(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つのまったく同じである個別複合層（２）を含む積層化された鉛不使用の放射線遮蔽デバイス（１０、１２、１４）であって、
それぞれの個別複合層（２）が、小さな原子番号を伴う化学元素を含む材料を伴う２次放射層（８）、大きな原子番号を伴う化学元素を含む材料を伴うバリア層（４）、および補強層（６）からなり、
前記個別複合層（２）は、前記放射線遮蔽デバイス（１０、１２、１４）において、前記放射線遮蔽デバイス（１０、１２、１４）の両方の表面（１８、２０）上に前記バリア層（４）が配置され、かつ前記それぞれの２次放射層（８）が前記表面（１８、２０）から離れて配置される態様で配置され、
前記２次放射層（８）の前記小さな原子番号を伴う化学元素を含む材料は、３９〜６０の原子番号Ｚを伴う元素を含み、
前記バリア層（４）の前記大きな原子番号を伴う化学元素を含む材料は、鉛を除く６０より大きい原子番号Ｚを伴う元素を含む放射線遮蔽デバイス。
【請求項２】
１つの個別複合層（２）が０．２５ｍｍまたはそれ未満の公称Ｐｂ値の防護値を有する請求項１に記載の放射線遮蔽デバイス（１０、１２、１４）。
【請求項３】
１つの個別複合層（２）が約０．１２５ｍｍの公称Ｐｂ値の防護値を有する請求項２に記載の放射線遮蔽デバイス（１０、１２、１４）。
【請求項４】
前記補強層（６）は、前記バリア層（４）と前記２次放射層（８）の間に配置される請求項１〜３のいずれかに記載の放射線遮蔽デバイス（１０、１２、１４）。
【請求項５】
前記補強層（６）は、アラミド織物またはグラスファイバ織物を含む請求項１〜４のいずれかに記載の放射線遮蔽デバイス（１０、１２、１４）。
【請求項６】
前記補強層（６）は、カーボンファイバを含む請求項１〜５のいずれかに記載の放射線遮蔽デバイス（１０、１２、１４）。
【請求項７】
さらに、前記放射線遮蔽デバイスの前記個別複合層（２）の間に滑動層を含み、
前記滑動層は、ポリテトラフルオロエチレンフィルム、およびポリアミド、ポリエステルまたはそのほかのプラスティックファイバまたはグラスファイバの織物から選択されたものである請求項１〜６のいずれかに記載の放射線遮蔽デバイス（１０、１２、１４）。
【請求項８】
前記小さな原子番号を伴う化学元素を含む材料は、次の元素、すなわちスズ、アンチモン、ヨウ素、セシウム、バリウム、ランタン、セリウム、プラセオジム、およびネオジムのうちの少なくとも１つを含む請求項１〜７のいずれかに記載の放射線遮蔽デバイス（１０、１２、１４）。
【請求項９】
前記小さな原子番号を伴う化学元素を含む材料は、Ｚ＞６０とＺ＝７０の間の原子番号を伴う元素のうちの少なくとも１つを追加として含む請求項１〜８のいずれかに記載の放射線遮蔽デバイス（１０、１２、１４）。
【請求項１０】
前記小さな原子番号を伴う化学元素を含む材料は、スズと次の元素、すなわちランタン、セリウム、またはガドリニウムのうちの少なくとも１つとの混合物である請求項１〜９のいずれかに記載の放射線遮蔽デバイス（１０、１２、１４）。
【請求項１１】
前記小さな原子番号を伴う化学元素を含む材料は、アンチモンと次の元素、すなわちランタン、セリウム、またはガドリニウムのうちの少なくとも１つとの混合物である請求項１〜９のいずれかに記載の放射線遮蔽デバイス（１０、１２、１４）。
【請求項１２】
前記バリア層（４）の前記大きい原子番号を伴う化学元素を含む材料は、前記２次放射層（８）から放射される２次放射線に関して高い吸収係数を伴う材料である請求項１〜１１のいずれかに記載の放射線遮蔽デバイス（１０、１２、１４）。
【請求項１３】
前記大きい原子番号を伴う化学元素を含む材料は、７０より大きい原子番号Ｚを伴う元素を含む請求項１〜１２のいずれかに記載の放射線遮蔽デバイス（１０、１２、１４）。
【請求項１４】
前記大きい原子番号を伴う化学元素を含む材料は、タンタルおよび／またはビスマスおよび／またはタングステンを含む請求項１〜１３のいずれかに記載の放射線遮蔽デバイス（１０、１２、１４）。
【請求項１５】
前記大きい原子番号を伴う化学元素を含む材料は、Ｚ＞６０とＺ＝７０の間の原子番号を伴う少なくとも１つの元素を追加として含む請求項１〜１４のいずれかに記載の放射線遮蔽デバイス（１０、１２、１４）。
【請求項１６】
０．２５ｍｍの公称Ｐｂ値を伴う前記放射線遮蔽デバイスは、２つの個別複合層（２）を含む請求項１〜１５のいずれかに記載の放射線遮蔽デバイス（１０、１２、１４）。
【請求項１７】
０．３５ｍｍの公称Ｐｂ値を伴う前記放射線遮蔽デバイスは、３つの個別複合層（２）を含む請求項１〜１５のいずれかに記載の放射線遮蔽デバイス（１０、１２、１４）。
【請求項１８】
０．５０ｍｍの公称Ｐｂ値を伴う前記放射線遮蔽デバイスは、４つの個別複合層（２）を含み、各バリア層（４）が、前記放射線遮蔽デバイス（１０、１２、１４）の隣の前記表面（１８、２０）に面して外側に配置される請求項１〜１５のいずれかに記載の放射線遮蔽デバイス（１０、１２、１４）。
【請求項１９】
０．５０ｍｍの公称Ｐｂ値を伴う前記放射線遮蔽デバイスは、５つの個別複合層（２）を含み、各バリア層（４）が、前記放射線遮蔽デバイス（１０、１２、１４）の隣の前記表面（１８、２０）に面して外側に配置される請求項１〜１５のいずれかに記載の放射線遮蔽デバイス（１０、１２、１４）。
【請求項２０】
さらに外側のカバー層を含む請求項１〜１９のいずれかに記載の放射線遮蔽デバイス（１０、１２、１４）。
【請求項２１】
前記外側のカバー層は、織編生地および／またはＰＶＣを含む請求項２０に記載の放射線遮蔽デバイス（１０、１２、１４）。
【請求項２２】
前記カバー層は、バリア層（４）と一体的にコーティングされる請求項２０または２１に記載の放射線遮蔽デバイス（１０、１２、１４）。
【請求項２３】
請求項１〜２２のいずれかに記載の放射線遮蔽デバイス（１０、１２、１４）を含む放射線防護被服（２６）。
【請求項２４】
請求項１〜２２のいずれかに記載の放射線遮蔽デバイス（１０、１２、１４）を含む放射線防護デバイス。
【請求項２５】
前記放射線遮蔽デバイス（１０、１２、１４）が非対称構造の場合に、より多くのバリア層（４）を近傍に伴う前記表面（１８、２０）が、防護されるべき身体のより近くに配置される請求項２３に記載の放射線防護被服（２６）。
【請求項２６】
前記放射線遮蔽デバイス（１０、１２、１４）が非対称構造の場合に、より多くのバリア層（４）を近傍に伴う前記表面（１８、２０）が、防護されるべき身体のより近くに配置される請求項２４に記載の放射線防護デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線または放射線防護材料に関し、詳細には低Ｚ放射線防護材料を伴う２次放射層および高Ｚ放射線防護材料を伴うバリア層を備える放射線防護材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
低Ｚ放射線防護材料を伴う２次放射層および高Ｚ放射線防護材料を伴うバリア層を備える放射線防護材料は、ＷＯ２００５／０２４８４６Ａ１、ＷＯ２００５／０２３１１６Ａ１、およびＤＥ１０１０６６６Ａ１から周知であるが、実際的応用においてはまだ使用されていない。
【０００３】
放射線防護材料は、医療テクノロジにおいて担当医の防護に使用されるが、放射線に曝露されるべきでない患者の身体部分の防護にも使用される。その種の応用の典型的な例は、主として医師および医療担当者によって着用される防護エプロンをはじめ、グローブ、ヘッドギア、甲状腺防護、生殖腺防護、卵巣防護等の部分的な身体防護装具である。特に最後の３つには、放射線に曝露されるべきでない患者の身体部分をＸ線照射から防止することが意図されている。それに加えて、患者または医療専門家の直近に配置される、たとえば放射線防護カーテンおよびＸ線装置上の遮蔽といった据え付け型の防護デバイスが存在する。
【０００４】
医療分野における従来的な放射線防護被服は、一般に防護材料として鉛または酸化鉛を含有する。鉛の使用は、その毒性に帰する環境汚染に起因して、またそれが比較的高重量であることに起因して不都合である。したがって、最近は、鉛不使用放射線防護材料、したがって、鉛不使用放射線防護被服を提供するべく努力に次ぐ努力がなされている。その種の放射線防護材料は、６０から１２５ｋＶに至る電圧を有するＸ線管のエネルギ範囲内において充分な吸収性を有する必要がある。放射線防護材料の吸収性は、減衰値または減衰率によって、たとえば鉛減衰値（つまり、鉛当量）（国際標準ＩＥＣ  ６１３３１‐１、診断用医用Ｘ線に対する保護装置）の形式で表される。鉛不使用放射線防護材料に使用される元素のいくつかは、鉛のそれとは有意に異なる放射エネルギへの吸収の依存性を呈する。それに加えて、吸収の目的のために使用される元素のいくつかは、関連するエネルギ範囲内において充分な吸収を示すが、吸収されたエネルギの一部が、空間的に分布する態様のＸ線蛍光放射線の形式で鉛不使用放射線防護材料から再放射される。これらのＸ線蛍光放射線、伝統的な散乱放射線、およびコンプトン散乱は、まとめて２次放射線と呼ばれる。Ｘ線蛍光放射線は、２次放射線の有意の割合を占める。２次放射線から遮蔽するために、鉛の吸収挙動を模するべく異なる元素の組み合わせが頻繁に使用される。明らかになっているとおり、現在商的に入手可能な鉛不使用放射線防護材料は、重量に関して言えば、鉛と比較したときにほとんど利点がない。より低重量で同一減衰効果を伴うことは、２次放射層およびバリア層を含む構成を用いてのみ達成され、それにおいては、主としてＸ線蛍光放射線（固有Ｘ線放射）からなる２次放射線がバリア層によって効果的に、それが放射線防護材料から漏れ出さすことができないように遮蔽される。この条件の下においてのみ、鉛と比較して最大で約２０％の重量の優位性を得ることが可能である。詳細に述べれば、バリア層が２次放射線を吸収するべく、特に低エネルギのＸ線放射の吸収の間に２次放射層内で発生される高い含有量のＸ線蛍光放射線を吸収するべく働く。２次放射線または蛍光放射線が、２次放射層によって全方向に本質的に均等に放射されることから放射線防護被服内のバリア層は身体の近くに設けらるが、２次放射層は身体から離されて設けられる。
【０００５】
応用のタイプに応じて、Ｘ線または放射線防護被服は、概して、異なる防護レベルにおいて、たとえば０．２５ｍｍ、０．３５ｍｍ、０．５０ｍｍ、１．０ｍｍの公称Ｐｂ値において提供され、それに従って製造プロセスを容易にするために、個別の層を組み合わせることによってこれらの異なる防護レベルすべてを伴う放射線防護材料を作り出すことが提案された。
【０００６】
これまでほとんど無視されてきた問題は、身体に近いバリア層および身体から離れた２次放射層を伴う放射線防護材料において、医療専門家の身体に向けられる２次放射線だけがバリア層によって吸収されるという事実である。一般的なＸ線検査について言えば、それらの場合においては通常、画像作成の間にわたって患者が一人でいることからこれで充分である。しかしながら、たとえば手術の間に患者が規則的にまたは継続的にＸ線照射され、その間、外科医および／または追加の医療担当者が患者に近接してとどまる場合にはより問題の多いものとなる。医療スタッフは、全員が着用するＸ線防護エプロンによって比較的良好に防護される。しかしながら患者については状況が異なり、正常なＸ線放射に加えて、医療スタッフの放射線防護被服から放射される２次放射線の追加の線量にも曝露される。これまでのところ、この問題に、ほとんどまたはまったく注意が払われてこなかった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって本発明の目的は、異なるレベル、たとえば０．２５ｍｍ、０．３５ｍｍ、０．５０ｍｍ、１．０ｍｍの公称Ｐｂ値における防護を伴う、比較的容易に製造可能であり、かつ両者に、すなわち医療専門家および患者の両方に放射される２次放射線をかなりの程度まで吸収する放射線防護材料を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、この目的が、少なくとも２つの個別複合層を含む多層鉛不使用放射線防護材料によって達成され、それにおいては各個別複合層が、低Ｚ放射線防護材料を伴う２次放射層および高Ｚ放射線防護材料を伴うバリア層を含み、かつ当該個別複合層は、放射線防護材料内においてバリア層が放射線防護材料の各表面に設けられ、かつそれぞれの２次放射層がそれらの表面から離されて設けられるように配置される。言い替えると２次放射層が放射線防護材料の内側に配置され、バリア層が表面に設けられるか、または表面に面する。
【０００９】
その種の材料においては、防護材料に入るＸ線放射が、鉛不使用放射線防護材料の内側に設けられる２次放射層によって特に効果的に吸収される。しかしながらこの吸収の間に生ずる２次放射線が放射線防護材料から漏れることは、２つの表面のそれぞれにバリア層が設けられることから可能でない。本発明に従った少なくとも２つの個別複合層を含む構造は、製造におけるいくつかの重要な利点を提供する。詳細に述べれば、単一の画一的なその種の個別複合層を使用して所望の防護値を伴う放射線防護材料を製造することが、２つのその種の層が０．２５ｍｍの公称Ｐｂ値を伴う放射線防護材料を結果としてもたらし、３つのその種の個別複合層が０．３５ｍｍの公称Ｐｂ値を伴う放射線防護材料を結果としてもたらし、４つの個別複合層が０．５０ｍｍの公称Ｐｂ値を伴う放射線防護材料を結果としてもたらすことから、可能である。個別複合層は、製造の間に、たとえば折りたたみおよび／または接着によって、所望の防護値を伴う放射線防護材料を形成するべく直ちに加工可能である。それに代えて、個別複合層の連続を、放射線防護被服の製造の間に作ることが可能である。層の連続は、接着によって接続できる。また、個別の層を互いに縫い合わせることも可能である。層を接続する別の方法は、それらを結合シェル内に設けることである。たとえば、適切な材料、たとえば織編生地またはＰＶＣから作られた『バッグ』を提供すること、およびこのバッグ内にそれらの層を『下げる』ことが可能である。個別の層は、その場合にカーテンのようにバッグ内に垂れ下がる。その種の構成は、層を互いに接着させる必要がなく、むしろ互いに緩く垂れ下がり、それらの層が互いに接着された場合よりはるかに低い硬直性を導くという利点を有する。バッグおよび／または個別の層は、互いに縫い合わせることが可能であり、たとえばそれらの縁に沿ってそれらを縫い合わせることができる。また、個別の層をシールすることも可能である。これも同様に、それらの縁に沿ってそれらをシールすることができる。基本的に１つの開口を除いて完全に閉じられるバッグに代えて、個別の中間層に、たとえば縫製またはシーリングによって接続される内側および外側のカバー層を設けることができる。このほかの結合方法も同様に適用可能である。
【００１０】
個別の層が緩く積み重ねられる形式の放射線防護材料構造における１つの欠点は、機械的な損傷を受けやすいことである。たとえば、エプロンの場合には、放射線防護材料が折り目において、またはユーザがたとえばテーブルの縁で擦る典型的な接触点において摩損することが明らかになった。これはいくつかの個別の層からなる構造について特に当て嵌まるが、単一の厚い層から作られる放射線防護材料についても当て嵌まる。したがって、放射線防護材料層の少なくとも１つの側面に滑動層を設けることが好ましい。滑動層は、別々の層としてる設けることができる。また滑動層を、放射線防護材料層と一体的に形成することも可能である。たとえばその場合に、薄いテフロン（登録商標）コーティングを放射線防護材料層に設けることができる。いくつかの個別の層の場合においては、個別の層の間に滑動促進中間層を設けることが特に好都合である。上記のテフロン（登録商標）から作られるこれらの中間層は、別々に、または前述のとおり鉛不使用材料上の追加の層の形式のいずれでも設けることが可能である。これに対し、繊維性材料、たとえば非常に薄い層の形で入手可能なグラスシルクを滑動促進中間層として使用することができる。特に、上で述べた『バッグ』の形での製造の場合には、その種の中間層を組み込むことが比較的単純になる。また、二重の中間層を設けることも可能であり、その場合には２つの個別の層の間において中間層と中間層が擦れることになり、特に低い摩擦係数に変わる。さらに、『バッグ』を滑動促進材料から作ること、またはその内側に滑動層を設けることが可能である。ここで指摘するが、滑動層のこの特徴自体、特に請求項１の特徴のすべてを、またはいくつかだけを伴わずに発明性があると考えられる。
【００１１】
放射線防護材料内における滑動層の、またはいくつかの滑動層を設けることに関しての追加の説明を以下の段落の中で述べる。
【００１２】
放射線防護材料内においては、摩擦の低減、摩損および損傷の防止、および摩擦に起因する柔軟性の低下の回避のために、それらの表面を介して接続される隣接構成要素が存在しないエリアに滑動層を設けることが有利である。このことは、隣接する放射線防護構成要素（特に、個別複合層の一部となるか、または個別複合層の一部とならない２次放射層と接する２次放射層、またはバリア層と接するバリア層、またはバリア層と接する２次放射層の場合）に当て嵌まるが、放射線防護材料のカバー層（これもまた、単層または多層構造を有する）に隣接する放射線防護構成要素（特に、それぞれが個別複合層の一部となるか、または個別複合層の一部とならない２次放射層またはバリア層の場合）にも当て嵌まる。滑動層は、上に述べたすべての構造において設けることが可能であるが、それに代えて、その種の隣接構成要素のうちの重要と考えられる部分、または最小限でも、その種の１つの隣接構成要素の状況においてだけ設けることが可能である。
【００１３】
滑動層のそれぞれは、独自の層とすること、たとえばポリテトラフルオロエチレンフィルムとすること、または、好ましくは軽量かつ柔軟とするが、ポリアミドまたはポリエステルまたはそのほかのプラスティックファイバまたはグラスファイバの織物とすることができる。滑動層は、パンチングされた部品とすることが可能であり、所望の輪郭でパンチングされる。次の方法は、滑動層を放射線防護材料に接続するために好ましい。滑動層の上側の縁においてのみ、および／または２つの横の縁または追加として下側の縁において接続する。縫製および接着は、好ましい接続方法である。
【００１４】
代替として滑動層を、大きな表面積または全表面積を介して、好ましくは積層によって、または放射線防護材料層に接続される織物の形式で放射線防護構成要素と接続することができる。ポリテトラフルオロエチレンフィルムおよび、好ましくは軽量かつ柔軟とする、ポリアミドまたはポリエステルまたはそのほかのプラスティックファイバまたはグラスファイバの織物が好ましい。
【００１５】
上で述べた方法が、放射線防護材料のすべての滑動層において同一の態様で適用される必要はない。放射線防護材料内の滑動層ごとに多様化が可能である。
【００１６】
大きな表面積または全表面積を介して放射線防護層に接続される場合には、滑動層が補強層または担体層として働くこと、またはその放射線防護材料層の唯一の補強層または担体層を構成することが可能である。
【００１７】
結合を完全にするために、滑動層とそのほかの放射線防護材料層の間に接着層を設けることは可能である。
【００１８】
明示的に強調されることは、上に述べられているとおりの少なくとも１つの滑動層を伴う放射線防護材料がそれ独自の発明を構成することであり、請求項１の特徴を伴わない場合であっても、また鉛含有放射線防護材料の場合および／または２次放射層（１つまたは複数）およびバリア層（１つまたは複数）を含む構造を有していない放射線防護材料の場合であってさえも好都合な態様で実現される。これに対し、この出願の中で開示された特徴のすべては、単独で、または滑動層とともに好ましい特徴として組み合わせにおいて実現することが可能である。
【００１９】
好ましくは、個別複合層が、約０．２５ｍｍ、０．２０ｍｍ、０．１７５ｍｍ、または約０．１２５ｍｍの公称Ｐｂ値の防護値を有する。たとえば、共通の防護値の構築に使用できる個別複合層は、０．０５ｍｍと０．１５ｍｍの間の公称Ｐｂ値の防護値を有することができる。防護値が小さいほど、より薄く、かつより容易に個別複合層を作ることが可能であり、また結果として得られる放射線防護被服が、個別の層のそれぞれが低い硬直度を有することから、より軽く、かつより弾力性を有することになる。放射線防護材料においては、個別複合層を基本的にまったく同じにすることができる。単一タイプの個別複合層は、所望の放射線防護材料を作る上で充分である。０．５ｍｍの公称Ｐｂを伴う防護エプロンは、装着者の高いレベルの快適性（柔軟性）を達成するために、それぞれが０．１００ｍｍの公称値を伴う５つのまったく同じ個別複合層から構成することが可能である。また、異なる公称Ｐｂ値、たとえば０．１２５および０．１００ｍｍを伴う個別複合層を組み合わせて、防護被服の特定の合計公称値に到達させることができる。たとえば０．２５ｍｍの公称Ｐｂ値の防護値を伴う防護層は、約０．１２５ｍｍの公称Ｐｂ値を伴う２つの個別の層から作ることができる。しかしながら、たとえば０．１ｍｍの公称Ｐｂ値よりわずかに低い防護値を伴う３つの個別複合層も考えることができる。また２つの個別の、約０．１ｍｍの公称Ｐｂ値の防護値を伴う複合層と、０．０５ｍｍの公称Ｐｂ値を伴う別の層を組み合わせることも可能である。相応じて約０．３５ｍｍの公称Ｐｂ値の防護値を伴う放射線防護材料は、たとえば、それぞれが０．１７５ｍｍの公称Ｐｂ値を伴う２つの個別複合層から、またはそれぞれが０．１２５ｍｍの公称Ｐｂ値を伴う３つの個別複合層から作ることが可能である。相応じて約０．５ｍｍの公称Ｐｂ値の防護値を伴う放射線防護材料は、たとえば、それぞれが０．１２５ｍｍの公称Ｐｂ値を伴う４つの個別複合層から、またはそれぞれが０．２５ｍｍの公称Ｐｂ値を伴う２つの個別複合層から作ることができる。このほかの、たとえば１つの０．２５ｍｍの公称Ｐｂ値および２つの０．１２５ｍｍの公称Ｐｂ値といった組み合わせも同様に可能である。バリア層および２次放射層を放射線防護材料の外側に伴った個別複合層だけを設けること、およびそれら２つの層の間に１つまたは複数の個別の層、たとえばバリア層を伴うか、または伴わない低Ｚ材料の層または低Ｚ材料を主として含む層を配置することも考えられる。
【００２０】
カバー層、たとえば織編カバーまたはＰＶＣが、放射線防護材料の外側表面および／または内側表面において、たとえば放射線防護被服内に組み込まれる。カバー層は、高Ｚ材料のコーティングを、特に内側表面上に行うことができる。それに加えて、高Ｚ材料から作られるバリア層よりさらに内側に２次放射層のコーティングを行うことができる。その後に続く２次放射層を、コーティングされるカバー層とは別に設けることも可能であり、またそれ独自の補強層を含むことが可能である。いくつかのその種の２次放射層が別々に続くこと、または一体的に形成されることは可能である。その種の層の連続においては１つまたは複数の個別複合層（１つまたは複数）を設けることが可能であるが、それは必須ではない。オプションとしてコーティングが行われるカバー層を、反対の表面に設けることができる。
【００２１】
好ましくは、個別複合層が補強層を含む。補強層は、バリア層と２次放射層の間に設けることができる。代替として、それをバリア層および２次放射層の１つの側面に設けることもできる。補強層は、対応する引っ張り応力があるときに、比較的薄い２次放射層および特に、さらに薄いバリア層が局所的に伸びてさらに薄くなるか、または極端な場合にはそれが裂けることを回避するために、その層平面内において比較的引き裂き耐性があり、かつ引き伸ばしが容易でないものとする必要がある。補強層としてフィルム材料を使用できる。補強層は、薄い、引き裂き耐性のある織物を含むことが可能である。補強層は、アラミドまたはグラスファイバ材料を含むことができる。代替としてそのほかの繊維性材料、たとえばプラスティック、カーボンまたはセラミックファイバ、または金属フィラメント、たとえば銅またはタングステンフィラメントを使用することが可能である。織物は、これらすべての繊維またはフィラメントから作ることができる。Ｘ線の吸収に特に適した材料、たとえば銅、または特にタングステン材料は、それが硬直性を提供すると同時に吸収効果を増加するという追加の利点を提供する。金属フィラメントおよび特に、金属フィラメントから作られる織物は、それらが特に高い安定性を提供するという利点を有し、しかもそれらは特定の本質的な安定性を持つという利点も有し、これは、放射線防護材料に特定の形状が与えられなければならず、かつ使用の間にわたってその形状にとどめる必要がある応用、たとえば甲状腺防護等のために特に重要である。
【００２２】
これとは別の、その種の成形可能な放射線防護材料のための応用のきわめて重要な分野は、オーバーハンド防護である。その種のオーバーハンド防護は、放射線防護グローブの使用によって妨げられるような非常に困難な手術が実施されなければならないときに使用される。その種の場合においては、オーバーハンド防護と呼ばれるものが使用され、それが、たとえば外科医の腕、または患者に取り付けられ、また外科医は、下にある防護されていない手が充分に防護されるように手術中にそれを操作することができる。
【００２３】
上記の繊維性材料またはフィラメントをバリア層のマトリクスまたは２次放射層のマトリクス内に導入すること、およびそれらをそこに埋め込むことも可能である。
【００２４】
また補強層を個別複合層の外側表面上に設けることも可能であり、または補強層を個別複合層の各外側表面に設けることも可能である。さらに補強層を、同時に滑動促進層として形成することも可能である。
【００２５】
２次放射層の低Ｚ材料は、それが望ましい６０〜１２５ｋＶのエネルギ範囲全体にわたって可能な限り均一であり、かつ高い吸収を呈するように、特にバリア層とともに好適に選択され、それによって２次放射線の発生と独立に選択を行うことが可能になる。特に、いくぶん制限されたエネルギ範囲を有する特定の応用における使用のためにだけ意図された放射線防護材料の場合には、その選択が、当該制限されたエネルギ範囲に関して最適化されることも可能になる。
【００２６】
最適には、２次放射層の高Ｚ材料が、基本的に２次放射層の元素のＸ線放射スペクトルからエネルギが構成される２次放射層の代表的な２次放射線について、可能であれば最大の吸収を提供するように選択される。２次放射層の材料の選択、およびバリア層の材料の選択の両方において、望ましい吸収係数に達する材料の単位面積当たりの重量も、吸収性に加えて考慮される。同時に生産性、マトリクス材料との混和性等といった側面も考慮に入れることが可能である。
【００２７】
低Ｚ材料と高Ｚ材料の間は、おおむね、６０の原子番号Ｚを有する元素が境界となり、それにおいて低Ｚ材料は約３９から６０の原子番号を有し、高Ｚ材料は、６０より大きい、好ましくは７０より大きい原子番号を有する。原子番号６０について２つの範囲が重なる場合であっても、異なる吸収要件に対して充分であるために、高Ｚ材料と低Ｚ材料は常に異なる。
【００２８】
低Ｚ材料または高Ｚ材料の個別の元素は、それぞれ薄膜の形式で放射線防護材料内に設けることが可能である。しかしながら、通常はそれらが、マトリクス材料内に粉体形式で散乱される。マトリクス材料の例は、ラバー、ラテックス、合成繊維、柔軟な、または固いポリマーまたはシリコーン材料を含む。
【００２９】
低Ｚ材料は、次の元素、すなわちスズ、アンチモン、ヨウ素、セシウム、バリウム、ランタン、セリウム、プラセオジム、およびネオジムのうちの少なくとも１つを含むことができる。これらの元素のうちの１つまたは複数を、追加として、このグループにない元素と混合することは可能であり、その種の混合における使用に適した元素は、たとえばＺ＝６０〜７０を伴う希土類元素、好ましくはサマリウム、ガドリニウム、テルビウム、および／またはエルビウム、および／またはイッテルビウムを含む。
【００３０】
バリア層の高Ｚ材料は、次の元素、すなわちタンタル、タングステン、ビスマスのうちの少なくとも１つを含むことができる。
【００３１】
好ましい実施態様においては、バリア層がビスマスを含み、２次放射層がスズをはじめ、ランタン、セリウム、またはガドリニウムのうちの少なくとも１つの元素を含む。
【００３２】
好ましくは０．２５ｍｍの公称Ｐｂ値を伴う放射線防護材料が２つの個別複合層からなり、０．３５ｍｍの公称Ｐｂ値を伴う放射線防護材料が３つの個別複合層からなる。これらの個別の層は、互いに直接隣接させて、たとえば互いに接触させるか、または接続して提供することが可能である。また、たとえばエア・ギャップ、織物、または別の中間層によって個別の層を分けることも可能である。これは、一般的に当て嵌まり、また公称Ｐｂ値とは独立に当て嵌まる。
【００３３】
３つの独立した複合層を含む放射線防護材料は、外側に２つ、および内側に１つのバリア層を伴う非対称構造を有する。結果としてそれは、２番目の表面より内側バリア層に近い表面を有する。バリア層が連続する場合においては、次の内側バリア層もまた、より深い内側の２次放射層からの２次放射線の吸収に寄与する。内側バリア層にもっとも近い表面は、放射線防護被服内のユーザの身体にもっとも近い層として使用可能である。したがって、放射線防護被服内への適正な組み込みを保証するために、３層放射線防護材料および放射線防護材料をマークすることが設計可能である。同じことが、一般に、奇数の層を伴う放射線防護材料および偶数の層を伴うが非対称構造の放射線防護材料に対して当て嵌まる。マーキングは、たとえばカラー・マークまたは書き込みとすることができる。
【００３４】
本発明はさらに、本発明に従った放射線防護材料を含む放射線防護被服に関し、特に、放射線防護材料が非対称構造の場合に、もっとも多くのバリア層をその近傍に伴う表面が防護されるべき身体のもっとも近くに設けられる放射線防護被服に関する。
【００３５】
以下においては、本発明および本発明の実施態様を、図解された例を基礎として詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に従った放射線防護材料のための個別複合層を示した断面図
【図２】本発明に従った多様な放射線防護材料を示した断面図
【図３】本発明に従った放射線防護材料のメカニズムを説明するための説明図
【図４】本発明に従った放射線防護材料の効率を決定するための実験用のセット‐アップを示した概略図
【図５】滑動層を伴う放射線防護材料の実施態様を示した断面図
【図６】滑動層を伴う放射線防護材料の他の実施態様を示した断面図
【図７】滑動層を伴う放射線防護材料の更に他の実施態様を示した断面図
【発明を実施するための形態】
【００３７】
図１は、バリア層４、補強層６、および２次放射層８を含む個別複合層２の構造を示す。詳細に述べれば、バリア層は、適切なエラストマ・マトリクスを含む０．５ｋｇ／ｍ２のビスマスの層を含み、２次放射層は、エラストマ・マトリクスを含む０．９ｋｇ／ｍ２のスズ／ガドリニウム充填層を含む。スズの単位面積当たりの重量は０．７ｋｇ／ｍ２、ガドリニウムの単位面積当たりの重量は０．２ｋｇ／ｍ２であり、これらの結果として単位面積当たりの総重量が０．９ｋｇ／ｍ２の約２次放射層がもたらされる。純粋なマトリクスの重量は、単位面積当たりの総重量の１０〜２０％、好ましくは１２〜１５％を占める。
【００３８】
約０．１２５ｍｍの公称Ｐｂ値を伴う個別複合層の厚さは、約０．３〜０．６ｍｍの間であり、より厳密に言えば、約０．４０ｍｍである。それぞれが約０．４０ｍｍの厚さを伴う４つの個別複合層を用いると、対応する鉛エプロンと同じ減衰を提供する、０．５０ｍｍの公称Ｐｂ値を伴った防護エプロンを作り出すことが可能である。０．５ｍｍの公称Ｐｂ値を伴う鉛不使用エプロンの重量は、したがって５．６ｋｇ／ｍ２である。対応する鉛エプロンは、純粋な鉛の重量として５．７ｋｇ／ｍ２を有する。これに、酸化鉛の場合であれば酸素の重量およびマトリクスの重量が追加される。そのため０．５ｍｍの公称Ｐｂ値を伴う鉛エプロンは、通常７ｋｇ／ｍ２の重量がある。したがって、鉛不使用エプロンは鉛エプロンより重量が２０％少ない。
【００３９】
個別複合層２の２つの層の間に補強層が設けられ、この実施態様によればそれが、引き裂き耐性のある非常に薄い織物、たとえばグラスファイバまたはアラミドから製造される。グラスフィラメント織物の単位面積当たりの重量は約２５ｇ／ｍ２であり、したがって、エプロンの重量の増加が考慮される限りにおいては無視できる。全体の個別複合層２は、したがって比較的薄く、かつ非常に軽いものが設計できる。それの単位面積当たりの重量は約１．４ｋｇ／ｍ２となる。
【００４０】
個別複合層２の３つの層は、製造プロセスの間に接続される。たとえば、第１のステップにおいて２次放射層８を補強層６上にあてがい、第２のステップにおいてバリア層４を補強層６の他方の側面にあてがうことができる。個別複合層自体は、比較的高い柔軟度を呈する。マトリクスの選択は、基本的に個別バリア層の柔軟性を決定する。補強層の材料も同様に、個別複合層の柔軟性／硬直性に影響を及ぼす。たとえば、グラスファイバ材料は、その高い柔軟度から特に適する。それに加え、化学的にそれは安全である。考えられるグラスファイバの代替は、アラミド材料となろう。それは、わずかに高い硬直性を有し、特に放射線防護被服として使用するためにはそれが欠点となり得る。プレートおよび支持物等の固定構造要素を製造するためには、カーボンファイバを補強層内に使用することができる。カーボンファイバは、追加としてまたは排他的にマトリクス材料内に埋め込むことができる。
【００４１】
図２は、異なる放射線防護材料１０、１２、および１４を示す。最上位の放射線防護材料１０は、２つの個別複合層を含む。図１と同様に、２つの層が連続する層構造は、バリア層４、補強層６、および２次放射層８を含む。２つの個別複合層２を含む放射線防護材料１０は、対称構造を有する。２つの２次放射層８の間に示されたギャップ１６は、２つの個別複合層が、それらの表面を介して必ずしも接続される必要がないことを示す。また図１から、２層放射線防護材料１０の２つの表面１８、２０のそれぞれがバリア層４から形成されることも推論できる。
【００４２】
３層放射線防護材料が、参照符号１２を伴って示されている。基本的に、２層放射線防護材料１０に関して行った説明は、これにも同様に当て嵌まる。２層放射線防護材料１０と比較すると第３の個別複合層が下から追加されており、その結果、放射線防護材料１２の内側に設けられる第２のバリア層８’が上側表面１８より下側表面２０に近くなることが推論できる。この非対称構造においては、下側表面２０が、より皮膚の近くに設けられることが好ましい。
【００４３】
４層放射線防護材料１４もまた示されている。３層放射線防護材料１２と比較すると、別の個別複合層２が３層の層の連続の上端に追加されている。
【００４４】
したがって実際問題として、異なる防護値を伴う放射線防護材料のための開始材料として単一の個別複合層２を使用することによって、異なる防護値を伴う放射線防護材料を比較的低い費用で製造することが可能である。詳細に述べれば、０．２５ｍｍの公称Ｐｂ値を伴う２層放射線防護材料１０、３５ｍｍの公称Ｐｂ値を伴う３層放射線防護材料１２、および０．５０ｍｍの公称Ｐｂ値を伴う４層放射線防護材料１４（ＤＩＮ  ＩＮ  ６１３３１‐３による）を多層化によって作り出すことができる。
【００４５】
その種の放射線防護材料は、上で述べた応用に適する。詳細に述べればそれを使用して放射線防護被服、特にエプロン、グローブ、甲状腺防護、生殖腺防護、卵巣防護等だけでなく、眼の防護、防護遮蔽等も作ることができる。Ｘ線装置のための据え付け型の防護デバイスとして２次放射の低い柔軟な防護カーテンも作ることが可能である。その種の防護カーテンは据え付け型の装置とともに、または可動または移動式の枠上において使用できる。
【００４６】
図３は、個別のＸ線の部分および本発明に従った放射線防護材料１０を含む放射線防護被服の効果の略図を示す。この種の状況は、医療専門家が患者に近接しているときに生じ、たとえば最小侵襲性外科手術をはじめ、血管造影法におけるカテーテル検査においては一般的である。Ｘ線が用いられる患者２２から１次的に生じる放射線２４が、通常は医療専門家２８の放射線防護エプロンとなる放射線防護被服２６に衝突し、蛍光または２次放射線を励起し、その一部が、矢印３０で示されるように散乱されて患者に向かって返される。医療専門家２８の側においては、符号３２が１次的な放射線の部分を示し、符号３４が医療専門家の側からの２次的な放射線を示す。また略図的な寸法（縮尺に忠実ではない）から、１次放射だけでなく２次放射もまた、放射線防護材料によって完全には吸収されず、有意に低減されるだけであることが推論できる。
【００４７】
蛍光放射線と２次放射層８の２次放射線を、上で行われたように、同等と考えることは物理学に関して言うと完全には正しくない。むしろ２次放射層８からの２次放射線３０、３４は、異なる部分、たとえば伝統的な散乱放射線、コンプトン散乱、および蛍光放射線を構成する。しかしながら蛍光放射線が、この２次放射線のほとんどを占める。２次放射層８に使用されるスズの場合、蛍光放射線（Ｋ放射線）のエネルギは２６ｋｅＶである。この低エネルギのＸ線放射は、主として皮膚および皮膚に近い器官に影響を及ぼす。この点について言えば、女性の乳腺組織は、放射線感受性が比較的高く、男性の精巣および甲状腺と同様に減衰の焦点となる。最近の科学的発見によれば、この低エネルギ放射線は、高エネルギＸ線よりはるかに生物学的に有力である。他方、バリア層４の高Ｚ放射線防護材料は、Ｋ吸収エッジが高エネルギ範囲内、通常は７０〜９０ｋｅＶに入ることから、したがって、代表的なＸ線源の６０〜１２５ｋＶの管電圧の適用範囲においては、まったく、またはほとんど励起が生じないことから、比較的わずかな蛍光放射線または２次放射線しか発生しない。したがって、２つの外側バリア層４は、患者２２の身体にも向かう２次放射線に対する効果的な遮蔽を作り出す。
【００４８】
上に述べた効果は、図４の略図的な図解に示されるところの測定によって確認できた。詳細に述べれば、図４は、参照符号３６を伴うＸ線管および遮蔽３８を示す。そこからＸ線が水擬似模型４０によって表される医療専門家の身体の方向に広がる。参照符号４２は、測定チャンバを示し、それが放射線防護被服２６からａの距離に位置決めされる。符号４は、ここでもバリア層を表し、それぞれ患者および医療専門家に向いており、２次放射層には８が符されている。２５×２５×１５ｃｍ３の水内容物を伴う水擬似模型４０は、医療専門家の身体の散乱特性を模する。放射線防護被服２６の２次放射層は、鉛不使用材料から、詳細に述べれば２．０ｋｇ／ｍ２の単位面積当たりの重量を伴うスズから形成された。空気カーマ測定チャンバ４２を使用し、放射線防護被服２６から０（身体的接触）、５、１０、２０、および３０ｃｍの距離において、０．７ｋｇ／ｍ２のビスマスのバリア層を患者側に用いて１回、医療専門家側に用いて１回の線量の測定が行われた。これら２つの測定値の差は、材料内において発生される２次放射線に起因する線量の増加に対応する（たとえば、スズのＫ放射線）。患者身体の表面が測定チャンバ４２の位置にあった場合に、患者がこの追加の放射線に曝露されることになる。
【００４９】
測定結果は、バリア層が患者側に位置する場合に、患者の位置における２次放射線の割合を３分の１に低減できることを示している。患者の位置における２次放射線の低減は、医療専門家４０が患者の直近に立つときにもっとも有意となる。
【００５０】
２巡目においては、医療専門家が自分自身の身体の表面に直接エプロンを着用することから、放射線防護被服２６と水擬似模型４０（医療専門家の身体に対応する）の間の測定位置が選択された。再び０．７ｋｇ／ｍ２のビスマスのバリア層が、患者側に１つ、医療専門家側に１つ設けられる。これら２つの測定値の差は、２次放射線に起因する線量内の相対的な減少に対応する。したがって、バリア層を医療専門家の側に設けることによって、患者側の場合とまったく同様に、２次放射線を３分の１に低減することが可能である。本発明に従った放射線防護材料１０、１２、１４におけるような両面バリア層を設けることは、これら２つの減衰効果を結合し、医療専門家および患者両方の側において２次放射線の著しい低減を導く。
【００５１】
測定の結果が、次の表１および２にまとめられている。
【００５２】
【表１】
0005461177.tif 000002
【００５３】
【表２】
0005461177.tif 000003
【００５４】
概して言えば、特に上記の例においては、放射線防護被服２６が、通常、粉体の形式で放射線防護材料を含む。実施態様に関連して元素だけに言及すれば、これは、特に粉体形式、または粉体形式の元素または複数元素の混合物を指す。
【００５５】
滑動層またはいくつかの滑動層を伴う放射線防護材料をより詳細に、図５、図６、および図７に従った例に基づいて説明する。
【００５６】
図５に図示された放射線防護材料２は、３つの放射線防護構成要素または個別放射線防護層、すなわち図５において左側にある患者側を向くバリア層４、中央の２次放射層８、および図５において右側にある医療専門家により近いバリア層４を含む。層４および８のそれぞれは、その層の中央付近またはその層の表面エリア内に設けることが可能な補強層６を含む。
【００５７】
さらに図５は、左側のカバー層５０および右側のカバー層５２を示す。左側のカバー層５０は、強いプラスティックファイバ織物から好ましく形成され、その左表面上には、飛び散った液体から織物を保護するために、コーティングを、好ましくはポリウレタンコーティングを伴う。右側のカバー層５２もまた強いプラスティックファイバ織物から好ましく形成されるが、この場合においては、コーティングを、好ましくはポリウレタンコーティングを、図５に図示されているところのカバー層５２の左側またはカバー層５２の右側のいずれに設けることも可能である。
【００５８】
左カバー層５０と左バリア層４の間に滑動層５４が存在し、左バリア層４と２次放射層８の間、２次放射層８と右バリア層４の間、および右バリア層４と右カバー層５２の間も同じである。個別の層の厚さおよび滑動層５４が配置される層の間の距離は、明確にする目的のために誇張されたスケールで図示されている。実際には層の厚さに対してこれらの距離が小さく、その結果、種々の滑動層５４は、それらの２つの隣接層とおおむね完全に物理的に接触する。
【００５９】
滑動層５４は、それらの上端の縁のエリアにおいてのみ、ほかの放射線防護材料と縫い合わされるか、または接着される。オプションとして２つの側縁、すなわち図の平面の後ろおよび図の平面の手前および／または下縁のエリアに沿った追加の結合が可能である。各滑動層５４を、２つの隣接層の１つの上に積層することも可能である。
【００６０】
強調するが、補強層６はオプションであり、必ずしも存在しなければならないということはない。さらに強調すると、左バリア層４が存在しない放射線防護材料２の実施態様もある。さらにまた強調するが、代替として左バリア層４および２次放射層８を結合して個別複合層２を、好ましくはこの出願の中で述べられているとおりの構造で形成することが可能である。この出願の中で述べられているとおりのいくつかのその種の個別複合層を含む構造もまた使用可能である。別の代替としては、２つの２次放射層８を、図に示されている単一の２次放射層８に代えて設けることが可能である。
【００６１】
４つの滑動層５４すべてが存在しなければならないということはない。特に、右バリア層４と右カバー層５２の間においては、右カバー層５２の左側面にそれのコーティングがなされるのであれば、滑動層５４が必須でない。
【００６２】
図６は、隣接する構成要素の状況のいくつかまたはすべてにおけるオプションとして、滑動層５４が一様に設けられる場合に、滑動層５４を、大きな表面エリアまたは全表面エリアを介して個別複合層２の構成要素に接続される層の形式で実現できることを示す。図５に従った実施態様と比較すると、この場合、左バリア層４にはそれの左側面に滑動層５４が設けられ、２次放射層８にはそれの右側面に滑動層５４が設けられ、右バリア層４にはそれの右側面に滑動層５４が設けられる。左バリア層４と２次放射層８の間には、図５に従った例にあるような『自由』滑動層５４が存在する。
【００６３】
この場合においては、大きな表面エリアまたは全表面エリアを介して放射線防護構成要素と接続される滑動層５４が、好ましくは軽い、柔軟な織物、好ましくはポリアミド織物またはポリエステル織物から形成される。その種の織物は、約３０ｇ／ｍ２およびそれより高い単位面積当たりの重量を伴って入手可能である。層４および８の製造の間に、粘稠な材料、たとえばマトリクス材料（詳細には、ポリウレタンまたはラバー）および低Ｚ材料または高Ｚ材料のそれぞれの混合物が織物の上に塗布されたが、その後マトリクス材料内における化学反応に起因してすぐに使用できる状態に到達した。
【００６４】
図７に従った例は、２次放射層８および右バリア層のそれぞれが、それらに直接割り当てられた滑動層５４を図７の左側面（右側面に代えて）に有し、かつ図６の『自由』滑動層５４が存在しないという点において図６に従った例と異なる。
【００６５】
誇張された距離、滑動層の数、放射線防護構成要素の数、およびそのほかの可能実施態様に関して図５に従った例との関連で述べた説明が、図６に従った実施態様にも同様に当て嵌まる。
【符号の説明】
【００６６】
２  個別複合層
４  バリア層
６  補強層
８  ２次放射層
８’  第２のバリア層
１０  ２層放射線防護材料
１２  ３層放射線防護材料
１４  ４層放射線防護材料
１６  ギャップ
１８  上側表面
２０  下側表面
２２  患者
２４  放射線
２６  放射線防護被服
２８  医療専門家
３０  矢印（２次放射線）
３４  ２次放射線
３６  Ｘ線管
３８  遮蔽
４０  水擬似模型（医療専門家）
４２  測定チャンバ
５０  左カバー層
５２  右カバー層
５４  滑動層
【図１】
0005461177.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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