(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-10-17
(45)【発行日】2024-10-25
(54)【発明の名称】被ばくと防護負荷を低減する追加シールドボックス
(51)【国際特許分類】
G21F 3/00 20060101AFI20241018BHJP
A61B 6/10 20060101ALI20241018BHJP
G21F 1/06 20060101ALI20241018BHJP
G21F 1/10 20060101ALI20241018BHJP
G21F 1/08 20060101ALI20241018BHJP
G21F 3/035 20060101ALI20241018BHJP
【ＦＩ】
G21F3/00 Z
A61B6/10 503
G21F1/06
G21F1/10
G21F3/00 G
G21F1/08
G21F3/035
【請求項の数】
15
(21)【出願番号】P 2023174737
(22)【出願日】2023-10-06
(62)【分割の表示】P 2022205553の分割
【原出願日】2022-12-22
(65)【公開番号】P2023182749
(43)【公開日】2023-12-26
【審査請求日】2024-02-18
(31)【優先権主張番号】P 2022001336
(32)【優先日】2022-01-06
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(31)【優先権主張番号】P 2022161788
(32)【優先日】2022-10-06
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(31)【優先権主張番号】P 2022018334
(32)【優先日】2022-02-08
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(31)【優先権主張番号】P 2022123002
(32)【優先日】2022-08-01
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(31)【優先権主張番号】P 2022075633
(32)【優先日】2022-05-01
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】721004927
【氏名又は名称】和田 隆太郎
(72)【発明者】
【氏名】和田 隆太郎
【審査官】後藤 慎平
(56)【参考文献】
【文献】特許第５３５６２４１（ＪＰ，Ｂ２）
【文献】実開昭６４－００６９１３（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２０１５－１００３６１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２３－１００５８７（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ２１Ｆ １／００－７／０６
Ａ６１Ｂ ６／００－６／５８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
医療用のＸ線透過装置のテーブル上部に設置して被ばく防護する追加シールドにおいて、主構造体である方体状のボックスは、体軸方向に２以上に分割できる構造を有し、各部位に照射されるＸ線の遮へい能力がある１以上の遮へい材料を前記ボックスの構成材料またはその表層に配置した部材とし、
患者の照射野を立体的に取り囲んで前記部材を設置し、
遮へい能力があり近接で内部を視認する装置と患者人体や医療行為に必要な装置や物品について内部を操作する装置とを前記ボックスに取り付けることを特徴とする追加シールドボックス
【請求項2】
前記請求項１において主構造体である方体状の追加シールドである追加シールドボックスは、患者の照射野を立体的に取り囲んで前記部材を設置し、かつ、Ｘ線の入射口を除いて患者の照射野からどの方位においてもＸ線の透過を低減できない開口がないことを特徴とする追加シールドボックス
【請求項3】
前記請求項１において近接で内部を視認する装置は、前記ボックスの天井面または壁面からの、１つ以上の透視可能な透明性を有する遮へい付きガラス板または遮へい付き樹脂板による覗き窓であることを特徴とする追加シールドボックス
【請求項4】
前記請求項１において近接で内部を操作する装置は、前記ボックス壁面のスリーブポートに取り付けられる１以上の可撓性のスリーブ構造体であることを特徴とする追加シールドボックス
【請求項5】
前記請求項１において方体状のボックスは、各部位に照射される放射線エネルギーの数値に応じて、前記遮へい材料の種類とその厚さの組み合わせにおいて２以上を選定し、
前記ボックスの構造材料またはその内側表面に配置した部材とすることにより、
患者人体からの散乱Ｘ線を有効に線減衰することを特徴とする追加シールドボックス
【請求項6】
前記請求項１の追加シールドボックスのうち、アンダーチューブ型のＸ線透視装置において、患者の照射野とその周辺から発生する８８キロ電子ボルト以上の放射線エネルギーの小角散乱Ｘ線を含み、入射角に対して散乱角が３５度以内に向けて照射される高いエネルギー範囲の前方散乱Ｘ線に対して、
前記遮へい材料のうち原子番号が８３以上で９２以下の元素の単体または化合物より成る線減衰材料を、前方散乱Ｘ線が照射される範囲の部材である前記ボックスの天井部の天板に配置することにより、Ｋ殻の特性Ｘ線を発生することなく、
前方散乱Ｘ線を線減衰することを特徴とする追加シールドボックス
【請求項7】
前記請求項２の追加シールドボックスにおいて方体状のボックスは、主構造体である方体状のボックス端面の患者ポートを介して患者人体が体軸方向に貫通させることで患者の照射野近傍を除く部位を外部空間に置き、
患者ポート上部から遮へい能力のある可撓性の遮へいシートを懸けることで開口を塞ぐことにより、
設置室内の空間線量率を低減し、患者の照射野近傍を除く部位を医療被ばくから防護することを特徴とする追加シールドボックス
【請求項8】
前記請求項２の追加シールドボックスのうち、アンダーチューブ型のＸ線透過装置において、Ｘ線受像機の受像機アームは前記ボックスの受像機ポートに組み込み、
前記分割ボックスを１つに組み立てることにより、
Ｘ線受像機を前記ボックス内に収納することを特徴とする追加シールドボックス
【請求項9】
前記請求項６の追加シールドボックスにおいて、原子番号が８２以上の元素または線減衰材料で構成される第一層である低反射減弱層および拡散吸収体と電子吸収体の対で構成される第二層以下である多層吸収層の３層以上を密着して多層に重ねた複合吸収材料を設置することにより、
散乱Ｘ線を線減衰した上で有効に線エネルギー吸収することを特徴とする追加シールドボックス
【請求項10】
前記請求項９の追加シールドボックスにおいて前記複合吸収材料に付加する前記多層吸収層は、前記ボックスの母材のチタン合金、かつまたは、アルミニウム合金による構造材料をＸ線入射側の表面に密着させて設置し、前記構造材料を前記複合吸収材料の最外層の電子吸収体として利用することにより、散乱Ｘ線を線減衰した上でさらに有効に線エネルギー吸収することを特徴とする追加シールドボックス
【請求項11】
前記請求項４の追加シールドボックスにおいて、方体状のボックスは、医療従事者がスリーブポートを介して前記ボックス内に手腕を挿入することで医療従事者の手腕以外の部位を外部空間に置き、
前記スリーブポートに取り付けた遮へい能力がある可撓性の前記スリーブ構造体で、前記ボックスと医療従事者との間の開口を塞ぐことにより、
設置室内の空間線量率を低減し、医療従事者の手腕を職業被ばくから防護することを特徴とする追加シールドボックス
【請求項12】
前記請求項１または前記請求項２の追加シールドボックスにおいて、前記ボックス内の手術で利用する電源、電気信号および液体等の信号・物品は、前記ボックスの接続ポートに取付けた遮へい能力のある接続コネクタにより前記ボックスを貫通して連絡し、開口を設けることなく遮へいを維持しながら前記ボックスの内部と外部の間で前記信号・物品を出し入れできることを特徴とする追加シールドボックス
【請求項13】
前記請求項３の追加シールドボックスのうち、アンダーチューブ型のＸ線透視装置において、Ｘ線受像機は前記ボックスの内部に配置し、
ボックスには立体的にどの方位にも外部空間と通じた開口がなく、
前記ボックスの天板には小角散乱Ｘ線の実効エネルギーがＫ吸収端以下となる線減衰材料を配置することにより、
術者の水晶体に向かう上方への散乱Ｘ線を有効に線減衰することを特徴とする追加シールドボックス
【請求項14】
前記請求項６の追加シールドボックスにおいて、前方散乱Ｘ線の放射線エネルギーが８８ＫｅＶ以上となった場合において、
鉛直からの正負の散乱角が３５度以下の前方散乱Ｘ線を遮へいするために、
前記天板の原子番号が８３以上の線減衰材料は前記散乱角に相応させて幅を拡げ、
覗き窓は傾斜角を鉛直に近づけて経路長を長くするまたは前方散乱Ｘ線に対する入射角を大きくすることで遮へい能力を増加することにより、
術者の水晶体に向かう上方への散乱Ｘ線をさらに有効に線減衰することを特徴とする追加シールドボックス
【請求項15】
前記請求項１または前記請求項２の追加シールドボックスのうち、アンダーチューブ型のＸ線透視装置において、Ｘ線受像機は前記ボックスの内部に配置し、
Ｘ線受像機の対となるようにＸ線源は患者が横たわるテーブルの下部に配置し、
Ｘ線管球からの１次Ｘ線は上方の患者人体の照射野に向けて一直線に照射することにより、
被ばく線量と放射線防護に係る負荷を低減してＸ線透視できることを特徴とする追加シールドボックス
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、エックス線（以下、「Ｘ線」と記載する）透視装置を利用する医療分野において、主に医療従事者の被ばく線量と放射線防護に係る負荷を低減できる追加シールドボックスを提供する。
【背景技術】
【0002】
医療分野での放射線利用は普及が進んでおり、日本での放射線検査・診断装置と血管連続撮影装置の合計数は２０１７年時点で既に1万7千台を超えている。
今日では臨床的処置として数多くの手術を行う各診療科の専門医（以下、「術者」という）が、Ｘ線透視装置を使用している。放射線を使用した診療は着実に増加しており、患者と医療従事者の被ばくを伴う処置も頻繁に実施されている。最近では、パルス透視や選択的血管造影等の技術がさらに進歩しているが、利用機会の増加に伴いＸ線照射による被ばく時間が長くなる傾向にあり、患者の医療被ばくや医療従事者の職業被ばくの増加をもたらしている。また、場合によっては放射線防護上の対応が立ち遅れている部分もあり、そのため医療従事者と患者の放射線障害のリスクが高まっている。
今日では臨床的処置として数多くの手術を行う各診療科の専門医（以下、「術者」という）が、Ｘ線透視装置を使用している。放射線を使用した診療は着実に増加しており、患者と医療従事者の被ばくを伴う処置も頻繁に実施されている。最近では、パルス透視や選択的血管造影等の技術がさらに進歩しているが、利用機会の増加に伴いＸ線照射による被ばく時間が長くなる傾向にあり、患者の医療被ばくや医療従事者の職業被ばくの増加をもたらしている。また、場合によっては放射線防護上の対応が立ち遅れている部分もあり、そのため医療従事者と患者の放射線障害のリスクが高まっている。
【0003】
最近の医療分野では、Ｘ線透視像や血管造影像などを見ながら、体内にカテーテルと呼ばれる細い管や針などを入れ、外科的手術なしで出来るだけ体に傷を残さずに病気を治療するインターベンショナル・ラジオロジー（Interventional Radiology、以下、「ＩＶＲ」と呼ぶ）の手法を用いた治療が年々、増加している。
血管造影法（アンギオグラフィ）に使用するＸ線透視装置（以下、「アンギオ装置」という）を適用した血管造影法とは、血管内に造影剤を注入し、その流れをＸ線で撮影することによって、血管そのものの形状などを観察する方法である。Ｘ線を通しにくい造影剤を目的の血管に流し込んでから、Ｘ線撮影をすることで、造影剤の入った部分の血管の形をはっきりと写しだすことができる。
血管造影法（アンギオグラフィ）に使用するＸ線透視装置（以下、「アンギオ装置」という）を適用した血管造影法とは、血管内に造影剤を注入し、その流れをＸ線で撮影することによって、血管そのものの形状などを観察する方法である。Ｘ線を通しにくい造影剤を目的の血管に流し込んでから、Ｘ線撮影をすることで、造影剤の入った部分の血管の形をはっきりと写しだすことができる。
【0004】
ここではアンギオ装置を代表例として、その構造・使用法および空間線量率を説明する。アンギオ装置の代表的な構造は、患者が横たわる寝台（以下、「テーブル」という）の上下のどちらかにＸ線管球を設置し、反対方向に対として設置したＸ線受像機にて患者を透過したＸ線を受光する。アンギオ装置では本来的にＸ線の直接線はＸ線源中のＸ線管球を出て患者を通過して受像機に至るという、一直線で一方向の照射経路である。上記Ｘ線管球から照射され患者を通過したＸ線の一部は受像機に入射して透視画像データとなって伝送されて液晶ＴＶ画面に表示されるが、Ｘ線の多くは患者人体で散乱し、装置の周囲に散乱線として放出される。アンギオ装置は、脳・心臓などの内臓・血管などのカテーテル手技を行うことが、大きな目的の１つとなっている。そのため、アンギオ装置では手術の時間中は常に透視または観察を行っている。術者を含む医療従事者はアンギオ装置の機側にいる時間が長いため、患者人体により散乱されたＸ線をかなり多量に被ばくすることになる。術者が装置の近傍で１０時間に及ぶ手技を行うこともある。術者が機側で頻繁に患者に対して手技を行う上記アンギオ装置における手術は長時間にわたる場合もあるため、術者を含む医療従事者の放射線防護は重要な課題である。
上述の通り、医療Ｘ線利用においては、患者や被検者の身体組織（以下、「患者人体」という）が、照射されたＸ線を散乱する主な散乱体となっている。
上述の通り、医療Ｘ線利用においては、患者や被検者の身体組織（以下、「患者人体」という）が、照射されたＸ線を散乱する主な散乱体となっている。
【0005】
医療従事者と患者の放射線防護のために、非特許文献１（ＩＣＲＰ、２０１７年）では、鉛エプロン、眼の保護具、甲状腺保護具等の「個人防護具等」や、天井懸架型遮へい（移動式天井懸架スクリーン、その他吊り下げ式鉛フラップ等）や搭載型遮へい等の「防護カーテン等」の使用が提案されている。しかし、これらの放射線防護具等は、特定の方向に向けて平面的に散乱するＸ線、すなわち意図した方位だけからのＸ線を防護することを想定している。入射したＸ線源からのＸ線（以下、「一次Ｘ線」という）がテーブルや患者の身体組織で散乱し、散乱したＸ線（以下、「散乱Ｘ線」という）が全方向から照射され、すなわち意図しない方位からのＸ線が照射される中では、十分に医療従事者を放射線防護できない。これらの放射線防護具等による被ばく低減の効果は、特定の方向に限られた限定的なものになる。すなわち、これらの放射線防護具等は、幾分かでも医療従事者の被ばくを低減することを目的とするものであり、散乱Ｘ線による被ばく低減の根本的な解決策にはならない。
【0006】
一般に医療用のＸ線透視装置はＸ線管球の管電圧が５０～１５０キロボルト（ｋＶ）で使用される場合が多いが、これに対応するＸ線エネルギーは５０～１５０キロ電子ボルト（ＫｅＶ）の領域にある。アルミニウム（Ａｌ）は概ね５０ＫｅＶ以上では光電効果が主要な相互作用である領域（以下、「光電領域」という）にはなく、コンプトン散乱が主要な相互作用である領域（以下、「散乱領域」という）にある。すなわち、ＡｌはＸ線をあまり吸収せずに、散乱している。加えて、Ａｌより原子番号が小さい元素、すなわち人体組織を構成する炭素（Ｃ）－水素（Ｈ）－酸素（Ｏ）等の元素は、同様に散乱領域にあり、Ｘ線を殆ど吸収しない。そのため、一次Ｘ線が照射されてこれらの軽元素の物質と相互作用した際には、支配的に多くが吸収されずに散乱されて散乱Ｘ線となる。なお、これらの背景技術は特許文献１に詳細が説明されている。
【0007】
Ｘ線透視装置では患者が横たわる寝台（以下、「テーブル」という）の上下どちらかにＸ線管球を設置し、反対方向に設置したＸ線受像機にて患者を透過したＸ線を受光する。従来、テーブルの素材にはＸ線の吸収を避けるため、炭素繊維補強プラスチック（以下、「ＣＦＲＰ」という）等が使用されてきた。また、金属では純ＡｌやＡｌ合金（以下、「Ａｌ系」という）が使用されてきた。すなわち、従来のテーブルはいずれも一次Ｘ線の吸収が少ない軽元素から成る材料により構成されている。そのため、これらは一次Ｘ線の吸収は少ないが、散乱により散乱Ｘ線を発生する。
【0008】
また、Ｘ線源からの一次Ｘ線は主にＣ－Ｈ－Ｏ等の軽元素で構成される患者の人体組織で散乱され、より多くの散乱Ｘ線が発生することが知られている。患者人体で発生する散乱Ｘ線は、その体厚がテーブルに比べて厚いため、確率的に何回か再散乱するものが増えることにより、前方、側方、後方のあらゆる方位に散乱する。Ｘ線源がテーブルの下方にあるアンダーチューブ型では、患者人体で発生した後方への散乱Ｘ線は、患者人体の下方にあるテーブル面に照射される。アンダーチューブ型の場合は、後方である下方（床面の方向）への散乱Ｘ線が最も光子数が多く、これが発生する散乱Ｘ線の半分程度と言われている。
前項で述べた従来のテーブルの材料はこれらを吸収することなく更に散乱するので、テーブルから再散乱した散乱Ｘ線が発生する。患者人体で後方に散乱した散乱Ｘ線の場合でも、この再散乱により方向が変わり、側方や前方の散乱Ｘ線となるものもある。
前項で述べた従来のテーブルの材料はこれらを吸収することなく更に散乱するので、テーブルから再散乱した散乱Ｘ線が発生する。患者人体で後方に散乱した散乱Ｘ線の場合でも、この再散乱により方向が変わり、側方や前方の散乱Ｘ線となるものもある。
【0009】
医療用のＸ線透視装置では、Ｘ線源で発生した一次Ｘ線がＣＦＲＰ製のテーブルを通過して患者・被検者の身体組織に当たって大部分は散乱され、一部は吸収され、残された数％程度が透過する。特許文献１によれば、例えば１００ＫｅＶ程度のアンダーチューブ型の一次Ｘ線であれば身体組織とテーブルにより約８０％が散乱され、１０数％が吸収され、５％程度が透過する。一次Ｘ線が約４０ＫｅＶ以上の場合は、身体組織とテーブルでは光電効果による吸収（光電吸収）が支配的ではなく、コンプトン散乱が支配的な相互作用となると述べている。
判り易くするために、特許文献１では以下のように例示している。すなわち、一次Ｘ線が「１００」とした場合にＸ線受像機への透過割合と「３」とした。また、同様に身体組織（胸部）による吸収は「１４」とし、ＣＦＲＰ製のテーブルによる吸収は「３」とした。すなわち、一次Ｘ線が１００とした場合に、人体吸収分と透過分は合計で２０と考え、残りの８０は散乱分と考えた。また、散乱分の８０は概括的に述べれば、散乱Ｘ線の割合は、５０ｃｍ高さで「４４」、１００ｃｍ高さで「２４」、１５０ｃｍ高さで「１２」と考えた。
すなわち、アンダーチューブ型の場合、散乱Ｘ線の光子数は患者の上方が約１２％、側方が約２４％、下方が約４４％となる。既往の報告に前方・側方・後方の散乱Ｘ線の光子数の情報は数点あるが、そのＸ線エネルギーの情報は多くない。なお、Ｘ線の収支は同じ発明者の特許文献１にて詳細が説明されている。但し、特許文献１では、ここに記載したＸ線の割合はあくまでも大まかなイメージとして理解するものであり、厳密な数値として議論すべきものではない。
判り易くするために、特許文献１では以下のように例示している。すなわち、一次Ｘ線が「１００」とした場合にＸ線受像機への透過割合と「３」とした。また、同様に身体組織（胸部）による吸収は「１４」とし、ＣＦＲＰ製のテーブルによる吸収は「３」とした。すなわち、一次Ｘ線が１００とした場合に、人体吸収分と透過分は合計で２０と考え、残りの８０は散乱分と考えた。また、散乱分の８０は概括的に述べれば、散乱Ｘ線の割合は、５０ｃｍ高さで「４４」、１００ｃｍ高さで「２４」、１５０ｃｍ高さで「１２」と考えた。
すなわち、アンダーチューブ型の場合、散乱Ｘ線の光子数は患者の上方が約１２％、側方が約２４％、下方が約４４％となる。既往の報告に前方・側方・後方の散乱Ｘ線の光子数の情報は数点あるが、そのＸ線エネルギーの情報は多くない。なお、Ｘ線の収支は同じ発明者の特許文献１にて詳細が説明されている。但し、特許文献１では、ここに記載したＸ線の割合はあくまでも大まかなイメージとして理解するものであり、厳密な数値として議論すべきものではない。
【0010】
アンダーチューブ型では患者人体で上方すなわち前方散乱した散乱Ｘ線の光子数は、前項の通り、大まかに約１２％と予想した。特許文献１の表３で説明されるコンプトン散乱の定義式からは、１回だけ散乱した前方散乱Ｘ線のエネルギーは、例えば一次Ｘ線が１００ＫｅＶの場合は散乱角３０度で９７ＫｅＶとなる。
照射野とその周辺で前方散乱する散乱Ｘ線のうち特に散乱角が例えば同３０度未満の小角で散乱したもの（以下、「小角散乱」という）は、一次Ｘ線のエネルギーが殆どそのまま維持される。その内、患者人体による散乱回数が少ないものは術者の頭部付近に高いエネルギーのまま照射される。ただ、これは前方散乱する散乱Ｘ線（前方散乱Ｘ線）の光子数の一定の割合のものと予想される。前方散乱Ｘ線の中にも複数回の散乱により低いエネルギーとなったものも含まれている。残念ながら現時点では実際のＸ線透視装置で同３０度未満の小角で前方散乱された散乱Ｘ線のエネルギー波高分布を実測した報告例は見当たらない。
照射野とその周辺で前方散乱する散乱Ｘ線のうち特に散乱角が例えば同３０度未満の小角で散乱したもの（以下、「小角散乱」という）は、一次Ｘ線のエネルギーが殆どそのまま維持される。その内、患者人体による散乱回数が少ないものは術者の頭部付近に高いエネルギーのまま照射される。ただ、これは前方散乱する散乱Ｘ線（前方散乱Ｘ線）の光子数の一定の割合のものと予想される。前方散乱Ｘ線の中にも複数回の散乱により低いエネルギーとなったものも含まれている。残念ながら現時点では実際のＸ線透視装置で同３０度未満の小角で前方散乱された散乱Ｘ線のエネルギー波高分布を実測した報告例は見当たらない。
【0011】
医療用のＸ線透視装置での前方へのエネルギー波高分布の報告例は見当たらないが、原理上、前方散乱Ｘ線の方が側方や後方よりも実効エネルギーが高いことは明らかである。前項の通り、コンプトン散乱の理論式からは１回だけ散乱した散乱角が小さな小角散乱の散乱Ｘ線（以下、「小角散乱Ｘ線」という）のエネルギーが高いことが示される。
低エネルギー領域にある電磁波の弾性散乱を対象とするトムソン散乱は、患者等との相互作用により、前方散乱（出射方向へ散乱）と後方散乱がある。
術者は鉛眼鏡等の眼の保護具で眼球の被ばくを防護しているが眼球の被ばく線量は高く、白内障等の放射線障害が懸念されている。術者の頭部付近を照射するものは、上述のコンプトン散乱による小角散乱Ｘ線に加え、患者人体でトムソン散乱した散乱Ｘ線がさらに加わる可能性がある。ＩＶＲ従事者の職業被ばくは重要であるが、従来、正確な眼の水晶体の被ばく線量（以下、「水晶体線量」という）は、明らかにされていなかった。
低エネルギー領域にある電磁波の弾性散乱を対象とするトムソン散乱は、患者等との相互作用により、前方散乱（出射方向へ散乱）と後方散乱がある。
術者は鉛眼鏡等の眼の保護具で眼球の被ばくを防護しているが眼球の被ばく線量は高く、白内障等の放射線障害が懸念されている。術者の頭部付近を照射するものは、上述のコンプトン散乱による小角散乱Ｘ線に加え、患者人体でトムソン散乱した散乱Ｘ線がさらに加わる可能性がある。ＩＶＲ従事者の職業被ばくは重要であるが、従来、正確な眼の水晶体の被ばく線量（以下、「水晶体線量」という）は、明らかにされていなかった。
【0012】
最近になって、非特許文献２（千田浩一ら、２０１８）等により、水晶体線量の実態調査と防護メガネ使用時の防護効果の評価が行われている。非特許文献２では、新しい水晶体線量計（ＤＯＳＩＲＩＳ：ドジリス）を用いて、特にＩＶＲに携わる医療従事者の水晶体線量（３ｍｍ線量当量）の実態調査を行い。ＩＶＲにおける鉛眼鏡の防護効果を評価している。その結果、心臓ＩＶＲ医師の水晶体線量は全身での実効線量より高く、１年推定で２２ミリシーベルト（ｍＳｖ）に及ぶ場合があったと述べている。そのため、ＩＶＲ医師は、防護メガネ不使用時は、水晶体等価線量限度を超過する危険性が高いこと、さらに防護メガネ使用時でも水晶体等価線量限度を超過する場合が想定されると述べている。
また、非特許文献２の筆者らによる別途の提言では、鉛防護メガネ下面や側面の遮蔽が不十分であるため、鉛防護具等の遮蔽能力向上は特にＩＶＲ医師の水晶体防護のためには必須であり、例えば下面の防護対策を行った鉛防護メガネの開発などが重要であると述べている。しかし、上述の通り、アンダーチューブ型の小角散乱Ｘ線はエネルギーが高い。鉛防護メガネは下面の遮へい能力を向上させることを狙うものの、防護のための身体的負荷を軽減のために軽量とせざるを得ない。そのため、術者の水晶体の被ばく線量を十分に低下することには一定の限界がある。
また、非特許文献２の筆者らによる別途の提言では、鉛防護メガネ下面や側面の遮蔽が不十分であるため、鉛防護具等の遮蔽能力向上は特にＩＶＲ医師の水晶体防護のためには必須であり、例えば下面の防護対策を行った鉛防護メガネの開発などが重要であると述べている。しかし、上述の通り、アンダーチューブ型の小角散乱Ｘ線はエネルギーが高い。鉛防護メガネは下面の遮へい能力を向上させることを狙うものの、防護のための身体的負荷を軽減のために軽量とせざるを得ない。そのため、術者の水晶体の被ばく線量を十分に低下することには一定の限界がある。
【0013】
さらに、Ｘ線透視装置において患者人体により側方（水平方向）に散乱した散乱Ｘ線（側方散乱Ｘ線）の光子数は、前述の通り、大まかに約２４％と予想した。特許文献１で説明されるコンプトン散乱の理論からは、例えば一次Ｘ線が単色エネルギーで１００ＫｅＶの場合は、１回だけ散乱した側方散乱Ｘ線は散乱角６０度が９１ＫｅＶであり、同９０度が８３ＫｅＶであり、同１２０度が７７ＫｅＶとなる。側方散乱は前述の前方散乱に比べて１回散乱後のエネルギーが低くなることが判る。側方散乱Ｘ線の中にも複数回の散乱により低いエネルギーとなったものも含まれているため、前方散乱Ｘ線に比べると平均的にエネルギーが低くなることが予想され、その過程で光子数が多くなっている。
照射野およびその付近（以下、「照射野付近」という）の患者人体の体厚が厚ければ複数回の散乱をする確率もさらに増えることもあり、側方散乱Ｘ線は、散乱角とそのエネルギーは幅をもったＸ線となる。実際のＸ線透視装置で照射され患者・被検者の身体組織やテーブルに当たって側方に散乱された側方散乱Ｘ線のエネルギー波高分布を計測した例は幾つかあるが、あまり多くはない。
その中で、非特許文献３（松本一真ら、１９９９）ではアクリル製のファントムで側方散乱後の散乱Ｘ線と同・透過後Ｘ線のエネルギー毎のエネルギー波高分布の実測データを示している。フィルタなしの管電圧１１０ｋＶで計測された散乱角９０度の側方散乱線は正規分布に近い釣鐘状の形状であり、ピーク位置の中央値は約６５ＫｅＶであり、最大値は約８７ＫｅＶであった。最低値は実測値では測定下限に向けて光子数の数値が尾を引いている形状になっているが、理論式から解析上で表現される推定値は約３５ＫｅＶとなっている。
照射野およびその付近（以下、「照射野付近」という）の患者人体の体厚が厚ければ複数回の散乱をする確率もさらに増えることもあり、側方散乱Ｘ線は、散乱角とそのエネルギーは幅をもったＸ線となる。実際のＸ線透視装置で照射され患者・被検者の身体組織やテーブルに当たって側方に散乱された側方散乱Ｘ線のエネルギー波高分布を計測した例は幾つかあるが、あまり多くはない。
その中で、非特許文献３（松本一真ら、１９９９）ではアクリル製のファントムで側方散乱後の散乱Ｘ線と同・透過後Ｘ線のエネルギー毎のエネルギー波高分布の実測データを示している。フィルタなしの管電圧１１０ｋＶで計測された散乱角９０度の側方散乱線は正規分布に近い釣鐘状の形状であり、ピーク位置の中央値は約６５ＫｅＶであり、最大値は約８７ＫｅＶであった。最低値は実測値では測定下限に向けて光子数の数値が尾を引いている形状になっているが、理論式から解析上で表現される推定値は約３５ＫｅＶとなっている。
【0014】
患者人体の照射野付近から上方と側方から発生する散乱Ｘ線は上述の傾向にあるが、散乱Ｘ線は患者人体内部で再散乱するため、実際には下方を含めて患者人体の全身から発生する。この散乱Ｘ線は何度かの再散乱により上述の前方と側方の散乱Ｘ線よりも更にエネルギーは低くなる。
一方、患者人体の身長の方向（以下、「体軸方向」という）には、再散乱を重ねた散乱Ｘ線が伝播する。実測結果によれば、人体組織では照射野から４０ｃｍ以内の体軸方向の範囲で散乱Ｘ線が上方・側方・下方に発生することが確認されている。逆説的に言えば、照射野から４０ｃｍ以遠の位置では散乱Ｘ線の発生は確認されないため、この部位には追加シールド等による遮へいは必要ない。
一方、患者人体の身長の方向（以下、「体軸方向」という）には、再散乱を重ねた散乱Ｘ線が伝播する。実測結果によれば、人体組織では照射野から４０ｃｍ以内の体軸方向の範囲で散乱Ｘ線が上方・側方・下方に発生することが確認されている。逆説的に言えば、照射野から４０ｃｍ以遠の位置では散乱Ｘ線の発生は確認されないため、この部位には追加シールド等による遮へいは必要ない。
【0015】
非特許文献１では、アンダーチューブ型の場合はテ－ブル下部の位置で計測される光子数が一次Ｘ線の２～３倍になると述べている。この現象はＸ線の照射方向に対して後方に相当するテーブルの下方への散乱Ｘ線（後方散乱Ｘ線）は光子数としては前方・側方への散乱Ｘ線よりも多いことを示している。
前述の通り、Ｘ線透視装置において患者人体により後方（下方方向）に散乱した散乱Ｘ線（後方散乱Ｘ線）の光子数は、大まかに約４８％と予想した。特許文献１で説明されるコンプトン散乱の理論式からは、例えば一次Ｘ線が単色エネルギーで１００ＫｅＶの場合は、１回だけ散乱した後方散乱Ｘ線は散乱角１３５度が約７５ＫｅＶであり、同１５０度が７３ＫｅＶであり、同１８０度が７２ＫｅＶとなる。後方への散乱は前方や側方への散乱に比べて１回散乱後のエネルギーが低くなることが判る。後方散乱Ｘ線の中にも複数回の散乱により低いエネルギーとなったものも含まれており、側方散乱Ｘ線と比べても平均的にはエネルギーがさらに低くなることが予想され、光子数が多くなっている。
前述の通り、Ｘ線透視装置において患者人体により後方（下方方向）に散乱した散乱Ｘ線（後方散乱Ｘ線）の光子数は、大まかに約４８％と予想した。特許文献１で説明されるコンプトン散乱の理論式からは、例えば一次Ｘ線が単色エネルギーで１００ＫｅＶの場合は、１回だけ散乱した後方散乱Ｘ線は散乱角１３５度が約７５ＫｅＶであり、同１５０度が７３ＫｅＶであり、同１８０度が７２ＫｅＶとなる。後方への散乱は前方や側方への散乱に比べて１回散乱後のエネルギーが低くなることが判る。後方散乱Ｘ線の中にも複数回の散乱により低いエネルギーとなったものも含まれており、側方散乱Ｘ線と比べても平均的にはエネルギーがさらに低くなることが予想され、光子数が多くなっている。
【0016】
上述で述べてきた通り、散乱Ｘ線には前方、側方、後方の３方位がある。これらは散乱Ｘ線のエネルギーは発生源とそのエネルギーにより３種類に大別される。エネルギーが最も高いのは照射野とその周辺から上方（アンダーチューブ型の前方）へ発生する小角散乱Ｘ線であり、これは前方散乱Ｘ線に含まれる。次にエネルギーが高いのは照射野付近から発生する散乱Ｘ線であり、これは前方・側方・後方の全方位の散乱Ｘ線に含まれる。エネルギーが最も弱いのは照射野から４０ｃｍ以内の患者人体の全身から発生する人体組織で何回か再散乱した散乱Ｘ線（以下、「全身からの散乱Ｘ線」という）であり、これは前方・側方・後方の全方位の散乱Ｘ線に含まれる。
散乱Ｘ線のエネルギーの平均値は、前方散乱Ｘ線が最も高く、次いで側方散乱Ｘ線であり、最も低いのは後方散乱Ｘ線である。
散乱Ｘ線のエネルギーの平均値は、前方散乱Ｘ線が最も高く、次いで側方散乱Ｘ線であり、最も低いのは後方散乱Ｘ線である。
【0017】
非特許文献４（千田浩一、２００８）では、ＩＶＲ術者被ばくの計測・評価を行い、放射線防護について解説している。術者被ばくの主原因の一つは、患者人体からの散乱Ｘ線であり、特に患者人体への一次Ｘ線の入射面はＸ線吸収が大きいため、そこからの散乱Ｘ線の発生は多いと述べている。
また、「不均等被ばく」とは、体に受ける被ばく線量が均等でないことを言い、防護エプロンを使用する場合などが該当する。非特許文献４では、ＩＶＲ術者７名での頭頸部（防護エプロンの外側：Ｈout）と胸腹部（同・内側：Ｈin）にそれぞれ1個ずつ個人線量計（蛍光ガラスバッジ）を装着して測定した。不均等被ばくの実効線量の評価式は国際的には多数があるが、日本で多く利用される換算式である実効線量＝０．１１Ｈout＋０．８９Ｈinと、Ｈinのみとを比較した結果、前者の方が約３．８倍も大きいと述べている。
非特許文献４では、この結果により、個人線量計が１個のＨinのみで評価すると実効線量は約４分の１で評価してしまう可能性があると述べている。また、通常の診療放射線取扱者と比較して、ＩＶＲ術者は意図しない方位からの散乱Ｘ線により不均等被ばくを受けている可能性がより高いので、被ばく管理の計測上の配慮が重要になると述べている。
また、「不均等被ばく」とは、体に受ける被ばく線量が均等でないことを言い、防護エプロンを使用する場合などが該当する。非特許文献４では、ＩＶＲ術者７名での頭頸部（防護エプロンの外側：Ｈout）と胸腹部（同・内側：Ｈin）にそれぞれ1個ずつ個人線量計（蛍光ガラスバッジ）を装着して測定した。不均等被ばくの実効線量の評価式は国際的には多数があるが、日本で多く利用される換算式である実効線量＝０．１１Ｈout＋０．８９Ｈinと、Ｈinのみとを比較した結果、前者の方が約３．８倍も大きいと述べている。
非特許文献４では、この結果により、個人線量計が１個のＨinのみで評価すると実効線量は約４分の１で評価してしまう可能性があると述べている。また、通常の診療放射線取扱者と比較して、ＩＶＲ術者は意図しない方位からの散乱Ｘ線により不均等被ばくを受けている可能性がより高いので、被ばく管理の計測上の配慮が重要になると述べている。
【0018】
さらに非特許文献４（千田浩一、２００８）では、防護カーテン等の一種である鉛当量０．８ｍｍの天吊式含鉛アクリル防護具と鉛当量０．３５ｍｍの寝台横型鉛エプロンを使用した場合の実効線量を計測・評価し、その放射線防護上の低減効果を解説している。これらは水平方向の散乱Ｘ線を遮へいできるＩＶＲ術者の放射線防護用の追加遮へいの一種である。これら防護カーテン等の装着による実効線量の低減割合は、術者の動きが反映されない水ファントム測定時の電離箱サーベイメータ測定では低減効果は９５％であったが、実際の心臓カテーテル検査時の術者の個人線量計（ルクセルバッジ）測定では４２～４５％に低減したと述べている。非特許文献４では、この結果により、防護カーテン等は術者の放射線防護に有用ではあるが、水ファントム実験時の空間線量の測定結果に比べて、実際の心臓カテーテル検査時の術者被ばく低減効果は少なかったと述べている。そのため、追加防護具等の更なる改善や、人間工学的な改良が必要であると述べている。これは、本明細書で前述した現状の放射線防護具等での意図しない方位からの散乱Ｘ線による被ばくへの配慮が重要であることと同じ内容である。
【0019】
他方、最近では患者人体から上方に散乱する散乱Ｘ線を軽減するために遮へい材料としてテーブル上の患者に市販の含鉛（Ｐｂ）シート等の掛布を掛ける場合もある。防護カーテン等の一種であるこのＰｂシートにより、ある程度の患者人体から上方への散乱Ｘ線は減弱され、吸収される。しかし、特許文献１が述べる通り、Ｐｂだけでは５０ＫｅＶ前後の中程度のエネルギー領域での散乱Ｘ線の吸収能力に優れているとは言い難い。また、遮へいに伴いＰｂからは約１５ＫｅＶ以下のＬ殻の特性Ｘ線（Ｌ－Ｘ）が放出される。さらに、Ｐｂシートは透過Ｘ線を塞がないように照射野付近には掛けることが出来ず、患者人体の限られた一部の部位だけに掛けられるため、その効果は限定的である。すなわち、掛布は最も発生が多い照射野の人体組織からの散乱Ｘ線に対しては有効ではない。そのため、この方法では医療従事者の放射線防護には十分な措置にはならない。
【0020】
特許文献２では、Ｘ線透視装置のテーブル上に設置するレントゲン装置人体保護装置が提案されている。この装置は、裏部が凹形状で彎曲した遮へい機能のある保護カバーの一側端をベッドの一側部に回動自在に枢滑し、保護カバーをベッドの一側部に橋絡するとともに、保護カバーの枢着位置をベッドの長手方向に移動自在としたものである。すなわち、特許文献２はテーブル上で体軸方向にスライド移動でき、所謂蝶番により開閉できる遮へい付きの保護カバーであり、人体を放射線から保護するための追加シールドである。保護カバーの形状は特許文献３の半円筒ドーム型を体軸方向に半割にしたものに似ている。保護カバーの材料は、複数枚の含鉛ゴムシートを重ねたものと述べている。
特許文献２の人体保護装置が考案されたのは１９７７年であり、この頃は、まだＩＶＲやアンギオ装置は普及しておらず、特許文献２の発明は主にＸ線透過画像撮影用のオーバーチューブ型のＸ線カメラを対象としたものと予想される。この背景もあり、ＩＶＲを対象とする本発明とは機能・構造が根本的に異なっている。まず、特許文献２の保護カバーの両端部は開口であり開放されている。この装置は患者人体やテーブルで何度も散乱したあらゆる方向からの散乱Ｘ線を対象として考慮していないと思われる。そのため、両端部から散乱Ｘ線が診療室内等の外部空間に漏出してしまう。また、本来的にＩＶＲによる手技が目的ではないので、保護カバー超しに術者が内部に手腕を挿入する機構や機能は考えられていない。さらに、一次Ｘ線が患者人体により小角に散乱して高エネルギーのまま頭部や眼を照射する小角散乱Ｘ線は考慮されておらず、それを防ぐ機構や機能は存在していない。その上、特許文献２では、照射されるＸ線の種類またはエネルギーに応じて表面の材質を変えるとの考え方はない。また、表面を特定の材質として散乱Ｘ線を減弱して吸収するとの考え方もない。
特許文献２の人体保護装置が考案されたのは１９７７年であり、この頃は、まだＩＶＲやアンギオ装置は普及しておらず、特許文献２の発明は主にＸ線透過画像撮影用のオーバーチューブ型のＸ線カメラを対象としたものと予想される。この背景もあり、ＩＶＲを対象とする本発明とは機能・構造が根本的に異なっている。まず、特許文献２の保護カバーの両端部は開口であり開放されている。この装置は患者人体やテーブルで何度も散乱したあらゆる方向からの散乱Ｘ線を対象として考慮していないと思われる。そのため、両端部から散乱Ｘ線が診療室内等の外部空間に漏出してしまう。また、本来的にＩＶＲによる手技が目的ではないので、保護カバー超しに術者が内部に手腕を挿入する機構や機能は考えられていない。さらに、一次Ｘ線が患者人体により小角に散乱して高エネルギーのまま頭部や眼を照射する小角散乱Ｘ線は考慮されておらず、それを防ぐ機構や機能は存在していない。その上、特許文献２では、照射されるＸ線の種類またはエネルギーに応じて表面の材質を変えるとの考え方はない。また、表面を特定の材質として散乱Ｘ線を減弱して吸収するとの考え方もない。
【0021】
特許文献３は、散乱Ｘ線の追加シールドに関する例であるが、Ｘ線断層撮影（ＣＴ）用の放射線シールド装置が提案されている。これはテーブル上に横たわった患者の身体を囲うように設置する半円筒ドーム型の放射線シールドであり、テーブル上を体軸方向にスライド移動可能な構造である。半円筒ドーム型の両端部は開放された構造であり、Ｘ線ＣＴ装置のガントリに一方の端部を密着させて使用することを前提にしている。また、半円筒ドーム型のシールドに術者が内部に手腕を挿入する機構や機能は設けていない。ガントリと反対側の端部の開放端から患者から組織をサンプリングする装置を提案している。そのため、この装置は、診療室内等の空間の放射線量率の低減を狙ったものではなく、患者身体から術者へ直線的に照射される散乱Ｘ線から、術者だけを防護することを目的としている。
特許文献３の放射線シールド装置は、Ｘ線ＣＴを前提としており、一方の端部はガントリの中空部と壁を利用しているため、ＩＶＲを対象とする本発明は機能・構造が根本的に異なっている。まず、特許文献３の放射線シールド装置は両端部が開放されており、特許文献２と同様に散乱Ｘ線が診療室内等の空間に漏出してしまう。また、Ｘ線ＣＴでは近傍で術者が頻繁に手技を行うことを前提としていないので、特許文献２と同様にシールド超しに術者が内部に手を挿入する機構や機能は存在していない。また、前項と同様に小角散乱Ｘ線は考慮しておらず、それを防ぐ機構や機能は存在していない。その上、特許文献３では半円筒ドーム型のシールドの材質は確定的に記載されていない。材質は確定していないことなので、特定の材質により散乱Ｘ線を減弱して吸収するとの考え方はなく、Ｘ線の種類またはエネルギーに応じて表面の材質を変えるとの考え方はない。
特許文献３の放射線シールド装置は、Ｘ線ＣＴを前提としており、一方の端部はガントリの中空部と壁を利用しているため、ＩＶＲを対象とする本発明は機能・構造が根本的に異なっている。まず、特許文献３の放射線シールド装置は両端部が開放されており、特許文献２と同様に散乱Ｘ線が診療室内等の空間に漏出してしまう。また、Ｘ線ＣＴでは近傍で術者が頻繁に手技を行うことを前提としていないので、特許文献２と同様にシールド超しに術者が内部に手を挿入する機構や機能は存在していない。また、前項と同様に小角散乱Ｘ線は考慮しておらず、それを防ぐ機構や機能は存在していない。その上、特許文献３では半円筒ドーム型のシールドの材質は確定的に記載されていない。材質は確定していないことなので、特定の材質により散乱Ｘ線を減弱して吸収するとの考え方はなく、Ｘ線の種類またはエネルギーに応じて表面の材質を変えるとの考え方はない。
【0022】
非特許文献５では、術者の被ばく線量低減を目的として開発された放射線防護キャビンが紹介されている。この防護キャビンは、アンダーチューブ型のアンギオ装置を対象としていると予想される。この防護キャビンは厚さ２ｍｍの鉛ガラスで作られた３つの面をもつ車輪で移動可能な箱型をしており、医療従事者が装置を押して手術台のテーブル脇に設置する。術者はその箱の３つの面のさらに下方の腕出し入れ部から内部へ腕を通し、入れた手で手技を行う。非特許文献５では、使用され始めた初期の頃から、心臓カテーテルアブレーション（冷凍凝固）治療と心臓装置の埋め込みの手技において、防護服と同等かそれ以上の放射線防護効果が報告され、特に術者の全身がカバーされる点で優れていると述べている。
この防護キャビンは患者人体の前方と側方の散乱Ｘ線を対象にした追加シールドと推定されるが、前方と側方の散乱Ｘ線の放射線強度と光子数の違いは考慮されていない。非特許文献５の防護キャビンは使用している鉛ガラスが３枚（前面と両側面）とのことなので上方と下方に開放された端面があると思われる。上方と下方には、特許文献２や特許文献３と同様に散乱Ｘ線が診療室内等の空間に漏出してしまう。また、鉛ガラスを使用しているが患者人体の広い範囲から前方や側方に発生する散乱Ｘ線を減弱して吸収するとの考え方はない。さらに、全ての鉛ガラスの厚さ２ｍｍで平面的に使用しているのであれば、上方の開放端面からの高いＸ線エネルギーの小角散乱Ｘ線が漏出すると思われ、術者の頭部や眼への遮へいや被ばく防護は考慮されていない。また、下方の開放端面等から内部に挿入すると思われる術者の手腕の防護は考慮されていない。さらに上方の開放端面からの術者の下腹部への遮へいや被ばく防護は考慮されていないと思われる。その上、遮へいを施している範囲が術者一人の範囲と狭く、この装置により診療室内等内の空間線量率を下げることはできない。同様に、他の医療従事者のサポートを受けることができないので、術者一人で手技する場合にしか使えない。そのため、放射線防護キャビンによる防護効果は限定的である。
この防護キャビンは患者人体の前方と側方の散乱Ｘ線を対象にした追加シールドと推定されるが、前方と側方の散乱Ｘ線の放射線強度と光子数の違いは考慮されていない。非特許文献５の防護キャビンは使用している鉛ガラスが３枚（前面と両側面）とのことなので上方と下方に開放された端面があると思われる。上方と下方には、特許文献２や特許文献３と同様に散乱Ｘ線が診療室内等の空間に漏出してしまう。また、鉛ガラスを使用しているが患者人体の広い範囲から前方や側方に発生する散乱Ｘ線を減弱して吸収するとの考え方はない。さらに、全ての鉛ガラスの厚さ２ｍｍで平面的に使用しているのであれば、上方の開放端面からの高いＸ線エネルギーの小角散乱Ｘ線が漏出すると思われ、術者の頭部や眼への遮へいや被ばく防護は考慮されていない。また、下方の開放端面等から内部に挿入すると思われる術者の手腕の防護は考慮されていない。さらに上方の開放端面からの術者の下腹部への遮へいや被ばく防護は考慮されていないと思われる。その上、遮へいを施している範囲が術者一人の範囲と狭く、この装置により診療室内等内の空間線量率を下げることはできない。同様に、他の医療従事者のサポートを受けることができないので、術者一人で手技する場合にしか使えない。そのため、放射線防護キャビンによる防護効果は限定的である。
【0023】
非特許文献１に示されたようにテ－ブル下部の位置で計測される光子数が一次Ｘ線の２～３倍になるとの現象は、既に多くの一次Ｘ線が吸収されることなく診療室内の外部空間に散乱されて拡がり、散乱Ｘ線として患者・術者および医療従事者の被ばくの原因となっていることを明示している。
診療室内等の空間線量率が広範囲に高いのは、Ｘ線管球以外のＸ線の発生源、すなわち患者人体やテーブル等の散乱Ｘ線の発生源（以下、「散乱体」という）に十分な遮へいを施さず、かつ、これらの散乱Ｘ線を吸収して消滅させることをせずに放置しているためである。
この現状から、現代の医療分野では、患者や被検者に照射されたＸ線が散乱して飛び交うため、Ｘ線治療室や撮影室の全体をエックス線診療室として遮へいする規定となっている。また、術者等の医療従事者は散乱Ｘ線があらゆる方向に飛び交う診療室内で医療行為を行うことを余儀なくされ、鉛や無鉛の代替元素で遮へいする重い防護衣等の個人防護具等を身に着けて手術・検査等を行っているのが現状である。
すなわち、これらの放射線防護具等は既に散乱Ｘ線が飛び交うことを前提としているが、医療従事者が意図しないあらゆる方位からＸ線に曝されているのを、放射線防護具等で意図した方位からＸ線を遮へいすることにより防護している。
これは「遮へいは線源の可能な限り近くで行う」という遮へい設計の原則や「正当性が評価され、合理的に達成可能な限り低い放射線被ばくを容認する」という放射線防護の原則から外れており、可能な限り早期に見直されるべきである。
診療室内等の空間線量率が広範囲に高いのは、Ｘ線管球以外のＸ線の発生源、すなわち患者人体やテーブル等の散乱Ｘ線の発生源（以下、「散乱体」という）に十分な遮へいを施さず、かつ、これらの散乱Ｘ線を吸収して消滅させることをせずに放置しているためである。
この現状から、現代の医療分野では、患者や被検者に照射されたＸ線が散乱して飛び交うため、Ｘ線治療室や撮影室の全体をエックス線診療室として遮へいする規定となっている。また、術者等の医療従事者は散乱Ｘ線があらゆる方向に飛び交う診療室内で医療行為を行うことを余儀なくされ、鉛や無鉛の代替元素で遮へいする重い防護衣等の個人防護具等を身に着けて手術・検査等を行っているのが現状である。
すなわち、これらの放射線防護具等は既に散乱Ｘ線が飛び交うことを前提としているが、医療従事者が意図しないあらゆる方位からＸ線に曝されているのを、放射線防護具等で意図した方位からＸ線を遮へいすることにより防護している。
これは「遮へいは線源の可能な限り近くで行う」という遮へい設計の原則や「正当性が評価され、合理的に達成可能な限り低い放射線被ばくを容認する」という放射線防護の原則から外れており、可能な限り早期に見直されるべきである。
【0024】
現状で考案・利用されているのは、上述した個人防護具等や防護カーテン等の放射線防護具等、人体保護装置の保護カバーと放射線シールド装置による追加シールド等である。放射線防護具等・追加シールド等は、殆どは患者人体とテーブルによる意図する方位からのＸ線を直接に鉛等の遮へい材料で遮へいすることで、術者等の医療従事者の被ばく線量の低減を狙ったものである。これらは、診療室内等の空間全体に拡がり、意図しないあちこちの方位から照射される散乱Ｘ線による術者等の医療従事者や患者の被ばく線量の低減は考慮していない。また、診療室内等の空間線量率を低減することは考えていない。すなわち、照射されるＸ線の種類またはエネルギーに応じて表面の材質を変えることで、散乱Ｘ線を減弱して吸収することで空間線量率を低減することを狙っていない。
また、全ての防護カーテン等・追加シールド等では、アンダーチューブ型のＸ線透視装置での小角散乱Ｘ線は考慮しておらず、高エネルギーなままの小角散乱Ｘ線から術者の頭部や眼の被ばくを防ぐ機構や機能は存在していない。
さらに、放射線防護キャビン以外の防護カーテン等・追加シールド等では、ＩＶＲによるアンギオ装置での心臓カテーテル検査等の手技を考慮しておらず、シールド超しに術者が内部に手腕を挿入する機構や機能は考えられていない。
その上、従来の防護カーテン等・追加シールド等では、診療室内等内の空間線量率をあまり低減しないため、術者等の医療従事者や患者の被ばく線量と放射線防護に係る負荷を低減することは難しい。
また、全ての防護カーテン等・追加シールド等では、アンダーチューブ型のＸ線透視装置での小角散乱Ｘ線は考慮しておらず、高エネルギーなままの小角散乱Ｘ線から術者の頭部や眼の被ばくを防ぐ機構や機能は存在していない。
さらに、放射線防護キャビン以外の防護カーテン等・追加シールド等では、ＩＶＲによるアンギオ装置での心臓カテーテル検査等の手技を考慮しておらず、シールド超しに術者が内部に手腕を挿入する機構や機能は考えられていない。
その上、従来の防護カーテン等・追加シールド等では、診療室内等内の空間線量率をあまり低減しないため、術者等の医療従事者や患者の被ばく線量と放射線防護に係る負荷を低減することは難しい。
【0025】
発明者が同じ特許文献１では、散乱体（患者人体やテーブル）からの散乱Ｘ線を良く減弱して吸収する複合吸収材料が考案されている。複合吸収材料は、主に鉛（Ｐｂ）の低反射減弱層（初層）と多層吸収層（拡散吸収体、電子吸収体）より構成される。１～３対の拡散吸収体と電子吸収体の対を隙間なく重ね合わせて配置することで、入射した散乱Ｘ線を最大限に効率的に線減衰した上で線エネルギー吸収する。Ｘ線はそのエネルギーを光電子等の運動エネルギー等に変換させることで消滅する。これにより診療室内等の空間の放射線量率を低減でき、患者等・医療従事者の被ばくを必要かつ最小に低減できる。すなわち、複合吸収材料は散乱体からの散乱Ｘ線を、異なった役割を持った３層以上を密着して多層に重ねた材料により減弱させて吸収する役割である。複合吸収材料は、本発明の構造物を構成する１つの主要な材料となる。特許文献１の複合吸収材料は、新たな構造体と方法を提案する本発明の追加シールドボックスの各所で利用される。特許文献１の複合吸収材料の詳細は後述の実施例５に再録して説明する。
【0026】
発明者が同じ特許文献４では、Ｘ線を良く透過させて散乱をなくす医療用テーブルが考案されている。医療用テーブルは患者等の体重を支持し、照射野への一次Ｘ線は透過させ、自身は散乱線をなるべく発生せず、散乱体からの散乱Ｘ線を減弱して吸収し、照射野の位置と開口寸法（面積）を調節できるものが良い。
特許文献４は表面を低反射材料または複合吸収材料で構成された天板と中間板と底板の３つの段の一部または全部から成る医療用テーブルである。
すなわち、底板と中間の段の中空の自由空間（切り欠き）を透過した一次Ｘ線は、Ｘ線を殆ど吸収しない材料より成る天板の段の網（メッシュ）部を透過するため、物質との相互作用は殆ど起こらないので反射や散乱することはない。主に底板の段の照射野とその周辺以外では低反射材料により一次Ｘ線およびその散乱線に起因する散乱Ｘ線の発生を低減する。メッシュ部以外の天板の段と中間の段では、複合吸収材料により患者人体からの散乱Ｘ線を減弱して吸収する。主に中間板と底板の段では照射野の位置を調整し、必要最低限の開口寸法（面積）に調整することで、照射野付近で発生する散乱Ｘ線を低減する。
手術の目的毎に変更される照射野の位置と開口寸法を調整する機構として、天板の段にはめ込み式のメッシュ透過板、底板の段には開閉板、中間の段にはスライドテーブル上の絞り板等がある。部材の表面には低反射材料または複合吸収材料が被覆されるが、部材全体をこれらの材料としても構わない。
特許文献４のテーブルは物質との相互作用することなく一次Ｘ線を照射野へ透過させ、照射野を必要最低限の開口寸法（面積）に制限してさらなる散乱Ｘ線の発生を抑制する。上載する患者人体で発生する散乱Ｘ線を減弱・吸収して低減することにより、Ｘ線受像機の画質を鮮明にし、かつ、診療室内等の空間の放射線量率と医療従事者の被ばく線量と放射線防護に係る負荷を低減できる。
特許文献４は表面を低反射材料または複合吸収材料で構成された天板と中間板と底板の３つの段の一部または全部から成る医療用テーブルである。
すなわち、底板と中間の段の中空の自由空間（切り欠き）を透過した一次Ｘ線は、Ｘ線を殆ど吸収しない材料より成る天板の段の網（メッシュ）部を透過するため、物質との相互作用は殆ど起こらないので反射や散乱することはない。主に底板の段の照射野とその周辺以外では低反射材料により一次Ｘ線およびその散乱線に起因する散乱Ｘ線の発生を低減する。メッシュ部以外の天板の段と中間の段では、複合吸収材料により患者人体からの散乱Ｘ線を減弱して吸収する。主に中間板と底板の段では照射野の位置を調整し、必要最低限の開口寸法（面積）に調整することで、照射野付近で発生する散乱Ｘ線を低減する。
手術の目的毎に変更される照射野の位置と開口寸法を調整する機構として、天板の段にはめ込み式のメッシュ透過板、底板の段には開閉板、中間の段にはスライドテーブル上の絞り板等がある。部材の表面には低反射材料または複合吸収材料が被覆されるが、部材全体をこれらの材料としても構わない。
特許文献４のテーブルは物質との相互作用することなく一次Ｘ線を照射野へ透過させ、照射野を必要最低限の開口寸法（面積）に制限してさらなる散乱Ｘ線の発生を抑制する。上載する患者人体で発生する散乱Ｘ線を減弱・吸収して低減することにより、Ｘ線受像機の画質を鮮明にし、かつ、診療室内等の空間の放射線量率と医療従事者の被ばく線量と放射線防護に係る負荷を低減できる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0027】
【文献】ＩＣＲＰ勧告翻訳検討委員会編、ＩＣＲＰ Ｐｕｂ．１１７「画像診断部門以外で行われるＸ線透視ガイド下手技における放射線防護」、公益社団法人日本アイソトープ協会、２０１７年３月３１日
【文献】東北大学（研究代表者：千田浩一）、「水晶体の等価線量限度の国内規制取入れ・運用のための研究」成果報告書とＯＨＰ説明資料、原子力規制庁 平成２９年度放射線安全規制研究戦略的推進事業費、２０１８年
【文献】松本一真ら、「364.Ｘ線補償フィルタが側方散乱線スペクトルに及ぼす影響」、日本放射線技術学会第５５回総会学術大会抄録、（１９９９）
【文献】千田 浩一、「ＩＶＲ術者被曝の計測評価と防護」、日本放射線技術学会雑誌、第６４卷、第8号、ｐｐ．１００９－１０１４（２００８）
【文献】日本循環器学会等、「循環器診療における放射線被ばくに関するガイドライン（２０２１年改訂版）」の「放射線防護キャビン」、６．６．３項と図２７（Ｐ．５６）、（２０２１年）
【文献】Hubbell,J.H. and Seltzer,S.M.,”Tables of X-Ray Mass Attenuation Coefficients and Mass Energy-Absorption Coefficients 1 keV to 20 MeV for Elements Z=1 to 92 and 48 Additional Substances of Dosimetric Interest”, NSTIR 5632, (1995)（以下、「ＮＩＳＴデータベース」という）
【特許文献】
【0028】
【文献】特願２０２２－１６１７８８公報(国内優先出願、先の出願は特願２０２２－００１３３６公報）
【文献】特開昭５２－０６９５９５号公報
【文献】特開２０１０－２７９６２２号公報
【文献】特願２０２２－１２３００２公報(国内優先出願、先の出願は特願２０２２－０１８３３４公報）
【文献】特開２０１２－１０８１０３号公報
【文献】特開２００１－１２４８９２号公報
【文献】特開２００２－３０１０５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0029】
本発明の追加シールドボックス（以下、「ボックス」という）が解決しようとする主体の課題は、医療用のＸ線透視装置において、術者等の医療従事者の被ばく線量と放射線防護に係る負荷を低減することである。
【0030】
その背景となる課題は、散乱体から直接の散乱Ｘ線を遮へいし、その上、診療室内等内の全体の空間線量率を下げることである。すなわち、照射野に照射された一次Ｘ線による散乱Ｘ線が術者等の医療従事者に直接照射されることなく遮へいすると共に、術者が手技を行っても散乱Ｘ線を空間に漏出させることなく、診療室内等内の全体の空間線量率を下げることである。
なお、散乱Ｘ線は前方、側方、後方の３方位で大区分される。そのエネルギーが高い順に小区分を示せば照射野から小角散乱Ｘ線（前方のみ）、照射野からの散乱Ｘ線（全方位）、患者人体の全身からの散乱Ｘ線（全方位）の３種類がある。
なお、散乱Ｘ線は前方、側方、後方の３方位で大区分される。そのエネルギーが高い順に小区分を示せば照射野から小角散乱Ｘ線（前方のみ）、照射野からの散乱Ｘ線（全方位）、患者人体の全身からの散乱Ｘ線（全方位）の３種類がある。
【0031】
散乱Ｘ線の方位と区分に従った医療従事者の放射線防護の観点からの１つ目の課題は、照射野から前方への放射線エネルギーが高い小角散乱Ｘ線等による術者の頭部と眼の被ばく防護である。２つ目の課題は、照射野から側方への同・中程度の散乱Ｘ線による術者の上肢・体幹部の被ばく防護である。
【0032】
一般に医療用のＸ線透視装置では患者人体で発生した散乱Ｘ線は減弱や吸収されることなく、そのまま診療室内等内の空間に放出されている。これにより診療室内等内の散乱Ｘ線による空間線量率が高くなり、これが術者等の医療従事者を職業被ばくさせ、被ばく線量を高めている。
また、本来的にはＸ線源や散乱線源に近い位置にある機械装置等によりＸ線の遮へいや吸収を図るべきであるが、現状では術者等の医療従事者が個人防護具等や防護カーテン等の放射線防護具等で放射線防護している。これらは意図しない方位からのＸ線を防護できない。その上、これらは重（暑）苦しいため、術者等の医療従事者の放射線防護に係る負荷を高めている。
さらに、含鉛シート・天吊式含鉛アクリル・寝台横型鉛カーテン等の従来の防護カーテン等、および、従来の人体保護装置の保護カバーや放射線シールド装置等の追加シールド等は、患者人体から直接に術者方向（意図した方位）に向かうＸ線を遮へいするだけである。診療室内等内であちこちの方位に向けて散乱されてしまった散乱Ｘ線を防げないので、医療従事者を十分に放射線防護できない。
一方で、患者人体からのエネルギーの高い小角散乱Ｘ線からの術者の頭部や眼の放射線防護は考慮しておらず、それを防ぐ機構や機能は存在していない。
また、本来的にはＸ線源や散乱線源に近い位置にある機械装置等によりＸ線の遮へいや吸収を図るべきであるが、現状では術者等の医療従事者が個人防護具等や防護カーテン等の放射線防護具等で放射線防護している。これらは意図しない方位からのＸ線を防護できない。その上、これらは重（暑）苦しいため、術者等の医療従事者の放射線防護に係る負荷を高めている。
さらに、含鉛シート・天吊式含鉛アクリル・寝台横型鉛カーテン等の従来の防護カーテン等、および、従来の人体保護装置の保護カバーや放射線シールド装置等の追加シールド等は、患者人体から直接に術者方向（意図した方位）に向かうＸ線を遮へいするだけである。診療室内等内であちこちの方位に向けて散乱されてしまった散乱Ｘ線を防げないので、医療従事者を十分に放射線防護できない。
一方で、患者人体からのエネルギーの高い小角散乱Ｘ線からの術者の頭部や眼の放射線防護は考慮しておらず、それを防ぐ機構や機能は存在していない。
【0033】
従来の防護カーテン等と追加シールド等の放射線防護具等に共通の課題は、１）照射野で発生する小角散乱Ｘ線を遮へいできていないこと、２）照射野付近で発生する散乱Ｘ線を遮へいできていないこと、３）全身からの散乱Ｘ線を遮へいできていないこと、４）散乱Ｘ線が診療室内等の空間に漏出すること、である。また、従来の個人防護具等を含めた共通の課題は、５）散乱Ｘ線を減弱して吸収できていないことである。
追加シールド等のうち従来の人体保護装置の保護カバーと放射線シールド装置の課題は、６）術者が内部を操作できる機構や機能は考慮されていないことである。追加シールド等のうち従来の防護キャビンは、術者が内部に手を挿入する機構や機能は考えられているが、７）術者の腕や指先の遮へいは考慮されていないことが課題である。
追加シールド等のうち従来の人体保護装置の保護カバーと放射線シールド装置の課題は、６）術者が内部を操作できる機構や機能は考慮されていないことである。追加シールド等のうち従来の防護キャビンは、術者が内部に手を挿入する機構や機能は考えられているが、７）術者の腕や指先の遮へいは考慮されていないことが課題である。
【課題を解決するための手段】
【0034】
本発明ではアンダーチューブ型の場合のボックスを例に説明する。ＩＶＲを行うアンギオ装置の追加シールド等の基本要件は、ａ）ボックス内部の患部を術者が視認できること、ｂ）患部には一次Ｘ線を透過できること、ｃ）患部には照射野を設定できることである。本発明のボックスはＸ線の相互作用に係る新たな知見に対応し、既往の追加シールド等の課題を改良するものであり、少なくとも上述の追加シールド等の基本要件は十分に踏襲している。
【0035】
本発明では従来の課題を解決するために、以下の７つの基本要件を満足する追加シールドボックス（ボックス）を考案した。
要件１は、照射野で発生する強度の高い小角散乱Ｘ線を遮へいすることである。
要件２は、照射野付近で発生する中程度の全方位への散乱Ｘ線を遮へいすることである。
要件３は、ボックス内の散乱Ｘ線を診療室内等の空間に漏出させないことである。
要件４は、ボックス内の散乱Ｘ線を減弱して吸収することである。
要件５は、術者がボックス内部を操作できる機構を設けることである。
要件６は、ボックス内の術者の腕や指先の遮へいを施すことである。
要件１は、照射野で発生する強度の高い小角散乱Ｘ線を遮へいすることである。
要件２は、照射野付近で発生する中程度の全方位への散乱Ｘ線を遮へいすることである。
要件３は、ボックス内の散乱Ｘ線を診療室内等の空間に漏出させないことである。
要件４は、ボックス内の散乱Ｘ線を減弱して吸収することである。
要件５は、術者がボックス内部を操作できる機構を設けることである。
要件６は、ボックス内の術者の腕や指先の遮へいを施すことである。
【0036】
本発明のボックスの構造は、ボックス本体、端面ボックス、天板、近接または遠隔で内部を視認する装置と内部を操作する装置、掛布等、敷布等および接続装置、支持装置により構成される。まず冒頭に、近接で内部を視認する装置である覗き窓と、近接で内部を操作する装置であるスリーブポート、スリーブ構造体を備えた追加シールドボックス（以下、「ボックス」と総称する）の構造および個々の部材の名称を説明する。
一般的な追加シールド等の基本要件は、散乱Ｘ線を遮へいできる遮へい材料は照射野を立体的に取り囲んで設置し、視認可能な透明性を有する覗き窓があることである。医療従事者が手腕を挿入できるスリーブ構造体があり、テーブル上を体軸方向に移動可能な構造であればさらに良い。追加シールドの形状は半円周ドーム型とする場合とボックス型とする場合があるが、本発明では後述の理由でボックス型（箱型）を採用した。
本発明のボックス本体はテーブル上面に上載する薄い金属製等の箱であり、体軸と直角方向の短い方の端面の頭側は端面ボックスとの接合面である。体軸方向の長い方の端面は上方に覗き窓、下方にスリーブポートが設置されている。スリーブポートには含鉛腕スリーブが設置される。体軸と直角方向の短い方の端面には上方に含鉛腕スリーブ用の小径ポートが設置され、下方に患者ポート（トンネル状の開口）と掛布等を取り付ける掛布ホルダが設置されている。天井部分には小角散乱Ｘ線を遮へいする天板が設置されている。
本発明の端面ボックスも薄い金属製または場合によっては樹脂製の箱であり、ボックス本体と同様に長い方の端面に覗き窓、とスリーブポート、短い方の端面にはスリーブポート、患者ポート、掛布ホルダが設置される。天井部分には小角散乱Ｘ線を遮へいする端面天板が設置される。
ボックス本体や端面ボックス（以下、「ボックス等」という）の母材は金属製の場合はＴｉ系・Ａｌ系等の薄い金属板を用い、線源の方向（アンダーチューブ型の場合は内側）に各種の遮へい材料や複合吸収材料等を被覆する。遮へい材料等は部位によって厚みを変える。ボックス等は金属製以外の場合もある。
一般的な追加シールド等の基本要件は、散乱Ｘ線を遮へいできる遮へい材料は照射野を立体的に取り囲んで設置し、視認可能な透明性を有する覗き窓があることである。医療従事者が手腕を挿入できるスリーブ構造体があり、テーブル上を体軸方向に移動可能な構造であればさらに良い。追加シールドの形状は半円周ドーム型とする場合とボックス型とする場合があるが、本発明では後述の理由でボックス型（箱型）を採用した。
本発明のボックス本体はテーブル上面に上載する薄い金属製等の箱であり、体軸と直角方向の短い方の端面の頭側は端面ボックスとの接合面である。体軸方向の長い方の端面は上方に覗き窓、下方にスリーブポートが設置されている。スリーブポートには含鉛腕スリーブが設置される。体軸と直角方向の短い方の端面には上方に含鉛腕スリーブ用の小径ポートが設置され、下方に患者ポート（トンネル状の開口）と掛布等を取り付ける掛布ホルダが設置されている。天井部分には小角散乱Ｘ線を遮へいする天板が設置されている。
本発明の端面ボックスも薄い金属製または場合によっては樹脂製の箱であり、ボックス本体と同様に長い方の端面に覗き窓、とスリーブポート、短い方の端面にはスリーブポート、患者ポート、掛布ホルダが設置される。天井部分には小角散乱Ｘ線を遮へいする端面天板が設置される。
ボックス本体や端面ボックス（以下、「ボックス等」という）の母材は金属製の場合はＴｉ系・Ａｌ系等の薄い金属板を用い、線源の方向（アンダーチューブ型の場合は内側）に各種の遮へい材料や複合吸収材料等を被覆する。遮へい材料等は部位によって厚みを変える。ボックス等は金属製以外の場合もある。
【0037】
ボックスは、覗き窓・腕スリーブ・掛布ホルダを取り付けるために、側面に平板部がある直方体のボックス型とした。上述のボックス等は、詳細を後述する接続装置により現場で組み立てられ、懸架梁や支持架台等の支持装置がある。
天板は主に原子番号８２以上の元素の単体の金属製の平板であり、ボックス本体と端面ボックスに分けて設置される。天板の遮へい材は部位によって材質や厚みを変える。長さや厚みで分割して複数の元素の金属を設置しても構わない。
覗き窓は透視できる含鉛ガラスまたは含鉛樹脂等の平板であり、主にボックス等の体軸方向の長い方の端面に設置され、特定の傾斜角をもって設置される。手術の目的で必要があれば体軸と垂直方向の短い方の端面に設置しても構わない。
スリーブ構造体の１つである含鉛腕スリーブは含鉛ゴムや含鉛フィルム製の中空円筒であり、ボックス等のスリーブポートに取付けられる。ボックス等の体軸方向の長い方の端面に大径ポートを、体軸と垂直方向の短い方の端面に小径ポートを設置する場合が多い。覗き窓に直接取り付けることも可能である。
掛布等は可撓性の含鉛フィルムや複合吸収材料（後述）による含鉛シート等であり、ボックス本体と端面ボックスの下方の開口部に患者人体に掛けて設置される。含鉛ゴムやＰｂ代替元素を含有したフィルム・ゴム等を使用する場合もある。
天板は主に原子番号８２以上の元素の単体の金属製の平板であり、ボックス本体と端面ボックスに分けて設置される。天板の遮へい材は部位によって材質や厚みを変える。長さや厚みで分割して複数の元素の金属を設置しても構わない。
覗き窓は透視できる含鉛ガラスまたは含鉛樹脂等の平板であり、主にボックス等の体軸方向の長い方の端面に設置され、特定の傾斜角をもって設置される。手術の目的で必要があれば体軸と垂直方向の短い方の端面に設置しても構わない。
スリーブ構造体の１つである含鉛腕スリーブは含鉛ゴムや含鉛フィルム製の中空円筒であり、ボックス等のスリーブポートに取付けられる。ボックス等の体軸方向の長い方の端面に大径ポートを、体軸と垂直方向の短い方の端面に小径ポートを設置する場合が多い。覗き窓に直接取り付けることも可能である。
掛布等は可撓性の含鉛フィルムや複合吸収材料（後述）による含鉛シート等であり、ボックス本体と端面ボックスの下方の開口部に患者人体に掛けて設置される。含鉛ゴムやＰｂ代替元素を含有したフィルム・ゴム等を使用する場合もある。
【0038】
次に本発明のボックスの構成と機能の概要を説明する。
本発明のボックスを構成する材料は、入射する一次Ｘ線の約８割を散乱する患者人体で発生する多種の散乱Ｘ線を遮へい（線減衰）すると共に、各所の複合吸収材料等の材料で有効に減弱させて吸収（線エネルギー吸収）する。
本発明のボックスは、ボックス本体・端面ボックス・覗き窓・天板・スリーブ・掛布等・敷布等および接続装置と支持装置で構成される。これらは、種々のエネルギーのＸ線を線減衰ができる材料で内面を被覆する。ボックス等、覗き窓と接続装置では、加えて線エネルギー吸収できる複合吸収材料や増設複合吸収材料で内面を被覆する。
術者の頭部・眼へ至る強い小角散乱Ｘ線は天板で線減衰する。上肢・体幹部へ至る種々の側方散乱Ｘ線はボックス等・覗き窓、および、患者の身体を包んで取り囲んだ掛布等で線減衰する。腕と手指はボックス本体に付属させた含鉛腕スリーブと医療従事者が装着する含鉛手袋で線減衰する。その上で、各所で発生する散乱Ｘ線は、可撓性または剛性の複合吸収材料等によりＸ線を減弱した上で線エネルギー吸収する。これにより吸収したＸ線は複合吸収材料内で電子の運動エネルギーに変換し、消滅させる。これらにより診療室内等の空間の放射線量率、特に術者立ち位置での放射線線量率を低減できる。また、術者等の医療従事者は他の重（暑）苦しい防護具を着用することなく、含鉛手袋だけを装着して含鉛腕スリーブを介してボックス本体内に手を挿入するのみで防護され、手技に支障なくカテーテル等の手術を行うことができる。
本発明のボックスを構成する材料は、入射する一次Ｘ線の約８割を散乱する患者人体で発生する多種の散乱Ｘ線を遮へい（線減衰）すると共に、各所の複合吸収材料等の材料で有効に減弱させて吸収（線エネルギー吸収）する。
本発明のボックスは、ボックス本体・端面ボックス・覗き窓・天板・スリーブ・掛布等・敷布等および接続装置と支持装置で構成される。これらは、種々のエネルギーのＸ線を線減衰ができる材料で内面を被覆する。ボックス等、覗き窓と接続装置では、加えて線エネルギー吸収できる複合吸収材料や増設複合吸収材料で内面を被覆する。
術者の頭部・眼へ至る強い小角散乱Ｘ線は天板で線減衰する。上肢・体幹部へ至る種々の側方散乱Ｘ線はボックス等・覗き窓、および、患者の身体を包んで取り囲んだ掛布等で線減衰する。腕と手指はボックス本体に付属させた含鉛腕スリーブと医療従事者が装着する含鉛手袋で線減衰する。その上で、各所で発生する散乱Ｘ線は、可撓性または剛性の複合吸収材料等によりＸ線を減弱した上で線エネルギー吸収する。これにより吸収したＸ線は複合吸収材料内で電子の運動エネルギーに変換し、消滅させる。これらにより診療室内等の空間の放射線量率、特に術者立ち位置での放射線線量率を低減できる。また、術者等の医療従事者は他の重（暑）苦しい防護具を着用することなく、含鉛手袋だけを装着して含鉛腕スリーブを介してボックス本体内に手を挿入するのみで防護され、手技に支障なくカテーテル等の手術を行うことができる。
【0039】
次に、ボックスの構成と機能を考慮した上で、運用上の追加要件は以下の通りである。要件７は、患者の照射野の位置に合わせてボックス等の位置を調整できることである。要件８は、アンダーチューブ型のＸ線カメラの場合はＸ線受像機をボックス等内に収納できることである。
以下では各要件の対策を区分して説明する。
以下では各要件の対策を区分して説明する。
【0040】
要件１（強い小角散乱Ｘ線の遮へい）を解決するための対策は、照射野直近で小角散乱Ｘ線が照射される部位の表面等に、線減衰材料を配置して低反射で線減衰させることである。ここで線減衰材料とは主に原子番号が８２以上の元素である。アンダーチューブ型の前方散乱Ｘ線に含まれる小角散乱Ｘ線の実効エネルギーよりもＫ吸収端が高い元素より成り、同・エネルギー範囲に対して線減衰係数が１０（１／ｃｍ）以上の材料である。例えば、原子番号（Ｚ）とＫ吸収端（Ｋab）は、鉛（Ｐｂ）がＺ＝８２で約８８ＫｅＶ、ビスマス（Ｂｉ）がＺ＝８３で約９０ＫｅＶ、トリウム（Ｔｈ）がＺ＝９０で約１０９ＫｅＶ、ウラン（Ｕ）がＺ＝９２で約１１５ＫｅＶである。よって線減衰材料が対象とするエネルギー範囲は８０ＫｅＶ以上となる。
天板は標準型では患者人体により前方に小角散乱した高いエネルギーの小角散乱Ｘ線を遮へいし、形状が直方体の金属板または表面被覆体である。力学的な要件は自立強度以外には特にない。線減衰の過程でのＫ殻からの特性Ｘ線（Ｋ－Ｘ）の発生を避けるため、発生する小角散乱Ｘ線の実効エネルギーよりもＫ吸収端が高い数値の元素による材料を適用する。主に原子番号が８２以上のＰｂ、ビスマス（Ｂｉ）、トリウム（Ｔｈ）、ウラン（Ｕ）等の元素の単体を利用する。
覗き窓はボックス内部を視認できる透明なガラスまたは樹脂の平板であり、材料は含鉛ガラス板または含鉛樹脂板を利用する。
天板は標準型では患者人体により前方に小角散乱した高いエネルギーの小角散乱Ｘ線を遮へいし、形状が直方体の金属板または表面被覆体である。力学的な要件は自立強度以外には特にない。線減衰の過程でのＫ殻からの特性Ｘ線（Ｋ－Ｘ）の発生を避けるため、発生する小角散乱Ｘ線の実効エネルギーよりもＫ吸収端が高い数値の元素による材料を適用する。主に原子番号が８２以上のＰｂ、ビスマス（Ｂｉ）、トリウム（Ｔｈ）、ウラン（Ｕ）等の元素の単体を利用する。
覗き窓はボックス内部を視認できる透明なガラスまたは樹脂の平板であり、材料は含鉛ガラス板または含鉛樹脂板を利用する。
【0041】
要件２（中程度の側方等への散乱Ｘ線を遮へい）を解決するための対策は、照射野からの側方等に散乱Ｘ線が照射される部位の表面等に、低反射減弱材料を配置してＸ線を低反射で線減衰させることである。低反射減弱材料とは原子番号が５６以上で８２以下の元素である。６０ＫｅＶ以上で８０ＫｅＶ未満のエネルギー領域において、光電効果が主要な相互作用である光電領域にあり、同・エネルギー範囲に対して線減衰係数が１０（１／ｃｍ）以上の材料である。多くは側方散乱Ｘ線の実効エネルギーよりもＫ吸収端が高い元素より成るが、これは全てではない。何故ならば、Ｋ吸収端による特性Ｘ線（Ｋ－Ｘ）が低いエネルギーの場合は、自身または周囲の材料で線減衰できるためである。
ボックス等は、チタン（Ｔｉ）合金や高強度なアルミニウム（Ａｌ）合金で箱や母板が製造され、内面には原子番号が５６～８２の元素の単体または化合物による低反射減弱材料を母板に被覆する。被覆材料は、例えば、原子番号（Ｚ）とＫ吸収端（Ｋab）は、バリウム（Ｂａ）がＺ＝５６で約３７ＫｅＶ、ガドリウム（Ｇｄ）がＺ＝６４で約５０ＫｅＶ、タングステン（Ｗ）がＺ＝７４で約７０ＫｅＶである。鉛（Ｐｂ）は前項の通りである。
覗き窓は、前項と同様の含鉛ガラスまたは含鉛樹脂である。
ボックス等は、チタン（Ｔｉ）合金や高強度なアルミニウム（Ａｌ）合金で箱や母板が製造され、内面には原子番号が５６～８２の元素の単体または化合物による低反射減弱材料を母板に被覆する。被覆材料は、例えば、原子番号（Ｚ）とＫ吸収端（Ｋab）は、バリウム（Ｂａ）がＺ＝５６で約３７ＫｅＶ、ガドリウム（Ｇｄ）がＺ＝６４で約５０ＫｅＶ、タングステン（Ｗ）がＺ＝７４で約７０ＫｅＶである。鉛（Ｐｂ）は前項の通りである。
覗き窓は、前項と同様の含鉛ガラスまたは含鉛樹脂である。
【0042】
要件４（散乱Ｘ線を空間に不漏出）を解決するための対策は、ボックス等の体軸方向の両端部を掛布等により、手を挿入するポート部等を腕スリーブやグローブ等のスリーブ構造体により、外部空間と通じる開口部を無くすことである。
ボックス等の体軸方向の両端部は、前項の通り、端面の下半分の患者ポートの上に取付けられた掛布ホルダにより掛布等を吊上げる等の方法で開口部を塞ぐ。掛布等は可撓性の複合吸収材料の薄い膜材であるため、患者人体の形状に馴染んで隙間なく掛けることができる。すなわち、ボックス本体の患者ポートの開口部に取り付けた体幹部掛布は、患者人体の腹部・下腹部・大腿等に隙間が空かないように掛ける。端面ボックスの患者ポートの開口部に取り付けた頭部掛布は、患者人体の頭・肩・上腕部等に隙間が空かないように掛ける。これにより、ボックス等の両端部の患者人体との間は掛布等により隙間を無くすことができる。
手を挿入するボックス等のスリーブポートには、通常の使用時には、含鉛腕スリーブが取り付けられる。スリーブポートには、開口円筒の短管が取り付けられている。含鉛腕スリーブの根本は３ｃｍ程度を折り返して短管の外周に締結バンドで締めて固定される。含鉛腕スリーブの先端は袖ゴム構造としているため手を挿入していない時は開口が萎む構造である。術者は含鉛手袋をはめて含鉛腕スリーブに腕を通してボックス内部で手技を行う。これにより、術者が手を挿入していない際でも開口部を無くすことができる。
ボックス等の体軸方向の両端部は、前項の通り、端面の下半分の患者ポートの上に取付けられた掛布ホルダにより掛布等を吊上げる等の方法で開口部を塞ぐ。掛布等は可撓性の複合吸収材料の薄い膜材であるため、患者人体の形状に馴染んで隙間なく掛けることができる。すなわち、ボックス本体の患者ポートの開口部に取り付けた体幹部掛布は、患者人体の腹部・下腹部・大腿等に隙間が空かないように掛ける。端面ボックスの患者ポートの開口部に取り付けた頭部掛布は、患者人体の頭・肩・上腕部等に隙間が空かないように掛ける。これにより、ボックス等の両端部の患者人体との間は掛布等により隙間を無くすことができる。
手を挿入するボックス等のスリーブポートには、通常の使用時には、含鉛腕スリーブが取り付けられる。スリーブポートには、開口円筒の短管が取り付けられている。含鉛腕スリーブの根本は３ｃｍ程度を折り返して短管の外周に締結バンドで締めて固定される。含鉛腕スリーブの先端は袖ゴム構造としているため手を挿入していない時は開口が萎む構造である。術者は含鉛手袋をはめて含鉛腕スリーブに腕を通してボックス内部で手技を行う。これにより、術者が手を挿入していない際でも開口部を無くすことができる。
【0043】
要件５（散乱Ｘ線を減弱・吸収する）を解決するための対策は、本発明のボックスの主要部に複合吸収材料等を適用することである。
複合吸収材料は前述の特許文献１に示される低反射減弱層と多層吸収層（拡散吸収体と電子吸収体の対）で構成される材料である。
ボックス等は、前述の通りＴｉ合金や高強度Ａｌ合金で箱や板や骨組みが製造され、内面は複合吸収材料等を被覆する。ボックス等自体を剛性の複合吸収材料で製造しても構わない。
すなわち、散乱Ｘ線が照射される部位のボックス等の母材（Ｔｉ系やＡｌ系等）の表面に複合吸収材料を被覆する。また既に遮へい用に被覆した線減衰材料や低反射減弱材料がある場合は多層吸収層（拡散吸収体と電子吸収体の対を１～３対）を母材との間に貼り合わせて被覆することで、増設複合吸収材料としてグレードアップできる。さらにボックス等の母材のＴｉ系やＡｌ系を複合吸収材料の一部として最外層の電子吸収体に使用しても構わない。複合吸収材料と増設複合吸収材料を総称して「複合吸収材料等」と呼ぶ。
複合吸収材料は前述の特許文献１に示される低反射減弱層と多層吸収層（拡散吸収体と電子吸収体の対）で構成される材料である。
ボックス等は、前述の通りＴｉ合金や高強度Ａｌ合金で箱や板や骨組みが製造され、内面は複合吸収材料等を被覆する。ボックス等自体を剛性の複合吸収材料で製造しても構わない。
すなわち、散乱Ｘ線が照射される部位のボックス等の母材（Ｔｉ系やＡｌ系等）の表面に複合吸収材料を被覆する。また既に遮へい用に被覆した線減衰材料や低反射減弱材料がある場合は多層吸収層（拡散吸収体と電子吸収体の対を１～３対）を母材との間に貼り合わせて被覆することで、増設複合吸収材料としてグレードアップできる。さらにボックス等の母材のＴｉ系やＡｌ系を複合吸収材料の一部として最外層の電子吸収体に使用しても構わない。複合吸収材料と増設複合吸収材料を総称して「複合吸収材料等」と呼ぶ。
【0044】
要件６（内部を操作できる機構）を解決するための対策は、ボックスに近接で内部を操作できる機構は、前述のスリーブポートと含鉛腕スリーブによる。術者は含鉛手袋をはめて含鉛腕スリーブに腕を通してボックス内部で手技を行うことができる。
細かい手技を行う際には多少支障があるが、含鉛腕スリーブと含鉛手袋が一体になった長尺の含鉛ゴム製等の含鉛グローブを利用しても構わない。
ボックス等内部の放射線量率が低ければ、ポートには含鉛腕スリーブではなく、グローブレスポ―トを設置しても構わない。なお、グローブレスポ―トは丸型の配線孔キャップのように、放射状に貫通切り込みを入れた含鉛ゴム製の円板である。一方、手を挿入する可能性がないポートは、ボックス等と同じ材質の閉止板で閉じて、散乱Ｘ線が空間に漏出するのを防ぐのが良い。
細かい手技を行う際には多少支障があるが、含鉛腕スリーブと含鉛手袋が一体になった長尺の含鉛ゴム製等の含鉛グローブを利用しても構わない。
ボックス等内部の放射線量率が低ければ、ポートには含鉛腕スリーブではなく、グローブレスポ―トを設置しても構わない。なお、グローブレスポ―トは丸型の配線孔キャップのように、放射状に貫通切り込みを入れた含鉛ゴム製の円板である。一方、手を挿入する可能性がないポートは、ボックス等と同じ材質の閉止板で閉じて、散乱Ｘ線が空間に漏出するのを防ぐのが良い。
【0045】
要件６（術者の腕や指先の遮へい）を解決するための対策は、含鉛腕スリーブや含鉛手袋をスリーブポートに取付けて使用することである。含鉛手袋の代わりに長尺の含鉛ゴム製等の含鉛グローブを使用しても構わない。含鉛腕スリーブや含鉛グローブや含鉛手袋は、ボックス等内部の空間線量率に応じて鉛含有率と厚みを調整する。これらは術者が手技を行い易いように、肌に馴染みやすく、柔らかい材質のものが良い。
【0046】
要件７（ボックスを照射野の位置に調整）を解決するための対策は、ボックス等の位置決めする方法に基づいている。そのため、ここではまずボックス等の設置方法を説明する。アンギオ装置で対角するＸ線源とＸ線受像機をテーブル付近に準備して患者人体とその照射野の位置を決めた後に、本発明のボックスは現場で組み立てる。
アンダーチューブ型の場合で、テーブルの患者人体の患部上にＸ線受像機の位置が決めた後に、ボックス本体と端面ボックスを準備して取付ける。テーブル上にボックス本体を置き、接続装置を介してＸ線受像機を端面ボックスで挟み込んで設置する。そのため、ボックス等の設置位置は患者人体の患部の位置に基づいて決まり、端面ボックスはテーブル上の患者の頭側、ボックス本体はテーブル上の患者の足側の所期の位置に設置される。
現場でのボックス等の左右への移動を助長するために、テーブルの体軸と垂直方向の両端部にレール溝やガイドレールを設け、これにガイドされて体軸方向に容易に移動できるスライド機構を設けても構わない。
アンダーチューブ型の場合で、テーブルの患者人体の患部上にＸ線受像機の位置が決めた後に、ボックス本体と端面ボックスを準備して取付ける。テーブル上にボックス本体を置き、接続装置を介してＸ線受像機を端面ボックスで挟み込んで設置する。そのため、ボックス等の設置位置は患者人体の患部の位置に基づいて決まり、端面ボックスはテーブル上の患者の頭側、ボックス本体はテーブル上の患者の足側の所期の位置に設置される。
現場でのボックス等の左右への移動を助長するために、テーブルの体軸と垂直方向の両端部にレール溝やガイドレールを設け、これにガイドされて体軸方向に容易に移動できるスライド機構を設けても構わない。
【0047】
要件８（Ｘ線受像機をボックスに収納）を解決するための対策は、接続装置（接続フランジまたは受像機ジョイント）を介して設置することで、Ｘ線受像機をボックス内に収納することによる。
アンダーチューブ型のアンギオ装置の場合、画質を向上するためにＸ線受像機は患者人体になるべく近づけるのが良いため、Ｘ線受像機はボックス等に収納することが要求される。ボックス等の内部は散乱Ｘ線の光子数が少ない方が良い。
Ｘ線透視装置のうち、従来型のＸ線カメラの構成の場合は、対向するＸ線源とＸ線受像機が回転せずに固定されている。近年の販売事例は少ないが、本発明の基本構成は従来型のアンダーチューブ型のＸ線カメラに基づき説明する。
従来型は接続フランジを介して受像機アームを挟んでＸ線受像機をボックス本体内に収納する。接続フランジは開口方向の一辺が取外せる構造であり、受像機アームをボックス本体の天井部の受像機ポートに取り込んだ後にボルト等で締結する。次に、スライド板遮へいにより受像機アームの周りの空隙を埋めることにより、散乱Ｘ線が漏れ出す開口を無くすことができる。最後に、ボックス本体の端面に端面ボックスを取り付ける。
ボックス等や接続フランジの内側には、線減衰材料を含めた増設複合吸収材料が被覆される。これらにより、Ｘ線受像機をボックスに収納した上で、ボックス等の内部で発生した散乱Ｘ線を遮へいし、減弱して吸収することができる。
アンダーチューブ型のアンギオ装置の場合、画質を向上するためにＸ線受像機は患者人体になるべく近づけるのが良いため、Ｘ線受像機はボックス等に収納することが要求される。ボックス等の内部は散乱Ｘ線の光子数が少ない方が良い。
Ｘ線透視装置のうち、従来型のＸ線カメラの構成の場合は、対向するＸ線源とＸ線受像機が回転せずに固定されている。近年の販売事例は少ないが、本発明の基本構成は従来型のアンダーチューブ型のＸ線カメラに基づき説明する。
従来型は接続フランジを介して受像機アームを挟んでＸ線受像機をボックス本体内に収納する。接続フランジは開口方向の一辺が取外せる構造であり、受像機アームをボックス本体の天井部の受像機ポートに取り込んだ後にボルト等で締結する。次に、スライド板遮へいにより受像機アームの周りの空隙を埋めることにより、散乱Ｘ線が漏れ出す開口を無くすことができる。最後に、ボックス本体の端面に端面ボックスを取り付ける。
ボックス等や接続フランジの内側には、線減衰材料を含めた増設複合吸収材料が被覆される。これらにより、Ｘ線受像機をボックスに収納した上で、ボックス等の内部で発生した散乱Ｘ線を遮へいし、減弱して吸収することができる。
【0048】
上述の本発明の要件１から要件６への対応内容を以下に纏めて整理する。
追加シールドボックス（ボックス）は一次Ｘ線を透過する照射野を患部に設定し、術者がボックス内部の患部を視認しながら手技を行うことができ、術者の被ばくを低減する追加シールド等である。強い小角散乱Ｘ線を遮へい（要件１）し、中程度の側方散乱Ｘ線を遮へい（要件２）し、散乱Ｘ線を空間に漏出させず（要件３）、散乱Ｘ線を減弱・吸収できる（要件４）。また、内部を操作できる機構を有し（要件５）、術者の腕や指先を遮へい（要件６）できるものが良い。これら要件の一部でも発明の効果はあるが、より良くは全部が満たされるのが良い。
本発明は、ボックス等（ボックス本体・端面ボックス）・覗き窓・天板・スリーブ・掛布等・敷布等および接続装置等で構成される。
ボックス等内の患者人体の照射野とその周辺で発生する高い小角散乱Ｘ線は天板で線減衰材料により遮へいする。低反射減弱材料や減弱材料に代わり複合吸収材料を被覆して散乱Ｘ線を減弱して吸収することが好ましい。また、前述の線減衰材料と低反射減弱材料には多層吸収層を重ねた増設複合吸収材料として、散乱Ｘ線を減弱して吸収しても良い。
ボックス等の両端の患者ポートは掛布等で塞ぎ、手を挿入するスリーブポートは腕スリーブ等で塞ぐことにより、空間への散乱Ｘ線の漏出を防ぐ。
上述の通り、Ｘ線透視装置の部材毎に異なる照射されるＸ線の種類や強度に応じて、部材の表面に被覆する材料を変えることにより、効率的に線減衰して線エネルギー吸収する。また、手術の目的毎に変更される照射野の位置と開口寸法を調整することで、散乱Ｘ線を空間に漏らすことなく遮へいし、減弱・吸収して消滅する。部材の表面には線減衰材料、低反射減弱材料、減弱材料または複合吸収材料等が被覆されるが、装置の部材全体をこれらの材料としても構わない。
追加シールドボックス（ボックス）は一次Ｘ線を透過する照射野を患部に設定し、術者がボックス内部の患部を視認しながら手技を行うことができ、術者の被ばくを低減する追加シールド等である。強い小角散乱Ｘ線を遮へい（要件１）し、中程度の側方散乱Ｘ線を遮へい（要件２）し、散乱Ｘ線を空間に漏出させず（要件３）、散乱Ｘ線を減弱・吸収できる（要件４）。また、内部を操作できる機構を有し（要件５）、術者の腕や指先を遮へい（要件６）できるものが良い。これら要件の一部でも発明の効果はあるが、より良くは全部が満たされるのが良い。
本発明は、ボックス等（ボックス本体・端面ボックス）・覗き窓・天板・スリーブ・掛布等・敷布等および接続装置等で構成される。
ボックス等内の患者人体の照射野とその周辺で発生する高い小角散乱Ｘ線は天板で線減衰材料により遮へいする。低反射減弱材料や減弱材料に代わり複合吸収材料を被覆して散乱Ｘ線を減弱して吸収することが好ましい。また、前述の線減衰材料と低反射減弱材料には多層吸収層を重ねた増設複合吸収材料として、散乱Ｘ線を減弱して吸収しても良い。
ボックス等の両端の患者ポートは掛布等で塞ぎ、手を挿入するスリーブポートは腕スリーブ等で塞ぐことにより、空間への散乱Ｘ線の漏出を防ぐ。
上述の通り、Ｘ線透視装置の部材毎に異なる照射されるＸ線の種類や強度に応じて、部材の表面に被覆する材料を変えることにより、効率的に線減衰して線エネルギー吸収する。また、手術の目的毎に変更される照射野の位置と開口寸法を調整することで、散乱Ｘ線を空間に漏らすことなく遮へいし、減弱・吸収して消滅する。部材の表面には線減衰材料、低反射減弱材料、減弱材料または複合吸収材料等が被覆されるが、装置の部材全体をこれらの材料としても構わない。
【0049】
上述の本発明の現場での運用のための追加要件である要件７から要件８への対応内容を以下に纏めて整理する。本発明の現場での運用には、ボックスを照射野の位置に調整（要件７）できなければならない。また、Ｘ線受像機の画質を鮮明にするには、治療時にはなるべく患者人体に近づける必要があり、Ｘ線受像機をボックスに収納（要件８）しなければならない。
本発明の追加シールドボックス（ボックス）は、Ｘ線受像機が位置決めされた後に、現場で組み立てる。ボックス等は照射野から４０ｃｍ余の範囲で設置され、患者の頭部や下肢・上肢等はボックス等の両端の患者ポートの開口部から体軸方向に飛び出して、前記の掛布等で覆われる。
Ｘ線受像機をボックス内に収納するために、ボックス等は接続装置（接続フランジ・受像機ジョイント）を介してＸ線受像機を挟み込んでテーブル上で組み立てる。
本発明の追加シールドボックス（ボックス）は、Ｘ線受像機が位置決めされた後に、現場で組み立てる。ボックス等は照射野から４０ｃｍ余の範囲で設置され、患者の頭部や下肢・上肢等はボックス等の両端の患者ポートの開口部から体軸方向に飛び出して、前記の掛布等で覆われる。
Ｘ線受像機をボックス内に収納するために、ボックス等は接続装置（接続フランジ・受像機ジョイント）を介してＸ線受像機を挟み込んでテーブル上で組み立てる。
【発明の効果】
【0050】
本発明の追加シールドボックスは、患者人体で発生する多様な散乱Ｘ線を、立体的にどの方位にも外部空間と通じた開口がなく、線量率に応じて異なる複数の種類と厚みの組み合わせの遮へい材料により照射野を取り囲む。遮へい能力のある覗き窓によりボックス内部を視認しながら、スリーブ構造体を介して医療従事者が手腕を挿入して医療行為を行う。また、各所に複合吸収材料等を配置して、線減衰させたＸ線は線エネルギー吸収する。
これにより、診療室内等の空間の放射線量率を低減でき、術者等の医療従事者と患者の被ばく線量を低減することができる。さらに、着用する放射線防護具を軽微なものとすることができる。さらにより良くは着用する放射線防護具を無くすことができる。すなわち、医療従事者の職業被ばくと放射線防護に係る負荷を著しく低減することができる。以って、当該技術の産業分野への利用に多大な寄与をなしうるものである。
これにより、診療室内等の空間の放射線量率を低減でき、術者等の医療従事者と患者の被ばく線量を低減することができる。さらに、着用する放射線防護具を軽微なものとすることができる。さらにより良くは着用する放射線防護具を無くすことができる。すなわち、医療従事者の職業被ばくと放射線防護に係る負荷を著しく低減することができる。以って、当該技術の産業分野への利用に多大な寄与をなしうるものである。
【図面の簡単な説明】
【0051】
【発明を実施するための形態】
【0052】
本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。
なお、ここに示す追加シールドボックスとその構成部材は単なる例示であって、本発明を限定することを意図するものではない。
なお、ここに示す追加シールドボックスとその構成部材は単なる例示であって、本発明を限定することを意図するものではない。
【0053】
本明細書の以降の部分では、特に断りがない限り、以下の用語を用いる。
放射線の一次線源はＸ線管球であるが、この一次Ｘ線ビームを「一次Ｘ線」と呼ぶ。Ｘ線管球の管電圧が１００ｋＶの場合、発生する一次Ｘ線は連続エネルギーとなり、概ね１００ＫｅＶが最大エネルギーとなる。また、Ｘ線発生装置の状態にも依存するが、そのエネルギーの平均値（以下、「実効エネルギー」という）は最大エネルギーの６０～７０％程度の場合が多いため、ここでは６５％で一定と仮定する。また、特に断りがない限り、実効エネルギーを示すものとする。
本明細書の以降の部分では、特に断りがない限り、Ｘ線管球の位置はテーブルの下部に配置するアンダーチューブ型のＸ線透視装置を例として記載する。
一次Ｘ線が患者・被検者、装置の一部等に当たり散乱した放射線を総称して「散乱Ｘ線」と呼ぶ。
散乱Ｘ線のうち、一次Ｘ線のエネルギーを殆ど維持したまま小角度で前方に散乱（以下、「小角散乱」という）してきたＸ線を「小角散乱Ｘ線」と呼ぶ。
また、一次Ｘ線が患者人体またはテーブル等により散乱し、入射角に対して０度～４５度の前方に散乱（以下、「前方散乱」という）してきたＸ線を「前方散乱Ｘ線」、同・４５度～１３５度の側方に散乱（以下、「側方散乱」という）してきたＸ線を「側方散乱Ｘ線」、同・１３５度～１８０度の後方に散乱（以下、「後方散乱」という）してきたＸ線を「後方散乱Ｘ線」と呼ぶ。なお、小角散乱Ｘ線は前方散乱Ｘ線の一種であり、その内数である。
さらに、診察用撮影室、検査室、治療室、エックス線診療室内等を総称して「診療室内等」と呼ぶ。
放射線の一次線源はＸ線管球であるが、この一次Ｘ線ビームを「一次Ｘ線」と呼ぶ。Ｘ線管球の管電圧が１００ｋＶの場合、発生する一次Ｘ線は連続エネルギーとなり、概ね１００ＫｅＶが最大エネルギーとなる。また、Ｘ線発生装置の状態にも依存するが、そのエネルギーの平均値（以下、「実効エネルギー」という）は最大エネルギーの６０～７０％程度の場合が多いため、ここでは６５％で一定と仮定する。また、特に断りがない限り、実効エネルギーを示すものとする。
本明細書の以降の部分では、特に断りがない限り、Ｘ線管球の位置はテーブルの下部に配置するアンダーチューブ型のＸ線透視装置を例として記載する。
一次Ｘ線が患者・被検者、装置の一部等に当たり散乱した放射線を総称して「散乱Ｘ線」と呼ぶ。
散乱Ｘ線のうち、一次Ｘ線のエネルギーを殆ど維持したまま小角度で前方に散乱（以下、「小角散乱」という）してきたＸ線を「小角散乱Ｘ線」と呼ぶ。
また、一次Ｘ線が患者人体またはテーブル等により散乱し、入射角に対して０度～４５度の前方に散乱（以下、「前方散乱」という）してきたＸ線を「前方散乱Ｘ線」、同・４５度～１３５度の側方に散乱（以下、「側方散乱」という）してきたＸ線を「側方散乱Ｘ線」、同・１３５度～１８０度の後方に散乱（以下、「後方散乱」という）してきたＸ線を「後方散乱Ｘ線」と呼ぶ。なお、小角散乱Ｘ線は前方散乱Ｘ線の一種であり、その内数である。
さらに、診察用撮影室、検査室、治療室、エックス線診療室内等を総称して「診療室内等」と呼ぶ。
【0054】
本明細書の以降の部分では、材料では以下の用語を用いる。
金属材料ではＡｌ－Ｍｇ系（５０００系合金）やＡｌ－Ｍｇ－Ｓｉ系（６０００系合金）等の高比強度Ａｌ合金をＡｌ系と呼ぶ。純ＴｉやＴｉ－６Ａｌ－４Ｖ等の高比強度Ｔｉ合金をＴｉ系と呼ぶ。
加えて、本明細書の以降の部分では、元素と記載した部分は特に断りがない限りその元素を含む材料を意味し、材料は特に断りがない限り金属元素単体の材料を意味する。
本発明のボックスで使用する材料は、線減衰材料、低反射減弱材料、複合吸収材料および増設複合吸収材料である。本明細書では線減衰材料、低反射減弱材料を総称して「遮へい材料」と呼ぶ。また、複合吸収材料と増設複合吸収材料を総称して「複合吸収材料等」と呼ぶ。これらの概要を以下に示し、表１にて比較して示す。また、後述の実施例１でより詳しく説明する。また、遮へい材料を本発明のボックスの構成材料とするか、または構成材料の表層に配置したものを「部材」と呼ぶ。
なお、本明細書では材料の遮へい能力は、後述の通り、線減衰（反射・散乱・吸収）と線エネルギー吸収（吸収のみ）に区分して示す。
金属材料ではＡｌ－Ｍｇ系（５０００系合金）やＡｌ－Ｍｇ－Ｓｉ系（６０００系合金）等の高比強度Ａｌ合金をＡｌ系と呼ぶ。純ＴｉやＴｉ－６Ａｌ－４Ｖ等の高比強度Ｔｉ合金をＴｉ系と呼ぶ。
加えて、本明細書の以降の部分では、元素と記載した部分は特に断りがない限りその元素を含む材料を意味し、材料は特に断りがない限り金属元素単体の材料を意味する。
本発明のボックスで使用する材料は、線減衰材料、低反射減弱材料、複合吸収材料および増設複合吸収材料である。本明細書では線減衰材料、低反射減弱材料を総称して「遮へい材料」と呼ぶ。また、複合吸収材料と増設複合吸収材料を総称して「複合吸収材料等」と呼ぶ。これらの概要を以下に示し、表１にて比較して示す。また、後述の実施例１でより詳しく説明する。また、遮へい材料を本発明のボックスの構成材料とするか、または構成材料の表層に配置したものを「部材」と呼ぶ。
なお、本明細書では材料の遮へい能力は、後述の通り、線減衰（反射・散乱・吸収）と線エネルギー吸収（吸収のみ）に区分して示す。
【0055】
線減衰材料とは、装置を構成する材料の母材にＰｂ・Ｂｉ、ＴｈまたはＵ等の線減衰元素を被覆して放射線強度の高い小角散乱Ｘ線を線減衰させる材料である。線減衰元素とは原子番号が８２以上の元素である。Ｋ吸収端が８０ＫｅＶ以上にあり、例えば管電圧が８０ｋＶ以上で１５０ｋＶ以下のＸ線管球からの８０ＫｅＶ以上（以下、「高い」と称する）の一次Ｘ線による小角散乱Ｘ線が照射されると、著しくＸ線を線減衰させ、その際にＫ殻の特性Ｘ線（Ｋ－Ｘ）を発生しない元素である。
低反射減弱材料とは、Ｂａ・ＷまたはＰｂ等の低反射減弱元素を母材に被覆して側方散乱Ｘ線を低反射で減弱させる材料である。低反射減弱元素とは６０ＫｅＶ以上で８０ＫｅＶ未満（以下、「中程度」と称する）の実効エネルギー（最大エネルギーは８８ＫｅＶ未満）のＸ線を対象とし、この領域でも光電効果が主要な領域（光電領域）にある、原子番号が５６以上で８２以下の元素である。また、側方散乱Ｘ線の実効エネルギー領域でＫ－Ｘが発生しない元素である。
複合吸収材料とは、Ｘ線が入射する第一層のＰｂが低反射減弱層となり、第二層以下がＳｎ・Ｍｏ等の拡散吸収体とＮｂ・Ｃｕ等の電子吸収体の対が１～３対で成る多層吸収層となり、異なった役割を持った３層以上を密着して多層に重ねることにより散乱Ｘ線を内部で減弱させて吸収する材料である。第一層のＰｂは線減衰材料や低反射減弱材料のＰｂ等と同じ役割である。また、本発明では、前述の線減衰材料や低反射減弱材料に多層吸収層を重ねたものを「増設複合吸収材料」と呼び、複合吸収材料と同じ機能を有するものとして取り扱う。
なお、複合吸収材料は実施例５でより詳しく説明し、更に詳しくは発明者が同じ特許文献１に示す。
低反射減弱材料とは、Ｂａ・ＷまたはＰｂ等の低反射減弱元素を母材に被覆して側方散乱Ｘ線を低反射で減弱させる材料である。低反射減弱元素とは６０ＫｅＶ以上で８０ＫｅＶ未満（以下、「中程度」と称する）の実効エネルギー（最大エネルギーは８８ＫｅＶ未満）のＸ線を対象とし、この領域でも光電効果が主要な領域（光電領域）にある、原子番号が５６以上で８２以下の元素である。また、側方散乱Ｘ線の実効エネルギー領域でＫ－Ｘが発生しない元素である。
複合吸収材料とは、Ｘ線が入射する第一層のＰｂが低反射減弱層となり、第二層以下がＳｎ・Ｍｏ等の拡散吸収体とＮｂ・Ｃｕ等の電子吸収体の対が１～３対で成る多層吸収層となり、異なった役割を持った３層以上を密着して多層に重ねることにより散乱Ｘ線を内部で減弱させて吸収する材料である。第一層のＰｂは線減衰材料や低反射減弱材料のＰｂ等と同じ役割である。また、本発明では、前述の線減衰材料や低反射減弱材料に多層吸収層を重ねたものを「増設複合吸収材料」と呼び、複合吸収材料と同じ機能を有するものとして取り扱う。
なお、複合吸収材料は実施例５でより詳しく説明し、更に詳しくは発明者が同じ特許文献１に示す。
【0056】
表１
【0057】
追加シールドボックスの基本的な構成は、標準型で示す。ボックス本体は変更ないが、端面ボックスを変更した応用的な構成は、ＦＰＤ内蔵型である。追加シールドボックスの構成は表２にて比較して示す。
標準型のボックスは、受像機アームは固定されたアンダーチューブ型のＸ線テレビを対象としたものである。
ＦＰＤ内蔵型は、アンダーチューブ型で、ＦＰＤ方式のＸ線受像機はボックス内に設置した５軸の移動機能により検査時に自由に移動できる。
標準型のボックスは、受像機アームは固定されたアンダーチューブ型のＸ線テレビを対象としたものである。
ＦＰＤ内蔵型は、アンダーチューブ型で、ＦＰＤ方式のＸ線受像機はボックス内に設置した５軸の移動機能により検査時に自由に移動できる。
【0058】
表２
【0059】
実施例１は、本発明の追加シールドボックスで使用する材料である。
実施例２は、Ｘ線源－Ｘ線受像機の位置を固定して使用するＸ線透視装置を対象とした標準型の追加シールドボックスの基本機能と全体構成の説明である。
実施例３は、Ｘ線の強度が高い小角散乱Ｘ線を含む前方散乱Ｘ線を遮へいするオプションの説明である。
実施例４は、Ｘ線透視装置とは分離したＦＰＤ方式のＸ線受像機をボックス等の内部に収納したＦＰＤ内蔵型の追加シールドボックスの全体構成の説明である。
実施例５は、実施例１のうち特許文献１の複合吸収材料を再録した説明である。
実施例２は、Ｘ線源－Ｘ線受像機の位置を固定して使用するＸ線透視装置を対象とした標準型の追加シールドボックスの基本機能と全体構成の説明である。
実施例３は、Ｘ線の強度が高い小角散乱Ｘ線を含む前方散乱Ｘ線を遮へいするオプションの説明である。
実施例４は、Ｘ線透視装置とは分離したＦＰＤ方式のＸ線受像機をボックス等の内部に収納したＦＰＤ内蔵型の追加シールドボックスの全体構成の説明である。
実施例５は、実施例１のうち特許文献１の複合吸収材料を再録した説明である。
【実施例1】
【0060】
（本発明の追加シールドボックスで使用する材料）
実施例１では、本発明のボックスで使用する材料の線減衰と線エネルギー吸収に関与する機能について説明する。ここでは本明細書の以降の部分で登場する元素を一覧した。非特許文献５のＮＩＳＴデータベースを引用して、一次Ｘ線および散乱Ｘ線等の種々のエネルギー領域にあるＸ線との相互作用で反射・散乱され易い元素、吸収され易い元素を摘出した。その結果を表３に一覧する。
表３の横軸にはマグネシウム（Ｍｇ）、Ａｌ、ケイ素（Ｓｉ）、Ｔｉ、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、スズ（Ｓｎ）、Ｂａ、Ｗ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｔｈ、Ｕの元素名を示す。表３の縦軸は特定のエネルギーの数値、すなわち「単色」のエネルギーの数値にて整理している。表３中の数値は線減衰係数（μ）と線エネルギー吸収係数（μen）を文献調査した結果を示す。また、μenをμで割った数値を割合で示した電子吸収割合（μen／μ）も付記した。表３では１より小さい数値は指数表示で示した。実際の一次Ｘ線や散乱Ｘ線はエネルギーが高いものから低いものまでを含む白色であるが、表３の縦軸では測定や表記の都合上、単色として報告されたものであることには注意が必要である。また、非特許文献５のＮＩＳＴデータベースでは、各元素のμやμenが共通的に報告されている５０ＫｅＶ以上の単色エネルギーは、６０、８０、１００、１５０ＫｅＶだけである。すなわち、表中にない中間の単色エネルギーではμやμenは共通的に比較できない。
実施例１では、本発明のボックスで使用する材料の線減衰と線エネルギー吸収に関与する機能について説明する。ここでは本明細書の以降の部分で登場する元素を一覧した。非特許文献５のＮＩＳＴデータベースを引用して、一次Ｘ線および散乱Ｘ線等の種々のエネルギー領域にあるＸ線との相互作用で反射・散乱され易い元素、吸収され易い元素を摘出した。その結果を表３に一覧する。
表３の横軸にはマグネシウム（Ｍｇ）、Ａｌ、ケイ素（Ｓｉ）、Ｔｉ、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、スズ（Ｓｎ）、Ｂａ、Ｗ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｔｈ、Ｕの元素名を示す。表３の縦軸は特定のエネルギーの数値、すなわち「単色」のエネルギーの数値にて整理している。表３中の数値は線減衰係数（μ）と線エネルギー吸収係数（μen）を文献調査した結果を示す。また、μenをμで割った数値を割合で示した電子吸収割合（μen／μ）も付記した。表３では１より小さい数値は指数表示で示した。実際の一次Ｘ線や散乱Ｘ線はエネルギーが高いものから低いものまでを含む白色であるが、表３の縦軸では測定や表記の都合上、単色として報告されたものであることには注意が必要である。また、非特許文献５のＮＩＳＴデータベースでは、各元素のμやμenが共通的に報告されている５０ＫｅＶ以上の単色エネルギーは、６０、８０、１００、１５０ＫｅＶだけである。すなわち、表中にない中間の単色エネルギーではμやμenは共通的に比較できない。
【0061】
Ｘ線による物質の透過現象では、本発明の定義式１として、Ｉ／Ｉ０＝Ｅｘｐ（－μｔ）により線減衰係数μ（１／ｃｍ）が定義される。なお、Ｉは出射側、Ｉ０は入射側の強度（例えば光子数や線量率）であり、ｔは物質の厚さである。線減衰係数μの数値が大きい物質は反射・散乱や吸収等により減衰、すなわち遮へいする能力が大きい。換言すれば線減衰係数μが大きいものはＸ線の遮へい能力（線減衰能力）が大きいのは明らかであるが、それだけでは反射・散乱が支配的なのか、吸収が支配的なのかは判らない。
一方、線エネルギー吸収係数（μen）は、制動Ｘ線等の別途の光子としてエネルギーが再放出されずに電子に吸収されて残るエネルギー分、すなわち電子吸収分のみを示している。μenの数値が大きい物質は、Ｘ線のエネルギーを電子の運動エネルギーに変換することにより吸収（以下、「電子吸収」という）する能力が大きい。換言すればμenが大きいものは、電子吸収能力が支配的である。
電子吸収割合（μen／μ）は、線減衰のうちの線エネルギー吸収の割合、すなわちＸ線の相互作用により別の光子（特性Ｘ線、オージェ電子、制動Ｘ線）を発生せずに電子吸収される割合を示す。電子吸収割合の数値が大きい元素は、一般に反射・散乱が少なく、二次Ｘ線（特性Ｘ線、制動Ｘ線）の発生が少ない。
一方、線エネルギー吸収係数（μen）は、制動Ｘ線等の別途の光子としてエネルギーが再放出されずに電子に吸収されて残るエネルギー分、すなわち電子吸収分のみを示している。μenの数値が大きい物質は、Ｘ線のエネルギーを電子の運動エネルギーに変換することにより吸収（以下、「電子吸収」という）する能力が大きい。換言すればμenが大きいものは、電子吸収能力が支配的である。
電子吸収割合（μen／μ）は、線減衰のうちの線エネルギー吸収の割合、すなわちＸ線の相互作用により別の光子（特性Ｘ線、オージェ電子、制動Ｘ線）を発生せずに電子吸収される割合を示す。電子吸収割合の数値が大きい元素は、一般に反射・散乱が少なく、二次Ｘ線（特性Ｘ線、制動Ｘ線）の発生が少ない。
【0062】
線減衰係数μが大きいことは線減衰能力（すなわち遮へい能力）が高いことを意味する。線エネルギー吸収係数μenが大きいことは線エネルギー吸収能力（すなわち、電子吸収能力）が高いことを意味し、Ｘ線との相互作用により反射や散乱が少なく吸収が大きい。電子吸収割合（μen／μ）の数値が大きい元素は、反射・散乱の割合が小さく、二次Ｘ線（特性Ｘ線、制動Ｘ線）の発生が少なく、電子吸収の割合が大きい。
表３において、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉは５０ＫｅＶ以上ではμとμenがかなり小さいが、５０ＫｅＶ未満ではμとμenがやや大きくなって電子吸収割合が大きくなる。Ｔｉは、５０ＫｅＶ以上ではμとμenが比較的小さい数値である。
一方、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｓｎ、Ｂａ、Ｗ、Ｐｂでは、８０ＫｅＶ未満ではμとμenがかなり大きくなって電子吸収割合が大きくなる。その内、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｓｎ、Ｂａ、Ｗ、Ｐｂは８０ＫｅＶ以上でもμは大きく、特にＷ、Ｐｂは１００ＫｅＶ以上となってもμは大きい。
一般に、μenは各元素のＫ吸収端（Ｋab）よりやや高いエネルギー帯で小さい数字となり、そこでは電子吸収割合（μen／μ）も小さい。
表３において、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉは５０ＫｅＶ以上ではμとμenがかなり小さいが、５０ＫｅＶ未満ではμとμenがやや大きくなって電子吸収割合が大きくなる。Ｔｉは、５０ＫｅＶ以上ではμとμenが比較的小さい数値である。
一方、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｓｎ、Ｂａ、Ｗ、Ｐｂでは、８０ＫｅＶ未満ではμとμenがかなり大きくなって電子吸収割合が大きくなる。その内、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｓｎ、Ｂａ、Ｗ、Ｐｂは８０ＫｅＶ以上でもμは大きく、特にＷ、Ｐｂは１００ＫｅＶ以上となってもμは大きい。
一般に、μenは各元素のＫ吸収端（Ｋab）よりやや高いエネルギー帯で小さい数字となり、そこでは電子吸収割合（μen／μ）も小さい。
【0063】
表３
【0064】
線減衰元素は、原子番号が８２以上の元素である。Ｋ吸収端が８０ＫｅＶ以上にあり、８０ＫｅＶ以上の高い小角散乱Ｘ線が照射されても、多くの場合でＫ殻の特性Ｘ線（Ｋ－Ｘ）を発生しない元素である。表３の通り、８０ＫｅＶ以上で１５０ＫｅＶ以下の単色のエネルギーにおける線減衰係数μが１０（１／ｃｍ）以上となる。表３の例示ではＰｂ、Ｂｉ、ＴｈまたはＵ等が該当する。
【0065】
低反射減弱元素は、原子番号が５６以上で８２以下の元素である。表３の通り、６０ＫｅＶ以上で８０ＫｅＶ以下の単色のエネルギーにおける線減衰係数μが１０（１／ｃｍ）以上となる。表３の例示ではＰｂ・ＷまたはＢａ等が該当する。
【0066】
複合吸収材料とは、Ｘ線が入射する第一層のＰｂが低反射減弱層となり、第二層以下が拡散吸収体と電子吸収体の対が１～３対で成る多層吸収層となり、異なった役割を持った３層以上を密着して多層に重ねることにより散乱Ｘ線を内部で減弱させて吸収する材料である。第一層のＰｂの線減衰における役割は上述の線減衰材料や低反射減弱材料のＰｂ等と同じである。
第二層の拡散吸収体は５０または２０ＫｅＶ等の単色のエネルギーにおいて電子吸収割合（μen／μ）が７０％未満の元素である。表３によれば５０ＫｅＶの場合ではＢａやＳｎ等、２０ＫｅＶの場合ではＭｏやＮｂ等が該当する。
上述拡散吸収体と対となる電子吸収体は、拡散吸収体を選んだ単色のエネルギーにおいてμen／μが７０％以上の元素である。表３では５０ＫｅＶではＮｂ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｆｅ等が該当し、２０ＫｅＶではＣｕ、Ｆｅ、Ｔｉ等が該当する。
第二層の拡散吸収体は５０または２０ＫｅＶ等の単色のエネルギーにおいて電子吸収割合（μen／μ）が７０％未満の元素である。表３によれば５０ＫｅＶの場合ではＢａやＳｎ等、２０ＫｅＶの場合ではＭｏやＮｂ等が該当する。
上述拡散吸収体と対となる電子吸収体は、拡散吸収体を選んだ単色のエネルギーにおいてμen／μが７０％以上の元素である。表３では５０ＫｅＶではＮｂ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｆｅ等が該当し、２０ＫｅＶではＣｕ、Ｆｅ、Ｔｉ等が該当する。
【0067】
次に、遮へい材料である線減衰材料、低反射減弱材料の厚みを検討する。前述の定義式１で示した通り、線減衰係数μは、物質の厚さｔに基づく入射側の強度Ｉ０と出射側の強度Ｉの相関を示すものであり、空間線量率や被ばく線量の制限値等を示すものである。
これらの制限値は、現場で利用するＸ線透視装置のＸ線源の出力や特性等の使用条件、現場で放射線管理する診療室等内の空間線量率や個々の被ばく線量の制限値や目標値により、個々の現場の状況に則って決めるものである。また、従来の知見があるのは単色のＸ線のエネルギーであるが、現場のＸ線は白色の連続エネルギーである。個々の現場の状況や使用条件は一般化できないので、ここでは厚みは候補材料の単色のエネルギー値の１０分の１価層（以下、「１／１０価層」と表記する）を目安として仮に設定した。そのため、ここでは線減衰係数μに基づき単色のエネルギーでの候補材料の１／１０価層を算出した。
表４では、表３の線減衰係数μより算出した半価層：Ｘ０．５と１/１０価層：Ｘ０．１を一覧した。Ｘ０．５＝０．６９３／μ（ｃｍ）、Ｘ０．１＝２．３０３／μ（ｃｍ）で算出した。縦軸の光子の入射エネルギーは単色の場合で１０，２０，３０，４０，５０、６０、８０、１００、１５０ＫｅＶとした。
これらの制限値は、現場で利用するＸ線透視装置のＸ線源の出力や特性等の使用条件、現場で放射線管理する診療室等内の空間線量率や個々の被ばく線量の制限値や目標値により、個々の現場の状況に則って決めるものである。また、従来の知見があるのは単色のＸ線のエネルギーであるが、現場のＸ線は白色の連続エネルギーである。個々の現場の状況や使用条件は一般化できないので、ここでは厚みは候補材料の単色のエネルギー値の１０分の１価層（以下、「１／１０価層」と表記する）を目安として仮に設定した。そのため、ここでは線減衰係数μに基づき単色のエネルギーでの候補材料の１／１０価層を算出した。
表４では、表３の線減衰係数μより算出した半価層：Ｘ０．５と１/１０価層：Ｘ０．１を一覧した。Ｘ０．５＝０．６９３／μ（ｃｍ）、Ｘ０．１＝２．３０３／μ（ｃｍ）で算出した。縦軸の光子の入射エネルギーは単色の場合で１０，２０，３０，４０，５０、６０、８０、１００、１５０ＫｅＶとした。
【0068】
さらに表４の１／１０価層の算出結果を整理する。線減衰材料のＰｂ、Ｂｉ、ＴｈまたはＵ等の元素は、前述の通り、８０ＫｅＶ以上で定義され、１５０ＫｅＶ以下の単色のエネルギーで表現している。また、低反射減弱材料のＢａ、Ｗ、Ｐｂ等の元素は、６０ＫｅＶ以上で８０ＫｅＶ未満の単色のエネルギーにより定義している。表５では、低反射減弱材料と線減衰材料について、該当する単色のエネルギーの範囲の元素毎の１／１０価層を表４から抽出した結果を示す。
【0069】
表５によれば、候補材料の各元素は単色エネルギー毎で１／１０価層がバラついており、より好適なエネルギー領域は元素毎にさらに限られることが判る。これは単色エネルギーがその元素のＫ吸収端に近いエネルギーである場合に１／１０価層が大きくなり、他と比較してバラつきが大きくなる。表５のカッコ内で示した元素と単色エネルギーの組み合わせは、上述の影響により使用をあまり推奨できない条件を意味する。但し、１／１０価層は目安の厚みであり、白色の連続エネルギーが照射される実際の現場の条件でその通りの厚みを確保することを要件としている訳ではない。厚みの目安は概して言えば、以下の通りである。
線減衰材料のＰｂは１００ＫｅＶ以下の散乱Ｘ線を対象として使うのが良く、その厚みは０．８ｍｍである。１００ＫｅＶ以上となれば、使用できる材料はＴｈ、Ｕに限られ、その厚みは０．４～０．８ｍｍの範囲である。
低反射減弱材料のＢａは６０ＫｅＶ程度の散乱Ｘ線を対象として使うのが良く、その厚みは０．８ｍｍである。Ｐｂは６０～８０ＫｅＶでも使えるが、その厚みは０．４～０．８ｍｍの範囲である。
これら候補材料のあるべき厚みは、個々の現場の状況や使用条件に係る情報を入手後に正確に検討するべきである。また、より良くはＪＩＳ Ｔ６１３３１－１の規定に準拠した鉛当量試験等を実施し、実際の白色の連続エネルギーが照射される個々の現場の使用条件における材料の遮へい性能を確認した上で追加シールドボックスを設計するのが良い。
線減衰材料のＰｂは１００ＫｅＶ以下の散乱Ｘ線を対象として使うのが良く、その厚みは０．８ｍｍである。１００ＫｅＶ以上となれば、使用できる材料はＴｈ、Ｕに限られ、その厚みは０．４～０．８ｍｍの範囲である。
低反射減弱材料のＢａは６０ＫｅＶ程度の散乱Ｘ線を対象として使うのが良く、その厚みは０．８ｍｍである。Ｐｂは６０～８０ＫｅＶでも使えるが、その厚みは０．４～０．８ｍｍの範囲である。
これら候補材料のあるべき厚みは、個々の現場の状況や使用条件に係る情報を入手後に正確に検討するべきである。また、より良くはＪＩＳ Ｔ６１３３１－１の規定に準拠した鉛当量試験等を実施し、実際の白色の連続エネルギーが照射される個々の現場の使用条件における材料の遮へい性能を確認した上で追加シールドボックスを設計するのが良い。
【0070】
表４
【0071】
表５
【実施例2】
【0072】
（標準型の追加シールドボックスの基本機能と基本構成）
実施例２では標準型とした追加シールドボックス（以下、「標準型のボックス」という）の基本構成を説明する。図１はＸ線源をテーブル下方に配置したアンダーチューブ型における標準型の追加シールドボックスの基本構成図である。追加シールドボックス１はテーブル２上に設置される。
最初に、近接で内部を視認する装置である覗き窓と、近接で内部を操作する装置であるスリーブポート、スリーブ構造体を備えた標準型のボックスを説明する。
標準型のボックスはＸ線カメラ等のＸ線源－Ｘ線受像機の位置を固定して使用するＸ線透視装置を対象としたものである。標準型の追加シールドボックス１は、ボックス本体４、端面ボックス５、覗き窓６、天板７、スリーブポート８と含鉛腕スリーブ９、端面天板１４、掛布等２２で構成される。
実施例２では標準型とした追加シールドボックス（以下、「標準型のボックス」という）の基本構成を説明する。図１はＸ線源をテーブル下方に配置したアンダーチューブ型における標準型の追加シールドボックスの基本構成図である。追加シールドボックス１はテーブル２上に設置される。
最初に、近接で内部を視認する装置である覗き窓と、近接で内部を操作する装置であるスリーブポート、スリーブ構造体を備えた標準型のボックスを説明する。
標準型のボックスはＸ線カメラ等のＸ線源－Ｘ線受像機の位置を固定して使用するＸ線透視装置を対象としたものである。標準型の追加シールドボックス１は、ボックス本体４、端面ボックス５、覗き窓６、天板７、スリーブポート８と含鉛腕スリーブ９、端面天板１４、掛布等２２で構成される。
【0073】
（標準型ボックスの基本機能の説明）
本発明の標準型の追加シールドボックス１の基本機能を説明する。
本発明の追加シールドボックス１は、患者の患部に相当する照射野１５を立体的に取り囲んで配置し、ボックスを構成する部材がＸ線の遮へい能力を有し、外部空間と通じた開口がなく、遮へい能力のある覗き窓６を介して外部空間から視認しながら遮へい能力のある含鉛腕スリーブ９等のスリーブ構造体を介して医療従事者がボックス内に手を挿入して手術ができる。
また、スリーブ構造体は可撓性の材料とし、ボックス等のスリーブポート８に取り付けて使用し、医療従事者の手腕と含鉛腕スリーブ９等のスリーブ構造体の先端と取り付け部でスリーブポート８の開口を塞ぐことにより、追加シールドボックス１は遮へいを維持しながら手術ができる。
患者は患者ポート２０を介して体軸方向にボックスを貫通させることで照射野以外の頭部や体肢（脚）部等の部位を外部空間に置き、患者ポート２０に取付けた遮へい能力のある可撓性の掛布等２２でボックスと人体との間の開口を塞ぐことにより、患者は頭部や体肢部の医療被ばくを低減し、医療従事者は遮へいを維持しながら手術ができる。患者ポート２０を塞ぐものは、掛布等２２を共用するのではなく、個別のカーテン式やシャッター式の遮へいシートでも構わない。
電源、電気信号、光学信号および液体は、受像機ポート１３に取付けた遮へい能力のある接続コネクタ２４により、ボックスを貫通して連絡し、開口を設けることなく遮へいを維持しながらボックスの内部と外部との間を出し入れできる。また、接続コネクタ２４を介して導入した電源ケーブルはボックス内部のコンセントに接続する。
アンダーチューブ型の場合で、患者人体の上方への高い小角散乱Ｘ線を含む前方散乱Ｘ線は、線減衰材料を使用した天板７で遮へいする。患者人体の側方等への散乱Ｘ線は低反射減弱材料を使用したボックス等（ボックス本体４と端面ボックス５）と遮へい付きガラス板または樹脂板を使用した覗き窓６で遮へいする。これらの材料を複合吸収材料等の構成とすることで散乱Ｘ線を減弱するとともに吸収することができる。
アンダーチューブ型のＸ線受像機１０は、患者人体の照射野に可能な限り近づけた方が画質は良く、Ｘ線源の出力を絞ることで患者の医療被ばくの低減できる。そのため、アンダーチューブ型のＸ線受像機１０はボックス内に収納することが好ましい。標準型のボックスはボックス本体４と端面ボックス５に分割しており、現場で組み立てる構造である。ボックス本体４に付属する端面天板１４の接続ポートにボックス本体４をスライドしてＸ線受像機アーム１１を差し込んでＸ線受像機１０をボックス本体４に取り付ける。Ｘ線受像機アーム１１の周囲の開口を遮へい能力のある受像機カバー１２で塞ぐ。その上で端面ボックス５を取り付けることにより、Ｘ線受像機１０をボックス内に収納して設置できる。
本発明の標準型の追加シールドボックス１の基本機能を説明する。
本発明の追加シールドボックス１は、患者の患部に相当する照射野１５を立体的に取り囲んで配置し、ボックスを構成する部材がＸ線の遮へい能力を有し、外部空間と通じた開口がなく、遮へい能力のある覗き窓６を介して外部空間から視認しながら遮へい能力のある含鉛腕スリーブ９等のスリーブ構造体を介して医療従事者がボックス内に手を挿入して手術ができる。
また、スリーブ構造体は可撓性の材料とし、ボックス等のスリーブポート８に取り付けて使用し、医療従事者の手腕と含鉛腕スリーブ９等のスリーブ構造体の先端と取り付け部でスリーブポート８の開口を塞ぐことにより、追加シールドボックス１は遮へいを維持しながら手術ができる。
患者は患者ポート２０を介して体軸方向にボックスを貫通させることで照射野以外の頭部や体肢（脚）部等の部位を外部空間に置き、患者ポート２０に取付けた遮へい能力のある可撓性の掛布等２２でボックスと人体との間の開口を塞ぐことにより、患者は頭部や体肢部の医療被ばくを低減し、医療従事者は遮へいを維持しながら手術ができる。患者ポート２０を塞ぐものは、掛布等２２を共用するのではなく、個別のカーテン式やシャッター式の遮へいシートでも構わない。
電源、電気信号、光学信号および液体は、受像機ポート１３に取付けた遮へい能力のある接続コネクタ２４により、ボックスを貫通して連絡し、開口を設けることなく遮へいを維持しながらボックスの内部と外部との間を出し入れできる。また、接続コネクタ２４を介して導入した電源ケーブルはボックス内部のコンセントに接続する。
アンダーチューブ型の場合で、患者人体の上方への高い小角散乱Ｘ線を含む前方散乱Ｘ線は、線減衰材料を使用した天板７で遮へいする。患者人体の側方等への散乱Ｘ線は低反射減弱材料を使用したボックス等（ボックス本体４と端面ボックス５）と遮へい付きガラス板または樹脂板を使用した覗き窓６で遮へいする。これらの材料を複合吸収材料等の構成とすることで散乱Ｘ線を減弱するとともに吸収することができる。
アンダーチューブ型のＸ線受像機１０は、患者人体の照射野に可能な限り近づけた方が画質は良く、Ｘ線源の出力を絞ることで患者の医療被ばくの低減できる。そのため、アンダーチューブ型のＸ線受像機１０はボックス内に収納することが好ましい。標準型のボックスはボックス本体４と端面ボックス５に分割しており、現場で組み立てる構造である。ボックス本体４に付属する端面天板１４の接続ポートにボックス本体４をスライドしてＸ線受像機アーム１１を差し込んでＸ線受像機１０をボックス本体４に取り付ける。Ｘ線受像機アーム１１の周囲の開口を遮へい能力のある受像機カバー１２で塞ぐ。その上で端面ボックス５を取り付けることにより、Ｘ線受像機１０をボックス内に収納して設置できる。
【0074】
（ボックス等の説明）
本発明のボックス本体４と端面ボックス５（以下、「ボックス等」という）について説明する。追加シールドボックス１のボックス等は、Ｘ線透視装置のＸ線源とＸ線受像機１０が患者の患部付近の照射野で位置決めされてから、現場で組み立てする。そのため、ボックスは長さ方向に２つ以上に分割した構造となっている。ボックス自体の全体長さは約１５０センチメートル（ｃｍ）以内で任意であるが、幅は両側から手の長さの範囲の操作する関係上、最大で９５ｃｍ、より良くは患者人体の幅余の約７０ｃｍである。ボックス自体の全体高さは収納するＸ線受像機１０や移動機構４９の種類や型式に応じて６０ｃｍ～１２０ｃｍである。標準型のボックス本体４と端面ボックス５を図１に示す。これらボックス等は２分割しており、Ｘ線受像機１０にボックス本体４を取り付けた後に、端面ボックス５を組み立てる。端面ボックス５はトランクフック等のばね付き留め具等でボックス本体４に締結する。
ボックス本体４には、覗き窓６、天板７、スリーブポート８が設置されている。また、受像機ポート１３には接続コネクタ２４が、患者ポート２０には掛布ホルダ２３が設置されており、例えば掛布等２２の一部を巻き取る（吊上げる）ことで、掛布等２２を掛けて患者ポート２０を塞ぐ。
ボックス等の母材は取り扱いが容易なようにＴｉ系またはＡｌ系の軽量で高強度な板材である。これらの板材をプレス曲げ加工等で成形した上で板金加工してグローブポート、覗き窓、患者ポートを設置する穴を開ける。可能な限り長尺な板材をプレス曲げ加工することが望ましい。板金加工した板材同士はＬ型や角型の補強金具を介してビス止めまたは接合する。グローブポートの短管をビス止めまたは接合する。接合方法は例えばＴｉ系の場合は溶接接合であり、Ａｌ系の場合は摩擦攪拌（拡散）接合（ＦＳＷ）、スポット接合、ロウ付け接合等である。ボックスの母材の平板部を軽量化するために、板材の内面（困難であれば外面）に補強リブを接合し、ボックスの板厚を薄くすることが好ましい。遮へい機能のある材料を貫通するビスで固定する場合は、Ｗ材料製のビス・ネジ・ボルト等を用いるのが好ましい。
母材の内側は所定の厚さのＰｂ・ＷまたはＢａ等の低反射減弱元素が表層に貼り付けられた実施例１の低反射減弱材料となる。低反射減弱材料は、設置する部位の放射線量率によりの厚みを変えて、材料の重量と遮へい性能の相関の最適化を図るべきである。そのため、ボックスを設計する前に、現場のテーブル付近の各所のＸ線の空間線量率を調査するのが望ましい。また、可能であれば現場のテーブル付近の各所のＸ線のエネルギー波高分布を調査して平均値・最大値が分ると尚良い。散乱Ｘ線の遮へいに必要な低反射減弱材料の厚みは、表５の通り概ね０．３～０．８ｍｍの範囲にある。なお、母材（Ｔｉ系、Ａｌ系）の厚みはその部材の形状や補強状況から求められる力学的な強度により異なるが、概ね２～５ｍｍの範囲にある。
本発明のボックス本体４と端面ボックス５（以下、「ボックス等」という）について説明する。追加シールドボックス１のボックス等は、Ｘ線透視装置のＸ線源とＸ線受像機１０が患者の患部付近の照射野で位置決めされてから、現場で組み立てする。そのため、ボックスは長さ方向に２つ以上に分割した構造となっている。ボックス自体の全体長さは約１５０センチメートル（ｃｍ）以内で任意であるが、幅は両側から手の長さの範囲の操作する関係上、最大で９５ｃｍ、より良くは患者人体の幅余の約７０ｃｍである。ボックス自体の全体高さは収納するＸ線受像機１０や移動機構４９の種類や型式に応じて６０ｃｍ～１２０ｃｍである。標準型のボックス本体４と端面ボックス５を図１に示す。これらボックス等は２分割しており、Ｘ線受像機１０にボックス本体４を取り付けた後に、端面ボックス５を組み立てる。端面ボックス５はトランクフック等のばね付き留め具等でボックス本体４に締結する。
ボックス本体４には、覗き窓６、天板７、スリーブポート８が設置されている。また、受像機ポート１３には接続コネクタ２４が、患者ポート２０には掛布ホルダ２３が設置されており、例えば掛布等２２の一部を巻き取る（吊上げる）ことで、掛布等２２を掛けて患者ポート２０を塞ぐ。
ボックス等の母材は取り扱いが容易なようにＴｉ系またはＡｌ系の軽量で高強度な板材である。これらの板材をプレス曲げ加工等で成形した上で板金加工してグローブポート、覗き窓、患者ポートを設置する穴を開ける。可能な限り長尺な板材をプレス曲げ加工することが望ましい。板金加工した板材同士はＬ型や角型の補強金具を介してビス止めまたは接合する。グローブポートの短管をビス止めまたは接合する。接合方法は例えばＴｉ系の場合は溶接接合であり、Ａｌ系の場合は摩擦攪拌（拡散）接合（ＦＳＷ）、スポット接合、ロウ付け接合等である。ボックスの母材の平板部を軽量化するために、板材の内面（困難であれば外面）に補強リブを接合し、ボックスの板厚を薄くすることが好ましい。遮へい機能のある材料を貫通するビスで固定する場合は、Ｗ材料製のビス・ネジ・ボルト等を用いるのが好ましい。
母材の内側は所定の厚さのＰｂ・ＷまたはＢａ等の低反射減弱元素が表層に貼り付けられた実施例１の低反射減弱材料となる。低反射減弱材料は、設置する部位の放射線量率によりの厚みを変えて、材料の重量と遮へい性能の相関の最適化を図るべきである。そのため、ボックスを設計する前に、現場のテーブル付近の各所のＸ線の空間線量率を調査するのが望ましい。また、可能であれば現場のテーブル付近の各所のＸ線のエネルギー波高分布を調査して平均値・最大値が分ると尚良い。散乱Ｘ線の遮へいに必要な低反射減弱材料の厚みは、表５の通り概ね０．３～０．８ｍｍの範囲にある。なお、母材（Ｔｉ系、Ａｌ系）の厚みはその部材の形状や補強状況から求められる力学的な強度により異なるが、概ね２～５ｍｍの範囲にある。
【0075】
（天板の説明）
アンダーチューブ型のＸ線透視装置の場合において、本発明のボックスの天井部に設置される天板７について説明する。天板はボックス等の小角散乱Ｘ線が照射される側の天井部の表面等に、線減衰材料を配置したものである。すなわち、天板は患者の照射野とその周辺から上方に向けた前方散乱Ｘ線を遮へいする。前方散乱Ｘ線は小角散乱Ｘ線を含むため、Ｘ線のエネルギーが高い。
天板７は、側方や下方よりも高い遮へい能力を備える必要があるため、実施例１の線減衰材料を用いる必要がある。ここで線減衰材料とは主に原子番号が８２以上で、小角散乱Ｘ線の実効エネルギーよりもＫ吸収端が高い元素より成り、同・エネルギー範囲に対して線減衰係数が１０（１／ｃｍ）以上の材料である。
線減衰元素は８０ＫｅＶ以上のＸ線が照射されてもＫ殻の特性Ｘ線（Ｋ－Ｘ）を発生しない元素として、鉛（Ｐｂ、密度：１１．３ｇ／ｃｍ３）、ビスマス（Ｂｉ、同：９．７）、トリウム（Ｔｈ、同：１１．７）、ウラン（Ｕ、同：１８．９）等が考えられている。これらの元素の原子番号（Ｚ）とＫ吸収端（Ｋab）は、ＰｂがＺ＝８２で約８８ＫｅＶ、ＢｉがＺ＝８３で約９０ＫｅＶ、ＴｈがＺ＝９０で約１０９ＫｅＶ、ＵがＺ＝９２で約１１５ＫｅＶである。これらはアルファ線放出体であるが、アルファ線は空気中でも飛程が短いため、空間線量率に影響を与えることはない。次善の策としてＺ＝７４でＫ吸収端が約７４ＫｅＶのＷを利用する場合もある。但し、９００グラム（ｇ）を超えるＴｈと、３００ｇを超えるＵは国際規制物質であり、利用する場合は国の規制当局に届出が必要である。
これらの元素の単体より成る線減衰材料は、高い遮へい能力があるので、散乱Ｘ線の遮へいに必要な材料の厚みは実施例１の表５の通り、０．４～１．０ｍｍと薄い。この厚みでは自立強度が不足する場合もあるため、線減衰材料はボックスの母材（Ｔｉ系、Ａｌ系）のＸ線の入射方向に貼り付けることもある。天板７は、線減衰材料を母材と同じ切り平板に貼り付けものをボックスの天井部に設置しても良いし、ボックスの天井部のＸ線の入射方向に線減衰材料を貼り付けても構わない。線減衰材料には力学的な要件や強度上の要件はなく、その位置に存在していれば良いので、貼り付けは接着剤や両面テープのような簡易な接合方法で良い。また、コーナー金具等によるビス止め等の方法でも構わない。
アンダーチューブ型のＸ線透視装置の場合において、本発明のボックスの天井部に設置される天板７について説明する。天板はボックス等の小角散乱Ｘ線が照射される側の天井部の表面等に、線減衰材料を配置したものである。すなわち、天板は患者の照射野とその周辺から上方に向けた前方散乱Ｘ線を遮へいする。前方散乱Ｘ線は小角散乱Ｘ線を含むため、Ｘ線のエネルギーが高い。
天板７は、側方や下方よりも高い遮へい能力を備える必要があるため、実施例１の線減衰材料を用いる必要がある。ここで線減衰材料とは主に原子番号が８２以上で、小角散乱Ｘ線の実効エネルギーよりもＫ吸収端が高い元素より成り、同・エネルギー範囲に対して線減衰係数が１０（１／ｃｍ）以上の材料である。
線減衰元素は８０ＫｅＶ以上のＸ線が照射されてもＫ殻の特性Ｘ線（Ｋ－Ｘ）を発生しない元素として、鉛（Ｐｂ、密度：１１．３ｇ／ｃｍ３）、ビスマス（Ｂｉ、同：９．７）、トリウム（Ｔｈ、同：１１．７）、ウラン（Ｕ、同：１８．９）等が考えられている。これらの元素の原子番号（Ｚ）とＫ吸収端（Ｋab）は、ＰｂがＺ＝８２で約８８ＫｅＶ、ＢｉがＺ＝８３で約９０ＫｅＶ、ＴｈがＺ＝９０で約１０９ＫｅＶ、ＵがＺ＝９２で約１１５ＫｅＶである。これらはアルファ線放出体であるが、アルファ線は空気中でも飛程が短いため、空間線量率に影響を与えることはない。次善の策としてＺ＝７４でＫ吸収端が約７４ＫｅＶのＷを利用する場合もある。但し、９００グラム（ｇ）を超えるＴｈと、３００ｇを超えるＵは国際規制物質であり、利用する場合は国の規制当局に届出が必要である。
これらの元素の単体より成る線減衰材料は、高い遮へい能力があるので、散乱Ｘ線の遮へいに必要な材料の厚みは実施例１の表５の通り、０．４～１．０ｍｍと薄い。この厚みでは自立強度が不足する場合もあるため、線減衰材料はボックスの母材（Ｔｉ系、Ａｌ系）のＸ線の入射方向に貼り付けることもある。天板７は、線減衰材料を母材と同じ切り平板に貼り付けものをボックスの天井部に設置しても良いし、ボックスの天井部のＸ線の入射方向に線減衰材料を貼り付けても構わない。線減衰材料には力学的な要件や強度上の要件はなく、その位置に存在していれば良いので、貼り付けは接着剤や両面テープのような簡易な接合方法で良い。また、コーナー金具等によるビス止め等の方法でも構わない。
【0076】
（遮へい付きガラス板による覗き窓の説明）
本発明の近接で内部を視認する装置として、ボックスの側面に設置される覗き窓６に使用できる素材は、遮へい付きガラス板と遮へい付き樹脂板がある。覗き窓６は、患者人体の側方および患者人体の上方に向けた前方の散乱Ｘ線の一部を遮へいできる。ここでは遮へい付きガラス板による覗き窓６について説明する。遮へい付きガラス板は鉛化合物を多く含有させることができ、鉛当量が大きい製品があることが特徴である。その反面、樹脂材に比べて機械的強度、特に耐衝撃性がやや劣り、組成を構成する元素の化合物の質量がやや大きい。遮へい付きガラス板はＪＩＳ Ｒ３７０１「Ｘ線防護用鉛ガラス」で、公称厚さと最小鉛当量、透過性能、寸法の許容差等が規定されている。
覗き窓６に使えるガラス材料の１つには日本電気硝子社製の放射線遮へい用ガラスＬＸプレミアムがある。特許文献５の放射線遮蔽安全ガラスを用いても構わない。このガラスではＸ線を遮へいするための成分はＰｂである。ＰｂＯの含有量が８０％より多くなると、ＰｂＯ以外の成分が相対的に少なくなり、ガラスが熱的に不安定になる恐れがあるため、含有量は５５～８０％と考えられている。
放射線遮へい用ガラスの全体の組成の一例は、酸化物換算の質量百分率で、ＳｉＯ２が１０～３５％、ＰｂＯが５５～８０％、Ｂ２Ｏ３が０～１０％、Ａｌ２Ｏ３が０～１０％、ＳｒＯが０～１０％、ＢａＯが０～１０％である。すなわち、Ｐｂ＋Ｂａの含有率が高く、これは実施例１の低反射減弱材料に該当する。また、実施例１の複合吸収材料を構成するのに必要な元素のうち、Ｐｂ・Ｂａ・Ｓｒ・Ａｌ・Ｓｉが含まれているが、単一層であるため電子吸収層となる最外層がない。
ＬＸプレミアムの最大寸法は１２０ｃｍ×２６０ｃｍであるため、１つの窓面がこの寸法を超える場合は２枚に分ける必要がある。
鉛当量（ｍｍＰｂ）と製品厚さ（ｍｍ）の相関は、正比例の関係にある。例えば、１．１ｍｍＰｂの場合で製品厚さ１１ｍｍ、１．５ｍｍＰｂの場合で製品厚さ１２～１４ｍｍ、２．０ｍｍＰｂの場合で製品厚さ１４～１６ｍｍである。本発明の場合は、高線量な部位でも１．１ｍｍＰｂで１１ｍｍ厚さの放射線遮へい用ガラスで十分であり、もっと薄くても良い。製品厚さ１１ｍｍ以下の商品ランクは見当たらないが、低線量な部位であれば、厚さ５ｍｍ以下の放射線遮へい用ガラスでも十分に遮へいできる。また、この薄い放射線遮へい用ガラスは別のガラスと接合した合わせガラスとしても構わない。さらに、鉛当量の異なる2枚の放射線遮へい用ガラスを上下で接合した合わせガラスとしても構わない。
本発明の近接で内部を視認する装置として、ボックスの側面に設置される覗き窓６に使用できる素材は、遮へい付きガラス板と遮へい付き樹脂板がある。覗き窓６は、患者人体の側方および患者人体の上方に向けた前方の散乱Ｘ線の一部を遮へいできる。ここでは遮へい付きガラス板による覗き窓６について説明する。遮へい付きガラス板は鉛化合物を多く含有させることができ、鉛当量が大きい製品があることが特徴である。その反面、樹脂材に比べて機械的強度、特に耐衝撃性がやや劣り、組成を構成する元素の化合物の質量がやや大きい。遮へい付きガラス板はＪＩＳ Ｒ３７０１「Ｘ線防護用鉛ガラス」で、公称厚さと最小鉛当量、透過性能、寸法の許容差等が規定されている。
覗き窓６に使えるガラス材料の１つには日本電気硝子社製の放射線遮へい用ガラスＬＸプレミアムがある。特許文献５の放射線遮蔽安全ガラスを用いても構わない。このガラスではＸ線を遮へいするための成分はＰｂである。ＰｂＯの含有量が８０％より多くなると、ＰｂＯ以外の成分が相対的に少なくなり、ガラスが熱的に不安定になる恐れがあるため、含有量は５５～８０％と考えられている。
放射線遮へい用ガラスの全体の組成の一例は、酸化物換算の質量百分率で、ＳｉＯ２が１０～３５％、ＰｂＯが５５～８０％、Ｂ２Ｏ３が０～１０％、Ａｌ２Ｏ３が０～１０％、ＳｒＯが０～１０％、ＢａＯが０～１０％である。すなわち、Ｐｂ＋Ｂａの含有率が高く、これは実施例１の低反射減弱材料に該当する。また、実施例１の複合吸収材料を構成するのに必要な元素のうち、Ｐｂ・Ｂａ・Ｓｒ・Ａｌ・Ｓｉが含まれているが、単一層であるため電子吸収層となる最外層がない。
ＬＸプレミアムの最大寸法は１２０ｃｍ×２６０ｃｍであるため、１つの窓面がこの寸法を超える場合は２枚に分ける必要がある。
鉛当量（ｍｍＰｂ）と製品厚さ（ｍｍ）の相関は、正比例の関係にある。例えば、１．１ｍｍＰｂの場合で製品厚さ１１ｍｍ、１．５ｍｍＰｂの場合で製品厚さ１２～１４ｍｍ、２．０ｍｍＰｂの場合で製品厚さ１４～１６ｍｍである。本発明の場合は、高線量な部位でも１．１ｍｍＰｂで１１ｍｍ厚さの放射線遮へい用ガラスで十分であり、もっと薄くても良い。製品厚さ１１ｍｍ以下の商品ランクは見当たらないが、低線量な部位であれば、厚さ５ｍｍ以下の放射線遮へい用ガラスでも十分に遮へいできる。また、この薄い放射線遮へい用ガラスは別のガラスと接合した合わせガラスとしても構わない。さらに、鉛当量の異なる2枚の放射線遮へい用ガラスを上下で接合した合わせガラスとしても構わない。
【0077】
（遮へい付き樹脂板による覗き窓の説明）
次に、本発明のボックスの側面に設置される遮へい付き樹脂板による覗き窓６について説明する。遮へい付き樹脂板は、鉛化合物を化学的に結合させた透明アクリル樹脂板である。一般的に透明性を有する含鉛アクリル樹脂は、含鉛（メタ）アクリレートをメチルメタクリレートと共重合することにより得られる。遮へい付き樹脂板は質量当たりの機械的強度が高いことが特長であるが、ガラス材に比べて鉛化合物を含有させる割合が小さく、相対的には鉛当量が小さい。透明含鉛アクリル樹脂板は、過去にはＪＩＳ Ｋ６７３６「Ｘ線及びγ線防護用含鉛メタクリル樹脂板」で規定されていたが２０００年に廃止された。用途としては原子力用のグローブボックスの前面パネルや医療用のＸ線防護シールド板や防護衝立に使用されている。
覗き窓６に使える樹脂材料の１つにはクラレトレーディング社製のキョウワグラスＸＡがあり、用途に応じて鉛当量を選ぶことができる。その銘柄と仕様は鉛当量が０．３ｍｍＰｂ以上のＨ－８、同・０．５ｍｍＰｂ以上のＨ－１２、同・０．８ｍｍＰｂ以上のＨ－１８、同・１．０ｍｍＰｂ以上のＨ－２２、同・１．５ｍｍＰｂ以上のＨ－３５、がある。鉛当量が高くなるにつれて全光線透過率は８０％から７５％に低下する。
キョウワグラスＸＡの最大寸法は１８３ｃｍ×２４４ｃｍであるため、１つの窓面がこの寸法を超える場合は２枚に分ける必要がある。
次に、本発明のボックスの側面に設置される遮へい付き樹脂板による覗き窓６について説明する。遮へい付き樹脂板は、鉛化合物を化学的に結合させた透明アクリル樹脂板である。一般的に透明性を有する含鉛アクリル樹脂は、含鉛（メタ）アクリレートをメチルメタクリレートと共重合することにより得られる。遮へい付き樹脂板は質量当たりの機械的強度が高いことが特長であるが、ガラス材に比べて鉛化合物を含有させる割合が小さく、相対的には鉛当量が小さい。透明含鉛アクリル樹脂板は、過去にはＪＩＳ Ｋ６７３６「Ｘ線及びγ線防護用含鉛メタクリル樹脂板」で規定されていたが２０００年に廃止された。用途としては原子力用のグローブボックスの前面パネルや医療用のＸ線防護シールド板や防護衝立に使用されている。
覗き窓６に使える樹脂材料の１つにはクラレトレーディング社製のキョウワグラスＸＡがあり、用途に応じて鉛当量を選ぶことができる。その銘柄と仕様は鉛当量が０．３ｍｍＰｂ以上のＨ－８、同・０．５ｍｍＰｂ以上のＨ－１２、同・０．８ｍｍＰｂ以上のＨ－１８、同・１．０ｍｍＰｂ以上のＨ－２２、同・１．５ｍｍＰｂ以上のＨ－３５、がある。鉛当量が高くなるにつれて全光線透過率は８０％から７５％に低下する。
キョウワグラスＸＡの最大寸法は１８３ｃｍ×２４４ｃｍであるため、１つの窓面がこの寸法を超える場合は２枚に分ける必要がある。
【0078】
（掛布等の説明）
本発明のボックス中の患者人体上に設置される掛布等２２について説明する。掛布等２２は患者人体２５の照射野とその周辺と全身からテーブルの上方や側方に向けての散乱Ｘ線の一部を遮へいできる。すなわち、アンダーチューブ型の場合は前方散乱Ｘ線と側方散乱Ｘ線の一部を遮へいすることになる。患者人体２５からの散乱Ｘ線は、散乱源である患者人体のすぐ近くで遮へいするのが効果的である。そのため、掛布等２２は患者人体２５に接して、なるべく幅広く大きな面積に掛けるのが良い。また、後述の掛布ホルダ２３による吊り上げ分を含め、掛布等２２は体軸方向に余分をもって掛ける必要がある。しかし、照射野付近の位置を外して設置する必要があるため、掛布等２２を掛ける面積は限定的にならざるを得ない。また、同様に照射野付近には設置できないため、照射野からの放射線強度が大きな散乱Ｘ線は遮へいできない。
掛布等２２の材料は、可撓性や柔軟性が必要であり、患者人体２５上に設置する場合は、鬱血等を防止するために軽量である必要がある。それには市販品だとマエダ社製の掛布ソフライトＳＣＯ－２５（鉛当量：０．２５ｍｍＰｂ）等がある。より良くはそれぞれの厚みが薄いＰｂ－Ｎｂ－Ｃｕをクラッド圧延した金属薄膜積層板である特許文献１の可撓性の複合吸収材料が良い。
本発明のボックス中の患者人体上に設置される掛布等２２について説明する。掛布等２２は患者人体２５の照射野とその周辺と全身からテーブルの上方や側方に向けての散乱Ｘ線の一部を遮へいできる。すなわち、アンダーチューブ型の場合は前方散乱Ｘ線と側方散乱Ｘ線の一部を遮へいすることになる。患者人体２５からの散乱Ｘ線は、散乱源である患者人体のすぐ近くで遮へいするのが効果的である。そのため、掛布等２２は患者人体２５に接して、なるべく幅広く大きな面積に掛けるのが良い。また、後述の掛布ホルダ２３による吊り上げ分を含め、掛布等２２は体軸方向に余分をもって掛ける必要がある。しかし、照射野付近の位置を外して設置する必要があるため、掛布等２２を掛ける面積は限定的にならざるを得ない。また、同様に照射野付近には設置できないため、照射野からの放射線強度が大きな散乱Ｘ線は遮へいできない。
掛布等２２の材料は、可撓性や柔軟性が必要であり、患者人体２５上に設置する場合は、鬱血等を防止するために軽量である必要がある。それには市販品だとマエダ社製の掛布ソフライトＳＣＯ－２５（鉛当量：０．２５ｍｍＰｂ）等がある。より良くはそれぞれの厚みが薄いＰｂ－Ｎｂ－Ｃｕをクラッド圧延した金属薄膜積層板である特許文献１の可撓性の複合吸収材料が良い。
【0079】
さらに、追加シールドボックスをコンパクトな設備とする視点からは、患者は患者ポートを介してボックスを貫通させることで照射野とその周辺と散乱Ｘ線を発生する部位以外の頭部や体肢部等の部位を外部環境に置くことが好ましい。これは、患者のこの部位の医療被ばくを軽減する効果もある。掛布等２２はボックス等を組み立てる前に患者人体２５上に設置する。ボックス等の組み立て後に患者ポート２０に取付けた掛布ホルダ２３により、遮へい能力のある可撓性のカーテン式の掛布等２２の一部を回転ロールで巻き上げることでボックスと人体との間の隙間を塞ぐことにより、外部空間に散乱Ｘ線を漏出することを防ぐことができる。
図１では掛布等２２は２か所を起点として患者人体に掛けている。１つはボックス本体４の体軸方向の体肢側端部を起点として体幹部に向かって掛けるものと、体肢部に向かって掛けるものである。もう１つは、体軸方向の頭側端部を起点として頭部に向かって掛けるものと、胸部に向かって掛けるものである。これにより、掛布等２２をかける場所は照射野付近の位置を外している。掛布等２２の長さは患者ポート２０の上部に取り付けた掛布ホルダ２３で調整する。
掛布ホルダ２３は回転ロールではなく、広口クリップで吊り上げても良い。広口クリップの代わりに、永久磁石の対をボックス内外に取り付けても良い。棒状の暖簾掛けの様なものでも良い。また、掛布ホルダ２３により、掛布等２２を固定し、患者身体２５に懸垂しても良い。
さらに、患者ポート２０を塞ぐものは、掛布等２２を共用するのではなく、個別のカーテン式やシャッター式の遮へいシートでも構わない。すなわち、患者ポート２０を掛布等２２やその他のカーテン式やシャッター式の遮へいシートで塞ぐことで追加シールドボックスは遮へいを維持しながら手術ができる。
図１では掛布等２２は２か所を起点として患者人体に掛けている。１つはボックス本体４の体軸方向の体肢側端部を起点として体幹部に向かって掛けるものと、体肢部に向かって掛けるものである。もう１つは、体軸方向の頭側端部を起点として頭部に向かって掛けるものと、胸部に向かって掛けるものである。これにより、掛布等２２をかける場所は照射野付近の位置を外している。掛布等２２の長さは患者ポート２０の上部に取り付けた掛布ホルダ２３で調整する。
掛布ホルダ２３は回転ロールではなく、広口クリップで吊り上げても良い。広口クリップの代わりに、永久磁石の対をボックス内外に取り付けても良い。棒状の暖簾掛けの様なものでも良い。また、掛布ホルダ２３により、掛布等２２を固定し、患者身体２５に懸垂しても良い。
さらに、患者ポート２０を塞ぐものは、掛布等２２を共用するのではなく、個別のカーテン式やシャッター式の遮へいシートでも構わない。すなわち、患者ポート２０を掛布等２２やその他のカーテン式やシャッター式の遮へいシートで塞ぐことで追加シールドボックスは遮へいを維持しながら手術ができる。
【0080】
掛布等２２の材料は可撓性や柔軟性が必要な点は同じであるが、患者ポート２０に取り付ける部位の掛布等２２は放射線条件が上述の全身とは少し異なる。すなわち、特に頭部側の患者ポート２０には照射野とその周辺からの側方散乱Ｘ線が飛来するため、低反射減弱材料を用いる必要がある場合がある。
患者ポート２０に取り付ける部位の掛布等２２としては、市販品だとマエダ社製の掛布ソフライトＳＣＯ－５０（鉛当量：０．５ｍｍＰｂ）が利用できる可能性がある。また、十川ゴム社製の放射線遮蔽ゴムシートＲＳＬ－０７０の厚さ５ｍｍ（鉛当量０．６６ｍｍＰｂ）～１０ｍｍ（同・１．２４ｍｍＰｂ）を人体の貫通部のくり抜き加工を施して使用しても良い。
前述の低反射減弱元素であるＰｂの厚みが０．４～０．８ｍｍの単体を圧延した金属シートによる低反射減弱材料を利用するのも良い。より良くはＰｂ－Ｓｎ－Ｎｂをクラッド圧延した金属薄膜である特許文献１の可撓性の複合吸収材料が良い。
患者ポート２０に取り付ける部位の掛布等２２としては、市販品だとマエダ社製の掛布ソフライトＳＣＯ－５０（鉛当量：０．５ｍｍＰｂ）が利用できる可能性がある。また、十川ゴム社製の放射線遮蔽ゴムシートＲＳＬ－０７０の厚さ５ｍｍ（鉛当量０．６６ｍｍＰｂ）～１０ｍｍ（同・１．２４ｍｍＰｂ）を人体の貫通部のくり抜き加工を施して使用しても良い。
前述の低反射減弱元素であるＰｂの厚みが０．４～０．８ｍｍの単体を圧延した金属シートによる低反射減弱材料を利用するのも良い。より良くはＰｂ－Ｓｎ－Ｎｂをクラッド圧延した金属薄膜である特許文献１の可撓性の複合吸収材料が良い。
【0081】
（接続コネクタの説明）
本発明のボックスの天井部や側面部の各所に設置される接続コネクタ２４について説明する。手術の際には、患者人体に多くの計器の接続や、薬液の供給や排出を行う。追加シールドボックス１が無い場合は、特に配慮なくても容易に電気・信号接続や給排液できたが、追加シールドボックス１を設置した場合はその方法を検討する必要がある。緊急時や短期的なものは側端部開口２８や患者ポート２０より物品の搬出入や電気信号接続・給排液ができる。また、点滴等はボックス本体の天井にあるフックに設置して利用することも可能である。恒常的な電気・信号接続や給排液は、ボックス本体の天井部や側端部等の受像機ポート１３に取付けた遮へい能力のある接続コネクタ２４により行う。これにより、ボックスを貫通して連絡し、開口を設けることなく遮へいを維持しながらボックス等の内部と外部との間の電気・信号接続や給排液ができる。
図１では接続コネクタ２４は天井部に設けており、コネクタは細い電気・信号用が３列、やや太い液体用が２列で示している。ボックス等の内部には、電源コンセントを設置する。覗き窓６は表面積が大きいので診療室等の天井の照明で内部は十分に明るいが、スポットライト型の局所照明器具等は必要に応じてボックス等の内部の各所に設置する。ボックス等に接続コネクタ２４の数量を増やすことは可能であり、そこでの電気・信号用や液体用のコネクタの数量を増やすことも、減らすことも可能である。
接続コネクタ２４で使える電気・信号用の気密コネクタの市販品はダイトロン社製のハーメチックコネクタ等がある。
液体用のコネクタは中空ガイド円筒中に設置する。中空ガイド円筒からボックス内部へはボックス壁面の小さな貫通穴を介して細い短管で導かれる。液体用のコネクタの市販品はトップ社製の閉鎖式コネクタ（セフィオフローコネクターＳＣ、医療機器登録番号：21400BZZ00227000）等がある。この製品は医薬品の投与、採血、接続部の保護に用いるニードルレスバルブタイプの三方活栓のコネクタである。液体を送入する際は閉鎖式三方活栓付きエックステンションチューブで接続し、液体袋を外した時には閉鎖環境を維持される。本体材質はポリカーボネート製であり、バルブ部材質はシリコンゴムである。閉鎖式コネクタを挿入する方向で入側と出側が選択でき、消耗品として手術毎に交換する。
患者の体液等の排液を吸引して排出する際は、手術後に洗浄消毒が必要であるが、ボックス壁面の小さな貫通穴にエックステンションチューブを直接挿入しても良い。
本発明のボックスの天井部や側面部の各所に設置される接続コネクタ２４について説明する。手術の際には、患者人体に多くの計器の接続や、薬液の供給や排出を行う。追加シールドボックス１が無い場合は、特に配慮なくても容易に電気・信号接続や給排液できたが、追加シールドボックス１を設置した場合はその方法を検討する必要がある。緊急時や短期的なものは側端部開口２８や患者ポート２０より物品の搬出入や電気信号接続・給排液ができる。また、点滴等はボックス本体の天井にあるフックに設置して利用することも可能である。恒常的な電気・信号接続や給排液は、ボックス本体の天井部や側端部等の受像機ポート１３に取付けた遮へい能力のある接続コネクタ２４により行う。これにより、ボックスを貫通して連絡し、開口を設けることなく遮へいを維持しながらボックス等の内部と外部との間の電気・信号接続や給排液ができる。
図１では接続コネクタ２４は天井部に設けており、コネクタは細い電気・信号用が３列、やや太い液体用が２列で示している。ボックス等の内部には、電源コンセントを設置する。覗き窓６は表面積が大きいので診療室等の天井の照明で内部は十分に明るいが、スポットライト型の局所照明器具等は必要に応じてボックス等の内部の各所に設置する。ボックス等に接続コネクタ２４の数量を増やすことは可能であり、そこでの電気・信号用や液体用のコネクタの数量を増やすことも、減らすことも可能である。
接続コネクタ２４で使える電気・信号用の気密コネクタの市販品はダイトロン社製のハーメチックコネクタ等がある。
液体用のコネクタは中空ガイド円筒中に設置する。中空ガイド円筒からボックス内部へはボックス壁面の小さな貫通穴を介して細い短管で導かれる。液体用のコネクタの市販品はトップ社製の閉鎖式コネクタ（セフィオフローコネクターＳＣ、医療機器登録番号：21400BZZ00227000）等がある。この製品は医薬品の投与、採血、接続部の保護に用いるニードルレスバルブタイプの三方活栓のコネクタである。液体を送入する際は閉鎖式三方活栓付きエックステンションチューブで接続し、液体袋を外した時には閉鎖環境を維持される。本体材質はポリカーボネート製であり、バルブ部材質はシリコンゴムである。閉鎖式コネクタを挿入する方向で入側と出側が選択でき、消耗品として手術毎に交換する。
患者の体液等の排液を吸引して排出する際は、手術後に洗浄消毒が必要であるが、ボックス壁面の小さな貫通穴にエックステンションチューブを直接挿入しても良い。
【0082】
（ボックス等による位置の調整方法）
本発明のボックス等の組み立てによる位置調整方法について説明する。標準型のボックスの組み立て方法を図２で説明する。追加シールドボックス１は手術の目的（患者の患部）で決まるＸ線透視装置の照射野の位置を基準として、その位置調整する必要がある。ボックスは体軸（長さ）方向に２つ以上に分割して現場で組み立てができる構造としている。標準型のボックスの場合はボックス本体４と端面ボックス５に分割する。
また、アンダーチューブ型のＸ線受像機１０は、患者人体２５の照射野に可能な限り近づけた方が解像度はよく、患者の被ばくの低減できる。Ｘ線受像機１０を患者人体２５に近づけるには、アンダーチューブ型のＸ線受像機１０はボックス内に収納することが好ましい。そのため、患者人体とＸ線受像機１０との位置を手術の目的に応じて決めた後に、ボックスの組み立て・寸法調整に着手する。
本発明のボックス等の組み立てによる位置調整方法について説明する。標準型のボックスの組み立て方法を図２で説明する。追加シールドボックス１は手術の目的（患者の患部）で決まるＸ線透視装置の照射野の位置を基準として、その位置調整する必要がある。ボックスは体軸（長さ）方向に２つ以上に分割して現場で組み立てができる構造としている。標準型のボックスの場合はボックス本体４と端面ボックス５に分割する。
また、アンダーチューブ型のＸ線受像機１０は、患者人体２５の照射野に可能な限り近づけた方が解像度はよく、患者の被ばくの低減できる。Ｘ線受像機１０を患者人体２５に近づけるには、アンダーチューブ型のＸ線受像機１０はボックス内に収納することが好ましい。そのため、患者人体とＸ線受像機１０との位置を手術の目的に応じて決めた後に、ボックスの組み立て・寸法調整に着手する。
【0083】
図２は、Ｘ線受像機１０の位置が決まり、これから受像機アーム１１をボックス本体４に差し込む時点での状態を示している。
ボックス本体４をＸ線受像機１０側にスライドすることで、端面天板１４の受像機ポート１３にＸ線受像機アーム１１を差し込む。差し込んだ後に接続フランジ蓋２９を端面天板１４に埋め込みボルトで押し込んで取り付ける。
標準型の追加シールドボックス１では、上述の方法でＸ線受像機１０をボックス内に収納して設置し、遮へいを維持しながら手術ができる。
ボックス本体４をＸ線受像機１０側にスライドすることで、端面天板１４の受像機ポート１３にＸ線受像機アーム１１を差し込む。差し込んだ後に接続フランジ蓋２９を端面天板１４に埋め込みボルトで押し込んで取り付ける。
標準型の追加シールドボックス１では、上述の方法でＸ線受像機１０をボックス内に収納して設置し、遮へいを維持しながら手術ができる。
【0084】
フラットパネルディテクタ（ＦＰＤ）方式のＸ線受像機１０は開発による技術進歩が著しく、最近では小型化・軽量化が進んでおり、アンギオ装置の受像機アーム１１を細くすることや、長くすることに技術的な問題はないと考えられる。
さらには、実施例４のように受像機アーム１１自体を無くし、Ｘ線透視装置と分離して独立したＦＰＤをボックス内に収納することも可能と考えられる。そのため、今後さらに本発明のようなニーズがあれば、小型軽量で独立したＦＰＤの製造販売が加速する可能性もある。ＦＰＤの開発状況等の詳細は実施例４で後述する。
さらには、実施例４のように受像機アーム１１自体を無くし、Ｘ線透視装置と分離して独立したＦＰＤをボックス内に収納することも可能と考えられる。そのため、今後さらに本発明のようなニーズがあれば、小型軽量で独立したＦＰＤの製造販売が加速する可能性もある。ＦＰＤの開発状況等の詳細は実施例４で後述する。
【0085】
（スリーブポートの説明）
本発明のボックスの近接で内部を操作する装置であるスリーブポート８とスリーブ構造体を図３に示す。図３に示す含鉛腕スリーブ９と含鉛グローブ５４とグローブレスポ―ト６０を総称して「スリーブ構造体」と呼ぶ。
スリーブ構造体の１つが含鉛腕スリーブ９等であり、ボックスの複数のスリーブポート８に取付けられる。図１ではスリーブポート８はボックス本体の長い方の端面の片側に大径ポート５０が各４個、両側で合計８個が設置されている。また、ボックス本体の短い方の端面に小径ポート５１が２個、端面ボックスに小径ポート５１が２個、合計で４個が設置されている。スリーブポートはボックス等に取り付けられた直径１４～２２ｃｍで長さ３～７ｃｍ程度の中空の短管である。外面には含鉛腕スリーブ９を締結バンド５２で固縛し易くする凹凸形状が設けられる場合がある。スリーブポートはボックス等の母材と同じ材質である。スリーブポート８の形状の例は図３のａに示す。ａ－１が大径ポート５０、ａ－２が小径ポート５１の形状である。
本発明のボックスの近接で内部を操作する装置であるスリーブポート８とスリーブ構造体を図３に示す。図３に示す含鉛腕スリーブ９と含鉛グローブ５４とグローブレスポ―ト６０を総称して「スリーブ構造体」と呼ぶ。
スリーブ構造体の１つが含鉛腕スリーブ９等であり、ボックスの複数のスリーブポート８に取付けられる。図１ではスリーブポート８はボックス本体の長い方の端面の片側に大径ポート５０が各４個、両側で合計８個が設置されている。また、ボックス本体の短い方の端面に小径ポート５１が２個、端面ボックスに小径ポート５１が２個、合計で４個が設置されている。スリーブポートはボックス等に取り付けられた直径１４～２２ｃｍで長さ３～７ｃｍ程度の中空の短管である。外面には含鉛腕スリーブ９を締結バンド５２で固縛し易くする凹凸形状が設けられる場合がある。スリーブポートはボックス等の母材と同じ材質である。スリーブポート８の形状の例は図３のａに示す。ａ－１が大径ポート５０、ａ－２が小径ポート５１の形状である。
【0086】
大径ポート５０の開口形状は水平方向に長い楕円形となっており、手を挿入したままで横移動できる余寸法があるため手技が容易となる。小径ポート５１の開口形状は設置位置側の寸法制約から直径１４～１６ｃｍ程度の円形である。手元の視野が必要であれば小径ポート５１用のスリーブポートは、透明な含鉛アクリル板に取り付けてボックス等に設置しても構わない。
このようにボックス等にはスリーブポート８は多数が設置できるため、手術時には術者のみでなく補助者も同時にボックス内に手を挿入できる。手術によって手の挿入が必要な医療従事者の数は異なるが、スリーブポート８の数はもっと多くても少なくても構わない。
このようにボックス等にはスリーブポート８は多数が設置できるため、手術時には術者のみでなく補助者も同時にボックス内に手を挿入できる。手術によって手の挿入が必要な医療従事者の数は異なるが、スリーブポート８の数はもっと多くても少なくても構わない。
【0087】
（含鉛腕スリーブの説明）
本発明のボックスの含鉛腕スリーブ９について説明する。スリーブ構造体の１つは手袋部分がない含鉛腕スリーブ９であるが、手袋部分もある含鉛グローブ５４を使う場合もある。含鉛腕スリーブ９の場合、医療従事者は別途に含鉛手袋５６を装着して手腕を挿入する。これは含鉛手袋５６の方が含鉛グローブ５４よりも繊細な手技がやり易く、安価なためである。これらの組み合わせの考え方は、図３で説明する。
本発明のボックスの含鉛腕スリーブ９について説明する。スリーブ構造体の１つは手袋部分がない含鉛腕スリーブ９であるが、手袋部分もある含鉛グローブ５４を使う場合もある。含鉛腕スリーブ９の場合、医療従事者は別途に含鉛手袋５６を装着して手腕を挿入する。これは含鉛手袋５６の方が含鉛グローブ５４よりも繊細な手技がやり易く、安価なためである。これらの組み合わせの考え方は、図３で説明する。
【0088】
図３は、スリーブポート８の種類とそこに取付ける機材と防護具の相関の説明図である。ａはスリーブポートと形状は前項の説明の通りである。ｂはボックスに設置する機材と防護具を示し、ｃは医療従事者が装着する防護具を示している。
図３のａ－１の大径ポート５０の横並びで説明すると、ｂ－１の含鉛腕スリーブ５３をボックスに設置した場合、医療従事者が装着するのはｃ－１の含鉛手袋５６のみとなる。ｂ－２の含鉛グローブ５４をボックスに設置した場合は、医療従事者が装着する防護具はない。但し、これらボックス用のグローブは指先の操作性が良くないため、術者が手技に使うことは考え難いが、補助者には有用である。なお、上述の内容はａ－２の小径ポート５１でも同じである。
図３のｄはスリーブポート８へ設置方法を示し、ｅは同左・締結バンドの構造を示す。含鉛腕スリーブ９や含鉛グローブ５４は、図３のｄの通り、締結バンド５２によりスリーブポート８に装着する。締結バンド５２は、図３のｅの通り、ハウジング５８中のスクリュー５９をねじ廻しすることにより、バンド５７を送り、含鉛腕スリーブ９や含鉛グローブ５４を締結することができる。
図３のａ－１の大径ポート５０の横並びで説明すると、ｂ－１の含鉛腕スリーブ５３をボックスに設置した場合、医療従事者が装着するのはｃ－１の含鉛手袋５６のみとなる。ｂ－２の含鉛グローブ５４をボックスに設置した場合は、医療従事者が装着する防護具はない。但し、これらボックス用のグローブは指先の操作性が良くないため、術者が手技に使うことは考え難いが、補助者には有用である。なお、上述の内容はａ－２の小径ポート５１でも同じである。
図３のｄはスリーブポート８へ設置方法を示し、ｅは同左・締結バンドの構造を示す。含鉛腕スリーブ９や含鉛グローブ５４は、図３のｄの通り、締結バンド５２によりスリーブポート８に装着する。締結バンド５２は、図３のｅの通り、ハウジング５８中のスクリュー５９をねじ廻しすることにより、バンド５７を送り、含鉛腕スリーブ９や含鉛グローブ５４を締結することができる。
【0089】
ボックス等内部やスリーブポート８位置での放射線量率が低ければ、ポートには含鉛腕スリーブではなく、グローブレスポ―トを設置しても構わない。なお、グローブレスポ―トは丸型の配線孔キャップのように、放射状に貫通切り込みを入れた円板である。医療従事者は切り込み円板部を貫通して手腕を挿入する。図３のａ－２の小径ポート５１の横並びで説明すると、ｂ－３のグローブレスポ―ト６０をボックスに設置した場合は、医療従事者は被ばく防護のために含鉛手袋５６と含鉛腕カバー５５を装着する必要がある。一方、手を挿入する可能性がないポートは、ボックス等と同じ材質の閉止板で閉じて、散乱Ｘ線が空間に漏出するのを防ぐのが良い。
【0090】
含鉛腕スリーブ９の先端部は市販の腕カバー（腕抜き）のように先端の手首部を弾性変形で伸縮性のある素材である袖口ゴム等を付して萎めて閉じることにより、開口を塞ぐものとする。この開口を塞いだ状態は手腕を差し込むことで容易に開くことができる。また、先端の指部を２ないし３に分けて、グローブのように先端部を手袋状に成型した密閉構造としても構わない。
含鉛腕スリーブ９の市販品は見当たらないが、簡易的には含鉛グローブ５４の手先の部分を切断して作ることもできる。含鉛ゴム等を鋳込んで含鉛グローブ５４を製造する金型の一部（手指の部分）を除外して量産するのが合理的である。
含鉛手袋５６の市販品は、ＰＲＯＴＥＣＨ ＬＥＡＤＥＤ ＥＹＥＷＥＡＲ ＩＮＣ．社製のＰＲ１Ｇや、アズワン社製の放射線防護用手袋Ｇ－３や、三興化学工業社製のエラストＸ等がある。また、特許文献６のものでも良い。特許文献６は、医療分野等の継ぎ目のない放射線遮へい用の手袋に関するものである。
含鉛グローブ５４の市販品は、コクゴ社製のグローブボックス用手袋エラスタイト手袋ＸＬ－Ｗがある。グローブレスポ―ト６０の市販品は、円形のものはサンプラテック社製のグローブレスポートがある。楕円形のグローブレスポ―トの市販品は見当たらない。
含鉛腕スリーブ９の市販品は見当たらないが、簡易的には含鉛グローブ５４の手先の部分を切断して作ることもできる。含鉛ゴム等を鋳込んで含鉛グローブ５４を製造する金型の一部（手指の部分）を除外して量産するのが合理的である。
含鉛手袋５６の市販品は、ＰＲＯＴＥＣＨ ＬＥＡＤＥＤ ＥＹＥＷＥＡＲ ＩＮＣ．社製のＰＲ１Ｇや、アズワン社製の放射線防護用手袋Ｇ－３や、三興化学工業社製のエラストＸ等がある。また、特許文献６のものでも良い。特許文献６は、医療分野等の継ぎ目のない放射線遮へい用の手袋に関するものである。
含鉛グローブ５４の市販品は、コクゴ社製のグローブボックス用手袋エラスタイト手袋ＸＬ－Ｗがある。グローブレスポ―ト６０の市販品は、円形のものはサンプラテック社製のグローブレスポートがある。楕円形のグローブレスポ―トの市販品は見当たらない。
【0091】
（標準型の追加シールドボックスの全体構成）
図１ではアンダーチューブ型における標準型の追加シールドボックスの基本構成図を示し、図２では現場でのその組み立て方法を示し、図３ではスリーブポート８の種類とそこに取付ける機材と防護具の相関の説明図を示した。図１と図２では本発明のボックスの範囲外であるテーブル２とＸ線源３３および患者人体２５は想像線で示している。
なお、図１と図２の基礎となる知見として引用したアンダーチューブ型のＸ線透視装置の構造、すなわちＸ線受像機１０をテーブル２の上方で固定する構造のＸ線テレビは最近ではあまり販売されていない。１９７０年頃には一般Ｘ線撮影装置（Ｘ線テレビ）として東芝電気社製のアンダーチューブ方式Ｘ線テレビＤＴ－ＡＡ型や日立社製のレントゲンアンダーテーブル式遠隔操作方式カセッテレスカメラ装着Ｘ線テレビＥＤＴＰ－ＣＡ／ＦＡ型等が販売された。
しかし、最近のＸ線テレビは一般Ｘ線撮影装置としてＸ線源３３をテーブル２の上方で固定し、Ｘ線受像機１０をテーブル２の下方で固定するオーバーチューブ型の構造のものが一般的である。オーバーチューブ型の追加シールドボックスは残された検討課題があるため別途に考案するものとし、本発明には含まない。
その一方、最近でもＩＶＲ用のアンギオ装置には、Ｃアーム型等でアンダーチューブ型の構造で利用するＸ線透視装置が多く販売され、多用されている。Ｘ線受像機１０を固定しないためやや複雑な構造であるＣアーム型やその進化型のＸ線透視装置での本発明の実施例は後述する。
本実施例はあくまでも標準型の追加シールドボックスの構造を、近接で内部を視認する覗き窓と近接で内部を操作するグローブポートとスリーブ構造体を用いたアンダーチューブ型において分かり易く説明する目的である点には留意が必要である。
図１ではアンダーチューブ型における標準型の追加シールドボックスの基本構成図を示し、図２では現場でのその組み立て方法を示し、図３ではスリーブポート８の種類とそこに取付ける機材と防護具の相関の説明図を示した。図１と図２では本発明のボックスの範囲外であるテーブル２とＸ線源３３および患者人体２５は想像線で示している。
なお、図１と図２の基礎となる知見として引用したアンダーチューブ型のＸ線透視装置の構造、すなわちＸ線受像機１０をテーブル２の上方で固定する構造のＸ線テレビは最近ではあまり販売されていない。１９７０年頃には一般Ｘ線撮影装置（Ｘ線テレビ）として東芝電気社製のアンダーチューブ方式Ｘ線テレビＤＴ－ＡＡ型や日立社製のレントゲンアンダーテーブル式遠隔操作方式カセッテレスカメラ装着Ｘ線テレビＥＤＴＰ－ＣＡ／ＦＡ型等が販売された。
しかし、最近のＸ線テレビは一般Ｘ線撮影装置としてＸ線源３３をテーブル２の上方で固定し、Ｘ線受像機１０をテーブル２の下方で固定するオーバーチューブ型の構造のものが一般的である。オーバーチューブ型の追加シールドボックスは残された検討課題があるため別途に考案するものとし、本発明には含まない。
その一方、最近でもＩＶＲ用のアンギオ装置には、Ｃアーム型等でアンダーチューブ型の構造で利用するＸ線透視装置が多く販売され、多用されている。Ｘ線受像機１０を固定しないためやや複雑な構造であるＣアーム型やその進化型のＸ線透視装置での本発明の実施例は後述する。
本実施例はあくまでも標準型の追加シールドボックスの構造を、近接で内部を視認する覗き窓と近接で内部を操作するグローブポートとスリーブ構造体を用いたアンダーチューブ型において分かり易く説明する目的である点には留意が必要である。
【0092】
（標準型の追加シールドボックスの鳥瞰図の説明）
本発明の標準型の追加シールドボックスを図４の鳥瞰図を用いて説明する。４の鳥観図では、テーブルの形状は図１と図２で仮想線にて示した据置型ではなく、分り易く、かつ、見易いように後述の実施例にある各図と同じアイランド型を実線で示している。また、掛布等２２は、掛布ホルダ２３で吊上げて患者ポート２０を塞ぐ前の状態を示している。
本発明の追加シールドボックス１は、患者の患部に相当する照射野１５を立体的に取り囲んで遮へい部材を配置している。ボックスを構成する各部材がＸ線の遮へい能力を有し、外部空間と通じた開口がなく、遮へい能力のあるガラス板である覗き窓６を介して外部空間から内部を視認しながら遮へい能力のある含鉛腕スリーブ９等のスリーブ構造体を介して医療従事者がボックス内に手を挿入して手術ができる。
また、含鉛腕スリーブ９等のスリーブ構造体は可撓性の材料とし、ボックス等のスリーブポート８に取り付けて使用する。
患者は患者ポート２０を介して体軸方向にボックスを貫通させることで照射野とその周辺以外の頭部や体肢部等の部位を外部空間に置き、患者ポート２０に取付けた遮へい能力のある可撓性のカーテン式の掛布等２２でボックスと人体との間の開口を塞ぐ。
電源、電気信号、光学信号および液体は、遮へい能力のある接続コネクタ２４により、開口なしにボックスを貫通して内外で連絡する。
本発明の標準型の追加シールドボックスを図４の鳥瞰図を用いて説明する。４の鳥観図では、テーブルの形状は図１と図２で仮想線にて示した据置型ではなく、分り易く、かつ、見易いように後述の実施例にある各図と同じアイランド型を実線で示している。また、掛布等２２は、掛布ホルダ２３で吊上げて患者ポート２０を塞ぐ前の状態を示している。
本発明の追加シールドボックス１は、患者の患部に相当する照射野１５を立体的に取り囲んで遮へい部材を配置している。ボックスを構成する各部材がＸ線の遮へい能力を有し、外部空間と通じた開口がなく、遮へい能力のあるガラス板である覗き窓６を介して外部空間から内部を視認しながら遮へい能力のある含鉛腕スリーブ９等のスリーブ構造体を介して医療従事者がボックス内に手を挿入して手術ができる。
また、含鉛腕スリーブ９等のスリーブ構造体は可撓性の材料とし、ボックス等のスリーブポート８に取り付けて使用する。
患者は患者ポート２０を介して体軸方向にボックスを貫通させることで照射野とその周辺以外の頭部や体肢部等の部位を外部空間に置き、患者ポート２０に取付けた遮へい能力のある可撓性のカーテン式の掛布等２２でボックスと人体との間の開口を塞ぐ。
電源、電気信号、光学信号および液体は、遮へい能力のある接続コネクタ２４により、開口なしにボックスを貫通して内外で連絡する。
【0093】
アンダーチューブ型の場合は、より遮へい性能の優れた材料の天板７により患者人体の照射野とその周辺から上方への小角散乱Ｘ線を含む前方散乱Ｘ線を遮へいできる。照射野とその周辺と他の部位からの側方への側方散乱Ｘ線は遮へい能力のある掛布等とボックス等および覗き窓６で遮へいできる。さらに、これらの材料を複合吸収材料や増設複合吸収材料の構成とすることで散乱Ｘ線を減弱するとともに吸収することができる。
アンダーチューブ型のＸ線受像機１０は現場でボックス本体４と端面ボックス５により受像機アーム１１を挟み込で組み立てることで、開口なくボックス内に収納できる。端面ボックス５の天井部はＸ線が漏れることないように複数の部材で遮へいする。Ｘ線源３３は位置と角度を調整できるポータブル型のものをボックス床面の下方に別途に設置する。これによりＸ線受像機１０の画像の解像度は良くなり、その効果でＸ線源のＸ線出力を低減できる。
上述した開口がない遮へい能力のあるボックス内で手術することで、診療室等内の空間線量率が低減することで正当性がない医療従事者の職業被ばくを低減し、必要がない患者の頭部や体幹部・体肢部等の医療被ばくを避けることができる。特に、術者の頭部（眼）への職業被ばくは大幅に低減できる。
アンダーチューブ型のＸ線受像機１０は現場でボックス本体４と端面ボックス５により受像機アーム１１を挟み込で組み立てることで、開口なくボックス内に収納できる。端面ボックス５の天井部はＸ線が漏れることないように複数の部材で遮へいする。Ｘ線源３３は位置と角度を調整できるポータブル型のものをボックス床面の下方に別途に設置する。これによりＸ線受像機１０の画像の解像度は良くなり、その効果でＸ線源のＸ線出力を低減できる。
上述した開口がない遮へい能力のあるボックス内で手術することで、診療室等内の空間線量率が低減することで正当性がない医療従事者の職業被ばくを低減し、必要がない患者の頭部や体幹部・体肢部等の医療被ばくを避けることができる。特に、術者の頭部（眼）への職業被ばくは大幅に低減できる。
【実施例3】
【0094】
（小角散乱Ｘ線のエネルギーが高い場合のオプション）
実施例３は患者人体での小角散乱により放射線強度が高い小角散乱Ｘ線を含むテーブル上方への前方散乱Ｘ線を遮へいする。
実施例３は患者人体での小角散乱により放射線強度が高い小角散乱Ｘ線を含むテーブル上方への前方散乱Ｘ線を遮へいする。
【0095】
Ｘ線の強度が高い小角散乱Ｘ線を含む前方散乱Ｘ線の遮へいの基本的な考え方を説明する。対象となるのは患者人体の照射野とその周辺で前方散乱したＸ線であり、散乱角が３５度以内の前方散乱Ｘ線である。これにより術者の視界はやや悪くなるが、術者の頭部や眼に向かう前方散乱Ｘ線の遮へい能力は高くなる。
実施例２で示した天板７の面積を拡大することで対応する。天板７の材質は実施例２で示したものと同じである。
実施例２で示した天板７の面積を拡大することで対応する。天板７の材質は実施例２で示したものと同じである。
【0096】
前項の説明の通り、天板７の面積は、照射野での散乱角が３５度の散乱Ｘ線が照射される範囲に拡大する。
すなわち、天板７は体軸の垂直方向の幅を拡大する必要がある。天板７の幅を拡大するために、ボックス等は覗き窓６の傾斜角をより垂直に近づけて設置することによりボックス等の体軸の垂直方向の幅を拡大する。そのため、視野はやや見難くなる。これにより、幅が広い天板７を設置する場所を確保する。
また、天板７は体軸の垂直方向の長さを伸ばす必要がある。特に、求められる寸法からは、端面ボックス５の端面天板１４を長くする必要がある。端面天板１４を長くするために、端面ボックス５が体軸方向に長くなる。
すなわち、天板７は体軸の垂直方向の幅を拡大する必要がある。天板７の幅を拡大するために、ボックス等は覗き窓６の傾斜角をより垂直に近づけて設置することによりボックス等の体軸の垂直方向の幅を拡大する。そのため、視野はやや見難くなる。これにより、幅が広い天板７を設置する場所を確保する。
また、天板７は体軸の垂直方向の長さを伸ばす必要がある。特に、求められる寸法からは、端面ボックス５の端面天板１４を長くする必要がある。端面天板１４を長くするために、端面ボックス５が体軸方向に長くなる。
【0097】
上述の説明の通り、標準型の図２に比べると、天板７と端面天板１４の面積が拡大し、端面ボックス５が大きくなっていることが判る。
なお、アンダーチューブ型のＸ線テレビの構造のＸ線透視装置は、最近では多く販売されているものではない点は実施例２と同様である。
なお、アンダーチューブ型のＸ線テレビの構造のＸ線透視装置は、最近では多く販売されているものではない点は実施例２と同様である。
【実施例4】
【0098】
（ＦＰＤ内蔵型の追加シールドボックスの全体構成）
実施例４ではＸ線透視装置とは分離して独立したフラットパネルディテクタ（ＦＰＤ）方式のＸ線受像機１０をボックス等の内部に収納して設置し、自在に移動可能としたＦＰＤ内蔵型の追加シールドボックス（以下、「ＦＰＤ内蔵型のボックス」という）の全体構成を説明する。
図５はＸ線源をテーブル下方に配置したアンダーチューブ型におけるＦＰＤ内蔵型の追加シールドボックスの全体構成図である。
実施例４ではＸ線透視装置とは分離して独立したフラットパネルディテクタ（ＦＰＤ）方式のＸ線受像機１０をボックス等の内部に収納して設置し、自在に移動可能としたＦＰＤ内蔵型の追加シールドボックス（以下、「ＦＰＤ内蔵型のボックス」という）の全体構成を説明する。
図５はＸ線源をテーブル下方に配置したアンダーチューブ型におけるＦＰＤ内蔵型の追加シールドボックスの全体構成図である。
【0099】
Ｘ線受像機１０の揺動範囲は従来のように大きくすることが難しいこと、端面ボックス５での術者の視野は狭くなることが課題とされた。そのため、Ｘ線透視装置とは分離して独立したＸ線受像機１０をボックス内に収納することがその解決策となる。一方、前述および次項以下の通り、Ｘ線受像機１０の対象とするＦＰＤの近年の技術進歩は著しく、小型化・軽量化のものも上市されている。
【0100】
（ＦＰＤの開発状況）
ＦＰＤは、フラットパネル型のＸ線イメージセンサーであり、ＦＰＤは、１９９０年代から研究が本格化し、その後技術開発が急速に進展し、１９９８年頃にはＦＰＤをＸ線受像機とするデジタル一般撮影装置が上市されている。ＦＰＤが持つ長所は、ＣＲ（Computed Radiography）との比較では、ＩＰ(Imaging Plate)を使わないのでカセット交換不要な点、撮影から画像表示までの時間が短い点、リアルタイム撮像に近づき静止画・動画兼用となりうる点が挙げられる。また、ＤＲ（Digital Radiography）との比較では、大面積で高解像度の画像が得られる点、大幅な薄型化による設置場所の自由度の拡大する点が挙げられている。そのため、救急診療で用いる可搬型の撮影装置では、ＣＲからＦＰＤへ大幅に移行している模様である。しかし、ＦＰＤが高価であること、落下による破損の可能性が高いことが課題とされている。
ＦＰＤは、フラットパネル型のＸ線イメージセンサーであり、ＦＰＤは、１９９０年代から研究が本格化し、その後技術開発が急速に進展し、１９９８年頃にはＦＰＤをＸ線受像機とするデジタル一般撮影装置が上市されている。ＦＰＤが持つ長所は、ＣＲ（Computed Radiography）との比較では、ＩＰ(Imaging Plate)を使わないのでカセット交換不要な点、撮影から画像表示までの時間が短い点、リアルタイム撮像に近づき静止画・動画兼用となりうる点が挙げられる。また、ＤＲ（Digital Radiography）との比較では、大面積で高解像度の画像が得られる点、大幅な薄型化による設置場所の自由度の拡大する点が挙げられている。そのため、救急診療で用いる可搬型の撮影装置では、ＣＲからＦＰＤへ大幅に移行している模様である。しかし、ＦＰＤが高価であること、落下による破損の可能性が高いことが課題とされている。
【0101】
１９９８年頃に上市されたＸ線イメージセンサーは、Ｘ線の強弱を電気信号に変換する変換膜６と電気信号を読み取る薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）をキーデバイスとしている。これは、主にガラス基板にアモルファスシリコンを積層し、ＴＦＴ、フォトダイオードを集積化したＭＯＳ型イメージセンサー上に、シンチレータを積層した間接型ＦＰＤ（以下、「ＴＦＴ型のＦＰＤ」という）である。しかしながら、このＦＰＤ用イメージセンサーは、実施例４に説明するＣＣＤセンサーと同様に画像データ処理の高速化が難しく、大面積なＦＰＤとなればその傾向は一層顕著になった。そのため、独立したＴＦＴ型のＦＰＤでは質量が大きい上に１回の撮影分のデータしか蓄積できず、動画の連続撮影には適用できなかった。そのため、ＰＣやタブレットに画像データを取り出す独立したＦＰＤは、２０２２年時点では画像が小さい動物用や歯科での１枚の静止画によるＸ線透視観察に利用されている。
【0102】
２０１０年頃に上市されたＸ線イメージセンサーは、低電圧で消費電力が小さい相補性金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）イメージセンサーである。ＣＭＯＳの原理等の詳細は後述の実施例４に示すが、フォトダイオードとアンプで電荷を電気信号に変換するという仕組み自体はＣＣＤと同じであるが、Ｘ線情報を半導体膜により直接電気信号に変換する直接変換方式である。ＣＭＯＳイメージセンサーは、大規模集積回路（ＬＳＩ）と同様な基板型の半導体センサーであり、フォトダイオード１個につきアンプ１個が対をなす構造と、さらには信号を増幅するアンプや転送用の回路などの仕組みを、1 個の半導体の中に作り込んでしまえる直接型ＦＰＤ（以下、「ＣＭＯＳ型のＦＰＤ」という）である。そのため、独立したＣＭＯＳ型のＦＰＤはシステム全体が簡素で重量が軽く、連続撮影した動画画像データをそのままＰＣ等に伝送できる。
本発明のＦＰＤ内蔵型のボックスの場合、内蔵した独立のＦＰＤの質量が大きいと、それを支える全体構造が大型化する。そのため、ＴＦＴ型のＦＰＤよりも、ＣＭＯＳ型のＦＰＤの方が好ましい。
本発明のＦＰＤ内蔵型のボックスの場合、内蔵した独立のＦＰＤの質量が大きいと、それを支える全体構造が大型化する。そのため、ＴＦＴ型のＦＰＤよりも、ＣＭＯＳ型のＦＰＤの方が好ましい。
【0103】
（ＦＰＤの型式と仕様）
ＦＰＤにはヨウ化セシウム（ＣｓＩ）シンチレータ蛍光体を用いられているものが多く、寸法は一辺が１０インチ（２５．４ｃｍ）から１７インチ（４３．２ｃｍ）の商品がある。信号接続は有線と無線およびケーブル脱着でその両方を切り替え利用できるものがある。無線の場合の通信規格は IEEE802.11n に準拠した無線ＬＡＮ運用方式（Ｗｉ―ｆｉ）を採用している。有線／無線に係わらず、ＬＡＮ回線の接続で画像データをＰＣやタブレットに取り出せ、映像をモニター画面や大型液晶ディスプレイ画面に表示できる。
外付けのＸ線源により単体で独立して利用可能な市販のＴＦＴ型のＦＰＤは、（１）キャノンメディカルシステムズ社製のＦＰＤ１７１７ ＴＦＰ－１７００Ａ、（２）富士フィルム社製のデジタルラジオグラフィＤＲ－ＩＤ １２００、（３）ＤＲＴＥＣ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社製のデジタルＦＰＤ「ＥＶＳ２０２５Ｃ」「ＥＶＳ４３４３」等がある。このうち（３）のＥＶＳ２０２５Ｃの仕様詳細は、シンチレータがＣｓｌ、信号接続が有線と無線の両方式、画素サイズが７６μｍ、外形寸法が幅２３ｃｍ×長さ２８ｃｍ×厚さ１．５ｃｍ、重量が１．６ｋｇである。同（３）のＥＶＳ４３４３は有線接続であるが照射面は大きく、画素サイズが１４０μｍ、解像度は３０７２×３０７２ピクセル、外形寸法が幅４３ｃｍ×長さ４３ｃｍ、重量が３．５ｋｇである。
一方、外付けのＸ線源により単体で独立して利用可能な市販のＣＭＯＳ型のＦＰＤは、ＭＸ Ｉｍａｇｉｎｇ社製のＸ線透視画像撮影装置用ＣＭＯＳ ＦＰＤのＣＦＰ２０２２およびＣＦＰ３１３１がある。両者共にＸ線変換素子はＣｓｌシンチレータ、画素サイズが９９μｍ、信号接続が有線方式である。ＣＦＰ２０２２のＸ線画像解像度は２０６４×２０３６ピクセル、寸法は幅２４ｃｍ×長さ２９ｃｍ×厚さ５．５ｃｍで重量はＰｂシールド付きで４．５４ｋｇ、Ｐｂなしで約３ｋｇである。ＣＦＰ３１３１のＸ線画像解像度は３０９６×３０９６ピクセル、寸法は幅３２ｃｍ×長さ３７ｃｍ×厚さ５．５ｃｍで重量はＰｂシールド付きで７．７２ｋｇ、Ｐｂなしで約５ｋｇである。その他のＣＭＯＳ型のＦＰＤとしては、Ｔｅｌｅｄｙｎｅ Ｒａｄ－ｉｃｏｎ Ｉｍａｇｉｎｇ社製があり、これはシンチレータがＧｄ２Ｏ２Ｓであって重量は４～８ｋｇの範囲のものがある。この仕様詳細は、Ｒａｄ－ｉｃｏｎ ２３２９は画素サイズが４９μｍ、ピクセルが４６０８×５８９０であり、Ｒａｄ－ｉｃｏｎ ３０３０は画素サイズが９９μｍ、ピクセルが３０９６×３１００である。
これら上市されたＦＰＤは十分に軽量・コンパクトであり、有線／無線接続により単体で容易にＸ線透視装置に接続して利用できる。本発明の以降では、ボックスに内蔵するＦＰＤは、ＣＭＯＳ型のＦＰＤであるＣＦＰ２０２２の重量（Ｐｂなしでの重量は約３ｋｇ）を例として検討した。
ＦＰＤにはヨウ化セシウム（ＣｓＩ）シンチレータ蛍光体を用いられているものが多く、寸法は一辺が１０インチ（２５．４ｃｍ）から１７インチ（４３．２ｃｍ）の商品がある。信号接続は有線と無線およびケーブル脱着でその両方を切り替え利用できるものがある。無線の場合の通信規格は IEEE802.11n に準拠した無線ＬＡＮ運用方式（Ｗｉ―ｆｉ）を採用している。有線／無線に係わらず、ＬＡＮ回線の接続で画像データをＰＣやタブレットに取り出せ、映像をモニター画面や大型液晶ディスプレイ画面に表示できる。
外付けのＸ線源により単体で独立して利用可能な市販のＴＦＴ型のＦＰＤは、（１）キャノンメディカルシステムズ社製のＦＰＤ１７１７ ＴＦＰ－１７００Ａ、（２）富士フィルム社製のデジタルラジオグラフィＤＲ－ＩＤ １２００、（３）ＤＲＴＥＣ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社製のデジタルＦＰＤ「ＥＶＳ２０２５Ｃ」「ＥＶＳ４３４３」等がある。このうち（３）のＥＶＳ２０２５Ｃの仕様詳細は、シンチレータがＣｓｌ、信号接続が有線と無線の両方式、画素サイズが７６μｍ、外形寸法が幅２３ｃｍ×長さ２８ｃｍ×厚さ１．５ｃｍ、重量が１．６ｋｇである。同（３）のＥＶＳ４３４３は有線接続であるが照射面は大きく、画素サイズが１４０μｍ、解像度は３０７２×３０７２ピクセル、外形寸法が幅４３ｃｍ×長さ４３ｃｍ、重量が３．５ｋｇである。
一方、外付けのＸ線源により単体で独立して利用可能な市販のＣＭＯＳ型のＦＰＤは、ＭＸ Ｉｍａｇｉｎｇ社製のＸ線透視画像撮影装置用ＣＭＯＳ ＦＰＤのＣＦＰ２０２２およびＣＦＰ３１３１がある。両者共にＸ線変換素子はＣｓｌシンチレータ、画素サイズが９９μｍ、信号接続が有線方式である。ＣＦＰ２０２２のＸ線画像解像度は２０６４×２０３６ピクセル、寸法は幅２４ｃｍ×長さ２９ｃｍ×厚さ５．５ｃｍで重量はＰｂシールド付きで４．５４ｋｇ、Ｐｂなしで約３ｋｇである。ＣＦＰ３１３１のＸ線画像解像度は３０９６×３０９６ピクセル、寸法は幅３２ｃｍ×長さ３７ｃｍ×厚さ５．５ｃｍで重量はＰｂシールド付きで７．７２ｋｇ、Ｐｂなしで約５ｋｇである。その他のＣＭＯＳ型のＦＰＤとしては、Ｔｅｌｅｄｙｎｅ Ｒａｄ－ｉｃｏｎ Ｉｍａｇｉｎｇ社製があり、これはシンチレータがＧｄ２Ｏ２Ｓであって重量は４～８ｋｇの範囲のものがある。この仕様詳細は、Ｒａｄ－ｉｃｏｎ ２３２９は画素サイズが４９μｍ、ピクセルが４６０８×５８９０であり、Ｒａｄ－ｉｃｏｎ ３０３０は画素サイズが９９μｍ、ピクセルが３０９６×３１００である。
これら上市されたＦＰＤは十分に軽量・コンパクトであり、有線／無線接続により単体で容易にＸ線透視装置に接続して利用できる。本発明の以降では、ボックスに内蔵するＦＰＤは、ＣＭＯＳ型のＦＰＤであるＣＦＰ２０２２の重量（Ｐｂなしでの重量は約３ｋｇ）を例として検討した。
【0104】
（ＦＰＤ内蔵型の基本的な考え方）。
実施例４では、Ｘ線透視装置とは分離して独立して設置したＦＰＤ方式のＸ線受像機１０をボックス内に収納できるＦＰＤ内蔵型のボックスを考案した。
なお、ＦＰＤ以外のＸ線透視装置は従来のＸ線透視装置（アンギオ装置）の機能を踏襲するものと考えた。
実施例４では、Ｘ線透視装置とは分離して独立して設置したＦＰＤ方式のＸ線受像機１０をボックス内に収納できるＦＰＤ内蔵型のボックスを考案した。
なお、ＦＰＤ以外のＸ線透視装置は従来のＸ線透視装置（アンギオ装置）の機能を踏襲するものと考えた。
【0105】
（ＦＰＤ内蔵型のボックスの全体構成）
ＦＰＤ内蔵型のボックスのボックス本体４、スリーブポート８、含鉛腕スリーブ９、敷布等２１、掛布等２２、接続コネクタ２４の説明は実施例２と同じであるため、実施例４での説明は省略する。また、端面ボックス架台３７と端面ボックス５の高さ調整等の高さ調整回転ノブ３８等の説明は実施例２と同じであるため、実施例４での説明は省略する。そのため、以下ではＦＰＤ内蔵型のボックスの端面ボックス５、覗き窓６、端面天板１４等を説明する。
ＦＰＤ内蔵型のボックスのボックス本体４、スリーブポート８、含鉛腕スリーブ９、敷布等２１、掛布等２２、接続コネクタ２４の説明は実施例２と同じであるため、実施例４での説明は省略する。また、端面ボックス架台３７と端面ボックス５の高さ調整等の高さ調整回転ノブ３８等の説明は実施例２と同じであるため、実施例４での説明は省略する。そのため、以下ではＦＰＤ内蔵型のボックスの端面ボックス５、覗き窓６、端面天板１４等を説明する。
【0106】
ＦＰＤ内蔵型のボックスの概要を述べる。端面ボックス５はテーブル上に定置せず、高さ調整が可能な端面ボックス架台３７により床面より支持している。また、そこには端面ボックス５をボックス本体４と現場で組み立てるために、スライドガイド３６が端面ボックス５の底面に取り付けられる。以下では、これらの詳細を説明する。
【0107】
次にＦＰＤ内蔵型のボックスの天井面の遮へい方法について説明する。端面ボックス５の天井部は貫通部材がない構造であるため、Ｘ線受像機１０の移動による余空間より散乱Ｘ線が漏れ出すことが無い。すなわち、天井部は端面天板１４により十分に遮へいされる。天板による遮へいの考え方は実施例２で述べた通りである。
【0108】
さらにＦＰＤ内蔵型のボックスの現場での組み立て方法等を説明する。Ｘ線受像機１０を内包しているため、受像機アーム１１がない。実施例２～４のように受像機アーム１１を中心とした組み立て方法は必要ないため、ＦＰＤ内蔵型のボックスの組み立て方法に特段の制約はない。
端面ボックス５中のＸ線受像機１０の位置を患者人体の照射野の位置に合わせた後に、ボックス本体４を組み立てることになる。図５では端面ボックス５は端面ボックス架台３７により床面から支持している。例えば、ボックス本体４と端面ボックス５は一体の構造物とすれば、２個を組み立てることなく一度で１個のボックスを位置決めすることも考えられる。但し、この一体型の追加シールドボックスは検討課題があるため別途に考案するものとし、本発明には含まない。
また、ボックス内の可動部材が多くなったため、図５では端面ボックス５の患者頭部側の端面板をねじ止めにより取り付け・取り外しできる保守用端板４５としている。
端面ボックス５中のＸ線受像機１０の位置を患者人体の照射野の位置に合わせた後に、ボックス本体４を組み立てることになる。図５では端面ボックス５は端面ボックス架台３７により床面から支持している。例えば、ボックス本体４と端面ボックス５は一体の構造物とすれば、２個を組み立てることなく一度で１個のボックスを位置決めすることも考えられる。但し、この一体型の追加シールドボックスは検討課題があるため別途に考案するものとし、本発明には含まない。
また、ボックス内の可動部材が多くなったため、図５では端面ボックス５の患者頭部側の端面板をねじ止めにより取り付け・取り外しできる保守用端板４５としている。
【0109】
最後に、ＦＰＤ内蔵型のボックスのＦＰＤ方式のＸ線受像機１０を接続するアンギオ装置等について説明する。現在、市販されているアンギオ装置でＦＰＤが分離したものは見当たらないが、多くの場合ではＦＰＤ自体はＬＡＮ回線で接続されているため、ＬＡＮケーブルの差し替えによりＦＰＤを切り替えることは可能である。従来品のＣアーム型をそのまま利用する場合は、ＦＰＤ方式のＸ線受像機は使用せず、Ｘ線源と解析・制御装置を使用することとなる。
Ｘ線透視装置を透過・透視機能のみで使用する場合は、市販されているアンギオ装置を利用する必要はなく、外付けのＸ線源３３とパーソナルコンピューター（ＰＣ）を利用することでＦＰＤ内蔵型のボックスを治療・検査に運用することができる。ＰＣ用の画像解析ソフトはＦＰＤに付属しているものを利用する。
市販されている外付けのＸ線源は、富士フィルム社製の携帯型Ｘ線撮影装置ＣＡＬＮＥＯ ＸＡＩＲ、ミカサエックスレイ社製の医療用撮影モデルＨＴＲ９０２０Ｈ、ティーアンドエス社製のポータブルＸ線撮影装置ＮＸ－１００等がある。これらポータブルＸ線源は位置や傾斜角は、姿勢を維持できるキャスター等に載せて使用する。位置・角度を決める機能のある床置きの外付けＸ線源は残された検討課題があるため別途に考案するものとし、本発明には含まない。
Ｘ線透視装置を透過・透視機能のみで使用する場合は、市販されているアンギオ装置を利用する必要はなく、外付けのＸ線源３３とパーソナルコンピューター（ＰＣ）を利用することでＦＰＤ内蔵型のボックスを治療・検査に運用することができる。ＰＣ用の画像解析ソフトはＦＰＤに付属しているものを利用する。
市販されている外付けのＸ線源は、富士フィルム社製の携帯型Ｘ線撮影装置ＣＡＬＮＥＯ ＸＡＩＲ、ミカサエックスレイ社製の医療用撮影モデルＨＴＲ９０２０Ｈ、ティーアンドエス社製のポータブルＸ線撮影装置ＮＸ－１００等がある。これらポータブルＸ線源は位置や傾斜角は、姿勢を維持できるキャスター等に載せて使用する。位置・角度を決める機能のある床置きの外付けＸ線源は残された検討課題があるため別途に考案するものとし、本発明には含まない。
【0110】
図５はＦＰＤ内蔵型の追加シールドボックス１の全体構成図を示している。図５の正面図と側面図は、矢視Ａ－Ａと矢視Ｂ－Ｂとして断面で表示している。平面図の中央部分はカットラインにより内部構造を示している。また、図５では本発明のボックスの範囲外であるテーブル２と患者人体２５およびＸ線源３３は想像線で示している。また、ＦＰＤ方式のＸ線受像機１０とＸ線源３３の移動範囲は正面図と側面図の中に想像線で示している。
上述の説明の通り、前記の実施例と同様にボックス本体４にはほぼ変更はない。端面ボックス５は実施例２の図２の標準型と比べても簡単な構造である。端面ボックス５の天井部を貫通する構造物がないため、天井部は端面天板１４で容易に遮へいできる。
また、ボックス付近に受像機アーム１１が無くなったことで、ボックス側面位置の障害物が無くなり、ボックスへのアクセスが容易となり、手術時の医療行為をより平易に行える。
なお、本実施例はあくまでもＦＰＤ内蔵型の追加シールドボックスの構造を、近接で内部を視認する覗き窓と近接で内部を操作するグローブポートとスリーブ構造体を用いたアンダーチューブ型において分かり易く説明する目的である点には留意が必要である
上述の説明の通り、前記の実施例と同様にボックス本体４にはほぼ変更はない。端面ボックス５は実施例２の図２の標準型と比べても簡単な構造である。端面ボックス５の天井部を貫通する構造物がないため、天井部は端面天板１４で容易に遮へいできる。
また、ボックス付近に受像機アーム１１が無くなったことで、ボックス側面位置の障害物が無くなり、ボックスへのアクセスが容易となり、手術時の医療行為をより平易に行える。
なお、本実施例はあくまでもＦＰＤ内蔵型の追加シールドボックスの構造を、近接で内部を視認する覗き窓と近接で内部を操作するグローブポートとスリーブ構造体を用いたアンダーチューブ型において分かり易く説明する目的である点には留意が必要である
【0111】
（ＦＰＤ内蔵型の追加シールドボックスの鳥瞰図）
本発明のＦＰＤ内蔵型の追加シールドボックス（ボックス）を図６の鳥瞰図を用いて説明する。ＦＰＤ内蔵型のボックスでは、前記内容を再録して説明する。
本発明の追加シールドボックス１は、患者の患部に相当する照射野１５を立体的に取り囲んで遮へい部材を配置している。ボックスを構成する各部材がＸ線の遮へい能力を有し、外部空間と通じた開口がなく、遮へい能力のあるガラス板である覗き窓６を介して外部空間から内部を視認しながら遮へい能力のある含鉛腕スリーブ９等のスリーブ構造体を介して医療従事者がボックス内に手を挿入して手術ができる。
また、含鉛腕スリーブ９等のスリーブ構造体は可撓性の材料とし、ボックス等のスリーブポート８に取り付けて使用する。
患者は患者ポート２０を介して体軸方向にボックスを貫通させることで照射野とその周辺以外の頭部や体肢部等の部位を外部空間に置き、患者ポート２０に取付けた遮へい能力のある可撓性のカーテン式の掛布等２２でボックスと人体との間の開口を塞ぐ。
電源、電気信号、光学信号および液体は、遮へい能力のある接続コネクタ２４により、開口なしにボックスを貫通して内外で連絡する。
アンダーチューブ型の場合は、より遮へい性能の優れた材料の天板７により患者人体の照射野とその周辺から上方への小角散乱Ｘ線を含む前方散乱Ｘ線を遮へいできる。照射野と他の部位からの側方への側方散乱Ｘ線は遮へい能力のある掛布等とボックス等および覗き窓６で遮へいできる。さらに、これらの材料を複合吸収材料や増設複合吸収材料の構成とすることで散乱Ｘ線を減弱するとともに吸収することができる。
ＦＰＤ内蔵型のボックスにおいてフロントパネルディテクタ（ＦＰＤ）方式のＸ線受像機１０は、移動機構と共に全ての装置がボックス内に収納される。ＦＰＤは独立した単体のＸ線平面検出器である。Ｘ線源３３は位置と角度を調整できるポータブル型のものをボックス床面の下方に別途に設置する。端面ボックス５の天井部を貫通する物品はないため、前方散乱Ｘ線は端面天板１４により確実に遮へいできる。これによりＸ線受像機１０の画像の解像度は良くなり、その効果でＸ線源のＸ線出力を低減できる。また、受像機アームが無いため、ボックスの周囲には手術を妨げる機材がないため、医療従事者は広々とした空間で容易に手術ができる。
上述した開口がない遮へい能力のあるボックス内で手術することで、診療室等内の空間線量率が低減することで正当性がない医療従事者の職業被ばくを低減し、必要がない患者の頭部や体幹部・体肢部等の医療被ばくを避けることができる。特に、術者の頭部（眼）への職業被ばくは大幅に低減できる。
本発明のＦＰＤ内蔵型の追加シールドボックス（ボックス）を図６の鳥瞰図を用いて説明する。ＦＰＤ内蔵型のボックスでは、前記内容を再録して説明する。
本発明の追加シールドボックス１は、患者の患部に相当する照射野１５を立体的に取り囲んで遮へい部材を配置している。ボックスを構成する各部材がＸ線の遮へい能力を有し、外部空間と通じた開口がなく、遮へい能力のあるガラス板である覗き窓６を介して外部空間から内部を視認しながら遮へい能力のある含鉛腕スリーブ９等のスリーブ構造体を介して医療従事者がボックス内に手を挿入して手術ができる。
また、含鉛腕スリーブ９等のスリーブ構造体は可撓性の材料とし、ボックス等のスリーブポート８に取り付けて使用する。
患者は患者ポート２０を介して体軸方向にボックスを貫通させることで照射野とその周辺以外の頭部や体肢部等の部位を外部空間に置き、患者ポート２０に取付けた遮へい能力のある可撓性のカーテン式の掛布等２２でボックスと人体との間の開口を塞ぐ。
電源、電気信号、光学信号および液体は、遮へい能力のある接続コネクタ２４により、開口なしにボックスを貫通して内外で連絡する。
アンダーチューブ型の場合は、より遮へい性能の優れた材料の天板７により患者人体の照射野とその周辺から上方への小角散乱Ｘ線を含む前方散乱Ｘ線を遮へいできる。照射野と他の部位からの側方への側方散乱Ｘ線は遮へい能力のある掛布等とボックス等および覗き窓６で遮へいできる。さらに、これらの材料を複合吸収材料や増設複合吸収材料の構成とすることで散乱Ｘ線を減弱するとともに吸収することができる。
ＦＰＤ内蔵型のボックスにおいてフロントパネルディテクタ（ＦＰＤ）方式のＸ線受像機１０は、移動機構と共に全ての装置がボックス内に収納される。ＦＰＤは独立した単体のＸ線平面検出器である。Ｘ線源３３は位置と角度を調整できるポータブル型のものをボックス床面の下方に別途に設置する。端面ボックス５の天井部を貫通する物品はないため、前方散乱Ｘ線は端面天板１４により確実に遮へいできる。これによりＸ線受像機１０の画像の解像度は良くなり、その効果でＸ線源のＸ線出力を低減できる。また、受像機アームが無いため、ボックスの周囲には手術を妨げる機材がないため、医療従事者は広々とした空間で容易に手術ができる。
上述した開口がない遮へい能力のあるボックス内で手術することで、診療室等内の空間線量率が低減することで正当性がない医療従事者の職業被ばくを低減し、必要がない患者の頭部や体幹部・体肢部等の医療被ばくを避けることができる。特に、術者の頭部（眼）への職業被ばくは大幅に低減できる。
【実施例5】
【0112】
（実施例１のうち特許文献１の複合吸収材料）
発明者が同じ特許文献１では、散乱Ｘ線を良く減弱して吸収する複合吸収材料が考案されている。複合吸収材料は患者人体からの散乱Ｘ線が照射される表面に配置され、入射した散乱Ｘ線を最大限に効率的に線減衰した上で線エネルギー吸収することで、散乱Ｘ線の再散乱を低減することが目的である。複合吸収材料による減衰・吸収により、Ｘ線はそのエネルギーを光電子等の運動エネルギー等に変換させることで消滅する。複合吸収材料は、主に鉛（Ｐｂ）等の低反射減弱層（初層）と多層吸収層（拡散吸収体と電子吸収体の対が１～３対）より構成される。すなわち、複合吸収材料は、人体組織やテーブル等の散乱体からの散乱Ｘ線を、異なった役割を持った３層以上を密着して多層に重ねた材料により減弱させて吸収する。
発明者が同じ特許文献１では、散乱Ｘ線を良く減弱して吸収する複合吸収材料が考案されている。複合吸収材料は患者人体からの散乱Ｘ線が照射される表面に配置され、入射した散乱Ｘ線を最大限に効率的に線減衰した上で線エネルギー吸収することで、散乱Ｘ線の再散乱を低減することが目的である。複合吸収材料による減衰・吸収により、Ｘ線はそのエネルギーを光電子等の運動エネルギー等に変換させることで消滅する。複合吸収材料は、主に鉛（Ｐｂ）等の低反射減弱層（初層）と多層吸収層（拡散吸収体と電子吸収体の対が１～３対）より構成される。すなわち、複合吸収材料は、人体組織やテーブル等の散乱体からの散乱Ｘ線を、異なった役割を持った３層以上を密着して多層に重ねた材料により減弱させて吸収する。
【0113】
複合吸収材料の原理を説明する。複合吸収材料が主に対象とするのは、物質により複数回の散乱をした散乱Ｘ線であり、エネルギーは８８ＫｅＶ未満であるが、それよりもやや低いエネルギー領域を主体として対象としている。
Ｘ線が光電領域で物質と相互作用した場合、入射したＸ線の多くが光電効果により線エネルギー吸収される。入射Ｘ線のエネルギーが吸収端を超えると、光電効果に伴い光電子と特性Ｘ線とオージェ電子を放出する。また、これらの電子の制動放射により制動Ｘ線が発生する。吸収端付近のやや高い側のエネルギー領域では著しく光電吸収するという特異吸収が起こる。
初層の低反射減弱層のＰｂは、入射したＸ線の多くを良く線減衰し、良く線エネルギー吸収する。ＰｂのＫ吸収端は８８ＫｅＶであり、Ｌ吸収端が約１３～１６Ｋｅである。すなわち医療用Ｘ線装置の場合でもＰｂの表面からはＬ吸収端による特性Ｘ線（Ｌ－Ｘ線）約１０．５～１４．８ＫｅＶが放出されている。
ＰｂのＫ吸収端とＬ吸収端の間のエネルギー領域（１７～８７ＫｅＶ）では、原子番号が３７以上で８１未満の元素で特異吸収が起こり、その元素のＫ吸収端よりやや高いエネルギー領域からＫ吸収端の間で著しく光電吸収する。
多層吸収層は特異吸収を利用して、拡散吸収体と電子吸収体の対で効率良くＸ線の消滅を狙ったものである。このエネルギー範囲のある単色のエネルギー（例えば６０／５０／４０／３０／２０ＫｅＶ）で電子吸収割合が７０％未満の元素が拡散吸収体として摘出される。なお、単色のエネルギーでの線減衰係数μと線エネルギー吸収係数μenおよび電子吸収割合（μen／μ）は表３を参照とする。
拡散吸収体はＫ吸収端の特異吸収により著しく線減衰し、著しく線エネルギー吸収もするが、電子吸収割合が７０％未満の元素のため、同時に一定の二次Ｘ線（特性Ｘ線、制動Ｘ線）も再放出する。つまり、吸収に加えてあちこちの方向への二次Ｘ線の再放出により、周囲の層に減弱させた光子を拡散押戻しする（すなわち、薄い材料の層内を一層ジグザグに長い距離を移動させる）役割もある。
電子吸収体は二次Ｘ線等を吸収する原子番号が１１以上で８２以下の元素であり、拡散吸収体を摘出した特定のエネルギーでＸ線を良く線エネルギー吸収する、すなわち電子吸収割合が７０％以上で良く電子吸収する元素である。
すなわち、拡散吸収体と電子吸収体の対として共存させることで、薄い材料の層の中でＸ線を拡散押戻して何度も行き交いさせながら電子吸収する。
多層吸収層では１～３対の拡散吸収体と電子吸収体の対を隙間なく重ね合わせて配置することで、薄い多層の材料内を何度も行き交いする中で効率的にＸ線を消滅させ、光電子等の運動エネルギー等に変換させる。
Ｘ線が光電領域で物質と相互作用した場合、入射したＸ線の多くが光電効果により線エネルギー吸収される。入射Ｘ線のエネルギーが吸収端を超えると、光電効果に伴い光電子と特性Ｘ線とオージェ電子を放出する。また、これらの電子の制動放射により制動Ｘ線が発生する。吸収端付近のやや高い側のエネルギー領域では著しく光電吸収するという特異吸収が起こる。
初層の低反射減弱層のＰｂは、入射したＸ線の多くを良く線減衰し、良く線エネルギー吸収する。ＰｂのＫ吸収端は８８ＫｅＶであり、Ｌ吸収端が約１３～１６Ｋｅである。すなわち医療用Ｘ線装置の場合でもＰｂの表面からはＬ吸収端による特性Ｘ線（Ｌ－Ｘ線）約１０．５～１４．８ＫｅＶが放出されている。
ＰｂのＫ吸収端とＬ吸収端の間のエネルギー領域（１７～８７ＫｅＶ）では、原子番号が３７以上で８１未満の元素で特異吸収が起こり、その元素のＫ吸収端よりやや高いエネルギー領域からＫ吸収端の間で著しく光電吸収する。
多層吸収層は特異吸収を利用して、拡散吸収体と電子吸収体の対で効率良くＸ線の消滅を狙ったものである。このエネルギー範囲のある単色のエネルギー（例えば６０／５０／４０／３０／２０ＫｅＶ）で電子吸収割合が７０％未満の元素が拡散吸収体として摘出される。なお、単色のエネルギーでの線減衰係数μと線エネルギー吸収係数μenおよび電子吸収割合（μen／μ）は表３を参照とする。
拡散吸収体はＫ吸収端の特異吸収により著しく線減衰し、著しく線エネルギー吸収もするが、電子吸収割合が７０％未満の元素のため、同時に一定の二次Ｘ線（特性Ｘ線、制動Ｘ線）も再放出する。つまり、吸収に加えてあちこちの方向への二次Ｘ線の再放出により、周囲の層に減弱させた光子を拡散押戻しする（すなわち、薄い材料の層内を一層ジグザグに長い距離を移動させる）役割もある。
電子吸収体は二次Ｘ線等を吸収する原子番号が１１以上で８２以下の元素であり、拡散吸収体を摘出した特定のエネルギーでＸ線を良く線エネルギー吸収する、すなわち電子吸収割合が７０％以上で良く電子吸収する元素である。
すなわち、拡散吸収体と電子吸収体の対として共存させることで、薄い材料の層の中でＸ線を拡散押戻して何度も行き交いさせながら電子吸収する。
多層吸収層では１～３対の拡散吸収体と電子吸収体の対を隙間なく重ね合わせて配置することで、薄い多層の材料内を何度も行き交いする中で効率的にＸ線を消滅させ、光電子等の運動エネルギー等に変換させる。
【0114】
複合吸収材料に用いる材料を説明する。
低反射減弱層（初層）は、０．１～０．３ｍｍのＰｂを設定する。
多層吸収層の対は、Ｋ吸収端以外に設定した任意の単色エネルギーでの線エネルギー吸収係数μenの数値と電子吸収割合（μen／μ）を見て、拡散吸収体と電子吸収体の対となる元素（材質）を設定する。
拡散吸収体を設定する単色のエネルギーが５０ＫｅＶの場合は、表３の５０ＫｅＶの電子吸収割合μen／μが７０％未満で拡散吸収体とする元素の単体または化合物は、ＳｎまたはＢａとする。同・７０％以上でその対となる電子吸収体とする元素の単体または化合物はＦｅ、Ｃｕ、ＮｂまたはＭｏとする。電子吸収体にはＷまたはＰｂを配置することも、近接する層に配置されたものがあれば他の役割で設置したこれらを兼務して統合することもできる。
拡散吸収体を設定する単色のエネルギーが３０ＫｅＶの場合は、表３の３０ＫｅＶの電子吸収割合μen／μが７０％未満で拡散吸収体とする元素の単体または化合物はＮｂ、ＭｏまたはＳｎとする。同・７０％以上でその対となる電子吸収体とする元素の単体または化合物はＴｉ、ＦｅまたはＣｕとする。電子吸収体にはＢａ、ＷまたはＰｂを配置することも、近接する層に配置されたものがあれば他の役割で設置したこれらを兼務して統合することもできる。
低反射減弱層（初層）は、０．１～０．３ｍｍのＰｂを設定する。
多層吸収層の対は、Ｋ吸収端以外に設定した任意の単色エネルギーでの線エネルギー吸収係数μenの数値と電子吸収割合（μen／μ）を見て、拡散吸収体と電子吸収体の対となる元素（材質）を設定する。
拡散吸収体を設定する単色のエネルギーが５０ＫｅＶの場合は、表３の５０ＫｅＶの電子吸収割合μen／μが７０％未満で拡散吸収体とする元素の単体または化合物は、ＳｎまたはＢａとする。同・７０％以上でその対となる電子吸収体とする元素の単体または化合物はＦｅ、Ｃｕ、ＮｂまたはＭｏとする。電子吸収体にはＷまたはＰｂを配置することも、近接する層に配置されたものがあれば他の役割で設置したこれらを兼務して統合することもできる。
拡散吸収体を設定する単色のエネルギーが３０ＫｅＶの場合は、表３の３０ＫｅＶの電子吸収割合μen／μが７０％未満で拡散吸収体とする元素の単体または化合物はＮｂ、ＭｏまたはＳｎとする。同・７０％以上でその対となる電子吸収体とする元素の単体または化合物はＴｉ、ＦｅまたはＣｕとする。電子吸収体にはＢａ、ＷまたはＰｂを配置することも、近接する層に配置されたものがあれば他の役割で設置したこれらを兼務して統合することもできる。
【0115】
次に多層吸収層全体での拡散吸収体・電子吸収体の組み合わせの設定の操作（多層吸収層の設計方法）を説明する。なお、電子吸収域とは各元素の電子吸収割合（μen／μ）が７０％以上となるＸ線エネルギー領域である。別途光子放出域とはこれが７０％未満となる領域である。これらは表３のＮＩＳＴデータベースに示す単色のＸ線エネルギーに対して設定している。
散乱体（身体組織、テーブル、濾過フィルタ等）より８８ＫｅＶ未満の散乱Ｘ線の照射を受ける初層には、このエネルギー領域での散乱が小さいＰｂを用いる。
例えば２層目の１つ目の拡散吸収体には、４０～６０ＫｅＶ（中央値：５０ＫｅＶ）を意図的に狙い、この領域で別途光子放出域にある元素である例えばＳｎ等を用いる。
２層目に対なる３層目の電子吸収体には、５０ＫｅＶの領域で電子吸収域にある元素である例えばＭｏまたはＮｂ等を用いる。厚みが増えるがＣｕ、Ｆｅでも構わない。
例えば４層目の２つ目の拡散吸収体には、２０～４０ＫｅＶ（中央値：３０ＫｅＶ）を意図的に狙い、この領域で別途光子放出域にある元素である例えばＮｂまたはＭｏ等を用いる。
４層目に対なる５層目の電子吸収体には、３０ＫｅＶの領域で電子吸収域にある元素である例えばＣｕまたはＦｅを用いる。条件によってはＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉでも構わない。ＴｉのＫ吸収端は４．９６ＫｅＶであるため、必然的に多層吸収層の拡散吸収体を構成する元素のＫ吸収端は５ＫｅＶ以上となる。
上記の構成により、８８ＫｅＶ未満の散乱X線を消滅させ、電子の運動エネルギーに変換することができる。
散乱体（身体組織、テーブル、濾過フィルタ等）より８８ＫｅＶ未満の散乱Ｘ線の照射を受ける初層には、このエネルギー領域での散乱が小さいＰｂを用いる。
例えば２層目の１つ目の拡散吸収体には、４０～６０ＫｅＶ（中央値：５０ＫｅＶ）を意図的に狙い、この領域で別途光子放出域にある元素である例えばＳｎ等を用いる。
２層目に対なる３層目の電子吸収体には、５０ＫｅＶの領域で電子吸収域にある元素である例えばＭｏまたはＮｂ等を用いる。厚みが増えるがＣｕ、Ｆｅでも構わない。
例えば４層目の２つ目の拡散吸収体には、２０～４０ＫｅＶ（中央値：３０ＫｅＶ）を意図的に狙い、この領域で別途光子放出域にある元素である例えばＮｂまたはＭｏ等を用いる。
４層目に対なる５層目の電子吸収体には、３０ＫｅＶの領域で電子吸収域にある元素である例えばＣｕまたはＦｅを用いる。条件によってはＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉでも構わない。ＴｉのＫ吸収端は４．９６ＫｅＶであるため、必然的に多層吸収層の拡散吸収体を構成する元素のＫ吸収端は５ＫｅＶ以上となる。
上記の構成により、８８ＫｅＶ未満の散乱X線を消滅させ、電子の運動エネルギーに変換することができる。
【0116】
複合吸収材料は、本発明の構造物を構成する１つの主要な材料となる。複合吸収材料を利用することにより、診療室内等の空間の放射線量率を低減できる。これにより、Ｘ線受像機の画質を鮮明にし、かつ、患者等・医療従事者の被ばくを正当に最小化できる。複合吸収材料の基本ケースの構成を図７で説明する。
図７は多層吸収層の最外層を蛍光収率が低く、発生する特性Ｘ線のエネルギーが低いＡｌ、Ｓｉ、Ｍｇ等とした場合のＰｂの低反射減弱層（初層）と多層吸収層（１～３対）のみからなる基本ケースの構成を示した。図７のａ．は構成の説明図、ｂ．は多層吸収層が拡散吸収体と電子吸収体が２対で全５層となる複合吸収材料、ｃ．は多層吸収層が拡散吸収体と電子吸収体が３対で全７層となる複合吸収材料、ｄ．は多層吸収層が拡散吸収体９１と電子吸収体が１対で全３層となる複合吸収材料を示す。
ここでの材質の組み合わせの例は、全５層の場合でＰｂ－Ｓｎ－Ｎｂ－Ｃｕ－Ａｌ、全７層の場合でＰｂ－Ｂａ－Ｓｎ－Ｎｂ－Ｃｕ－Ｆｅ－Ａｌ、全３層の場合でＰｂ－Ｎｂ－Ｓｉである。特性の近い元素の組み合わせであるＦｅとＣｕを統合し、この全７層の場合はＰｂ－Ｂａ－Ｓｎ－Ｎｂ－Ｃｕ－Ａｌと全６層としても良い。
複合吸収材料を使用する部位には、散乱Ｘ線を低減する効果は低減するが、次善の策として実施例１で説明した低反射材料を用いることもある。
図７は多層吸収層の最外層を蛍光収率が低く、発生する特性Ｘ線のエネルギーが低いＡｌ、Ｓｉ、Ｍｇ等とした場合のＰｂの低反射減弱層（初層）と多層吸収層（１～３対）のみからなる基本ケースの構成を示した。図７のａ．は構成の説明図、ｂ．は多層吸収層が拡散吸収体と電子吸収体が２対で全５層となる複合吸収材料、ｃ．は多層吸収層が拡散吸収体と電子吸収体が３対で全７層となる複合吸収材料、ｄ．は多層吸収層が拡散吸収体９１と電子吸収体が１対で全３層となる複合吸収材料を示す。
ここでの材質の組み合わせの例は、全５層の場合でＰｂ－Ｓｎ－Ｎｂ－Ｃｕ－Ａｌ、全７層の場合でＰｂ－Ｂａ－Ｓｎ－Ｎｂ－Ｃｕ－Ｆｅ－Ａｌ、全３層の場合でＰｂ－Ｎｂ－Ｓｉである。特性の近い元素の組み合わせであるＦｅとＣｕを統合し、この全７層の場合はＰｂ－Ｂａ－Ｓｎ－Ｎｂ－Ｃｕ－Ａｌと全６層としても良い。
複合吸収材料を使用する部位には、散乱Ｘ線を低減する効果は低減するが、次善の策として実施例１で説明した低反射材料を用いることもある。
【0117】
（複合吸収材料の基本構成図）
図７は複合吸収材料の基本ケースの構成図を示す。ａ．は構成の概要、ｂ．は２対で全５層７４、ｃ．は３対で全７層７５、ｄ．は１対で全３層７６となる複合吸収材料７２の例を示す。低反射減弱層８０は複合吸収材料７２の場合はＰｂである。増設複合吸収材料７３の場合は、低反射減弱層８０の代わりに線減衰材料７０または低反射減弱材料７１となる。なお、対とは多層吸収層７７にある拡散吸収体７８と電子吸収体の対（ペア）の数を示す。これらの図中には一点鎖線で対となる拡散吸収体７８と電子吸収体７９を結んで示し、ａ．～ｃ．の各図における対の番号を(1)～(3)で示した。図中には例となる元素記号等をカッコ内に示したが、これは例示であり、本発明を限定するものではない。
図７は複合吸収材料の基本ケースの構成図を示す。ａ．は構成の概要、ｂ．は２対で全５層７４、ｃ．は３対で全７層７５、ｄ．は１対で全３層７６となる複合吸収材料７２の例を示す。低反射減弱層８０は複合吸収材料７２の場合はＰｂである。増設複合吸収材料７３の場合は、低反射減弱層８０の代わりに線減衰材料７０または低反射減弱材料７１となる。なお、対とは多層吸収層７７にある拡散吸収体７８と電子吸収体の対（ペア）の数を示す。これらの図中には一点鎖線で対となる拡散吸収体７８と電子吸収体７９を結んで示し、ａ．～ｃ．の各図における対の番号を(1)～(3)で示した。図中には例となる元素記号等をカッコ内に示したが、これは例示であり、本発明を限定するものではない。
【符号の説明】
【0118】
１．追加シールドボックス
２．テーブル
３．テーブル支持台
４．ボックス本体
５．端面ボックス
６．覗き窓
７．天板
８．スリーブポート
９．スリーブ
１０．Ｘ線受像機
１１．受像機アーム
１２．接続フランジ
１３．受像機ポート
１４．端面天板
１５．照射野
２０．患者ポート
２１．敷布等
２２．掛布等
２３．掛布ホルダ
２４．接続コネクタ
２５．患者人体
２６．ガイドレール
２７．押え板
２８．側端部開口
２９．接続フランジ蓋
３３．Ｘ線源
３６．スライドガイド
３７．端面ボックス架台
３８．高さ調整回転ノブ
３９．ラック＆ピニオン
４０．Ｘ線受像機（ＦＰＤ）
４１．可搬式Ｘ線源
４２．Ｘ線源架台
４５．保守用端板
４６．レール
５０．大径ポート
５１．小径ポート
５２．締結バンド
５３．含鉛腕スリーブ
５４．含鉛グローブ
５５．含鉛腕カバー
５６．含鉛手袋
５７．バンド
５８．ハウジング
５９．スクリュー
６０．グローブレスポ―ト
６１．スライド機構
６４．台車
６５．鉛直軸回転機構
６６．タイバンド
７０．線減衰材料
７１．低反射減弱材料
７２．複合吸収材料
７３．増設複合吸収材料
７４．複合吸収材料（基本ケース全５層）
７５．複合吸収材料（基本ケース全７層）
７６．複合吸収材料（基本ケース全３層）
７７．多層吸収層
７８．拡散吸収体
７９．電子吸収体
８０．低反射減弱層
２．テーブル
３．テーブル支持台
４．ボックス本体
５．端面ボックス
６．覗き窓
７．天板
８．スリーブポート
９．スリーブ
１０．Ｘ線受像機
１１．受像機アーム
１２．接続フランジ
１３．受像機ポート
１４．端面天板
１５．照射野
２０．患者ポート
２１．敷布等
２２．掛布等
２３．掛布ホルダ
２４．接続コネクタ
２５．患者人体
２６．ガイドレール
２７．押え板
２８．側端部開口
２９．接続フランジ蓋
３３．Ｘ線源
３６．スライドガイド
３７．端面ボックス架台
３８．高さ調整回転ノブ
３９．ラック＆ピニオン
４０．Ｘ線受像機（ＦＰＤ）
４１．可搬式Ｘ線源
４２．Ｘ線源架台
４５．保守用端板
４６．レール
５０．大径ポート
５１．小径ポート
５２．締結バンド
５３．含鉛腕スリーブ
５４．含鉛グローブ
５５．含鉛腕カバー
５６．含鉛手袋
５７．バンド
５８．ハウジング
５９．スクリュー
６０．グローブレスポ―ト
６１．スライド機構
６４．台車
６５．鉛直軸回転機構
６６．タイバンド
７０．線減衰材料
７１．低反射減弱材料
７２．複合吸収材料
７３．増設複合吸収材料
７４．複合吸収材料（基本ケース全５層）
７５．複合吸収材料（基本ケース全７層）
７６．複合吸収材料（基本ケース全３層）
７７．多層吸収層
７８．拡散吸収体
７９．電子吸収体
８０．低反射減弱層
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
