JPH08322832A - 医療診断用放射線写真法に用いる散乱防止x線格子を製造する方法及び医療診断用放射線写真法に用いる散乱防止x線格子 - Google Patents
医療診断用放射線写真法に用いる散乱防止x線格子を製造する方法及び医療診断用放射線写真法に用いる散乱防止x線格子Info
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Abstract
要としないように、高い線率を有する頑健な医療診断用
放射線写真法に用いる散乱防止X線格子、及びこの散乱
防止格子を効率よく製造する方法を提供する。 【解決手段】 本発明に係る医療診断用放射線写真法に
用いる散乱防止X線格子10及びその製造方法が、X線
を実質的に吸収しない材料11で形成されており、溝路
を内部に有している基板と、X線を実質的に吸収する材
料を含んでおり、溝路内に設けられた吸収材料12とを
含んでいる。基板は、吸収材料12の融点で安定のまま
でいることのできる材料11で構成されていることが好
ましい。
Description
写真法の分野に関し、更に具体的に言えば、解像度が高
く、コントラストの高い放射線写真像を作成することが
可能な散乱防止格子及びこの格子の製造方法に関する。
者に入射する。若干のX線は患者の身体に吸収され、残
りのX線は身体を透過する。X線の差別的な吸収によ
り、感光フィルムに放射線写真像を形成することができ
る。身体を通過するX線のうち、主要な放射線は、X線
が源から最初に放出された所からの通路に沿って直接的
に妨げられずに進む。散乱された放射線は、身体を通過
し、身体の要素によって散乱され、こうして、もとの通
路からある角度を成して進む放射線である。主要な放射
線も散乱された放射線も、感光フィルムを露光するが、
散乱された放射線(散乱放射線)は、その軌跡のため、
投影された像のコントラスト(明確さ)を減少させる。
従来の後方向/前方向の胸部X線検査では、身体を通過
する放射線の約60%は、散乱放射線になり、このた
め、像のコントラストの著しい低下を招くことがある。
従って、できるだけ多くの散乱放射線をフィルタ作用で
除去することが望ましい。
は、身体と感光フィルムとの間に介在して配置されてい
る散乱防止格子である。散乱放射線は格子内の吸収(不
透明)材料に入射して、吸収される。しかしながら、主
要な放射線の一部も吸収材料によって吸収される。この
構成の放射線写真作像装置は、散乱放射線を除外したこ
とによってコントラストが一層高い放射線写真が得られ
るが、写真素子を正しく露光するために、患者に対する
放射線の線量を増加することを必要とする。放射線を強
くすることが必要であることは、1つには、散乱放射線
がもはや作像X線ビームの一部を構成しないからであ
り、もう1つには、主要なビームの30%又はそれ以上
もが格子内の吸収材料に入射して、それ自体がフィルタ
作用によって除去される(即ち、吸収される)からであ
る。
又はそれ以上になることがある。即ち、放射線写真装置
の一部として格子が用いられるときに、患者は7倍のX
線線量を受ける。X線の線量が多いことは、露光を受け
る個人の健康にとって有害になるので、放射線写真検査
の過程で患者が受けるX線量を減少する必要が絶えずあ
った。
い鉛のストリップ(条片)を用いており、透明な中間材
料としてアルミニウムのストリップ又は複合繊維のスト
リップのいずれかを用いている。従来の製造方法は、そ
の何千個もの交互の層がスタック(積み重ね)を構成す
るまで、ストリップの交互の層を手間をかけて接着する
ことにより、吸収材料及び非吸収材の中間材料の個々の
ストリップを積層するという厄介な手間をかけていた。
更に、焦点形の格子を作成するためには、各々の層が収
斂線、即ちX線源に一定の形で焦点合わせされるよう
に、個々の層を互いにわずかな角度を成して位置決めす
るよう精密に配置しなければならない。ストリップの複
合体をスタックに組み立てたときに、その複合体をわず
か0.5ミリというように薄いことのある要求される格
子の厚さまで、その主面に沿って切り取って注意深く加
工しなければならないが、このとき、脆い複合体は、例
えば寸法が40cm×40cm×0.5mmであり、非
常に取扱いが難しい。スタックがこの加工及び取扱いの
過程を通り抜けたとしても、スタックは、脆い格子集成
体を補強して、現場で用いるのに十分な機械的強度を持
たせるように、十分に丈夫な材料を更に積層しなければ
ならない。このような格子を偶発的にぶつけたり、曲げ
たり又は落としたりすれば、内部の損傷、即ち層の剥離
を招き、これは修理することができず、格子は全く使い
ものにならなくなる。
子比である。これは、X線吸収ストリップの高さと、そ
れらのストリップの間の距離との比として定義される。
この比は典型的には、4:1から16:1である。現在
の製造上の制約から、約0.050mmの値の鉛の厚さ
が実用的な下限として課せられているので、即ち、この
厚さでも又は更に薄くなれば、ストリップを取扱うこと
は極めて困難であるので、比が4:1で、1センチ当た
り60本の線という線率の格子では、中間材料の厚さは
0.12mmであることが要求され、その結果、格子は
わずか0.5mmの厚さになる。製造上の制約のため、
このような格子内の鉛ストリップは一般的に、幅広くな
り過ぎ、そのため、大きな断面積を有しており、この断
面積が主要な放射線の30%又はそれ以上をも吸収して
望ましくない。更に、ストリップが厚手であることによ
り、フィルムに望ましくない影像が投げかけられる。影
を回避するためには、露光期間中に格子を移動させる機
械的な手段を設けることが必要になる。格子のこの移動
により、横方向の中心外れが生じ、その結果、更に主要
な放射線の20%を吸収する結果になる。このため、幅
の広い吸収材ストリップを用いると、この欠点を埋め合
わせるために、患者に対する線量を相当増加することが
必要になる。
露光期間中に格子を移動させることを必要としないよう
に、高い線率を有する頑健な散乱防止格子を提供するこ
とにある。本発明の実施例の他の目的は、一様な線及び
スペースを有している格子であって、従来の格子よりも
吸収する主要な放射線を一層少なくすることができるよ
うにし、こうして感光素子を正しく露光するのに必要な
X線を減少することができるようにした格子を提供する
ことにある。
対して焦点合わせされていると共に像のコントラストを
改善することのできる格子を提供することにある。従っ
て、本発明の実施例の目的は、頑健な散乱防止格子を製
造する効率のよい方法を提供することにある。本発明の
実施例の他の目的は、高い線率を有している格子を製造
する方法を提供することにある。
びスペースを有している格子であって、従来の格子より
も吸収する主要な放射線を一層少なくすることができ、
こうして感光素子を正しく露光するのに必要なX線を減
少することができるような格子を製造する方法を提供す
ることにある。本発明の実施例の他の目的は、X線の源
に焦点合わせされていると共に像のコントラストを改善
することのできる格子を製造する方法を提供することに
ある。
ば、医療診断用放射線写真法に用いる散乱防止X線格子
が、溝路を内部に有している基板であって、X線を実質
的に吸収しない材料を含んでいる基板と、溝路内に設け
られている吸収材料であって、X線を実質的に吸収する
材料を含んでいる吸収材料とを有している。好ましい実
施例では、基板は、吸収材料の融点で安定なままにとど
まることが可能な材料で構成されている。特に有利であ
ることがわかった基板の材料及び吸収材料の1つの組み
合わせは、プラスチック基板及び鉛−ビスマス合金の吸
収材料である。
ば、医療診断用放射線写真法に用いる散乱防止X線格子
を製造する方法が、溝路を内部に有している基板であっ
て、X線を実質的に吸収しない材料を含んでいる基板を
設ける工程と、X線を実質的に吸収する吸収材料で溝路
を充填する工程とを含んでいる。好ましい実施例では、
溝路を内部に有している基板を設ける工程は、プラスチ
ック基板を薄い円形の刃でのこ引きする工程を含んでお
り、吸収材料で溝路を充填する工程は、吸収材料を溶融
させて、溶融した吸収材料を溝路内に流し込む工程を含
んでいる。
求の範囲に具体的に記載してあるが、本発明自体の構成
及び動作、並びにその他の目的及び利点は、以下図面に
ついて説明するところから最もよく理解されよう。図面
全体にわたり、同様な構成要素には同じ参照番号を用い
ている。
る。管1がX線2を発生すると共に放出して、このX線
は身体3に向かって進む。若干のX線4が身体によって
吸収され、他方、若干の放射線が主要な放射線として、
通路5及び6に沿って透過すると共に進み、その他の放
射線が散乱放射線として、それると共に通路7に沿って
進む。
感光フィルム8に向かって進み、そこで増感スクリーン
9によって吸収される。これらの増感スクリーンは、可
視光の波長で蛍光を発する感光材料で被覆されており、
こうして感光フィルム8(放射線写真)に潜像を露光す
る。散乱防止格子10が身体3と感光フィルム8との間
に介在するように配置されると、放射線通路5、6及び
7は、フィルム8の前の散乱防止格子10に向かって進
む。放射線通路6は格子の半透明材料11内を進むが、
放射線通路5及び7は吸収材料12にぶつかって、吸収
される。放射線通路7の吸収は、散乱放射線がなくなる
ことになる。放射線通路5の吸収は、主要な放射線の一
部がなくなることになる。主要な放射線の残りである放
射線通路6は、感光フィルム8に向かって進み、感光性
の増感スクリーン9によって吸収され、これらの増感ス
クリーンは、可視光の波長で蛍光を発して、感光フィル
ム8に潜像を露光する。
断面図である。前に述べたように、設計における重要な
パラメータは格子比rであり、この格子比は、X線吸収
ストリップ(条片)12の高さhと、これらのストリッ
プの間の距離dとの比として定義される。医療診断用の
放射線写真法では、この比は一般的には、2:1から1
6:1の範囲である。設計パラメータのうちの互いに関
係する他の変数は、1センチ当たりのストリップの線率
である。吸収ストリップは、ストリップの厚さと、これ
らのストリップの間の距離とを組み合わせた合計が所与
のセンチメータ以内に収まって、所定の線率になるのに
十分薄くなけばならない。典型的には、線率は1センチ
当たり30本から80本までの線で変化し、吸収ストリ
ップは、側面断面図で見て、15μmから50μm程度
の幅wを有している。本発明を用いると、一層高い線率
(約300まで)を達成することができ、そのため、像
のコントラストを改善することができる。
1の正面図及び側面断面図である。図5(A)は実質的
に吸収性を有していない(非吸収性の)基板内の溝路の
部分的な斜視図である。本発明の一実施例によれば、散
乱防止X線格子が、吸収性を有していない基板材料11
の密実なシートの表面を切断して、所望の寸法を有する
所望の複数の吸収材の線形溝路を形成することによって
作成されている。基板は、以後の処理及び使用に耐える
のに適切な構造的性質及び熱的性質を有する任意の実質
的に吸収性を有していない材料で構成することができ
る。「実質的に吸収性を有していない(非吸収性)」と
いう用語は、基板の厚さ及び材料がX線の実質的な減衰
を防止するのに十分であって、X線の少なくとも85%
(好ましくは、少なくとも95%)が基板を通過するよ
うになっていることを意味する。一実施例では、基板は
ウルテム(登録商標)・ポリエーテルイミドのようなプ
ラスチックで構成されている(ウルテム(Ultem)
は、ゼネラル・エレクトリック・カンパニイの登録商標
である。)。適当な基板材料の他の例としては、実質的
に吸収性を有していないポリイミド、ポリカーボネー
ト、その他の重合体、セラミック、木材、黒鉛、硝子、
金属又はそれらの複合体がある。基板は更に、例えば炭
素、硝子若しくはセラミックを含んでいる粒子又は繊維
のような充填材料を含んでいてもよく、この充填材料は
適正な機械的特性を持たせるのに役立つことがある。
おり、プラスチック材料は、アルミニウム・ストリップ
よりも放射線の吸収が少ないので、特に有用である。の
こは、基板11に適当に薄くて深い溝路を切り込むのに
適した刃で構成することができる。このようなのこ21
の例としては、例えば日本のトーキョウ・セイミツ及び
カリフォルニア州、サンタクララのセミテックによって
製造されるようなシリコン・ウェーハのダイス切りのた
めに半導体業界で用いられている形式ののこがある。薄
い刃部分20が一層厚手の内側部分22から伸びてお
り、この内側部分は、軸線24の周りを回転する。刃の
厚さは約15μmから70μmまで範囲であって、この
ようなのこによって所望の線率が得られることが好まし
い。一実施例では、刃はダイヤモンド被覆の樹脂で構成
されている。のこの刃に適当なこの他の材料としては、
例えば、炭化シリコン若しくは炭化タングステンのよう
な硬質炭化物被覆を有している金属又は樹脂のような材
料がある。
時に切り込んでもよいし、又は1つの刃で逐次的に各々
の溝路を切り込んでもよい。刃が十分な深さを有してい
ない場合には、1つの製造方法として、基板を上下逆さ
にし、基板の反対側の面に切り込んで、図5(B)に示
すような2つの部分26a及び26bを有している溝路
を形成することができる。
基板を完全に通り抜けていないことが好ましい。溝路の
形状は何種類かのうちの1つであってもよい。一実施例
では、溝路は基板の表面に対してそれぞれ垂直である。
他の実施例では、ある溝路は、表面に対して所定の角度
であり、焦点合わせした格子を形成している。商業的に
入手し得る切断のこは典型的には、平坦な基板に対して
垂直に切り込む。角度を付けることを所望する場合に
は、その角度は、例えば図6の実施例に示すようにして
付けることができる。この図は、基板支持面の側面断面
図であって、この基板支持面は基板の溝路に所望の角度
を持たせるために回転自在である。角度を付けた溝路を
所望しない場合でも、半導体ウェーハを切断するための
刃は所望の長さの溝路を形成するほど必ずしも大きくな
い(又は必ずしも十分な移動範囲を有していない)の
で、ニューヨーク州、ホーポーグのアノラド・コーポレ
ーションから入手し得るような可動支持テーブルを基板
の下方に用いることが役に立つ。
る矩形の形状に制限されない。この代わりに、溝路は丸
くてもよいし、又はその他の形式の空所で構成されてい
てもよく、エッチング、成型、熱変形及び/若しくはリ
フォーミング、フライス加工、ドリル加工又はそれらの
任意の組み合わせのような多数の方法のうちの任意の方
法によって形成することができる。
有している吸収材料12を溝路に適用する。「実質的に
吸収性を有している」という用語は、厚さ及び材料の密
度が、X線の少なくとも90%(好ましくは、少なくと
も95%)が吸収されるように、X線の実質的な減衰を
招くのに十分であることを意味する。本発明の一実施例
では、溝路は真空状態で、溝路内に容易に溶融して流れ
込むことの可能な吸収材料で充填される。好ましい実施
例では、吸収材料は鉛−ビスマス合金で構成されてい
る。この他の実質的に吸収性を有している材料として
は、鉛、ビスマス、金、バリウム、タングステン、白
金、水銀、タリウム、インジウム、パラジウム、シリコ
ン、アンチモン、錫、亜鉛及びそれらの合金のような金
属がある。
な長さの時間の間に、吸収材料を溶融させて流し込むの
に必要とされる温度に基板材料が耐え得るように選択し
なければならない。図7は随意選択の接着促進材料34
で被覆された溝路26の側面断面図である。吸収材料の
接着を助けるために、溝路の表面に接着促進材料を形成
することができる。一実施例では、銅を十分な厚さに被
覆して、溝路の表面の上に実質的に連続的な被覆を形成
する。この他の適当な接着促進材料としては、例えばニ
ッケル及び鉄がある。基板の外面上の残留した接着促進
材料は、この時点で又は後の時点で、残留する吸収材料
と同時に除去することができる。
と同様な図である。ニューヨーク州、ブルックリンのベ
ルモント・メタルズ社から商業的に入手し得る合金は、
鉛44%−ビスマス56%の共晶であり、融点が125
℃である。鉛40%−ビスマス60%から鉛50%−ビ
スマス50%までの範囲も、共晶に近くて有利である。
これは、低融点の共晶を形成していると共に、125k
eVで3.23の質量吸収係数を有しており、この係数
は純粋な鉛の質量吸収係数(125keVで3.15)
よりも優れているので、好ましい充填材料である。鉛−
ビスマスの吸収材料と共に、プラスチックの非吸収性基
板材料を用いることは、吸収材料の低い融点で基板が安
定なままでいるため、有利である。
基板の外面上に残っている非吸収性材料は、例えば研
磨、フライス削り又は鉋削りのような方法によって除去
することができる。所望する場合には、格子を綺麗にし
又は包み込むために、研磨、塗布、積層、化学的なグラ
フティング、吹き付け、膠付け等のような種々の仕上げ
方法のうちの任意の方法を用いて、格子の全体的な保護
をしたり、又は格子に美観を持たせることができる。図
9は基板の表面及び吸収材料の表面に保護層38を被覆
した後の図8と同様な図である。この保護層は、基板に
ついて述べたのと同様な材料で構成することができる。
一実施例では、保護層38はポリエーテルイミドのよう
なプラスチックで構成されている。保護層は実質的に吸
収性を有していない材料で構成されており、基板及び吸
収材料の表面を引っ掻きから保護するのを助ける。更
に、保護層は、吸収材料が鉛のような金属を含んでいる
ときに、安全上の懸念に対しても有用である。
る基板の格子のプロトタイプを精密ダイス切りのこを用
いて作成した。10×10×0.5cmのサンプルの1
つの面に切り込んで、この面に、50μmの幅w、60
0μmの高さh及び10cmの長さl(w、h及びlは
図5(A)に示されている)を有している溝路を形成
し、線率は67本/cmにした。線は等間隔で設け、格
子比は6:1にした。
それに10トル未満の圧力をかけることにより、140
℃で、基板を鉛44%−ビスマス56%の合金で真空充
填した。基板を取り出して、周囲温度まで冷まし、その
後、滑らかに研磨して、過剰の金属又は漂遊金属を除去
した。装置を顕微鏡で検査し、溝路が完全に且つ一様に
充填されていることがわかった。
流れ込まなかった吸収材料が、集成体を加熱して吸収材
料を再び流動させることによって除去され得るという点
で、再加工が可能である。更に、この特徴を用いて、い
ずれかの格子を後で処分する前に、吸収材料を再生利用
(除去)することができる。このように除去することが
できることは、特に鉛が安全に関係する問題を引き起こ
す可能性のある場合に、及び基板材料のリサイクルを所
望する場合に有利である。
して説明したが、当業者には、種々の改変及び変更が考
えられよう。従って、特許請求の範囲は、本発明の要旨
の範囲内に属するこのようなすべての改変及び変更を包
括するものであることを承知されたい。
路の部分的な斜視図であり、図5(B)は吸収性を有し
ていない基板内の他な実施例の溝路の側面断面図であ
る。
在である基板支持面の側面断面図である。
ある。
様な図である。
された後の図8と同様な図である。
Claims (14)
- 【請求項1】 医療診断用放射線写真法に用いる散乱防
止X線格子を製造する方法であって、 溝路を内部に有している基板を設ける工程であって、前
記基板は、X線を実質的に吸収しない材料で構成されて
いる、基板を設ける工程と、 X線を実質的に吸収する吸収材料で前記溝路を充填する
工程を備えた医療診断用放射線写真法に用いる散乱防止
X線格子を製造する方法。 - 【請求項2】 前記溝路を内部に有している基板を設け
る工程は、プラスチック基板を薄い円形の刃を用いての
こ引きする工程を含んでいる請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 前記のこ引きする工程は、前記基板の1
つの面をのこ引きする工程を含んでいる請求項2に記載
の方法。 - 【請求項4】 前記のこ引きする工程は、前記基板の2
つの面をのこ引きする工程を含んでいる請求項2又は請
求項3に記載の方法。 - 【請求項5】 前記吸収材料で前記溝路を充填する工程
は、前記吸収材料を溶融させて、溶融させた該吸収材料
を前記溝路内に流し込む工程を含んでおり、前記基板
は、前記吸収材料の融点で安定なままでとどまることが
可能な材料で構成されている請求項1に記載の方法。 - 【請求項6】 前記溝路を吸収材料で充填する前に、前
記溝路の表面を接着促進材料で被覆する工程を含んでい
る請求項5に記載の方法。 - 【請求項7】 前記吸収材料は、鉛−ビスマス合金で構
成されており、 前記溝路を吸収材料で充填する前に、銅、ニッケル及び
鉄から成っている群から選択された材料である接着促進
材料を用いて前記溝路の表面を被覆する工程を更に含ん
でいる請求項5に記載の方法。 - 【請求項8】 前記溝路を内部に有している基板を設け
る工程は、少なくともいくらかの角度の付いた溝路を設
ける工程を含んでいる請求項1に記載の方法。 - 【請求項9】 溝路を内部に有している基板であって、
X線を実質的に吸収しない材料で構成されている基板
と、 前記溝路内に設けられている吸収材料であって、X線を
実質的に吸収する材料で構成されている吸収材料とを備
えた医療診断用放射線写真法に用いる散乱防止X線格
子。 - 【請求項10】 前記基板は、前記吸収材料の融点で安
定なままにとどまることが可能な材料で構成されている
請求項9に記載の格子。 - 【請求項11】 前記基板は、プラスチックで構成され
ており、前記吸収材料は、鉛−金属合金で構成されてい
る請求項9又は請求項10に記載の格子。 - 【請求項12】 前記基板は、プラスチックで構成され
ており、前記吸収材料は、60%から50%までの範囲
のビスマスと、これに対応した40%から50%までの
範囲の鉛とで構成されている請求項9から請求項11ま
でのいずれか一項に記載の格子。 - 【請求項13】 前記吸収材料の高さと、前記溝路の間
の距離との比は、2:1から16:1までの範囲であ
り、1センチメートル当たりの前記溝路の線率は、30
から300までの範囲である請求項9から請求項12ま
でのいずれか一項に記載の格子。 - 【請求項14】 前記基板と前記吸収材料との間に接着
促進材料を更に含んでいる請求項9から請求項13まで
のいずれか一項に記載の格子。
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