JP6219580B2

JP6219580B2 - 散乱ｘ線遮蔽装置

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Publication number: JP6219580B2
Application number: JP2013063803A
Authority: JP
Inventors: 宮本　高敬; 高敬宮本
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2013-03-26
Filing date: 2013-03-26
Publication date: 2017-10-25
Anticipated expiration: 2033-03-26
Also published as: JP2014188036A

Description

本発明は散乱Ｘ線遮蔽装置に関し、特に、末梢骨を測定する骨密度測定装置に設けられる散乱Ｘ線遮蔽装置に関する。

骨密度測定装置は、測定部位に対してＸ線を照射することにより得られたＸ線検出データに基づいて骨塩量を演算する装置である。測定対象骨は例えば前腕骨（橈骨）、大腿骨、腰椎、踵骨等である。例えば、前腕を測定する骨密度測定装置は、前腕を収容する縦溝状又は横溝状の測定空間を有し、その一方側にはＸ線発生器が設けられ、その他方側にはＸ線検出器が設けられる。縦溝状の測定空間の上側及び手前側、あるいは、横溝状の測定空間の手前側及び両側面側は開放されており、それらの通路を利用して前腕が測定空間に対して出し入れされる。従来においてそのような開口部分は測定時においても開放されたままである（特許文献１，２）。

前腕の骨密度測定に際しては通常、Ｘ線ビームが骨軸に沿って走査され二次元の照射領域が形成される。その際、対象骨やその他の骨にＸ線が当たると、そこで散乱Ｘ線が生じる。その散乱Ｘ線はＸ線ビームとは別の方向に放出される。医師や放射線技師等の操作者の被曝防護の観点から、骨密度測定装置の周囲にＸ線遮蔽部材を含んだつい立を設置したり、操作者にＸ線遮蔽部材を有するエプロンを装着させたりする対策が施されている。特許文献３には散乱Ｘ線から術者を防護するカバーが開示されている。

特開２００８−２２９６０号公報特開２００４−１６３９２号公報特開２０１０−２７９６２２号公報

しかしながら、骨密度測定において、被検者自身における散乱Ｘ線による被曝の防護について格別な措置は講じられていない。末梢骨である前腕骨へのＸ線照射により、当該照射部位で生じる散乱Ｘ線の中には体幹部（体肢以外のボデイであり、特に胸部や頭部）に向かうものが少なからずある。そのような散乱Ｘ線により被検者自身が無用な被曝をしている現状にある。骨密度測定においては同じ姿勢の下で同じ部位に定期的にＸ線が照射されるため、体幹部において散乱Ｘ線が到達する部位も固定的になりがちである。同じ部位が繰り返し散乱Ｘ線を受けるのは回避すべきである。前腕以外の他の体肢（例えば踵）を測定する場合にも同様の問題が起こりうる。

以上のように体肢（末梢骨）の測定において体肢から出る散乱Ｘ線によって被検者における体肢以外の部位、つまり体幹部が不必要に被曝している状況にあり、そのような不必要な被曝を低減することが強く望まれる。

本発明は被検者の体肢に対するＸ線測定において体肢以外の部位における散乱Ｘ線による被曝を低減することにある。あるいは、本発明の目的は測定空間への体肢の出し入れの邪魔にならず測定時において体幹部に到達する散乱Ｘ線を遮蔽し又は減弱させることにある。

本発明は、測定空間内に収容された被検者の体肢に対するＸ線の照射により生じる散乱Ｘ線を遮蔽するための散乱Ｘ線遮蔽装置に関するものである。散乱Ｘ線遮蔽装置は、望ましくは、前記散乱Ｘ線を遮蔽する材料を有する遮蔽体と、前記遮蔽体を保持する機構であって、測定時において前記測定空間内の散乱Ｘ線発生部位と前記被検者の体幹部との間で前記遮蔽体の展開状態が生じるようにし、非測定時において前記測定空間内の散乱Ｘ線発生部位と前記被検者の体幹部との間からの前記遮蔽体の引き抜きにより前記測定空間の開放状態が生じるようにする保持機構と、を含む。

上記構成によれば、遮蔽体が保持機構によって保持され、その遮蔽体は測定時において散乱Ｘ線発生部位と被検者の体幹部との間で展開状態となる。これにより散乱Ｘ線発生部位で生じた散乱Ｘ線の内で体幹部へ向かうものが展開状態にある遮蔽体により遮蔽される。従来においては、体幹部が被曝していたわけであるが、上記構成によればそのような体幹部の被曝を防止又は軽減できる。非測定時には、散乱Ｘ線発生部位と体幹部との間から遮蔽体が引き抜かれ、これにより測定空間が開放される。そのような状態で体肢を測定空間から引き抜くことが可能であるから、遮蔽体が邪魔になることはない。遮蔽体の展開状態は、遮蔽体の位置又は形態の変更により形成することができる。体幹部は一般に胸部及び頭部の少なくとも一方である。上記の展開状態は体幹部へ向かう散乱Ｘ線に対して交差するように面状に広がった状態である。腹部に対しても遮蔽効果があるように遮蔽体の展開状態を形成するのが望ましい。上記構成において、遮蔽体は機械的な保持機構によって保持され、それは従来のようなエプロン型の遮蔽部材とは相違する。また、遮蔽体は被検者自身の体幹部の被曝低減を図るものであり、従来のような測定者の被曝低減を図るものとは相違する。

望ましくは、前記体肢は前腕であり、前記測定空間はその上側又は手前側に前記前腕の収容時においてその長手方向に平行な通路を有し、前記被検体の体幹部から見て前記展開状態にある前記遮蔽体によって前記通路が覆われる。

望ましくは、当該散乱Ｘ線遮蔽装置は、前記測定空間の一方側に設けられたＸ線発生器及び前記測定空間の他方側に設けられたＸ線検出器を備えて骨密度を測定する骨密度測定装置とは別体化され、当該骨密度測定装置と組み合わせて使用される装置であり、前記保持機構はフロア面上又はテーブル上に設置されるスタンド又はフレームを有する。この構成によれば、既存の骨密度測定装置に対しても上記散乱Ｘ線遮蔽装置を後から組み付けることが可能である。もちろん、骨密度測定装置に対して上記構成を一体化するようにしてもよい。

測定空間が２つ又は３つの開口を有する場合、その内で体幹部側の１つの開口が遮蔽体によって覆われるようにし、他の１又は２つの開口についてはそのまま開放状態におくようにしてもよい。そのような構成によれば、重要な部分についての被曝低減を図りつつ、体肢の引き抜きを自発的に自由に行える状況にして、心理的な圧迫感を軽減できる。

望ましくは、前記保持機構は更に前記遮蔽体の位置又は姿勢を変化させるための少なくとも１つの回転軸を有する。望ましくは、前記保持機構は、前記遮蔽部材を開閉運動させる機構である。望ましくは、前記遮蔽体は透明性を有する。遮蔽体を介して向こう側を視認できれば遮蔽体によって仕切られることによる心理的な圧迫感を緩和できる。

本発明によれば、被検者の体肢に対するＸ線測定において体肢以外の部位における散乱Ｘ線による被曝を低減できる。あるいは、測定空間への体肢の出し入れの邪魔にならず測定時において体幹部に到達する散乱Ｘ線を遮蔽し又は減弱させることができる。

本発明に係る散乱Ｘ線遮蔽装置の好適な実施形態を示す図である。図１に示した散乱Ｘ線遮蔽装置の使用状態を示す図である。図１に示した散乱Ｘ線遮蔽装置の作用を説明するための図である。図１に示した散乱Ｘ線遮蔽装置の第１変形例を示す図である。図１に示した散乱Ｘ線遮蔽装置の第２変形例を示す図である。散乱Ｘ線遮蔽装置の第２例を示す図である。散乱Ｘ線遮蔽装置の第３例を示す図である。図７に示した散乱Ｘ線遮蔽装置の作用を説明するための図である。

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。

図１には、本発明に係る散乱Ｘ線遮蔽装置の好適な実施形態が示されており、図１はその第１例を示す図である。この散乱Ｘ線遮蔽装置は骨密度測定装置に対して後付けされるものである。

図１において、骨密度測定装置１０は、前腕における橈骨に対してＸ線を照射し、橈骨を透過したＸ線を検出することにより、その検出データに基づいて骨密度を演算する装置である。橈骨と共にその隣に存在する尺骨に対してもＸ線が照射される。そのようなＸ線の照射により、後に説明するように散乱Ｘ線が発生する。

図１において、被検者１６は立位あるいは座位の姿勢にあり、前腕１６Ａが骨密度測定装置１０に設けられた測定溝１４内に差し込まれている。ちなみに、１６Ｂは体幹部を示しており、それは例えば胸部である。

測定溝１４は、上方及び手前側すなわち被検者１６側に開いた上向き溝に相当し、その内部は測定空間である。上方開口は測定溝１４に差し込まれた前腕の長手方向に平行な開口（第１の開口）である。測定溝１４の一方側には一方壁部１８が設けられ、その中にはＸ線発生器が設けられている。測定溝１４の他方側には他方壁部１９が設けられ、その中にはＸ線検出器が設けられている。Ｘ線発生器及びＸ線検出器は図示されていない走査機構によって水平方向に走査される。

散乱Ｘ線遮蔽装置１２は、Ｘ線の照射により生じる散乱Ｘ線が体幹部１６Ｂへ到達することを防止するための装置である。散乱Ｘ線遮蔽装置１２は、本実施形態において、フレーム２０及び遮蔽プレート２２を有している。フレーム２０は遮蔽プレート２２を保持し、その姿勢変化を行わせるための構造体である。フレーム２０は、図１に示す第１例において、４つの脚部２２Ａと、３つの梁部２２Ｂとを有している。被検者１６側において梁部は設けられていない。これにより、測定溝１４への前腕１６Ａの出し入れにおいてフレーム２０が邪魔になることはない。ちなみに図１に示されるフレーム２０の形態は一例に過ぎないものである。各脚部２２Ａに対してキャスタ等を設けてもよい。

遮蔽プレート２２は、図１に示す第１例において、透明性を有する材料であって散乱Ｘ線を遮蔽する機能を有する材料で構成されている。例えばそのような材料として鉛ガラスを挙げることができる。透明プレート２２は平板状に形成されており、その奥側の端に回転軸２４が設けられている。その回転軸２４を中心として遮蔽プレート２２が開閉運動を行う。遮蔽プレート２２の開閉運動を容易にするために、ダンパ機構等の付勢手段により遮蔽プレート２２を上方へ持ち上げるようにしてもよい。また、遮蔽プレート２２が閉状態すなわち水平状態になった場合にその姿勢をロックする機構を設けるようにしてもよい。例えばそのような閉状態をセンサにより検出し、そのセンサからの閉状態検出信号が出力された場合にのみ放射線の照射を行えるように制御してもよい。

図２には、遮蔽プレート２２の閉状態が示されている。測定溝１４内には被検者１６の前腕１６Ａが差し込まれており、その測定溝１４の上方開口（通路）（第１の開口）を覆うように遮蔽プレート２２が設けられている。この場合において、測定溝１４の手前側の開口（第２の開口）は測定時に前腕が通過する開口であり、そのまま開放されている。第２の開口は第１の開口に連なる開口である。

遮蔽プレート２２が水平状態になった場合においても、遮蔽プレート２２が透明性を有するので、被検者１６において前腕１６Ａを視認することが可能である。これにより心理的な圧迫感を解消することができる。ちなみに、フレームはフロア上あるいはテーブル上に設置されるものである。

図３には、図１及び図２に示した散乱Ｘ線遮蔽装置１２の作用が示されている。前腕１６Ａは橈骨及び尺骨を有する。それらに対してＸ線発生器２６で発生した測定Ｘ線３０が照射される。前腕１６Ａを透過したＸ線がＸ線検出器２８において検出される。この場合において、前腕１６Ａにおいて、特に橈骨及び尺骨において、散乱Ｘ線３２が生じる。その中には体幹部へ向かう散乱Ｘ線も存在する。そのような散乱Ｘ線３２は遮蔽プレート２２により遮蔽される。従ってそれが体幹部に到達することが阻止されあるいは緩和される。このような遮蔽作用により、被検者自身の体幹部における被曝量を大幅に低減することが可能である。

骨密度（骨塩量）測定においては、同じ部位が定期的に測定される場合が多い。その場合において体幹部の姿勢及び位置も毎回同じようなものとなる。従って、抹消骨において散乱Ｘ線が生じると、体幹部における特定の部位に対して散乱Ｘ線の照射が集中する可能性がある。これに対し、上記構成によれば、遮蔽プレートによって散乱Ｘ線を遮蔽することができ、体幹部における被曝量を大幅に低減することが可能である。しかも、遮蔽プレート２２は保持機構としてのフレームによって保持されており、被検者に対して遮蔽部材を取り付ける必要はないので、被検者の負担は生じない。また、上記実施形態によれば、ポータブル型の骨密度測定装置に対してその外側にそれを取り囲むようにフレーム及び遮蔽プレートを設けることができるので、骨密度測定装置それ自体に対して特別な加工を行う必要がないという利点を得られる。体幹部の被曝低減の作用が格別問題とならないような場合においては、骨密度測定装置から散乱Ｘ線遮蔽装置を離してもよい。

図４及び図５には、図１乃至図３に示した散乱Ｘ線遮蔽装置の変形例が示されている。図４に示す第１変形例においては、測定溝１４を覆うプレートとして折り畳み式遮蔽プレート３４が構成されている。その遮蔽プレート３４は第１部分３４Ａと第２部分３４Ｂとを有しており、それらがヒンジ部３４Ｃにおいて連結されている。遮蔽プレートの一方端部３４Ｄは測定溝１４における奥側の端部１４Ａにおいて揺動可能に固定されている。従ってそのような折り畳み式の遮蔽プレート３４を展開させれば、測定溝１４の上側通路を遮蔽プレート３４によって覆うことが可能である。３４´は展開途中にある遮蔽プレートを示している。このような構成によれば遮蔽プレートを大きく上側へ跳ね上げる必要がないので操作性を向上できる。

図５に示す第２変形例においては、折り畳み式遮蔽プレート３６が構成されており、その形態は上述した折り畳み式遮蔽プレート３４と同様である。但し、折り畳み式遮蔽プレート３６においてはその一方端部３６Ｄが測定溝における中間部１４Ｂにおいて遥動可能に連結されている。これにより測定溝１４の上方通路における被検者側が折り畳み式遮蔽プレート３６によって覆われる。

各図に示した散乱Ｘ線遮蔽装置においては遮蔽体としての遮蔽プレートを測定時において測定溝に被せ、これによって散乱Ｘ線を効果的に遮蔽できる。非測定時においては、遮蔽プレートを測定溝から退避させて、前腕を抜くための通路あるいは開口を開放することができるから、遮蔽プレートが邪魔になることもない。図４に示した第１変形例によれば遮蔽プレートの操作性を向上でき。図５に示した第２変形例によれば必要な部分にだけ遮蔽プレートを設けて操作性をより向上することが可能である。

図６には、散乱Ｘ線遮蔽装置の第２例が示されている。骨密度測定装置３８は横溝としての測定溝４０を有している。すなわち測定溝４０において被検者４２側が開放しており、また左右が開放している。被検者４２側の開口（通路）は、測定溝４０に差し込まれた前腕の長手方向に平行な開口である。この骨密度測定装置３８においては、測定溝４０の下側においてＸ線が生成されており、そのＸ線が測定溝４０の上側に設けられたＸ線検出器において検出される。骨密度測定装置３８は例えばテーブル上に設置されている。散乱Ｘ線遮蔽装置４６は、同じテーブル上に設置されており、それはスタンド４８及び遮蔽プレート５０を有している。スタンド４８は複数のアームからなり、それらのアーム間には関節４８Ａが設けられている。これにより複数のアームによって遮蔽プレート５０の位置及び姿勢を可変することができる。図６においては遮蔽プレート５０の退避状態が示されている。符号５０Ａは遮蔽プレート５０の展開状態すなわち遮蔽作用を発揮している状態が示されている。そのような状態において、測定溝４０の被検者４２側の通路が完全に遮蔽プレートによって覆われている。これにより測定溝４０内に挿入された前腕４４において散乱Ｘ線が生じ、その一部が体幹部へ向かおうとしても、それは遮蔽プレート５０Ａによって遮蔽される。

遮蔽プレート５０は透明性を有し且つＸ線遮蔽作用を有する部材で構成され、例えばそれは鉛ガラス等により構成される。鉛を含んだ樹脂により構成されてもよい。測定時において遮蔽プレートが展開状態となり、非測定時において遮蔽プレート５０を上方かつ後方へ退避させることができるから、前腕の出し入れにあたって遮蔽プレートが邪魔になることもない。図６に示す構成においては、体幹部としての胸部及び腹部を特に防護することが可能である。

図７には散乱Ｘ線遮蔽装置の第３例が示されている。散乱Ｘ線遮蔽装置５２は、遮蔽ロールカーテン５４とそれを保持する機構とにより構成されている。遮蔽ロールカーテン５４は、具体的には、第１ロールカーテン５６と、第２ロールカーテン５８とにより構成され、それらは左右方向に並んで設けられている。それらは独立して展開動作を行い得るものである。第１ロールカーテン５６を巻き取り状態から引き出して測定溝６０の左側を覆った状態にすることができ、第２ロールカーテン５８をその巻き取り状態から引き出して下方に展開させることにより、測定溝６０の右側を覆うようにすることができる。従って、必要な部位だけを遮蔽することも可能であり、また、それぞれのロールカーテンを段階的に動作させることも可能である。

図８には、第３例として示したＸ線遮蔽装置５２の作用が示されている。測定溝６０内には前腕６４が差し込まれており、それに対して測定用Ｘ線６６が照射される。これにより散乱Ｘ線６８が生じる。測定溝６０の被検者側、より詳しくは体幹部７０側には、遮蔽ロールカーテン５４が展開状態になっており、遮蔽ロールカーテン５４により散乱Ｘ線６８が遮蔽される。これにより体幹部７０の被曝を防止あるいは軽減できる。

測定終了後においては、遮蔽ロールカーテン５４を筒部材に巻き取らせることにより、それを展開状態から退避状態（収容状態）に変化させることができる。そのような状態においては、測定溝６０の手前側が完全に開放された状態となるので、腕を出し入れすることが容易となる。

遮蔽ロールカーテン５４は透明性を有し、且つ放射線を遮蔽する材料で構成するのが望ましく、さらに巻き取り可能なように柔らかい材料で構成するのが望ましい。上述したように、展開状態がセンサによって確認された場合に限り、Ｘ線の照射が行われるように構成してもよい。図７及び図８に示した実施形態においても、遮蔽ロールカーテン５４は保持機構としてのフレーム６２によって保持されている。よって、散乱Ｘ線遮蔽装置５２を骨密度測定装置に対して後付けで組み付けることが可能である。

上記実施形態においては、抹消骨として前腕骨が測定対象とされていたが、例えば踵骨等の抹消骨が測定対象とされる場合においても上記同様の散乱Ｘ線遮蔽装置を適用することが可能である。また上記実施形態においては骨密度測定装置とは別体の装置として散乱Ｘ線遮蔽装置が構成されていたが、骨密度測定装置に散乱Ｘ線遮蔽装置を一体的に組み付けることも可能である。いずれにしても、測定時において遮蔽体が展開状態となり、非測定時において遮蔽体が退避した状態となるように散乱Ｘ線遮蔽装置を構成するのが望ましい。上述した実施形態においては、遮蔽体が平板状あるいは展開状態において平面状であったが、それが展開状態において湾曲していてもよい。被検体へ遮蔽体を取り付ける場合には被検体の負担が生じ、またより広い範囲に亘って遮蔽体を展開させる必要があるが、上記実施形態によれば、骨密度測定装置側に散乱Ｘ線遮蔽装置を設け、しかも遮蔽体が保持機構によって保持されているので、被検者の負担は生じず、また散乱Ｘ線の発生部位の近くでそれを遮蔽することが可能であるから、遮蔽体の材料の量を少なくできるという利点が得られる。溝状の測定空間を有する場合、どうしてもその開放側に散乱Ｘ線が出やすいが、上述した実施形態においては体幹部手前の通路を遮蔽体によって覆うようにしたので、効果的な遮蔽を行うことが可能である。

１０骨密度測定装置、１２散乱Ｘ線遮蔽装置、１４測定溝、１６被検者、２０フレーム、２２遮蔽プレート。

Claims

測定溝の内部である測定空間内に収容された被検者の体肢に対するＸ線の照射により生じる散乱Ｘ線を遮蔽するための散乱Ｘ線遮蔽装置であって、
前記散乱Ｘ線を遮蔽する材料を有する遮蔽体と、
前記遮蔽体を保持する機構であって、測定時において前記測定空間内の散乱Ｘ線発生部位と前記被検者の体幹部との間で前記遮蔽体の展開状態が生じるようにし、非測定時において前記測定空間内の散乱Ｘ線発生部位と前記被検者の体幹部との間からの前記遮蔽体の引き抜きにより前記測定空間の開放状態が生じるようにする保持機構と、
を含み、
前記測定溝は、前記体肢の長手方向に平行な第１の開口と、前記第１の開口に連なる開口であって前記測定時において前記体肢が通過する第２の開口とを有し、
前記測定時には前記第２の開口を前記体肢の引き抜きを行えるよう開放状態にしつつ前記遮蔽体により前記第１の開口が覆われる、
ことを特徴とする散乱Ｘ線遮蔽装置。
請求項１記載の散乱Ｘ線遮蔽装置において、
前記測定空間内に前腕が収容される、
ことを特徴とする散乱Ｘ線遮蔽装置。
請求項２記載の散乱Ｘ線遮蔽装置において、
当該散乱Ｘ線遮蔽装置は、前記測定空間の一方側に設けられたＸ線発生器及び前記測定空間の他方側に設けられたＸ線検出器を備えて骨密度を測定する骨密度測定装置とは別体化され、当該骨密度測定装置と組み合わせて使用される装置であり、
前記保持機構はフロア面上又はテーブル上に設置されるスタンド又はフレームを有する、
ことを特徴とする散乱Ｘ線遮蔽装置。
請求項３記載の散乱Ｘ線遮蔽装置において、
前記保持機構は更に前記遮蔽体の位置又は姿勢を変化させるための少なくとも１つの回転軸を有する、
ことを特徴とする散乱Ｘ線遮蔽装置。
請求項４記載の散乱Ｘ線遮蔽装置において、
前記保持機構は、前記遮蔽部材を開閉運動させる機構である、
ことを特徴とする散乱Ｘ線遮蔽装置。
請求項１記載の散乱Ｘ線遮蔽装置において、
前記遮蔽体は透明性を有する、
ことを特徴とする散乱Ｘ線遮蔽装置。