(57)【要約】【課題】耐衝撃性を向上し、突発的な衝撃が加わってもカセッテが破損することを抑制すること。【解決手段】放射線の照射方向におけるハウジング３の厚さをＤ、丸く面取りされたハウジング３の角部の曲率半径をＲとした場合、０．１８≦Ｒ／Ｄの関係式を満足することにより、耐衝撃性を向上させることが出来る。【選択図】図４
2010217498.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体に向けて照射された放射線を検出して放射線画像データを取得する可搬型の放射線画像検出カセッテであって、
入射した放射線を光に変換するシンチレータと、当該シンチレータにより変換された光を受けて電気信号に変換する検出部と、を備える検出器ユニットと、
前記検出器ユニットを内蔵する筐体と、を有し、
放射線の照射方向における前記筐体の厚さをＤ、丸く面取りされた前記筐体の角部の曲率半径をＲとした場合、以下の関係式を満足することを特徴とする放射線画像検出カセッテ。
０．１８≦Ｒ／Ｄ
【請求項２】
前記Ｒ／Ｄが以下の関係式を満足する請求項１に記載の放射線画像検出カセッテ。
Ｒ／Ｄ≦０．４７
【請求項３】
放射線の照射方向における前記筐体の厚さをＤ、放射線の照射方向における前記筐体の壁の厚さをｔとした場合、以下の関係式を満足する請求項１又は２に記載の放射線画像検出カセッテ。
０．０７５≦ｔ／Ｄ≦０．１７０
【請求項４】
前記筐体は、一方向に配列された炭素繊維の束と、当該束と直交する方向に配列した炭素繊維の束と、によって織成された炭素繊維群を含む請求項１から請求項３までの何れか１項に記載の放射線画像検出カセッテ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線画像検出カセッテに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、被写体に放射線を照射し、被写体を透過した放射線を検出して放射線画像を得る方法として、デジタル方式の放射線画像検出装置が用いられている。このような放射線画像検出装置としては、いわゆるＦＰＤ（Ｆｌａｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）がある。
【０００３】
ＦＰＤの一例としては、基板上に複数の検出素子を二次元的に配列し、被写体を透過した放射線が蛍光体（シンチレータ）に照射され、照射された放射線量に応じて発光する可視光を電荷に変換して光電変換素子に蓄積し、光電変換素子に蓄積した電荷を読み出すことにより放射線画像を得るものがある。このようなＦＰＤは撮影直後に放射線画像を得られるという即時性を有している。
【０００４】
カセッテ型ＦＰＤは、所定の場所に運ばれて放射線画像の撮影に使用されるわけであるが、所定の場所に運ばれる最中に誤ってカセッテ型ＦＰＤを落下させてしまったり、他の物体に衝突させてしまったりして、カセッテ型ＦＰＤに突発的な衝撃が加わる場合がある。この衝撃に対して何ら対策をとっていないと、カセッテ型ＦＰＤが壊れてしまう可能性がある。
【０００５】
そこで、カセッテ型ＦＰＤの耐衝撃性を考慮した技術が提案されている。特許文献１に記載の技術は、カセッテ型ＦＰＤであるＸ線検出器の隅角に、ナイロン、ポリエチレン等の耐衝撃性エネルギー吸収材料より形成したキャップを設けている。Ｘ線検出器の隅角にキャップを設けるとＸ線検出器の隅角に突発的な衝撃が加わってもキャップによりその衝撃を吸収出来るため、Ｘ線検出器の破損を抑制することが出来る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−９０３０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、カセッテ型ＦＰＤであるＸ線検出器に突発的な衝撃が加わると、図９に示すＸ線検出器１００の角部（図９に示すＸ領域）において応力集中が生じ、角部に亀裂が生じて角部からＸ線検出器が破損する可能性がある。特許文献１に記載した技術では、キャップにおいてＸ線検出器の隅角に加わった衝撃を吸収することが出来るが、前述したような応力集中による角部の亀裂発生については考慮されておらず、また、Ｘ線検出器の隅角以外の部分に加わった突発的な衝撃に対してはその衝撃を吸収することは出来ず、耐衝撃性の観点で不十分であった。また、従来技術では耐衝撃性を考慮したカセッテ型ＦＰＤの形状について詳しい検討がなされていなかった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、カセッテ自体の形状により耐衝撃性を向上させた放射線画像検出カセッテを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
被写体に向けて照射された放射線を検出して放射線画像データを取得する可搬型の放射線画像検出カセッテであって、
入射した放射線を光に変換するシンチレータと、当該シンチレータにより変換された光を受けて電気信号に変換する検出部と、を備える検出器ユニットと、
前記検出器ユニットを内蔵する筐体と、を有し、
放射線の照射方向における前記筐体の厚さをＤ、丸く面取りされた前記筐体の角部の曲率半径をＲとした場合、以下の関係式を満足することを特徴とするものである。
０．１８≦Ｒ／Ｄ
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る放射線画像検出カセッテによれば、耐衝撃性が向上し、突発的な衝撃が加わってもカセッテが破損することを抑制出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】カセッテ型検出器を示す斜視図である。
【図２】ハウジングの分解斜視図である。
【図３】図１に示すカセッテ型検出器をａ方向から見た所定箇所の断面図である。
【図４】図３に示す断面図のハウジング部分のみを拡大した部分断面図である。
【図５】Ｒ／Ｄと相当応力の最大値との関係を示すグラフである。
【図６】ハウジング部分のみを拡大した部分断面図である。
【図７】炭素繊維群の構造を示す説明図である。
【図８】炭素繊維の束の方向を示す説明図である。
【図９】従来のＸ線検出器を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［カセッテ型検出器の概要］
図１は、カセッテ型検出器の斜視図である。放射線画像検出カセッテであるカセッテ型検出器１は、カセッテ型のフラットパネルディテクタ（Ｆｌａｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）である。カセッテ型検出器１は、照射された放射線を検出してデジタル画像データとして取得する放射線検出部２（図３等参照）と、放射線検出部２を内蔵するハウジング（筐体）３とを備えている。
【００１３】
図２は、ハウジング３の分解斜視図である。図２に示すように、ハウジング３は、両端部に開口部３１１、３１２を有する中空の本体部３１と、本体部３１の各開口部３１１、３１２を塞ぐ第１の蓋部材３２及び第２の蓋部材３３とを備えている。
【００１４】
本体部３１は筒状であり、カセッテ型検出器１の強度を保つように形成されている。
【００１５】
第１の蓋部材３２及び第２の蓋部材３３は、蓋本体部３２１、３３１と、挿入部３２２、３３２とを備えており、アルミニウムで形成されている。
【００１６】
挿入部３２２、３３２の各側面には、第１の蓋部材３２及び第２の蓋部材３３と、本体部３１と、を係合する係合片３２４、３３４が、開口部３１１、３１２に対する挿入方向に向かって延出している。係合片３２４、３３４の外側面には、それぞれ係合凸部３２５、３３５が設けられている。第１の蓋部材３２と第２の蓋部材３３が本体部３１に挿入されると、係合凸部３２５、３３５が本体部３１に設置された係合凹部３１５、３１６に係合する。
【００１７】
第１の蓋部材３２における蓋本体部３２１の一側面には、カセッテ型検出器１と外部の機器との間で無線により情報の送受信を行うためのアンテナ装置９が埋め込まれており、アンテナ装置９には、金属からなる平板状の一対の放射板９１、９２と、一対の放射板９１、９２に対して給電する給電部９３とが設けられている。
【００１８】
また、蓋本体部３２１の一面であって、アンテナ装置９が形成されている面と同一面上には、ハウジング３の内部に設けられた充電池２４（図３等参照）を充電する際に外部の電源等と接続される充電用端子４５と、カセッテ型検出器１の電源のＯＮ／ＯＦＦを切り替える電源スイッチ４６が設けられている。更に、アンテナ装置９が形成されている面と放射線入射側の面とによって形成される角部には、例えばＬＥＤ等で構成され充電池２４の充電状況や各種の操作状況等を表示するインジケータ４７が設けられている。
【００１９】
［カセッテ型検出器の内部構造］
次にカセッテ型検出器１の内部構造について説明する。図３は、図１に示すカセッテ型検出器１をａ方向からみた所定箇所の断面図である。
【００２０】
図３に示すように、放射線検出部２は、検出器ユニット２１、基台２２、電気部品（中継基板２３Ａ、制御基板２３Ｂ、充電池２４等）により構成されている。本実施形態において、基台２２の上方の面には遮蔽部材２５を介して検出器ユニット２１が取り付けられており、基台２２の下方の面には制御基板２３Ｂや充電池２４等、複数の電気部品が取り付けられている。
【００２１】
基台２２は可撓性であり、薄い樹脂により構成されている。厚さは約１ｍｍであり、材質は例えば、ポリカーボネイトとＡＢＳを混合した樹脂である。
【００２２】
検出器ユニット２１はシンチレータ層２１１、センサアレイ基板２１２、対向基板２１３、補強部材２１４等から構成されている。検出器ユニット２１の基本構造を説明すると、検出部１５１がセンサアレイ基板２１２の上に支持されており、その上方にシンチレータ層２１１が設置されている。シンチレータ層２１１の上方には対向基板２１３が設置されており、シンチレータ層２１１は対向基板２１３とセンサアレイ基板２１２に挟まれている。
【００２３】
シンチレータ層２１１は入射した放射線を光に変換する機能を有する。シンチレータ層２１１は、例えば、蛍光体を主たる成分とし、入射した放射線に基づいて、波長が３００ｎｍから８００ｎｍの電磁波、すなわち、可視光線を中心に紫外光から赤外光にわたる電磁波（光）を出力するようになっている。
【００２４】
シンチレータ層２１１の下方には検出部１５１が形成されおり、検出部１５１はシンチレータ層２１１から出力された電磁波（光）を電気エネルギーに変換して蓄積し、蓄積された電気エネルギーに基づく電気信号の出力を行う。
【００２５】
センサアレイ基板２１２と対向基板２１３は、ともに厚みが０．６ｍｍ程度のガラス基板である。
【００２６】
センサアレイ基板２１２の下方には補強部材２１４が設置されており、対向基板２１３に対するセンサアレイ基板２１２の突出部を補強されている。また、対向基板２１３の上方には対向基板２１３を保護する保護部材２１５が設置されている。
【００２７】
センサアレイ基板２１２の端部には検出部１５１で発生した電気信号を取り出すための電気信号取出部２１６が設けられており、電気信号取出部２１６と第１中継基板２３Ａとはフレキシブルハーネス２６により接続されている。
【００２８】
基台２２の下方の面に取り付けられた充電池２４として、本実施形態では電気二重層コンデンサを使用している。
【００２９】
以上、図１〜図３に示すようなカセッテ型検出器１を使用することにより、被写体の放射線画像を検出することが可能となっている。
【００３０】
［ハウジングの形状］
次に耐衝撃性を考慮したハウジング３の形状について詳しく説明する。
【００３１】
図４は、図３に示す断面図のハウジング部分のみを拡大した部分断面図である。図４に示す「Ｄ」は放射線の照射方向におけるハウジング３の厚さを示し、「Ｒ」は丸く面取りされたハウジング３の角部Ｙの曲率半径を示す。また、「ｔ」はハウジング３の壁の厚さを示す。
【００３２】
カセッテ型検出器１は、所定の場所に運ばれて放射線画像の撮影に使用されるわけであるが、所定の場所に運ばれる最中に誤ってカセッテ型検出器１を落下させてしまったり、他の物体に衝突させてしまったりして、カセッテ型検出器１に突発的な衝撃が加わる場合がある。カセッテ型検出器１に突発的な衝撃が加わると、ハウジング３の角部Ｙにおいて応力集中が生じるが、図４で示すように角部Ｙを丸く面取りすることにより角部Ｙにおける応力集中を低減させることが出来る。
【００３３】
ところで、ハウジング３の厚さＤの値が大きくなるとカセッテ型検出器１の質量が増して落下による衝撃力も増すため、この衝撃力による応力集中を低減させるために角部Ｙの曲率半径Ｒの値を大きくする必要がある。一方、ハウジング３の厚さＤの値が小さくなるとカセッテ型検出器１の質量が減って落下による衝撃力も減るため、角部Ｙの曲率半径Ｒの値を小さくしても衝撃力に耐えうる。つまり、カセッテ型検出器１の耐衝撃性を考慮すると、ハウジング３の厚さＤと角部Ｙの曲率半径Ｒとの比であるＲ／Ｄの値を最適化すれば良い。そこで、実験によりＲ／Ｄの適正な範囲を検討した。その結果を図５に示す。
【００３４】
図５は、Ｒ／Ｄと相当応力の最大値との関係を示すグラフである。横軸はＲ／Ｄの値を示し、縦軸は相当応力の最大値を示す。相当応力の最大値とは、ハウジング３に所定の衝撃力を加えた場合の応力の最大値であり、ハウジング３の角部Ｙで最大値となる。
【００３５】
図５で示すように、Ｒ／Ｄの値が大きくなると（例えば厚さＤに対して曲率半径Ｒが大きい場合）、相当応力の最大値は低下、つまりハウジング３の角部Ｙでの応力集中が低下し、カセッテ型検出器１における耐衝撃性が向上する。実験を通じて相当応力の最大値が０．４ＭＰａより高い値であるとカセッテ型検出器１における耐衝撃性に問題があると判明し、Ｒ／Ｄが以下の（１）式を満足することが必要である。
０．１８≦Ｒ／Ｄ  ・・・（１）
例えば、ハウジング３の厚さＤがＪＩＳ規格（ＪＩＳ  Ｚ  ４９０５；ＪＩＳ  Ｚ  ４９０５に対応する国際規格は、ＩＥＣ  ６０４０６である）に準拠するサイズ（１３〜１６ｍｍ（（１５−２）ｍｍ〜（１５＋１）ｍｍ））の範囲である場合は、曲率半径Ｒが３ｍｍ程度以上であることが好ましい。本実施形態では、ハウジング３の厚さＤが１５ｍｍ、角部Ｙの曲率半径が４ｍｍとなっている。
【００３６】
以上説明したように、上記（１）式を満足するようなハウジング３の厚さＤと角部Ｙの曲率半径Ｒを選定することにより、ハウジング３の角部Ｙにおける応力集中を低減し、カセッテ型検出器１の耐衝撃性を向上させることが出来る。
【００３７】
また、ハウジング３の厚さＤに対して角部Ｙの曲率半径Ｒを大きくすると耐衝撃性の観点では問題ないが、図６で示すようにハウジング３が非常に丸みを帯びた形状となり、ハウジング３の側壁における平坦部Ｚの領域が減少する。カセッテ型検出器１が撮影台にセットされる場合、ハウジング３の側壁における平坦部Ｚが撮影台の支持部に摺擦してセットされることになるが、平坦部Ｚの領域が減少すると撮影台の支持部との摺擦箇所が減少してしまい、ハウジング３の側壁が磨耗しやすくなってしまう。
【００３８】
また、ハウジング３が丸みを帯びることにより、ハウジング３の内部の空間が減少してしまい、ハウジング３に内蔵される検出器ユニット２１や電気部品の配置が制限されてしまう。更に、ハウジング３が丸みを帯びることにより、ユーザーが丸まった部分を持ってカセッテ型検出器１を搬送する際に手が滑りやすく、カセッテ型検出器１を落下させやすくなってしまう。
【００３９】
そこで、当該観点でＲ／Ｄの数値を検討したところ、Ｒ／Ｄが以下の（２）式を満足することが好ましいと実験を通じて把握することが出来た。
Ｒ／Ｄ≦０．４７  ・・・（２）
例えば、ハウジング３の厚さＤがＪＩＳ規格（ＪＩＳ  Ｚ  ４９０５；ＪＩＳ  Ｚ  ４９０５に対応する国際規格は、ＩＥＣ  ６０４０６である）に準拠するサイズ（１３〜１６ｍｍ（（１５−２）ｍｍ〜（１５＋１）ｍｍ））の範囲である場合は、曲率半径Ｒが６ｍｍ程度以下であることが好ましい。
【００４０】
以上説明したように、上記（２）式を満足するようなハウジング３の厚さＤと角部Ｙの曲率半径Ｒを選定することにより、ハウジング３の側壁の磨耗を抑制し、ハウジング３内の配置の自由度を増すことが出来る。また、カセッテ型検出器１の可搬性を向上させることも出来る。
【００４１】
［ハウジングの壁の厚さ］
次に耐衝撃性を考慮したハウジング３の壁の厚さについて説明する。図３に示すハウジング３の壁の厚さｔであるが、厚さｔの値が大きくなるとハウジング３の強度が増してハウジング３の破損を抑えることが出来る。
【００４２】
ところで、ハウジング３の厚さＤの値が大きくなるとカセッテ型検出器１の質量が増して落下による衝撃力も増すため、この衝撃力に耐えうるために壁の厚さｔの値を大きくした方が良い。一方、ハウジング３の厚さＤの値が小さくなるとカセッテ型検出器１の質量が減って落下による衝撃力も減るため、壁の厚さｔを小さくしても衝撃力に耐えうる。つまり、カセッテ型検出器１の耐衝撃性を考慮すると、Ｒ／Ｄの最適化に加えて、ハウジング３の厚さＤとハウジング３の壁の厚さｔとの比であるｔ／Ｄの値を最適化すれば良い。
【００４３】
また、ハウジング３の厚さＤに対してハウジング３の壁の厚さｔが大きいとハウジング３の内部の空間が減少してしまい、ハウジング３に内蔵される検出器ユニット２１や電気部品の配置が制限されてしまう。
【００４４】
そこで、耐衝撃性とハウジング３内の空間確保を考慮して検討したところ、ｔ／Ｄが以下の（３）式を満足することが好ましいと把握することが出来た。
０．０７５≦ｔ／Ｄ≦０．１７０  ・・・（３）
例えば、ハウジング３の厚さＤは、ＪＩＳ規格（ＪＩＳ  Ｚ  ４９０５；ＪＩＳ  Ｚ  ４９０５に対応する国際規格は、ＩＥＣ  ６０４０６である）に準拠するサイズ（１３〜１６ｍｍ（（１５−２）ｍｍ〜（１５＋１）ｍｍ））の範囲である場合は、壁の厚さｔは１．２ｍｍ〜２．２ｍｍ程度の範囲内であることが好ましい。本実施形態では、ハウジング３の壁の厚さｔは１．６ｍｍとなっている。
【００４５】
以上説明したように、上記（３）式を満足するようなハウジング３の厚さＤとハウジング３の壁の厚さｔを選定することにより、カセッテ型検出器１の耐衝撃性を更に向上させ、ハウジング３内の配置の自由度を増すことが出来る。
【００４６】
［ハウジングの材質］
次にハウジング３の材質等について説明する。カセッテ型検出器１の外装部分であるハウジング３は、図７（ａ）に示す炭素繊維群Ｃを含み、炭素繊維群Ｃが積層されて全体を樹脂材（例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂等）によって硬化したものである。
【００４７】
図７（ａ）に示すように、炭素繊維群Ｃは一方向に配列された炭素繊維の束Ｃ１と、炭素繊維の束Ｃ１に直交する方向に配列された炭素繊維の束Ｃ２が織成されたものであり、強固な構造となっている。図７（ｂ）は炭素繊維の束Ｃ１、Ｃ２の断面の概略を示し、炭素繊維の束Ｃ１、Ｃ２は複数の炭素繊維ＣＳが密集した形で構成されている。
【００４８】
カセッテ型検出器１は、放射線が照射されたり、撮影台に複数回セットされたりするため、経時的な劣化によりハウジング３の強度が低下する傾向にあるが、前述したハウジング３の形状とともに織成された炭素繊維群Ｃを内部に有することにより、ハウジング３の強度を保つことが出来る。また、織成された炭素繊維群Ｃを内部に有することにより、ハウジング３の壁が薄い場合でも一定の強度を保つことが出来る。図８にカセッテ型検出器１の上面図を示すが、炭素繊維の束Ｃ１、Ｃ２は図８（ａ）に示すように縦横方向に直交する形態でも良いし、図８（ｂ）に示すように斜め方向に直交する形態でも良い。このように炭素繊維の束Ｃ１と炭素繊維の束Ｃ２の繊維方向を縦と横で交差するように織成することによって、炭素繊維の束Ｃ１群と束Ｃ２群が、衝撃などに対して相互に補強機能を発揮してハウジング３の亀裂を防止することも出来る。
【００４９】
以上、図１〜図８に示す実施形態により本発明を説明したが、本発明は当該実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００５０】
１  カセッテ型検出器
２  放射線検出部
３  ハウジング
２１  検出器ユニット
２２  基台
３１  本体部
３２  第１の蓋部材
３３  第２の蓋部材
１５１  検出部
２１１  シンチレータ層
Ｃ  炭素繊維群
【図１】
2010217498.tif 000003
【図２】
2010217498.tif 000004
【図３】
2010217498.tif 000005
【図４】
2010217498.tif 000006
【図５】
2010217498.tif 000007
【図６】
2010217498.tif 000008
【図７】
2010217498.tif 000009
【図８】
2010217498.tif 000010
【図９】
2010217498.tif 000011