JP2012530588A - Ｘ線グリッド、及び、その製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、人体に有害なＸ線の照射量が少なく済み、かつ、鮮明な映像を得ることができるＸ線グリッドに関するものである。この発明は、Ｘ線を透過する多数の透過ホールと前記透過ホールを囲みＸ線を吸収する吸収部とから構成されたシートからなるＸ線グリッドである。このＸ線グリッドによると、散乱したＸ線はシートの吸収部から吸収され、光源から直進したＸ線は多数の透過ホールを通して透過されるので、Ｘ線の透過率が高くなる。よって、Ｘ線発生装置から人体に害にならない程度のＸ線を放射しただけで、Ｘ線が被写体及びＸ線グリッドを通過するので、フィルムに到達するＸ線の量が多くなり、鮮明な映像が得られる。

Description

本発明は、Ｘ線グリッド及びその製造方法に関し、特に、人体に有害なＸ線の照射量が少なく済み、かつ、鮮明な映像を得られるＸ線グリッド及びその製造方法に関する。

Ｘ線撮影は、検査しようとする人体部位にＸ線を照射し、透過したＸ線で像を造り人体内部の状態または病変を知る検査方法である。この検査は、Ｘ線が人体を透過するときの組織ごとのＸ線吸収量の違いを利用したものである。しかし、Ｘ線は、人体を透過して、一部が吸収されるが、一部が散乱（乱反射も含む。以下同様）し、像を曇らせてしまう。

Ｘ線グリッドは、散乱したＸ線による像の曇りを防止する為に使用され、被写体（人体）とフィルムの間に配置される。この様なＸ線グリッドは、散乱したＸ線を遮断し、散乱しないＸ線だけを選別し、透過させる。

従来のＸ線グリッドの技術としては、特許文献１に記載のものがある。このＸ線グリッドでは、Ｘ線を透過させる透過部がアルミニウム材質でできていて、散乱したＸ線を吸収する非透過部が鉛材質でできている。

しかし、一般にアルミニウム材質の場合はＸ線を透過させる透過率が低い為、望むＸ線透過率を得る為にはＸ線発生装置から放射されるＸ線を増やすしかない。この様にＸ線の照射量を増やせば、撮影時に患者に与えるＸ線被曝量が増加し人体に害になる問題点がある。特に、組織の弱い女性の乳房等の組織の場合、照射量が増えると悪性腫瘍の原因となる恐れがある。

前記のように、Ｘ線グリッドの透過部をアルミニウム材質で形成することによる問題点を解消する為に透過部を紙と合成樹脂で製作する技術が、特許文献２に記載されている。

大韓民国特許第０４１４１４６号公報 大韓民国特許出願公開第２０００−００６３３６４号明細書

しかしながら、Ｘ線グリッドを、アルミニウム材質の代わりに紙と合成樹脂を用いて形成する場合、Ｘ線の照射量は少し減るが、人体に害にならない程度までＸ線照射量を減らすことはできない。

そこで、本発明は、前記した問題点を解消する為に案出されたもので、人体に害にならない程度のＸ線の照射量で済み、かつ、鮮明な画質を得られるようなＸ線グリッド及びその製造方法を提供するものである。

前記目的を達成する為に、本発明のＸ線グリッドは、Ｘ線を透過する多数の透過ホールと、前記透過ホールを囲むＸ線を吸収する吸収部とから構成されたシートでできている。
前記シートは複数個あって、各シートが上下に積層される。
前記吸収部の材質は鉛、金、タンタル中いずれか１つである。
前記各シートは蜂の巣形状で形成される。
入射されるＸ線の入射経路に合う透過経路が形成されるように、上下に積層する前記各シートの透過ホールは上下に連通するように形成される。
前記Ｘ線の透過経路のうち、一部はシート面に垂直に形成され、残りはシート面に斜めに形成される。

本発明のＸ線グリッドは、多数の透過ホールと吸収部を持つシートが、レーザーによるパンチング方式、エッチングによる化学的方式、または、金型によるモールディング方式中いずれか１つの方式によって製造される。
前記各シートの透過ホールのうち、一部はＸ線がシート面に垂直に透過するように他のシートの透過ホールと同じ位置に形成され、残りはＸ線がシート面に斜め方向に透過するように他のシートの透過ホールと異なる位置に形成される。
前記金型によるモールディング方式により、前記シートを製造する場合、鉛の含有量はモールディング液全体成分中８５重量％以上である。

この様な本発明によるＸ線グリッド及びその製造方法によると、散乱するＸ線はシートの吸収部から吸収され、光源から直進したＸ線は多数の透過ホールを通して透過されるので、Ｘ線の透過率が高くなる。よって、Ｘ線発生装置から人体に害にならない程度のＸ線を放射しただけで、被写体及びフィルムに到達するＸ線の量が多くなり、鮮明な映像を得ることができる。

本発明の望ましい実施形態のＸ線グリッドを表した斜視図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 本実施形態のＸ線グリッドを利用してＸ線撮影する様子を概略的に表した図面である。 レーザーによるパンチング方式により、各シートを製造する様子を表した図面である。 エッチングによる化学的方式により、各シートを製造する様子を表した図面である。 金型によるモールディング方式により、各シートを製造する様子を表した図面である。

以下、本発明による望ましい実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の望ましい実施形態のＸ線グリッドを表した斜視図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。
本実施形態のＸ線グリッド１０は、Ｘ線を透過する多数の透過ホール１１ａと、透過ホール１１ａを囲み、Ｘ線を吸収する吸収部１１ｂとを備えるシート１１から構成される。

シート１１の透過ホール１１ａは、被写体（人体）を透過したＸ線のうち、散乱していない（光源から直進した）Ｘ線を透過させ、吸収部１１ｂは、被写体を透過したＸ線のうち、散乱したＸ線を吸収し、後述するフィルムに鮮明な映像を残すことに貢献する。
シート１１は、メッシュ形状に形成され、望ましくは蜂の巣形状に形成される。蜂の巣形状に形成される場合、シート１１の構造的な安定性を得ることができる。

上部から入射されたＸ線の入射経路に合う透過経路を形成させる為、上下に積層される各シート１１の透過ホール１１ａは上下に連通するように形成される。各シート１１を積層したときに、各シート１１の透過ホール１１ａのうち、一部はＸ線がシート面に垂直に透過するように他のシート１１の透過ホール１１ａと同じ位置に形成され、残りはＸ線がシート面に斜め方向に透過するように他のシート１１の透過ホール１１ａと異なる位置に形成される。即ち、Ｘ線の透過経路中、一部はシート面に垂直に形成され、残りはシート面に斜めに形成される。なお、各シート１１に入射されるＸ線の入射角（θ）が異なる場合は、各シート１１の積層を調節することで、透過ホール１１ａによって形成される透過経路の角度を変えることができる。

一方、吸収部１１ｂの素材としては、鉛（Ｐｂ）、金（Ａｕ）、タンタル（Ｔａ）のうち、いずれか１つが使用される。このような素材中、Ｘ線の吸収性が優れていて費用的にも経済的な鉛が、吸収部１１ｂの素材として最も多く使用される。

図３は、本実施形態のＸ線グリッドを利用してＸ線撮影を行う様子を概略的に表した図面である。
Ｘ線撮影時のＸ線の移動経路は、Ｘ線発生装置１、被写体（人体２０）、Ｘ線グリッド１０、Ｘ線フィルム３０（以下、単に「フィルム」とも称する。）の順である。撮影時に、Ｘ線発生装置１から放射されたＸ線は、被写体を通過する過程において、透過（transmission），吸収（absorption），減少（attenuation）、及び、散乱（scattering）を起こす。

この時に発生するＸ線の散乱の状況は、人体を構成する骨、筋肉、器官等の原子構成によって異なる。この様なＸ線の散乱はフィルムのコントラストを低下させる要因になる為、Ｘ線グリッド１０によって散乱したＸ線を除去する必要がある。

Ｘ線グリッド１０に入射されるＸ線のうち、散乱したＸ線はシート１１の吸収部１１ｂに吸収され、光源から直進したＸ線だけが透過ホール１１ａを通過した後フィルムに到達し、フィルムを減光させることで映像が残る。

図４は、レーザーによるパンチング方式により、各シート１１を製造する様子を表した図面である。図４に示されるように、レーザーによりシート１１の透過ホール１１ａをパンチングするシステムは、端末機１００によりコントロールされるレーザー発生装置１１０、レーザー発生装置１１０から放射されるレーザーを反射する反射ミラー１２０、１２１、反射ミラー１２０、１２１を通して反射される光をシート１１に照射してシート１１に透過ホール１１ａを形成するスキャンミラー１３０、及びシート１１が安着する（安定的に接する）安着部１４０を含む。

従って、レーザー発生装置１１０から放射されるレーザーは、反射ミラー１２０、１２１によってスキャンミラー１３０に反射した後、最終的にはスキャンミラー１３０からシート１１に照射されることにより、シート１１に透過ホール１１ａを形成することになる。

この過程で、安着部１４０に安着したシート１１の位置を変化させたり、反射ミラー１２０、１２１及びスキャンミラー１３０等の位置を変化させたりすることで、シート１１に多数の透過ホール１１ａを形成させることができる。

図５は、エッチングによる化学的方式により、各シート１１を製造する様子を表した図面である。図５に示されるように、エッチングによりシート１１の透過ホール１１ａを形成する過程は、基板２００上にマスクパターン２１０を形成する段階（Ｓ１）、基板２００上にエッチング保護膜２２０を形成する段階（Ｓ２）、マスクパターン２１０を除去してエッチング保護膜２２０以外の部分をエッチングして透過ホール１１ａを形成する段階（Ｓ３）を含む。

基板２００はＸ線の吸収性が優れた鉛（Ｐｂ）を使用することが望ましい。エッチングとしては、湿式または乾式エッチングが利用される。湿式エッチングの場合には過酸化水素や硝酸のような種類のエッチング溶液を利用しエッチングを遂行して、乾式エッチングの場合にはアールアイビー装備を利用して乾式エッチングをすることになる。

一方、本実施形態のＸ線グリッド１０のシート１１を形成させる基板２００の厚さは、シート１１が複数個、積層されることを考慮して０．２〜０．６mmで形成することが望ましい。もし、０．６mmを超過すると透過ホールを形成する過程において透過ホール１１ａの内径が上部から下部に進みながら拡張される恐れがあるし、０．２mm未満の場合にはシート１１の強度が弱くなるという問題点がある。

図６は、金型によるモールディング方式により各シート１１を製造する様子を表した図面である。図６に示されるように、金型３００は下部金型３１０と上部金型３２０で構成される。下部金型３１０の上面にはモールディング液を注入し、シート１１を形成する為のモールディング液挿入ホーム３１１が形成され、モールディング液挿入ホーム３１１の床面にはシート１１の透過ホールを形成する為の、多数の突起３１２が一定間隔で突出形成されている。

上部金型３２０の中心部には、下部金型３１０のモールディング液挿入ホーム３１１にモールディング液を注入する為のモールディング液注入ホール３２１が形成される。
下部金型３１０の上面のうちモールディング液挿入ホーム３１１の外側には対角線方向に２つの位置決定突起３１３が突出形成され、上部金型３２０には、下部金型３１０の位置決定突起３１３が挿入される、突起挿入ホール３２２が対角線方向に形成されている。

上記のような構成を持つ金型によると、下部金型３１０と上部金型３２０を互いに突き合わせた状態で、上部金型３２０のモールディング液注入ホール３２１を通してモールディング液を注入すると、モールディング液が下部金型３１０のモールディング液挿入ホーム３１１に挿入されることで、シート１１が完成される。

一方、シート１１を形成する為のモールディング液は鉛（Ｐｂ）と錫（Ｓｎ）を含む。この時、鉛（Ｐｂ）の含量は全体成分中８５重量％以上が望ましい。鉛の含量が８５重量％未満の場合には散乱したＸ線の吸収力が落ちることになる。

以上から説明したように、本発明による望ましい実施形態を説明したが、本発明はこのような特定の実施形態に限定されるものでは無く、該当分野の通常の知識を持つ者が特許請求の範囲内において記載された範囲内で変更することができる。

１ Ｘ線発生装置
１０ Ｘ線グリッド
１１ シート
１１ａ 透過ホール
１１ｂ 吸収部
２０ 人体
３０ Ｘ線フィルム
１００ 端末機
１１０ レーザー発生装置
１２０ 反射ミラー
１３０ スキャンミラー
１４０ 安着部
２００ 基板
２１０ マスクパターン
２２０ エッチング保護膜
３００ 金型
３１０ 下部金型
３１１ モールディング液挿入ホーム
３１２ 突起
３１３ 位置決定突起
３２０ 上部金型
３２１ モールディング液注入ホール
３２２ 突起挿入ホール

Claims (9)

1. Ｘ線を透過する多数の透過ホールと、前記透過ホールを囲みＸ線を吸収する吸収部とから構成されたシートからなることを特徴とするＸ線グリッド。
2. 請求項１に記載のＸ線グリッドにおいて、前記シートは複数個あり、各シートが上下に積層されていることを特徴とするＸ線グリッド。
3. 請求項１または第２項に記載のＸ線グリッドにおいて、前記吸収部の材質は鉛、金、タンタルのうちいずれか１つであることを特徴とするＸ線グリッド。
4. 請求項１または請求項２に記載のＸ線グリッドにおいて、前記各シートは蜂の巣形状に形成されていることを特徴とするＸ線グリッド。
5. 請求項２に記載のＸ線グリッドにおいて、上部から入射されるＸ線の入射経路に合う透過経路を形成させるように、上下に積層される前記各シートの透過ホールが上下に連通されるように形成されていることを特徴とするＸ線グリッド。
6. 請求項５に記載のＸ線グリッドにおいて、前記Ｘ線の透過経路のうち、一部はシート面に対して垂直に形成され、残りはシート面に対して斜めに形成されていることを特徴とするＸ線グリッド。
7. Ｘ線を透過する多数の透過ホールと、前記透過ホールを囲みＸ線を吸収する吸収部とから構成されるシートからなるＸ線グリッドの製造方法であって、
   レーザーによるパンチング方式、エッチングによる化学的方式、または、金型によるモールディング方式のうちいずれか１つの方式によって前記透過ホールを形成することによって前記シートを製造することを特徴とするＸ線グリッドの製造方法。
8. 請求項７に記載のＸ線グリッドの製造方法において、前記シートは複数個あり、各シートを積層したときに、各シートの透過ホールのうち、一部はＸ線がシート面に垂直に透過するように他のシートの透過ホールと同じ位置に形成され、残りはＸ線がシート面に斜めに透過するように他のシートの透過ホールと異なる位置に形成されるように、前記シートを製造することを特徴とするＸ線グリッドの製造方法。
9. 請求項７または請求項８に記載のＸ線グリッドの製造方法において、前記金型によるモールディング方式により前記シートを製造する場合、鉛の含有量がモールディング液全体成分中８５重量％以上であることを特徴とするＸ線グリッドの製造方法。

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