(57)【要約】【課題】曲げ耐性を向上させることができる放射線撮影装置を提供する。【解決手段】複数の画素を二次元状に配置したセンサ１０５と、センサ１０５を支持する基台１０６と、放射線が入射する天板１０２および天板１０２に対向する底板１０４を有し、センサ１０５および基台１０６を収容する筐体１０１と、を備える放射線撮影装置１００であって、基台１０６は、板状であって面内方向の剛性異方性を有し、天板１０２および底板１０４の少なくとも何れか一方は、面内方向の剛性異方性を有し、基台１０６の高剛性方向と、天板１０２および底板１０４の少なくとも何れか一方の高剛性方向とが放射線の入射方向から見て交差している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素を二次元状に配置したセンサと、
前記センサを支持する基台と、
放射線が入射する天板および前記天板に対向する底板を有し、前記センサおよび前記基台を収容する筐体と、を備える放射線撮影装置であって、
前記基台は、板状であって面内方向の剛性異方性を有し、
前記天板および前記底板の少なくとも何れか一方は、面内方向の剛性異方性を有し、
前記基台の高剛性方向と、前記天板および前記底板の少なくとも何れか一方の高剛性方向とが放射線の入射方向から見て交差していることを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項２】
前記基台の高剛性方向と、前記天板および前記底板の少なくとも何れか一方の高剛性方向とが放射線の入射方向から見て略直交していることを特徴とする請求項１に記載の放射線撮影装置。
【請求項３】
前記天板および前記底板は、面内方向の剛性異方性を有し、
前記天板および前記底板の高剛性方向は、放射線の入射方向から見て略平行であることを特徴とする請求項１または２に記載の放射線撮影装置。
【請求項４】
前記天板および前記底板は、面内方向の剛性異方性を有し、
前記天板、前記基台および前記天板の高剛性方向は、放射線の入射方向から見て互いに交差していることを特徴とする請求項１または２に記載の放射線撮影装置。
【請求項５】
前記基台は、繊維を含む樹脂を射出成形した成形板材もしくは繊維に合成樹脂を含浸させたシート材を複数積層した積層板材であることを特徴とする請求項１ないし４の何れか１項に記載の放射線撮影装置。
【請求項６】
前記天板および前記底板の少なくとも何れか一方は、繊維を含む樹脂を射出成形した成形板材もしくは繊維に合成樹脂を含浸させたシート材を複数積層した積層板材であることを特徴とする請求項１ないし５の何れか１項に記載の放射線撮影装置。
【請求項７】
前記成形板材の高剛性方向は、成形時の樹脂流動方向と一致することを特徴とする請求項５または６に記載の放射線撮影装置。
【請求項８】
前記繊維は、ガラス繊維、無機繊維、有機繊維または天然繊維の少なくとも何れか一つであることを特徴とする請求項５ないし７の何れか１項に記載の放射線撮影装置。
【請求項９】
前記天板および前記底板の少なくとも何れか一方は、高剛性方向の曲げ弾性率が前記基台の高剛性方向の曲げ弾性率よりも高いことを特徴とする請求項１ないし８の何れか１項に記載の放射線撮影装置。
【請求項１０】
放射線が入射する側から前記天板、前記センサ、前記基台、前記底板の順に重なり合い、前記天板と前記センサとの間、および、前記基台と前記底板との間の少なくとも何れか一方に配置される介在部材を備えることを特徴とする請求項１ないし９の何れか１項に記載の放射線撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線撮影装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
放射線撮影の一般的な方式としては、フィルム／スクリーン方式やＣＲ方式が挙げられる。これらの方式では、感光性フィルムあるいは潜像として画像を蓄積する蛍光体プレートを、ＪＩＳ Ｚ ４９０５（ＩＳＯ４０９０）で規格化されているフィルム撮影装置といわれる収納ケースに入れて撮影する。
また、絶縁基板上に薄膜半導体材料によって形成されたフラットパネルセンサ（ＦＰＤ）を用いた放射線撮影装置が普及している。特許文献１には、より迅速かつ広範囲な部位の撮影を可能にするために可搬型の放射線撮影装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１９５６４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
可搬型の放射線撮影装置を用いた撮影形態には、寝台等の柔軟な面に放射線撮影装置を置き、放射線撮影装置上に被検者を載せて行う撮影や、被検者の頭部や四肢など局所的な荷重を放射線撮影装置に掛けながら行う撮影がある。このような撮影形態では患者の体重が直接作用して放射線撮影装置を曲げるような荷重が負荷されるために、放射線撮影装置には剛性が求められる。
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、曲げ耐性を向上させた放射線撮影装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、複数の画素を二次元状に配置したセンサと、前記センサを支持する基台と、放射線が入射する天板および前記天板に対向する底板を有し、前記センサおよび前記基台を収容する筐体と、を備える放射線撮影装置であって、前記基台は、板状であって面内方向の剛性異方性を有し、前記天板および前記底板の少なくとも一方は、面内方向の剛性異方性を有し、前記基台の高剛性方向と、前記天板および前記底板の少なくとも一方の高剛性方向とが放射線の入射方向から見て交差していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、曲げ耐性を向上させた放射線撮影装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態の放射線撮影装置の構成の一例を示す斜視図である。
【図２】第１の実施形態の放射線撮影装置の構成の一例を示す図である。
【図３】第２の実施形態の放射線撮影装置の構成の一例を示す図である。
【図４】第３の実施形態の放射線撮影装置の構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１は放射線撮影装置１００の外観斜視図である。具体的には、図１（ａ）は放射線入射側から見た斜視図であり、図１（ｂ）は放射線入射側の反対側から見た斜視図である。
図２（ａ）は放射線撮影装置１００の断面図である。具体的に、図２（ａ）は図１（ａ）のＩ−Ｉ線を通るように鉛直方向に沿って切断した断面を矢印方向から見た図である。
放射線撮影装置１００は可搬型であって、筐体１０１、センサ１０５、基台１０６、電気基板１０７、バッテリ１０９、バッテリホルダ１１０等を有する。
【０００９】
筐体１０１は、放射線撮影装置１００の外装であって、内部に放射線撮影装置１００の構成部材を収容する。筐体１０１により放射線撮影装置１００の構成部材が保護される。筐体１０１は、天板１０２、側板１０３、底板１０４を有する。
天板１０２は略矩形の板状であり、表面が放射線の入射面である。天板１０２は、側板１０３の放射線入射側の開口を閉塞するように側板１０３に取付けられる。天板１０２は放射線を透過しやすい材料であって、軽量かつ剛性の高いＣＦＲＰ（カーボン繊維強化プラスチック）が用いられる。ＣＦＲＰは炭素繊維に合成樹脂を含浸させたシート材を複数積層して成形される。このように複数積層させた部材を積層板材という。積層板材の特徴として、部材全体としての剛性は最外層の剛性が大きく影響することが知られており、各層の配置構成によっては剛性異方性がある。
【００１０】
底板１０４は略矩形の板状であり、天板１０２と対向する位置で側板１０３に取付けられる。側板１０３および底板１０４は、軽量で剛性の高いアルミニウム合金やマグネシウム合金、またはＣＦＲＰ等の材料が用いられる。なお、側板１０３にＣＦＲＰを用いる場合は、開口を設けずに、天板１０２と側板１０３とが一体であってもよい。
【００１１】
センサ１０５は、天板１０２を透過した放射線を検出する。センサ１０５は基台１０６の放射線入射側に両面テープ等の粘着層を介して取付けられ、基台１０６と一体となっている。なお、センサ１０５は、両面テープに限られず、接着剤による接着等の他の接合手段により取付けられていてもよい。
センサ１０５は複数の画素を二次元状に配置したフラットパネルディテクタが用いられる。フラットパネルディテクタは、基板と、基板の表面に二次元状に配列される光電変換素子と、光電変換素子に積層して設けられるシンチレータ層（蛍光体の層）とを有する。放射線が入射するとシンチレータ層が発光し、光電変換素子はシンチレータ層が発する光を検出して電気信号に変換することで、放射線画像のデータが得られる。蛍光体の材料としては、一般的にＣｓＩもしくはＧＯＳ（Ｇｄ2Ｏ2Ｓ）が用いられる。
【００１２】
基台１０６は略矩形の板状であり、筐体１０１内の構成部材を支持する。基台１０６は、剛性と軽量性を考慮し、天板１０２と同様にＣＦＲＰのような積層板材、もしくは、繊維強化樹脂を材料に用いた成形板材である。一般的に、樹脂を材料にして薄肉平板形状を成形する方法としては、寸法精度と生産性の観点から射出成形が利用される。なお、繊維を含む樹脂を射出成形する場合、射出成形金型での成形時における樹脂流動方向と平行に繊維が配向することで、成形品が剛性異方性を示すことが知られている。具体的には、繊維の配向方向と平行方向の剛性の方が、繊維の配向方向と垂直方向の剛性に比べて大きくなる。なお、繊維の材質は、ガラス繊維、炭素繊維等の無機繊維、ポリエチレン繊維等の有機繊維、および、セルロースナノファイバー等の天然繊維の少なくとも何れか一つであってもよい。
【００１３】
電気基板１０７は放射線画像を生成する。具体的に、電気基板１０７は、センサ１０５で変換された電気信号をフレキシブルケーブル１０８を介して読み出して、処理することで放射線画像を生成する。電気基板１０７は、基台１０６のうちセンサ１０５とは反対側の面に取付けられる。
なお、生成された放射線画像は、外部の表示システムに転送されて表示される。放射線撮影装置１００と外部の表示システムとの間の通信方法としては、有線通信または無線通信の何れであってもよく、無線であれば２．４ＧＨｚや５ＧＨｚ帯を主として使用する。このような通信方法により転送された画像は、ＰＣやタブレット等に表示され確認される。
【００１４】
バッテリ１０９は、バッテリホルダ１１０にて着脱可能に保持される。バッテリ１０９は２次電池であり、キャパシタを用いてもよい。バッテリホルダ１１０は底板１０４に取付けられる。ただし、底板１０４が開口を有し、バッテリホルダ１１０が基台１０６に取付けられる構成であってもよい。バッテリホルダ１１０にバッテリ１０９が装着されると、バッテリ１０９の電力はセンサ１０５、電気基板１０７等の構成部材に供給される。したがって、構成部材はバッテリ１０９から供給される電力によって動作する。
【００１５】
ここで、本実施形態の放射線撮影装置１００は、天板１０２、センサ１０５および基台１０６が一体化されており、筐体１０１の外側からの荷重に対して基台１０６が天板１０２と連動して変位して、荷重を受けるように構成される。
図２（ｂ）は、天板１０２および基台１０６の高剛性方向の一例を示す図である。天板１０２および基台１０６は、矢印方向に高剛性であることを示している。具体的には、天板１０２は面内方向のうち長手方向に沿った方向が高剛性方向であり、基台１０６は面内方向のうち短手方向に沿った方向が高剛性方向である。ここで、放射線の入射方向から見た場合（天板１０２に対して直交する方向から見た場合）に、天板１０２の高剛性方向と基台１０６の高剛性方向とは略直交している。略直交するとは、直交する場合に限られず製造誤差などを考慮して鋭角側の角度が８０°〜９０°を含む角度をいうものとする。
【００１６】
放射線撮影装置１００を用いた撮影形態には、寝台等の柔軟な面に放射線撮影装置１００を置き、放射線撮影装置１００上に被検者を載せて行う撮影や、被検者の頭部や四肢など局所的な荷重を放射線撮影装置１００に掛けながら行う撮影がある。このとき、放射線撮影装置１００の設置環境、被検者、撮影部位等の違いにより放射線撮影装置１００に掛かる負荷も異なるために放射線撮影装置１００の曲がる方向も予測できない。
本実施形態の放射線撮影装置１００のように、天板１０２の高剛性方向と基台１０６の高剛性方向とを同一方向にするのではなく、略直交方向していることで外部からの荷重に対して曲げ耐性を向上させることができる。また、曲げ耐性を向上させるための部品を追加する必要がないために軽量化かつ小型化を図ることができる。
【００１７】
なお、本実施形態では、放射線の入射方向から見た場合に、天板１０２の高剛性方向と基台１０６の高剛性方向とは略直交している場合について説明したが、この場合に限られない。例えば、放射線の入射方向から見た場合に、天板１０２の高剛性方向と基台１０６の高剛性方向とが同一方向ではなく交差していれば、曲げ耐性を向上させることができる。
【００１８】
また、本実施形態では、天板１０２は長手方向に沿った方向が高剛性方向であり、基台１０６は短手方向に沿った方向が高剛性方向である場合について説明したが、この場合に限られない。天板１０２の高剛性方向と基台１０６の高剛性方向とが交差あるいは略直交していれば、天板１０２および基台１０６の具体的な高剛性方向は限定されない。
また、本実施形態では、天板１０２および底板１０４の少なくとも何れか一方は、基台１０６と同様に繊維強化樹脂を材料に用いた成形板材であってもよい。
【００１９】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態の放射線撮影装置２００について説明する。第１の実施形態の放射線撮影装置１００では、天板１０２、センサ１０５および基台１０６が一体化された場合について説明した。本実施形態の放射線撮影装置２００では、底板１０４も一体化することで全体としての剛性を向上させる。
【００２０】
図３（ａ）は、放射線撮影装置２００の断面図である。なお、第１の実施形態と同様の構成は、同一符号を付して適宜、説明を省略する。
放射線撮影装置２００は、基台１０６と底板１０４との間に介在部材２１０が配置される。また、放射線撮影装置２００は、基台１０６のうちセンサ１０５とは反対側の面に、電気基板１０７、バッテリ１０９、バッテリホルダ１１０が配置され、介在部材２１０を介して底板１０４が構成される。
【００２１】
介在部材２１０は、略矩形の板状であり、センサ１０５に対する局所的な応力集中を避けるためにセンサ１０５全面を覆うことができる平面サイズである。介在部材２１０は、電気基板１０７、バッテリ１０９、ハーネス類を配置するスペースを確保するため、部分的に空間が形成される。また、介在部材２１０は軽量化を図るために発泡系の材質が用いられる。なお、介在部材２１０は、略矩形の板状である場合に限られず、基台１０６と底板１０４とに亘って配置される複数の柱状の部材であってもよい。
【００２２】
ここで、介在部材２１０は、筐体１０１の外側からの荷重に対して、天板１０２、基台１０６および底板１０４が連動して変位するように作用する。すなわち、底板１０４は介在部材２１０により天板１０２および基台１０６と一体化されることで、放射線撮影装置２００に荷重が負荷された場合に天板１０２および基台１０６と共に底板１０４が変位する。
【００２３】
図３（ｂ）は、天板１０２、基台１０６、底板１０４それぞれの高剛性方向の一例を示す図である。天板１０２、基台１０６および底板１０４は、矢印方向に高剛性であることを示している。具体的には、天板１０２および底板１０４は面内方向のうち長手方向に沿った方向が高剛性方向であり、基台１０６は面内方向のうち短手方向に沿った方向が高剛性方向である。ここで、放射線の入射方向から見た場合に、天板１０２および底板１０４の高剛性方向と基台１０６の高剛性方向とは略直交している。また、天板１０２の高剛性方向と底板１０４の高剛性方向とは略平行である。
このように、天板１０２および底板１０４の高剛性方向と基台１０６の高剛性方向とが略直交していることで、外部からの荷重に対して曲げ耐性を向上させることができる。
【００２４】
また、曲げ中立軸に対し、遠い位置に高剛性の部材を配置したほうが、全体としての断面二次モーメントが大きくなる。したがって、曲げ中立軸から遠くに配置される天板１０２、底板１０４の剛性は、中立軸に近い基台１０６よりも曲げに対する耐性に大きく寄与するために、天板１０２および底板１０４には剛性の高い部材で構成することが好ましい。すなわち、天板１０２および底板１０４の曲げ弾性率が基台１０６の曲げ弾性率よりも高いことが好ましく、より詳細には、天板１０２および底板１０４の高剛性方向の曲げ弾性率が基台１０６の高剛性方向の曲げ弾性率よりも高いことが好ましい。
本実施形態の放射線撮影装置２００のように、天板１０２および底板１０４の高剛性方向と基台１０６の高剛性方向とを同一方向にするのではなく、略直交方向していることで曲げ耐性を向上させることができる。
【００２５】
なお、本実施形態では、放射線の入射方向から見た場合に、天板１０２および底板１０４の高剛性方向と基台１０６の高剛性方向とは略直交している場合について説明したが、この場合に限られない。例えば、放射線の入射方向から見た場合に、天板１０２および底板１０４の高剛性方向と基台１０６の高剛性方向とが同一方向ではなく交差していれば、曲げ耐性を向上させることができる。また、天板１０２が剛性異方性を有しておらず、放射線の入射方向から見た場合に、底板１０４の高剛性方向と基台１０６の高剛性方向とが交差あるいは略直交していてもよい。
【００２６】
また、本実施形態では、天板１０２の高剛性方向と底板１０４の高剛性方向とが略平行である場合について説明したが、この場合に限られず交差していてもよい。すなわち、放射線の入射方向から見た場合に、天板１０２、基台１０６および底板１０４の何れの高剛性方向も一致せずに互いに交差していてもよい。
また、本実施形態では、天板１０２および底板１０４は長手方向に沿った方向が高剛性方向であり、基台１０６は短手方向に沿った方向が高剛性方向である場合について説明したが、この場合に限られない。
【００２７】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態の放射線撮影装置３００について説明する。第１および第２の実施形態の放射線撮影装置１００、２００では、天板１０２とセンサ１０５とが近接する場合について説明した。本実施形態の放射線撮影装置３００では、天板１０２とセンサ１０５との間に介在部材３１０ａを配置することで耐衝撃性を向上させる。
【００２８】
図４（ａ）は、放射線撮影装置３００の断面図である。なお、第１の実施形態と同様の構成は、同一符号を付して適宜、説明を省略する。
放射線撮影装置３００は、天板１０２とセンサ１０５との間に介在部材３１０ａが配置され、基台１０６と底板１０４との間に介在部材３１０ｂが配置される。なお、介在部材３１０ｂは、第２の実施形態の介在部材２１０と同様に構成することができる。
介在部材３１０ａは、略矩形の板状であり、センサ１０５に対する局所的な応力集中を避けるためにセンサ１０５全面を覆うことができる平面サイズである。また、介在部材３１０ａは、撮影時の画像映り込みを考慮する必要があるために、撮影全面において均一な密度であり、かつ放射線の透過性のよい発泡系の材質が用いられる。
【００２９】
ここで、介在部材３１０ａ、３１０ｂは、筐体１０１の外側からの荷重に対して、天板１０２、基台１０６および底板１０４が連動して変位するように作用する。すなわち、底板１０４は介在部材３１０ａ、３１０ｂにより天板１０２および基台１０６と一体化されることで、放射線撮影装置３００に荷重が負荷された場合に天板１０２および基台１０６と共に底板１０４が変位する。
【００３０】
図４（ｂ）は、天板１０２、基台１０６、底板１０４それぞれの高剛性方向の一例を示す図である。天板１０２、基台１０６および底板１０４は、矢印方向に高剛性であることを示している。具体的には、天板１０２および底板１０４は面内方向のうち長手方向に沿った方向が高剛性方向であり、基台１０６は面内方向のうち短手方向に沿った方向が高剛性方向である。ここで、放射線の入射方向から見た場合に、天板１０２および底板１０４の高剛性方向と基台１０６の高剛性方向とは略直交している。
このように、天板１０２および底板１０４の高剛性方向と基台１０６の高剛性方向とを略直交にすることで、外部からの荷重に対して曲げ耐性を向上させることができる。
【００３１】
また、天板１０２とセンサ１０５との間に介在部材３１０ａを配置することで、天板１０２を厚くして重量化させることなく、耐衝撃性を向上させることができる。なお、基台１０６と底板１０４との間に介在部材３１０ｂを配置する場合について説明したが、介在部材３１０ｂを省略してもよい。
【００３２】
以上、本発明を種々の実施形態と共に説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能であり、上述した実施形態を適時組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１００、２００、３００：放射線撮影装置  １０２：天板  １０４：底板  １０５：センサ  １０６：基台  ２１０：介在部材  ３１０ａ、３１０ｂ：介在部材
【図１】
2020127620.tif 000003
【図２】
2020127620.tif 000004
【図３】
2020127620.tif 000005
【図４】
2020127620.tif 000006