一 11 一 非接続形X線アナライザのQC（Quality control）応用 赤坂 勉、坂本弘 巳 Quality control of X一一一ray generators using non−invasive X一一ray analyzer Tsutomu Akasaka， Hiromi Sakamoto The characteristics of X−ray generators can be simply and safely measured by a non−invasive X−ray analyzer in comparison with an electric meter． Non−invasive X−ray analyzer ‘KYOKKO model 100’ has been used for measuring of X−ray generators in our laboratory． The present results further support the view that this method is very useful for the quality control of X−ray generators． 1．緒 言 本学では現在20数台のX線装置を保有してい X線は一般にX線管電圧、管電流および曝射 るが、保守点検については充分であるとはいい 時間により制御されるが、精度、再現性の良い 難く、前述のように電気的測定も日常的には困 X線出力（＝品質）を得るためには、適正な電気 難である。この保守点検に非接続形X線アナラ 的調整が施されていなければならない。これら イザが活用されれば、多項目にわたる点検を安 の測定は通常外部から電気的に接続された計器 全かつ簡便に実施することができ、故障点の迅 により行われるが、高電圧発生装置の高圧側（数 速な対応が期待できる。 十kV∼百数十kV）に測定回路が挿入されるな 今回KYOKKO X線アナライザmode1100 ど危険も伴い、かつ測定準備が繁雑である。 を用いて、その有用性を確かめる基礎実験とQC 近年X線を検出器に入射させるだけで、上記 応用への試みを行ったので報告する。 の電気的特性を含む各種パラメータの測定、解 析が行える装置が種々開発された。X線装置への 2．使用機器および方法 電気的接続を必要とせずに安全、簡便に測定が 使用機器 実施できることから、日常点検等への利用が注 KYOKKO X線アナライザmodel 100の外 目されている♂2） 観を図1に示す。右側が検出器であり、蛍光板、 ドじロロ 、5→ CPU VFC H P．C． ROH ff．AMP． sv ドコけロ ・，，「ひ Aoc RAn VFC ｝一一i）一 P．C． H．AMP． り ロ B、6→ VFC H P．C． H．AMP． CO月P， ：i’ M 3il ｝iii RS−232C I／O CTC PIO P．1． eq 1 アナライザの外観 C了C 図2 アナライザの回路構成 一 12 一 罪接続形X線アナライザのQC（Quality contro1）1，il用 フォトダイオード、フィルタなどから成る。検 ④ 半価層 出器からの信号は、左側のコントローラで増幅、 我々が過去に発表しだ）同一X線装置にお A／D変換などの処理を経てパソコンへ入力され けるアルミ半価層の測定結果と比較した。こ る。図2に回路構成を示す♂〉 の半価層測定は極めて高精度に求められたも 本アナライザから得られる情報は、管電圧、曝 のである。 射時間、線量、半価層および実効エネルギー、な ② QCの方法 らびに管電圧波形、蛍光強度波形である。 今回は初回の測定であることから、1つのX線 これらの情報の信頼性を確かめるための基礎 管につき各種の照射条件で測定を行った。測定 実験に用いた機器を次に示す，， 装置は14台、X線管は22台にのぼる。 X線装置 東芝 KXO−15（単相2ピーク形） 原則的な照射条件として以下のことを設定し X線管 東芝 DRX…90S た。 多重絞り 東芝 TE一一6TI、…3 ・X線管一撮影台間距離を100cmとし、撮影 管電圧波高計アルコ KV−201D 管電流計 アルコ MA−1201DC 台上に検出器を置く。 電離箱式線量計 応用技研 AE一一132 ため、検出器入射窓の長軸方向とX線管長 ・X線空間強度分布の不均一一・一性の影響を除く 軸方向を直交させた。 （1》基礎実験の方法 ・照射野は入射窓よりやや広い3×8cmに設 ① 管電圧 噛した。 高電圧発生装置の二次側に電気的に接続さ ・X線照射条件は、小焦点一100mA、大焦点 れた管電圧波高計の値と比較した。 一一一 200mAの各々について、管電圧は60kV、 管電圧波高計は、X線投入後4パルスを過ぎ 70kVを選んだ。大容量のX線管について てから2⊂、ms闇の最大値を示すよう設定した。 は80kVについても測定した。姑射時間に …方アナライザからは、X線投入後10ms毎に ついては、その信頼性を調べるため60kV、 区切った各々の区間での最大値が10個まで表 lOOmA、0．05sの条件で1回、その他はす 示されるが、このとき耐電圧波高計の値と対 べてO．1sに設定した。 応ずるものは4、5番目の値の大きい方である と考えられる、， 3．基礎実験とQC応用について 管電圧約70kVについて10回測定した。 結果と考察 ② 法官時間 （D 基礎実験について アナライザは、単相2ピーク形X線装置の ① 管電圧 場合は 管電圧波高計の値を基準にとると、＋0．2∼ 有効パルス数／（電源周波数×2） 一〇．8kV（＋0．28∼一1．1％、平均一〇．53％） により算出された値を、三相装置の場合は管 となり極めて高い信頼性を示す結果となった。 電圧波形におけるピーク値の75％に相当する 測定回数は少ないものの他の管電圧について 立上がり、立下がり部の時間間隔を表示する。 も、最も誤差の大きなもので一2．5％であり仕 得られた管電圧波形よりこれを求め、比較 様にある±3％（または±3kVのいずれか大 した。 きい方）の精度と一致している。 ③ 線 量 ② 素面時間 管電圧60kV、70kVについて、線量計との 得られた管電圧波形より求めた値とよく一致 同時測定を数回行い、線量計の照射線量（R） した。これはQC実施時の他の単相2ピーク形 値を空気吸収線量（Gy）に換算して比較した。 X線装置や三相装置についてもよく 致した。 赤坂 勉、坂本弘巳 一 13 一 ③ 線 量 電気的調整を行って適正な状態に復帰させるこ 線量計の値を基準にとると、60kVで約一35 とができたが、これもQC応用の一つの成果であ ％、70kVで約一25％と信頼性の低い結果と ると評価することができた。 なった。これについては同様な結果を示した このようにアナライザを用いた測定では、1回 発表5）もあり、今後追試、検討を重ねてみたい。 の曝射を行うだけで多項目にわたる情報を極め ④ 半価層 て短時間に得ることができる。測定準備も数分 測定結果を表に示す。いずれの管電圧にお 間で完了することができ、その簡便性も充分に いてもFree Air Chamberでの値より低い値 確かめられた。 を示したが、最大誤差を示したものでも7％以 装置番号毎の主要パラメータのリスト表示例 下であり信頼性はほぼ良好であると思われる。 を図7に示すが、これによりQC結果の経時的変 化を把握することもできる。 表アルミ半価層（mm）の比較 Free Air @Chamber また今回は据置形のパソコンをプリンタとと アナライザ 誤 差％ もにキャスターに搭載してX線装置各室を移動 したが、室内の狭さもあってかなりの不便さを 60kV W0kV 1．74 1．69 一2．9 Q．18 Q．03 ￨6．9 P00kV Q．71 Q．59 ￨4．4 感じた。可搬形の小形パソコンの使用が望まれ る。 以上アナライザから得られる情報は、線量を 4．結 語 除いては良好な信頼性を有する事が確認できた。 線量評価に課題を残したものの、基礎実験で ② QC応用について 測定結果の例として、図3に単相2ピーク形X はQC利用としてその有用性が確かめられ、 QC の実施についてもその簡便性を充分に確認する 線装置のものを、三相12ピーク形装置のものを ことができた。装置の故障に対してもこれらの 図4、コンデンサ放電形装置（20mAsの波田切 結果をもとに迅速な対応を期待することができ 断を行っている）のものを図5に示す。 る。今後本学のX線装置の日常的な保守管理に これらは1回の測定で得られるすべての情報を 本アナライザを活用したい。 一つの図に表示させたものであるが、各情報に ついて説明をつけ加えると、 5．参考文献 データ番号 i回の測定毎に更新される番号 1）早矢仕智恵：X線アナライザによるX線装 で、データ保存用ディスクの保存単位となる。 置設置時の性能評価、日本放射線技師会雑誌、 装置番号 X線装置室とX線管番号を対応さ 37巻、p1158、1990 せた。この番号をもとに主要パラメータのリス ト表示を行うこともできる（後述）。 設定値 X線装置の照射条件を入力する。こ 2）上遠野 昭：非接続形測定器240AによるX 線発生装置の管理、日本放射線技術学会雑誌、 48巻、p1298、1992 こで入力された管電圧値により検出器のフィル 3）三宅周作、鈴木尚生：X線アナライザについ タが自動的に切換わる。 て、極光X−RAY、 No．28、 p25∼45、1990 測定に際してはX線入射直前に“開始キー”を 4）赤坂 勉、坂本弘巳、竹井 力：各種電離 押してX線を曝射すればよく、X線入射終了と 箱による半価層測定（第2報）、第41回日本放 同時に測定も自動的に終了する。 射線技術学会総会予稿集、p219、1985 今回のQC実施中に設定値よりも約10kVも高 5）斎 政博：Non 一 invasive型X線アナライ い管電圧値を示した装置が1台発見された（図6）。 ザの性能比較（第3報）、日本放射線技術学会 学生実習に使用する直前であったため、急きょ 雑誌、48巻、p1299、1992 非接続形X線アナライザのQC（Quality control）応用 一 14 一 テ㌧タ番号 ： 99 装置番号 ； 211 測定日 ： 92年 1Q月Q8日 測定時間 ： 19縛40分19n ［設定｛直1 管電圧（kV） 管電流（mA） 時間（msec） 70．0 200，0 100．0 〔測定値〕 最大管電圧（kV＞ 平均管電圧（KV） 積分管電圧（kV） 時間（msec） 吸収線量（mGy） 67，7 67，4 69，9 iOO．O O．43 線量当fi （mSv） 線鑑当量率（mSv／m） アルミ半価層（mm）鋼半価層（mm）実効工耕キ㌧（keV） O，45 269 2，08 O．065 28．9 【管電圧の時間変動〔kV（10msec）］】 66．9 67．6 67．4 67．5 67，3 67，3 67，7 67．5 67．2 67．1 @ Iln ’：．1証一』1−1111 ’MI一三7ご二1二「コニニπ二二了二巡堕K迎二些1絵一Zf冠ザ1．q二q⊃ 一＿．．一一． i’y：”2”””ff T’i’o”ft d fs”f’j ig嚇4」） 分42 纏 r／窟採詳髪∬ゴr：i l現在N艦9つ ；装置N⊂〕・211 ：！ i潔1弩1毒∴ i Lt． V’ 梶@1 ・・レ，． il I ・・ ：検出器・yけうイザ：； ；π轟『萄了’… 1管電流・200 惣一豊1態9∵l が… 1 l管． d圧一L一ツ．1） ［： 厘強度75・項 t、1縫獣畜一．一ピ｝ 属藤7」1 ／一．”．一一一ii’ ； L．T一．一．”一一一一一一一！u．． O 20 ttn．tt t一一th n一一＝w 4 C） 管電圧波形 @11 “ ．eHL 60 80 IOO ［r“＄ec］ 「1‘目皿㎜i皿ユ匹コ 92 母 10 月 08 B 19 暗 44 分 52 紗 「沼鶏選壱二］’1「一尉 1現在・。・gg ［ mv ］ J．’，・・ I l レ 装MNo：・211 11 i i l l l L． 1方式 ∫単相 術式 ・撮影 検出器；アナうイザ唱 雛冠菊；：］二 I 1壽箪遙三劃1 I l ＋’ 秩FLiivT：’一：L”一nves’一’一’一m−r−！1 1麟蕎蔭霧冶｝ 蛍強度’1（りoolI lフィ応ダ ∴、．「／ ．1 1遊二二箆二∵1「 蛍光強度波形li l soo F 1 i ’2．［o IL． j l ．t＿上』 し） 1 o 20 ！： h．＝：； ［ ， ： i’ 1 黶D． i・・ ．＝．一一2 18c） j 40 60 80 蛍光強度波形 ［nlsec〕 図3 単相2ピーク形X線装置の測定例 li 赤坂 テψ一二番号 勉，坂本弘巳 一 15 一 ： 61 装置番号 ： 821 測定日 1 92ffO9月25日 測定時間 ： 15畷35分27穆 ［設定値］ 三三圧（kV） 管竃流（rnA） 時間（msec） 70，0 200，0 100．0 ［測定値 ｝ 最大管電圧（kV） 平均管電圧（KV） 積分管電圧（kV） 時間（m8ec）吸収線貴（mGy） 77，6 69，0 69，3 銅半価層（rnm） 実効工鵜キ㌧（keV） 線量当量（mSv） 線量当量率（mSv／m） アルミ半価層（珊皿） 104．4 O．97 1．11 639 2，62 〔管電圧の時間変動［kV（iOm8ec）】］ 77，6 70，0 68．3 67．9 67，9 67，7 O，082 31．3 67，9 67，7 67，7 67．6 ．一71π二τ1二二∫」α0璽亘二捌鰐ニエ乃ヨヅ ‘1閲0’0「 ロ けロ ギコ をξ》日 ド「濱ザ定『番t一号……Lt ｝ 1［， ’” 92 409 月 i5日嚇36 分 05杉 「『一’一「［ 堰@’”［1’J’ 1一’MV”＋Nrmr”：＝ ＝・ ：：＝：’＝＝J一：：一J−tt 一・：：一J一一．：一一H一一． u … 1 1 ！最大No，∼・o il’ 1現在N・c・61 ｛装置N・・8・一… ／0 認鴛翻i … l L検出器ニアナうイヅ i I 1 35 1 1 t o 20 80 40 60 10C） 管電圧波形 ［msec〕 r KYσKlrσ一X憩｝一ア『F『ヲ＝ザサ’…｝’rO亙コ Lww一”．． 92 犀 09 月 25 B 15 晦 37 分 06 やタ 一一HHH s2TgTO ［ mv ］ ・… D｛歳・∴∴・、’・胎揺 1000 750 …1 ?駐．罵も7丁丁 s，）oo 管電流 ？o〔》 L 時 閻 】〔〕o レ 1状71 @．一4．i’．一．111／， 蛍光強度波形1 5 ： ？． ：：，o E 蛍強度．・K）00：i t l．． 管電1圧．・‘ノO l： マ総を一・一i嬉…司； t （』 j し．一， o tt nvvt±一一t−t−i一一t”ttm．一＋一Jltt−tT−N−tttttHLt t一＋t！tH一一tmt．＋一t−ttm t−ttt．．！sutt−rmttnt−ttHt tt 20 40 F，O flO 蛍光強度波形 ［mc］ec」 図4 三相12ピーク形X線装置 100 非接続形X線アナライザのQC（Quality control）応1用 一 16 一 テ㌧タ番号 ： 150 装置番号 ： MO3 濃唖定日 ： 92 年 10 月 14 日 測定時間 ： 13時58S 16秒 ［設定値｝ 管電圧（kV） 管電流（mA） 時間（msec） 70．0 20，0 1000．0 ［測定値 ］ 時問（msec）吸収線盤（mGy） 最大管電圧（kV） 平均三岳圧（KV） 積分管電圧（kV） 55．4 O，69 72．0 68，1 65．8 線鳳当量（tRSv） 線量当量率（mSv／m） ア1しミ半価層（mm） 銅半価層（mm） 実効エネルキ㌧（keV） O，07i 29．8 O．74 806 2．27 〔管電圧の旧聞変動【kV（IOmsec）1】 0．e o，o o．o o．o 72．0 70，0 67，9 66，3 64，0 O，O ．コ三二1’＝：理豆璽qユ墾1：’ニア罷1サニユり1ρ⊃ 92 ty ユQ 月 14 B I、乙 N 58 分 47 紹 ；ぜ辮丁丁口．∴ 一一一一一． 1 r−nv一’Hrm’ 1 ［ ト 1装置Nc・：tt fl19：il．；i gQ “i装『置 条マ等「 ．．：「＝ll 1 F i ；方．武’一三一平滑 い 膿亟1讐髪芝」 1 ’． 1／ t”一t−LT−t ．ttt li ；／T／t ttLrnt一一4−t．hTt＋一Lttt ttTttJ一 I 11轟一圧・等コri 、5 ヒ 管竃流・？o 旨 1時 間・10001 1 摩羅訓 l フィ霧タ・5 柱 ；．L昼二遡ニコ「 L．n一．．h．”．一Lm．一v．．．一．． w．一」．一一．”．．．一 −tt．一ttt−t−t”一lttH＋＋一一．t ttmttttt＋ltt vrtt．t．一t t t一”e7tttt一一一t l 〇 20 40 1 い 1管電圧波形 l 6Q 30 管徽圧波形 LZ−IJ一．．ILII．．．一L．一．． 1ぐ）o 1 ［rn＄ec］ ］IYD］1國童て「X線一7歪ラィ．サ’…11σ0．一’i 9互if 10 ギ「 1朧賑｝1「 。V、「マ7丁 1琵で「闇 1装置N・・㈹3 ii 月ユ48 13日窃59 分50紗 1．oぐ）〔’） ， コ r下獲跨条二件…〒TT’l i方…式』．．ヨ平滑 1 h ．T ， 1術式 ：一撮影 1 −！F沿 検出器・｝・ナラィヅ月 i轟蘇録 s−3く．）C〕 壁問・ユ。⑳声 1． ’”『’． 一’膿．「@「・11 蛍強度・1，00！i 、．戦讐堅璽1L、… il 1． 1’）tt・）O 管．1電．．庄聴．内蝿 ［1 じ コ 解∵蚕ご！ i p iin t i o L o iww一一w一一＝一rm’一一”’i”一”” 2’ O 40 （）O 80 蛍光強度波形 ［fng，ec］ 図5 コンデンサ放電形X線装置 J loe 勉，坂本弘巳 赤坂 一 17 一 テ㌧タ番号 ； 92 潤滑番号 ： 111 測定日 ： 92年10月08日 測定二二 ； 09噂12分 14静 〔般定値1 管電圧（kV） 管電流（孤A） 時間（冊8ec） 70，0 200，0 100．0 ［測定値】 最大管電圧（kV） 平均管電圧（KV） 積分管電圧（kV） 時聞（rasec）吸収線量（mGy） 82，0 80，8 82，6 100．0 O，70 線童当量（mSv） 線量当量率（mSv／m）殊ミ半価層（mm）鋼半価層（皿皿） 実効工鵜キ㌧（keV） 〔管電圧の時間変動［kV（10rnsec）］1 O，78 468 2，44 O．076 30，5 82．0 81，4 81，0 80．7’ @80，5 80，5 81，2 80．4 80．4 80．4 ［．＝一1＝＝＝＝T＝＝nt 92 年 10 月 08 8 09 碗 13 分 16 ” fi’Tl 「｛説難薫可F二h 1 現在Nor 92 ［ 三山No＝ 1〕1 ［1鑑維1鑑1 f kV ］ 70 ｛璽二 ’薙二．王・ 管1冒圧丁一ア6yrv一” ．3S 管電流＝ 200 i時 間・100 111轟淫陽 ｝蛍強度：・7Si O ．一a ワィルタ ニ5 o 旧慣丁．∫．711級一二二1＝ ？o 1管電圧波形 ．L ．A 一 4（） 6．0 80 1OO 管電圧波形 ［rn fr；ec ］ 1 ．．rm．一nrm．” ．． ．t．．．．．，． ．．． ml， F． ］：．！ 一Y PTKX9’二＆線二刀ラ．捜’ド辺∫L］ 92 ny 】（） 月 σぢ B o9 珊 14 分 11 ” ・［一「河楚−置二野二二｝ 一一一一一一 ’H3’1−2Tz．， 最“：天N「るぞ「℃r｝ 現在NO・92 装置No＝ ユ11 暇職工 ［ mv ］ 2500 1875 検出器・アナライザ v一’ny一一Hl IIH rm 1250 管電流二200 時 間・ioo 625 A・ LL… ・］ ・g 蛍強度・2500 フ禍タ o o 蛍光強度波形 ㎏ ，．．・ 20 kKi ’4Nl’ 40 60 80 蛍光強度波形 ［msec］ L一一．．一．一一一．．． 図6 管電圧が設定値よりも高い値を示していた例 100 P 非接続形X線アナライザのQC（Quality control）陀｛用 一 18 一 KY−0臨rK一『一X’“狽蝿鼈黹Ai研サ咽丁一丁OO一’「 92 年 1ユ 月 06 日 1→藷告警F［i 1チ・ンネrv・・ス・烈 1リストNO．＝ 1！4 13的33分37捗 番号 測定日 装置 く鰍月／U＞ ！2−7 92／！0／工2 ！i4 ！28 92・ ／10／12 129 92／10／12 1i4 i14 ！30 92／io／工2 ！i4 131 92／10／12 114 ！32 92／！0／！2 133 92／10／12 1上4 1！4 管電圧 時間 くk＞＞ くm＄ec＞ 62．5 65．2 73．0 73．2 55．6 68．0 68．5 50．0 9t．7 ！00．0 100．0 91．7 108．3 100．0 実効 線量 蛍（Ca） 蛍（Gd） くke＞＞ ＜mGy＞ ＜C＞ ＜C＞ 28．2 28．2 29．8 29．8 26．8 2S？．0 29．0 i li l ：一 﨟f』 ＝『…1㎜「；1 1管電悔／ 旨一⊥1 図7 装置番号毎の主要パラメータのリスト表示例 O．08 0．14 0．25 0．24 0．25 0．47 0．44
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