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造影用X線管及びそれを用いたX線造影装置とX線造影方法 コモンズ 実績あり

国内特許コード P04P001607
整理番号 RSP56P14
掲載日 2005年1月18日
出願番号 特願2003-144054
公開番号 特開2004-349083
登録番号 特許第3972986号
出願日 平成15年5月21日(2003.5.21)
公開日 平成16年12月9日(2004.12.9)
登録日 平成19年6月22日(2007.6.22)
発明者
  • 佐藤 英一
出願人
  • 科学技術振興機構
発明の名称 造影用X線管及びそれを用いたX線造影装置とX線造影方法 コモンズ 実績あり
発明の概要 【課題】透過X線による血管造影を高分解能で造影できる、低コスト且つ簡便な方法を提供する。またこの方法に必要な、低コスト、且つ利便性が高い高分解能血管造影用X線管を提供する。
【解決手段】セリウムKα特性X線(34.6keV)は、ヨウ素のK吸収端エネルギー(33.2keV)に極めて近いので、ヨウ素を血管造影剤とした血管造影の場合に極めてコントラストの良い血管造影が得られる。その結果、高分解能の血管造影ができる。セリウムKα特性X線を発生するX線管31は、熱陰極32と、フィラメントである熱陰極32から発生する熱電子が加速されて衝突するセリウムからなる対陰極33とを有している。<EMI LY=1742 HE=097 ID=000002 WI=059 LX=1100>
従来技術、競合技術の概要 血管造影用透過X線装置は、低コスト、利便性の高い病気診断装置として、臨床医療分野でなくてはならない医療用分析装置である。しかしながら、近年、医療技術の進歩と共に、高分解能の血管造影用X線装置が求められるようになってきている。例えば、狭心症の診断には微細な心臓の環動脈を観察することが必要であり、また、再生医療研究においては10μm以下といった高分解能の血管造影用X線装置が必要である。非特許文献1に解説されているように、再生医療とは、従来は人工関節、輸血、皮膚移植、臓器移植等を意味するものであったが、近年、幹細胞を所望の臓器に分化させ、この臓器により難病を治療するという再生医療が注目されている。この再生医療における臓器は自分自身の細胞から再生される臓器であるため、従来の他人の臓器の移植のように拒絶反応の心配がない。このように幹細胞分化による再生医療は、遺伝子治療と共に将来のもっとも注目される医療技術であり、世界中で熾烈な研究開発競争が行われている。幹細胞分化による再生医療は、まだ研究の途についたばかりであり、治療に生かされるためには今後極めて膨大な研究開発を必要とする。特に分化の過程が十分に解明されておらず、この過程を解明するためには分化過程中の微細な血管の成長過程を観測することが必須である。しかしながら従来の透過X線による血管造影方法は、生体安全性の観点からヨウ素を血管造影剤に使用するが、使用するX線の波長を適切に選択できないために血管部分と血管以外の部分との透過X線の強度比、すなわちコントラストが十分でなく、特に組織の深部にある血管像は組織を透過するにつれてコントラストが低下し、人体においては、せいぜい100μm程度の分解能しか得られない。このため従来は、上記のような微細な血管像を観測する必要がある場合には、シンクロトロン放射光を用いざるを得なかった。しかしながら周知のように、シンクロトロン放射光は電子を高エネルギーに加速し、この電子の制動に伴う輻射光を利用するものであるので、適切な波長のX線を選択できるものの、巨大な設備と膨大なエネルギーを必要とし、コストが高くまた利便性が悪い。例えば、シンクロトロン放射光設備はコストが高いため、一つの設備を多目的に共同利用するが、このため一人に割り当てられるマシンタイムが短く、また電力の不足する夏季には全く稼動できない。このため再生医療の研究開発が遅延する原因になっている。
【非特許文献1】http://cont.trc-net.ne.jp/basics/01_02.html 2003/05/14
【特許文献1】特願2001-110783号公報
産業上の利用分野 本発明は、医療分野等において生体の高分解能を有する血管造影方法、及びその方法に用いる高分解能血管造影用X線管に関する。
特許請求の範囲 【請求項1】 ヨウ素を造影剤としてドープした被写体を造影用X線源とX線撮像器とで挟んで高分解能被写体造影に用いる造影用X線管であって、 環状の炭素冷陰極と、セリウムからなる棒状の対陰極と、環状の炭素冷陰極と対陰極とを含む空間を満たす放電用の気体と、を有し、 気体放電により上記対陰極物質を蒸発させてプラズマを形成し、このプラズマから特性X線を発生させ、 上記特性X線により上記被写体を透過させ、その際得られる透過X線強度のコントラストの解像度が50μm未満となることを特徴とする、造影用X線管。
【請求項2】 前記造影用X線管は、前記炭素冷陰極と対陰極とを含む空間に前記気体を導入して使用する組立型であることを特徴とする、請求項1に記載の造影用X線管。
【請求項3】 ヨウ素を造影剤としてドープした被写体を挟んで配置される造影用X線管とX線撮像器とからなるX線造影装置であって、 上記造影用X線管が、環状の炭素冷陰極と、セリウムからなる棒状の対陰極と、上記環状の炭素冷陰極と対陰極とを含む空間を満たす放電用の気体とを有し、気体放電により上記対陰極物質を蒸発させてプラズマを形成し、このプラズマからセリウムの特性X線を発生させるようになっており、 上記造影用X線管からの特性X線は上記被写体を透過し、 透過X線強度のコントラストにより上記被写体にドープされている造影剤を、50μm未満の解像度で造影できることを特徴とする、X線造影装置。
【請求項4】 前記造影用X線管は、陰極と対陰極を内包する真空容器を真空引きして使用する組立型であることを特徴とする、請求項3に記載のX線造影装置。
【請求項5】 前記X線撮像器は、X線写真フィルムであることを特徴とする、請求項3に記載のX線造影装置。
【請求項6】 ヨウ素を造影剤としてドープした被写体を挟んで配置される造影用X線管とX線撮像器とを用いたX線造影方法であって、 上記造影用X線管が、環状の炭素冷陰極と、セリウムからなる棒状の対陰極と、上記環状の炭素冷陰極と対陰極とを含む空間を満たす放電用の気体と、を有し、 気体放電により上記対陰極物質を蒸発させてプラズマを形成し、このプラズマからセリウムの特性X線を発生させるようになっており、 被写体に対して造影用X線管からの特性X線を透過させ、 透過X線強度のコントラストにより上記被写体にドープされている造影剤を、50μm未満の解像度で造影することを特徴とする、X線造影方法。
【請求項7】 前記X線撮像器は、X線写真フィルムであることを特徴とする、請求項6に記載のX線造影方法。
産業区分
  • 電子管
  • 治療衛生
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 権利存続中
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