γ線と物質の相互作用II：Compton散乱

🧠 コンプトン散乱Compton scatteringコンプトン散乱（Compton scattering）Compton scattering（コンプトン散乱）では光子が電子へ一部のエネルギーを渡し、低エネルギーで別方向へ残るため、信号を生みながら画像の位置情報positional information位置情報（positional information）positional information（位置情報）を乱す。

部分エネルギー移動

入射光子は弱く束縛bound (electron)束縛（bound (electron)）bound (electron)（束縛）された外殻outer shell (electron)外殻（outer shell (electron)）outer shell (electron)（外殻）電子と相互作用し、反跳recoil反跳（recoil）recoil（反跳）電子と散乱光scattered light散乱光（scattered light）scattered light（散乱光）子を生じる。移したエネルギーは散乱角で決まり、光子は消失しない。全吸収となる光電効果photoelectric effect光電効果（photoelectric effect）photoelectric effect（光電効果）との主要な違いである。

電子密度への依存

単位質量unit mass単位質量（unit mass）unit mass（単位質量）あたりのコンプトン確率は主に電子密度electron density電子密度（electron density）electron density（電子密度）へ依存し、原子番号atomic number原子番号（atomic number）atomic number（原子番号）への強い依存はない。診断X線・γ線エネルギー域の軟部組織で重要となり、異なる軟部組織間の相互作用差は小さい。

画像と放射線防護

散乱光scattered light散乱光（scattered light）scattered light（散乱光）子が検出器へ入ると、本来の入射位置・方向と異なる計数counting計数（counting）counting（計数）として背景を増やし、コントラストcontrastコントラスト（contrast）contrast（コントラスト）を低下させる。コリメーターcollimatorコリメーター（collimator）collimator（コリメーター）、散乱線除去グリッドanti-scatter grid散乱線除去グリッド（anti-scatter grid）anti-scatter grid（散乱線除去グリッド）、エネルギーウィンドウenergy windowエネルギーウィンドウ（energy window）energy window（エネルギーウィンドウ）で散乱を抑える。患者から出る散乱線は術者operator (person performing the procedure)術者（operator (person performing the procedure)）operator (person performing the procedure)（術者）被ばくの主要因なので、距離・遮蔽shield遮蔽（shield）shield（遮蔽）・時間による防護が必要である。

まとめ

• コンプトン散乱Compton scatteringコンプトン散乱（Compton scattering）Compton scattering（コンプトン散乱）では反跳recoil反跳（recoil）recoil（反跳）電子と低エネルギーの散乱光scattered light散乱光（scattered light）scattered light（散乱光）子が生じる。
• 確率は主に電子密度electron density電子密度（electron density）electron density（電子密度）へ依存し、軟部組織で重要である。
• 散乱線は画像コントラストcontrastコントラスト（contrast）contrast（コントラスト）を下げ、周囲の被ばく源となる。