JP2002341040A

JP2002341040A - 放射線検出器

Info

Publication number: JP2002341040A
Application number: JP2001145297A
Authority: JP
Inventors: Akira Tanaka; 明田中; Motohito Sasaki; 基仁佐々木; Toru Kanai; 徹叶井; Hidehiro Kannushi; 英弘神主
Original assignee: UNIVERSAL GIKEN KK; Sumitomo Heavy Industries Ltd; Universal Giken Co Ltd
Current assignee: UNIVERSAL GIKEN KK; Sumitomo Heavy Industries Ltd; Universal Giken Co Ltd
Priority date: 2001-05-15
Filing date: 2001-05-15
Publication date: 2002-11-27

Abstract

(57)【要約】【課題】可動型の放射性薬剤自動投与装置等、設置ス
ペースや重量に制限がある場所に用いる小型高精度の放
射能検出器を提供する。【解決手段】測定対象が流通される、形状が固定され
た成形チューブ１０〜１３と、該成形チューブ１０〜１
３内を流通する測定対象から放出される放射線を検出す
る放射線検出手段とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、放射線検出器に係
り、特に、可動型の放射性薬剤自動投与装置等、設置ス
ペースや重量に制限がある場所に用いるのに好適な、小
型高精度の放射線検出器に関する。

【０００２】

【従来の技術】病院で被験者に投与する短寿命核種とし
ては、²⁰¹Ｔ１や¹³¹Ｉ等のシングルフォトン核種、ある
いは、¹⁸Ｆや¹⁵Ｏ等のポジトロン核種が用いられる。こ
れらの核種は、一般に、崩壊に伴って、固有のエネルギ
を持つγ線を、全空間に均等に放出する。放射線検出器
は、このエネルギを、計数装置と増幅器を用いて計測
し、放射線の種類やエネルギ等の情報を与えることによ
って、核種に応じた放射能量を計測する。この際、検出
器に対する核種の位置関係、及び、その核種が液体中に
ある場合には、容器の材質や厚みによって計測値が影響
される。

【０００３】液体を測定する検出器は、一般に、電離箱
やシンチレータ（ＮａＩ等）からなる井戸型検出器を配
置し、その内部に容器を入れ、容器からの外周放射を検
出する方法が採られる。この方法では、外部への遮蔽と
ノイズを防ぐために、検出器そのものが、かなりの厚み
を持っている上、その外周に、かなりの厚みの遮蔽を必
要とする。

【０００４】この装置で測定される放射性液体は、チュ
ーブ内やシリンジ（注射筒）内に存在しており、この放
射能量を測定するには、一般に次の方法がある。

【０００５】（１）シリンジを前記の井戸型検出器に挿
入して測定する。

【０００６】（２）チューブ内の放射性液体の動きを停
止させ、その液体をチューブごと井戸型検出器に挿入し
て測定する。

【０００７】（３）チューブ流路の一部に放射線検出器
を取り付け、チューブ内を通過する放射性液体の速度を
一定にすることによって、計数値を積分することで、放
射能量を得る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、井戸型
検出器の場合、（１）のように、定められた形状のもの
を測定する場合には、正確に測定することができるが、
（２）に示す、形状が毎回変わるチューブ内の放射能量
を測定する場合には、検出器内部におけるチューブの位
置や状態が同じでないため、正確に測定することが困難
である。又、（３）の方法は、液体を停止した状態で測
定できない上、液体の移送速度によって計測値が異なる
等、使用法に制約が生じる等の問題点を有していた。

【０００９】本発明は、前記従来の問題点を解消するべ
くなされたもので、チューブ内の放射性液体の放射能量
を測定する際に、井戸型検出器と同レベルの正確性を保
ち、且つ、しかも、軽量、簡易、安価な放射線検出器を
提供することを課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、放射線検出器
において、測定対象が流通される、形状が固定された成
形チューブと、該成形チューブ内を流通する測定対象か
ら放出される放射線を検出する放射線検出手段とを備え
ることにより、前記課題を解決したものである。

【００１１】又、前記成形チューブをコイル状に成形
し、前記放射線検出手段により、該コイルの内側に放出
される放射線を検知するようにしたものである。

【００１２】あるいは、前記チューブを渦巻状に成形
し、前記放射線検出手段により、該渦巻の片側又は両側
に放出される放射線を検知するようにしたものである。

【００１３】あるいは、前記成形チューブをコーン状に
成形し、前記放射線検出手段により、該コーンの内側に
放出される放射線を検知するようにしたものである。

【００１４】又、前記放射線検出手段が、前記成形チュ
ーブの近傍に配設されるシンチレータと、放射線により
該シンチレータで発生した光を増倍する光電子増倍管を
含むようにしたものである。

【００１５】又、前記シンチレータと光電子増倍管の間
に導光体を配設して、シンチレータで発生する螢光の検
出効率を高めたものである。

【００１６】又、前記チューブを外部から遮蔽するため
の遮蔽手段を設けて、放射線被曝を防いだものである。

【００１７】本発明は、又、前記遮蔽手段が、前記チュ
ーブの位置決めも行うようにして、簡単な構成で、正確
な測定を繰り返し行えるようにしたものである。

【００１８】又、前記放射線検出器を含み、放射線検出
時に、測定対象が常に前記成形チューブ内の同じ位置に
停止するようにされた放射線自動測定装置を提供するも
のである。

【００１９】又、前記放射線自動測定装置を含む放射性
薬剤自動投与装置を提供するものである。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して、本発明の実
施形態を詳細に説明する。

【００２１】ここでは、主にポジトロン核種の定量に用
いるために、511ＫｅＶのエネルギを計測する放射線検
出器について説明するが、エネルギの異なるシングルフ
ォトン核種にも、同様に適用できることは言うまでもな
い。

【００２２】放射線検出器は、通常、目的とするγ線を
計測する放射線センサと、該センサが目的としない周囲
の線源（ノイズ）を遮断するための遮蔽容器とを備えて
いる。

【００２３】本発明の第１実施形態は、図１（成形チュ
ーブが測定位置にある時の斜視図）、図２（装置に取り
付けた状態の縦断面図）、図３（同じく側面図）、図４
（分解斜視図）に示す如く、測定対象が流通される、接
着等により形状がコイル状に固定された成形チューブ１
０と、該成形チューブ１０内を流通する測定対象から放
出される放射線を検知する放射線センサ２０とから主に
構成されている。

【００２４】前記成形チューブ１０は、予め、例えば接
着剤によってコイル状に成形、固定されている。

【００２５】前記放射線センサ２０は、図５に詳細に示
す如く、前記成形チューブ１０の内側に配置される、シ
ンチレータ保護用の遮光ケース２４、該遮光ケース２４
内に設けられた、放射線により螢光を発生する、筒状の
プラスチックシンチレータ２６、及び、該プラスチック
シンチレータ２６の内側に配設された、例えば棒状の透
明プラスチックからなる導光体２８を含む放射線検出部
２２と、前記導光体２８によって導かれた光を検出する
ための光電子増倍管３２、該光電子増倍管３２に高圧を
与えると共に、その出力信号を増幅する信号アンプ・高
圧電源３４、及びケーブル３６を含むアンプ部３０と、
これらを収容するセンサケース３８と、放射線センサ２
０を取付筐体１２（図２参照）に固定するための取付フ
ランジ４０と、を含んで構成されている。図５におい
て、成形チューブ１０内の網かけ部は、測定時に放射性
液体が入る部分、同じく空白部は水（食塩水）が入る部
分を示す。

【００２６】前記放射線センサ２０の放射線検出部２２
は、図２及び図４によく示される如く、筒状で、例えば
鉛製の内側遮蔽体４２の内側に通され、該内側遮蔽体４
２の外側に前記成形チューブ１０が配置され、該成形チ
ューブ１０の外側に、筒状で、例えば鉛製の外側遮蔽体
４４が配置される。

【００２７】前記外側遮蔽体４４には、成形チューブ１
０の挿入深さを規定するためのスリット４４Ａが形成さ
れている。

【００２８】前記成形チューブ１０は、放射線検出部２
２に輪投げのように挿入され、そのスリット４４Ａは、
チューブの出入口として使用される。

【００２９】この放射線センサ２０においては、図６に
示す如く、成形チューブ１０内の放射性薬剤（検液と称
する）８より全方位に発生した放射線の一部を、プラス
チックシンチレータ２６により蛍光に変換し、更に、導
光体２８により光電子増倍管３２に導く。ここで、導光
体２８は、光電子増倍管３２の光電変換部（シンチレー
タ面）３２Ａとプラスチックシンチレータ２６の双方
（特に光電子増倍管３２）の光屈折に近い透明材質で、
プラスチックシンチレータ２６と光電子増倍管３２を結
合している。即ち、導光体２８が無い場合には、双方の
表面反射により光の利用効率が極端に減少するので、こ
の導光体２８によって光と波長を一体化して、これを防
止する。

【００３０】図６に示すように、プラスチックシンチレ
ータ２６上での発光で、光電子増倍管３２のシンチレー
タ面３２Ａを透過できる角度（透過臨界角）に飛び込む
光は極く一部であり、大半は、反射拡散を繰り返した光
を光電変換している。従って、導光体２８が無いと、光
電子増倍管３２のシンチレータ面３２Ａで反射が起きた
り、反射拡散回数も増加し、結果として、検出効率が極
端（例えば１／１００以下）に低下する。

【００３１】前記導光体２８の材質は、屈折率が合う透
明材であれば、例えば、ガラス、プラスチック、結晶体
のいずれを用いることもできる。本実施形態では、加工
性の良いプラスチック（アクリル）を使用している。

【００３２】又、該導光体２８の形状は、光電子増倍管
３２のシンチレータ面３２Ａとプラスチックシンチレー
タ２６の双方の結合面形状で損失がない形状であればよ
い。本実施形態のように、コイル状に巻いた成形チュー
ブ１０を計測する場合には、プラスチックシンチレータ
２６を円筒にし、双方の距離を均一にして、変換効率を
高めることができる。これに伴い、導光体２８の形状も
円柱にすることができる。

【００３３】導光体２８により光を導かれた光電子増倍
管３２は、光入射面であるシンチレータ面３２Ａで光を
電子に変換し、増倍管で増幅して、電気信号として、飛
び込んだ光の数及びエネルギを計測する回路に出力す
る。

【００３４】放射能検出器を用いて、チューブ１０内の
放射性液体を測定する場合、チューブから検出器までの
距離、又は、放射性液体の位置による計数率の変化を考
慮する必要がある。従って、放射能量を正確に測定する
には、次の条件を満たすことが望まれる。

【００３５】（１）検出器内で測定するチューブの形状
が、測定の都度、毎回同じ形状を採ること。

【００３６】（２）チューブの形状が固定された場合
に、チューブ内で放射性液体の位置が常に同じ位置にあ
ること。

【００３７】チューブを本実施形態のように成形しない
場合は、例えば、アクリル等の樹脂や硬い紙でチューブ
を巻く芯を作り、その周囲に隙間無く巻き付けていくと
いう方法が一般的であるが、これには、手間と時間がか
かり、使用の都度交換するチューブについて、このよう
な動作を強制させることは現実的ではない。

【００３８】更に、本実施形態では、コイルの両端が毎
回同じ位置にくるように、検出器の外側遮蔽体４４に、
図４に示す如く、チューブが通過する程度の小さいスリ
ット４４Ａを入れ、放射性液体が含まれない成形チュー
ブの入口と出口の位置が常に同じ位置に来るようにして
いる。これにより、成形チューブ１０の検出器内でのふ
らつきが防止され、正確な測定が可能となる。更に、成
形チューブの長さを最短として、外部機構と最短距離で
接することが可能になる。なお、位置決め手段は、スリ
ットに限定されない。

【００３９】例えば出願人が特開２０００−３５０７８
３で提案したような放射性薬剤自動与装置の場合、放射
性薬剤を自動的に検出器内のチューブに導入する機構を
有している。従って、コントローラにより、移送する放
射性液体の移送速度と移送時間を設定することによっ
て、毎回、成形チューブ１０内の同じ位置に放射性液体
を留めることが可能となり、放射性液体の存在場所によ
る繰り返し誤差を減少させることが可能となる。

【００４０】本実施形態においては、放射線センサ２０
を成形チューブ１０の内側に配置しているので、遮蔽体
の小型化が可能である。又、測定対象が検出部を取り巻
いているため、環境放射線等のノイズの影響を受け難
い。

【００４１】特に、特開２０００−３５０７８３で提案
した装置に使用して放射線の測定を行う場合には、検出
器が小型軽量であるため、簡便に装置に搭載することが
できる。

【００４２】本実施形態の放射線センサ２０を、出願人
が特開２０００−３５０７８３で提案した放射性薬剤自
動投与装置に配置した例を図７に示す。図において、５
０は、生理食塩水（又は注射用蒸留水）が入れられた生
食用バック、５４は、該生食用バック５０から希釈用の
生理食塩水等を抽出するための、滅菌され、先端に注射
針５２が設けられたエクステンションチューブ（単にチ
ューブと称する）、５６は、三方活栓付バルブ（以下単
に三方活栓と称する）５８を介して前記チューブ５４内
の生理食塩水等をチューブ６０内に注入するための、例
えばパルスモータによるシリンジ駆動装置（図示省略）
を備えた押込み用のディスポーザブルシリンジ（以下、
単にシリンジと称する）、６２は、前記チューブ６０を
介して前記三方活栓５８と接続されたチューブ６６内に
放射性薬剤（検液８）を注入するための薬液用シリン
ジ、６３は、該シリンジ６２を外部から遮蔽するため
の、例えばタングステン製の放射線遮蔽、７０は、前記
放射線センサ２０によって放射能量が測定された後の薬
剤を、患者に注入するか廃棄するか切換えるための三方
活栓、７２は、該三方活栓７０で分岐された薬剤を、患
者毎に交換可能なエアベントフィルタ７４及び翼付針７
６を介して患者の体内に注入するためのチューブ、８０
は、該チューブ７２を通過する薬剤の放射線を検出し
て、薬剤の排出を感知するための放射線通過センサ、８
４は、前記三方活栓により切換えられ、チューブ８２に
より供給される廃液を収容するための廃液用ボトル、８
６は、主要部を外部から遮蔽するための、例えば鉛製の
放射線遮蔽である。

【００４３】この装置に搭載した場合の、具体的な操作
は、次のとおりである。

【００４４】（１）予め決められた方法によって、成形
チューブ１０を、放射線センサ２０を含めた所定の位置
にセットする。

【００４５】（２）所定のシリンジ６２に放射性薬剤を
とり、所定の位置に設定する。

【００４６】（３）別のシリンジ５６で、放射性薬剤の
全量を、成形チューブ１０の所定の位置に送り込む。

【００４７】（４）放射線センサ２０により、成形チュ
ーブ１０内の薬剤の放射能量を測定する。測定は、一定
時間γ線を計測し、計測量を予め放射能量が既知の溶液
で作成された検量線と比較し、正確な放射能量を表示す
る。

【００４８】（５）被験者にチューブ７２先端の翼付針
７６を挿入して、薬剤の全量を自動的に被験者に投与す
る。

【００４９】（６）（１）に戻り、成形チューブ１０を
交換して、同様の動作を行う。

【００５０】本実施形態においては、成形チューブ１０
の形状がコイル状とされているので、その内側に放射線
センサ２０の放射線検出部２２を配置することによっ
て、放射線センサを特に小型化できる。

【００５１】なお、成形チューブ１０の形状はコイル状
に限定されず、図８（縦断面図）及び図９（側面図）に
示す第２実施形態のように、渦巻状の成形チューブ１１
として、その片側又は両側（図では片側）に、平板状の
プラスチックシンチレータ２６´と、先端側が渦巻状チ
ューブ１１の外径、光電子増倍管３２側が、そのシンチ
レータサイズに合わせた漏斗形状の導光体２８´を組み
合わせて用いることも可能である。図９において、成形
チューブ１１内の網かけ部は、測定時に放射性液体が入
る部分、同じく空白部は水（食塩水）が入る部分を示
す。

【００５２】更に、計数検出効率が高く、光電子増倍管
３２のシンチレータサイズが成形チューブに対して十分
な大きさがあれば、図１０に示す第３実施形態のよう
に、導光体を省略することもでき、小型化可能である。

【００５３】あるいは、図１１（縦断面図）及び図１２
（側面図）に示す第４実施形態のように、つづら折状の
成形チューブ１２を用いることも可能である。図１２に
おいて、成形チューブ１２内の網かけ部は、測定時に放
射性液体が入る部分、同じく空白部は水（食塩水）が入
る部分を示す。

【００５４】あるいは、図１３に示す第５実施形態のよ
うに、成形チューブ１３自体をコーン状とし、プラスチ
ックシンチレータ２６"及び導光体２８"を、これに合せ
たコーン形状とすることも可能である。

【００５５】本実施形態によれば、プラスチックシンチ
レータ２６"で発生した螢光を、非常に効率良く、光電
子増倍管３２に取込むことができる。

【００５６】なお、前記実施形態においては、プラスチ
ックシンチレータが用いられていたが、シンチレータの
種類はこれに限定されず、用途に応じて、ＮａＩ等の結
晶シンチレータを用いることも可能である。

【００５７】又、前記説明においては、投与装置に適用
する際に、ポジトロン核種で説明していたが、エネルギ
の異なるシングルフォトン核種においても、検出するエ
ネルギを変更することによって、簡便に本発明を適用で
きる。又、投与装置は自動である必要はなく、更に投与
装置である必要もない。チューブに含まれる放射能量を
正確に測定し、作業者の被曝を防ぎながら、その全量を
次工程に移動することを目的とする装置一般に適用可能
である。

【００５８】

【発明の効果】本発明によれば、チューブを交換する度
に放射能を測定する繰り返し測定の精度を保った状態
で、検出器の小型化、軽量化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る放射線検出器の第１実施形態で、
成形チューブが測定位置にある時の斜視図

【図２】同じく装置に取り付けた状態の縦断面図

【図３】同じく側面図

【図４】同じく分解斜視図

【図５】同じく放射線センサの要部構成を示す縦断面図

【図６】同じく検出原理を説明するための概念図

【図７】第１実施形態が搭載された放射性薬剤自動投与
装置の全体構成を示す管格図

【図８】本発明の第２実施形態を示す縦断面図

【図９】同じく側面図

【図１０】本発明の第３実施形態を示す斜視図

【図１１】本発明の第４実施形態を示す縦断面図

【図１２】同じく側面図

【図１３】本発明の第５実施形態を示す縦断面図

【符号の説明】

１０〜１３…成形チューブ１２…取付筐体２０…放射線センサ２２…放射線検出部２４…遮光ケース２６、２６´、２６″…プラスチックシンチレータ２８、２８´、２８″…導光体３０…アンプ部３２…光電子増倍管３２Ａ…シンチレータ面３４…信号アンプ・高圧電源３８…センサケース４２、４４…遮蔽体４４Ａ…スリット

フロントページの続き (72)発明者佐々木基仁東京都品川区北品川五丁目９番11号住友重機械工業株式会社内 (72)発明者叶井徹神奈川県小田原市前川66番地４号株式会社ユニバーサル技研内 (72)発明者神主英弘神奈川県小田原市前川66番地４号株式会社ユニバーサル技研内Ｆターム(参考） 2G088 EE25 FF04 GG18 JJ09 JJ29 4C066 AA09 BB01 CC01 DD08 EE14 FF04 GG06 GG08 GG11 GG20 HH12 JJ02 JJ10 KK09 LL07 LL19 QQ15 QQ41 4C082 AA05 AC03 AC05 AE05 AG04 AP02 AR01 AR12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】測定対象が流通される、形状が固定された
成形チューブと、該成形チューブ内を流通する測定対象から放出される放
射線を検出する放射線検出手段と、を備えたことを特徴とする放射線検出器。
【請求項２】前記成形チューブがコイル状に成形され、
前記放射線検出手段が、該コイルの内側に放出される放
射線を検知するようにされていることを特徴とする請求
項１に記載の放射線検出器。
【請求項３】前記成形チューブが渦巻状に成形され、前
記放射線検出手段が、該渦巻の片側又は両側に放出され
る放射線を検知するようにされていることを特徴とする
請求項１に記載の放射線検出器。
【請求項４】前記成形チューブがコーン状に成形され、
前記放射線検出手段が、該コーンの内側に放出される放
射線を検知するようにされていることを特徴とする請求
項１に記載の放射線検出器。
【請求項５】前記放射線検出手段が、前記成形チューブ
の近傍に配設されるシンチレータと、放射線により該シ
ンチレータで発生した光を増倍する光電子増倍管を含む
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の放
射線検出器。
【請求項６】前記シンチレータと光電子増倍管の間に導
光体が配設されていることを特徴とする請求項５に記載
の放射線検出器。
【請求項７】前記成形チューブを外部から遮蔽するため
の遮蔽手段が設けられていることを特徴とする請求項１
乃至６のいずれかに記載の放射線検出器。
【請求項８】前記遮蔽手段が、前記成形チューブの位置
決めも行うようにされていることを特徴とする請求項７
に記載の放射線検出器。
【請求項９】請求項１乃至８のいずれかに記載の放射線
検出器を含み、放射線検出時に、測定対象が、常に前記
成形チューブ内の同じ位置に停止するようにされている
ことを特徴とする放射線自動測定装置。
【請求項１０】請求項９に記載の放射線自動測定装置を
含む放射性薬剤自動投与装置。