医療X線被曝を低減するための散乱線の積極的利用

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京都工芸繊維大学工芸学部電子情報工学科・金森研究室のX線スペクトル測定用の設備を利用し、散乱X線スペクトルの測定を行った。実験は、実際のX線診断での条件を考慮して、照射野の面積、アクリル被写体の厚さ、散乱X線の最大入射角(円錐形コリメータのエッジ角度)をさまざまに組み合わせて行った。管電圧はごく一般的に使用される70kVを選択した。検出器には、大きな散乱角のX線光子も検出できるように、結晶の直径が大きい(35.7mmφ)Ge検出器を使用した。アクリル被写体のビーム軸中心上に鉛ディスクをつけて、散乱線だけのスペクトルを、鉛ディスクを外して、散乱線と直接線を合わせたスペクトルを測定し、引き算を行って、直接線のスペクトルを求めた。この測定で得た散乱線と直接線のX線スペクトル分離データ(数値データ)を、備品として購入した高速のパーソナルコンピュータで効率よく補正計算を行って、全光子数、平均光子エネルギー、全光子エネルギー、照射線量、増感紙・フィルム系での相対蛍光量および散乱線含有率、等の諸量を求めた。本実験配置で求めたX線スペクトル分離データは、画像記録面のある一点に入射するX線光子のエネルギー、個数、角度分布の情報を含んでいる。そこで、アクリル被写体中にX線透過率がわずかに異なるような簡単なモデルを想定して、実験で求めた散乱線含有率をX線写真のコントラストと結び付けた。さらに、人間の最小識別コントラストを考慮して、診断に支障がなく、かつ、被曝線量が最小になる場合の散乱線含有率と、その場合の被曝線量をアクリル被写体での表面線量から近似的に求めることができた。