JP5606273B2 - 放射線画像撮影装置 - Google Patents
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Description
光電変換素子を用いた撮影装置には、アモルファスシリコン型、CCD型、CMOS型などがある。
アモルファスシリコン型の撮影装置の利点として、ガラス基板上のアモルファスシリコン半導体を使った大画面の撮像素子を作成しやすことが挙げられる。しかし、その反面、半導体特性が十分ではないため、高速動作を行うことが困難である。また、アモルファスシリコンは単結晶シリコン半導体基板に比べてガラス基板上の半導体基板の微細加工が難しく、その結果、出力信号線の容量が大きくなり、kTCノイズが発生しやすくなる。
CCD型の撮影装置の利点として、完全空乏型で高感度であることが挙げられる。しかしながら、大画面化には不向きである。CCDは電荷転送型であるため、大面積になり電荷転送の転送段数が増加すると駆動電圧が駆動端と中心付近では異なり完全転送が困難になる。また、消費電力はCVf2(Cは基板とウエル間の容量、Vはパルス振幅、fはパルス周波数)で表されるが、大面積である程、CとVが大きくなり、消費電力がCMOS型撮像素子に比較して10倍以上大きくなる。
CMOS型の撮像装置の利点として、微細加工によりアモルファスシリコン型よりも高速読み出しが可能で、さらに高感度が得られることが挙げられる。また、CCD型撮像素子のような電荷転送の転送段数や消費電力に問題が無く大面積化が容易であり、特に、大面積フラットパネル式のセンサの動画像撮影装置として、優位性が高いことが知られている。
しかしながら、本発明は、CMOS型撮像素子を用いた放射線画像撮影装置に限定されるものではなく、アモルファスシリコン型、CCD型などの他の撮像素子を用いた放射線画像撮影装置に適用することも可能である。
図1は、本実施形態における放射線画像撮影装置のX線入射側の反対表面を示した平面図を示したものである。X線は、図1に示した放射線画像撮影装置の奥側から手前側に入射される。尚、図1では、放射線撮影装置1の内部構造を示すために、外装筺体11を点線で示している。放射線画像撮影装置は、不図示の放射線発生装置、撮影制御装置などと接続され、被写体の放射線撮影画像を取得するための放射線撮影システムとして機能する。 図2は、図1のA−A断面図を示したものである。放射線を検出し、放射線画像を生成するために、
X線は図2に示す放射線画像撮影装置の下側(矢印X)から入射される。以下、図1および図2を用いて、放射線画像撮影装置1内に配置されている部材について説明する。
放射線平面検出器2のX線入射面および反対側の表面には、放射線平面検出器2を外装筺体11内保持する検出器保持部材3(第一の保持手段)が配置される。検出器保持部材3は、放射線平面検出器2に発生する熱を外装筺体11に伝熱するための第一の伝熱部材としても機能する。
断熱部材4は、放射線平面検出器2と電気部品7との間の熱の移動を遮断する。
電気部品保持部材5は、電気部品7を外装筺体11内に保持する第二の保持部材として機能する。電子部品7は、放射線平面検出器2の駆動御および信号処理を行う制御手段として機能する。電子
部品7は、回路基板、電源などから構成される。
フレーム9は、放射線撮影装置1の内部構造を補強するためのフレームである。フレーム9は、高い剛性を有する鉄又はステンレスなどの材料から構成される。
接続配線10は、放射線平面検出器2の一辺と電気部品7とを電気的に接続し、電気部品7からの制御信号を放射線平面検出器2に伝達し、放射線平面検出器2で取得された放射線画像のデータを電気部品7に伝達する。
放熱面13は、外装筺体11の表面に配置され、第二の伝熱部材11から外装筺体11に伝熱された熱を、外気に放熱する。
図3は、図1のB−B断面図を示す図である。X線は、図3に示す放射線画像撮影装置の下側(矢印X)から入射する。図3に示す通り、接続配線10(図2)が配置されていない側面では、検出器保持部材3は外装筺体11まで延存し、外装筺体11の側面(第一の面)に接続される。
検出器保持部材3と外装筺体11は、電気保持部材5より大きい熱伝導率を有する材料で構成されている。放射線平面検出器2の表面から均一に発生する熱は、検出器保持部材3に伝熱し、更に、外装筺体11、放熱面13を伝って外部へ放熱される。
この構造により、放射線平面検出器2の熱と電気部品内にある発熱体の熱はそれぞれ別の伝熱経路A,B(図3)を伝って外部へ放熱される。よって、電気部品7内に偏在する発熱体の熱が放射線平面検出器2に伝わることを防ぐことができる。つまり、局所的な温度上昇など、放射線平面検出器2に対する制御手段の熱影響を抑制することが出来る。
上記のような熱伝導性の関係を実現する材料としては、検出器保持部材3と外装筺体11は高い熱伝導性を有するアルミニウム又は銅等、電気部品保持部材5は鉄又はステンレス等、伝熱部材8は高い熱伝導性を有するアルミニウム、銅又は放熱ゴム等の組み合わせがある。
放射線平面検出器2と電気部品7との間は、検出器保持部材3と断熱部材4と電気部品保持部材5との3層で構成されている。
3層構造は構造全体の厚みを増やすとともに、高い剛性を有する鉄又はステンレス等の材料で構成された電気部品保持部材5を構成に加えることで高い剛性を実現することができる。
本実施形態が、第一の実施形態と異なる点は、放射線撮影装置1に冷却装置が配置されていることである。
検出器保持部材3、断熱部材4、電気部品保持部材5、伝熱部材8の相対的な熱伝導性の違いから、放射線平面検出器2から放熱面13までの伝熱の経路と、電気部品7内の発熱体から放熱面13までの伝熱の経路とはそれぞれ別経路となる。
よって、放射線平面検出器2と電気部品内の発熱体は、それぞれの熱の影響を受けることなく効率的に冷却することができる。放熱面13に冷却装置15を配置し、強制冷却することで自然対流による放熱よりもさらに効率よく放射線平面検出器2の温度上昇を抑え、温度分布を均一にすることができる。
本実施形態が、第一の実施形態と異なる点は、放射線撮影装置1を移動可能なCアーム装置20を有していることである。
放射線撮影装置1の放熱面13とCアーム21との間に伝熱経路を設けることで、自然対流による放熱よりもさらに効率よく放射線平面検出器2の温度上昇を抑え、温度分布を均一にすることができる。
図7は接続配線10の一部を電気部品保持部材5に固定したときの図1のA−A断面図を示す。接続配線10は接続配線保護部材6を介して、高い剛性を有する鉄又はステンレス等の材料でできた電気部品保持部材5に固定される。接続配線10を電気部品保持部材5に固定すると、放射線撮影装置1に衝撃が加わったときに内部でバタつかないため、放射線平面検出器2へ与えるノイズの影響を低減することができる。よって、衝撃に対する剛性と、衝撃に影響されない画像を取得することができる放射線撮影装置1を構成することができる。
2 放射線平面検出器
3 検出器保持部材
4 断熱部材
5 電気部品保持部材
6 接続配線保護部材
7 電気部品
8 伝熱部材
9 フレーム
10 接続配線
11 外装筺体
12 放射線入射カバー
13 放熱面
14 空気層構成部材
15 冷却装置
20 Cアーム装置
21 Cアーム
22 X線管
23 ベッド
24 被写体
A、B 伝熱経路
Claims (9)
- 放射線入射面を有し、放射線を検出し、放射線画像を生成する放射線平面検出器と、
前記放射線平面検出器を制御する制御手段と、
前記放射線平面検出器と前記制御手段との間に配置された断熱部材と、
前記放射線平面検出器と前記制御手段とが格納された外装筺体と、
前記放射線平面検出器の熱を前記外装筺体の第一の面に伝熱する第一の伝熱部材と、
前記制御手段の熱を前記第一の面と異なる前記外装筺体の第二の面に伝熱する第二の伝熱部材と、を有する放射線画像撮影装置であって、
前記第一の伝熱部材は、前記放射線平面検出器の前記放射線入射面とは反対側の表面より広い面積を有して前記放射線平面検出器の前記反対側の表面に配置された表面と、を有して、前記放射線平面検出器を前記外装筐体内に保持し、
前記断熱部材は、前記第一の伝熱部材と前記第二の伝熱部材との間に配置されていることを特徴とする放射線画像撮影装置。 - 前記第一の伝熱部材は、前記放射線平面検出器の前記反対側の表面全体を前記第一の伝熱部材の表面で保持し、
前記制御手段の前記放射線の入射側に配置され、前記制御手段を前記外装筺体に保持し、所定値よりも放射線透過率の小さい第二の保持部材を更に有することを特徴とする請求項1に記載の放射線画像撮影装置。 - 前記断熱部材は、空気層を含むことを特徴とする請求項1もしくは2のいずれか1項に記載の放射線画像撮影装置。
- 前記第一の伝熱部材及び前記第二の伝熱部材は、前記第二の保持部材よりも大きい熱伝導率を有する材料で構成されていることを特徴とする請求項2に記載の放射線撮影装置。
- 前記第一の伝熱部材と前記外装筺体とはアルミニウム又は銅から構成され、前記第二の保持部材は鉄又はステンレスから構成されることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の放射線画像撮影装置。
- 前記放射線撮影装置を移動させるCアーム装置を有し、
前記Cアーム装置は、前記第一の面もしくは前記第二の面と接続されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の放射線画像撮影装置。 - 前記放射線平面検出器の少なくとも一辺と前記制御手段とを電気的に接続するための接続配線を有し、
前記第一の伝熱部材は、前記接続配線が接続された辺と異なる辺の側で前記外装筐体に接続されることを特徴とする請求項2に記載の放射線画像撮影装置。 - 前記接続配線の一部は、前記第二の保持部材に固定されていることを特徴とする請求項7に記載の放射線画像撮影装置。
- 更に、前記第二の面に伝熱された熱を冷却する冷却手段を有することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の放射線画像撮影装置。
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