Ｘ線ＣＴ検査方法及びＸ線ＣＴ検査用遮へい材
【課題】ＣＴ画像データを的確に取得することができ、かつ、人体への悪影響をできる限り少なくすることが可能なＣＴ検査用Ｘ線遮へい材及びＸ線ＣＴ検査方法を提供する。
【解決手段】亜鉛や錫を含むＣＴ検査用Ｘ線遮へい材で防護部位を覆って被検部位にＸ線を照射し、ＣＴ画像データの取得に不要なＸ線の４０ｋｅＶ以下の低エネルギー成分をかかるＸ線遮へい材で遮へいしつつ、Ｘ線遮へい材を透過するＸ線の１００ｋｅＶ以上の高エネルギー成分を用いてＣＴ画像データを取得する。Ｘ線遮へい材で防護部位を覆っていることにより、低エネルギー成分が遮へいされて、防護部位における被曝低減効果が得られるとともに、高エネルギー成分が体内を通過し、Ｘ線ＣＴ画像のデータとして利用され、ＣＴ画像データも的確に取得することができる。
【解決手段】亜鉛や錫を含むＣＴ検査用Ｘ線遮へい材で防護部位を覆って被検部位にＸ線を照射し、ＣＴ画像データの取得に不要なＸ線の４０ｋｅＶ以下の低エネルギー成分をかかるＸ線遮へい材で遮へいしつつ、Ｘ線遮へい材を透過するＸ線の１００ｋｅＶ以上の高エネルギー成分を用いてＣＴ画像データを取得する。Ｘ線遮へい材で防護部位を覆っていることにより、低エネルギー成分が遮へいされて、防護部位における被曝低減効果が得られるとともに、高エネルギー成分が体内を通過し、Ｘ線ＣＴ画像のデータとして利用され、ＣＴ画像データも的確に取得することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線ＣＴ検査方法及びＸ線ＣＴ検査用遮へい材に関する。さらに詳しくは、低エネルギー成分を遮へいするとともに、高エネルギー成分を透過して、ＣＴ画像データを的確に取得することができるＣＴ検査用Ｘ線遮へい材、及び当該Ｘ線遮へい材を用いたＣＴ検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線を用いたＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：コンピューター断層撮影）検査（Ｘ線ＣＴ検査）による被曝線量は、他のＸ線検査による被曝線量より多い。加えて、Ｘ線ＣＴ検査は、診断対象でない器官や臓器が撮影断面に多く含まれるため、診断対象以外の器官や臓器の被曝を極力抑えることが重要である。そこで、診断には不必要な臓器や部位を効果的に防護・遮へいすることが必要である。
【０００３】
従来、放射線の遮へい材料としては、遮へい能力の高さと加工性、経済性などの面から、鉛が広く普及していた。しかし、鉛は、医療用として用いる場合にあっては、体表や消化器官に対する曝露により中毒症状など様々な健康被害を引き起こす可能性がある。また、近年、環境問題への配慮からも鉛の使用を制限する流れが強まっている。そこで、健康や環境上の問題がなく、軽量かつ放射線遮へい効果に優れた新たな防護・遮へい材として、タングステンやビスマス、硫酸バリウムなどを使用したものが開発されている（例えば、特許文献１、特許文献２及び特許文献３等を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１８７８２９号公報
【特許文献２】特開２００７−２１２３０４号公報
【特許文献３】特開２００８−５１８２７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来提案されている含鉛シートや含ビスマスシート等の遮へい材は、いわゆるＫ吸収端が高く、Ｘ線ＣＴ検査の画像データを取得する際に必要となるＸ線の高エネルギー成分までをも遮へいしてしまうため、Ｘ線ＣＴ検査には適用できなかった。加えて、Ｘ線ＣＴ検査に適するＸ線遮へい材はこれまで提供されていないため、水晶体、甲状腺、乳房、胸線等については、防護・遮へいが必要な部位でありながら、効果的な対処ができていないのが実情である。
【０００６】
ところで、Ｘ線ＣＴ装置から出力されるＸ線は連続エネルギー分布であり、このうち、Ｘ線の高エネルギー成分が体内を通過し、対向して配置される検出器に入射し、Ｘ線ＣＴ画像のデータとして利用されることになる。一方、Ｘ線の低エネルギー成分は、ほとんどが体内に吸収されてしまう。Ｘ線ＣＴ画像を作成ないし取得する目的においては、Ｘ線の低エネルギー成分は殆ど不要な成分である。従って、Ｘ線被曝を考慮すると、Ｘ線の低エネルギー成分をできるだけ除去することが重要である。従来は、例えば、Ｘ線を出力する窓の直後にフィルターを設けることで低エネルギー成分を除去するといった手段がとられていたが、かかる手段では低エネルギー成分の十分な除去がなされておらず、改善を求められていたのが実情であった。
【０００７】
本発明は、前記のような知見に基づいてなされたもので、ＣＴ画像データを的確に取得することができ、かつ、人体への悪影響をできる限り少なくすることが可能なＣＴ検査用Ｘ線遮へい材及びＸ線ＣＴ検査方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、本発明に係るＣＴ検査用Ｘ線遮へい材は、亜鉛の微粒子及び／または錫の微粒子と、前記微粒子を分散したバインダーを含み、前記微粒子の含有量が全体の７０．０〜８５．０質量％であることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係るＣＴ検査用Ｘ線遮へい材は、前記した本発明において、Ｘ線の４０ｋｅＶ以下の低エネルギー成分の遮へい能を有するとともに、Ｘ線の１００ｋｅＶ以上のＸ線の高エネルギー成分の透過能を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明に係るＣＴ検査用Ｘ線遮へい材は、前記した本発明において、前記バインダーがエラストマーであることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係るＣＴ検査方法は、亜鉛の微粒子及び／または錫の微粒子が分散されたバインダーを含んでなるＣＴ検査用Ｘ線遮へい材で防護部位を覆い、被検部位に対してＸ線を照射し、ＣＴ画像データを取得することを特徴とする。
【００１２】
本発明に係るＣＴ検査方法は、前記した本発明において、前記ＣＴ検査用Ｘ線遮へい材により、Ｘ線の４０ｋｅＶ以下の低エネルギー成分を遮へいしつつ、前記Ｘ線遮へい材を透過するＸ線の１００ｋｅＶ以上の高エネルギー成分を用いてＣＴ画像データを取得することを特徴とする。
【００１３】
本発明に係るＣＴ検査方法は、前記した本発明において、前記ＣＴ検査用遮へい材における前記微粒子の含有量が前記ＣＴ検査用Ｘ線遮へい材全体の７０．０〜８５．０質量％であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るＣＴ検査用Ｘ線遮へい材は、Ｘ線の４０ｋｅＶ以下のエネルギー成分（低エネルギー成分）を遮へいするとともに、Ｘ線の１００ｋｅＶ以上のエネルギー成分（高エネルギー成分）を透過するので、防護部位を覆って、Ｘ線ＣＴ検査に使用された場合にあっては、防護部位における低エネルギー成分の被曝低減効果が得られるとともに、被検部位におけるＣＴ画像データを的確に取得することができる遮へい材となる。
【００１５】
また、本発明に係るＣＴ検査方法は、Ｘ線の４０ｋｅＶ以下のエネルギー成分（低エネルギー成分）を遮へいするとともに、Ｘ線の１００ｋｅＶ以上のエネルギー成分（高エネルギー成分）を透過するＣＴ検査用Ｘ線遮へい材により防護部位を覆った状態で被検部位にＸ線照射するので、防護部位には低エネルギー成分の遮へいによる被曝低減効果が得られるとともに、高エネルギー成分がＸ線ＣＴ画像のデータとして利用され、被検部位に対する、ＣＴ画像データも的確に取得することができるＣＴ検査方法となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】総透過量で規格化したＸ線スペクトル図である。
【図２】透過Ｘ線スペクトルを示した図である。
【図３】ノイズの評価法の説明図である。
【図４】シート厚さによるノイズの比較結果を示すグラフである。
【図５】シート長さによるノイズの比較結果を示すグラフである。
【図６】シート高さによるノイズの比較結果を示すグラフである。
【図７】標準ノイズとの比較結果を示すグラフである。
【図８】低コントラスト分解能の評価法の説明図である。
【図９】シート厚さによる低コントラスト分解能の比較結果を示すグラフである。
【図１０】シート長さによる低コントラスト分解能の比較結果を示すグラフである。
【図１１】シート高さによる低コントラスト分解能の比較結果を示すグラフである。
【図１２】標準低コントラスト分解能との比較結果を示すグラフである。
【図１３】シート厚さによる水晶体線量の比較結果を示すグラフである。
【図１４】シート長さによる水晶体線量の比較結果を示すグラフである。
【図１５】シート高さによる水晶体線量の比較結果を示すグラフである。
【図１６】標準水晶体線量との比較結果である。
【図１７】画像の比較（線量比 ０．４８）である。
【図１８】画像の比較（線量比 ０．４０）である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の一形態について説明する。本発明のＣＴ検査用Ｘ線遮へい材（以下、単に「Ｘ線遮へい材」という場合がある。）は、亜鉛の微粒子及び／または錫の微粒子と、微粒子を分散したバインダーを含み、亜鉛の微粒子及び／または錫の微粒子の含有量がＸ線遮へい材全体の７０．０〜８５．０質量％であることを基本構成とする。本発明は、亜鉛又は錫の微粒子と、該亜鉛又は錫の微粒子を均一な分散状態に保持するバインダーを含み、前記亜鉛又は錫の微粒子を７０〜８５重量％含有し、ＣＴ画像データの取得に不要な、Ｘ線の４０ｋｅＶ以下の低エネルギー成分の遮へい能を有すると共に、ＣＴ画像の取得に必要な、１００ｋｅＶ以上のＸ線の高エネルギー成分の良好な透過性を有する、ＣＴ検査用遮へい材となる。
【００１８】
本発明は、Ｘ線を用いたＣＴ検査（Ｘ線ＣＴ検査）においてＣＴ画像データを取得するのには不必要なＸ線の低エネルギー成分のみを遮へいし、ＣＴ画像データを取得するのに必要なＸ線の高エネルギー成分を用いてＣＴ画像データを作成ないし取得することにより、ＣＴ検査時におけるＸ線被曝を可及的に回避し、かつ、有用な検査結果を得ようとするものである。
【００１９】
そのためには、どのようにすればかかる低エネルギー成分のみを効果的に遮へいできるかが問題となる。前記したように、従来は、Ｘ線を出力する窓の直後にフィルターを設けることで低エネルギー成分を除去することが行われていたが、低エネルギー成分の十分な除去には至らなかった。そこで、本発明の発明者等は、Ｘ線の低エネルギー成分の遮へい機能に優れた遮へい材の開発に取り組んだ。得るべき遮へい材の条件は、下記（１）及び（２）に示すとおりである。
【００２０】
（１）ＣＴ画像データの取得に不必要なＸ線の低エネルギー成分を確実に遮へいできること。
【００２１】
（２）ＣＴ画像データの取得に必要なＸ線の高エネルギー成分は透過させること。
【００２２】
ここで、（１）に示した「ＣＴ画像データの取得に不必要なＸ線の低エネルギー成分」とは、具体的には、４０ｋｅＶ以下のエネルギー成分である。また、（２）に示した「ＣＴ画像データの取得に必要なＸ線の高エネルギー成分」とは、具体的には、１００ｋｅＶ以上のエネルギー成分である。
【００２３】
遮へい材を構成する金属材料（金属遮へい材料）として考えられる主な金属粉末としては、タングステン、鉛、ビスマス、錫、亜鉛等がある。このうち、鉛は、人の健康や環境への悪影響が大きいので、遮へい材の構成成分としては好ましくないので、対象からは除外する。その他遮へい材としてよく使用されている硫酸バリウムも含め、以下、参考として言及していく。
【００２４】
図１には、硫酸バリウム（参考）、タングステン、ビスマス、錫、亜鉛及び鉛（参考）について、総透過量を揃えた時の、連続Ｘ線の透過スペクトルが示されている。各金属とも、配合比率１００％の場合で透過量が一定となる厚さを求めて透過Ｘ線スペクトルを算出したものである。
【００２５】
図１に示した透過Ｘ線スペクトルを求めるにあたって、各吸収体を透過した光子フルエンスのスペクトル形状を比較するため、以下の計算を行った。入射光子フルエンスは管電圧１２０ｋＶのＸ線ＣＴ装置のＸ線スペクトルを算出した結果を用い、物理データはＮＩＳＴ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｄａｔａｂａｓｅ（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）を用いた。そして、光子フルエンスφが厚さｔの吸収体を透過後のＸ線照射線量Ｘｔを下記式により算出した。
【００２６】
【数１】
【００２７】
ここで、Ｘｔは吸収体厚ｔを透過した照射線量、φ（Ｅ）はＥ＋ｄＥ間の光子フルエンス、ＥはＸ線エネルギー、μｔｒ／ρは質量エネルギー転移係数、μ（Ｅ）は光子エネルギーＥに対する吸収体の線減弱係数、をそれぞれ示す。
【００２８】
そして、金属成分ごとにＸｔの値が等しくなる吸収体厚ｔを求め、各吸収体厚ｔによる透過光子フルエンスを算出した結果が図１である。
【００２９】
図１から、ＣＴ画像データの取得に必要な１００ｋｅＶ前後の高エネルギー帯でのＸ線透過量は、吸収端により、亜鉛と錫以外の金属成分ではＸ線ＣＴ画像を得るのに重要な９０ｋｅＶ以上のＸ線成分が顕著に低下する一方、亜鉛と錫が最も大きく、高いレベルを維持していることが確認できる。また、図１に示すように、かかる亜鉛と錫は、ＣＴ画像データの作成ないし取得にはほとんど不要な４０ｋｅＶ以下の低エネルギー帯でのＸ線遮へい能力も、他の金属成分より優れている。よって、前記した（１）及び（２）の条件を満たす遮へい材の原料としては、亜鉛や錫が最も適しているといえるため、本発明にあっては、金属遮へい成分として亜鉛と錫を選択した。
【００３０】
同様な方法により、遮へいシートにおける亜鉛の微粒子の部数（遮へいシート全体に対する亜鉛の微粒子の含有量）を変化させた場合の透過Ｘ線フルエンスを求めた結果を図２に示す。図２に示した含有量（６９、７４、７６、７７、８０質量％）の範囲では、透過Ｘ線スペクトル形状はほとんど変化せず、前記した（１）及び（２）の条件を満足することができる。加えて、亜鉛や錫の含有量が８５．０質量％程度までは、透過比及び鉛当量といった特性も含め、図２に載せた含有量のものと共通した特性を示すものと考えられる。以上の結果より、亜鉛の微粒子や錫の微粒子の含有量（亜鉛と錫とを併用した場合にあっては、合計の含有量。）は、遮へいシート全体に対して７０．０〜８５．０質量％としている。
【００３１】
一方、亜鉛の微粒子や錫の微粒子の含有量を、全体の８５．０質量％を超えるようにすると、バインダーの架橋が良好に進行せず、微粒子の含有量を全体の７０．０質量％より少なくした場合には、母材の収縮によりシートの製造が困難になる場合がある。
【００３２】
本発明において金属遮へい成分として使用される亜鉛や錫は、微粒子（粉末）状で使用され、亜鉛の微粒子は、金属亜鉛単体のほか、ダイカスト用亜鉛合金、硫化亜鉛、スズ酸亜鉛等の亜鉛化合物を使用することができる。錫の微粒子も、金属錫単体のほか、ピューター等のスズ合金、硫化錫（ＳｎＳ）等の錫化合物が挙げられる。亜鉛や錫はコスト的にもリーズナブルな材料であり、また、鉛材料とは異なり、環境及び人体への悪影響を抑制することができ、安全で環境・衛生的にも良好となる。また、亜鉛と錫は、その１つを単独で使用してもよく、その２種を組み合わせて使用するようにしてもよい。
【００３３】
亜鉛の微粒子や錫の微粒子の平均粒子径（平均１次粒子径）は、１〜１００μｍとすることが好ましい。亜鉛や錫の微粒子の平均粒子径をかかる範囲にすることにより、バインダーに対して分散性もよく、前記した効果を効率よく発揮することができる。亜鉛や錫の微粒子の平均粒子径は３〜１５μｍとすることが特に好ましい。なお、本発明において、「平均粒子径」は、例えば、レーザー回折・散乱法によって求めた粒度分布における積算値５０％での粒子径を採用することができる。
【００３４】
亜鉛や錫の微粒子を分散させるバインダーとしては、公知の樹脂材料を使用することができるが、エラストマーを使用することが好ましく、例えば、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、エチレン-プロピレンゴム（ＥＰＴ（ＥＰＤＭ））、シリコーンゴム（Ｓｉ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体ゴム（ＥＶＡ）、ポリウレタンゴム（ＰＵＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）等の従来公知の熱硬化性エラストマー、熱可塑性エラストマー等を使用することができる。
【００３５】
かかるバインダーは、前記した亜鉛や錫の微粒子を除いた場合における、Ｘ線ＣＴ検査用遮へい材の主成分となるが、Ｘ線ＣＴ検査用遮へい材全体に対して、例えば、８．０〜３０．０質量％含有するようにすることが好ましい。バインダーの含有量をかかる範囲とすることにより、錫や亜鉛といった金属遮へい成分がバインダーに良好に分散される。バインダーは、Ｘ線ＣＴ検査用遮へい材全体に対して、８．０〜２５．０質量％含有するようにすることが特に好ましい。
【００３６】
なお、本発明のＣＴ検査用Ｘ線遮へい材には、本発明の目的及び効果を妨げない範囲において、前記した以外の各種の樹脂成分やゴム成分、及び各種の添加剤を必要に応じて適宜添加することができる。添加剤としては、従来公知のものを使用することができ、例えば、加硫剤、加硫助剤、老化防止剤、加工助剤、可塑剤、紫外線吸収剤、耐熱安定剤、酸化防止剤、あるいは加工性を向上させるための減粘剤や増粘剤等の各種添加剤を適宜添加することができる。
【００３７】
本発明のＣＴ検査用Ｘ線遮へい材を製造するには、例えば、金属遮へい成分となる亜鉛や錫の微粒子とバインダー及び必要により各種の添加剤を混合した混合材料を、亜鉛や錫のバインダー（エラストマー）への分散を確実にするために、ロール作業にて混練りし、室温で冷却してから再度ロール作業にて所定の厚さにシート状に分出した後、裁断してコンプレションモールドして加硫シートを作製し、これを必要な大きさに裁断して、シート状の遮へい材として使用することができる。また、熱可塑性エラストマーを使用する場合には、混合材料を押出成形、Ｔ型ダイス押出成形、カレンダー成形、プレス成形、射出成形、コーティング、金型成形等の公知の手段によって成形加工することにより、簡便に得ることができる。
【００３８】
本発明のＣＴ検査用Ｘ線遮へい材は、所望のサイズ（長さ、幅、厚さ）を有するシート状とすることが好ましい。シート状の遮へい材の厚さは、含有される錫や亜鉛の微粒子の含有量や平均粒子径、バインダーを構成する材料、求められる遮へい特性等により適宜決定されるが、０．５〜４．０ｍｍとすることが好ましく、１．０〜４．０ｍｍとすることがさらに好ましく、１．０〜３．０ｍｍとすることが特に好ましい。
【００３９】
また、ＣＴ検査用Ｘ線遮へい材は、Ｘ線を用いたＣＴ検査を行う場合には、水晶体、乳房、甲状腺、胸腺等の防護すべき部位（防護部位、被曝防止箇所）を覆うように配設されるが、ＣＴ検査用Ｘ線遮へい材で防護部位を覆うに際しては、遮へい材の形状を、防護部位の輪郭等にあわせて形成する（例えば、水晶体を防護する場合にあっては、断面視略Ｕ字形状にして、顔に装着しやすくする等。）ことが好ましい。
【００４０】
以上説明した本発明に係るＣＴ検査用Ｘ線遮へい材は、Ｘ線の４０ｋｅＶ以下のエネルギー成分（低エネルギー成分）を遮へいするとともに、Ｘ線の１００ｋｅＶ以上のエネルギー成分（高エネルギー成分）を透過するので、防護部位を覆って、Ｘ線を用いたＣＴ検査を行った場合にあっては、防護部位における被曝低減効果が得られるとともに、被検部位におけるＣＴ画像データを的確に取得することができる遮へい材となる。
【００４１】
かかるＣＴ検査用Ｘ線遮へい材を用いてＸ線を用いたＣＴ検査を行い、ＣＴ画像データを取得するには、まず、ＣＴ検査用Ｘ線遮へい材で水晶体、甲状腺、乳房、胸線等といった防護部位を覆って、被検部位にＸ線ＣＴ装置等のＸ線照射源からＸ線を照射するようにする。被検部位が防護部位付近である場合には、Ｘ線が被検部位だけでなく防護部位に照射されてしまう可能性があるが、ＣＴ検査用Ｘ線遮へい材で防護部位を覆っていることにより、Ｘ線の４０ｋｅＶ以下のエネルギー成分（低エネルギー成分）が遮へいされて、防護部位における被曝低減効果が得られる。
【００４２】
また、被検部位に対する、ＣＴ画像データも的確に取得することができる。前記したように、Ｘ線照射源から出力されるＸ線は連続エネルギー分布であるが、このうち、Ｘ線の１００ｋｅＶ以上のエネルギー成分（高エネルギー成分）が体内を通過し、Ｘ線照射源と対向して配置される検出器に入射し、Ｘ線ＣＴ画像のデータとして利用されることになる。一方、Ｘ線の低エネルギー成分は、ほとんどが体内に吸収されてしまう。Ｘ線ＣＴ画像を作成ないし取得する目的においては、Ｘ線の低エネルギー成分は殆ど不要な成分であるため、ＣＴ画像データの取得等には悪影響はない。
【００４３】
なお、ＣＴ検査用Ｘ線遮へい材で水晶体、甲状腺、乳房、胸線等といった防護部位を覆う場合にあっては、遮へい材と人体を密着させるよりは、適当な間隔を設けるようにすると、ノイズの発生を抑えることができたり、低コントラスト分解能が向上するため好ましい。かかる間隔は、防護部位の種類や位置、輪郭、含有される錫や亜鉛の微粒子の含有量や平均粒子径、バインダーを構成する材料、求められる遮へい特性等により適宜決定すればよい。
【実施例】
【００４４】
以下、実施例に基づき本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、これらに限定されるものではない。
【００４５】
［実施例１］
ＣＴ検査用Ｘ線遮へい材の製造（１）：
金属遮へい成分として亜鉛の微粒子を用いて、下記の方法を用いて、表１の組成のＣＴ検査用Ｘ線遮へい材（Ｘ線遮へいシート）を製造した。なお、亜鉛の微粒子の平均粒子径は、１〜１００μｍのものを用いた。
【００４６】
（組成）
【表１】
【００４７】
表１に示した組成において、亜鉛の微粒子はＸ線遮へい用の金属遮へい材料であり、エラストマー（エチレン−酢酸ビニル共重合体：ＥＶＡ）はバインダー、酸化亜鉛華は受酸剤または加硫助剤、酸化チタンは色合いのバランスを取る役割、をそれぞれ果たす。
【００４８】
また、実施例１のＣＴ検査用Ｘ線遮へい材は、亜鉛の微粒子とエラストマーとの分散を確実にするために、ロール作業にて混練りし、室温で冷却してから再度ロール作業にて所定の厚さにシート状に分出した後、裁断してコンプレションモールドして加硫シートを作製し、これを必要な大きさに裁断して、Ｘ線遮へいシートとして使用した。下記の試験例１を実施するに際して、準備したシート状のＣＴ検査用Ｘ線遮へい材のサイズは、表２に示したとおりであり、形状として、３０ｍｍ×１５０ｍｍ、３０ｍｍ×２００ｍｍ、３０ｍｍ×２５０ｍｍのものを、厚さとして、前記した形状のものに対してそれぞれ１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍとして用意した。
【００４９】
（ＣＴ検査用Ｘ線遮へい材のサイズ）
【表２】
【００５０】
［試験例１］
前記のようにして得られた実施例１のＣＴ検査用Ｘ線遮へい材からなる、表２に示したサイズの異なるＸ線遮へいシートを作製し、それらを用いてＸ線画像性能を確認するため、次の試験を実施した。また、各試験（（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ））の内容とその結果は以下のとおりである。
【００５１】
（Ａ）ノイズの評価法
（Ｂ）低コントラスト分解能の評価法
（Ｃ）防護部位におけるＸ線量の比較
【００５２】
（Ａ）ノイズの評価法
ＣＴ性能評価ファントム（Ｃａｔｐｈａｎ６００）を用い、Ｘ線遮へいシートの厚さ、サイズ（長さ）、位置（被検体との間隔）によるＸ線ＣＴ画像への影響を確認した。臨床画像において特に重要となるノイズと低コントラスト分解能に関するＸ線ＣＴ画像特性を評価した。
【００５３】
ノイズの評価は、ＣＴ性能評価ファントムのノイズモジュールを撮影して得られたスキャン画像より、５か所に設定した関心領域内のＣＴ値の標準偏差を求めた。図３（ａ）は撮影したノイズモジュールの画像例で、図３（ｂ）に示したＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、及びＥの５か所を測定した。
【００５４】
（Ａ）の試験結果は、図４、図５及び図６のグラフに示すとおりである。各図において、厚さ、長さはＸ線遮へいシートの厚さ、長さであり、高さは、被検体とＸ線遮へいシートの間隔である（以下同じ。）。これらの試験結果から、概ね、Ｘ線遮へいシートの厚さが厚くなるほど、また、長さが長くなるほどノイズが増加する傾向があることが確認できた。また、概ね、Ｘ線遮へいシートを被検体から離して配置するとノイズが減少する傾向があることが確認できた。
【００５５】
標準ノイズとの比較結果は、図７のグラフに示すとおりである。グラフ中横線は通常のノイズ位置を示し、各棒グラフはこの中横線以下になれば被検体が明確になる。
【００５６】
（Ｂ）低コントラスト分解能の評価法
低コントラスト分解能の評価は、ＣＴ性能評価ファントムの低コントラスト分解能モジュールを撮影して得られたスキャン画像より求めた。低コントラスト分解能モジュールの撮影像例を図８（ａ）に、低コントラスト分解能モジュールの構造図を図８（ｂ）に示した。低コントラスト分解能モジュールは、ＣＴ値の異なる直径３ｍｍから１５ｍｍの円筒形ロッド配置されている。外側のロッドはＺ軸の長さが全て４０ｍｍ、内側のロッドはＺ軸長さが３ｍｍ、５ｍｍ、７ｍｍであり、スライド厚さ等の条件が異なるスキャンでも評価を行うことができる。低コントラスト分解能は、直径３ｍｍから１５ｍｍのロッドが識別可能なコントラスト（％）として測定した。
【００５７】
（Ｂ）の試験結果は、図９、図１０及び図１１のグラフに示すとおりである。これ等の試験結果から、概ね、Ｘ線遮へいシートの厚さが厚くなるほど、また、長さが長くなるほど低コントラスト分解能が低下する傾向があることが確認できた。また、概ね、Ｘ線遮へいシートを被検体から離して配置すると、低コントラスト分解能が向上する傾向があることが確認できた。
【００５８】
標準低コントラスト分解能との比較結果は、図１２のグラフに示したとおりである。なお、低コントラスト分解能は、％の数字が小さい方が分解能が高いことを示す。
【００５９】
（Ｃ）防護部位におけるＸ線量の比較
試験内容は頭部ＣＴ検査であり、防護部位は水晶体、要検査部位は小脳である。この試験の結果は、図１３、図１４及び図１５に示すとおりである。これらの試験結果から、概ね、Ｘ線遮へいシートの厚さが厚くなるほど、また、長さが長くなるほど水晶体線量が減少することが確認できた。また、概ね、Ｘ線遮へいシートを水晶体位置から離して使用すると水晶体線量が増加する傾向がある。さらに、Ｘ線遮へいシートの厚さ、長さ、水晶体からの距離によって、水晶体線量は最大で約７１％，最小で約３５％減少することが確認できた。
【００６０】
標準水晶体線量との比較は図１６、ＣＴ画像の比較結果は図１７、図１８に示すとおりである。これらの結果から、図１８に示した厚さ３ｍｍ、長さ２００ｍｍ、高さ４０ｍｍの遮へいシートを使用することにより、検査に支障なく水晶体線量を約６０％減少させることが可能なことが、本試験より確認できた。
【００６１】
なお、実施例１で得られたＸ線遮へいシートは、亜鉛の微粒子の含有量をＣＴ検査用Ｘ線遮へい材（Ｘ線遮へいシート）全体に対して７６．５％質量％として実施しているが、図２にも示したように、７０．０〜８５.０質量％の範囲においても同等の性能を有すると考えられる。
【００６２】
［実施例２、実施例３及び実施例４］
ＣＴ検査用Ｘ線遮へい材の製造（２）：
実施例１の組成に対して、亜鉛の微粒子等の成分の含有量を変更した下記表３に示した組成を用いた以外は、実施例１で示した方法と同様な方法を用いて、実施例２、実施例３及び実施例４のシート状のＣＴ検査用Ｘ線遮へい材（Ｘ線遮へいシート）を製造した。なお、厚さは１ｍｍとした。
【００６３】
（組成）
【表３】
【００６４】
［試験例２］
（透過比及び鉛当量の測定）
実施例２、実施例３及び実施例４で得られたＣＴ検査用遮へい材（厚さ １ｃｍ）について、管電圧１２０ｋＶにおける透過比及び鉛当量を測定した。測定結果を表４に示す。
【００６５】
（測定結果）
【表４】
【００６６】
なお、比較対照として、亜鉛の微粒子の含有量を遮へい材全体に対して６９．０、７４．０、７６．０、７７．０及び８０．０質量％として、厚さ１ｍｍの厚さのシートを製造した場合をシミュレーションした半実験式を用いた理論計算値を表５に示す。
【００６７】
（理論計算値）
【表５】
【００６８】
表４に示すように、実施例２、実施例３及び実施例４のＣＴ検査用遮へい材については、透過比及び鉛当量について、表５における透過比及び鉛当量とほぼ共通する値が得られ、共通した特性を示すことが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は、Ｘ線ＣＴ検査を実施するに際して、ＣＴ画像データの取得に不要な、Ｘ線の低エネルギー成分を遮へいするとともに、ＣＴ画像の取得に必要なＸ線の高エネルギー成分を透過し、人体への悪影響をできる限り抑えながらＣＴ画像データを的確に取得する手段として利用することができ、産業上の利用価値は高いものである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線ＣＴ検査方法及びＸ線ＣＴ検査用遮へい材に関する。さらに詳しくは、低エネルギー成分を遮へいするとともに、高エネルギー成分を透過して、ＣＴ画像データを的確に取得することができるＣＴ検査用Ｘ線遮へい材、及び当該Ｘ線遮へい材を用いたＣＴ検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線を用いたＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：コンピューター断層撮影）検査（Ｘ線ＣＴ検査）による被曝線量は、他のＸ線検査による被曝線量より多い。加えて、Ｘ線ＣＴ検査は、診断対象でない器官や臓器が撮影断面に多く含まれるため、診断対象以外の器官や臓器の被曝を極力抑えることが重要である。そこで、診断には不必要な臓器や部位を効果的に防護・遮へいすることが必要である。
【０００３】
従来、放射線の遮へい材料としては、遮へい能力の高さと加工性、経済性などの面から、鉛が広く普及していた。しかし、鉛は、医療用として用いる場合にあっては、体表や消化器官に対する曝露により中毒症状など様々な健康被害を引き起こす可能性がある。また、近年、環境問題への配慮からも鉛の使用を制限する流れが強まっている。そこで、健康や環境上の問題がなく、軽量かつ放射線遮へい効果に優れた新たな防護・遮へい材として、タングステンやビスマス、硫酸バリウムなどを使用したものが開発されている（例えば、特許文献１、特許文献２及び特許文献３等を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１８７８２９号公報
【特許文献２】特開２００７−２１２３０４号公報
【特許文献３】特開２００８−５１８２７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来提案されている含鉛シートや含ビスマスシート等の遮へい材は、いわゆるＫ吸収端が高く、Ｘ線ＣＴ検査の画像データを取得する際に必要となるＸ線の高エネルギー成分までをも遮へいしてしまうため、Ｘ線ＣＴ検査には適用できなかった。加えて、Ｘ線ＣＴ検査に適するＸ線遮へい材はこれまで提供されていないため、水晶体、甲状腺、乳房、胸線等については、防護・遮へいが必要な部位でありながら、効果的な対処ができていないのが実情である。
【０００６】
ところで、Ｘ線ＣＴ装置から出力されるＸ線は連続エネルギー分布であり、このうち、Ｘ線の高エネルギー成分が体内を通過し、対向して配置される検出器に入射し、Ｘ線ＣＴ画像のデータとして利用されることになる。一方、Ｘ線の低エネルギー成分は、ほとんどが体内に吸収されてしまう。Ｘ線ＣＴ画像を作成ないし取得する目的においては、Ｘ線の低エネルギー成分は殆ど不要な成分である。従って、Ｘ線被曝を考慮すると、Ｘ線の低エネルギー成分をできるだけ除去することが重要である。従来は、例えば、Ｘ線を出力する窓の直後にフィルターを設けることで低エネルギー成分を除去するといった手段がとられていたが、かかる手段では低エネルギー成分の十分な除去がなされておらず、改善を求められていたのが実情であった。
【０００７】
本発明は、前記のような知見に基づいてなされたもので、ＣＴ画像データを的確に取得することができ、かつ、人体への悪影響をできる限り少なくすることが可能なＣＴ検査用Ｘ線遮へい材及びＸ線ＣＴ検査方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、本発明に係るＣＴ検査用Ｘ線遮へい材は、亜鉛の微粒子及び／または錫の微粒子と、前記微粒子を分散したバインダーを含み、前記微粒子の含有量が全体の７０．０〜８５．０質量％であることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係るＣＴ検査用Ｘ線遮へい材は、前記した本発明において、Ｘ線の４０ｋｅＶ以下の低エネルギー成分の遮へい能を有するとともに、Ｘ線の１００ｋｅＶ以上のＸ線の高エネルギー成分の透過能を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明に係るＣＴ検査用Ｘ線遮へい材は、前記した本発明において、前記バインダーがエラストマーであることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係るＣＴ検査方法は、亜鉛の微粒子及び／または錫の微粒子が分散されたバインダーを含んでなるＣＴ検査用Ｘ線遮へい材で防護部位を覆い、被検部位に対してＸ線を照射し、ＣＴ画像データを取得することを特徴とする。
【００１２】
本発明に係るＣＴ検査方法は、前記した本発明において、前記ＣＴ検査用Ｘ線遮へい材により、Ｘ線の４０ｋｅＶ以下の低エネルギー成分を遮へいしつつ、前記Ｘ線遮へい材を透過するＸ線の１００ｋｅＶ以上の高エネルギー成分を用いてＣＴ画像データを取得することを特徴とする。
【００１３】
本発明に係るＣＴ検査方法は、前記した本発明において、前記ＣＴ検査用遮へい材における前記微粒子の含有量が前記ＣＴ検査用Ｘ線遮へい材全体の７０．０〜８５．０質量％であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るＣＴ検査用Ｘ線遮へい材は、Ｘ線の４０ｋｅＶ以下のエネルギー成分（低エネルギー成分）を遮へいするとともに、Ｘ線の１００ｋｅＶ以上のエネルギー成分（高エネルギー成分）を透過するので、防護部位を覆って、Ｘ線ＣＴ検査に使用された場合にあっては、防護部位における低エネルギー成分の被曝低減効果が得られるとともに、被検部位におけるＣＴ画像データを的確に取得することができる遮へい材となる。
【００１５】
また、本発明に係るＣＴ検査方法は、Ｘ線の４０ｋｅＶ以下のエネルギー成分（低エネルギー成分）を遮へいするとともに、Ｘ線の１００ｋｅＶ以上のエネルギー成分（高エネルギー成分）を透過するＣＴ検査用Ｘ線遮へい材により防護部位を覆った状態で被検部位にＸ線照射するので、防護部位には低エネルギー成分の遮へいによる被曝低減効果が得られるとともに、高エネルギー成分がＸ線ＣＴ画像のデータとして利用され、被検部位に対する、ＣＴ画像データも的確に取得することができるＣＴ検査方法となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】総透過量で規格化したＸ線スペクトル図である。
【図２】透過Ｘ線スペクトルを示した図である。
【図３】ノイズの評価法の説明図である。
【図４】シート厚さによるノイズの比較結果を示すグラフである。
【図５】シート長さによるノイズの比較結果を示すグラフである。
【図６】シート高さによるノイズの比較結果を示すグラフである。
【図７】標準ノイズとの比較結果を示すグラフである。
【図８】低コントラスト分解能の評価法の説明図である。
【図９】シート厚さによる低コントラスト分解能の比較結果を示すグラフである。
【図１０】シート長さによる低コントラスト分解能の比較結果を示すグラフである。
【図１１】シート高さによる低コントラスト分解能の比較結果を示すグラフである。
【図１２】標準低コントラスト分解能との比較結果を示すグラフである。
【図１３】シート厚さによる水晶体線量の比較結果を示すグラフである。
【図１４】シート長さによる水晶体線量の比較結果を示すグラフである。
【図１５】シート高さによる水晶体線量の比較結果を示すグラフである。
【図１６】標準水晶体線量との比較結果である。
【図１７】画像の比較（線量比 ０．４８）である。
【図１８】画像の比較（線量比 ０．４０）である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の一形態について説明する。本発明のＣＴ検査用Ｘ線遮へい材（以下、単に「Ｘ線遮へい材」という場合がある。）は、亜鉛の微粒子及び／または錫の微粒子と、微粒子を分散したバインダーを含み、亜鉛の微粒子及び／または錫の微粒子の含有量がＸ線遮へい材全体の７０．０〜８５．０質量％であることを基本構成とする。本発明は、亜鉛又は錫の微粒子と、該亜鉛又は錫の微粒子を均一な分散状態に保持するバインダーを含み、前記亜鉛又は錫の微粒子を７０〜８５重量％含有し、ＣＴ画像データの取得に不要な、Ｘ線の４０ｋｅＶ以下の低エネルギー成分の遮へい能を有すると共に、ＣＴ画像の取得に必要な、１００ｋｅＶ以上のＸ線の高エネルギー成分の良好な透過性を有する、ＣＴ検査用遮へい材となる。
【００１８】
本発明は、Ｘ線を用いたＣＴ検査（Ｘ線ＣＴ検査）においてＣＴ画像データを取得するのには不必要なＸ線の低エネルギー成分のみを遮へいし、ＣＴ画像データを取得するのに必要なＸ線の高エネルギー成分を用いてＣＴ画像データを作成ないし取得することにより、ＣＴ検査時におけるＸ線被曝を可及的に回避し、かつ、有用な検査結果を得ようとするものである。
【００１９】
そのためには、どのようにすればかかる低エネルギー成分のみを効果的に遮へいできるかが問題となる。前記したように、従来は、Ｘ線を出力する窓の直後にフィルターを設けることで低エネルギー成分を除去することが行われていたが、低エネルギー成分の十分な除去には至らなかった。そこで、本発明の発明者等は、Ｘ線の低エネルギー成分の遮へい機能に優れた遮へい材の開発に取り組んだ。得るべき遮へい材の条件は、下記（１）及び（２）に示すとおりである。
【００２０】
（１）ＣＴ画像データの取得に不必要なＸ線の低エネルギー成分を確実に遮へいできること。
【００２１】
（２）ＣＴ画像データの取得に必要なＸ線の高エネルギー成分は透過させること。
【００２２】
ここで、（１）に示した「ＣＴ画像データの取得に不必要なＸ線の低エネルギー成分」とは、具体的には、４０ｋｅＶ以下のエネルギー成分である。また、（２）に示した「ＣＴ画像データの取得に必要なＸ線の高エネルギー成分」とは、具体的には、１００ｋｅＶ以上のエネルギー成分である。
【００２３】
遮へい材を構成する金属材料（金属遮へい材料）として考えられる主な金属粉末としては、タングステン、鉛、ビスマス、錫、亜鉛等がある。このうち、鉛は、人の健康や環境への悪影響が大きいので、遮へい材の構成成分としては好ましくないので、対象からは除外する。その他遮へい材としてよく使用されている硫酸バリウムも含め、以下、参考として言及していく。
【００２４】
図１には、硫酸バリウム（参考）、タングステン、ビスマス、錫、亜鉛及び鉛（参考）について、総透過量を揃えた時の、連続Ｘ線の透過スペクトルが示されている。各金属とも、配合比率１００％の場合で透過量が一定となる厚さを求めて透過Ｘ線スペクトルを算出したものである。
【００２５】
図１に示した透過Ｘ線スペクトルを求めるにあたって、各吸収体を透過した光子フルエンスのスペクトル形状を比較するため、以下の計算を行った。入射光子フルエンスは管電圧１２０ｋＶのＸ線ＣＴ装置のＸ線スペクトルを算出した結果を用い、物理データはＮＩＳＴ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｄａｔａｂａｓｅ（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）を用いた。そして、光子フルエンスφが厚さｔの吸収体を透過後のＸ線照射線量Ｘｔを下記式により算出した。
【００２６】
【数１】
【００２７】
ここで、Ｘｔは吸収体厚ｔを透過した照射線量、φ（Ｅ）はＥ＋ｄＥ間の光子フルエンス、ＥはＸ線エネルギー、μｔｒ／ρは質量エネルギー転移係数、μ（Ｅ）は光子エネルギーＥに対する吸収体の線減弱係数、をそれぞれ示す。
【００２８】
そして、金属成分ごとにＸｔの値が等しくなる吸収体厚ｔを求め、各吸収体厚ｔによる透過光子フルエンスを算出した結果が図１である。
【００２９】
図１から、ＣＴ画像データの取得に必要な１００ｋｅＶ前後の高エネルギー帯でのＸ線透過量は、吸収端により、亜鉛と錫以外の金属成分ではＸ線ＣＴ画像を得るのに重要な９０ｋｅＶ以上のＸ線成分が顕著に低下する一方、亜鉛と錫が最も大きく、高いレベルを維持していることが確認できる。また、図１に示すように、かかる亜鉛と錫は、ＣＴ画像データの作成ないし取得にはほとんど不要な４０ｋｅＶ以下の低エネルギー帯でのＸ線遮へい能力も、他の金属成分より優れている。よって、前記した（１）及び（２）の条件を満たす遮へい材の原料としては、亜鉛や錫が最も適しているといえるため、本発明にあっては、金属遮へい成分として亜鉛と錫を選択した。
【００３０】
同様な方法により、遮へいシートにおける亜鉛の微粒子の部数（遮へいシート全体に対する亜鉛の微粒子の含有量）を変化させた場合の透過Ｘ線フルエンスを求めた結果を図２に示す。図２に示した含有量（６９、７４、７６、７７、８０質量％）の範囲では、透過Ｘ線スペクトル形状はほとんど変化せず、前記した（１）及び（２）の条件を満足することができる。加えて、亜鉛や錫の含有量が８５．０質量％程度までは、透過比及び鉛当量といった特性も含め、図２に載せた含有量のものと共通した特性を示すものと考えられる。以上の結果より、亜鉛の微粒子や錫の微粒子の含有量（亜鉛と錫とを併用した場合にあっては、合計の含有量。）は、遮へいシート全体に対して７０．０〜８５．０質量％としている。
【００３１】
一方、亜鉛の微粒子や錫の微粒子の含有量を、全体の８５．０質量％を超えるようにすると、バインダーの架橋が良好に進行せず、微粒子の含有量を全体の７０．０質量％より少なくした場合には、母材の収縮によりシートの製造が困難になる場合がある。
【００３２】
本発明において金属遮へい成分として使用される亜鉛や錫は、微粒子（粉末）状で使用され、亜鉛の微粒子は、金属亜鉛単体のほか、ダイカスト用亜鉛合金、硫化亜鉛、スズ酸亜鉛等の亜鉛化合物を使用することができる。錫の微粒子も、金属錫単体のほか、ピューター等のスズ合金、硫化錫（ＳｎＳ）等の錫化合物が挙げられる。亜鉛や錫はコスト的にもリーズナブルな材料であり、また、鉛材料とは異なり、環境及び人体への悪影響を抑制することができ、安全で環境・衛生的にも良好となる。また、亜鉛と錫は、その１つを単独で使用してもよく、その２種を組み合わせて使用するようにしてもよい。
【００３３】
亜鉛の微粒子や錫の微粒子の平均粒子径（平均１次粒子径）は、１〜１００μｍとすることが好ましい。亜鉛や錫の微粒子の平均粒子径をかかる範囲にすることにより、バインダーに対して分散性もよく、前記した効果を効率よく発揮することができる。亜鉛や錫の微粒子の平均粒子径は３〜１５μｍとすることが特に好ましい。なお、本発明において、「平均粒子径」は、例えば、レーザー回折・散乱法によって求めた粒度分布における積算値５０％での粒子径を採用することができる。
【００３４】
亜鉛や錫の微粒子を分散させるバインダーとしては、公知の樹脂材料を使用することができるが、エラストマーを使用することが好ましく、例えば、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、エチレン-プロピレンゴム（ＥＰＴ（ＥＰＤＭ））、シリコーンゴム（Ｓｉ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体ゴム（ＥＶＡ）、ポリウレタンゴム（ＰＵＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）等の従来公知の熱硬化性エラストマー、熱可塑性エラストマー等を使用することができる。
【００３５】
かかるバインダーは、前記した亜鉛や錫の微粒子を除いた場合における、Ｘ線ＣＴ検査用遮へい材の主成分となるが、Ｘ線ＣＴ検査用遮へい材全体に対して、例えば、８．０〜３０．０質量％含有するようにすることが好ましい。バインダーの含有量をかかる範囲とすることにより、錫や亜鉛といった金属遮へい成分がバインダーに良好に分散される。バインダーは、Ｘ線ＣＴ検査用遮へい材全体に対して、８．０〜２５．０質量％含有するようにすることが特に好ましい。
【００３６】
なお、本発明のＣＴ検査用Ｘ線遮へい材には、本発明の目的及び効果を妨げない範囲において、前記した以外の各種の樹脂成分やゴム成分、及び各種の添加剤を必要に応じて適宜添加することができる。添加剤としては、従来公知のものを使用することができ、例えば、加硫剤、加硫助剤、老化防止剤、加工助剤、可塑剤、紫外線吸収剤、耐熱安定剤、酸化防止剤、あるいは加工性を向上させるための減粘剤や増粘剤等の各種添加剤を適宜添加することができる。
【００３７】
本発明のＣＴ検査用Ｘ線遮へい材を製造するには、例えば、金属遮へい成分となる亜鉛や錫の微粒子とバインダー及び必要により各種の添加剤を混合した混合材料を、亜鉛や錫のバインダー（エラストマー）への分散を確実にするために、ロール作業にて混練りし、室温で冷却してから再度ロール作業にて所定の厚さにシート状に分出した後、裁断してコンプレションモールドして加硫シートを作製し、これを必要な大きさに裁断して、シート状の遮へい材として使用することができる。また、熱可塑性エラストマーを使用する場合には、混合材料を押出成形、Ｔ型ダイス押出成形、カレンダー成形、プレス成形、射出成形、コーティング、金型成形等の公知の手段によって成形加工することにより、簡便に得ることができる。
【００３８】
本発明のＣＴ検査用Ｘ線遮へい材は、所望のサイズ（長さ、幅、厚さ）を有するシート状とすることが好ましい。シート状の遮へい材の厚さは、含有される錫や亜鉛の微粒子の含有量や平均粒子径、バインダーを構成する材料、求められる遮へい特性等により適宜決定されるが、０．５〜４．０ｍｍとすることが好ましく、１．０〜４．０ｍｍとすることがさらに好ましく、１．０〜３．０ｍｍとすることが特に好ましい。
【００３９】
また、ＣＴ検査用Ｘ線遮へい材は、Ｘ線を用いたＣＴ検査を行う場合には、水晶体、乳房、甲状腺、胸腺等の防護すべき部位（防護部位、被曝防止箇所）を覆うように配設されるが、ＣＴ検査用Ｘ線遮へい材で防護部位を覆うに際しては、遮へい材の形状を、防護部位の輪郭等にあわせて形成する（例えば、水晶体を防護する場合にあっては、断面視略Ｕ字形状にして、顔に装着しやすくする等。）ことが好ましい。
【００４０】
以上説明した本発明に係るＣＴ検査用Ｘ線遮へい材は、Ｘ線の４０ｋｅＶ以下のエネルギー成分（低エネルギー成分）を遮へいするとともに、Ｘ線の１００ｋｅＶ以上のエネルギー成分（高エネルギー成分）を透過するので、防護部位を覆って、Ｘ線を用いたＣＴ検査を行った場合にあっては、防護部位における被曝低減効果が得られるとともに、被検部位におけるＣＴ画像データを的確に取得することができる遮へい材となる。
【００４１】
かかるＣＴ検査用Ｘ線遮へい材を用いてＸ線を用いたＣＴ検査を行い、ＣＴ画像データを取得するには、まず、ＣＴ検査用Ｘ線遮へい材で水晶体、甲状腺、乳房、胸線等といった防護部位を覆って、被検部位にＸ線ＣＴ装置等のＸ線照射源からＸ線を照射するようにする。被検部位が防護部位付近である場合には、Ｘ線が被検部位だけでなく防護部位に照射されてしまう可能性があるが、ＣＴ検査用Ｘ線遮へい材で防護部位を覆っていることにより、Ｘ線の４０ｋｅＶ以下のエネルギー成分（低エネルギー成分）が遮へいされて、防護部位における被曝低減効果が得られる。
【００４２】
また、被検部位に対する、ＣＴ画像データも的確に取得することができる。前記したように、Ｘ線照射源から出力されるＸ線は連続エネルギー分布であるが、このうち、Ｘ線の１００ｋｅＶ以上のエネルギー成分（高エネルギー成分）が体内を通過し、Ｘ線照射源と対向して配置される検出器に入射し、Ｘ線ＣＴ画像のデータとして利用されることになる。一方、Ｘ線の低エネルギー成分は、ほとんどが体内に吸収されてしまう。Ｘ線ＣＴ画像を作成ないし取得する目的においては、Ｘ線の低エネルギー成分は殆ど不要な成分であるため、ＣＴ画像データの取得等には悪影響はない。
【００４３】
なお、ＣＴ検査用Ｘ線遮へい材で水晶体、甲状腺、乳房、胸線等といった防護部位を覆う場合にあっては、遮へい材と人体を密着させるよりは、適当な間隔を設けるようにすると、ノイズの発生を抑えることができたり、低コントラスト分解能が向上するため好ましい。かかる間隔は、防護部位の種類や位置、輪郭、含有される錫や亜鉛の微粒子の含有量や平均粒子径、バインダーを構成する材料、求められる遮へい特性等により適宜決定すればよい。
【実施例】
【００４４】
以下、実施例に基づき本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、これらに限定されるものではない。
【００４５】
［実施例１］
ＣＴ検査用Ｘ線遮へい材の製造（１）：
金属遮へい成分として亜鉛の微粒子を用いて、下記の方法を用いて、表１の組成のＣＴ検査用Ｘ線遮へい材（Ｘ線遮へいシート）を製造した。なお、亜鉛の微粒子の平均粒子径は、１〜１００μｍのものを用いた。
【００４６】
（組成）
【表１】
【００４７】
表１に示した組成において、亜鉛の微粒子はＸ線遮へい用の金属遮へい材料であり、エラストマー（エチレン−酢酸ビニル共重合体：ＥＶＡ）はバインダー、酸化亜鉛華は受酸剤または加硫助剤、酸化チタンは色合いのバランスを取る役割、をそれぞれ果たす。
【００４８】
また、実施例１のＣＴ検査用Ｘ線遮へい材は、亜鉛の微粒子とエラストマーとの分散を確実にするために、ロール作業にて混練りし、室温で冷却してから再度ロール作業にて所定の厚さにシート状に分出した後、裁断してコンプレションモールドして加硫シートを作製し、これを必要な大きさに裁断して、Ｘ線遮へいシートとして使用した。下記の試験例１を実施するに際して、準備したシート状のＣＴ検査用Ｘ線遮へい材のサイズは、表２に示したとおりであり、形状として、３０ｍｍ×１５０ｍｍ、３０ｍｍ×２００ｍｍ、３０ｍｍ×２５０ｍｍのものを、厚さとして、前記した形状のものに対してそれぞれ１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍとして用意した。
【００４９】
（ＣＴ検査用Ｘ線遮へい材のサイズ）
【表２】
【００５０】
［試験例１］
前記のようにして得られた実施例１のＣＴ検査用Ｘ線遮へい材からなる、表２に示したサイズの異なるＸ線遮へいシートを作製し、それらを用いてＸ線画像性能を確認するため、次の試験を実施した。また、各試験（（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ））の内容とその結果は以下のとおりである。
【００５１】
（Ａ）ノイズの評価法
（Ｂ）低コントラスト分解能の評価法
（Ｃ）防護部位におけるＸ線量の比較
【００５２】
（Ａ）ノイズの評価法
ＣＴ性能評価ファントム（Ｃａｔｐｈａｎ６００）を用い、Ｘ線遮へいシートの厚さ、サイズ（長さ）、位置（被検体との間隔）によるＸ線ＣＴ画像への影響を確認した。臨床画像において特に重要となるノイズと低コントラスト分解能に関するＸ線ＣＴ画像特性を評価した。
【００５３】
ノイズの評価は、ＣＴ性能評価ファントムのノイズモジュールを撮影して得られたスキャン画像より、５か所に設定した関心領域内のＣＴ値の標準偏差を求めた。図３（ａ）は撮影したノイズモジュールの画像例で、図３（ｂ）に示したＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、及びＥの５か所を測定した。
【００５４】
（Ａ）の試験結果は、図４、図５及び図６のグラフに示すとおりである。各図において、厚さ、長さはＸ線遮へいシートの厚さ、長さであり、高さは、被検体とＸ線遮へいシートの間隔である（以下同じ。）。これらの試験結果から、概ね、Ｘ線遮へいシートの厚さが厚くなるほど、また、長さが長くなるほどノイズが増加する傾向があることが確認できた。また、概ね、Ｘ線遮へいシートを被検体から離して配置するとノイズが減少する傾向があることが確認できた。
【００５５】
標準ノイズとの比較結果は、図７のグラフに示すとおりである。グラフ中横線は通常のノイズ位置を示し、各棒グラフはこの中横線以下になれば被検体が明確になる。
【００５６】
（Ｂ）低コントラスト分解能の評価法
低コントラスト分解能の評価は、ＣＴ性能評価ファントムの低コントラスト分解能モジュールを撮影して得られたスキャン画像より求めた。低コントラスト分解能モジュールの撮影像例を図８（ａ）に、低コントラスト分解能モジュールの構造図を図８（ｂ）に示した。低コントラスト分解能モジュールは、ＣＴ値の異なる直径３ｍｍから１５ｍｍの円筒形ロッド配置されている。外側のロッドはＺ軸の長さが全て４０ｍｍ、内側のロッドはＺ軸長さが３ｍｍ、５ｍｍ、７ｍｍであり、スライド厚さ等の条件が異なるスキャンでも評価を行うことができる。低コントラスト分解能は、直径３ｍｍから１５ｍｍのロッドが識別可能なコントラスト（％）として測定した。
【００５７】
（Ｂ）の試験結果は、図９、図１０及び図１１のグラフに示すとおりである。これ等の試験結果から、概ね、Ｘ線遮へいシートの厚さが厚くなるほど、また、長さが長くなるほど低コントラスト分解能が低下する傾向があることが確認できた。また、概ね、Ｘ線遮へいシートを被検体から離して配置すると、低コントラスト分解能が向上する傾向があることが確認できた。
【００５８】
標準低コントラスト分解能との比較結果は、図１２のグラフに示したとおりである。なお、低コントラスト分解能は、％の数字が小さい方が分解能が高いことを示す。
【００５９】
（Ｃ）防護部位におけるＸ線量の比較
試験内容は頭部ＣＴ検査であり、防護部位は水晶体、要検査部位は小脳である。この試験の結果は、図１３、図１４及び図１５に示すとおりである。これらの試験結果から、概ね、Ｘ線遮へいシートの厚さが厚くなるほど、また、長さが長くなるほど水晶体線量が減少することが確認できた。また、概ね、Ｘ線遮へいシートを水晶体位置から離して使用すると水晶体線量が増加する傾向がある。さらに、Ｘ線遮へいシートの厚さ、長さ、水晶体からの距離によって、水晶体線量は最大で約７１％，最小で約３５％減少することが確認できた。
【００６０】
標準水晶体線量との比較は図１６、ＣＴ画像の比較結果は図１７、図１８に示すとおりである。これらの結果から、図１８に示した厚さ３ｍｍ、長さ２００ｍｍ、高さ４０ｍｍの遮へいシートを使用することにより、検査に支障なく水晶体線量を約６０％減少させることが可能なことが、本試験より確認できた。
【００６１】
なお、実施例１で得られたＸ線遮へいシートは、亜鉛の微粒子の含有量をＣＴ検査用Ｘ線遮へい材（Ｘ線遮へいシート）全体に対して７６．５％質量％として実施しているが、図２にも示したように、７０．０〜８５.０質量％の範囲においても同等の性能を有すると考えられる。
【００６２】
［実施例２、実施例３及び実施例４］
ＣＴ検査用Ｘ線遮へい材の製造（２）：
実施例１の組成に対して、亜鉛の微粒子等の成分の含有量を変更した下記表３に示した組成を用いた以外は、実施例１で示した方法と同様な方法を用いて、実施例２、実施例３及び実施例４のシート状のＣＴ検査用Ｘ線遮へい材（Ｘ線遮へいシート）を製造した。なお、厚さは１ｍｍとした。
【００６３】
（組成）
【表３】
【００６４】
［試験例２］
（透過比及び鉛当量の測定）
実施例２、実施例３及び実施例４で得られたＣＴ検査用遮へい材（厚さ １ｃｍ）について、管電圧１２０ｋＶにおける透過比及び鉛当量を測定した。測定結果を表４に示す。
【００６５】
（測定結果）
【表４】
【００６６】
なお、比較対照として、亜鉛の微粒子の含有量を遮へい材全体に対して６９．０、７４．０、７６．０、７７．０及び８０．０質量％として、厚さ１ｍｍの厚さのシートを製造した場合をシミュレーションした半実験式を用いた理論計算値を表５に示す。
【００６７】
（理論計算値）
【表５】
【００６８】
表４に示すように、実施例２、実施例３及び実施例４のＣＴ検査用遮へい材については、透過比及び鉛当量について、表５における透過比及び鉛当量とほぼ共通する値が得られ、共通した特性を示すことが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は、Ｘ線ＣＴ検査を実施するに際して、ＣＴ画像データの取得に不要な、Ｘ線の低エネルギー成分を遮へいするとともに、ＣＴ画像の取得に必要なＸ線の高エネルギー成分を透過し、人体への悪影響をできる限り抑えながらＣＴ画像データを的確に取得する手段として利用することができ、産業上の利用価値は高いものである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
亜鉛の微粒子及び／または錫の微粒子と、前記微粒子を分散したバインダーを含み、
前記微粒子の含有量が全体の７０．０〜８５．０質量％であることを特徴とするＣＴ検査用Ｘ線遮へい材。
【請求項２】
Ｘ線の４０ｋｅＶ以下の低エネルギー成分の遮へい能を有するとともに、Ｘ線の１００ｋｅＶ以上のＸ線の高エネルギー成分の透過能を有することを特徴とする請求項１に記載のＣＴ検査用Ｘ線遮へい材。
【請求項３】
前記バインダーがエラストマーであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＣＴ検査用Ｘ線遮へい材。
【請求項４】
亜鉛の微粒子及び／または錫の微粒子が分散されたバインダーを含んでなるＣＴ検査用Ｘ線遮へい材で防護部位を覆い、被検部位に対してＸ線を照射し、ＣＴ画像データを取得することを特徴とするＣＴ検査方法。
【請求項５】
前記ＣＴ検査用Ｘ線遮へい材により、Ｘ線の４０ｋｅＶ以下の低エネルギー成分を遮へいしつつ、前記Ｘ線遮へい材を透過するＸ線の１００ｋｅＶ以上の高エネルギー成分を用いてＣＴ画像データを取得することを特徴とする請求項４に記載のＣＴ検査方法。
【請求項６】
前記ＣＴ検査用遮へい材における前記微粒子の含有量が前記ＣＴ検査用Ｘ線遮へい材全体の７０．０〜８５．０質量％であることを特徴とする請求項４または請求項５に記載のＣＴ検査方法。
【請求項１】
亜鉛の微粒子及び／または錫の微粒子と、前記微粒子を分散したバインダーを含み、
前記微粒子の含有量が全体の７０．０〜８５．０質量％であることを特徴とするＣＴ検査用Ｘ線遮へい材。
【請求項２】
Ｘ線の４０ｋｅＶ以下の低エネルギー成分の遮へい能を有するとともに、Ｘ線の１００ｋｅＶ以上のＸ線の高エネルギー成分の透過能を有することを特徴とする請求項１に記載のＣＴ検査用Ｘ線遮へい材。
【請求項３】
前記バインダーがエラストマーであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＣＴ検査用Ｘ線遮へい材。
【請求項４】
亜鉛の微粒子及び／または錫の微粒子が分散されたバインダーを含んでなるＣＴ検査用Ｘ線遮へい材で防護部位を覆い、被検部位に対してＸ線を照射し、ＣＴ画像データを取得することを特徴とするＣＴ検査方法。
【請求項５】
前記ＣＴ検査用Ｘ線遮へい材により、Ｘ線の４０ｋｅＶ以下の低エネルギー成分を遮へいしつつ、前記Ｘ線遮へい材を透過するＸ線の１００ｋｅＶ以上の高エネルギー成分を用いてＣＴ画像データを取得することを特徴とする請求項４に記載のＣＴ検査方法。
【請求項６】
前記ＣＴ検査用遮へい材における前記微粒子の含有量が前記ＣＴ検査用Ｘ線遮へい材全体の７０．０〜８５．０質量％であることを特徴とする請求項４または請求項５に記載のＣＴ検査方法。
【図１】
【図２】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図３】
【図８】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図３】
【図８】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１２−１７９３５３（Ｐ２０１２−１７９３５３Ａ）
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２７０５４（Ｐ２０１２−２７０５４）
【出願日】平成２４年２月１０日（２０１２．２．１０）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第３項適用申請有り 博覧会名：産業交流展２０１０（平成２２年６月２３日付２０１００６１５特許００４） 主催者名：産業交流展２０１０実行委員会 開催日：平成２２年１１月１０日から１１月１２日までの３日間
【出願人】（３９００２８７８３）株式会社フジックス (3)
【出願人】（５９１１０６４６２）茨城県 (45)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年２月１０日（２０１２．２．１０）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第３項適用申請有り 博覧会名：産業交流展２０１０（平成２２年６月２３日付２０１００６１５特許００４） 主催者名：産業交流展２０１０実行委員会 開催日：平成２２年１１月１０日から１１月１２日までの３日間
【出願人】（３９００２８７８３）株式会社フジックス (3)
【出願人】（５９１１０６４６２）茨城県 (45)
【Ｆターム（参考）】
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