JP3131827U - 放射線検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フォトタイマを配置しても、被検体を密着させることができる放射線検出装置を提供する。
【手段】筐体２の蓋部２１に凹部を設ける。当該凹部には、フォトタイマなどの露出用放射線検出器３を配置する。かかる構成により、装置の表面と検出面との距離が凹部の深さ分だけ短くなる。また、入射放射線の減衰量が凹部の厚みの分だけ減少する。従って、機械的な強度はほぼ維持しつつ、被検体と検出面とを近接させることができ、画質が向上する。また、放射線の減衰量が減少するため、より低線量で撮影をすることができる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、Ｘ線等の放射線の透過像を検出できる二次元放射線検出器に関し、特に、フォトタイマなどの露出制御用の放射線検出器を配置したものに関する。

従来の放射線検出装置は、図４（ａ）に示すように、筐体１０２の底面に保持された二次元放射線検出器１０１と、筐体１０２の放射線入射面上に配置された露出用放射線検出器１０３と、筐体１０２の放射線入射面の裏側に配置された放射線遮蔽部材１０４とから構成される（例えば特許文献１参照）。

なお、図４（ｂ）は、放射線検出装置を放射線入射面側から見た図である。放射線遮蔽部材１０４の形状をわかりやすくするために、露出用放射線検出器１０３及び筐体１０２の放射線入射面の右上部分を切り欠いて表示している。すなわち、放射線遮蔽部材１０４は、筐体１０２の放射線入射面の裏側の周囲部に配置されており、中央部分には配置されていない。放射線遮蔽部材１０４は、入射放射線が、二次元放射線検出器１０１以外の部分に照射されるのを極力防止するためのものであって、中央部分に配置するとその陰影が二次元放射線検出器１０１にかかってしまい不都合である。

二次元放射線検出器１０１は、Ｘ線管などの放射線源Ｐから放射され、被検体Ｍを透過した放射線Ｒｉのうち、二次元放射線検出器１０１に入射する放射線Ｒを、一定期間積算することにより、放射線Rの空間強度分布に相当する電気信号を生成する。ここで、二次元放射線検出器１０１のダイナミックレンジは有限であるため、当該ダイナミックレンジ内に適切に収まるように、放射線源Ｐから照射される放射線の時間を制御（露出制御）する必要がある。そこで、二次元放射線検出器１０１と、被検体Ｍとの間に、フォトタイマなどの露出制御用放射線検出器１０３を設けて、放射線照射開始時からの放射線量をリアルタイムに積算し、積算値が予め定められた値を超えたときに放射線源Ｐからの放射線照射を停止させる制御を行う。この制御はＡＥＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）制御と称されて、一般的に用いられている（例えば特許文献２参照）。

特願２００５−１４４２５０号公報 特表２００５−５０９４８２号公報

放射線撮影に際しては、被検体と二次元放射線検出器の検出面とをできるだけ密着させて、低散乱線、低拡大率とすることにより、画質を向上させる必要がある。また、Ｓ／Ｎ向上又は、低線量撮影のために、筐体により減衰される量がなるべく少ないことが望ましい。従って筐体の放射線入射面はできるだけ薄いことが望ましい。しかし、単に筐体を薄くするのでは、筐体の機械的強度が低下し、入射面が撓むなどの問題が生じていた。

本発明はこのような課題に鑑みて、筐体の機械的強度を維持しつつ、被検体を密着させることができる放射線検出装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために次のような構成をとる。すなわち請求項１に記載の二次元放射線検出器は、二次元放射線検出器と、当該放射線検出器を内部に保持するとともに、放射線入射側の表面または裏面に少なくとも前記二次元放射線検出器の放射線検出エリアよりも大きな面積を有する凹部が形成された筐体と、前記凹部に配置された露出用放射線検出器とを有することを特徴とする。

また、請求項２に記載の放射線検出装置は、請求項１に記載の放射線検出装置であって、前記筐体は、前記二次元放射線検出器を保持する本体部と、前記凹部が形成された蓋部とを有しており、当該本体部と当該蓋部とが係合されていることを特徴とする。

また、請求項３に記載された放射線検出装置は、請求項１又は２に記載の放射線検出装置であって、前記筐体の放射線入射側の裏面の所定領域に配置された放射線遮蔽部材を更に有することを特徴とする。

また、請求項４に記載された放射線検出装置は、請求項３に記載の放射線検出装置であって、前記凹部は貫通孔であって、前記凹部の面積が、前記遮蔽部材が配置されていない領域の面積よりも大きいことを特徴とする。

また、請求項５に記載された放射線検出装置は、請求項３又は４に記載の放射線検出装置であって、前記二次元放射線検出器は、放射線を電気信号に変換する放射線変換層と、前記放射線変換層からの電気信号を読み出すための読み出し基板と、前記読み出し基板の読み出し処理を制御する読み出し制御回路と、前記読み出された電気信号を増幅処理する増幅回路とを有し、当該読み出し制御回路及び当該増幅回路は、入射放射線が、前記遮蔽部材によって遮蔽される領域に配置されていることを特徴とする。

更に、請求項６に記載された放射線検出装置は、請求項３から５のいずれかに記載の放射線検出装置であって、前記遮蔽部材は、焼結タングステンであることを特徴とする。

本考案の請求項１に係る放射線検出装置は次の通り作用する。すなわち、装置の表面と検出面との距離が凹部の深さ分だけ短くなる。また、入射放射線の減衰量が凹部の厚みの分だけ減少する。

かかる作用により、機械的な強度はほぼ維持しつつ、被検体と検出面とを近接させることができ、画質が向上する。部分的に厚みを薄くすることにより、全体の厚みを薄くする場合に比べて強度を保つことができることに加え、薄くした部分に配置された露出用放射線検出器との組み合わせによって、全体として強度を維持できるのである。また、放射線の減衰量が減少するため、より低線量で撮影をすることができる。

また、請求項２に係る放射線検出装置は、本体部に二次元放射線検出器が取り付け、その上に蓋部がかぶせて係合することにより、製造することができる。従って、組み立てや解体が容易になる。更に、筐体内面と、検出面との距離を係合部分によりある程度調整することも可能となる。

また、請求項３に係る放射線検出装置によれば、入射放射線は、蓋部を透過し、その周辺部分が遮蔽部材により遮蔽され、中央部分が透過して、二次元放射線検出器により検出される。
かかる作用により、不要な領域への放射線照射による後方散乱線などの影響を格段に低減することができる。また、不要な領域への放射線照射による後方散乱線などの影響を抑制することができる。後方散乱線とは、入射放射線が内部で散乱し、その一部が二次元放射線検出器の後方から二次元放射線検出器に入射する放射線を言い、検出結果にノイズとして現れるものである。

また、請求項４に係る放射線検出装置によれば、検出エリアにおける入射放射線は、筐体によって全く減衰されず、露出用放射線検出器によってのみ減衰されて、二次元放射線検出器により検出される。
従って、被検体と入射面との距離を更に短くすることができるため、画質の向上に寄与する。更に、筐体による減衰が全く無いため、より低線量での撮影が可能になるという効果を奏する。

また、請求項５に係る放射線検出装置によれば、入射放射線は、蓋部を透過し、その周辺部分が遮蔽部材により遮蔽され、中央部分が透過して、二次元放射線検出器により検出される。このとき、透過した入射放射線は、直接読み出し回路や増幅回路に照射されない。
従って、直接読み出し回路や増幅回路が入射放射線の影響を受けないため、放射線由来のノイズの影響を受けず、素子が劣化することがないという効果を奏する。

更に、請求項６に係る放射線検出装置によれば、焼結タングステンからなる遮蔽部材にタップ加工を施すことができる。
従って、ネジ止めによる固定方法を採用することができるという効果を奏する。

［第一の実施態様］
図１を参照して、本発明に係る放射線検出装置の構成について説明する。図１に示すように、本実施形態に係る放射線検出装置は、筐体２の底面に保持された二次元放射線検出器１と、筐体２の放射線入射面上に配置された露出用放射線検出器３と、筐体２の放射線入射面の裏側に配置された放射線遮蔽部材４とから構成される。

また、筐体２は、本体部２２と、蓋部２１とから構成され、側面でネジ止め、接着、その他の方法により係合されている。蓋部２１には、凹部２１１が形成されており、当該凹部に露出用放射線検出器３が配置されている。露出用放射線検出器３は、凹部２１１に対して接着しておいてもよいし、単に嵌めあい構造になっていても良い。嵌めあい構造にしておけば、使用時に種々のフォトタイマに交換可能なため好適である。

筐体２を構成する材料として、アルミニウム、鉄、ステンレス、焼結タングステン、その他単金属や合金の他、カーボン、ＦＲＰ、又はＣＦＲＰ等を用いることができる。二次元放射線検出器を保持する程度の剛性を発揮する材質および形状であれば、その材質を種々変更可能である。ただし、蓋部２１は、高い放射線透過率を有する材料で形成することが望ましく、カーボン又はＣＦＲＰが好適である。特にＣＦＲＰとすれば、外部からのノイズを遮蔽する機能を有するのでより好適である。対して、本体部２２は、放射線透過率が低い材料で形成することが望ましい。更に放射線反射率が低く、かつ放射線吸収率が高い材料が最も好適である。入射放射線が筐体２から再度外に出るのを防止するためである。特に、焼結タングステンは、剛性を保ちつつ、放射線透過率、反射率共に低く、好適である。従って、蓋部２１よりも本体部２２の方が、放射線透過率が高い材質で形成されることが望ましいといえる。

更に、二次元放射線検出器１は、入射面側から、放射線変換層１１、読み出し基板１２、保持基板１５の順で配置されている。

放射線変換層１１は、例えば、アモルファスセレンや多結晶ＣｄＺｎＴｅなどの放射線を直接電荷に変換する物質の厚膜や、ＣｓＩなどの放射線を一旦可視光など他の波長の電磁波に変換するものを言う。その他、放射線を受けて、電気信号に変換する機能を有する限りにおいて、種々その態様を変更することが可能である。

また、読み出し基板１２は、アクティブマトリクス基板や、ＣＣＤのように、スイッチング素子や電荷蓄積手段がマトリクス状に配置されたものを言う。その他、放射線変換層１１によって、放射線の空間分布を電気信号として読み出す機能を有する限りにおいて、その態様を種々変更可能である。

また、保持基板１５は、放射線変換層１１及び読み出し基板１２を保持すると共に、本体部２２に対してスタッド２２１を介して固定されている。

読み出し基板１２を用いて電気信号を読み出すには、読み出し基板１２が有するスイッチング素子の開閉を制御するための読み出し制御回路１３及び、読み出した電気信号を増幅する増幅回路１４並びに、増幅された電気信号をデジタル信号に変換するとともに、外部の機器へ転送するための制御転送回路１７が必要となる。本実施形態では、読み出し基板１２と制御転送回路１７との間を複数のフレキシブルケーブル１６で接続し、そのフレキシブルケーブル１６上に、読み出し制御回路１３や増幅回路１４を搭載している。

ここで、放射線遮蔽部材４は、蓋部２１の所定領域に配置されている。所定領域に配置するとは、放射線検出エリアに、放射線遮蔽部材４の陰影が重ならないように配置することをいう。ここで、放射線検出エリアとは、放射線Ｒが放射線変換層１１に入射したときに、制御転送回路１７から放射線Ｒの空間分布をデジタル信号として取り出すことができる領域を言う。従って、入射放射線Ｒが平行光であるとした場合には、当該放射線検出エリアの直上に放射線遮蔽部材４が存在していないことが必要となる。ただし、放射線は通常点線源から放射されるため、コーンビーム状であることが多い。従って、実使用上の放射線源Ｐと放射線変換層１１の検出面との最大距離（最大ＳＩＤ）が分かっている場合には、実使用上の最大ＳＩＤの時に放射線遮蔽部材４の陰影が、放射線検出エリアの外側に略隣接する程度の位置に配置することが最も望ましい。

本実施形態の放射線検出装置は、従来技術（図４）の場合と比較すると、凹部の厚みＤ３分だけ、放射線検出装置の入射面と、二次元放射線検出器の入射面との距離Ｄが短くなる。更に、蓋部２１による放射線の吸収を低減させることができる。

読み出し制御回路１３や増幅回路１４は、放射線遮蔽部材４によって、放射線Ｒが到達しない領域に配置されている。従って、放射線Ｒがこれらの回路に作用して、ノイズが発生するのを防止することができる。また、放射線による半導体素子の劣化を防止することができる。

［第二の実施態様］
次に、図２を参照して、本発明の他の実施態様について説明する。まず、前述の実施形態とは、凹部２２１が貫通孔になっている点において異なる。
この場合、少なくとも、貫通孔よりも内側に放射線遮蔽部材４が配置されていることが必要である。貫通孔より露出用放射線検出器３の底面周囲は、放射線遮蔽部材４に接合され、側面が筐体２の蓋部２１に接合されることになるからである。なお、接合に限らず、嵌めあい構造にしても良い点については、実施態様１と同様である。

このように構成されているので、距離Ｄを更に小さくすることができる。また、蓋部２１による入射放射線の吸収をなくすことができるため、より低線量の撮影が可能になる。

また、図２において、蓋部２１に対して放射線遮蔽部材４をネジ５により係合している。本実施形態では、放射線遮蔽部材４を焼結タングステンで形成しており、タップ加工によりネジ孔４１を形成することができる。従って、蓋部２１に対して放射線遮蔽部材４をネジ５により係合することができる。
この構成により、蓋部２１と放射線遮蔽部材４との結合強度を高めることができる。従って、露出用放射線検出器３を直接放射線遮蔽部材４に接合させても、露出用放射線検出器３に荷重がかかった場合においても、放射線遮蔽部材４が蓋部２１からはがれ落ちることを防止することができる。

なお、本実施形態は、凹部の中央付近だけを貫通孔とする態様も含む。

［第三の実施形態］
第一及び第二の実施態様においては、蓋部２１の表面に凹部を設けることとしたが、図３に示すように、裏面に設けても良い。この場合には、放射線検出装置の表面を完全にフラットにすることができるという利点がある。また、露光用放射線検出器３には必ず露光値転送用ケーブル３１が必要となるが、凹部を裏面に設けて、その凹部に露光用放射線検出器３を配置することにより、当該露光値転送用ケーブル３１を、制御転送回路１７から外部機器への画像データ転送用ケーブルとまとめて、本体部２２に設けたケーブル取り出し口２２２から、放射線検出装置の外側へ出すことができる。更に、より二次元放射線検出器１に近い位置で放射線Ｒを測定することが可能となるので、精度の高い露光制御が可能となる。露光制御の目的は、二次元放射線検出器１に入射する放射線の積算値を推定することにあるため、二次元放射線検出器１に近接した位置での放射線量を測定することが精度の向上に繋がるためである。

第一の実施態様においては、放射線遮蔽部材４は必須ではない。ただし、第二の実施態様においては、放射線遮蔽部材４が必須である。放射線遮蔽部材４は、露出用放射線検出器３の保持部材としても作用するからである。

また、全ての実施態様において、読み出し回路１３、増幅回路１４、保持基板１５、フレキシブルケーブル１６、制御転送回路１７などの処理回路がない場合や、その配置場所が異なってもよい。その場合は、入射放射線による処理回路への悪影響を低減させることができるという効果は奏しないが、被検体Ｍと二次元放射線検出器の検出面との距離Ｄを短くするとともに、筐体２による入射放射線Ｒｉの減衰を低減できるという効果を奏する。

また、全ての実施態様において、筐体２は、蓋部２１と本体部２２とに分かれているとして説明したが、一体物であってもよいし、更に複数の部品に分割されていても良い。ただし蓋部２１と本体部２２に分離しておくことにより、組み立てが容易になる。内蔵される部品は、筐体２の底面又は上面に固定することが望ましく、その場合には、筐体２を上下に分割してそれぞれ組立作業を行うことが、作業効率から見て望ましいからである。また、組み立て完了後に再度分解してメンテナンスを行うような場合にも、上下に分かれていれば、同様に内蔵されている部品へのアクセスが容易となり好ましい。

筐体２を一体とする場合には、内蔵部品を作成して、その周囲に筐体２を形成して行く工程により、組み立てることができる。

以上、本発明に係る放射線検出器について詳述したが、このような実施形態に限定されない。例えば、医用用途以外に、非破壊検査装置についても適用可能である。

本発明の第一の実施形態を示す図である。 本発明の第二の実施形態を示す図である。 本発明の第三の実施形態を示す図である。 従来技術に係る放射線検出装置を示す図である。

符号の説明

１ 二次元放射線検出器
１１ 放射線変換層
１２ 読み出し基板
１３ 読み出し制御回路
１４ 増幅回路
１５ 保持基板
１６ フレキシブルケーブル
１７ 制御転送回路
１８ 画像データ転送用ケーブル
２ 筐体
２１ 蓋部
２２ 本体部
３ 露光用放射線検出器
３１ 露光値転送用ケーブル
４ 放射線遮蔽部材
４１ ネジ孔
５ ネジ
２１１ 放射線入射面
２１２ 凹部
２２１ スタッド
２２２ ケーブル取り出し口
１０１ 二次元放射線検出器
１０２ 筐体
１０３ 露光用放射線検出器
１０４ 放射線遮蔽部材
Ｍ 被検体
Ｒｉ 入射放射線
Ｒ 透過放射線
Ｐ 放射線源

Claims (6)

1. 二次元放射線検出器と、当該放射線検出器を内部に保持するとともに、放射線入射側の表面または裏面に少なくとも前記二次元放射線検出器の放射線検出エリアよりも大きな面積を有する凹部が形成された筐体と、前記凹部に配置された露出用放射線検出器とを有することを特徴とする放射線検出装置。
2. 前記筐体は、前記二次元放射線検出器を保持する本体部と、前記凹部が形成された蓋部とを有しており、当該本体部と当該蓋部とが係合されていることを特徴とする請求項１に記載の放射線検出装置。
3. 前記筐体の放射線入射側の裏面の所定領域に配置された放射線遮蔽部材を更に有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の放射線検出装置。
4. 前記凹部は貫通孔であって、前記凹部の面積が、前記遮蔽部材が配置されていない領域の面積よりも大きいことを特徴とする請求項３に記載の放射線検出装置。
5. 前記二次元放射線検出器は、放射線を電気信号に変換する放射線変換層と、前記放射線変換層からの電気信号を読み出すための読み出し基板と、前記読み出し基板の読み出し処理を制御する読み出し制御回路と、前記読み出された電気信号を増幅処理する増幅回路とを有し、当該読み出し制御回路及び当該増幅回路は、入射放射線が、前記遮蔽部材によって遮蔽される領域に配置されていることを特徴とする、請求項３又は４に記載の放射線検出装置。
6. 前記遮蔽部材は、焼結タングステンであることを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の放射線検出装置。

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