Radiation shielding composition and method for manufacturing same

本発明は一般的には、放射線を遮蔽する組成物及び方法に関し、さらに具体的には、Ｘ線システム用の放射線遮蔽組成物及びその製造方法に関する。

Ｘ線発生器、例えば管ヘッド（ハウジング内にＸ線管と発生器とを有するもの）は、特に医療撮像において高品質のＸ線を発生するコンパクト型線源として広く用いられている。

Ｘ線発生時に、Ｘ線管は、Ｘ線照射を必要とする焦点スポット又はＸ線アパーチャの周囲の全方向にＸ線を発生する。 しかしながら、Ｘ線放射の被曝は、低レベルであってもＸ線環境にある利用者又は操作者に望ましくない健康上の影響を招き得る。

新式のＸ線発生システムはしばしば、特に骨密度測定において臨床上の要件を遵守するために投与線量にドリフトのないＸ線を発生するように構成されている。 さらに、規制による要件が、Ｘ線源表面又は線源から所定の距離での放射線漏れ仕様を約０ミリレントゲン〜２ミリレントゲン毎時とすることを要求している。

このように、健康への弊害から利用者／操作者を保護するために、十分な遮蔽及びこれによる例えば焦点スポット又はＸ線アパーチャ以外の位置でのＸ線放射の被曝の防止が必要となる。

Ｘ線発生器の設計、開発及び製造時には、標準的な較正済み線量計を用いて測定される放射線漏れは典型的には、発生器機器表面では数ミリレントゲン〜数十ミリレントゲンにわたる。 一般的には、発生器機器表面からの放射線漏れの補正及びこれによる制御を頻繁に行なって、規制要件を遵守し、従って制御された安全なＸ線環境を提供する。

従来、Ｘ線発生器の設計及び開発時には、成形鉛、黄銅、鉛の複合材等から構築されるテープ及びシートの形態の付加的な遮蔽を設けることにより、発生器機器表面からの放射線漏れの補正を行なっている。 含鉛シートを用いると放射線漏れを実質的に補正することが可能になるが、この工程には（ｉ）機器の取り外し、再加工、及び含鉛シートの追加と機器の再組立と再試験、（ii）含鉛シートの取り扱い時に弊害を蒙る危険性、（iii）パッケージの美観の低下、（iv）重量増大、断熱油の汚染及び生産性低下、並びに（ｖ）コンパクト型Ｘ線発生器での空間の制限が伴う。

このように、（ｉ）特に設計及び開発時の発生器機器表面からの放射線漏れの迅速な補正、（ii）取り扱い時の危険性の実質的な解消、（iii）発生器パッケージの美観の改善、（iv）重量増大の実質的な解消、並びに（ｖ）空間の制約の解消を提供するようなＸ線遮蔽組成物及び方法が必要とされている。

一実施形態では、放射線遮蔽組成物が、予め決められた粒度の酸化鉛又は鉛複合材と、接着剤とを、自由流動形態で含んでなる。

もう一つの実施形態では、放射線遮蔽組成物を製造する方法が、予め決められた粒度の酸化鉛又は鉛複合材と接着剤とを予め決められた比で混合するステップと、実質的な均一性が得られるまで混合物を攪拌するステップと、を含んでおり、得られる混合物は自由に流動することが可能である。

さらにもう一つの実施形態では、Ｘ線システムが、Ｘ線源と、このＸ線源のための密閉容器と、この密閉容器に塗工されている自由に流動することが可能な放射線遮蔽組成物とを含んでいる。

様々な範囲の組成物、方法及びシステムについて本書で説明する。 この節に記載した観点及び利点に加えて、さらに他の観点及び短所は以下の図面及び詳細な説明を参照することにより明らかとなろう。

以下の詳細な説明では、本書の一部を成す添付図面を参照し、図面では、実施され得る特定の実施形態を説明のために示している。 これらの実施形態は、当業者が実施形態を実施することを可能にするように十分に詳細に説明されており、他の実施形態を用いてもよく、また実施形態の範囲から逸脱せずに、論理的変形、機械的変形、電気的変形及び他の変形を施し得ることを理解されたい。 従って、以下の詳細な説明を限定する意味で解釈してはならない。

本発明の様々な実施形態は、医療撮像に用いられるＸ線発生器のための放射線遮蔽組成物を提供する。 Ｘ線発生器の一例には、ハウジング内にＸ線管及び発生器を含んでいる管ヘッドがある。 医療撮像での用途の例としては、骨密度測定、ＣＴ走査、可動型放射線撮影、手術用Ｃ字形アーム、可搬型Ｘ線システム等がある。

但し、実施形態はこのように限定されている訳ではなく、例えば警備用スキャナ、産業用検査システム、γ線検出器、並びに他の様々な核医学装置及びＸ線装置のような他のシステムと共に実施形態を具現化してもよい。

様々な実施形態では、酸化鉛と接着剤とを含んでおり、得られる混合物が自由流動することが可能であるような放射線遮蔽組成物が提供される。 具体的には、組成物は、予め決められた粒度の酸化鉛と接着剤とを含んでおり、放射線を遮蔽するために自由流動形態として構成される。

但し、他の実施形態では、放射線遮蔽組成物が、酸化鉛に代えて又は酸化鉛に加えて、鉛複合材を含んでいてもよい。 例えば、鉛複合材は、黄銅、バリウム、カドミウム、チタン及びタングステンから成る群から選択される少なくとも一つの要素を含んでいてよい。

一実施形態では、酸化鉛の粒度は約３００メッシュ〜９００メッシュの範囲にある。 酸化鉛及び接着剤の比は約２：１である。

もう一つの実施形態では、鉛複合材の粒度は約３０メッシュ〜１００メッシュの範囲にある。 鉛複合材及び接着剤の比は約２：１である。 一つの例では、接着剤はエポキシ樹脂を含んでいてよい。 他の例では、接着剤がエポキシ及び樹脂を実質的に等比で含んでいてもよい。

尚、本発明による放射線遮蔽組成物は、軽量の溶液を提供し、従来のブラシ若しくはアプリケータのような単純な工具を用いて、又はスプレー缶のような加圧源から、Ｘ線機器に塗工し得ることを特記しておく。 これにより、操作者の特殊な技能を必要とせず、扱い易さが向上する。

また、本発明による放射線遮蔽組成物を、空間の制約、並びに電気的及び機械的なクリアランス制限のため鉛シートを挿入することが不可能なＸ線機器と共に用いてもよいことを特記しておく。

もう一つの実施形態では、放射線遮蔽組成物を製造する方法が、予め決められた粒度の酸化鉛又は鉛複合材と接着剤とを予め決められた比で混合するステップと、実質的な均一性が得られるまで混合物を攪拌するステップと、を含んでおり、得られる混合物は自由に流動することが可能である。

一実施形態では、酸化鉛の粒度は約３００メッシュ〜９００メッシュの範囲にある。 酸化鉛及び接着剤は、約２：１の比で混合される。

もう一つの実施形態では、鉛複合材の粒度は約３０メッシュ〜１００メッシュの範囲にある。 鉛複合材及び接着剤は約２：１の比で混合される。

一つの例では、接着剤はエポキシ樹脂を含んでいる。

他の例では、接着剤は、発熱反応が起こり始めて混合物の温度が実質的に上昇するまで実質的に等比で混合されるエポキシ及び樹脂を含んでいる。

尚、樹脂及びエポキシは、乾燥後に均一性及び実質的な硬度を達成するように実質的に等比で混合されることを特記しておく。

また、粒子形態の鉛を接着剤と共に用いて、本発明による得られる混合物が自由流動形態にあるようにすると、Ｘ線を遮蔽するための鉛シートの利用を不要とすることが可能になることを特記しておく。

本発明による自由流動性の放射線遮蔽組成物は、再加工時間を大幅に短縮することにより生産性を高める。

さらにもう一つの実施形態では、Ｘ線システムが、Ｘ線源と、Ｘ線源のための密閉容器とを含んでいる。 密閉容器は、自由流動性を含む放射線遮蔽組成物の皮膜を含んでいる。

例えば、皮膜は約０．２ｍｍの厚みを含んでいてよい。

図１は、遮蔽を用いない場合のＸ線画像の一例１００を示す。

図２は、本発明による２．５ｍｍ厚の自由流動性放射線遮蔽組成物の皮膜によって遮蔽されているＸ線画像の一例２００を示す。

尚、本発明による約２．５ｍｍの放射線遮蔽組成物の皮膜は、５０００ｍＲまでのＸ線量を遮蔽し得ることを特記しておく。

例えば、約１２ミクロンの厚みでは約１ｍＲ〜１０ｍＲのＸ線量を遮蔽することができる。

もう一つの実施形態では、放射線遮蔽組成物の皮膜は、放射線遮蔽組成物の上にラッカー、ワニス及びエポキシ塗料の少なくとも一つの皮膜を含んでいてもよい。

一実施形態では、放射線遮蔽組成物は酸化鉛と接着剤とを含んでいる。

一実施形態では、放射線遮蔽組成物は鉛複合材と接着剤とを含んでいる。

尚、本発明による自由流動性の放射線遮蔽組成物を用いたＸ線発生器は、嵩高くまた発生器の熱特性を低下させる鉛シートを用いていないことを特記しておく。

例えば、診療所及び病院のＸ線室やＸ線試験用の金属密閉容器のような密閉室内では損害が生じていた。 漏れを遮蔽し又はＸ線を吸収するために、鉛エプロンを本発明による放射線遮蔽組成物で被覆することができる。

このように、本発明の様々な実施形態は、放射線遮蔽組成物及びその製造方法を記載している。 本発明のさらに他の実施形態は、Ｘ線システムを記載している。

様々な特定的な実施形態で本発明を説明したが、当業者には改変を施して本発明を実施することは明らかであろう。 しかしながら、かかる全ての改変は、特許請求の範囲内にあるものと看做す。

遮蔽を用いない場合のＸ線画像の一例を示す図である。

本発明の一実施形態による放射線遮蔽組成物によって遮蔽されているＸ線画像の一例を示す図である。

符号の説明

１００ 遮蔽を用いない場合のＸ線画像 ２００ 放射線遮蔽組成物の皮膜を設けた場合のＸ線画像