JP5356241B2 - X線透視技術者防護装置 - Google Patents

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Description

本出願は、2006年11月11日出願の米国仮出願第60/858,058号及び2007年4月13日出願の米国仮出願第60/923,481号の特典を請求し、これら全ての米国仮出願は本明細書に組み込まれる。
本発明は、X線透視技術者および他の医療従事者を、X線透視画像作成過程において放射線被爆から防護するための装置に関するものである。
X線透視すなわちリアルタイムでのX線画像形成技術は、とくに静止X線画像が生体の動く器官の運動や機能に関して充分な診断情報を提供しない分野での医療用診断具として重要な役割を果たしてきた。X線透視は、心臓病科、電気生理科、胃腸病科、および整形外科において広く用いられている。カテーテルを用いた心臓インターベンションおよび放射線治療技術の最近の発達に応じて、X線透視技術は、きわめて多く用いられるようになっている。救命インターベンション治療技術の多くは、X線透視を用いずには不可能である。しかし、X線透視画像形成では、患者および付き添う医療従事者が、有害となるおそれのあるX線放射に被爆する。患者にとっては、X線への被爆はX線透視画像を生成するために必要で、しかも被爆は、通常短時間であり回数も少ない。患者の利益は、有害となるおそれのあるX線放射の影響を充分に上回るものである。しかし、X線透視画像形成にたずさわる医療従事者は、ほぼ毎日多量のX線放射に被爆している。X線透視画像形成の処置を受けている患者の、きわめて近くで作業を行わなければならない心臓病インターベンションの医師および放射線技術者、ならびにX線透視を行いながら関節を動かしている整形外科医の場合は、特にそうである。
医療従事者のX線被爆には、二つの被爆源がある。X線からの直接の被爆と散乱X線からの被爆である。直接被爆は、X線透視装置を操作しているときに技術者の手または他の身体部分がX線のビームに位置することによって発生する。X線の散乱は、X線が患者の組織内の電子に当たり、入射X線とは平行でない角度で側方に偏向されて戻ってくるときに発生する。散乱X線の強度は、直接のX線よりはるかに低いが、技術者が散乱X線に被爆する可能性ははるかに高く、年月を重ねて被爆することによって累積的にその悪影響がでてくる。
米国においてほとんどの州では、X線透視の処置中は、室内で働くすべての医療従事者が防護具を着用することが義務付けられている。この防護具は、州の規則および利用するX線源の強度によって異なるが、通常、放射線抵抗性のエプロンのようなもので、鉛0.25〜0.5mmに相当する防護作用を有する。用いられる厚さによって異なるが、鉛のエプロンは、エプロンに当たるX線放射量の90〜99パーセントを吸収する。しかし、これらのエプロンは、それによって覆われている身体部分のみを防護するもので、X線透視装置の極近で働く要員は、甲状腺プロテクタ、鉛を充填した眼鏡、および顔面シールドなどの追加の防護具を着用することが望まれる。身体の露出部分は、依然としてX線被爆のおそれがある。
放射線防護のために必要ではあるが、鉛のエプロンは、重くて着心地がわるく、疲労や傷害が生じる。鉛のエプロンを着用してX線透視室で頻繁に働く要員には、背中、膝、およびくるぶしの傷害が広く認められる。X線透視画像形成を必要とする長時間で複雑なインターベンション処置に従事する技術者には、X線被爆、疲労、および傷害のすべての増加が予想される。
鉛のエプロンおよび鉛の眼鏡で得られる放射線防護効果が不完全であり、また疲労や傷害のおそれが高いため、より完全な防護効果がありまた重い放射線防護着を着用する必要を低減、ないしは除去する放射線防護装置が提供されることが望まれている。そのような防護装置は、理想的には、X線透視技術者およびすべての近隣の要員をX線の直接被爆および散乱X線から防護するものである。そのような防護装置は、X線透視あるいはX線透視中に行われるあらゆる診断または治療処置の効果を妨げるものであってはならない。好ましくは、防護装置は、技術者または患者に一切の不都合を生じさせないものである。真に効果的な放射線防護装置とは、鉛エプロンおよび他の防護具の必要性をなくして放射線防護の全コストを低減することができ、さらには放射線遮蔽の必要量を減らして病院におけるX線透視用着用具の構造を簡素化できるものである。
本発明は、上に述べた論点に照らして、X線透視システムのC型アームに取り付け、X線源と患者の間および患者と画像増強管の間のX線を遮蔽し平行化する一つ以上の放射線シールドを有する放射線防護装置を提供する。この放射線防護装置は、技術者を不用意な直接的なX線の被爆から防護し、散乱X線を有意な割合で除去する。患者から発散される散乱X線の残る部分を除去するために、該放射線防護装置は、さらに、X線が患者の身体に入射する場所を取り囲む部分を覆う毛布状放射線シールドを含むものとすることができる。任意には、該毛布状放射線シールドは、C型アーム上の放射線シールドに接続したものとすることができる。
本発明の一実施形態にあっては、放射線防護装置は、X線透視システムのC型アーム、X線源、および画像増強管を取り囲むX線不透過材料の放射線シールドを有する。患者の身体のまわりに該放射線シールドをフィットさせるためのスロットまたは開口部が配設されている。該放射線シールドを患者の身体の輪郭に快適にフィットさせまた患者に対するC型アームの若干の動きを吸収するために、該開口部は、柔らかく可撓性を有する材料で取り囲まれている。
本発明の他の一実施形態にあっては、放射線防護装置は、X線源から患者または施術台に延びる第一の円錐形または円筒形の放射線シールドおよび患者から画像増強管に延びる第二の円錐形または円筒形の放射線シールドを有する。該第一の放射線シールドおよび第二の放射線シールドは、該装置を患者にフィットさせ、患者に対するC型アームの動きを吸収するための長さおよび高さ調節手段を有する。該第一の放射線シールドおよび第二の放射線シールドの開口部は、それらを患者の身体の輪郭に快適にフィットさせるために、柔らかく可撓性を有する材料で取り囲まれている。任意には、放射線防護装置は、第一の放射線シールドおよび第二の放射線シールドを患者と接触した状態から伸縮させて、該C型アームを患者に対して自由に移動させて配置し直すための電動モーター等を有する。任意には、該第二の放射線シールドは、技術者が、第二の放射線シールドを患者との接触から引き離すことなく、その下の患者の部分で作業を行うことができるための一つ以上の手の出入り口を有するものとすることができる。
本発明の放射線防護装置の各実施形態は、また、X線が患者の身体に入る箇所を取り囲む部分を覆う毛布状放射線シールドを含むものとすることができる。
図1は、従来のC型アーム式X線透視システムを示す。 図2は、C型アーム式X線透視システムに取り付けられた放射線防護装置の一実施形態を示す。 図3は、図2の放射線防護装置の変形例を示す。 図4は、C型アーム式X線透視システムに取り付けられた第一の放射線シールドおよび第二の放射線シールドを有する放射線防護装置の一実施形態を示す。 図5は、手の出入り口を有する放射線シールドを示す。 図6は、二つの手の出入り口を有する放射線シールドを示す。 図7は、第一の放射線シールドおよび第二の放射線シールドを伸縮させるためのモーターを有する放射線防護装置の一実施形態を示す。 図8は、画像形成されている部分以外の患者を覆う毛布状放射線シールドを示す。 図9は、わずかに上方に立ち上がって患者を取り囲む放射線シールドを示す。 図10は、X線透視システムのX線源から懸架された放射線シールドを示す。
図1は、従来のC型アーム式X線透視システム100を示す。X線透視装置100は、C型アーム106の対向する端部に取り付けられたX線源102および画像増強管104を含む。使用にあたっては、X線源102および画像増強管104は、画像形成される患者の身体部分の対向する側に配置される。X線源102は、患者の身体を通って画像増強管104に向かうようにX線を発する。画像増強管104は、X線画像を捕捉し、リアルタイムでモニタ108に表示する。図示のように、X線源102が患者の下方に配置され、画像増強管104が上方に配置されることが多いが、用途によっては、これらの位置関係が反転されあるいはC型アーム106が水平に配置されることもある。このシステムは、X線画像を記憶して再生するための電子メモリおよびX線画像をフィルムに捕捉するためのムービーカメラを含むことができる。カテーテル施術室で使用する場合には、C型アーム106は、施術台の側部または前端部に取り付けられる。C型アーム106は、移動および回転可能で、X線源102と画像増強管104を対象の人体構造から最良の画像が得られるように配置することができる。X線源102が患者の下方に配置され、画像増強管104が上方に配置されることが多いが、用途によっては、これらの位置関係が反転されあるいはC型アーム106が水平または斜めの角度に配置されることもある。
図2は、X線透視システム100のC型アーム106に取り付けられた放射線防護装置110の一実施形態を示す。この放射線防護装置110は、X線透視システム100のC型アーム106、X線源102、および画像増強管104を取り囲むX線不透過材料の放射線シールド112を含む。放射線シールド112は、第一のほぼ平面の側壁114、第二のほぼ平面の側壁116、およびそれらをつなぐ周囲壁118を有する。患者の身体のまわりに更に目的とする用途にとって適当であれば任意には施術台のまわりに、放射線シールド112を取り付けるために、第一および第二の側壁114、116、および周囲壁118を切り取ったスロットまたは開口部120が設けられている。周囲壁118の背部は、C型アーム106を保持する支持アーム128を通すための開口部または細長いスロット126を有する。放射線シールドを患者の身体の輪郭に快適にフィットさせ、また患者に対するC型アーム106の若干の動きを吸収するために、柔らかく可撓性のある材料のパッド122が、開口部120を取り囲んでいる。任意には、開口部120をX線透過材料で覆うこともできる。開口部120の周囲のパッド122は、鉛充填ゴム製その他の柔らかい適合構造を持つ膨張可能なまたは発泡充填式の縁とすることができる。放射線防護装置110は、留具および/または接着剤で直接C型アーム106に接合してもよいし、あるいは例えばジッパー、磁石、スナップ、ストラップ、ホック/ループ式ファスナー等でC型アーム106の上に取り付けまたそこから取り外せる独立の構造体としてもよい。
本実施形態および他の実施形態の放射線シールドは、鉛の遮蔽材料、複合材料、または他のX線不透過材料製とすることができる。放射線遮蔽材料は、鉛0.5mmと等価またはそれ以上の防護機能を有し、よって更なる放射線防護を必要としないことが好ましい。例えば、米国特許第4795654号は、三層構造の複合X線不透過材料を記載している。第一の層は、例えばウラン、鉛、金で構成することができる。第二の層は、例えばスズ、インジウムで構成することができる。第三の層は、例えば亜鉛、銅、ニッケル、クロムで構成することができる。任意には、遮蔽材料は、鉛充填ゴムのような可撓性のものとすることができ、また、鉛充填ガラスまたは透明なX線不透過プラスチックのような光学的に透明なものとすることができる。ラジエーション・シールディング・テクノロジー社は、DEMRONと呼ばれる可撓性ポリマーのX線不透過材料を市販している。
図3は、図2の放射線防護装置110の変形例であって、放射線シールド112が、C型アームに取り付けられる部分126および患者に固定される部分128を有するものを示す。C型アームに取り付けられる部分126と患者に固定される部分128の間の重ね合わせスライド式ジョイント130によって、C型アーム106は、患者に対してより大きい移動範囲を有するものとすることができる。任意には、開口部120をある身体部分の周りに通した後にその一部分を覆うためのX線不透過材料であって好ましくは可撓性のある材料のフラップ124を配設することもできる。該フラップ124は、例えば磁石、スナップ、あるいはホック/ループ式ファスナーを用いて取り外し自在に取り付け可能とすることができる。
図2の放射線防護装置110に代わる実施形態にあっては、放射線シールド112は、独立して支持される構成とし、患者に対して静止して保持され、C型アーム106が該放射線シールド112内で独立して移動できるものとすることができる。
図4は、C型アーム式X線透視システム100に取り付けられた第一の放射線シールド132および第二の放射線シールド134を有する放射線防護装置130の一実施形態を示す。第一の放射線シールド132は、形状がほぼ円錐形または円筒形で、X線源102から画像形成する身体部分にとって好適となるように患者または施術台140まで延びている。第二の放射線シールド134は、形状が同じくほぼ円錐形または円筒形で、画像増強管104から患者まで延びている。該放射線シールド132、134は、通常、患者に最も近い端部が開口しているが、任意には、該開口部は、X線透過材料で覆うこともできる。
第一の放射線シールド132および第二の放射線シールド134は、装置を患者にフィットさせ、患者に対するC型アーム106の動きを吸収するための長さまたは高さ調節具136、138を有する。該長さまたは高さ調節具136、138は、入子伸縮式ジョイント、伸縮自在のベローズ式ジョイント等として構成することができる。柔らかく可撓性のある材料のパッド142、144が、第一の放射線シールド132および第二の放射線シールド134を患者の身体の輪郭に快適にフィットさせるために、該シールドの開口部を取り囲んでいる。該開口部の周りのパッド142、144は、鉛充填ゴム製その他の柔らかい適合構造を持つ膨張可能なまたは発泡充填式の縁とすることができる。該長さまたは高さ調節具136、138および形状適合性パッド142、144によって、放射線シールド132、134を調節し直す必要なしに、C型アーム106を患者に対して相当程度まで配置し直すことが可能となる。任意には、長さまたは高さ調節具136、138には、軽いばね力を加えて、C型アーム106を調節するとき、患者に不快感を与えることなく放射線シールド132,134を患者に接触させた状態を保つことができるようにすることができる。C型アーム106を大きく配置し直すときには、好ましくは、C型アーム106を自由に移動できるように、放射線シールド132、134は、患者と接触した状態から引き離される。
任意には、第二の放射線シールド134は、該第二の放射線シールド134を患者と接触した状態から引き離すことなく、その下で技術者が患者の身体部分で作業を行うことができるように、一つ以上の手の出入り口を有するものとすることができる。図5は、技術者の両手および/または一つ以上の器具を通り抜けさせるのに充分な大きさの単一の手の出入り口150を有する放射線シールド134を示す。該手の出入り口150には、好ましくは、X線が該手の出入り口150を通って漏出するのを防ぐために放射線遮蔽材料の覆い156が取り付けられる。好ましい一実施形態にあっては、該覆いは、手または器具が通り抜け可能でしかも該手または器具の周りを密閉する可撓性の放射線遮蔽材料の複数の重ね合わせ式フラップで構成される。
図6は、二つの手の出入り口152、154を有する放射線シールドを示す。手の出入り口152、154の各々には、好ましくは、X線が該手の出入り口152、154を通って漏出するのを防ぐために放射線遮蔽材料の覆い156が取り付けられる。
好ましくは、放射線防護装置130に一つの手の出入り口が含まれる場合には、少なくとも放射線シールド134の一部は透明な放射線遮蔽材料でつくり、技術者が放射線シールド134の下の部分を見ることができるようにする。技術者がX線透視装置100を操作している間に放射線シールド134の内側に手を入れる必要がある場合には、放射線遮蔽用手袋を着用することがきわめてのぞましい。他の一実施形態にあっては、手の出入り口152、154に一対の放射線遮蔽手袋が組み込まれている。
任意には、放射線防護装置130を、第一の放射線シールド132および第二の放射線シールド134を患者と接触させている状態から伸縮させるためのモーターを配設し、C型アームを自由に移動させて患者に対して配置し直すことができるようにすることができる。図7は、第一の放射線シールド132および第二の放射線シールド134を伸縮させるためのモーター156、158を有する放射線防護装置130の一実施形態を示す。該モーター156、158は、ラック/ピニオン機構、シザーズ機構、または他のモーターの回転運動を放射線シールド132、134の直線運動に変換するための機構133、135を有する電動モーターとすることができる。任意には、該操作機構には、軽いばね力を加えて、C型アーム106を調節するとき、患者に不快感を与えることなく放射線シールド132,134を患者に接触させた状態を保つことができるようにすることができる。C型アーム106を大きく配置し直すときには、好ましくは、C型アーム106を自由に移動できるように、放射線シールド132、134は、患者と接触した状態から引き離される。あるいは、電動モーターの代わりに空気圧または油圧式アクチュエータを使用することもできる。
放射線防護装置130は、さらに、放射線シールド132、134が患者と正しく接触したときにそれらがさらに入子式に伸張されるのを停止するための近接センサ、光学センサ、接触センサ等のセンサ160、162を含むものとすることが好ましい。一つの選択肢としては、放射線シールド132、134の開口部の周りに、放射線シールド132、134の伸縮と整合して作動するように機械化された形状適合性パッド142、144を有するものとすることができる。一例として、形状適合性パッド142、144は、膨張可能なものとすることができる。放射線シールド132、134は、しぼんだ状態のパッド142、144とともに、患者の身体に接近したことあるいは最初に接触したことをセンサ160、162が感知するまで入子式に伸張され、そこで、放射線シールド132、134の伸張が停止され、パッド142、144が膨らまされて放射線シールド132、134と患者の間の隙間が塞がれる。
あるいはまたはさらに、モーター156,158に圧力センサを接続し、放射線シールド132、134が患者に接触したことを感知するようにすることもできる。
センサ160、162によって放射線シールド132、134が患者の身体に接触していることを確認しない限りX線透視装置100が作動するのを妨げるために、インターロック・スイッチを含めることも可能である。さらに、放射線シールド132、134の外側で放射線防護装置130の上または近くに一つ以上のX線検出装置を配置して、X線の漏出を検出し、また、それらを、漏出したX線放射を検出した場合にはX線源の運転を停止するインターロック・スイッチに接続することも可能である。
放射線防護装置の各実施形態は、X線が身体に入射する場所を取り囲む部分を覆う毛布状放射線シールドを含むものとすることができる。任意には、該毛布状放射線シールドは、C型アーム上で放射線シールドに接続することもできる。
図8は、画像形成されている部分以外の患者を覆う毛布状放射線シールド170を示す。毛布状放射線シールド170は、可撓性のX線不透過材料でつくられ、画像形成する患者の部分上方にある窓の部分172を除いて患者の大部分を覆うものであることが好ましい。カテーテル施術の場合には、例えば大腿または上腕動脈あるいは頸静脈などの血管にアクセスする部位の上方に第二の窓を配置することもできる。
放射線シールドの材料は、鉛0.5mmと等価またはそれ以上の防護機能を有することが好ましい。散乱X線は、身体内部で一部しか減衰しないため、この防護レベルが、少なくともX線が患者の身体に入射する場所の1メートル以内の部分まで広がっていることが好ましい。任意には、毛布状放射線シールド170は、装置の患者に接触する部分を消毒する場合に、患者にとって快適で簡単なように、取り外し自在なカバーを有するものとすることができる。該取り外し自在なカバーは、洗濯可能で再使用可能なものあるいは無菌で使い捨て方式のものとすることができる。
図9は、患者の画像形成される部分の上方の窓部分182を除いてわずかに上方に上昇させて患者を取り囲む放射線シールド180を示す。剛性の放射線遮蔽材料を使用する場合には、放射線シールド180は、自立式のものとすることができる。あるいは、患者の上方で、可撓性を有する放射線遮蔽材料がフレームの上で支えられる構成とすることもできる。
さらに、他の放射線シールドが患者の下に延び、該他の放射線シールドが、患者の画像形成される部分の下に他の窓を有するものとすることができる。任意には、この放射線シールドは、患者の上方にある毛布状放射線シールド170、180の延長とすることができる。あるいは、施術台を部分的に放射線遮蔽材料でつくり、患者の画像形成される部分の下方にX線透過部分を有するものとすることができる。ただし、この形態は、異なる種類の施術においては施術台の利便性が制限される。
図10は、X線透視システム100のX線源102から懸架されている放射線シールド190を示す。これは、カーテン状の放射線シールド190で、X線源102と床の間に垂れ下がって、散乱X線の放射を止めるものである。この放射線シールド190は、上に説明した放射線防護装置の実施形態とは別に使用することもできるし、それらのいずれか一つと組み合わせて使用することもできる。
あるいはまたはさらに、本発明にもとづく放射線防護装置は、医療用または産業用画像形成、あるいは他の診断または治療のための施術に用いられる例えばガンマ線など他の種類の放射線からの防護のために使用することも可能である。
以上、実施形態の例および本発明を実施する最良の形態によって本発明を説明してきたが、当該技術分野に通常の技能を有するものには、本発明の精神および範囲から逸脱することなく上に述べた各種の実施形態、その適応例、その変形例のさらなる修正、改良、組み合わせが可能なことは明らかであろう。

Claims (13)

  1. C型アーム上に取り付けられたX線源および画像装置を有するタイプのX線透視装置用放射線防護装置において、
    第一の端部と第二の端部を有する第一の放射線シールドであって、該第一の放射線シールドの該第一の端部が前記X線源の周囲に位置し、該第一の放射線シールドの該第二の端部が、患者の身体に、または前記C型アーム内に配置された該患者を支持する施術台に接触するように伸張可能であり、および該第二の端部が前記患者の身体または該患者を支持する該施術台と接触しないように引き込み位置に引き込み可能な第一の放射線シールド、
    第一の端部と第二の端部を有する第二の放射線シールドであって、該第二の放射線シールドの該第一の端部が前記X線画像装置の周囲に位置し、該第二の放射線シールドの該第二の端部が、前記患者の身体に、または前記C型アーム内に配置された前記患者を支持する前記施術台に接触するように伸張可能であり、および該第二の端部が前記患者の身体又は前記患者を支持する前記施術台と接触しないように引き込み位置に引き込み可能な第二の放射線シールド、
    前記第一の放射線シールドを選択的に伸縮するための第一のアクチュエータ、および
    前記第二の放射線シールドを選択的に伸縮するための第二のアクチュエータ
    を有する放射線防護装置。
  2. 前記第一の放射線シールドが円錐形である請求項1に記載の放射線防護装置。
  3. 前記第二の放射線シールドが円錐形である請求項2に記載の放射線防護装置。
  4. 前記第一の放射線シールドが円筒形である請求項1に記載の放射線防護装置。
  5. 前記第の放射線シールドが円筒形である請求項4に記載の放射線防護装置。
  6. 前記第一の放射線シールドは、柔らかく、患者の表面の形状への適合に適した縁部を有する請求項1に記載の放射線防護装置。
  7. 前記第二の放射線シールドは、柔らかく、患者の表面の形状への適合に適した縁部を有する請求項6に記載の放射線防護装置。
  8. さらに、前記X線透視装置に近接する患者の部分を覆いながら、前記X線透視装置で画像形成される患者の部分を覆うことのないように構成された第三の放射線シールドを有する請求項1に記載の放射線防護装置。
  9. さらに、前記第一の放射線シールドの患者への近接または接触を感知するように構成された第一のセンサ、および、前記第一のセンサが患者の身体への近接または接触を検出したときに前記第一のアクチュエータが前記第一の放射線シールドを伸張するのを停止させるための手段、を有する請求項1に記載の放射線防護装置。
  10. さらに、前記第二の放射線シールドの患者への近接または接触を感知するように構成された第二のセンサ、および、前記第二のセンサが患者の身体への近接または接触を検出したときに前記第二のアクチュエータが前記第二の放射線シールドを伸張するのを停止させるための手段、を有する請求項9に記載の放射線防護装置。
  11. 前記第一および第二の放射線シールドは、第一のほぼ平面の側壁、第二のほぼ平面の側壁、それらをつなぐ周囲壁、および画像形成される患者の身体の一部分の周囲であって、前記第一および第二の放射線シールドの間で形成されるスロット状の開口部をそれぞれ有する、請求項1に記載の放射線防護装置。
  12. 前記放射線シールド内の前記開口部は、柔らかく、患者の表面の形状への適合に適した縁部を有する請求項11に記載の放射線防護装置。
  13. 前記放射線シールドの各々は、前記第一の端部を有しC型アームに取り付けられる部分および前記第二の端部を有し患者に固定される部分、および、前記C型アームに取り付けられる部分と前記患者に固定される部分の間の相対移動を可能にする重ね合わせスライド式ジョイントを有する請求項11に記載の放射線防護装置。
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