(57)【要約】衣服に形成することのできる、多層で好ましくは可撓性のＸ線防護用材料が提供される。この材料は重量が軽いが、しかし患者の身体から発散する反射放射線または散乱放射線を受ける領域において作業者によるＸ線透視検査で遭遇する標準的な条件の下で、一定程度の防護を与える。この多層の布は、再放射されるエネルギー、すなわち各々の層によって生じる蛍光の量がかなり減少するように構成される。概して言えば、本発明は、異なる放射線減衰性の金属材料を含むポリマーまたはエラストマーのフィルムまたはシートからなる二つ以上の層で形成される材料を対象とする。【選択図】図１
2013516612.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線の処置からの散乱放射線への医療および工業に従事する作業者の放射線曝露量を制限するために、衣服に形成することのできる多層で可撓性の放射線防護用材料であって、ポリマーのシートまたはフィルムからなる二つ以上の層を有し、各々の層でポリマーシートの全体に原子番号の大きな元素が分散されていて、少なくとも一つの層は少なくとも５５の原子番号を有する元素を含むバリヤー層であり、そして少なくとも一つの層は少なくとも４８の原子番号を有する元素を含む二次的な放射線防護性の層であり、これにより、この多層の防護用材料で作られた衣服を着用している作業者に到達する正味の放射線量は、同じ条件に晒される作業者であって全体に鉛の粒子が分散されていて本発明の衣服の総重量に少なくとも等しい総重量を有する材料で作られた衣服を着用している作業者に到達する放射線量よりも多くはない、前記放射線防護用材料。
【請求項２】
バリヤー層は５０．２ｋｅＶ以下のｋ吸収端の値を有し、そして二次的な層はバリヤー層のｋ−アルファ−１線よりも少ないｋ吸収端の値を有する、請求項１に記載の多層で可撓性の放射線防護用材料。
【請求項３】
請求項１に記載の多層で可撓性の放射線防護用材料から製造された放射線防護用の衣服。
【請求項４】
二次的な層は５６以下の原子番号を有する金属だけを含む、請求項１に記載の多層で可撓性の放射線防護用材料。
【請求項５】
二次的な層はアンチモン、スズ、バリウムおよびセシウムまたはこれらの化合物からなる群から選択される金属を含む、請求項４に記載の多層で可撓性の放射線防護用材料。
【請求項６】
バリヤー層と二次的な層からなり、バリヤー層はガドリニウム、ランタン、セリウム、バリウムおよびセシウムおよびこれらの化合物からなる群から選択される金属を含み、そして二次的な層はアンチモンおよびスズからなる群から選択される金属を含む、請求項１に記載の多層で可撓性の放射線防護用材料。
【請求項７】
バリヤー層は３０重量％〜６０重量％の重量範囲のアンチモンと７０重量％〜４０重量％の重量範囲のタリウムからなる金属の混合物を含む、請求項１に記載の多層で可撓性の放射線防護用材料。
【請求項８】
医療のＸ線の処置からの散乱放射線への曝露の量を少なくとも８９％減少させるとともに約０．２５ｍｍの厚さを有する標準的な鉛の層の総重量よりも少ない総重量を有する、多層で可撓性の放射線防護用材料から製造された放射線防護用の衣服であって、多層で可撓性の放射線防護用材料は少なくとも二つの層を有し、第一の層はバリヤー層を形成していて、そして少なくとも５５の原子番号を有する金属元素を含む可撓性のポリマーシートを含んでいて、そして第二の層は少なくとも４８の原子番号を有する元素を含む二次的な放射線防護性の層を形成していて、バリヤー層は二次的な層よりも着用者に近い位置に配置されている、前記放射線防護用の衣服。
【請求項９】
バリヤー層は鉛を含む、請求項８に記載の多層で可撓性の放射線防護用材料から製造された放射線防護用の衣服。
【請求項１０】
可撓性の材料からなる少なくとも三つの層を有していて、バリヤー層は中間層の位置に配置されていて、着用者から遠い方にある最も外側の層と着用者に近い方にある最も内側の層の各々が５６以下の原子番号を有する金属を含んでいる、請求項８に記載の多層で可撓性の放射線防護用材料から製造された放射線防護用の衣服。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重量が軽く、１１０ｋｅＶ以下でのＸ線透視装置の操作によって画像化される人間または動物の組織によって散乱されるＸ線への着用者の曝露量を特定の割合で減少させるように設計された、可撓性の放射線防護衣服材料に関する。この材料は、その低い正味放射線蓄積量と特定のＸ線エネルギーにおける高い減衰率により、同程度の防護を与えるのに要する鉛の量よりも実質的に軽くなるように設計される。
【背景技術】
【０００２】
医療の分野においては、職員は、一般にＸ線透視検査と呼ばれるＸ線を含む画像化処置を受ける患者に近接して作業することがしばしば要求される。作業者に対する危険は、患者の身体によって作業者に向けて散乱されるＸ線から生じる。そのような散乱放射線は直接のＸ線ビーム（直射Ｘ線ビーム）よりも低いエネルギーレベルを有するけれども、それは電離電圧を維持している。この散乱放射線への曝露は、作業者の従業期間にわたってかなりの放射線による害をもたらす可能性を有している。この理由から、作業者は、患者の散乱性の組織と作業者の身体との間に保護バリヤーを配置する放射線防護性の衣服を着用するのが慣例である。慣例上、そのような衣服は、Ｘ線の良好な吸収物質である粉末化した鉛を中に埋め込んだ可撓性のゴムまたはポリマー材料から作られている。あいにくと、鉛の衣服は重く、そして従業期間にわたる日常的な使用により着用者にかなりの傷害をもたらすことがある。従って、このような作業条件下で同等の防護を与えることのできる、より軽量な材料に対する探求が始まった。
【０００３】
そのような低減した重量の衣服の根本的な原理は、医療処置において通常用いられるＸ線のエネルギーレベルの多くの部分について、典型的に５０〜７０の原子番号を有する特定の元素が、鉛よりも大きな単位重量当りの減衰を与える、ということである。これまで、大部分の研究者は、鉛以外のそのような元素の有効性についての試験においては、Ｘ線源からの直射Ｘ線ビームの影響から防護するための要件を満たす必要がある、と考えてきた。しかし現在は、作業者への危険は、主として、患者の身体から反射される放射線（いわゆる「散乱放射線」）によって生じる、と理解されている。これは図１のイラストに示されている。しかし、これら原子番号が比較的小さな重い金属の多くが、低いエネルギーレベルの場合であっても、それらが吸収するＸ線を再放射するという事実から、さらなる問題が生じる。このことが、着用者への曝露量が減衰試験から明らかな量よりも大きいという問題をもたらす。この業界ではスズやアンチモンおよびその他の原子番号が小さな元素を用いる軽量のエプロンを採用するようになっていて、これらはなおさら高いレベルの放射線を放出すると考えられるために、この問題は潜在的に増大した。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、本発明の目的は、例えば診療所や研究室において患者に対するＸ線透視装置を操作する臨床技術者のような、仕事の一部としてこのような散乱放射線に頻繁に曝露される作業者のための防護を提供することである。本発明のさらなる目的は、軽量ではあるが実際上防護性の衣服であって、比較的小さな総重量において散乱放射線の所望の有効な防護または減衰を与える金属材料を用いる可撓性の材料で形成された衣服を提供することである。本発明のさらなる目的は、二つ以上の防護材料の層を組み合わせ、それにより、衣服が散乱放射線を吸収するときに衣服の各々の層において発生する二次放射線への作業者の曝露量を減少させるようにすることである。透過放射線への二次放射線の付加は蓄積（ｂｕｉｌｄ−ｕｐ）と呼ばれる。本発明はこれらの両方の影響を考慮に入れ、そして散乱放射線とともにそのような蓄積放射線に頻繁に曝露される作業者に対してかなり有効な防護を与えられることが見いだされた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
これらの利益およびその他の利益は本発明によって達成され、これは、衣服に形成することのできる多層の、好ましくは可撓性の防護材料を提供するものである。また、重量が軽いが、しかしＸ線透視検査において遭遇する標準的な条件の下で一定程度の防護を与える前記の材料を製造するための方法も提供される。本発明の利益は、この材料が、作業者が曝露するかもしれない少量の透過する直射放射線と、より一般的かつ実際的に遭遇する患者の身体から放出される反射放射線の両方から作業者を防護し、それと同時に、いわゆる軽量の防護性衣服において用いられる要素において一般的に見いだされる再放射散乱放射線のかなりの程度の蓄積を相殺することである。少なくとも医療上の画像化すなわちＸ線透視検査において用いられるＸ線エネルギーにおいて、本発明によれば、減衰試験において明白になる防護上の利益の無効化（これは原子番号が比較的小さな元素からの再放射によって起こるであろう）が回避される。
【０００６】
概して言えば、本発明は放射線減衰性の金属材料を含むポリマーまたはエラストマーのフィルムまたはシートからなる二つ以上の層で形成された材料を対象とする。本発明は、通常のＸ線透視検査用の約１１０ｋｅＶ以下のエネルギーを用いるときの防護を意図している。好ましい第一の層には、５６〜６５の範囲の原子番号を有する金属元素が充填されているだろう。理論的に好ましい材料はガドリニウムであり、これはそのｋ吸収端のレベルが散乱Ｘ線のエネルギーの直ぐ下である５０．２ｋｅＶであるためであり、この値がＸ線透視ビームからの散乱放射線を減衰するのに有効なのである。しかしながら、これらの元素は比較的高い再放射効果を有するので、二層の製品において皮膚に最も近くすることが意図されている第二のバリヤー層は、第一の層を貫通するかもしれないあらゆる低エネルギー放射線とともに、あらゆる再放射線の蓄積を吸収すべきである。この簡単な２層材料のためには、鉛からなる比較的低重量のバリヤー層が好ましい。しかし、好ましい３層構成においては、原子番号の範囲が５５〜５９の配合物が最も内側の層のために有効であり、プラセオジムが理論的に最も好ましいことが見いだされた。しかし、その希少さと、その結果としての高コストの故に、好ましい原子番号の範囲においては、バリウムとセシウムが比較的に一般的であり、そしてこの目的のためには有用である。しかし、その化学的活性の故に、セシウムは化合物の形で用いるべきである（例えばヨウ化セシウムまたは塩化セシウム）。所望により、任意の減衰性金属元素が、その元素金属の形であるよりも、ポリマーマトリックスの環境中で比較的不活性な化合物の形で存在していてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、医療用Ｘ線装置のオペレーターが遭遇する散乱放射線からの曝露条件を例示する略図である。
【図２】図２は、直射Ｘ線ビームに曝露されたときの、試験材料の放射線減衰を既知の厚さと純度を有する鉛箔の標準から得られる放射線減衰と比較することによって鉛当量を決定するために用いられる装置の構成を例示する略図である。
【図３】図３は、散乱放射線について特定の材料によって得られる防護の程度を決定するための装置を例示する略図である。
【図４】図４は、１１０ｋｅＶのビームによる水媒体からの散乱放射線スペクトルを示すグラフである。
【図５】図５は、ガドリニウムの第一層からの蛍光放射を減衰する第二層がある場合と無い場合の透過散乱スペクトルへの影響を示すグラフである。
【図６】図６は、ガドリニウムとバリウムの層からの蛍光放射を減衰するアンチモンの最終層がある場合と無い場合の透過散乱スペクトルへの影響を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
標準的な試験条件
本発明の組み合わせの有効性を決定するにあたり、その有効性を明示するための通常の基準、すなわち直射Ｘ線ビームに曝露されたときのその鉛当量に基づく有効性は、適切でない。鉛当量は通常、図２に示すように、直射Ｘ線ビームに曝露されたときの、試験材料の放射線減衰を既知の厚さと純度を有する鉛箔の標準から得られる放射線減衰と比較することによって決定される。しかし、そのような基準は、実際の条件すなわち、図１に示すように、一次Ｘ線ビームからの放射線よりもむしろ、放射されて散乱された放射線が主要なものである場合の条件の下での防護についての試験を行なうときにも用いることができる。本発明の目的について、これらの組み合わせの有効性を示すために、鉛当量の見地からではなく、曝露量の減少率（例えば９０％）に関しての防護が明示されるだろう。しかしながら、前に得られた結果と比較するために、鉛当量も示すことができる。
【０００９】
シミュレーションの目的のために、１１０ｋｅＶにおいて１５°のタングステンターゲットと１ｍｍのＡｌのフィルターを用いるＳｐｅｋＣａｌｃプログラムによって生成されるＸ線スペクトルを用いて、散乱が計算されるだろう。水についての質量コンプトン減衰係数がＮＩＳＴ  ＸＣＯＭＰから得られた。患者の身体からのこの散乱放射線は、試験の目的のために、ある容積の水（側面で３０ｃｍ、すなわち３０ｃｍ３）を利用することによって、７０〜１３０ｋｅＶにおいて操作されるタングステンターゲットを有するＸ線管からのものに概ね接近させることができることが見いだされた。散乱放射線は、ビームの入口表面の中央における点源から放射される、すなわち１５ｃｍの水によって減衰される、と考えられる。
【００１０】
本発明は、二つ以上の層を有する様々な多層材料であって、特定の順序で配列される異なる層としての異なる材料の幾つかの様々な組み合わせを含み、その結果、標準的な曝露条件の下で所望の防護レベルが得られるけれども、しかし純粋な鉛の衣服について必要となる重量よりも軽い重量を有する材料を対象とする。
【００１１】
本発明は、（電子ボルトでの）ｋ吸収端の値を、直射Ｘ線の特定の強度および直接の放射線を集中させる装置に合わせることによって最良の結果が得られる、という認識に基づく。これは、様々な金属元素の減衰値の最良の組み合わせとともに、これらの元素によって生成する蛍光二次再放射線を決定するのを助ける。防護性元素についての質量光電吸収係数がＮＩＳＴ  ＸＣＯＭＰから得られた。ｋ殻特性放射線の放出は、Ｂｙｒｎｅ  ａｎｄ  Ｈｏｒｖａｔｈ  Ｊ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｂ：  Ａｔｏｍ  Ｍｏｌｅｃ  Ｐｈｙｓ．１９７０  ３；２８０−２９２からのωｋの値と、ＭｃＣｒａｒｙ  ｅｔ  ａｌ，  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｒｅｖｉｅｗ  Ａ，１９７１；４；１７４５−１７４９からの相対ｋ殻特性強度を用いて、所定の防護性材料における散乱放射線の吸収の影響であると想定された。
【００１２】
本発明は、特定の標準的な曝露条件の下での明示されたレベルの防護を与える層状材料の最も軽い組み合わせを得るための設計を提供する。様々なレベルの曝露条件に適応するために、三つのレベルの防護が定義される。鉛の基準は提示されないけれども、それらの防護レベルは、１００ｋｅＶの直射ビームにおける０．２５、０．３５および０．５ｍｍの鉛によって生じる典型的な減衰に相当する。これらは、およそ８９％、９３％および９７％の値の防護率すなわち減衰率に相当する。従って目標は、これらの防護の値を与える最軽量の配置を提供することである。
【００１３】
その手順は、所望の防護レベルを与えると思われるとともに重量が軽い、材料の一連の組み合わせを作り出すためのシミュレーションを用いることである。有利であると思われる組み合わせは、図３に示す装置の構成を用いて試験されるだろう。全ての場合において、図４に示すように、水媒体における１１０ｋｅＶのビームからの散乱スペクトルを用いてシミュレーションが着手される。試験材料を通して透過する放射線とともに、当該元素のｋ殻結合エネルギーを超える放射線によって生じるｋ殻蛍光が、シミュレーションによって見積もられる。ｋ殻蛍光だけが見積もられる。次の層への入射線として一つの材料によって放射または透過されるスペクトルを用いることによって、シミュレーションが順に続けて行われる。
【００１４】
この設計においては、減衰を最適化するために複数の連続する層を用いると同時に、減衰性の金属からの蛍光再放射線による蓄積が最少にされるだろう。
減衰に関して、層の順序は重要なことではないが、しかし最後の層から出てくる蛍光放射線の量はその順序に強く依存するだろう。放射を刺激する層に達するスペクトルの部分を減少させるか、あるいは前の層からの蛍光を吸収する一方でそれ自身の追加の蛍光をほとんど発生しない層を間に置くことによって、蛍光の強度を最小限にすることができる。これらのシミュレーションを行う目的で、Ｘ線透視装置で操作される出力レベルの合理的な上端である１００ｋｅＶにおいて生じる９０°散乱スペクトルに、我々は集中した。Ｌ殻の蛍光は無視され、そして放射される蛍光が放射層の中で減衰されないほど十分に各層が薄いと仮定された。層からの放射について２πの形態が仮定された。すなわち、控えめに見積もって５０％の放射が観察の方向にあるであろうと仮定した。
【００１５】
防護される作業者の放射線への曝露を減少させることにおける、材料の特定の組み合わせの有効性は、着用者が曝露されるＸ線の範囲に存在するＸ線エネルギーに依存するであろう、ということが見いだされた。この目的のために、防護用の衣服が着用される最も一般的な条件である医療用Ｘ線透視検査を控えめに模擬する特定の曝露条件が定義されなければならない。
【００１６】
最新のＸ線透視装置においてはタングステンをターゲットとするＸ線管が用いられ、典型的には６０〜１１０ｋｅＶのキロ電圧（ｋｉｌｏｖｏｌｔａｇｅ）において操作される。このＸ線透視装置においては、患者に対して反対側にＸ線管と画像受信機が配置される。最新のＣアーム型のＸ線透視装置においてはビームをほとんど全ての方向に向けることができるが、しかし最も一般的には、図１に示すように、患者は横向きにされ、Ｘ線源は下にあり、そしてビームは上方に指向される。作業者に到達する放射線の本質的に全てのものは、Ｘ線ビームから直接来るものではなく、直射Ｘ線ビームの範囲内にある患者の身体の部分から散乱されるものである。数パーセントのものを除いて、作業者に到達するＸ線は、周知の（しかし以前はほとんど認識されていなかった）コンプトン効果によって患者の身体の中で発生する。人間の身体は大部分が水なので、Ｘ線ビームの中に置かれる水の容積は、実際の曝露条件の良好なシミュレーターを与える。ほとんど全てのＸ線透視装置は１１０ｋｅＶ未満の操作に限定されるので、試験条件は、１１０ｋＶｐにおいて操作されるタングステンをターゲットとするＸ線管によって水の容積中で生じる散乱に関して定められるだろう。これらの条件の下で定められる防護の程度は、より低いキロ電圧において与えられる防護の有効性を過小評価しているはずであるということが概ね正しい、ということが見いだされた。標準化の目的のために、下記の条件が考えられる。
−  散乱は、Ｘ線管の焦点から１ｍの遠心面（ｄｉｓｔａｌ  ｓｕｒｆａｃｅ）を伴って配置された３０ｃｍ×３０ｃｍ×３０ｃｍの水の容積中で生じると考えられる。Ｘ線の範囲の大きさは、焦点から１ｍにおける水の容積の出口表面（すなわち３０ｃｍ×３０ｃｍ）をカバーするように調節される。
−  タングステンのターゲットを有するＸ線管は１１０ｋｅＶにおいて操作され、そして少なくとも２ｍｍのＡｌのフィルターが用いられる。
−  散乱は、直射ビームの軸に対して９０度の位置で、水の容積の入口表面の中心点と一直線になった焦点から８５ｃｍの距離において測定される（図３）。
−  試験材料は水の容積の側面（すなわち３０ｃｍ×３０ｃｍ）を完全にカバーするようなサイズに切断され、そして水の容積の外縁から１０ｃｍの距離に配置される。試験材料は直射Ｘ線ビームに曝露されないように注意を払わなければならない。
−  散乱強度は、空気カーマ（ａｉｒ  ｋｅｒｍａ）またはレントゲンで調整されるダイオード型の検出器によって検出される（例えばＲａｄｃａｌ  ＤＤＸ６Ｗ検出器）。
−  検出器は水の容積から１５ｃｍの距離、すなわち試験材料の表面から５ｃｍの距離に配置されるべきである。
−  防護率は次のようにして測定される：
％Ｐ＝（１−Ｍ１／Ｍ２）×１００
ここで、Ｍ１は水と検出器の間に置かれる試験材料を用いて測定されるレントゲン数であり、そしてＭ２は試験材料を用いずに測定されるレントゲン数である。防護率は５回の繰返しの測定の平均として表される。
【００１７】
二次的な層の機能は、図５に示すように、ガドリニウムの層からの蛍光の放射を減衰すること、およびこの元素のｋ吸収端よりも下で透過される全ての放射線、すなわち第一の層において用いられる他の全ての元素の放射線を減衰することである。次の層は、４３ｋｅＶにおいてＧｄのｋ−アルファ−１線よりも直ぐ下のｋ吸収端を有するべきである。希少元素であるプラセオジムはこの目的のために理想的なものであろうが、しかしやはり、より容易に入手できて経済的により満足できるものとして、５５〜５８の原子番号を有する元素も有利である。バリウムとセシウムは二次的な層として適当な比較的容易に入手しやすい元素である。例えばヨウ化セシウムまたは塩化セシウムも、この二次的な層に有用であろう。第三の層が所望される場合、これは第二の層の元素のｋ−アルファ−１線よりも直ぐ下のｋ吸収端を有するべきである。第二の層がバリウムを含む場合は、アンチモンを含む第三の層が理想的であろう（アンチモンはバリウムの３２ｋｅＶのｋ−アルファ−１線よりも下のｋ吸収端を有する）。スズとインジウムも第三の層として満足できるだろう。第四の層が所望される場合、そのｋ吸収端の値に基づけば、不適当な（放射性の）元素であるテクネチウムは理想的であろうが、しかしモリブデンまたはニオブまたはそれらの不活性な化合物がもっと有用であろう。
【００１８】
図６は、（図５による）Ｇｄの層から放射されるスペクトルが０．１ｇ／ｃｍ２のバリウムの層を透過した後のものを示す。Ｇｄの蛍光とＧｄのｋ吸収端よりも下で透過する放射線の減少、およびＢａからのｋ−蛍光の付加に注目されたい。
【００１９】
層を連続させる目的は、最も少ない重量で最も大きな正味の放射線減衰を生み出すことである。その連続により、放射線が着用者に到達することが完全には排除されないであろうが、しかしそれは曝露を特定の量（例えば９０％以上）減少させるように設計される。これは、最適なものとしては三層または四層を用いて達成されるかもしれないが、しかしバリウムとアンチモン、セシウムとスズ、またはバリウムとスズの層からなる比較的費用のかからない二層の組み合わせでも、高い程度の防護を得るにあたり、鉛と比較して、かなりの重量の低減（２５〜３０％）をもたらすであろう。
【実施例】
【００２０】
Ｘ線防護遮蔽性の衣服
以下の実施例において、外側の層は放射線源に面していて、そして最も内側の層は着用者の皮膚に面している。
【００２１】
実施例１：ガドリニウムとアンチモンを含む二層
この実施例は二つの個別の層からなるものである。外側の層はガドリニウムを含み、これは金属または酸化ガドリニウムまたはガドリニウムの塩のいずれかの粉末の形のものであろう。ガドリニウムは可撓性のビニル樹脂のマトリックスまたはエラストマーやポリオレフィンのようなその他の可撓性のマトリックスの中に分散されていて、ガドリニウムの重量パーセントは６０％〜９０％の範囲であろう。内側の層は、可撓性のポリマーマトリックス中にある９０％〜６０％の重量パーセントの範囲のアンチモンからなるであろう。
【００２２】
これら二つの層の累積効果は、広いビームのＸ線の条件から生じる基準の散乱ビームに対するエプロンの着用者の正味の曝露量を９０％以上減少させるとともに（図４）、鉛だけを含む防護衣服のエプロンによって得られる同等の防護と比較して重量が減少することであろう。
【００２３】
実施例２：バリウムとアンチモンを含む二層
この実施例は二つの個別の層からなるものである。外側の層はバリウムを含み、これは金属または酸化バリウムまたは硫酸バリウムのいずれかの粉末の形のものである。バリウムは可撓性のビニル樹脂のマトリックスまたはエラストマーやポリオレフィンのようなその他の可撓性のマトリックスの中に分散されていて、バリウムの重量パーセントは６０％〜９０％の範囲であろう。内側の層は、同様の可撓性のポリマーマトリックス中にある９０％〜６０％の重量パーセントの範囲のアンチモンからなるであろう。
【００２４】
これら二つの層の累積効果は、広いビームのＸ線の条件から生じる基準の散乱ビームに対するエプロンの着用者の正味の曝露量を９０％以上減少させるとともに（図４）、鉛だけを含む防護衣服のエプロンによって得られる同等の防護と比較して重量が減少することであろう。
【００２５】
実施例２Ａ：タリウムとアンチモンのバリヤー層を含む二層
二層のＸ線防護性のエプロンは次のようなものである：
「二次的な層」は、可撓性のポリマーマトリックス中にある６０％〜９０％の重量パーセントの範囲のアンチモンと、可撓性のビニル樹脂のマトリックスまたはエラストマーのようなその他の可撓性のマトリックスの中に分散されている５％〜３５％の重量パーセントの範囲のバリウムからなるであろう。
【００２６】
「バリヤー層」は、可撓性のビニル樹脂のマトリックスまたはエラストマーのようなその他の可撓性のマトリックスの中に分散されている３０％〜６０％の重量パーセントの範囲のアンチモンと７０％〜４０％の重量パーセントの範囲のタリウムを含むであろう。
【００２７】
これら二層の例から作られる衣類について、バリヤー層は着用者の身体に最も近くなるようにされる。
実施例３：ガドリニウム、バリウムおよびアンチモンを含む三層
最も外側の層はガドリニウムを含み、これは金属または酸化ガドリニウムまたはガドリニウムの塩のいずれかの粉末の形のものであろう。ガドリニウムは可撓性のビニル樹脂のマトリックスまたはエラストマーやポリオレフィンのようなその他の可撓性のマトリックスの中に分散されていて、ガドリニウムの重量パーセントは６０％〜９０％の範囲であろう。中間の層は、金属または酸化バリウムまたはバリウムの塩（例えば硫酸塩またはヨウ化物）のいずれかの粉末の形でのバリウムを含むであろう。バリウムは可撓性のポリマーマトリックスの中に分散されていて、バリウムの重量パーセントは６０％〜９０％の範囲であろう。最も内側の層は、金属としてのアンチモンまたは酸化物や塩（例えば硫酸塩、塩化物またはヨウ化物）としてのアンチモンからなり、これは可撓性のポリマーマトリックス中に５０％〜９０％の重量範囲にあるであろう。これら三つの層の累積効果は、広いビームのＸ線の条件から生じる基準の散乱ビームに対するエプロンの着用者の正味の曝露量を９０％以上減少させるとともに（図４）、鉛だけを含む防護衣服のエプロンによって得られる同等の防護と比較して重量が減少することであろう。
【００２８】
実施例４：複数の金属層を含む二層
二層のエプロンは次のようなものである：
「二次的な層」は、可撓性のポリマーマトリックス中にある６０％〜９０％の重量パーセントの範囲のアンチモンからなるであろう。
【００２９】
「バリヤー層」は、可撓性のビニル樹脂のマトリックスまたはエラストマーのようなその他の可撓性のマトリックスの中に分散されている６０％〜９０％の重量パーセントの範囲のアンチモンと３５％〜５％の重量パーセントの範囲のタングステンとビスマスの等量混合物を含むであろう。実質的に同じ正味の減衰が得られる。
【００３０】
この発明はさらに、多層材料からのエプロンのようなＸ線防護性の衣服の製造を含み、この場合、層のうちの一つは鉛を含む。
実施例５
この実施例は、二つの層を含む材料で形成されるエプロンについてのものである。「バリヤー層」は、可撓性のビニル樹脂のマトリックスまたはエラストマーやポリオレフィンのようなその他の可撓性のマトリックスの中に分散されている６０％〜９０％の重量パーセントの範囲の鉛を含むであろう。「二次的な層」は、可撓性のポリマーマトリックス中に分散されているアンチモン、金属または化合物からなり、これは金属の９０％〜６０％の重量パーセントの範囲で含まれる。
【００３１】
各々の層は、６０ｋｅＶ〜１２０ｋｅＶの範囲にわたって０．２５ｍｍの鉛と同等のＸ線吸収能を有するであろう。
実施例６
三層の材料から形成されたエプロンは下記の構成を有するであろう：
二次的な層は、可撓性のポリマーマトリックス中の５０％〜９０％の重量パーセントの範囲のアンチモンと３５％〜５％の範囲のタングステンからなるであろう。二つめの二次的な層は、ポリマーマトリックス中の５０〜９０重量％のタングステンを含むであろう。
【００３２】
「バリヤー層」は、可撓性のビニル樹脂のマトリックスまたはエラストマーのようなその他の可撓性のマトリックスの中に分散されている９０％〜６０％の重量パーセントの範囲の鉛を含むであろう。
【００３３】
各々の層は０．１６７ｍｍの鉛と同等のＸ線吸収能を有するであろう。
実施例７
この実施例は二つの層を有するエプロンを形成する材料のものである。「バリヤー層」は、可撓性のビニル樹脂のマトリックスまたはエラストマーやポリオレフィンのようなその他の可撓性のマトリックスの中に分散されている６０％〜９０％の重量パーセントの範囲の鉛を含むであろう。
【００３４】
「二次的な層」は、可撓性のビニル樹脂のポリマーマトリックス中にある６０％〜９０％の重量パーセントの範囲の硫酸バリウムまたはアンチモン金属からなるであろう。
これら二つの層の累積効果は、１００ｋｅＶにおいて測定される０．５ｍｍの純粋な鉛とほぼ（１０％以内で）同等の、広いビームのＸ線の減衰を生じさせることであろう。この二層の布については、鉛のバリヤー層が着用者の身体に最も近くなるように、任意の衣類を形成することが意図される。エラストマーやポリオレフィンのような他の可撓性のマトリックスを用いて、同様の結果が得られるであろう。
【００３５】
実施例８
二つの二次的な層とバリヤー層からなる三層のエプロンを構成することができる。
最も内側にある二次的な層は、可撓性のエチレンポリマーのマトリックスと５０％〜９０％の重量範囲で含まれるアンチモン金属からなるであろう。真ん中の二次的な層は、可撓性のエチレンポリマーのマトリックス中に５０％〜９０％の重量範囲の硫酸バリウムを含むであろう。
【００３６】
「バリヤー層」は、可撓性のビニル樹脂のマトリックスまたはエラストマーやオレフィンポリマーのようなその他の可撓性のマトリックスの中に分散されている６０％〜９０％の重量パーセントの範囲の鉛を含むであろう。
【００３７】
これら三つの層の累積効果は、１００ｋｅＶにおいて測定される０．５ｍｍの純粋な鉛とほぼ（１０％以内で）同等の、広いビームのＸ線の減衰を生じさせることであろう。この三層の布については、鉛のバリヤー層が着用者の身体から最も遠くなるように、任意の衣類を形成することが意図される。
【００３８】
本発明のエプロンは、好ましくは、二層または三層のいずれかの構造からなるであろう。もっと軽い重量で同等の減衰を得るためには、あるいは同等の重量でもっと大きな減衰を得るためには、層の数をもっと多くしても良いが、層の数が多くなると経済的に実施しにくくなる。
【００３９】
一般に、各々の層は原子番号の大きな一つの元素を含み、原子番号の最も大きな元素はいわゆる「バリヤー層」のために用いられ、この層は作業者に到達するかもしれない全ての直射Ｘ線を制限する。二層構成については、バリヤー層は通常は内側すなわち身体に最も近い位置に配置されるが、層の数が増えると、それは通常、中間層のうちの一つとして、あるいは着用者から最も遠い外側の層として配置される。
【００４０】
好ましい元素はアンチモン、ビスマス、スズ、鉛およびガドリニウム、あるいはこれらの化合物（例えば酸化ビスマス、硫酸バリウム）である。反応性の高い金属の化合物、例えばセシウムのハロゲン化物、塩化物、ヨウ化物、セシウムの酸化物または炭酸塩、および希土類金属であるセリウムおよびその化合物は、商業的に可能性のある候補として考慮される。
【００４１】
有用なものであることが見いだされたポリマーマトリックスは、プラスチゾル混合と流延製法を用いて製造されるポリ塩化ビニルで形成された。しかし、ポリエチレンのような任意の熱可塑性樹脂も、混合物の中に分散される原子番号の大きな元素とともに用いることができて、そして標準的な加工法を用いて押出される。同様に重要なことは、エチレン酢酸ビニルコポリマーのような低融点で低粘性のポリマーを用いることであろう。さらに、エラストマーやハイソリッドのラテックス化合物もポリマーマトリックスのための基材になりうるが、水と反応性の幾つかの金属またはそれらの化合物に対するものだけに限定されるラテックスは好ましくは用いられない。
【００４２】
本発明の実施例においては各々の配合物中に単一の金属だけが含まれているかもしれないが、金属の混合物を用いることもできて、例えば鉛とアンチモンまたはスズを、６７％の鉛／３３％のアンチモンまたはスズ、あるいは６７％のアンチモン／３３％の鉛といった比率で用いる。しばしば、バリヤー層に５％〜２０％のタングステンを添加すると、改善された一次Ｘ線の減衰がもたらされ、同時にそれ相応の重量の減少も得られる。
【００４３】
層の配合について下記の例が有用であると考えられる。
ＰＶＣを基材とするマトリックス：
酸化ガドリニウム  ６０ポンド／ＰＶＣプラスチゾル  ４０ポンド
粉末にした鉛  ８７ポンド／ＰＶＣプラスチゾル  １３ポンド
アンチモン（またはスズ）  ８０ポンド／ＰＶＣプラスチゾル  ２０ポンド
硫酸バリウム  ７０ポンド／ＰＶＣプラスチゾル  ３０ポンド
ラテックスを基材とするマトリックス：
ガドリニウム（Ｇｄ）  ６０ポンド／ラテックス  ４０ポンド
（乾燥したマトリックス２０ポンド）
アンチモン（またはスズ）  ９０ポンド／ラテックス  ２０ポンド
（乾燥したマトリックス１０ポンド）
熱可塑性樹脂を基材とするマトリックス：
鉛  ８５ポンド／ポリエチレン  １５ポンド
アンチモン  ８０ポンド／エチレン酢酸ビニルコポリマー  ２０ポンド。
【００４４】
多層防護性エプロンの特許のさらなる例
実施例９
外側の表面に配置された二次的な放射線層と鉛を含浸したエラストマーからなる内側のバリヤー層を有する有用な二層材料が、これらの実施例において説明される。これらの実施例において、外側の二次的な放射線層は、下記の金属のうちの一つ以上のものを元素の形で、または不活性な化合物として中に分散させた（すなわち「充填した」）エラストマーであるとも解釈される：インジウム、アンチモン、スズ、ヨウ化セシウム、塩化セシウム、硫酸バリウムおよび酸化ガドリニウム。二つの層における元素金属の濃度については、バリヤー層における３０％〜７０％の範囲の鉛と、二次的な放射線層における７０重量％以下の原子番号が大きなその他の金属である。ヨウ化セシウム化合物におけるヨウ化物は、その原子番号が大きいことにより放射線減衰効果に寄与することに留意すべきである。二つの層における金属の総量は、放射線散乱条件の下でこの二層材料からなるエプロンの着用者の正味の放射線曝露量が９０〜９５％減少するように調節することができる。
【００４５】
実施例１０
内側の表面に配置された二次的な放射線層と鉛を充填した外側または中間のバリヤー層を有する有用な三層材料が、以下の実施例において説明される。二層の設計と違って、三層以上の材料は、内側（着用者に隣接する側）から外側へ向かって原子番号が上昇していくように配列することができ、あるいは最も重い金属を中間層にすることができる。内側の層はやはり、比較的軽い元素（アンチモン、スズおよびインジウムの金属、およびこれらの元素の化合物、およびセシウム化合物（例えば塩化物またはヨウ化物）、および硫酸バリウムのような、もっと反応性の高い元素の化合物のうちの一つ以上のものから選択される、原子番号が５６以下の元素）を充填したエラストマーで形成することができる。中間層は、金属としてのセリウムまたはサマリウムあるいは酸化物としてのガドリニウムのような、中程度の（７２以下の）原子番号の元素を含浸したエラストマーの層で構成される。最も外側の層は、ビスマス、鉛、タングステンまたはタンタルを含浸したエラストマーである。三つの層における全ての金属の割合は、三つの層の全てにおいて等しい割合である場合から、中間層と最も外側の層において１０％で残りが内側の層にある場合までの範囲であろう。三つの層における金属の総量は、標準の散乱放射条件の下でこの材料からなるエプロンの着用者による放射線への正味の曝露量が９０〜９５％減少するように調節される。
【００４６】
この業界では、鉛以外の原子番号のもっと大きな金属からの二次放射すなわち再放射の問題が認識されている。Ｘ線防護性のエプロンにおいては、患者にＸ線照射を行うか、あるいは外科的な処置の適切な遂行を助けるためにＸ線が用いられる場合の作業において、技術者、外科医または獣医が曝露するかもしれない放射線を吸収するような金属が用いられる。これらの原子番号の大きな金属は最初のＸ線よりも低いエネルギーレベルにおいてＸ線を再放射するが、エプロンの使用者は安全でないレベルのこれらの再放射Ｘ線に曝露される可能性がある。この業界では、スズ、アンチモン、ヨウ素、セシウム、バリウム、または希土類金属のような原子番号が幾分小さな元素であって高いレベルの再放射線を放出すると思われる元素を用いる軽量のエプロンを採用する傾向にあるので、この問題はおそらく増大している。本発明はこの問題を解決し、そして回避するためのもう一つの基礎を提供する。
【００４７】
本発明の特定の態様が実施例として以上で説明されたが、それらの詳細の変形が本発明の範囲から逸脱することなく成され得ることが理解されよう。当業者であれば、限定する目的ではなく例示する目的で本明細書で提示された全ての態様以外のものによっても本発明が実施されうることを理解するだろう。本明細書で説明された特定の態様の同等物も、本発明の実地になることに留意されたい。従って、独占権が請求される本発明の範囲を評価する際は、以上の説明または実施例ではなく、添付した特許請求の範囲が参照されるべきである。
【図４】
2013516612.tif 000003
【図５】
2013516612.tif 000004
【図６】
2013516612.tif 000005
【図１】
2013516612.tif 000006
【図２】
2013516612.tif 000007
【図３】
2013516612.tif 000008
【国際調査報告】
2013516612.tif 000009