3 5
散乱
X
線除去用グリッドの傾斜が写真濃度に及ぼす影響川崎医療短期大学 放射線技術科
北山 彰 荒 尾 信一 西 村 明 久
（平成 元 年
8月2 8
日受理）E f f e c t s o f I n c l i n e o f A n t i ‑ s c a t t e r G r i d o n P h o t o g r a p h i c D e n s i t y
A k i r a KITAYAMA , S h i n i c h i ARAO a n d A k i h i s a m S HIMUR A
D epa r t m e n t o f R a d i o l o g i c a l T e c h n o l o g y , K aw
⑮a k i C o l l e g e o f A l l i e d .H e a l t h Prof e s s i o n s Kur
⑮h i k i , Okayama 7 0 1 ‑ 0 1 , Jap an
( R e c e i v e d o n Aug . 2 8 , 1 9 8 9 )
Key words :
散 乱X線除 去 用 グ リ ッ ド ， 写 真 濃 度 ， グ リ ソ ド 比，集 束 距 離概 要
散乱X線除去用グリッドがX線束中心軸に対し傾斜したときのフィルム上の任意の点におけるグリッドの入 射 X線透過率を求める計鐸式を考案し， グリッドの傾斜が写真濃度に及ぼす影棉および胸部ポータプル撮影で のグリッド使用について検討した。その結果， グリッドが傾斜してもフィルム上に診断に影糊するような写真 浪度差を生じさせないためには，グリソドの躾束距離と等しい撮彩距離において， グリッド比の小さいグリ・ノ
ドを使用することが望ましいことが解った。また，胸部ポータブル撮影におけるグリソドの最大許容傾斜角度 は，集束距離
1 0 0 c m ,
グリッド比5
のグリッドであれば約4 5
゜，グリ ッド比が8
であれば約3
゜であること， 撮影距離が1 4 0 c m
のときには集束距離が00のグリソドよりも躾束距離が1 0 0 cm
のグリソドの方が有効である ことも解った。1 .
は じ め に近 年 ， 老 人 性疾 患 の 増加あるいは中心栄 養 静 脈法などの胸部チュープ挿入患者の増加に伴い，
病 室 で の ポ ー タ ブ ル 装 置 に よ る
X
線 撮 影 の 回 数 が徐々に増加している。病 室 で の ポータ プ ル 撮 影 で 最 も 頻度の多いも のは胸部仰臥位撮影であり，低 圧 撮 影 を 行って いる施設がほとんどである！）。しかし，ポ ー タ ブ ル 装 置 に よ る 胸 部 撮 影 に お い て も ， 一 般 の 胸 部 撮 影 と 同 様 に，診 断 能 の向上，被 曝 線 量 の 軽 減 あ る い は 撮 影 時 間 の 短 縮 な ど を 目 的 と し た 管 電 圧
9 0 ‑l OO k V
の 準 高 圧 撮 影 が 推 奨 さ れ て い る2,3)0低圧撮影であれば散乱
X
線除去用グリソド（以 後 ， グ リ ッ ド と 略 す）は 必 要 な い が ， 準 高 圧 撮 影 を 行 う の であれば ， 被 写 体 か ら の 散 乱 線 を 除 去 し 画 質 を 高 め る た め に，グリッド比 が810
のグリッドを使 用することが必要 で あ る 匁 し かし，ベッド上にてグリソドを使用する場合には，
グ リ ッ ド の 傾 斜 が 起 因 す る フ ィ ル ム の 周 辺 部 位 で の 写 真 濃 度 の 低 下 お よ び 左 右 の 写 真 濃 度 差 が誤診の原因となる可 能 性があるため， グリッ
ドの使用には十分の注意が必要である。 よ っ て ， 今 回 我 々 はX線 束 中 心 軸 に 対しグリ ッドが傾斜した と き の フ ィ ル ム 上 の 任 意 の 点 で の グ リ ッ ド に対す る 入 射
X
線 透 過 率 を 求 め る 計 算式を考案し，種 々 の グ リ ッ ド に つ い て 計 算 を 行 い，グ リ ッ ド の 傾 斜 が 写 真 濃 度 に 及 ぼ す 影 響 および胸部ポータブル撮影においてグリ ッドを 使 用 す る 場 合 の 許 容 傾 斜 角 度 な ど に つ い て 検 討 し， 若干 の 知 見 を 得 ， 考 察 を 加 え た の で 報 告 す る。2.
理 ︱ ‑＝
ロ 仝洲X線 束 中 心 軸 に 対しグリッド面が傾 斜 し た 場 合に，入 射X線が グ リ ッ ド の 鉛 箔 で 吸収され 滅
3 6
北山 彰 ・荒尾信一•
西村明久( X‑ray beam )
uo qc 1p cJ t CJ JU
>: )
pこ3
F i g . I Schematic diagram t o s ho w ho w t h e X‑
ray beam rea c h the X ‑ r a y f i l m through a p a r a l l e l a n t i ‑ s c a t t e r g r i d
少する割合からフィルム上の任意の点での入射 X線のグリ ッドに対する透過率を求める方法を 考案した。
平行グリッドにおいて
X
線 が グ リ ッ ド の 鉛 箔 間を通りフ ィ ル ム に 到 達 す る 様 子 をF i g . 1に
示す。
ここでグリッドの鉛箔間
a b
を通りX
線フィ ルム上の任意の点s
に到達するX
線について考 えると，X
線と鉛箔面のなす角qは，
フィルム 上の点s
に入射するX線とX線束中心軸とのな す角をp,
グリッドの鉛箔a
とX
線束中心軸と のなす角 （最大 X線入射角）を 0とすると，q=p‑e [ ・ J •··· · ···· ·· ··· ·· ( l l
で求めることができる。ただし，図中 X線束中
心軸より右側に開く角度を＋とし，p
は，p = tan ― 1 ( x / SID )
x:
グリッド中央からsまでの距離 SID :
撮 影 距 離( X
線管焦点ーフィルム間 距 離）
0は，グリッドが平行グリ ッドの場合，
0
= a
a :
グリッドの傾斜角 グリッドが集束グリッドの場合，0=a+tan ―
I( x /
f。)f
。：グリッドの集束距離 である。また，
X
線が鉛箔に吸収されることなくフィ ルムに到達できる最大角（有効最大角）r
は，r = tan ―
1( 1 / R ) ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ( 2 ) R:
グリッド比 （鉛箔の高さ／鉛 箔 の間隔）
で求めることができる。
よって，フィルム上の任意の点
s
において人 射X
線がグリッドの鉛箔に吸収されずフィルムに到達できる割合
Kは ( 1
),(2)式より，K=(l‑lq / r l )X l00[%] ····•···· ( 3 )
となる。ただし,￨ q / r I~ 1
のとき，K = Oで
ある。この計算式を用い，グリッドが傾斜したとき
( 0, 2 , 4, 6
゜） の グリッドに対する入射X
線透過率の変化を平行グリッドおよび集束グリッドについて求めたものが
Fi g . 2および Fig.3
である。Fig.2は集束距離
CX)，グリ ッド比5の
平行グリッド，Fi g .3は集束距離 80c m ,グリッ
ド比10の集束グリッドを考え，撮影距離
120c m
□ / ＾ ／ ¥
2 0 0 1 0 0 0 1 0 0 2 0 0 ( L t . ←） Distanc e from t h e m i d i i n e o f g r i d ( mm ) （ → R t . )
Fig . 2 Relationship between ea c h p o i n t in
these regions and transmission p e r ‑
centage of primar y beam w i t h a p a r a l ‑
l e i a n t i ‑ s c a t t e r g r i d . ( obtained from
ca l c u l a t i o n method )
散乱
X
線除去用グリッドの傾斜が写真濃度に及ぼす影響37
F o c u s s ; n g d i s t a n c e : 8 0 cm C r i d r a t i o : I O
InLSm e u o t p
cr f
ヽ. mnfo
m l.
5 1 0 a e d p o
ヽ
︑ で
1 0 0
o d C h
三． ︑
︑
g c
e a s o n m
(
ヽr
︑
﹀
i
e e n t
r a b e
a I d
ヽ
ヘ ロ
e n s e d a
． ︒
．々
さ ＼
％
ウ＼/e 裕
％
／ 忍 ︑
2 00
（ → R t . )
で計算を行った。
なお，グリッドの鉛箔の原さ，鉛箔を通過す る入射
X
線， 中間物質による吸収および散乱線 は考應していない。3 . 実 験 お よ び 結 果
前述の理論を証明するために実験を行った。
実験配置図および使用した装置，器具を
Fi g . 4
に示す。撮 影 条 件 は 90
k
Vの管電圧にてフィルムの最E 0
oi
1 :
O I S
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こ ー
1 x
A c r y l 5 cm t h i c k n e s s ( e q u i v a l e n t o f c h e s t )
二二芦弓＿
( I n c l i n e d a n g l e o f g r i d , a ) Fi g . 4 Arrangement for measurement .
高濃度が1.
6士 0 . 3
となるようにm
Asを調節し た。フィルム上の各点での入射X
線透過率は，写真濃度を特性曲線にてX線強度に変換した後， 一番写真濃度の高い点における
X
線試を1 00
とし た相対1
直で表した。得られた結果を
Fi g . 5 , Fi g . 6
に示す。Fi g . 5
は集束距離1 30 c m‑ ( X )
，グリ ッド比5 '
グリ ッド密度
34 lin es / c m
の平行グリ ッドを使用した とき，Fi g . 6
は集束距離80c m,
グリ ッド比1 0 ,
グリ ッド密度40 Li nes / c m
の 集 束グリッドを使 用したときに得られた結果である。F o c u s s i n g d i s t a n c e , 1 3 0 c m ‑o o G r i d d e n s i t y , 3 4 l i n e s / cm
[ 1 0 0 1Gr d o / a t ／ 三 □ / 口 ／
] 5 0
゜ 2 0 0 1 0 0 0 1 0 0
( L L
←）D ; s l a n c e f r o m t h e m ; d t ; n c o f g , ; ‑ d ( mm ) Fig . 5 Relationship between each point 1 n
these regions and transmission per ‑ c entag e of primar y beam with a para!‑
l e i ant i ‑ s c atter grid . ( obtained from measur e ment method )
2 0 0
（
→Rt . )
F o c u s s ; n g d ; s t a n c e , 8 0 c m G r ; d d e n s ; t y , 4 0 J ; n e s / c m G r i d r a t i o : I O
/ 、/＼伶，
x
/＼＼ ¥、 □
夏，
％．
, ,
t ゜
2 0
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st e a a
‑ ＇
a s t D a e ̲
e n d h e e e R t c s m
． ．
6
〇↑g ゜
2し0 0
0
‑ i F 0 5 I
ー︵
︵訳
︶
38mu3U﹂0duo,ss,ESUCJJ・
Anli•Scaller g r i d S c r e e n ‑ him s y s t e m
( FS+RX )
4.
考察
4 . 1 実験に対する考察
計算式を用い求めた
Fig. 2 , Fig . 3
の結果（理3 8
北山 彰・荒尾信ー・西村明久論 値 ） と ， 実 験 に よ り 求 め た
Fig .5 , Fi g . 6の
結果（実験値）を比較すると， グ リ ッ ド が 傾 斜 し た と き に 入 射X
線 透 過 率 が 最 大 と な る 点 の フ ィ ル ム 上 で の 位 握 ， お よ び そ の 点 か ら の 高 透 過 率 部 位 で の 透 過 率 の 減 少 具 合 は ， 平 行 グ リ ッ ド( Fig. 2 , Fig. 5 )
，集束グリッド(Fig. 3 , F i g . 6 )
と も に よ く 一 致 し て お り ， 今 回 考 案 し た 計 算 式 が正しいことが実証できた。ただし，低 透 過 率 部 位 で の 透 過 率 の 減 少 具 合 に つ い て は 理 論 値 と 実 験 値 と に 若 干 の 違 い が あ るが， こ れ は 理 論 値 で は 散 乱 線 お よ び 鉛 箔 を 通 過 す る 入 射X線 を 考 胞 し て い な い こ と ， 実 験 値 で は 入 射X線 の 鉛 箔 で の 吸 収 が 多 い ほ ど 鉛 箔 か ら の 散 乱 線 が 増 加 し ， 写 真 濃 度 が 一 次 線 の み の 濃 度 よ り も 上 昇 し た こ と ， ま た 実 験 値 は 写 真 濃 度 か ら 入 射
X
線 透 過 率 を 求 め た た め ， フ ィ ル ム に 存 在 す る ベ ー ス ＋ か ぶ りi
農 度 に よ り 入 射X
線 透 過 率 が0
ま で 下 が ら な かった こ と な ど が 原 因と考えられる。
4.2胸 部 ポ ー タ ブ ル 撮
影 でのグリッド 使 用 に 関 す る 理 論 的 考 察今 回 考 案 し た 計 算 式 を 用 い ， グ リ ッ ド の 傾 斜 が 写 真 湿 度 に 及 ぼ す 影 孵 に つ い て 考 え る こ と に よ り ， 胸 部 ポ ー タ ブ ル 撮 影 に グ リ ッ ド を 使 用 し た 場 合 の グ リ ソ ド の 最 大 許 容 傾 斜 角 度 な ど に つ い て 理 論 的 考 察 を 行った。
種 々 の 撮 影 距 離 に お い て
2 , 3
の異なったグ リソドを使用したときの，グリソド中央から左右10cm
離れた点でのグリッドの碩斜角度に対する 入 射X線 透 過 率 を 計 算 に よ り 求 め Tabl e1に示
した。（左 右 の 肺 の 中 心 が 正 中 線 よ り 左 右
10c m
の距離にあると仮定した）
Tabl e 1より， X
線 束 の 中 心 とグリッドの中 心とを一致させ， グリッ ドの集束距離に等しい 撮 影 距 離 で 撮 影 を 行 な え ば，グリッドが傾斜し て も フ ィ ル ム の 左 右 で の 写 真 濃 度 に 差 は 生 じ な い こ と が 解 っ た。撮 影 距 離 が
1 20c m
あるいは14 0c m
では，グリ ッド比 が 同 じ で あ れ ば ， 集 束 距 離100c mの 集 束
グ リ ッ ド の 方 が 集 束 距 離00の平行グリッドより も有効であり，また，集束距離が同じ100cmの
グ リ ッ ド で あ れ ば グ リ ッ ド比 が 小 さ い 方 が 有 効 で あ る こ と も 解った。今回用いた増感紙ーフィルム系では，特性曲線 よ り ， 写 真 濃 度1.
2
付 近 に お い て 写 真 濃 度 を0. 1
変化 さ せ る には， 約13％のX線 醤 の 変化 が 必要 である。また，人間の 目 で 識 別 で き る 最小 濃 度 差は0 . 0 8
程度と言わ れ て い る が4)，実 際 の 臨 床 胸 部 写 真 に お い て 目 で 識 別 で き ， 診 断 に 影 響 す る で あ ろ う 写 真 湿 度 差（最大許容濃度差）を0 . 3
と 考 え る と ， フ ィ ル ム 上 に お け る 入 射X
線 透 過 率 の 変 化 が 約40％ 以 内 で あ れ ば グ リ ッ ド の 傾 斜 は 許容できると考えられる。したがって
Table1より，撮影距離 100cmで
集 束 距 離100 cm
の グ リ ッ ド を 使 用 す る 場 合 の グ リッドの最大許容傾斜角度は， グ リ ッ ド 比 が5
の グ リ ッ ド で あ れ ば 約4‑ 5
゜，グリッド比 が8
の グ リ ッ ド で あ れ ば 約3
゜となる。これは，葉山 ら の 視 覚 的 官 能 検 査 法 に よ る 結 果＂と よ く 一 致 している。ま た ， 集 束 距 離
100cm
のグリ ッ ド を 撮 影 距 離120cmで使用するときは，撮影距離 100c m
で 使 用 す る と き よ り も，最 大 許 容 傾 斜 角 度 が 約° 1
T a b l e I Transm i s s i o n percentages at t he p o i n t s o f 1 0 c m r i g ht and l e f t f a r from the mid l i n e o f each a n t i ‑ s c a t t e r g r i d . ( obtained from c a l c u l a t i o n method )
I n c l m e d SID= 1 0 0 c m S ID = 1 2 0 c m SID= 1 4 0 c m a n g l e
①R =5
②R=8
③ R=5 ④ R =8
⑤R=8
⑥R=5
⑦R =8
⑧ R=8o f gnd f 。 =100cm f 。 =100c m f 。 =100c m f 。 =100c m f 。 =
OOf,= 100cm f,=l O O c m f 。 =
00[・]
Lt Rt Lt Rt Lt Rt L t . R t . L t . R t . L t . R t . L t . Rt Lt Rt
゜ 1 2 1 0 9 82 0 1 . . 0 1 2 3 9 82 0 1 0 . . 0 2 3 1 0 8 7 6 1 0 . . . 0 0 9 1 8 0 7 1 0 6 9 9 . . 0 0 9 9 0 1 9 . . . 7 6 6 7 9 8 1 2 3 9 8 . . 6 8 8 99 5 6 3 5 7 8 3 72 8 6 . . 7 7 1 6 3 3 9 5 . . 2 2 2 6 4 3 1 3 7 3 9 . . 2 3 9 8 5 5 6 7 8 4 7 . 6 68 5 6 . . 7 8 0 9 9 7 1 7 4 . 7 4 , 3 3 6 7 7 3 9 . . . 3 2 3 28 4 1 2 4 6 4 . 6 6 56 7 0 2 7 . 6 7
3 7 3 . 5 7 3 . 5 5 7 . 9 5 7 . 9 8 1 . 9 6 5 . 1 7 1 2 4 4 6 0 . 0 7 5 . 3 8 7 8 5 9 . 2 8 0 . 6 3 5 . 2 0 . 6 8 4 7 4 6 4 . 6 6 4 . 6 4 3 . 9 4 3 . 9 7 3 . 0 5 6 . 2 5 7 . 2 30 6 0 . 0 8 9 3 7 9 . 0 5 0 . 3 66 6 2 1 2 0 . 0 98 7 SID: S o u r c e i m a g e r e c e p t e r d i s t a n c e
R: G r i d r a t i o
f 。 :Focussing d i s t a n c e
散 乱
X
線 除 去 用 グ リ ッ ド の 傾 斜 が 写 真 濃 度 に 及 ぼ す 影 響39
小さく，撮影距離が
1 40c m
で使用するならば，最 大 許 容 傾 斜 角 度 は さ ら に 約
1
゜小さくなること が解った。なお，大角サイズのグリッドを使用したとき の傾斜角度
3
゜とは，グリッド左右の高低差では 約2c m ,
傾斜角度5
゜であれば高低差 約3 c m
であ るが，葉山らは，傾斜角度3
゜でほぼ認識でき，傾 斜 角 度
5
゜であれば確実に認識できると述べて いる5)。
5 .
結 ︱ ‑ ＝ ロ 仝i R I
( 1 )
今回考案した計算式を用い，グリッドが傾 斜したときのフィルム上の任意の点における 入 射X
線透過率を求めることにより，グリッド の傾斜が写真濃度に及ぼす影響を推測できる。 (2) グリッドの集束距離と等しい撮影距離で撮影 を 行 な え ば ， グ リ ソ ド が 傾 斜 し て も フ ィ ル ム上の左右で写真濃度に差は生じない。
( 3 )
撮 影 距 離 が140c m
であれば，集 束 距 離 が(X)のグリッドよりも集束距離が
100c m
のグリッ ドの方が有効である。( 4 )
用 い る グ リ ッ ド の 集 束 距 離 と 撮 影 距 離 が 等 しく， グリソド比が小さい方が， グリッドの 最大許容傾斜角度は大きくなる。( 5 )
グ リ ッ ド の 最 大 許 容 傾 斜 角 度 は ， 集 束 距 離100cm,
グリソド比 が5
のグリソドであれば約4 5
゜，グリッド比 が8
であれば約3
゜である。6.
謝 辞稿 を 終 え る に あ た り ， 本 研 究 に 御 協 力 い た だ いた放射線技術科第
1 0
期生，伊藤嘉浩，貝原健，河 村 玲 二 ， 山 崎 弘 幸 の 各 君 に 深 く 惑 謝 い た し ま す。
7.
文 献1 )金場敏憲，嵩毛纏篤子 ：
病室撮影に関する実態 調査，第3 9
回日本放射線技術学会総会予稿集，532‑533 ( 1 9 8 3 )
2)野原孝幸，他：胸部ボータプル撮影における診 断能の向上，第 37回日本放射線技術学会総会予稿 集，
5 3 8 ( 1 9 8 1 )
3)村木一夫，他：ポータプルにおける胸部準高圧 撮影の有用性，第
4 0
回日本放射線技術学会総会予 稿集，92‑93 ( 1 9 8 4 )
4 )
内田勝，金森仁志，稲津拇：診療放射線技術学 大系専門技術学系5 ,
放射線画像情報工学 (II), 通商産業研究社，東京，3 8 2 ( 1 9 8 0 )
5)葉山和弘渡辺雅弘，小松昭彦：胸部ポータブ ル撮影におけるグリノド斜入による画像に対する 影界日本技学誌，
