチレータと、各光電陰極が前記
シンチレータに対面するように密に配置された光電子増
倍管群とが収容されている。
の筐体200にはコリメータと、前記コリメータに密接
して配置されているシンチレータと、各光電陰極が前記
シンチレータに対面するように密に配置された光電子増
倍管群とが収容されている。
前記筐体200の前方にγ線源を配置した筺体100が
配置されている。
配置されている。
この筺体100と200の間の空間に被測定対象obが
配置される。
配置される。
第2図は前記筺体100に収容されているγ線源の構成
を示す断面図である。
を示す断面図である。
筺体100に収容されているγ線源101は放射性物質
15″3Gdを使用している。
15″3Gdを使用している。
この線源101は鉛の容器102に収容されておりこの
鉛の容器102の形状により、前方に円誰の軸を含む断
面の角度θが16°となる立体角(0,061ステラジ
アン)内にγ線を放出する。
鉛の容器102の形状により、前方に円誰の軸を含む断
面の角度θが16°となる立体角(0,061ステラジ
アン)内にγ線を放出する。
このγ線は44kev、100kevの2種類のエネル
ギーをもつものであり、その線量の比は概ね3:1であ
り、線量は100mci(ミリキューリー)である。
ギーをもつものであり、その線量の比は概ね3:1であ
り、線量は100mci(ミリキューリー)である。
100kevのγ線はエネルギーが大きいから骨をある
程度透過することができる。しかし44keVのγ線は
、骨に対しては100kevのγ線に比較して極めて低
い透過率を示し、はとんど吸収される。しかし、いわゆ
るソフトティシュ−(水分とか脂肪)には相当の透過率
を示す。
程度透過することができる。しかし44keVのγ線は
、骨に対しては100kevのγ線に比較して極めて低
い透過率を示し、はとんど吸収される。しかし、いわゆ
るソフトティシュ−(水分とか脂肪)には相当の透過率
を示す。
この2種類のγ線を利用し、透過γ線を分析することに
より骨を透過した部分と他の部分の区別をすることがで
きる。
より骨を透過した部分と他の部分の区別をすることがで
きる。
容器102に設けられている102aの部分は、シャッ
タの挿入孔であり、測定しないときはこの部分に鉛の厚
い板を挿入してγ線を阻止する。
タの挿入孔であり、測定しないときはこの部分に鉛の厚
い板を挿入してγ線を阻止する。
103はモニタ用のγ線検出装置である。
第3図は筐体内のコリメータ、シンチレータ、光電子増
倍管群の関係を示す図である。
倍管群の関係を示す図である。
コリメータ1の外径はシンチレータ3の径をカバーする
ように210mmの直径で作成され、200mmの周上
に固定穴が開けられている。
ように210mmの直径で作成され、200mmの周上
に固定穴が開けられている。
その焦点距離は550mmに設定され1.5 m m
91の穴(キャピラリ)が多数規則的に設けられている
。線源101からコリメータ1までの距離は550mm
で、各キャピラリの中心軸線は前記γ線源に向けられて
いる。
91の穴(キャピラリ)が多数規則的に設けられている
。線源101からコリメータ1までの距離は550mm
で、各キャピラリの中心軸線は前記γ線源に向けられて
いる。
コリメータ1の出射面に対向するように、ガラス板2,
4で挟まれた面状のシンチレータ3が設けられている。
4で挟まれた面状のシンチレータ3が設けられている。
このシンチレータ3は、NAI (TL)と呼ばれる
結晶で形成されており、入射γ線を発光波長420nm
の光に変換する。
結晶で形成されており、入射γ線を発光波長420nm
の光に変換する。
このシンチレータ3の発光を検出するために、光電子増
倍管群5a〜5nが設けられている。 ゛光電子増倍管
は第3図(B)に示すように、光電陰極面が稠密に配置
されている。
倍管群5a〜5nが設けられている。 ゛光電子増倍管
は第3図(B)に示すように、光電陰極面が稠密に配置
されている。
光電子増倍管の外径は1.5インチ(=38mm)であ
り、各光電子増倍管5a〜5nには、それぞれソケット
6a〜6nが対応させられている。
り、各光電子増倍管5a〜5nには、それぞれソケット
6a〜6nが対応させられている。
なお、理解を容易にするためにi番目のソケ71−61
のみを図示しである。
のみを図示しである。
ソケット61はばね71により押しつけられている。
ソケットごとに光電子増倍管のダイノード等の電極に電
圧を供給する分圧抵抗基Fi8 i 、プリアンプ基板
91が設けられている。10は配線基板である。光電子
増倍管群は磁気シールド12で囲まれている。
圧を供給する分圧抵抗基Fi8 i 、プリアンプ基板
91が設けられている。10は配線基板である。光電子
増倍管群は磁気シールド12で囲まれている。
第4図は前記装置の回路構成を示すブロック図である。
光電子増倍管群の光電子増倍管5aを代表的に示し他の
光電子増倍管等の図示を省略しである。
光電子増倍管等の図示を省略しである。
光電子増倍管群には高圧安定電源20から動作電圧が供
給されており、各光電子増倍管5a等の出力は前置増幅
器21,22.23・・・によりそれぞれ増幅されて係
数加算回路31,32.33・・・に接続されている。
給されており、各光電子増倍管5a等の出力は前置増幅
器21,22.23・・・によりそれぞれ増幅されて係
数加算回路31,32.33・・・に接続されている。
この回路は、前述したシンチレータ3の中心を原点とす
る直交座標XYを考えて、前記光電子増倍管群の出力に
泣面座標に比例する係数を乗じて加算を行う。
る直交座標XYを考えて、前記光電子増倍管群の出力に
泣面座標に比例する係数を乗じて加算を行う。
X+、X−、Y”、Y−の各方向について4つの位置信
号が得られる。
号が得られる。
Zはある時点における全ての光電子増倍管の出力の和で
ある。
ある。
係数加算回路31,32.33・・・の出力はそれぞれ
増幅器41,42.43・・・により増幅され、その出
力は波形伸張器51.52.53・・・で伸張される。
増幅器41,42.43・・・により増幅され、その出
力は波形伸張器51.52.53・・・で伸張される。
波高分析器(ディスクリミネータ付)60は増幅器43
の出力Zのレベルを監視して、それが10Qkevのγ
線に原因するものであるか、44kevのγ線に原因す
るものであるか、単なる雑音であるかの判断をし、雑音
である場合には前記波形伸張器51,52.53・・・
の出力を阻止する。また、44kevかl’Q Q k
e vのγ線かによって異なる表示をさせるための信
号を輝度変調回路61に送出する。
の出力Zのレベルを監視して、それが10Qkevのγ
線に原因するものであるか、44kevのγ線に原因す
るものであるか、単なる雑音であるかの判断をし、雑音
である場合には前記波形伸張器51,52.53・・・
の出力を阻止する。また、44kevかl’Q Q k
e vのγ線かによって異なる表示をさせるための信
号を輝度変調回路61に送出する。
波形伸張器51,52.53・・・の出力は位置演算回
路71により(X” −X−)/Z、位置演算回路72
により(Y+−Y−)/Zの演算が行われる。この演算
結果はモニタ73に表示される。
路71により(X” −X−)/Z、位置演算回路72
により(Y+−Y−)/Zの演算が行われる。この演算
結果はモニタ73に表示される。
一方前記演算結果はメモリ74に記録される。
メモリ74に累積されたデータの内容はデータ読み出し
装置75により出力される。
装置75により出力される。
次に前記装置の使用法を被検者の椎体骨の密度の測定を
行う場合を例にして説明する。
行う場合を例にして説明する。
線源101とコリメータ1の間の空間に被検者の測定し
たい部分(椎体骨)を置く。
たい部分(椎体骨)を置く。
線源101のシャッタを開く。
γ線は被検者の当該部分を通過し、コリメータ1に入射
する。
する。
このコリメータ1により、散乱したγ線、その他2次的
放射線を除去する。
放射線を除去する。
一般的にいって、骨の密度が高い場合、および骨の太い
場合は吸収率が高くなる。
場合は吸収率が高くなる。
そのような場合は一定時間内に検出されるパルス数(T
線ホトン数)が当然少なくなる。
線ホトン数)が当然少なくなる。
また、密度が低い場合および骨の細い場合は上記と逆と
なる。
なる。
γ線ホトンの入射ごとに前記シンチレータ3は透過γ線
に対応して発光し、そのシンチレータの発光が光電子増
倍管群の1以上の光電面に入射する。
に対応して発光し、そのシンチレータの発光が光電子増
倍管群の1以上の光電面に入射する。
それ以降の処理は先に第4図を参照して説明したとおり
であり、一定期間内に2次元透過率分布に対応する頻度
の2次元分布が、メモリ74に記録される。
であり、一定期間内に2次元透過率分布に対応する頻度
の2次元分布が、メモリ74に記録される。
このようにして得られたデータを被検者の骨の太さで較
正して評価すれば、広い範囲の骨密度を得ることができ
る。
正して評価すれば、広い範囲の骨密度を得ることができ
る。
(発明の効果)
本発明による透過率の小さい物体の密度等を測定する装
置は、定点から一定の立体角内にγ線を放出するγ線源
と、前記γ線源から軸線上一定の空間距離を保って前記
立体角に対応して配置され前記定点に向かう多数のキャ
ピラリが設けられているコリメータとを用い一定の範囲
内の透過のデータを一回で得られるように構成されてい
る。
置は、定点から一定の立体角内にγ線を放出するγ線源
と、前記γ線源から軸線上一定の空間距離を保って前記
立体角に対応して配置され前記定点に向かう多数のキャ
ピラリが設けられているコリメータとを用い一定の範囲
内の透過のデータを一回で得られるように構成されてい
る。
また、前記コリメータに密接して配置されているシンチ
レータと、各光電陰極が前記シンチレータに対面するよ
うに密に配置された光電子増倍管群と、前記光電子増倍
管に入射するシンチレーション光が時間的に分離可能で
あるとき入射単位から入射位置を特定して入射位置ごと
の入射頻度を集積する位置演算集積回路を設けである。
レータと、各光電陰極が前記シンチレータに対面するよ
うに密に配置された光電子増倍管群と、前記光電子増倍
管に入射するシンチレーション光が時間的に分離可能で
あるとき入射単位から入射位置を特定して入射位置ごと
の入射頻度を集積する位置演算集積回路を設けである。
したがって、前記装置によれば、1回のγ線照射を行う
ことにより、一定の領域のデータを集めることができ、
かつ位置の情報をただちに算出することができる。
ことにより、一定の領域のデータを集めることができ、
かつ位置の情報をただちに算出することができる。
従来の装置によれば、細いγ線ビームを利用するために
、γ線を線源側のコリメータで絞る必要があり、γ線の
利用効率が極めて低かった。
、γ線を線源側のコリメータで絞る必要があり、γ線の
利用効率が極めて低かった。
本発明による装置では一定の立体角内に放射させるγ線
を有効に利用できる。
を有効に利用できる。
また従来の装置によれば、一定の領域のデータを得よう
とするとその領域に対応する走査が必要であったが、本
発明では前記立体角内のデータを一回で得ることができ
る。
とするとその領域に対応する走査が必要であったが、本
発明では前記立体角内のデータを一回で得ることができ
る。
本発明による装置を骨密度の計測に利用したときに、2
〜3分の照射により必要なデータが得られた。
〜3分の照射により必要なデータが得られた。
第1図は本発明により構成した主として椎体骨の密度等
の測定を目的とした骨密度測定装置の実施例の外観図で
ある。 第2図は前記実施例装置の線源と容器を取り出して示し
た断面図である。 第3図は筐体内のコリメータ、シンチレータ、光電子増
倍管群の関係を示す図である。 第4図は前記実施例装置の回路構成を示すブロック図で
ある。 ■・・・コリメータ 2.4・・・ガラス板 3・・・シンチレータ 5a〜5n・・・光電子増倍管群 61・・・ソケット 71・・・ばね 81・・・分圧抵抗基板 91・・・プリアンプ基板 10・・・配線基板 12・・・磁気シールド 20・・・高圧安定電源 21〜23・・・前置増幅器 31〜33・・・係数加算回路 41〜43・・・増幅器 51〜53・・・波形伸張器 60・・・波高分析器(ディスクリミネータ付)71.
72・・・位置演算回器 73・・・モニタ 74・・・メモリ 75・・・データ読み出し装置 100・・・筐体(γ線源側) 101・・・線源 102・・・鉛の容器 103・・・モニタ用のγ線検出装置 200・・・筐体(検出側) 400・・・キャスタ 特許出願人 浜松ホトニクス株式会社 代理人 弁理士 井 ノ ロ 壽 つ 1 図 子 2 暖
の測定を目的とした骨密度測定装置の実施例の外観図で
ある。 第2図は前記実施例装置の線源と容器を取り出して示し
た断面図である。 第3図は筐体内のコリメータ、シンチレータ、光電子増
倍管群の関係を示す図である。 第4図は前記実施例装置の回路構成を示すブロック図で
ある。 ■・・・コリメータ 2.4・・・ガラス板 3・・・シンチレータ 5a〜5n・・・光電子増倍管群 61・・・ソケット 71・・・ばね 81・・・分圧抵抗基板 91・・・プリアンプ基板 10・・・配線基板 12・・・磁気シールド 20・・・高圧安定電源 21〜23・・・前置増幅器 31〜33・・・係数加算回路 41〜43・・・増幅器 51〜53・・・波形伸張器 60・・・波高分析器(ディスクリミネータ付)71.
72・・・位置演算回器 73・・・モニタ 74・・・メモリ 75・・・データ読み出し装置 100・・・筐体(γ線源側) 101・・・線源 102・・・鉛の容器 103・・・モニタ用のγ線検出装置 200・・・筐体(検出側) 400・・・キャスタ 特許出願人 浜松ホトニクス株式会社 代理人 弁理士 井 ノ ロ 壽 つ 1 図 子 2 暖
Claims (3)
- (1)定点から一定の立体角内にγ線を放出するγ線源
と、前記γ線源から軸線上一定の空間距離を保って前記
立体角に対応して配置され前記定点に向かう多数のキャ
ピラリが設けられているコリメータと、前記コリメータ
に密接して配置されているシンチレータと、各光電陰極
が前記シンチレータに対面するように密に配置された光
電子増倍管群と、前記光電子増倍管に入射するシンチレ
ーション光が時間的に分離可能であるとき入射単位から
入射位置を特定して入射位置ごとの入射頻度を集積する
位置演算集積回路からなり、前記γ線源とコリメータ間
に被測定対象を配置して一定時間γ線を照射するように
構成した透過率の小さい物体の密度等を測定する装置。 - (2)前記被測定対象は人体の骨である特許請求の範囲
第1項記載の透過率の小さい物体の密度等を測定する装
置。 - (3)前記線源は、エネルギーの異なる2種類のγ線を
発生する発生源である特許請求の範囲第1項記載の透過
率の小さい物体の密度等を測定する装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60250315A JPS62110141A (ja) | 1985-11-08 | 1985-11-08 | 透過率の小さい物体の密度等を測定する装置 |
DE19863638325 DE3638325A1 (de) | 1985-11-08 | 1986-11-10 | Vorrichtung zum messen der dichte od. dergl. eines einen kleinen durchlaessigkeitsfaktor aufweisenden gegenstandes |
US07/312,343 US4949365A (en) | 1985-11-08 | 1989-02-16 | Apparatus for measuring density or the like of an object having a small transmission factor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60250315A JPS62110141A (ja) | 1985-11-08 | 1985-11-08 | 透過率の小さい物体の密度等を測定する装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPS62110141A true JPS62110141A (ja) | 1987-05-21 |
Family
ID=17206080
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP60250315A Pending JPS62110141A (ja) | 1985-11-08 | 1985-11-08 | 透過率の小さい物体の密度等を測定する装置 |
Country Status (3)
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JP (1) | JPS62110141A (ja) |
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-
1986
- 1986-11-10 DE DE19863638325 patent/DE3638325A1/de active Granted
-
1989
- 1989-02-16 US US07/312,343 patent/US4949365A/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
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DE3638325A1 (de) | 1987-05-21 |
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