後方散乱X線

後方散乱 X 線は、高度なX 線画像技術です。従来のX 線装置は、対象物を透過したX 線強度の変化によって、硬い材料と柔らかい材料を検出します。対照的に、後方散乱 X 線は、対象物から反射した放射線を検出します。これは、破壊の少ない検査が必要な場合に潜在的に適用でき、対象の片側しか検査できない場合でも動作できます。

この技術は、航空機の乗客の全身をスキャンして隠された武器、道具、液体、麻薬、通貨、その他の禁制品を検出するために使用されてきた 2 種類の全身画像化技術のうちの 1 つです。競合技術はミリ波スキャナです。このタイプの空港セキュリティ機器は、「ボディスキャナ」、「全身イメージング装置 (WBI)」、「セキュリティスキャナ」、または「裸スキャナ」と呼ばれることがあります。^[2]

米国では、2012年のFAA近代化改革法により、運輸保安局が空港で運用するすべての全身スキャナーに「自動ターゲット認識」ソフトウェアの使用が義務付けられました。これは、裸体の画像を漫画のような表現に置き換えるものです。^[3] この法律の結果、運輸保安局が以前使用していたすべての後方散乱X線装置は、ベンダー（ラピスキャン）がソフトウェアの実装の契約期限に間に合わなかったため、2013年5月までに空港から撤去されました。^[4]

欧州連合では、乗客の安全を守るため、航空機の乗客に対する後方散乱X線検査が2012年に禁止された。^[5]

後方散乱技術は、電離放射線の一種であるX 線のコンプトン散乱効果に基づいています。物体を透過する X 線を利用する従来の X 線装置とは異なり、後方散乱 X 線は物体から反射する放射線を検出して画像を形成します。後方散乱パターンは材料特性に依存し、有機材料の画像化に適しています。

3D画像を作成するミリ波スキャナーとは対照的に、後方散乱X線スキャナーは通常2D画像のみを作成します。空港の検査では、人体の両側から画像が撮影されます。^[6]

後方散乱X線は、スティーブン・W・スミス博士によって初めて商用の低線量人体スキャンシステムに応用されました。^{[7] [8] [9]}スミス博士は1992年にSecure 1000全身スキャナーを開発し、その後この装置と関連特許をRapiscan Systemsに売却しました。現在、Rapiscan Systemsがこの装置を製造・販売しています。

一部の後方散乱 X 線スキャナーは、トラックやコンテナなど、はるかに大きな物体をスキャンできます。このスキャンは物理的な検査よりもはるかに高速で、密輸品、武器、麻薬、または人物の有無を検査できる船舶の割合を増やすことができます。

ガンマ線ベースのシステムも市場に登場している。^[10]

2011年5月、電子プライバシー情報センターは、情報公開法に基づき米国国土安全保障省（DHS）を相手取り訴訟を起こし、DHSがZバックスキャッターバンやその他の移動式バックスキャッター装置に関する約1000ページの文書を公開していないと主張した。^[11]

これらの機械は武器に加えて、空港のセキュリティや乗客の安全に直接影響を及ぼさない麻薬、通貨、密輸品を検出できるように設計されているため、これらの全身スキャナーの使用は米国憲法修正第4条に違反し、違法な捜索と押収と解釈される可能性があると主張する人もいます。^[12]

後方散乱X線技術は、衣服を貫通して隠し武器を発見する可能性があるため、空港やその他のセキュリティチェックポイントでの身体検査の代替として提案されている。スキャンを見る人が見るものに関するプライバシーの懸念が生じる。^{画像を見ることで、乗客が}人工肛門バッグを使用している、手足が欠損している、義肢を着用している、またはトランスジェンダーであるという事実などの機密の医療情報が侵害されるのではないかと心配する人もいる。

ACLUと電子プライバシー情報センターは、この技術の使用に反対している。ACLUは、バックスキャッターX線を「仮想ストリップサーチ」と呼んでいる。^[13]運輸保安局（TSA）によると、ある試験では、国民の79％が二次スクリーニングで従来の身体検査よりもバックスキャッターを選択した。^[14]

「後方散乱X線検査では、衣服の下で何が起こっているかの写真品質の画像を生成することが可能」であるため、スキャンの多くのソフトウェア実装はプライベートエリアを歪めるように設計されている。^[15] TSAによると、フェニックス空港の試験システムでは、写真品質の画像がチョークの輪郭に置き換えられ、さらに歪んでいる。^{[16] [17]}これを踏まえて、一部のジャーナリストは、このぼかしにより、物体や物質を性器に取り付けることで、武器や特定の爆発物を機内に持ち込むことが可能になるのではないかと懸念を表明している。^{[15] [18]}

英国の新聞「ガーディアン」は、英国当局が、児童をスキャンするためにこのようなスキャナーを使用することは、児童のわいせつな画像の作成と配布を禁止する1978年児童保護法に違反する可能性があると懸念していることを明らかにした。この懸念により、2009年クリスマスの日にノースウエスト航空253便が襲撃された事件への対応として計画されていた英国の空港での日常的なバックスキャッタースキャンの導入が遅れる可能性がある。^[19]

北米フィクフ評議会も全身スキャナーに関して 次のようなファトワを出している。

男性や女性が他の男性や女性に裸を見られることは、イスラムの明確な教えに反する。イスラム教はハヤ（慎み）を非常に重視し、それを信仰の一部とみなしている。コーランは、信者の男女ともに、自分の性器を覆うよう命じている。^[20]

2010年8月、米国連邦保安官（司法省の一部）^[22]が低解像度のミリ波スキャナーから数千枚の画像を保存したと報じられた^{[21] [誰？ ]}。この機械は人体の細部を表示せず、空港で使用されている機械とは異なる種類の機械である。国土安全保障省の一部であるTSAは、スキャナーは画像を保存せず、空港に設置されたスキャナーには画像を保存する機能がないと述べたが^[23]、後に評価、トレーニング、テストの目的でスキャナーに画像を保存できることが求められていることを認めた。^{[24] [25]}

携帯電話の信号やミリ波スキャナとは異なり、後方散乱X線によって放出されるエネルギーは化学結合を破壊する電離放射線の一種である。電離放射線は微量でも発がん性があると考えられているが、空港のスキャナで使用される線量では個人に対するこの影響は無視できると考えられている。^{[26] [27] [28] [29]}ある研究では、100万人が1年間に520回のスキャンを受けた場合、飛行中の高レベルの放射線による600件の追加癌とは対照的に、スキャナによる約4件の追加癌が発生すると推定されている。^[30]

このスキャナーは医療目的ではないため、米国食品医薬品局（FDA）は医療用X線と同じ安全性評価を行う必要はない。^[31] しかし、FDAは、後方散乱X線ボディスキャナーからの放射線の既知の推定値と他の既知の放射線源の推定値を比較したウェブページを作成し、この技術が安全であると考えるさまざまな理由を挙げている。^[32]

カリフォルニア大学サンフランシスコ校の教授4名（NASのメンバーや癌と画像診断の専門家を含む）は、2010年4月に大統領科学技術顧問に宛てた書簡^{[33]の中で、}食品医薬品局が後方散乱X線装置の安全性を評価する際に使用した間接比較の妥当性についていくつかの懸念を表明した。 ^[34]彼らは、放射線の大部分は皮膚とその直下の組織に吸収されるのに対し、線量は全身に分布しているかのように計算されているため、実効線量はTSAやボディスキャナー製造業者が主張するよりも高いと主張した。UCSFの放射線科の他の教授らは、署名した4名の教授の主張に同意していない。^[35]

UCSFの教授らは、皮膚や特定の臓器などの敏感な部位に関する特定のデータや、特別な（高リスク）集団に関するデータを詳細に説明した追加データを公開するよう要請した。2010年10月、FDAとTSAはこれらの懸念に回答した。^{[36] [37]}この書簡では、皮膚への特定の線量がNCRPが定めた皮膚への年間限度の約89,000分の1であることを示す報告書を引用している。敏感な臓器に対する高リスク集団に関するUCSFの懸念については、書簡では、そのような個人が「年間限度に近づき始めるには1,000回以上の検査を受ける必要がある」と述べている。^{[38] [39] [40]}

UCSFへの書簡の主執筆者であるジョン・セダットは2010年11月に、全身スキャナーは航空旅行者に健康上のリスクをもたらさないというホワイトハウスの主張は誤りであると反論し、ホワイトハウスの声明には「多くの誤解があり、我々はその誤りを指摘する慎重な回答を書くつもりだ」と付け加えた。^[41]

1991年にボディスキャナーを発明したスティーブン・スミス博士は、2010年12月2日の下院への書簡で、後方散乱スキャナーの皮膚線量に関するブレナーとUCSFの懸念は誤りであり、線量と画像浸透の混同によるものだと述べました。スミス博士は、プラスチック（体組織と同様の吸収率）、銅（画像対象）、X線スキャナーを使用した2つの実験でこの違いを実証しました。線量浸透実験では、5 mmと50 mm（0.20インチと1.97インチ）のプラスチックサンプルがそれぞれビーム強度の5%と50%を吸収するのに対し、画像浸透実験では、4.8 mmと10 mm（0.19インチと0.39インチ）のプラスチックサンプルが画像の暗さをそれぞれ23%と50%低減することがわかりました。スミス博士は、皮膚への高線量を計算する人は、数ミリメートル（約0.16インチ）の浅い画像浸透値を誤って使用しており、実際の線量はより深い線量の浸透によって計算されると述べています。^[42]

TSAは、セキュア1000バックスキャッターX線スキャナーのさまざまな独立した安全性評価も公表している。^{[43] [44] [45] [46]}

全米放射線防護・測定委員会、保健物理学会、米国放射線学会などの放射線安全当局は、全身スキャンが安全でないことを示す具体的な証拠はないと述べています。^[47] Secure 1000後方散乱X線スキャナーは、1992年にスティーブ・スミス博士によって開発されました。^[9]このスキャナーは、米国の主要な独立した放射線安全当局によってほぼ20年にわたって広範囲に研究されてきました。^{[47] [48]}しかし、実験データと疫学データは、それ以下では癌のリスクが増加しない放射線量の閾値があるという主張を裏付けていません。^[49]

英国健康保護庁は、後方散乱スキャナーからのX線量の分析を完了し、その線量は極めて低く、「人間が1時間で受ける背景放射線の量とほぼ同じ」であると報告している。 ^[50]

保健物理学会（ HPS ）は、バックスキャッタースキャンを受ける人が浴びる放射線量は約0.05μSv  （ 0.005 ミリレム）であると報告している。アメリカ科学技術研究所は0.09μSv（0.009ミリレム）であると報告している。商業飛行で典型的な高高度では、自然に発生する宇宙放射線は地上よりもかなり高い。6時間の飛行での放射線量は20μSv（2ミリレム）で、バックスキャッタースキャンの200～400倍にあたる。原子力規制委員会は、原子力発電所からの公衆の放射線被ばくを年間1mSv（100ミリレム）未満に制限している。^[51]これは航空機関連の放射線に限ったものではないが、この制限値は規制機関が安全とみなすレベルを理解するための有効な手段である。

米国FDAのウェブサイトにある基準案^{[更新が必要]}によれば、スキャンによる許容線量は0.1μSvであり、その報告書では、0.01μSvの線量で生涯の癌による死亡リスクが10%増加するというモデルが使用されている。5 × 10 ⁻¹⁰。^[52]線量限度は0.01 μSvの10倍高いので、彼らのモデルは2億回のスキャンにつき1人の追加の癌による死亡を予測する。英国の空港は2009年に2億1800万人の乗客を扱ったので、^[53]英国のすべての乗客が最大線量でスキャンされた場合、毎年平均1人の追加の癌による死亡が発生する（スキャナーが稼働している年間2億回のスキャンがあるため）が、通常、癌が成長するには何年もかかる可能性があるため、各死亡はそれを引き起こした特定のスキャンと同じ年に発生することはない。さらに、癌に罹患しても他の原因で死亡する人も増えるだろう。

後方散乱スキャナによって照射される X 線の遺伝的影響の証拠はまだないかもしれませんが、後方散乱スキャナは医療用 X 線装置で生成されるのと同じ種類の X 線光子を使用しますが、対象者への被ばく線量はかなり低いため、少なくとも後方散乱 X 線装置に特有の影響についての研究が行われるまでは、医療放射線学の結果が関連している可能性があります。医療診断用 X 線に被ばくした父親は、特に被ばくが受胎に近い場合や、下部消化管 (GI) または下腹部の X 線撮影が 2 回以上含まれる場合、白血病を患う乳児を産む可能性が高くなります。^[54]医療用放射線撮影では、X線ビームは画像が必要な領域のみを照射するように調整されるため、通常、生殖腺への照射を避けるために患者に遮蔽物が施される。^[55]一方、空港の後方散乱スキャンでは、パンツの中に武器が隠されていないか確認するために、男性や少年の睾丸に意図的に直接ビームが照射され、一部の放射線は女性の卵巣にも到達する。X線量とヒト精子のDNA二重鎖切断との間には、線形の線量反応関係が観察されている。^[56]

しかし、大勢の人々が微量の放射線にさらされることによってがんのリスクが生じるという推定は、米国放射線防護委員会 (NCRP) の分析では裏付けられていません。2010 年 5 月 26 日、NCRP は、ANSI N43.17 に準拠した全身スキャナーに関するこのようなコメントに対応するために、プレス リリースを発行しました。2010 年 5 月 26 日に発行された論評第 16 号では、次のように述べられています。

NCRP報告書第121号（1995年）「放射線防護における集団線量の原則と適用」に述べられているように、非常に大規模な集団や期間にわたる些細な平均リスクを単一の値に合計すると、リスクのイメージが歪んでしまい、自発的、非自発的に毎日受け入れているリスクとはまったくかけ離れたものになってしまう。^[57]

NCRPによれば、例えば（上記のように）スキャンを受けた2億人あたり1人の死亡を予測する統計的外挿法の使用は、非現実的な過大評価である。^{[57] [58]}

コロンビア大学の他の科学者たちは、ボディスキャナーの安全性を支持する次のような声明を出している。^[59]

「通常のCTスキャン1回分に相当する量の放射線を浴びるには、乗客は後方散乱スキャナーを使って前方と後方から約20万回スキャンされる必要がある」とニューヨーク市のコロンビア大学医療センター心臓CT研究部長アンドリュー・J・アインシュタイン博士は述べた。

「別の見方をすれば、たとえ日常生活で毎日後方散乱スキャナでスキャンされたとしても、受ける放射線量は一般的なCTスキャンの10分の1に過ぎないということだ」と同氏は述べた。

これと比較すると、後方散乱スキャナからの放射線量は、米国における自然放射線の約10分間分に相当するとアインシュタイン氏は述べた。「航空機のスキャンによる放射線に関しては、一般の人々が心配する必要はないと私は信じている」と同氏は付け加えた。

アインシュタイン氏はさらに、妊婦の場合、こうしたスキャナーによって流産や胎児異常のリスクが増加するという証拠はないと述べた。

「妊婦は、空港のスキャナーを通過するときよりも、飛行中に浴びる宇宙線から受ける放射線のほうがはるかに多い」と彼は語った。

さらに、他の科学者は、後方散乱による健康への影響は十分に理解されているが、ミリ波スキャナーによる影響は理解されていないと主張している。

「放射線の観点から言えば、この装置（後方散乱スキャナー）の使用によって実際に悪影響があるという証拠はないので、放射線量の観点からは心配しない。個人のプライバシーの問題は別の問題だ」と彼は語った。

より一般的なミリ波スキャナーの健康への影響はほとんど分かっておらず、少なくとも 1 人の専門家は安全性の研究が必要であると考えています。

「私は、ミリ波セキュリティスクリーニングシステムの使用に関する国立放射線防護測定評議会の研究を実施することに非常に興味を持っています」と評議会会長のトーマス・S・テンフォード氏は語った。

しかし、ミリ波スキャナーの健康への影響に関する長期的な研究は行われていない。^[59]

後方散乱X線装置の技術を評価する専門家らは、装置の欠陥、通常の消耗による損傷、またはソフトウェアエラーにより、強力な放射線量が身体の1箇所に集中する可能性があると主張している。^[33]例えば、アリゾナ州立大学の物理学教授であるピーター・レズ博士は、「私が最も心配しているのは、装置が宣伝どおりに機能した場合に何が起こるかではなく、機能しない場合に何が起こるかだ」と述べ、装置の潜在的な故障により放射線量が増加する可能性があると付け加えた。^{[60] [61]}

後方散乱X線スキャナーの設計者と製造者は、スキャナーはこのようなエラーの発生を防ぐように設計されていると主張している。スキャナーの安全要件には、フェイルセーフ制御と多重オーバーラップインターロックが含まれる。これらの機能と障害分析を組み合わせることで、サブシステムの故障によってX線発生器が作動しなくなり、偶発的な被曝を防ぐことができる。米国では、TSAはANSI N43.17安全基準の認証を製造者自身ではなく第三者が行うことを義務付けている。^[62]

欧州委員会は、後方散乱X線スキャナーには既知の健康リスクはなく、「他のすべての条件が同じであると仮定した場合」、電離放射線に人をさらす後方散乱X線スキャナーは、「人体への影響が少ない」ミリ波スキャナーが利用できる場合は使用すべきではないという報告書を発表した。^[63]

しかし、欧州委員会の報告書は、「他のすべての条件は同じ」という主張を裏付けるデータを提供していない。例えば、後方散乱X線スキャナがミリ波スキャナよりも優れた性能を発揮できる分野の一つは、靴、股間、脇の下の検査である。^[64]

2011年3月28日にArchives of Internal Medicineに掲載された研究で、カリフォルニア大学の研究者らは「バックスキャッタースキャナーを完全に導入しても、旅行者の生涯のがんリスクは大幅には増加しない」と計算した。^{[65] [66]}研究者らは、片道7便に搭乗した1億人の乗客ごとに、がんが1件増えると計算した。^{[67] [68]}

2012年3月、科学者でブロガーのジョナサン・コーベットは、米国の2つの空港にある後方散乱X線とミリ波スキャナー（現在使用されている「自動ターゲット認識」スキャナーを含む）に金属製の箱を通す方法を示す動画を公開し、この技術の無効性を実証した。^{[69] [70]} 2012年4月、コーベットはTSA検査官にインタビューした2本目の動画を公開し、内部テストとトレーニング中に銃器と模擬爆発物がスキャナーを通過したと説明した。^[71]

2013年までTSAが設置していたバックスキャッタースキャナーは、帽子や頭を覆うもの、ギプス、義肢、ゆったりとした衣服の中に潜むセキュリティ上の脅威を適切に検査することができませんでした。^{[72] [73]} 現在のスキャナーのこの技術的限界により、これらの人々は手作業や他の方法による追加の検査を受ける必要があり、さらなる遅延や嫌がらせの感情を引き起こす可能性があります。^[74]

メーカーによれば、次世代のバックスキャッタースキャナーはこれらの種類の衣服を検査することができるが、これらの機械は現在公共の空港では使用されていない。^[75]

ドイツでは、10か月の試験期間にわたって80万人以上の乗客を対象にフィールドテストを実施し、スキャナーは効果的だが、誤報率が高いためドイツの空港に配備する準備が整っていないという結論が出ました。^[76]イタリア民間航空局は、スキャナーが不正確で不便であることが明らかになった調査を実施した後、空港からスキャナーを撤去しました。^[77]欧州委員会は、バックスキャッターマシンを事実上禁止することを決定しました。^[78] 2011年に共和党議員がTSAについて作成したスタッフレポートでは、空港のボディスキャナーは「効果がない」と「簡単に妨害される」と説明されていました。^[79]

米国では、セキュリティ関連機器の製造業者はSAFETY法に基づく保護を申請することができ、これにより製造物責任訴訟における金銭的責任は保険の補償額に制限される。Rapiscan Secure 1000は2006年にリストに掲載された。^[80]

米国では、X線システムが米国規格協会（ANSI）規格#N43.17に準拠している場合、人間の一般的なセキュリティスクリーニングの要件に準拠しているとみなされます。^{[81] [82]}

最も一般的な意味では、N43.17は、被験者への線量が検査ごとに0.25μSv（25μrem）未満であり、規格の他の要件に準拠している場合、装置は人間の一般的な目的のセキュリティスクリーニングに使用できると述べています。これは、海面で1.5時間の背景放射線（つまり、周囲の環境内の放射能）による平均線量に匹敵します。また、巡航高度で飛行機に乗って2分間移動するときに受ける宇宙線の線量にも匹敵します。^[83]

ANSI N43.17に準拠するように設計できるX線システムは、透過型X線、^[84]後方散乱X線、ガンマ線システムなど、多くの種類があります。すべての後方散乱X線装置が必ずしもANSI N43.17に準拠しているわけではありません。製造元またはエンドユーザーのみが、特定の製品が規格に準拠していることを確認できます。

ANSI 規格では、「実効線量」と呼ばれる測定アルゴリズムの標準が採用されており、体の各部位の異なる被曝を考慮し、それぞれに異なる重み付けが行われます。この調査では、人体の内部に重点が置かれ、皮膚器官を含む外部にはそれほど重点が置かれていません。

後方散乱X線スキャンを受けることでプライバシーが侵害されたり、健康上の問題や遺伝子損傷の可能性が生じたりすることを回避したいと考える人もいる。ある会社は、0.5 mm (0.020 インチ) の鉛に相当するX線吸収性を持つと言われるX線吸収下着を販売している。^[85] 別の製品であるフライング パスティーは、「空港の全身スキャナーに入る際に、人体の最もプライベートな部分を隠すように設計されている」が、その説明では、スキャンを受ける人の体を貫通するX線ビームから保護するとは主張されていないようだ。^[86]

• コンテナセキュリティイニシアチブ
• 爆発物痕跡探知ポータルマシン（パフマシン）
• 全身スキャナー
• 将来の属性スクリーニング技術
• ミリ波スキャナ
• NYPDのX線検査車
• 目に見える複合輸送防止および対応チーム

ウィキメディア・コモンズには、後方散乱X線に関連するメディアがあります。

• Z-バックスキャッターバン（ビデオ）、Educated Earth: 監視トラックに搭載された後方散乱X線。
• 「飛行機の全身スキャンがプライバシーと健康に関する議論を引き起こす」、USA Today、2010-07-13。
• 研究—高解像度散乱X線画像、フロリダ大学、2010年1月3日にオリジナルからアーカイブ。
• 後方散乱X線技術とリスク、記事の世界。