(57)【要約】【課題】低被爆量で、生きた実験用小動物の放射線画像を生成可能な放射線画像生成装置を提供する。【解決手段】変形窓２４は気体充填空間１４内側からの圧力により試料収容部材３０の押圧用窓３２から内側へ湾曲するように変形し、変形窓２４に押圧された押圧用窓３２も収容空間３０Ｒの内側へ湾曲するように変形しに示されるように、試料Ｔの観察部位を押し広げる。これにより、試料Ｔの観察部位は、押し広げ前よりも厚みが薄くなる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から遮断された気体充填空間が内部に構成された遮蔽箱と、
前記気体充填空間を高圧にする高圧手段と、
前記遮蔽箱の一方側から他方側へ放射線を発する放射線源と、
外部と連通され、前記放射線源より発せられた放射線の経路中に配置されて前記放射線が透過される保持空間を構成すると共に、前記放射線が透過される方向で前記気体充填空間内を前記高圧手段で高圧にすることにより前記保持空間の内部へ向かって湾曲するように変形可能な変形窓の形成された保持部と、
前記保持部に対して前記放射線源と反対側に位置し、前記試料を透過した放射線を受ける放射線受体の配置される画像生成部と、
を備えた放射線画像生成装置。
【請求項２】
試料が収容される収容空間が構成され、前記保持空間に配置可能とされると共に、前記保持空間に配置された際に前記変形窓に対応する位置に、前記変形窓の変形による押圧により前記収容空間に収容された試料を押し広げ変形させることの可能な押圧用窓の構成された試料収容部材、をさらに備えた請求項１に記載の放射線画像生成装置。
【請求項３】
前記押圧用窓は、前記変形窓の変形により前記収容空間の内部へ向かって湾曲するように変形可能なシール部材、を含んで構成されていることを特徴とする、請求項２に記載の放射線画像生成装置。
【請求項４】
前記押圧用窓が開口であることを特徴とする、請求項２に記載の放射線画像生成装置。
【請求項５】
前記気体充填空間内には、空気よりも放射線の吸収率が低い気体が充填されていることを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の放射線画像生成装置。
【請求項６】
前記放射線源がマイクロフォーカスＸ線源を備えたことを特徴とする、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の放射線画像生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線画像生成装置に関するものであり、特に、実験用小動物に放射線を照射して、その骨形態や組織の放射線画像を得ることのできる放射線画像生成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
人為的に動脈硬化や骨粗鬆症などに罹患させた実験用小動物に、医薬品を投与し、実験用小動物を屠殺することなく、実験用小動物に放射線を照射して、実験用小動物を透過した放射線によって、放射線画像を生成し、観察し、解析する装置が提案されている（特許文献１）。そして、特許文献１に記載された装置では、放射線を用いて鮮明な画像を得るために、放射線の検出材料として感度の高い輝尽性蛍光体が用いられている。
【０００３】
このように、画像形成のためのシートに高感度のものを用いて、従来よりも鮮明な画像を得ることが可能であるが、さらに実験用小動物の被爆線量を低くしつつ、高解像度の画像が求められている。
【特許文献１】特開平１０−２６８４５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記事実を考慮してなされたものであり、低被爆量で、生きた実験用小動物の放射線画像を生成可能な放射線画像生成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、請求項１に係る放射線画像生成装置は、外部から遮断された気体充填空間が内部に構成された遮蔽箱と、前記気体充填空間を高圧にする高圧手段と、前記遮蔽箱の一方側から他方側へ放射線を発する放射線源と、外部と連通され前記放射線源より発せられた放射線の経路中に配置されて前記放射線が透過される保持空間を構成すると共に、前記放射線が透過される方向で前記気体充填空間内を前記高圧手段で高圧にすることにより前記保持空間の内部へ向かって湾曲するように変形可能な変形窓の形成された保持部と、前記保持部に対して前記放射線源と反対側に位置し、前記試料を透過した放射線を受ける放射線受体の配置される画像生成部と、を備えている。
【０００６】
請求項１に記載の発明によれば、高圧手段により気体充填空間が高圧になると、保持部の変形窓が保持空間の内部へ向かって湾曲するように変形する。そして、この変形窓の変形により、保持空間に配置されている試料収容部材に収容された試料が押し広げ変形させられる。これにより、試料の厚みが押し広げ変形前よりも薄くなり、試料を透過する放射線量が増加する。したがって、放射線受体で受ける放射線量が増加し、少ない放射線量でより鮮明な画像を生成することができる。
【０００７】
また、請求項１に記載の発明では、保持空間が外部と連通されているので、試料に対して容易に外気を供給することができる。
【０００８】
請求項２に係る放射線画像生成装置は、試料が収容される収容空間が構成され、前記保持空間に配置可能とされると共に、前記保持空間に配置された際に前記変形窓に対応する位置に、前記変形窓の変形による押圧により前記収容空間に収容された試料を押し広げ変形させることの可能な押圧用窓の構成された試料収容部材、をさらに備えている。
試料収容部材を備えることにより、試料を保持部へ適切に配置することができる。
【０００９】
請求項３に係る放射線画像生成装置は、前記押圧用窓が、前記変形窓の変形により前記収容空間の内部へ向かって湾曲するように変形可能なシール部材、を含んで構成されていることを特徴とする。
【００１０】
このように、試料収容部材の押圧用窓を、変形可能なシール部材を用いて構成することにより、変形窓の変形により試料を押し広げ変形させることができる。
【００１１】
請求項４に係る放射線画像生成装置は、前記押圧用窓が開口であることを特徴とする。  このように、押圧用窓を単に開口とすることにより、簡易な構成で変形窓の変形により試料を押し広げ変形させることができる。
【００１２】
請求項５に係る放射線画像生成装置は、前記気体充填空間内には、空気よりも放射線の吸収率が低い気体が充填されていることを特徴とする。
【００１３】
このように、空気よりも放射線の吸収率が低い気体で、放射線の経路をみたすことにより、放射線受体で受ける放射線量を増加させることができる。
【００１４】
請求項６に係る放射線画像生成装置は、前記放射線源がマイクロフォーカスＸ線源を備えたことを特徴とする。
【００１５】
このように、ビーム径が拡大するように、放射線が発せられることにより、拡大された試料の放射線画像を生成することが可能になり、顕微鏡などを用いて、画像を観察するという煩雑な操作を不要にすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は上記構成としたので、低被爆量で、生きた実験用小動物の放射線画像を生成することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面に基づいて、本発明の実施態様について説明する。
【００１８】
本発明に係る放射線画像形成装置１０は、図１及び図２に示すように、遮蔽箱１２、放射線出射部１６、試料収容部材３０、放射線受体としての放射線受シート４２、及び、高圧手段としての、ポンプ４４、ガスタンク４６を備えている。
【００１９】
遮蔽箱１２は、直方体形状とされ、内部に気体充填空間１４が構成されている。気体充填空間１４は、外部から遮断されて密閉されており、使用時にはヘリウムガスが充填されている。
【００２０】
遮蔽箱１２の上方には、放射線出射部１６が配置されている。放射線出射部１６からは、遮蔽箱１２の下方側へ向かって放射線Ｘが出射される。放射線Ｘとしては、マイクロフォーカスＸ線源、Ｘ線源、γ線核種、を用いることができる。マイクロフォーカスＸ線源の場合、放射線出射部１６から出射された放射線Ｘのビーム径は、下側へ向かって次第に拡径されていく。
【００２１】
遮蔽箱１２の放射線出射部１６に近い側には、保持部２０が構成されている。保持部２０は、遮蔽箱１２の一側面から放射線Ｘの経路を横切るように他側面へ向かう凹状とされ、凹部には保持空間２０Ｒが構成されている。保持空間２０Ｒは、遮蔽箱１２の内部とは隔離壁２２により隔離されており、外部と連通されている。保持空間２０Ｒは、後述する試料収容部材３０の外形に沿った形状とされ、試料収容部材３０よりもわずかに大きく構成されている。
【００２２】
保持部２０には、変形窓２４が形成されている。変形窓２４は、保持部２０における放射線Ｘの経路中で、上側の隔離壁２２及び下側の隔離壁２２の両方に構成されている。変形窓２４は、隔離壁２２に構成された開口を放射線Ｘを透過可能でかつ柔軟なフィルムで覆って形成されている。柔軟なフィルムとしては、耐ガス透過性やＸ線透過性の点で、イソブチレンイソプレン共重合体（ブチルゴム）（比重０．９１〜０．９３）を好適に用いることができるが、クロロプレンゴム（比重１．１５〜１．２５）やクロロスルフォン化ポリエチレン（比重１．１８）なども用いることができる。変形窓２４は、気体充填空間１４が高圧になると、気体充填空間１４の外側、すなわち、放射線Ｘの透過方向で保持空間２０Ｒの内部へ向かって湾曲するように変形する。
【００２３】
遮蔽箱１２の底面付近で保持部２０を透過した放射線Ｘが照射される位置には、画像生成部４０が構成されている。画像生成部４０は、遮蔽箱１２の保持部２０が構成された一側面から遮蔽箱１２の底面に沿って他側面へ向かう凹状とされ、凹部にはシート配置空間４０Ｒが構成されている。シート配置空間４０Ｒは、遮蔽箱１２の内部とは隔離されている。シート配置空間４０Ｒは、後述する放射線受シート４２を挿入可能な形状とされている。
【００２４】
試料収容部材３０は、図１に示すように略楕円柱形状の容器とされ、図２及び図４に示すように内部に生きた実験用小動物である試料Ｔを収容可能な収容空間３０Ｒが構成されている。試料収容部材３０は、保持空間２０Ｒに配置可能とされており、保持空間２０Ｒに配置された際の変形窓２４に対応する各々の位置に、押圧用窓３２が構成されている。
【００２５】
押圧用窓３２は、変形窓２４に対応する各々の位置に構成された開口を放射線Ｘを透過可能でかつ柔軟なフィルムで覆って形成されている。柔軟なフィルムとしては、耐ガス透過性やＸ線透過性の点で、イソブチレンイソプレン共重合体（ブチルゴム）（比重０．９１〜０．９３）を好適に用いることができるが、クロロプレンゴム（比重１．１５〜１．２５）やクロロスルフォン化ポリエチレン（比重１．１８）なども用いることができる。押圧用窓３２は、気体充填空間１４が高圧になって変形窓２４が保持空間２０Ｒの内部へ向かって湾曲すると、変形窓２４に押されて収容空間３０Ｒの内部へ向かって、試料Ｔを押し広げるように変形する。
【００２６】
試料収容部材３０の一端面には、把手３４が設けられている。
【００２７】
放射線受シート４２は、図１に示すように、板状とされ、枠４３に嵌め込まれておりシート配置空間４０Ｒへ挿入可能とされている。放射線受シート４２としては、Ｘ線フィルム、蓄積性蛍光体シート、などの感光体シートを用いることができる。
【００２８】
図２に示すように、遮蔽箱１２の気体充填空間１４には、ポンプ４４、及び、ガスタンク４６が接続されている。図３に示すように、気体充填空間１４と保持空間２０Ｒとは、バルブＢ１を介して連通路４３で連通されている。気体充填空間１４とシート配置空間４０Ｒとは、バルブＢ２を介して連通路４５で連通されている。
ガスタンク４６には、ヘリウムガスが充填されており、以下の手順により、ガスタンク４６のヘリウムガスが気体充填空間１４内に供給される。
ヘリウムガスの充填時には、まず、保持空間２０Ｒ及びシート配置空間４０Ｒを、蓋２１、蓋４１で各々密閉する。そして、バルブＢ１、Ｂ２を開放して、気体充填空間１４と保持空間２０Ｒ、及び、気体充填空間１４とシート配置空間４０Ｒを各々連通させる。次に、ポンプ４４を作動させて、気体充填空間１４と保持空間２０Ｒを真空に引く。そして、ガスタンク４６から気体充填空間１４、保持空間２０Ｒ、シート配置空間４０Ｒにヘリウムガスを１気圧まで充填する。その後、バルブＢ１、Ｂ２を閉鎖し、蓋２１、蓋４１開放する。
このようにして、気体充填空間１４へヘリウムを充填することができる。
【００２９】
なお、本実施形態では、気体充填空間１４にヘリウムガスを充填するが、必ずしもヘリウムガスを用いる必要はない。空気を充填してもよいが、空気よりも放射線吸収率の低い気体（ヘリウムや水素など）を充填することが好ましい。
【００３０】
上記構成の放射線画像形成装置１０で、試料Ｔの放射線画像を生成する際には、まず、図５（Ａ）（Ｂ）に示すように、試料収容部材３０の収容空間３０Ｒに試料Ｔを収容する。このとき、試料Ｔの観察対象部位が、押圧用窓３２に対応する位置に配置されるように試料Ｔを収納する。
【００３１】
次に、試料Ｔを収容した試料収容部材３０を保持空間２０Ｒに配置すると共に、放射線受シート４２をシート配置空間４０Ｒへ挿入しセットする。
【００３２】
次に、ポンプ４４を作動させ、ガスタンク４６から気体充填空間１４へヘリウムガスを供給して気体充填空間１４を高圧にする。これにより、変形窓２４は、図６（Ｂ）で示されるように、気体充填空間１４内側からの圧力により試料収容部材３０の押圧用窓３２から内側へ湾曲するように変形し、変形窓２４に押圧された押圧用窓３２も収容空間３０Ｒの内側へ湾曲するように変形し、図６（Ａ）（Ｂ）に示されるように、試料Ｔの観察部位を押し広げる。これにより、試料Ｔの観察部位は、押し広げ前よりも厚みが薄くなる。
【００３３】
そして、放射線出射部１６から放射線Ｘの出射を行う。放射線Ｘは、試料Ｔへ照射され、試料Ｔを透過した放射線Ｘが、放射線受シート４２により受けられ、放射線受シート４２に放射線画像が形成される。
【００３４】
本実施形態によれば、気体充填空間１４を高圧にすることにより、試料Ｔの観察部位を押し広げ変形させて厚みを薄くするので、押し広げ前よりも放射線Ｘの透過量を増加させることができ、少ない放射線量で試料Ｔの放射線画像を形成することができ、試料Ｔの被爆量を減少させることができる。
【００３５】
また、試料Ｔを収容する試料収容部材３０は、気体充填空間１４外の保持空間２０Ｒに配置されているので、試料Ｔに対して容易に空気を供給することができる。
【００３６】
また、放射線Ｘの経路である気体充填空間１４には、空気よりも放射線吸収率が低いヘリウムガスが充填されているので、放射線受シート４２により受けられる放射線量を増加させることができる。
【００３７】
なお、本実施形態では、試料収容部材３０の押圧用窓３２を、開口に柔軟なフィルムを配置することにより構成したが、押圧用窓３２は、フィルムなしの開口状態としてもよい。
【００３８】
また、本実施形態では、試料Ｔを試料収容部材３０に収容して試料Ｔの観察を行ったが、試料収容部材３０は必ずしも必要ではなく、試料Ｔを保持空間２０Ｒに直接収容して、観察を行ってもよい。
【００３９】
また、本実施形態では、放射線受シート４２を用いて、放射線を受ける例について説明したが、ＣＣＤや固体センサなどのデバイスを用いて、デジタル放射線画像を形成してもよい。
【００４０】
また、本実施形態では、シート配置空間４０Ｒを遮蔽箱１２の内部から隔離した例について説明したが、シート配置空間４０Ｒは気体充填空間１４内に設けてもよい。特に、本実施形態のように、気体充填空間１４の外側に設けることにより、放射線受シート４２のセット及び取り出しを簡単に行うことができる。
【実施例】
【００４１】
図７で示すように、前述した放射線画像形成装置１０における、放射線Ｘが出射される位置から上側の変形窓２４までの距離をｄｘｃ、放射線受シート４２から下側の変形窓２４までの距離をｄｓｉ、試料Ｔの厚みをｔｓ、とする。各々について、個別に［表１］の条件でＸ線の透過率を計算する。計算は、米国ローレンスバークレー国立研究所・Ｘ線光学センターの“X-Ray Interactions With Matter Calculator”を利用。試料Ｔの物質としては、生体の７０％を占める水（Ｈ２Ｏ）の値を計算する。
【００４２】
【表１】
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【００４３】
［表１］より、気体充填空間１４に空気を充填した場合よりも、ヘリウムガスを充填した場合の方が、高圧であっても、Ｘ線透過率が高いことが明らかである。また、加速電圧が低いほど、Ｘ線透過率の差は大きい。
【００４４】
また、試料Ｔの厚みは、薄いほどＸ線透過率が高いことが明らかである。加速電圧が低いほど、Ｘ線透過率の差は顕著となっていることがわかる。
なお、生体軟組織を１０ｍｍ程度の厚みに押し広げた試料では、管電圧２０ｋＶ未満のＸ線管で得られる１５ｋｅＶ以下の光子エネルギーのみを持つＸ線を用いることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施態様にかかる放射線画像生成装置の略斜視図である。
【図２】本発明の実施態様にかかる放射線画像生成装置を正面からみた略断面図である。
【図３】ヘリウム充填時における放射線画像生成装置を側面からみた図である。
【図４】本発明の実施態様にかかる放射線画像生成装置を側面からみた略断面図である。
【図５】試料収容部材に試料が収容された状態を示す（Ａ）は略上面図、（Ｂ）は略側断面図である。
【図６】試料収容部材に収容された試料が押し広げ変形された状態を示す（Ａ）は略上面図、（Ｂ）は略側断面図である。
【図７】実施例にかかる放射線画像生成装置を正面からみた略断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０   放射線画像形成装置
１２   遮蔽箱
１４   気体充填空間
１６   放射線出射部
２０   保持部
２０Ｒ 保持空間
２４   変形窓
３０   試料収容部材
３０Ｒ 収容空間
３２   押圧用窓
４０Ｒ シート配置空間
４０   画像生成部
４２   放射線受シート
４４   ポンプ
４６   ガスタンク
Ｔ     試料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2009192425.tif 000008
【図６】
2009192425.tif 000009
【図７】
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