JP6633864B2 - 放射線撮像装置及び放射線撮像システム - Google Patents

放射線撮像装置及び放射線撮像システム Download PDF

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Description

本発明は、放射線撮像装置及び放射線撮像システムに関する。
電子カセッテと呼ばれる可搬型の放射線撮像装置が実用化されている。可搬型の放射線撮像装置を落下させた場合に、放射線撮像装置への衝撃により、放射線撮像装置の筐体に破損や変形が生じることがある。このような破損や変形を軽減するために様々な対策が提案されている。特許文献1は、外殻と内殻とによって筐体を構成し、外殻と内殻との間に衝撃吸収剤を充填することを提案する。特許文献2は、筐体の角を面取りし、その面に着脱自在な衝撃吸収材を取り付けることを提案する。
特許第4248940号公報 特開2013−257198号公報
特許文献1の筐体の外面は外殻のみで構成される。外殻を弾性率の高い材料で構成した場合に、落下時の筐体全体の変形は軽減できるが、外殻に応力が集中してしまい、外殻に破損が生じる恐れがある。一方、外殻の弾性率を下げると、筐体全体の変形を軽減するのが困難になる。また、特許文献2のように、衝撃吸収材を筐体の外面に取り付けた場合に、放射線撮像装置の落下による衝撃が衝撃吸収材を通じて筐体に伝わる。その結果、筐体が全体的に歪んだり、変形したりする恐れがある。このように、既存の方法では、筐体の破損と変形との両方を軽減するのが困難である。本発明は、放射線撮像装置への衝撃による筐体の変形及び破損を軽減するための技術を提供することを目的とする。
上記課題に鑑みて、放射線検出パネルと、前記放射線検出パネルを収容する筐体と、緩衝部材と、を備える放射線撮像装置であって、前記筐体は、放射線が照射される入射面と、前記入射面の反対側にある裏面と、前記入射面と前記裏面とを接続する側面と、を有し、前記筐体の角の側面に開口が設けられており、前記緩衝部材は、前記筐体の内部にある第1部分と、前記筐体の前記開口から前記筐体の外側に突出した第2部分とを含み、前記緩衝部材の前記第1部分は、前記筐体の内面に結合されており、前記緩衝部材の前記第2部分は、前記筐体のうち前記開口を構成する部分に間隔をおいて対向する段差を有することを特徴とする放射線撮像装置が提供される。
上記手段により、放射線撮像装置への衝撃による筐体の変形及び破損を軽減するための技術が提供される。
本発明の一部の実施形態の放射線撮像装置を説明する図。 本発明の一部の実施形態の緩衝部材を説明する図。 本発明の他の一部の実施形態の緩衝部材を説明する図。 本発明の他の一部の実施形態の緩衝部材を説明する図。 本発明の他の一部の実施形態の緩衝部材を説明する図。 本発明の他の一部の実施形態の緩衝部材を説明する図。 本発明の他の一部の実施形態の放射線撮像装置を説明する図。 本発明の他の一部の実施形態の放射線撮像装置を説明する図。 本発明の一部の実施形態の放射線撮像システムを説明する図。
添付の図面を参照しつつ本発明の実施形態について以下に説明する。様々な実施形態を通じて同様の要素には同一の参照符号を付し、重複する説明を省略する。また、各実施形態は適宜変更、組み合わせが可能である。
図1を参照して、本発明の一部の実施形態に係る放射線撮像装置100の構成について説明する。図1(a)は放射線撮像装置100の斜視図であり、図1(b)は図1(a)のA−A線における断面図である。放射線撮像装置100は、筐体101と、筐体101に収容された構成要素とを有する。以下の説明において、放射線撮像装置100のうち、放射線が照射される面(図1(b)では上側の面)を入射面と呼び、その反対側にある面(図1(B)では下側の面)を裏面と呼び、入射面と裏面とを接続する面を側面と呼ぶ。放射線撮像装置100の入射面、裏面及び側面は、筐体101の入射面、裏面及び側面にそれぞれ対応する。筐体101のうち、入射面を構成する部分を表側部分と呼び、裏面を構成する部分を裏側部分と呼び、側面を構成する部分を側壁と呼ぶ。側壁は、表側部分と裏側部分とを接続する。放射線撮像装置100は、4つの角100aを有する。放射線撮像装置100の角100aは、筐体101の角に対応する。
筐体101は、上側外装部材102aと、下側外装部材102bと、放射線透過板103とによって構成される。上側外装部材102aと下側外装部材102bとによって、筐体の外装102が構成される。上側外装部材102aと下側外装部材102bとは、放射線撮像装置100の側面において互いに接触している。上側外装部材102aと下側外装部材102bとは、放射線撮像装置100の側面において互いに結合されてもよいし、他の部分で結合されてもよい。上側外装部材102aは枠形状を有し、その開口に放射線透過板103が嵌め込まれている。放射線透過板103と、上側外装部材102aの一部とによって、筐体101の表側部材が構成される。下側外装部材102bの一部によって、筐体101の裏面部分が構成される。上側外装部材102aの一部と、下側外装部材102bの一部とによって、筐体101の側壁が構成される。
放射線撮像装置100は、筐体101の内部に、センサ基板107、シンチレータ層106など、以下に説明する構成要素を備える。シンチレータ層106は、センサ基板107と、放射線透過板103との間に位置する。シンチレータ層106は、放射線透過板103を通じて筐体101内に入射した放射線を光に変換する。センサ基板107は、シンチレータ層106で変換された光を電気信号に変換するセンサ(例えば、光を電荷に変換する光電変換素子)と、この電気信号をセンサ基板107の外部に読み出すためのスイッチ素子(例えば、TFT)を有する。センサ基板107は、センサとスイッチ素子とによって構成された画素を複数備えてもよい。複数の画素は、二次元アレイ状に配されてもよい。センサ基板107とシンチレータ層106とによって、放射線を検出する検出パネル(すなわち、放射線検出パネル)が構成される。シンチレータ層106の表面は、耐湿性を有する保護層105によって覆われている。図1の例の放射線撮像装置100は、いわゆる間接型の検出パネルを有するが、これに代えて、放射線を直接に電気信号に変換する直接型の検出パネルを有してもよい。
センサ基板107は、フレキシブルケーブル114を通じて、回路基板113に接続されている。回路基板113は、フレキシブルケーブル112を通じて、回路基板111に接続されている。回路基板111、113には、センサ基板107から信号を読み出し、この読み出した信号を処理するための回路や、センサ基板107の動作を制御するための回路が配置されている。センサ基板107や回路基板111、113には、バッテリ110から電力が供給される。放射線撮像装置100は、バッテリ110を有する代わりに、外部からの電力を各構成要素に供給する電源回路を有してもよい。
検出パネル(具体的には、センサ基板107)は、基台108によって支持されている。基台108は、支柱109を介して下側外装部材102bに固定又は接触されている。回路基板111、113及びバッテリ110は、基台108の裏面側(検出パネルとは反対側)に配されている。検出パネル(具体的には、保護層105)と放射線透過板103との間には、発泡剤などで構成された緩衝層104が配されている。
図2を参照して、放射線撮像装置100の角100aの構造について説明する。図2(a)は放射線撮像装置100の角100aの斜視図であり、図2(b)は図2(a)のB−B線における断面図である。図2(b)に示すように、上側外装部材102aのうち、筐体101の外部に面した面を外面102dと呼び、筐体101の内部に面した面を内面102eと呼ぶ。また、下側外装部材102bのうち、筐体101の外部に面した面を外面102gと呼び、筐体101の内部に面した面を内面102fと呼ぶ。
図2に示すように、筐体101は、角100aに開口102cを有する。図2(b)では、参考のために、開口102cを破線で示す。開口102cは、上側外装部材102aと下側外装部材102bとにまたがって配置されている。放射線撮像装置100は、角100aに緩衝部材200を更に有する。緩衝部材200は、筐体101の内部にある部分(以下、内側部分200aと呼ぶ)と、筐体101の開口102cから筐体101の外側に突出した部分(以下、外側部分200bと呼ぶ)とを含む。
緩衝部材200の内側部分200aは、上側外装部材102aの内面102e及び下側外装部材102bの内面102fの少なくとも一方に、筐体101から取り外せないように結合されている。内側部分200aは、内面102e及び内面102fの少なくとも一方に、例えば接着剤や粘着剤で接着されることによって結合されてもよい。これに代えて、内側部分200aは、上側外装部材102a及び下側外装部材102bのどちらか一方と一体成型されることによって結合されてもよい。
緩衝部材200の外側部分200bは、外装102の外面102d、102gに接触する部分を含まない。また、外側部分200bは、筐体101のうち開口102cを構成する部分に間隔をおいて対向する段差200cを有する。段差200cは、開口102cに対応する形状を有しており、外側部分200bの全周に形成されている。段差200cは、開口102cから離れた位置にある。
外装102は、例えばアルミニウム合金やマグネシウム合金、繊維強化樹脂、繊維強化金属など弾性率が高い(従って、剛性が高い)材料で形成される。上側外装部材102aと下側外装部材102bとは同じ材料で形成されてもよいし、互いに異なる材料で形成されてもよい。このように、外装102を弾性率が高い材料で形成することによって、筐体101の全体的な変形が軽減される。そのため、筐体101の変形に起因して放射線撮像装置100の内部に光が入ってしまって良好な画像を取得することができなくなったり、放射線撮像装置100の外形が変わってしまい、架台などに収納できなくなったりすることを抑制できる。
緩衝部材200は、外装102よりも弾性率が低い材料、例えば樹脂で形成される。緩衝部材200の外側部分200bが筐体101の角100aにおいて筐体101から突出しているので、放射線撮像装置100が落下した場合に、この突出した緩衝部材200が床などに最初に衝突する。これにより、外装102への衝撃を抑制できる。また、緩衝部材200は外装102の内面102e、102fに結合されているので、衝撃が緩衝部材200を通じて外装102に与える影響が軽減される。
例えば外装102がプリプレグなどの長い繊維を用いたシート状の繊維強化樹脂で形成される場合に、当該材料を略矩形の形状にするために、当該材料に切り込みなどを入れて角を成型することがある。このような切り込み部分が衝撃を受けると破壊の起点となりうるが、本実施形態の構成によれば、切り込み部分に衝撃が与えられることが抑制される。
外装102が繊維強化樹脂で形成される場合に、緩衝部材200を外装102と一体成型しやすい樹脂で形成してもよい。例えば、外装102がエポキシを用いた炭素繊維強化樹脂で形成される場合に、エポキシと相性のよい樹脂や短繊維の炭素繊維などを含んだ樹脂で緩衝部材200を形成してもよい。このように形成することによって、外装102と緩衝部材200とを、接着と比較して界面強度の高い、いわゆる一体成型品として構成することができる。外装102が金属合金で形成される場合に、緩衝部材200は樹脂で形成されてもよいし、他の材料で形成されてもよい。また、金属と樹脂の接着強度を向上するために、機械的又は化学的な表面処理を結合面に施してもよい。
放射線撮像装置100は、4つすべての角100aに緩衝部材200を有してもよいし、一部の角100aに緩衝部材200を有してもよい。一部の角100aに緩衝部材200を有する場合に、その角100aにおいて耐衝撃性が高まる。
図3を参照して、放射線撮像装置100の変形例について説明する。図3(a)は放射線撮像装置100の角100aの斜視図であり、図3(b)は図3(a)のC−C線における断面図である。この変形例は、緩衝部材200にかえて、緩衝部材300を有する。その他の点は同様であってもよいので、重複する説明を省略する。緩衝部材300は緩衝部材200に対して形状が異なっており、材料や外装102との結合方法などの他の点については緩衝部材200と同じであってもよい。緩衝部材300も、筐体101の内部にある内側部分300aと、筐体101の開口102cから筐体101の外側に突出した外側部分300bとを含む。
緩衝部材300の外側部分300bは、外装102の外面102d、102gに接触する部分を含まない。また、外側部分300bは、筐体101のうち開口102cを構成する部分に間隔をおいて対向する段差300cを有する。段差300cは、開口102cのうち入射面側にある部分に対応する形状を有しており、外側部分300bの入射面側に形成されている。段差300cは、開口102cから離れた位置にある。
緩衝部材300の外側部分300bは、筐体101の裏面側に比べて、入射面側において筐体101から遠くまで延在している。また、緩衝部材300の内側部分300aは、筐体101の裏面側に比べて、入射面側において筐体101の内側まで延在している。放射線撮像装置100が落下した場合に、外側部分300bのうち筐体101から遠くまで延在している部分が床などに最初に衝突する可能性が高い。この延在している部分が最初に衝突した場合に、緩衝部材300と上側外装部材102aとの結合部分に大きな力が加わる。そのため、この結合部分の面積を大きくすることによって、緩衝部材300が筐体101から外れてしまう可能性を低減できる。
放射線撮像装置100の別の変形例では、緩衝部材300の上下を入れ替えてもよい。すなわち、緩衝部材300の外側部分300bが、筐体101の入射面側に比べて裏面側において筐体101から遠くまで延在し、緩衝部材300の内側部分300aが、筐体101の入射面側に比べて裏面側において筐体101の内側まで延在してもよい。
図4を参照して、放射線撮像装置100の変形例について説明する。図4(a)は放射線撮像装置100の角100aの斜視図であり、図4(b)は図4(a)のD−D線における断面図である。この変形例は、緩衝部材200にかえて、緩衝部材400を有する。その他の点は同様であってもよいので、重複する説明を省略する。緩衝部材400は緩衝部材200に対して形状が異なっており、材料や外装102との結合方法などの他の点については緩衝部材200と同じであってもよい。緩衝部材400も、筐体101の内部にある内側部分400aと、筐体101の開口102cから筐体101の外側に突出した外側部分400bとを含む。
緩衝部材400の外側部分400bは、外装102の外面102d、102gに接触する部分を含まない。また、外側部分300bは、筐体101のうち開口102cを構成する部分に間隔をおいて対向する段差400cを有する。段差400cは、開口102cのうち入射面側にある部分及び裏面側にある部分に対応する形状を有しており、外側部分400bの入射面側及び裏面側に形成されている。段差400cは、開口102cから離れた位置にある。
緩衝部材400の外側部分400bは、入射面側にある部分と裏面側にある部分との間に凹部を有する。これにより、緩衝部材400を軽量化できるとともに、筐体101を膨らますような曲げモーメントが筐体101に加わりにくくなる。
図5を参照して、放射線撮像装置100の変形例について説明する。図5(a)は放射線撮像装置100の角100aの斜視図であり、図5(b)は図5(a)のE−E線における断面図である。この変形例は、緩衝部材200にかえて、緩衝部材500を有する。その他の点は同様であってもよいので、重複する説明を省略する。緩衝部材500は緩衝部材200に対して形状が異なっており、材料や外装102との結合方法などの他の点については緩衝部材200と同じであってもよい。緩衝部材500も、筐体101の内部にある内側部分500aと、筐体101の開口102cから筐体101の外側に突出した外側部分500bとを含む。
緩衝部材500の外側部分500bは、緩衝部材400の外側部分400bと同じ形状を有する。これに代えて、緩衝部材500の外側部分500bは、上述した他の緩衝部材の外側部分と同じ形状を有してもよい。緩衝部材500の内側部分500aは、筐体101に接触していない面(すなわち、筐体101の内部に対向する面)に凹部を有する。これによって、緩衝部材500と筐体101との間の結合力を維持しつつ、緩衝部材500を軽量化できる。
図6を参照して、放射線撮像装置100の変形例について説明する。図6(a)は放射線撮像装置100の角100aに着目した平面図であり、図6(b)は図6(a)のF−F線における断面図であり、図6(c)は、第2部材602が第1部材601から取り外された状態を示す図である。この変形例は、緩衝部材200にかえて、緩衝部材600を有する。緩衝部材600は、筐体101の内部にある内側部分と、筐体101の開口102cから筐体101の外側に突出した外側部分とを含む。
緩衝部材600の外側部分は、外装102の外面102d、102gに接触する部分を含まない。また、緩衝部材600の外側部分は、筐体101のうち開口102cを構成する部分に間隔をおいて対向する段差600cを有する。段差600cは、開口102cに対応する形状を有しており、外側部分600bの全周に形成されている。段差600cは、開口102cから離れた位置にある。
緩衝部材600は、第1部材601と、第2部材602とによって構成されている。第1部材601は、緩衝部材200と同様の材料で形成され、緩衝部材200と同様に、上側外装部材102aの内面102a及び下側外装部材102bの内面102fの少なくとも一方に、筐体101から取り外せないように結合されている。緩衝部材600の外側部分は、第1部材601の一部と、第2部材602の一部とによって構成されている。第2部材602は、第1部材601よりも弾性率が低い材料、例えばフォームやゲルなどで形成される。第2部材602は、第1部材601の凹部601aに対応した形状の凸部602aを有しており、凸部602aを凹部601aに挿入することによって、第2部材602が第1部材601に取り付けられる。第2部材602は、接着剤や粘着剤によって、第1部材601に接着されてもよいし、単に機械的に取り付けられてもよい。放射線撮像装置100が落下した場合に、緩衝部材600の第2部材602が最初に床などに衝突する。第2部材602は第1部材601よりも低い弾性率を有するので、緩衝部材600の緩衝能力が一層高まる。
図7を参照して、本発明の一部の実施形態に係る放射線撮像装置700の構成について説明する。図7(a)は放射線撮像装置700の平面図であり、図7(b)は図7(a)のG−G線における断面図である。放射線撮像装置700は、緩衝部材200の代わりに緩衝部材701を有する点で放射線撮像装置100と異なり、その他の点は同様であってもよい。緩衝部材701は緩衝部材200に対して形状が異なっており、材料や外装102との結合方法などの他の点については緩衝部材200と同じであってもよい。緩衝部材701も、筐体101の内部にある内側部分と、筐体101の開口102cから筐体101の外側に突出した外側部分とを含む。緩衝部材701の外側部分の形状は、上述の緩衝部材の何れの外側部分と同じであってもよい。
緩衝部材701は、センサ基板107とシンチレータ層106とによって構成される検出パネルを囲む枠形状を有する。緩衝部材701は、一体の部材であってもよいし、複数の部材を結合したものであってもよい。また、緩衝部材701は、枠形状の一部に切断された部分を有してもよい。緩衝部材701の内側部分は、外装102の側壁102h(すなわち、筐体101の側壁)に沿っている。緩衝部材701は外装102によって位置決めされているので、外装102に結合されてもよいし、結合されなくてもよい。緩衝部材701が枠形状を有することによって、落下時の衝撃による放射線撮像装置700の変形を抑制できるだけでなく、放射線撮像装置700全体の曲げ剛性を向上できる。
図7(b)に示すように、基台108が緩衝部材701に接触していてもよい。これにより、放射線撮像装置700を小型化できる。また、緩衝部材701は、筐体101に接触していない面(すなわち、筐体101の内部に対向する面)に凹部を有してもよい。この凹部は枠形状の緩衝部材701の全周にわたって配置されてもよい。基台108の縁は、緩衝部材701の凹部に入り込んでもよい。
緩衝部材701は、その一部に金属などの導体を含んでもよいし、緩衝部材701が繊維強化樹脂などの導電性を有する材料で形成されてもよい。放射線検出パネルを囲む枠形状に導電部材を配することによって、放射線撮像装置700の外部から到来する放射線検出パネルへのノイズを低減できる。
図8を参照して、本発明の一部の実施形態に係る放射線撮像装置800の構成について説明する。放射線撮像装置800の筐体は六角形の形状を有し、把持部を有する。放射線撮像装置800は、上述の緩衝部材の何れかを有しており、当該緩衝部材は、放射線撮像装置800の角部800aの少なくとも1つにある開口から突出した部分を有する。
図9は本発明に係る放射線撮像装置のX線診断システム(放射線撮像システム)への応用例を示した図である。X線チューブ6050(放射線源)で発生した放射線としてのX線6060は、被験者又は患者6061の胸部6062を透過し、上述の放射線撮像装置の何れかである検出装置6040に入射する。この入射したX線には患者6061の体内部の情報が含まれている。X線の入射に対応してシンチレータは発光し、これを光電変換して、電気的情報を得る。この情報はデジタル信号に変換され信号処理部となるイメージプロセッサ6070により画像処理され制御室の表示部となるディスプレイ6080で観察できる。なお、放射線撮像システムは、検出装置と、検出装置からの信号を処理する信号処理部とを少なくとも有する。
また、この情報は電話回線6090等の伝送処理部により遠隔地へ転送でき、別の場所のドクタールームなど表示部となるディスプレイ6081に表示もしくは光ディスク等の記録部に保存することができ、遠隔地の医師が診断することも可能である。また記録部となるフィルムプロセッサ6100により記録媒体となるフィルム6110に記録することもできる。
100 放射線撮像装置、101 筐体、102c 開口、200 緩衝部材

Claims (12)

  1. 放射線検出パネルと、
    前記放射線検出パネルを収容する筐体と、
    緩衝部材と、を備える放射線撮像装置であって、
    前記筐体は、放射線が照射される入射面と、前記入射面の反対側にある裏面と、前記入射面と前記裏面とを接続する側面と、を有し、
    前記筐体の角の側面に開口が設けられており、
    前記緩衝部材は、前記筐体の内部にある第1部分と、前記筐体の前記開口から前記筐体の外側に突出した第2部分とを含み、
    前記緩衝部材の前記第1部分は、前記筐体の内面に結合されており、
    前記緩衝部材の前記第2部分は、前記筐体のうち前記開口を構成する部分に間隔をおいて対向する段差を有する
    ことを特徴とする放射線撮像装置。
  2. 前記緩衝部材の前記第2部分の弾性率は、前記筐体のうち前記開口を構成する部分の弾性率よりも低いことを特徴とする請求項1に記載の放射線撮像装置。
  3. 前記緩衝部材の前記第1部分は、前記筐体の内面に接着されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の放射線撮像装置。
  4. 前記緩衝部材の前記第1部分は、前記筐体に一体成型されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の放射線撮像装置。
  5. 前記緩衝部材の前記第1部分は、前記放射線検出パネルを囲む枠形状を有することを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の放射線撮像装置。
  6. 放射線検出パネルと、
    前記放射線検出パネルを収容する筐体と、
    緩衝部材と、を備える放射線撮像装置であって、
    前記筐体は、角に開口を有し、
    前記緩衝部材は、前記筐体の内部にある第1部分と、前記筐体の前記開口から前記筐体の外側に突出した第2部分とを含み、
    前記緩衝部材の前記第2部分の弾性率は、前記筐体のうち前記開口を構成する部分の弾性率よりも低く、
    前記緩衝部材の前記第1部分は、前記放射線検出パネルを囲む枠形状を有し、
    前記緩衝部材の前記第2部分は、前記筐体のうち前記開口を構成する部分に間隔をおいて対向する段差を有する
    ことを特徴とする放射線撮像装置。
  7. 前記緩衝部材の前記第1部分は、前記筐体の側壁に沿っていることを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記載の放射線撮像装置。
  8. 前記緩衝部材の前記第1部分は、前記筐体に接触していない面に凹部を有することを特徴とする請求項1乃至7の何れか1項に記載の放射線撮像装置。
  9. 前記段差は、前記開口の少なくとも一部に対応する形状を有することを特徴とする請求項1乃至8の何れか1項に記載の放射線撮像装置。
  10. 前記放射線検出パネルを支持する基台を更に備え、
    前記基台は、前記緩衝部材に接触している
    ことを特徴とする請求項1乃至9の何れか1項に記載の放射線撮像装置。
  11. 前記緩衝部材は、第1部材と、前記第1部材よりも弾性率が低い第2部材とを含み、
    前記第1部材は、前記筐体の内面に結合しており、
    前記緩衝部材の前記第2部分は、前記第2部材の少なくとも一部を含む
    ことを特徴とする請求項1乃至10の何れか1項に記載の放射線撮像装置。
  12. 請求項1乃至11の何れか1項に記載の放射線撮像装置と、
    前記放射線撮像装置によって得られた信号を処理する信号処理手段と、
    を備えることを特徴とする放射線撮像システム。
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