(57)【要約】【課題】  照射対象である動物の所望位置に精密に規定の線量のＸ線を照射することのできるＸ線装置を提供する。【解決手段】  照射対象を載せるための回転テーブル６とＸ線管球１との間にシャッタ装置３を配置するとともに、照射対象にＸ線を照射することに先立ち、回転テーブル６の諸定位置に線量計プローブＰを配置して所定条件のもとにＸ線を照射して実測した単位時間当たりの線量データを記憶手段１０に記憶しておき、照射対象を回転テーブル６上に載せて同じ条件でＸ線を照射したとき、この照射対象に照射されるＸ線線量を、記憶手段１０に記憶されている線量データを用いて推定演算し、規定の積算線量に到達した時点でシャッタ装置３を自動的に閉じることにより、ヒール効果等の影響を受けることなく、照射対象に対して正確に規定線量のＸ線を照射することを可能とする。【選択図】  図１
2005150054.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動物に対してＸ線管球からのＸ線を照射するための装置であって、
照射対象である動物を載せる回転テーブルと、上記Ｘ線管球と回転テーブルの間に配置され、開閉によりＸ線を通過／遮断するシャッタ装置と、Ｘ線の照射野を設定するための絞り機構を備えるとともに、上記回転テーブル上の所定位置に線量計を配置した状態で所定条件のＸ線を照射して実測した単位時間当たりの線量データを記憶する記憶手段と、照射対象を回転テーブル上に載せて上記条件でＸ線を照射したときの当該照射対象に照射されるＸ線の積算線量を、上記記憶手段の内容を用いて推定演算する演算手段と、その演算手段による演算結果に基づき、照射対象に規定の積算線量のＸ線が照射された時点で、上記シャッタ装置を自動的に閉じる制御手段を備えていることを特徴とする動物照射用Ｘ線装置。
【請求項２】
上記回転テーブルを少なくとも上記Ｘ線管球からのＸ線光軸方向に移動させる移動機構と、その回転テーブルのＸ線管球焦点からの位置を計測する距離計測手段を備え、上記演算手段は、線量計を用いた線量の計測時における当該線量計のＸ線管球焦点からの距離と、照射対象へのＸ線の照射時における当該照射対象のＸ線照射部位のＸ線管球焦点からの距離に基づき、線量データを空間校正したうえで積算線量を推定演算することを特徴とする請求項１に記載の動物照射用Ｘ線装置。
【請求項３】
照射Ｘ線のエネルギ・線質を複数種にわたって設定登録する設定登録手段と、その設定登録内容から照射対象に照射すべきＸ線を選択する選択手段を備えるとともに、上記記憶手段は、設定登録された複数種のエネルギ・線質のＸ線ごとにあらかじめ実測した複数の線量データを記憶し、上記演算手段は、記憶手段に記憶されている線量データのうち、選択手段による選択内容に該当する線量データを用いてＸ線積算線量を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の動物照射用Ｘ線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、実験動物に対してＸ線を照射するためのＸ線装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
動物に対してＸ線を照射してその影響等を調べる実験においては、一般に、Ｘ線管球の下方にテーブルを配置し、そのテーブル上に照射対象である動物を載せた状態でＸ線管球からのＸ線を照射する。
【０００３】
動物に対するＸ線の照射実験においては、Ｘ線の照射線量を精密に管理すること、つまり、照射対象物に対して正確に規定の線量だけＸ線を照射することが要求される場合がある。従来のこの種のＸ線装置に関してこのような線量の管理に関する文献は特に見当たらないが、このような要求に対しては、テーブルの一隅にＸ線線量計のプローブを配置し、照射対象に対してＸ線を照射しつつ、そのＸ線照射線量を線量計によりモニタするという方法が採用されている。
【０００４】
ここで、人体の内部構造測定等に用いられるＸ線ＣＴ装置などににおいて、撮像時の人体へのＸ線被爆線量を測定する装置として、平行平板型電離箱を持つ線量計や二重型の線量計を用いた通過型の電離箱式線量計をＸ線管放射口に取り付け、人体に照射されるＸ線がこの電離箱中の電極を通過するようにすることで、照射Ｘ線の線量モニタする装置が提案されている。また、このような線量計における電極を可視光を透過させる透明フィルムで形成することにより、照射野の確認のために可視光をＸ線と同じ方向および広がり角で照射する際に支障を来すことがないようにした被検体被爆線量計も提案されている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平６−４３２４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来の動物照射用Ｘ線装置のように、テーブル上の照射対象物に隣接して線量径のプローブを配置することにより、照射対象物へのＸ線照射量を方法によると、照射対象物に対して実際に照射した線量を正確に計測することはできない。すなわち、線量計は照射対象物に隣接してＸ線の照射野内に配置されるものの、照射野内での位置が相違するとともに、Ｘ線管球の焦点からの距離は実際の照射対象物の照射部位の距離とは一致しないため、ヒール効果に起因する誤差や距離の二乗則に起因する誤差が生じ、正確な照射線量を計測できるものではない。
【０００６】
また、Ｘ線ＣＴ装置などにおいて人体への被爆線量を計測すべく、平行平板型のや二重型の電離箱をＸ線管の放射口に取り付ける方法を適用することも考えられるが、動物実験等においては、フィルタを設けるなどによって各種線質のＸ線をしたり、照射野を大きく変化させるべくフィルタよりもテーブル側に絞りを設けるなどの構造が採られる場合が多く、従って、Ｘ線管球の放射口に平行平板型や二重型の電離箱を設ける構造を採用しにくく、また、これを設けても照射野の変化への対処が困難であるとうい問題がある。
【０００７】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、照射対象である動物の所望位置に精密に規定の線量のＸ線を照射することのできるＸ線装置を提供することをその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、本発明の動物照射用Ｘ線装置は、照射対象である動物を載せる回転テーブルと、上記Ｘ線管球と回転テーブルの間に配置され、開閉によりＸ線を通過／遮断するシャッタ装置と、Ｘ線の照射野を設定するための絞り機構を備えるとともに、上記回転テーブル上の所定位置に線量計プローブを配置した状態で所定条件のＸ線を照射して実測した単位時間当たりの線量データを記憶する記憶手段と、照射対象を回転テーブル上に載せて上記条件でＸ線を照射したときの当該照射対象に照射されるＸ線の積算線量を、上記記憶手段の内容を用いて推定演算する演算手段と、その演算手段による演算結果に基づき、照射対象に規定の積算線量のＸ線が照射された時点で、上記シャッタ装置を自動的に閉じる制御手段を備えていることによって特徴づけられる（請求項１）。
【０００９】
ここで、本発明においては、上記回転テーブルを少なくとも上記Ｘ線管球からのＸ線光軸方向に移動させる移動機構と、その回転テーブルのＸ線管球焦点からの位置を計測する距離計測手段を備え、上記演算手段は、線量計を用いた線量の計測時における当該線量計のＸ線管球焦点からの距離と、照射対象へのＸ線の照射時における当該照射対象のＸ線照射部位のＸ線管球焦点からの距離に基づき、線量データを空間校正したうえで積算線量を推定演算するように構成すること（請求項２）ができる。
【００１０】
また、本発明においては、照射Ｘ線のエネルギ・線質を複数種にわたって設定登録する設定登録手段と、その設定登録内容から照射対象に照射すべきＸ線を選択する選択手段を備えるとともに、上記記憶手段は、設定登録された複数種のエネルギ・線質のＸ線ごとにあらかじめ実測した複数の線量データを記憶し、上記演算手段は、記憶手段に記憶されている線量データのうち、選択手段による選択内容に該当する線量データを用いてＸ線積算線量を算出するように構成すること（請求項３）が好ましい。
【００１１】
本発明は、実際に照射対象に対してＸ線を照射する前に、回転テーブル上でＸ線管球の焦点からの距離が既知の位置に線量計を配置して、実際に照射するＸ線と同じＸ線を照射して単位時間当たりの線量を実測して記憶し、照射対象に対してＸ線を照射する際に、その記憶内容に基づいて照射対象に照射された積算線量を演算によって推定して規定値に達した時点で自動的にシャッタ装置を閉じることにより、所期の目的を達成しようとするものである。
【００１２】
すなわち、線量計は照射対象に実際にＸ線を照射する際には設けず、あらかじめ照射対象への照射部位と同等の回転テーブル上の位置に配置した状態で、照射対象に照射しようとするものと同じエネルギ・線質のＸ線を照射し、その単位時間当たりの線量を実測して、その線量データを記憶手段に記憶しておく。回転テーブル上に照射対象である動物を載せた状態でＸ線を照射する際には、記憶手段により記憶している線量データに基づいて照射対象に照射したＸ線の線量の刻々の積算値を演算手段により推定する。この演算に当たっては、回転テーブルのＸ線管球焦点からの距離を変化させた場合には、請求項２に係る発明のように、その情報を用いた空間校正を施す。そして、その演算結果に基づいて照射対象に対するＸ線の照射量が規定の積算線量に達した時点で、シャッタ装置を自動的に閉じてＸ線照射を終了することにより、照射対象に対して規定線量のＸ線を正確に照射することが可能となる。
【００１３】
また、請求項３に係る発明のように、照射Ｘ線のエネルギ・線質を設定登録可能で、そのうちの任意のものを選択可能とし、記憶手段には設定登録されている各Ｘ線についてあらかじめ測定した線量データを記憶しておき、演算手段では、選択されたＸ線に対応する線量データを用いて積算線量を算出するように構成すれば、任意に選択したエネルギ・線質のＸ線を、照射対象物に対して規定線量だけ正確に照射することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、照射対象である動物に対して規定の積算線量のＸ線を従来に比してより精密に照射することができる。また、照射対象を回転テーブル上に載せて回転させつつＸ線を照射するので、照射対象に照射されるＸ線の分布をより均一化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照しつつ本発明の好適な実施の形態について説明する。
図１は本発明の実施の形態の構成図であり、機械的構成を表す要部模式図と電気的構成を表すブロック図とを併記して示す図である。
【００１６】
Ｘ線管球１はＸ線コントローラ１ａから管電圧および管電流が供給されることによりＸ線放射口からＸ線を放射する。このＸ線管球１ののＸ線放射口には、コリメータ２を介してシャッタ３、フィルタ４および絞り５が順に取り付けられている。
【００１７】
シャッタ３は、例えば鉛製の２枚の平板３ａ，３ｂをシャッタ駆動機構３ｃにより接近／離隔させる構造であって、このシャッタ３はシャッタ駆動回路３ｄにより駆動制御される。
【００１８】
フィルタ４は、例えば各種板厚の銅、アルミニウムなどの金属板の任意の１枚もしくは任意に組み合わせた複数枚を選択できるようになっており、その選択状況は各金属板に応じて形成された凹所などをフィルタの装着部分に設けられた検出器４ａが読み取って後述する制御部７に送信されるようになっている。
【００１９】
絞り５は、この例において互いに対向して接近／離隔する２枚の羽の２組を互いに直交させて配置した合計４枚の羽からなる絞りであり、各組の２枚ずつの羽は絞り駆動機構５ａにより動作し、その絞り駆動機構５ａは絞り駆動回路５ｂによって駆動制御される。
【００２０】
Ｘ線管球１の下方には、所定の空間を開けて回転テーブル６が配置されている。この回転テーブル６は回転駆動機構６ａによってＸ線の光軸方向（ｚ方向）に沿った軸の回りに回転が与えられるとともに、ｘｙｚ移動機構６ｂによりＸ線の光軸方向であるｚ方向を含む互いに直交する３軸方向に移動させることができる。各方向への回転テーブル６の移動量（位置）は、それぞれに対応して設けられているエンコーダ（図１では１つのみ図示して他は省略）６ｃによって検出される。
【００２１】
前記したＸ線コントローラ１ａ、シャッタ駆動回路３ｄ、絞り駆動回路５ｂ、回転駆動機構６ａおよびｘｙｚ移動機構６ｂは、制御部７の制御下に置かれている。また、エンコーダ６ｃの出力は、前記したフィルタ装着部分の検出器４ａの出力とともに制御部７に取り込まれる。なお、図１において１２は防護箱である。
【００２２】
制御部７はコンピュータとその周辺機器を主体として構成され、各種指令を与えたりデータの入力や、照射すべきＸ線の種類（エネルギ・線質）の設定登録などに用いられる操作部８と、設定登録内容や装置の状態等を表示するための表示器９、および設定登録内容や入力されたデータ等を記憶する記憶部１０が接続されている。
【００２３】
Ｘ線の種類、つまりＸ線のエネルギと線質の設定登録は、Ｘ線管１の管電圧・管電流と用いるフィルタ４の種類によって決まり、その組み合わせをビームコードとして記憶部１０に設定登録することができる。そして、Ｘ線を照射する際には、操作部９の操作により、設定登録されているビームコードのなかから任意のものを選択することができ、この選択により、制御部７は記憶部１０から該当の管電圧・管電流の値を読み出してＸ線コントローラ１ａに供給するとともに、用いるべきフィルタ４の種類を表示器９に表示するなどにより該当するフィルタ４の装着を促し、検出器４ａの出力から正しいフィルタ４がセットされているか否かを識別し、その識別結果等を表示器９に表示する。
【００２４】
また、操作部８の操作により、回転テーブル６の回転数を設定したり、あるいは手動操作によるシャッタ３の開閉や回転テーブル６の移動などの指令を与えたり、更には以下に示すように、線量計Ｐを用いて実測した線量データを入力して記憶部１０に記憶させることができる。
【００２５】
線量データは、設定登録されたＸ線の種類ごとに実測する。この線量データの実測には、図１に二点鎖線で示すように、線量計１１の複数のプローブＰを、必要に応じてスタンドＳを介して回転テーブル６の表面から所要の高さで配置した状態で、各種類のＸ線を照射することによって行われる。この実測に当たっては、ヒール効果の影響を緩和すべく複数のプローブＰを用いて、その平均値を求めることが好ましい。また、スタンドＳの高さは、回転テーブル６の表面から照射対象のＸ線照射部位までの高さと等しいものが選ばれる。
【００２６】
このようにして測定した各Ｘ線の種類ごとの単位時間当たりの線量値は、線量計Ｐの回転テーブル６からの高さとともに操作部９を介して入力することにより、線量データとして各Ｘ線の種類ごとに記憶部１０に記憶される。また、各線量データは、実測時における回転テーブル６のｚ方向位置と回転テーブル６からの高さ（スタンドＳの高さ）との関係に基づき、Ｘ線管球１の焦点位置からの距離情報と併せて記憶される。
【００２７】
照射対象である動物に規定の積算線量だけＸ線を照射するに際しての操作手順と装置の動作について、図２に示すフローチャートを参照しつつ説明する。
【００２８】
まず、操作部８の操作によりＸ線照射モードを選択した後、照射すべきＸ線の種類を特定すべく、ビームコードを選択するとともに、該当のフィルタ４をセットする。次に、操作部８により積算照射を行う旨の選択をした後、照射すべき積算線量を入力する。この入力により、制御部７は、該当のビームコードに対応する線量データを読み出し、入力された積算線量に到達するまでに要する時間を算出する。この際、回転テーブル６のｚ方向位置が、線量データを実測したときの同方向位置と相違している場合には、距離の二乗則に従って線量の空間校正を行う。また、照射対象の照射部位が線量データの実測時におけるスタンドＳの高さと相違している場合には、その旨を入力することにより、その相違分についても考慮した空間校正が行われたうえで、積算線量に到達するまでに要する時間が算出される。
【００２９】
次に、操作部８により回転テーブル６を回転させた後、Ｘ線管球１の駆動指令を与えてＸ線を放射させる。この状態では、シャッタ装置３は閉じた状態となっており、管電圧・管電流が設定値に達した時点で、例えばランプ点灯等によりオペレータがその旨を知ってシャッタ開の指令を与えることにより、シャッタ装置３が開く。シャッタ装置３が開いた時点から、計時を開始し、先に算出した、積算線量に到達するまでに要する時間から減算して残時間を求め、残時間が零になった時点でシャッタ装置３を自動的に閉じる。
【００３０】
以上の実施の形態によると、線量計を用いて線量を実測する際に、線量計のプローブＰのＸ線ビーム内での配設位置を、照射対象に対するＸ線照射部位が置かれる位置同じ位置とすることにより、ヒール効果の影響を受けることなく、照射対象に照射されるＸ線の線量を正確に推定することができ、ひいては照射対象のＸ線照射部位に実際に照射されるＸ線の線量を規定の積算線量に精密に合致させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態の構成図で、機械的構成を表す模式図と電気的構成を表すブロック図とを併記して示す図である。
【図２】本発明の実施の形態により、照射対象に対して所望のＸ線を照射する際の操作手順と装置動作を表すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３２】
１  Ｘ線管球
１ａ  Ｘ線コントローラ
２  コリメータ
３  シャッタ装置
４  フィルタ
５  絞り
６  回転テーブル
６ａ  回転機構
６ｃ  ｘｙｚ移動機構
７  制御部
８  操作部
９  表示器
１０  記憶部
１１  線量計
Ｐ  プローブ
【図１】
2005150054.tif 000003
【図２】
2005150054.tif 000004