138 奥 羽 大 歯 学 誌 11:
ト ピ ッ ク ス
後方散乱X線 画像
電 磁 電 離 放 射 線 は 物 質 と相 互 作 用 す る際 に主 に コ ン プ トン効 果 に よ り散 乱X線 を生 じ るが ,X線 診 断 に お い て は,散 乱X線 は 画 質 の 低 下 を も た ら す カ ブ リ とな り,厄 介 者 扱 い され,グ リ ッ ドの使 用 な ど散 乱 線 除 去 の 工 夫 が され て い る。 しか しこ こで 紹 介 す るの は散 乱X線 か ら有 用 な画 像 を取 り 出 す 方 法 論 とそ の 応 用 で,す で に 数 年 前 か ら空 港 や税 関 で も使 用 され て い る と い う もの で あ る。
空 港 の 手 荷 物 検 査 でX線 が使 用 され て い るの は 周 知 の 通 りで あ る が,医 学 で は骨 塩 量 測 定 で な じ みの深いDEXA(DualenergyX‑rayabsorptiometry) 法 が 近 年 こ の 手 荷 物 検 査 に も応 用 され て お り,形 の み な らず,減 弱 係 数 を計 測 し,定 性 的 に組 成 も
あ る程 度 推 定 で き る よ うに な っ て い る。 す な わ ち 波 長 の異 な る2つ の エ ネ ル ギ ー を持 つX線 ビー ム を照 射 し,そ れ ぞ れ のX線 吸 収 率 の 差 か ら減 弱 係 数 を計 測 し,カ ラ ー表 示 で 検 査 を行 っ て い る。 し か し,こ の 方 法 で も プ ラ ス チ ッ ク爆 弾,麻 薬 ・覚 醒 剤 な ど,原 子 番 号 が 低 く,X線 に対 して 透 過 性 の 高 い物 質 に対 して は,検 出 は 難 しい 場 合 もあ っ た 。
原 子 番 号 の 低 い 物 質 はX線 透 過 性 が 高 い 反 面, コ ン プ トン散 乱 を生 じや す い性 質 が あ り,数 年前 か ら これ らの 物 質 で も有 効 な撮 影 技 術 が 開 発 され 応 用 され て い る の が,後 方 散 乱X線 画 像 で,こ の 撮 影 装 置 は,手 荷 物 用,人 体 用,乗 用 車 ・ トラ ッ ク 用,コ ンテ ナ 用,な ど,各 用 途 に応 じて 開 発 さ れ,す で に製 品 化 され て い る1)〜6)。
AmericanScienceandEngineering(AS&E)の
開 発 し たBodySearchTM1)6)は 人 体 の 撮 影 用 で, X線 発 生 装 置,ペ ン シ ル ビ ー ム ス キ ャ ン を す る た め の コ リメ ー タ ー と チ ョッパ ー,透 過 エ ック ス 線 の検 出 装 置 と,後 方 散 乱 線 の 検 出装 置,画 像 構 成 用 の コ ン ピ ュ ー タ お よ び モ ニ タ ー か ら構 成 され て い る 。X線 は細 い ペ ンシ ル ビ ー ム と な っ て,身 体 を一 方 向 か ら く ま な くス キ ャ ン し,同 時 に透 過X 線 と散 乱X線 を測 定 す る 。 散 乱X線 は 後 方 に2列 に配 置 した 大 型 の検 出器 で検 出 され,強 度 分 布 が モ ニ ター 上 に輝 度 変 換 され 画 像 化 され て い る 。 ペ ン シル ビ ー ム を さ ら に細 くす れ ば 分 解 能 は 向上 し,
(24)
歯科放射線診断学講座 鈴 木 陽 典
散 乱 線 検 出 装 置 の 効 率 を上 げれ ば,被 曝 線 量 は さ ら に軽 減 可 能 とな る。
装 置 の 大 き さは,長 さ3.2m,高 さ3m,幅1m ほ ど で,こ の 装 置 の 所 定 の 場 所 に10秒 ほ ど立 っ て い る だ けで,撮 影 は終 了 す る。 正 面 像,後 面 像 の 撮 影 で も 向 き を変 え る 時 問 を 合 わ せ て も40秒
く らい で終 了 す る 。 衣 服 に 隠 して い る拳 銃 な どの 武 器,薬 物,爆 発 物 な ど が 明 瞭 に描 出 され る の み な らず,身 体 の表 面 形 状 も描 出 され る。被 曝 線 量 は, 一 面 撮 影 あ た り0.05μSvで,こ の 線 量 値 は,胸 部X線 撮 影 で は 一 枚 あ た り30〜100μSv,自 然 放 射 線 で も一 日で8μSvで あ る こ と か ら,非 常 に少 な い と して い る。米 国 で は 刑 務 所5),空 港 な ど で使 用 され て い る。空 港 へ の 導 入 に 関 して は,対 テ ロ の 必 要 性 の 一 方 で,裸 体 に近 い 画 像 が得 られ る こ と か ら,対 テ ロ と プ ラ イバ シ ー保 護 の両 面 か ら慎 重 に検 討 され て き た が,9.11以 降,導 入 に 拍 車 が か か っ た よ うだ 。
医学 へ の 応 用 に お い て は,人 体 深 部 の 映 像 化 で い くつ か の 問題 点 が あ る が,表 層 の 診 断 に は 有 効 で,2005年 で の 報 告4)で は,胸 部,中 耳,皮 膚 の 黒 色 腫 な どの 診 断 へ の 応 用 や,シ ミュ レー シ ョン に よ り検 討 す る と,比 較 的 密 度 の高 い 物 質 の 表 層 か ら5cmく らい の 画 像 化 に 用 い る こ と が 出 来 る と して い る。 近 い将 来,X線 診 断 に お い て,従 来 の 透 過X線 画 像 に加 え て,後 方 散 乱X線 画 像 を合 わ せ て診 断 す る領 域 が 出 現 す る か も知 れ な い 。
文 献
1)http://www.epic.org／privacy／airtravel/backscatter/
2)http://www.as‑e.com 3)http://www.rapiscan.com
4)http://spie.org/x648.xml?pf=true&product ̲id=
595507
5)http://www.tsa.gov/research/privacy/backscatter.
shtm
6)deMoulpied,DavidS.;Rothschild,PeterJ.;
Smith,GeraldJ.X‑rayBodySearcheliminates stripsearchinMontanaprisonProc.SPIEVol.
3575,p.175‑1811998.
