X 線アナライザー（Piranha）による X 線装置の精度管理Ⅱ

福島県内における一般撮影装置のX線出力について （公社）福島県診療放射線技師会 精度管理委員会

佐藤 政春、加藤 利夫、古川 徹 、星 寿郎 、佐竹 一博、篠原 宏幸、角浜 憲孝、池田 昭文、渡部 育夫

【目的】

福島県診療放射線技師会が会員施設の精度管理の向上を目的に購

入したＸ線アナライザーを用い、一般撮影装置についてＸ線出力（１ｍ

の距離における１mAs 当たりの線量［μGy/mAs］）を求め被ばく線量推

定の基礎データとする。また次の事についても検討する。

① 線発生装置、X 線管装置、絞り装置の型式が同じである場合の

Ｘ線出力。型式やメーカーの異なる装置間でのＸ線出力。

②一般撮影装置の標準Ｘ線出力を決める基礎を築く。

【方法】

Piranha を用いて管電圧、管電流、曝射時間（精度管理委員会報告

Ⅰ）の他、HVL,照射線量も同時に測定した。対象装置は X 線発生装置、

X 線管装置、絞り装置の総ろ過が公称値2.5mmAl 当量である一般撮影

装置61 台、X 線管73 本。このうち付加フィルタが入っていたデ－タと

透視装置を除く、X 線発生装置-X 線管・６１組、のべ 61 台を対象とした。

設定曝射時間100msec、設定管電流100mA、付加フィルタは外して総

ろ過2.5mmAl 等量の公称値とした。設定管電圧を 50kV から 10ｋＶごと

に 140ｋＶまで焦点から１ｍの距離における線量を測定した。測定した

全ての「管電圧－Ｘ線出力」データから計算ソフトを用い図1に示す「管

電圧－Ｘ線出力を 4 次の多公式近似式」で近似させ正規化する。以下

「管電圧－Ｘ線出力・多項式近似」を用いて比較した。

図１

図2

【結果・考察】

東芝装置 39 台、島津装置 12 台、日立装置 10 台のＸ線出力特性を

図2、図3、図4、に示す。

図3

図4

図5

X線発生装置、X線管装置、絞り装置の組み合わせや X線管の交換及

び使用年数が異なるので、一致するものもあるが全体としてはばらばら

となった。しかしながら東芝、島津、日立のそれぞれの平均Ｘ線出力は

図 5 に示す様にメーカーの違いはみられない。焦点から距離 1m にお

ける平均X線出力X は式（１）で示すように4次多項式で表すことがで

きる。E は管電圧（ｋV）、A,B は定数である。図6、表1、表２に 61 台の

40 60 80 100 120 1400

20

40

60

80

100

120

140

160

180

TF-6TL-6.BLR-1000.2000.3000

DRX-3724HD.4634HC.2924HC

KXO-80G.50G.80S.50S.50R

東芝メ ディ カルX線撮影装置（ 39台）

B C D E F G H I J K L M Q R S T U V W X

Y Z AA BB CC DD EE FF GG HH II JJ KK LL MM NN OO PP QQ

μG

y/m

As　

at　

1m

管電圧　 ｋ V

40 60 80 100 120 140

20

40

60

80

100

120

140

160

X ［ μGy/mAs ]

 E   ［ kV ］

4次多項式近 似による正規化

X = A + B1E + B2E 2 + B3E

3 + B4E

4

測定データ4次多項式近 似

μG

y/m

As　

at　

1m

管電圧　 ｋ V

40 60 80 100 120 1400

20

40

60

80

100

120

140

160

180

UD150BC-40 0.6/1.2P323DK-85 /R20J 0.6/1.2P323DK-85 /R20J 0.6/1.2P323DK-85 /R20J 0.6/1.2P364DK-125/R300 0.6/1.2P364DK-85/R300 0.6/1.2P13DX-80/R20 0.6/1.2P38DE/R20 0.6/1.2P38DE/R20 0.#/1.#P364DK-85/R303 RadspeedPro UD150B-10

島津製X線撮影装置(12台） UD150BC-40 UD150B-40 UD150B-40 UD150B-40 D150BC-40 D150BC-40 UD150B-30 UD150B-30 UD150B-30 UD150B-30 RadspeedPro UD150B-10

μG

y/m

As　

at　

1m

管電圧　 ｋ V

40 60 80 100 120 140

20

40

60

80

100

120

140

160

180 DHF-155H4/UH-6FC-31E DHF-155H4/UH-6FC-31E DHF-155HⅡ/UH-6FC-31E DHF-155HⅡ/UH-6GE-31E DHF-155HⅡ/UH-6GE-31E DHF-155HⅡ/UH-6FC-31EDHF-155H4/UH-6FC-31EDHF-155H4/UH-6FC-31EDHF-155H4/UH-6FC-31EDHF-155H4/UH-6FC-31E

日立製装置(10台）

μG

y/m

As　

at　

1m

管電圧　 ｋ V

40 60 80 100 120 1400

20

40

60

80

100

120

140

160X線装置平均X線出力

東芝装置平均日立装置平均島津装置平均全装置平均

μGy/mAs　at　1m

管電圧　 ｋ V

図6

平均Ｘ線出力、標準偏差を示す。

X ［μGy/mAs］=A + B１E + B2E2 + B3E

3 + B4E4 ・・・（１）

表１

式（１）で表すＸ線出力は福島県内の平均Ｘ線出力であり相対的な比較

の基準となる。

管電圧 平均 X 線出力 標準偏差

ｋV μGy/mAs @1m σ

50 20.9 2.9

60 32.0 4.1

70 43.7 5.4

80 56.2 6.7

90 69.6 7.9

100 84.0 9.1

110 99.3 10.3

120 115.3 11.6

130 133.9 11.3

140 151.4 12.9

表２

今回の X 線出力は空中線量であるがＢＳＦ（後方散乱係数）を乗ずると

表面入射線量になる。ＢＳＦは通常1.2～1.3 といわれている（図７）

図7

平均X 線出力に BSF1.2 を乗じると図８に示すように茨城県診療放射線

技師会が報告した NDD-M の係数の値にほぼ一致し NDD 法が被ばく

線量推定の概算方法として妥当であることが確認できた。図9はX線管

図8

図9

図10

図11

を交換して 2 年以内の東芝装置3 台である。図10 は X 線装置据付後

2 年以内の島津装置 2 台、図 11 は据付後 2 年以内の日立装置 4 台で

ある。これらの構成は X 線発生装置、X 線管装置、絞り装置が同型かま

たは同型に近い構成である。X 線出力は近似した結果となった。

A -41.989690 B1 1.630240 B2 -0.012680 B3 1.1894900E-04 B4 -2.9283200E-07

40 60 80 100 120 1400

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

NDD法 （ 茨城県診療放射線技師会）

被ばく線量 推定に活用

平均 X線出力 （ 空中線量）平均X線出力×B SF （ 1.2） (NDD- M)（表面 入射線量 ）

μG

y/m

As　

at　

1m

管電圧　 ｋ V

40 60 80 100 120 1400

20

40

60

80

100

120

140

160

180

ｙ = A + B1 ｘ+ B2ｘ2 + B3ｘ

3 + B4ｘ

4 多項式近 似

X = A + B1 E + B2E 2

+ B3E 3

+ B4E 4

84 ± 9.1

43.6 ± 5.3

70kV

平均X線出力平均X線出力+σ平均X線出力-σ

μG

y/m

As　

at　

1m

管電圧E [ｋ V]

40 60 80 100 120 1400

20

40

60

80

100

120

140

160

180東芝　 X線管交換

KXO-80G DRX-3724HD/BLR-15AA KXO-80G DRX-2924HD/BLR-15AA KXO-80G DRX-2924HD/R-304

μG

y/m

As　

at　

1m

管電圧　 ｋ V

40 60 80 100 120 1400

20

40

60

80

100

120

140

160

180

日立　 Radnext50　 DHF-155H4

A　 UH-6FC-31E　 ZU-L5TYHB　 UH-6FC-31E　 ZU-L5TYHC　 UH-6FC-31E　 ZU-L5TYHD　 UH-6FC-31E　 ZU-L3TYH

μGｙ/mAs　at　1m

管電圧　 ｋ V

40 60 80 100 120 1400

20

40

60

80

100

120

140

160

180 島津　 D150BC-40

A　 0.6/1.2P364DK-125/R300 B　 0.6/1.2P364DK-85/R300

μG

y/m

As　

at　

1m

管電圧　 ｋ V

これらX線管使用年数が2年以内のX線出力と平均X線出力とを一緒

に表したものが図12 である。（図中-■-は平均X 線出力を表す）

図12

メーカー即ち X 線発生装置、X 線管装置、絞り装置がそれぞれ異なっ

ているにもかかわらず X 線出力は近似した結果となりメーカー、装置の

違いはみられない。またX線出力は平均X線出力より高くなった。一方

使用経年数の多い装置での X 線出力は平均 X 線出力より低い傾向に

ありバラツキが大きい。

図13

図14

図13､図14は据付から経年数の多い東芝装置KXO-50G、KXO80G各

12 台である。X 線管の交換から経年数の多い X 線管では X 線出力が

平均X線出力より低下するものが多い。しかし平均X線出力を上回るも

のもあり、実際には経年数ではなく X 線管の使用曝射回数に依存して

変化すると考えられが今回の調査のみでは X 線出力の経年的変化を

捉えることは困難で今後継続的に追跡調査をすることにより明らかにな

ると思われる。図15は約1年後の経年変化比較であるが撮影件数が少

ないこともありほとんど変化していない。尚この装置は電流値が指示値

より10％以上少なかったので1年後の測定前にメーカーの電流調整点

検を実施している。

図15

【まとめ】

１．X 線出力は全体的にはかなりバラツキがみられたもののメーカー別

平均X 線出力はほぼ一致し、メーカー間の違いはなかった。

２．61 台の平均X 線出力に BSF1.2 を乗じると NDD-M の値にほぼ一

致し NDD 法の数値が妥当な値であることが確認できた。

３．同一メーカーで構成の同じ装置の場合、経年数の少ない時期にお

いて X 線出力はほぼ一致した、しかし年数の経過した装置間では

かなりバラツキがみられた。

４．経年数の少ない時期においてはメーカーが異なる装置であっても

X 線出力はかなり一致した。

５．X線出力の装置間のバラツキはX線管の経年数即ち総曝射回数

が関わっていることが示唆された。経年的に X線出力がどのように

変化するかは、今後も継続的に追跡していくことで明らかになると

思われる。

６．管電圧とmAsで被ばく線量を推定する（NDD）方法に今回の平均

X 線出力が活用できる。しかしながら平均X 線出力は目安であり、

管電圧、管電流の指示が正しいことが条件である。被ばく線量をよ

り正確に推定するには個々の装置で X 線出力を測定すべきであ

る。

７．非接続型アナライザー（Piranha）は、従来のアナライザーでは測定

できなかった管電流値と管電流波形が簡便に測定できるのが特徴

であり、電圧、曝射時間、半価層、線量といった QC、QA に不可欠

なデータが一度に測定できるので精度管理測定器として非常に有

用である。

参考文献 1．Fewell TR他、Handbook of CT X-ray Spectra FDA 1981

2．Tucker DM 他Semi empirical model for generating tungsten

X-ray spectra Med.Phys. 1991

3．IPEM Report No.78 （CD-ROM）1997

4．（社）日本放射線技師会誌、48・1、5～14、2001

5．（社）茨城県放射線技師会 Ｘ線診断領域における患者の表面入

射線量簡易換算式 －ＮＤＤ法－

6．B.Grosswendt、Phys.Med.Biol Vol.35No.9 1990

謝辞

今回の調査にご協力いただきました各施設の方々に感謝します。

40 60 80 100 120 1400

20

40

60

80

100

120

140

160

180

D-150BC-40/0.6/1.2P364DX-125/R300

D-150BC-40/0.6/1.2P364DX-85/R300

KXO-80S/DRX-3724HD/BLR-1000A

(61台全平均 )

μGy/mAs　at　1m

管電圧　 ｋ V

KXO-80G/DRX-3724HD/BLR-15AA

KXO-80G/DRX-2924HD/BLR-15AA

KXO-80G/DRX-2924HD/R-304

DHF-155H４ /UH-6FC-31E/ZU-L5TYH

DHF-155H４ /UH-6FC-31E/ZU-L5TYH

DHF-155H４ /UH-6FC-31E/ZU-L5TYH

DHF-155H４ /UH-6FC-31E/ZU-L3TYH

40 60 80 100 120 1400

20

40

60

80

100

120

140

160

DRX-3724HD/TF-6TL-6

KXO-50G

2014年8月管電流調整・ 点検

X線出力特性　 経年変化

2013年 7月測定 2014年11月測定

μG

ｙ/m

As　

at　

1m

管電圧　 ｋ V

40 60 80 100 120 1400

20

40

60

80

100

120

140

160

180 平均X線出力と

東芝製KXO-50G（ 12台）

平均X線出力DRX-3724HD/BLR- 3000ADRX-3724HD/BLR- 3000ADRX-3724HD/BLR- 3000ADRX-3724HD/TF-6TL-6DRX-3724HD/TF-6TL-6DRX-3724HD/TF-6TL-6DRX-3724HD/TF-6TL-6DRX-3724HD/TF-6TL-6DRX-3724HD/TF-6TL-6DRX-3724HD/TF-6TL-6DRX-3724HD/TF-6TL-6D RX -‐‑‒ 1603B /T F -‐‑‒ 6T L -‐‑‒ 3G

μGy/mAs　at　1ｍ

管電圧　 ｋ V

40 60 80 100 120 1400

20

40

60

80

100

120

140

160

180東芝製　 KXO-80G(12台） と 平均X線出力

平均X線出力DRX3724HD/TF- 6TL- 6DRX3724HD/BLR-15AAD RX 2924H D /BLR-15AAD RX 2924H D /R-304D RX 2924H D /R-304DXB-0324CS/TF- 6TL- 6DRX3724HD/TF- 6TL- 6D RX -‐‑‒ 2924H D /BLR-1000ADRX3724HD/TF- 6TL- 6DRX3724HD/TF- 6TL- 6DRX3724HD/TF- 6TL- 6DRX3724HD/TF- 6TL- 6

μG

y/m

As　

at　

1m

管電圧　 ｋ V