(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を透過した放射線の照射を受けて、前記被写体の放射線画像を検出する放射線画像検出器であり、放射線を光に変換するシンチレータと、シンチレータが発光する光を電気信号に変換する複数の画素が二次元に配列された検出面を有し、前記検出面が前記シンチレータの一面と対面して配置される検出部とを有する放射線画像検出器と、
前記シンチレータの前記一面が前記放射線の入射側となる向きで前記放射線画像検出器を収容し、前記放射線画像検出器に対して前記放射線を入射させる入射面が形成された扁平な筐体と、
前記筐体の前記入射面を構成する長方形の透過板であり、高熱伝導率層と低熱伝導率層の少なくとも２種類の層が、前記放射線の入射側から前記高熱伝導率層、前記低熱伝導率層の順に積層されており、かつ、長方形状の面内における熱伝導率が、短手方向よりも長手方向が高くなるように異方性を有する透過板とを備えていることを特徴とする放射線撮影用電子カセッテ。
【請求項２】
前記高熱伝導率層は、前記透過板を構成する複数の層のうち、少なくとも、前記筐体の外表面となる最外層に位置することを特徴とする請求項１記載の放射線撮影用電子カセッテ。
【請求項３】
前記高熱伝導率層は、カーボン材料であることを特徴とする請求項１又は２記載の放射線撮影用電子カセッテ。
【請求項４】
前記高熱伝導率層は、炭素繊維にマトリクス樹脂を含浸させたシート状の複数枚のプリプレグを積層したものであり、前記プリプレグは、前記炭素繊維の繊維方向を前記長手方向に揃えた第１プリプレグと、前記短手方向に揃えた第２プリプレグの少なくとも２種類のプリプレグを含むことを特徴とする請求項３記載の放射線撮影用電子カセッテ。
【請求項５】
前記第１プリプレグは、前記第２プリプレグよりも積層枚数が多いことを特徴とする請求項４記載の放射線撮影用電子カセッテ。
【請求項６】
前記検出部は、前記筐体内において、前記透過板の内面に固定されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の放射線撮影用電子カセッテ。
【請求項７】
前記検出部は、貼り付けにより固定されていることを特徴とする請求項６記載の放射線撮影用電子カセッテ。
【請求項８】
前記高熱伝導率層の長手方向の熱伝導率をＴＬ、短手方向の熱伝導率をＴＳ、前記長方形の長辺の長さをＬ、短辺の長さをＳとしたときに、ＴＬ／ＴＳ＝Ｌ／Ｓの条件を満たしていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の放射線撮影用電子カセッテ。
【請求項９】
前記筐体は、国際規格ＩＳＯ４０９０：２００１に準拠した外形サイズを有していることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の放射線撮影用電子カセッテ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可搬型の筐体を持つ放射線撮影用電子カセッテに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
医療分野において、画像診断を行うために、放射線、例えばＸ線を利用して被写体を撮影するＸ線撮影システムが知られている。Ｘ線撮影システムは、Ｘ線源によって照射され被写体を透過したＸ線の照射を受けて、被写体の放射線画像を検出するＸ線画像検出装置を有する。Ｘ線画像検出装置としては、Ｘ線の入射量に応じた信号電荷を蓄積する画素がマトリクスに配列された検出面を有し、検出面において画素毎に信号電荷を蓄積することで、被写体の画像情報を表すＸ線画像を検出し、これをデジタルな画像データとして出力するＸ線画像検出器（ＦＰＤ：flat panel detector）を利用したものが実用化されている。
【０００３】
ＦＰＤとしては、ガラス基板などの絶縁基板上に、光電変換により電荷を発生する光電変換層を画素毎に形成した検出面を有する検出パネルと、検出パネルの検出面上に配置されＸ線を光に変換するシンチレータとからなり、シンチレータによってＸ線をいったん光に変換し、変換した光を検出パネルで信号電荷に変換する間接変換型が知られている。
【０００４】
また、Ｘ線画像検出装置には、立位姿勢や臥位姿勢の被検者を撮影するための立位撮影台や臥位撮影台にＦＰＤが内蔵された据え置き型の他、扁平な形状の可搬型の筐体にＦＰＤを内蔵した可搬型Ｘ線画像検出装置（以下「電子カセッテ」という）も開発されている。電子カセッテは、フイルムやＩＰ（イメージングプレート）を使用したフイルムカセッテやＩＰカセッテなどの他のＸ線撮影用カセッテと同様に、撮影室までの移動が困難な被検者の撮影のために病室に持ち込まれたり、据え置き型では撮影しにくい部位（例えば、肘や膝の関節などの四肢）の撮影に用いられる。
【０００５】
電子カセッテの筐体の外形サイズには各種のものがあるが、フイルムカセッテやＩＰカセッテ用の既存の撮影台を有効活用できるように、電子カセッテにおいても、半切サイズ（３８３．５ｍｍ×４５９．５ｍｍ）のフイルム用またはＩＰ用の一般的なサイズのカセッテと同様に、平面形状が長方形状で薄型の外形サイズのものが商品化され、普及しつつある。
【０００６】
Ｘ線撮影用カセッテの筐体には、第１に、可搬型であるため軽量であること、第２に、筐体の前面部はＸ線を透過して筐体内部にＸ線を入射させる入射面となるためＸ線透過性が高いこと、第３に、電子カセッテを撮影台から取り外して寝台やテーブル上で使用する場合には、筐体の入射面には被検者の撮影部位が載置されて荷重がかかるため、入射面は撮影部位から加わる荷重に耐えられるような剛性を持つことなどの基本性能が求められる。
【０００７】
特許文献１及び２には、カセッテの筐体に用いられる透過板に、軽量で剛性が高く、かつ、Ｘ線透過性が良好なカーボン材料を用いる透過板が開示されている。特許文献１には、ＣＦＲＰ（炭素繊維強化樹脂）と、芳香族ポリアミド繊維で強化した樹脂（ＡＦＲＰ）を用い、一方を中間層にして他方を両側から挟み込むように積層したサンドイッチ構造の透過板が記載されており、剛性を確保しつつ、ＣＦＲＰをＡＦＲＰで覆うことで透過板の表面のヒビ割れを防止している。特許文献２には、樹脂製の芯材を中間層にしてＣＦＲＰを両側から挟み込むように積層したサンドイッチ構造の透過板が記載されており、樹脂製の芯材をＣＦＲＰで挟むことで、剛性を確保しつつ、Ｘ線透過性をより向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−３１３６１３号公報
【特許文献２】実公平２−４８８４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、ＦＰＤの検出パネルは、フイルムやＩＰと比較して、温度変化に対して敏感な特性を持つため、検出パネルの検出面内に温度むらが生じると、画像の濃度むらとして現れやすい。検出パネルの検出面と筐体の透過板は投影面上の位置が重なるため、局所的な温度上昇によって透過板に温度むらが生じると、検出パネルの温度むらに影響する。
【００１０】
電子カセッテを撮影台から取り外して被検者を撮影する場合には、被検者の撮影部位が透過板に直接接触するため、被検者の体温によって接触部分の温度が上昇する。手足を撮影する場合のように撮影部位のサイズが透過板のサイズよりも小さい場合には、接触部分は透過板の一部となるため、透過板の面内において温度むらが生じやすい。電子カセッテは、据え置き型と比べて筐体が薄型であり、透過板と検出パネルが近接しているため、透過板の熱が検出パネルに伝わりやすく、特に問題となる。
【００１１】
さらに、この問題は、ＩＳＳ（Irradiation Side Sampling）方式、すなわち、シンチレータのＸ線が入射するＸ線入射面と検出パネルの検出面とが対面するように、筐体内において、Ｘ線の入射側から、検出パネル、シンチレータの順に配置される方式を採用した場合に、より顕著である。というのは、ＩＳＳ方式では、Ｘ線の入射側から、透過板、検出パネル、シンチレータの順に配置されることになるため、透過板、シンチレータ、検出パネルの順に配置され、シンチレータのＸ線入射面とは反対側の面で光を検出するＰＳＳ（Penetration Side Sampling）方式と比較して、透過板と検出パネルがより近接して配置されるからである。
【００１２】
特許文献１及び特許文献２には、軽量で剛性が高く、かつ、Ｘ線透過性が良好な透過板について記載されているものの、透過板から伝わる熱に起因する、検出パネルの温度むらを防止する課題及びその解決策についてはいっさい開示されていない。
【００１３】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、放射線の入射側から、検出部、シンチレータの順に配置されるＩＳＳ方式を採用した場合でも、筐体の透過板から伝わる熱に起因する、検出部の検出面内における温度むらが生じにくい放射線撮影用電子カセッテ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】
【００１４】
本発明の放射線撮影用電子カセッテは、被写体を透過した放射線の照射を受けて、前記被写体の放射線画像を検出する放射線画像検出器であり、放射線を光に変換するシンチレータと、シンチレータが発光する光を電気信号に変換する複数の画素が二次元に配列された検出面を有し、前記検出面が前記シンチレータの一面と対面して配置される検出部とを有する放射線画像検出器と、前記シンチレータの前記一面が前記放射線の入射側となる向きで前記放射線画像検出器を収容し、前記放射線画像検出器に対して前記放射線を入射させる入射面が形成された扁平な筐体と、前記筐体の前記入射面を構成する長方形の透過板であり、高熱伝導率層と低熱伝導率層の少なくとも２種類の層が、前記放射線の入射側から前記高熱伝導率層、前記低熱伝導率層の順に積層されており、かつ、長方形状の面内における熱伝導率が、短手方向よりも長手方向が高くなるように異方性を有する透過板とを備えていることを特徴とする。
【００１５】
前記高熱伝導率層は、前記透過板を構成する複数の層のうち、少なくとも、前記筐体の外表面となる最外層に位置することが好ましい。
【００１６】
また、前記高熱伝導率層は、カーボン材料であることが好ましい。この場合には、前記高熱伝導率層は、炭素繊維にマトリクス樹脂を含浸させたシート状の複数枚のプリプレグを積層したものであり、前記プリプレグは、前記炭素繊維の繊維方向を前記長手方向に揃えた第１プリプレグと、前記短手方向に揃えた第２プリプレグの少なくとも２種類のプリプレグを含むことが好ましい。長手方向の熱伝導率を上げるために、前記第１プリプレグの積層枚数を、前記第２プリプレグよりも多くしてもよい。
【００１７】
前記検出部は、例えば、前記筐体内において、前記透過板の内面に固定されている。前記検出部は、例えば、貼り付けにより固定されている。
【００１８】
前記高熱伝導率層の長手方向の熱伝導率をＴＬ、短手方向の熱の熱伝導率をＴＳ、前記長方形の長辺をＬ、短辺をＳとしたときに、ＴＬ／ＴＳ＝Ｌ／Ｓの条件を満たしていることが好ましい。
【００１９】
前記筐体は、国際規格ＩＳＯ４０９０：２００１に準拠した外形サイズを有していることが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、筐体の透過板について、放射線の入射側から、高熱伝導率層、低熱伝導率層の順に積層して構成し、高熱伝導率層は、長方形の面内において短手方向に比べて長手方向の熱伝導率が高くなるように、熱伝導率に異方性を有するから、放射線の入射側から、検出部、シンチレータの順に配置されるＩＳＳ方式を採用した場合でも、筐体の透過板から伝わる熱に起因する、検出パネルの検出面内における温度むらが生じにくい放射線撮影用電子カセッテを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】電子カセッテを使用したＸ線撮影システムの説明図である。
【図２】電子カセッテの外観斜視図である。
【図３】ＦＰＤの説明図である。
【図４】電子カセッテの分解斜視図である。
【図５】電子カセッテの断面図である。
【図６】透過板の断面図である。
【図７】高熱伝導率層の層構成を示す説明図である。
【図８】高熱伝導率層の熱伝導率の異方性を説明する説明図である。
【図９】図７とは別の層構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１において、Ｘ線撮影システム１０は、Ｘ線発生装置１１と、Ｘ線撮影装置１２とからなる。Ｘ線発生装置１１は、Ｘ線源１３と、Ｘ線源１３を制御する線源制御装置１４と、照射スイッチ１５とを有する。Ｘ線源１３は、Ｘ線を放射するＸ線管１３ａとＸ線管が放射するＸ線の照射野を限定する照射野限定器（コリメータ）１３ｂとを有している。
【００２３】
Ｘ線管１３ａは、熱電子を放出するフィラメントからなる陰極と、陰極から放出された熱電子が衝突してＸ線を放射する陽極（ターゲット）とを有している。照射野限定器１３ｂは、例えば、Ｘ線を遮蔽する複数枚の鉛板を井桁状に配置し、Ｘ線を透過させる照射開口が中央に形成されたものであり、鉛板の位置を移動することで照射開口の大きさを変化させて、照射野を限定する。
【００２４】
線源制御装置１４は、Ｘ線源１３に対して高電圧を供給する高電圧発生器と、Ｘ線源１３が照射するＸ線のエネルギースペクトルを決める管電圧、単位時間当たりの照射量を決める管電流、及びＸ線の照射が継続する照射時間を制御する制御部とからなる。高電圧発生器は、トランスによって入力電圧を昇圧して高圧の管電圧を発生し、高電圧ケーブルを通じてＸ線源１３に駆動電力を供給する。管電圧、管電流、照射時間といった撮影条件は、線源制御装置１４の操作パネルから技師によって手動により設定される他、Ｘ線撮影装置１２から通信ケーブルを介して設定される。
【００２５】
照射スイッチ１５は、線源制御装置１４に操作信号を入力する入力部である。照射スイッチ１５は二段スイッチになっており、一段目を押下するとＸ線源１３のウォームアップを開始させるためのウォームアップ開始信号が入力され、二段目を押下するとＸ線源１３に照射を開始させるための照射開始信号が入力される。
【００２６】
Ｘ線撮影装置１２は、電子カセッテ２１、撮影台２２、撮影制御装置２３、コンソール２４を有する。電子カセッテ２１は、ＦＰＤ３１（図３参照）と、ＦＰＤ３１を収容する可搬型の筐体２６（図２参照）とからなり、Ｘ線源１３から照射され被検者（被写体）Ｈを透過したＸ線の照射を受けてＸ線画像を検出するＸ線画像検出装置である。電子カセッテ２１の筐体２６は、扁平な箱形をしている。筐体２６は、半切サイズ（３８３．５ｍｍ×４５９．５ｍｍ）のフイルム用またはＩＰ用のカセッテと同様の国際規格ＩＳＯ４０９０：２００１に準拠した外形サイズを有しており、Ｘ線の入射面２６ａ（図２参照）となる前面と反対側の背面の平面形状は、長方形である。
【００２７】
撮影台２２は、電子カセッテ２１が着脱自在に取り付けられるスロットを有し、Ｘ線が入射する入射面がＸ線源１３と対向する姿勢で電子カセッテ２１を保持する。電子カセッテ２１は、筐体２６のサイズがフイルムカセッテやＩＰカセッテとほぼ同様の大きさであるため、フイルムカセッテやＩＰカセッテ用の撮影台にも取り付け可能である。撮影台２２として、被検者Ｈを立位姿勢で撮影する立位撮影台を例示しているが、もちろん、被検者Ｈを臥位姿勢で撮影する臥位撮影台でもよい。
【００２８】
撮影制御装置２３は、有線方式や無線方式により電子カセッテ２１と通信可能に接続されており、電子カセッテ２１を制御する。具体的には、電子カセッテ２１に対して撮影条件を送信して、ＦＰＤ３１の信号処理の処理条件（信号電荷に応じた電圧を増幅する積分アンプのゲインなど）を設定させるとともに、Ｘ線源１３の照射タイミングとＦＰＤ３１の蓄積動作を同期させるための同期信号をＸ線発生装置１１から受信して、これを電子カセッテ２１に送信することにより、Ｘ線源１３とＦＰＤ３１の同期制御を行う。また、撮影制御装置２３は、電子カセッテ２１が出力する画像データを受信して、コンソール２４に送信する。
【００２９】
コンソール２４は、患者の性別、年齢、撮影部位、撮影目的といった情報が含まれる検査オーダの入力を受け付けて、検査オーダをモニタに表示する。検査オーダは、ＨＩＳ（病院情報システム）やＲＩＳ（放射線情報システム）といった患者情報や放射線検査に係る検査情報を管理する外部システムから入力される。あるいは、技師などのオペレータの手動により入力される。オペレータは、検査オーダの内容をモニタで確認し、その内容に応じた撮影条件をコンソール２４の操作画面を通じて選択する。選択された撮影条件は、撮影制御装置２３へ送信される。
【００３０】
また、コンソール２４は、撮影制御装置２３から送信されるＸ線画像のデータに対して画像処理を施す。処理済みのＸ線画像は、コンソール２４のモニタに表示される他、Ｘ線画像のデータは、コンソール２４内のハードディスクやメモリや、コンソール２４とネットワークで接続された画像蓄積サーバといったデータストレージデバイスに格納される。
【００３１】
図２に示すように、被検者Ｈの手や足など、電子カセッテ２１を撮影台２２に取り付けた状態で撮影しにくい撮影部位に対しては、電子カセッテ２１は、撮影台２２から取り外されて使用される。被検者Ｈの手が撮影部位である場合には、電子カセッテ２１は、例えば、筐体２６の外表面の一面である、Ｘ線が入射する入射面２６ａを上向きにして寝台やテーブル上に置かれる。被検者Ｈの手は入射面２６ａのほぼ中央に載置されて撮影が行われる。入射面２６ａのうち外縁を除くほとんどの部分は、Ｘ線を透過する透過板２７で構成されており、電子カセッテ２１を撮影台２２から取り外して使用する場合は、透過板２７と被検者Ｈの撮影部位とを直接接触させて撮影が行われる。
【００３２】
図３において、ＦＰＤ３１は、Ｘ線の入射量に応じた信号電荷を蓄積する複数の画素３７が配列された画素アレイからなる検出面３８を有する検出パネル３５と、画素３７を駆動して信号電荷の読み出しを制御するゲートドライバ３９と、画素３７から読み出された信号電荷をデジタルデータに変換して出力する信号処理回路４０と、ゲートドライバ３９と信号処理回路４０を制御して、ＦＰＤ３１の動作を制御する制御回路４１とを備えている。複数の画素３７は、所定のピッチで二次元にＧ１〜Ｇｎ行（ｘ方向）×Ｄ１〜Ｄｍ列（ｙ方向）のマトリクスに配列されている。
【００３３】
ＦＰＤ３１は、Ｘ線を可視光に変換し可視光を光電変換して信号電荷を蓄積する間接変換型である。検出パネル３５は、画素３７によって可視光を光電変換する光電変換パネルであり、検出面３８上には、その全面と対面するように、Ｘ線を可視光に変換するシンチレータ６１（図４及び５参照）が配置される。シンチレータ６１は、ＣｓＩ（ヨウ化セシウム）やＧＯＳ（ガドリウムオキシサルファイド）などの蛍光体からなる。シンチレータ６１は、支持体上に蛍光体が塗布されたシートを接着剤で接着したり、検出面３８上に蛍光体を蒸着するなどの方法により形成される。
【００３４】
検出面３８は、半切サイズ（３８３．５ｍｍ×４５９．５ｍｍ）の長方形状であり、透過板２７も、検出面３８のサイズに対応した大きさを持つ長方形状である。
【００３５】
画素３７は、可視光の入射によって電荷（電子−正孔対）を発生する光電変換素子であるフォトダイオード４２及びフォトダイオード４２が発生した電荷を蓄積するキャパシタからなり、スイッチング素子として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）４３を備える。検出パネル３５は、ガラス基板７１（図５参照）などの絶縁基板上に画素３７が形成されたＴＦＴアクティブマトリクス基板である。
【００３６】
フォトダイオード４２は、ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）などの半導体層（例えばＰＩＮ型）とその上下に上部電極及び下部電極を配した構造を有している。フォトダイオード４２は、下部電極にＴＦＴ４３が接続され、上部電極には、バイアス線４７が接続されており、バイアス電源４８からバイアス電圧が印加される。バイアス電圧の印加により半導体層内に電界が生じるため、光電変換により半導体層内で発生した電荷（電子−正孔対）は、一方がプラス、他方がマイナスの極性を持つ上部電極と下部電極に移動し、キャパシタに電荷が蓄積される。
【００３７】
ＴＦＴ４３は、ゲート電極が走査線４４に接続され、ソース電極が信号線４６に接続され、ドレイン電極がフォトダイオード４２に接続される。走査線４４と信号線４６は格子状に配線されており、走査線４４は、検出面３８内の画素３７の行数分（ｎ行分）、信号線４６は画素３７の列数分（ｍ列分）それぞれ配線されている。走査線４４はゲートドライバ３９に接続され、信号線４６は読み出し回路４９に接続される。
【００３８】
読み出し回路４９は、検出パネル３５から読み出した信号電荷を電圧信号に変換する積分アンプと、検出面３８内の画素３７の列を順次切り替えて１列ずつ電圧信号を順次出力するためのマルチプレクサとからなる。読み出し回路４９で読み出された電圧信号は、Ａ／Ｄ変換回路５１でデジタルデータに変換されて、メモリ５２にデジタルな画像データとして書き込まれる。
【００３９】
図４及び図５に示すように、筐体２６は、入射面２６ａを構成し、検出パネル３５とシンチレータ６１からなるパネルユニット６２を前面から覆う前面部５６と、背面から覆う背面部５７とからなる。前面部５６は、透過板２７と、透過板２７が取り付けられる開口が形成された枠体５６ａからなる。透過板２７は、軽量で剛性が高く、かつＸ線透過性が高いカーボン材料で形成されている。枠体５６ａは例えば樹脂製である。背面部５７は、ステンレスなどの金属で形成される。パネルユニット６２の背面側には、ベース板６３、回路基板６６〜６９が順に配置される。
【００４０】
電子カセッテ２１は、ＩＳＳ方式が採用されており、パネルユニット６２は、シンチレータ６１のＸ線入射面６１ａと検出パネル３５の検出面３８が対面するように、筐体２６の入射面２６ａ側から、検出パネル３５、シンチレータ６１の順に配置される。
【００４１】
Ｘ線はシンチレータ６１に入射して厚み方向に進むにつれて減衰し、シンチレータ６１が発光した光もシンチレータ６１内を進むにつれて減衰する。そのため、シンチレータ６１の発光量は、Ｘ線が入射するＸ線入射面６１ａにおいて最も多い。ＩＳＳ方式は、シンチレータ６１において発光量が最も多いＸ線入射面６１ａの光を、検出パネル３５の検出面３８で検出できるため、ＰＳＳ方式と比較して光検出効率がよい。ＩＳＳ方式は、Ｘ線が検出パネル３５の検出面３８とは反対側の裏面から入射することから、裏面入射型とも呼ばれる。
【００４２】
ＩＳＳ方式の場合、検出パネル３５の裏面と透過板２７の内面が対向する。筐体２６を薄型化するために、パネルユニット６２は、検出パネル３５の裏面に位置するガラス基板７１を透過板２７の内面に両面テープ７２や接着剤などによって貼り付けることにより固定される。ベース板６３には、回路基板６６〜６９が取り付けられる。ベース板６３は、例えば、ステンレス製であり、ベース板６３の表面には回路基板６６〜６９に入射するＸ線を遮蔽する遮蔽部材として銅板が貼り付けられている。また、シンチレータ６１のＸ線入射面６１ａとは反対の背面側には、ベース板６３とシンチレータ６１との間に、回路基板６６〜６９が発生する熱が検出パネル３５に伝わらないようにするための断熱材７３が配置されている。断熱材７３は、例えばスポンジシートなどからなる。
【００４３】
回路基板６６は、検出パネル３５のＴＦＴを駆動するゲートドライバ３９を構成する回路素子が形成された回路基板である。回路基板６７は、Ａ／Ｄ変換回路５１を構成する回路素子が形成された回路基板である。回路基板６８は、制御回路４１を構成する回路素子が形成された回路基板である。回路基板６９は、電源回路（ＡＣ−ＤＣコンバータやＤＣ−ＤＣコンバータなど）を構成する回路素子が形成された回路基板である。
【００４４】
回路基板６６と回路基板６７は、それぞれフレキシブルケーブル７６、７７によって、検出パネル３５と接続される。フレキシブルケーブル７６、７７には、ＴＣＰ（テープキャリアパッケージ）型のＩＣチップ７８、７９がそれぞれ実装されている。ＩＣチップ７８は、ゲートパルスを画素３７の行単位で順にシフトさせるためのシフトレジスタなどからなり、回路基板６６に形成された回路素子とともにゲートドライバ３９を構成する。ＩＣチップ７９は、読み出し回路４９を構成するＡＳＩＣである。
【００４５】
ＩＳＳ方式を採用した場合は、ＰＳＳ方式のように検出パネル３５と透過板２７の間にシンチレータが介在しない分、ＰＳＳ方式と比較して、検出パネル３５と透過板２７が近接して配置されることになり、透過板２７の温度が検出パネル３５に伝わりやすい。透過板２７と検出パネル３５の検出面３８の位置は投影面上で重なるため、透過板２７の面内に温度むらが生じると、その温度むらを反映して、検出パネル３５に透過板２７の熱が伝わる。フォトダイオード４２の感度や暗電流特性は、温度依存性を持つため、検出面３８内において温度むらが生じると、読み出された画像には濃度むらが現れる。
【００４６】
図２に示すように、被検者Ｈの手を透過板２７に接触させて撮影する場合には、被検者Ｈの手のひらや指から伝わる体温によって、透過板２７の温度が局所的に上昇して、これが画像の濃度むらとして現れて、手や指が画像に写ってしまう現象が生じる。
【００４７】
透過板２７は、カーボン材料を用いることで、軽量で剛性が高く、かつＸ線透過性が高いという透過板の基本性能を満足することに加えて、次に示すように、透過板２７の平面内で局所的に温度上昇が生じた場合でも、検出パネル３５の検出面３８内において温度むらが生じにくい構造をしている。
【００４８】
図６に示すように、透過板２７は、熱伝導率が異なる高熱伝導率層８１、低熱伝導率層８２の２種類の層が、筐体２６の外表面となる入射面２６ａ側から順に積層されている。高熱伝導率層８１は、低熱伝導率層８２よりも外層に位置し、低熱伝導率層８２が筐体２６内の検出パネル３５側に位置する。本例においては、高熱伝導率層８１は、透過板２７の最外層に配置されている。
【００４９】
高熱伝導率層８１は、透過板２７の外層に位置するので被検者Ｈと接触し、接触部分に被検者Ｈの体温が伝わる。接触部分の熱は、接触部分以外の温度の低い方に伝わる。高熱伝導率層８１は、低熱伝導率層８２と比べて、層内において熱が伝わる速度が速い。
【００５０】
そのため、図６において矢印で示すように、接触部分の熱は、低熱伝導率層８２へ伝わるよりも先に、高熱伝導率層８１の層内に拡散する。すなわち、熱伝導率が同じ層からなる透過板と比較すると、低熱伝導率層８２が内層に位置することで、低熱伝導率層８２が断熱材として機能するため、透過板２７の厚み方向の内面側（検出パネル３５側）に熱が伝わりにくく、厚み方向と直交する平面内に熱を拡散しやすくなる。そのため、透過板２７の一部と被検者Ｈが接触した場合でも、透過板２７の面内において接触部分が局所的に高い温度になるといった温度むらが生じにくい。このため、透過板２７から伝わる熱によって、検出パネル３５の検出面３８の温度むらも生じにくく、画像の濃度むらが防止される。
【００５１】
また、高熱伝導率層８１は最外層に位置しているため、高熱伝導率層８１の表面は外気に晒されているので、高熱伝導率層８１の面内に拡散した熱は外気に放熱される。そのため、透過板２７内に熱がこもりにくく放熱効果も高い。
【００５２】
高熱伝導率層８１及び低熱伝導率層８２の具体的な材料としては、高熱伝導率層８１については、例えばＰＩＴＣＨ系の炭素繊維で形成されるＰＩＴＣＨ系カーボン材料で形成されたＰＩＴＣＨ系カーボンシートが使用され、低熱伝導率層８２については、例えばＰＡＮ系の炭素繊維で形成されるＰＡＮ系カーボン材料で形成されたＰＡＮ系カーボンシートが使用される。透過板２７は、これら２種類のカーボンシートを、加熱加圧法や、融着や接着などの貼り合わせ法により、積層して一体化することにより形成される。
【００５３】
ＰＩＴＣＨ系の炭素繊維は、ＰＩＴＣＨプリカーサ（コールタールまたは石油重質分を原料として得られるピッチ繊維）を炭素化して得られる炭素繊維であり、ＰＡＮ系の炭素繊維は、ＰＡＮプリカーサ（アクリロニトリルを重合したポリアクリロニトリルを製糸化したアクリル繊維）を炭素化して得られる炭素繊維である。ＰＩＴＣＨ系の炭素繊維は、ＰＡＮ系の炭素繊維に比べて、熱伝導率が高いという利点を持ち、一方、ＰＡＮ系の炭素繊維は、ＰＩＴＣＨ系の炭素繊維に比べて、高剛性でコストも安いという利点を持つ。
【００５４】
また、図７に示すように、高熱伝導率層８１は、炭素繊維の繊維方向が直交する第１及び第２のプリプレグ８１ａ、８１ｂを複数枚積層することにより構成される。各プリプレグ８１ａ、８１ｂは、炭素繊維に母材となるマトリクス樹脂を含浸させてシート状にした中間材料であり、透過板２７の平面サイズと同じ大きさの長方形状のシートである。各プリプレグ８１ａ、８１ｂは、加熱加圧法など、高熱伝導率層８１と低熱伝導率層８２を一体化させる方法と同様の方法により一体化される。
【００５５】
第１プリプレグ８１ａは、炭素繊維の方向を長手方向の一方向に引き揃えた炭素繊維シートに樹脂を含浸させたものであり、第２プリプレグ８１ｂは、炭素繊維の方向を短手方向の一方向に引き揃えた炭素繊維シートに樹脂を含浸させたものである。炭素繊維は樹脂よりも熱伝導率が高いので、炭素繊維の繊維方向に沿って熱が伝わりやすく、各プリプレグ８１ａ、８１ｂの面内においては繊維方向の熱伝導率が高い。したがって、第１プリプレグ８１ａは、長手方向の熱伝導率が短手方向に比べて高く、第２プリプレグ８１ｂは、短手方向の熱伝導率が長手方向に比べて高い。
【００５６】
高熱伝導率層８１は、第１プリプレグ８１ａと第２プリプレグ８１ｂが交互に挿入されるように積層されている。第１プリプレグ８１ａと第２プリプレグ８１ｂが交互に積層されると、各プリプレグ８１ａ、８１ｂの炭素繊維の繊維方向が交差し、交差点において一方から他方に熱が伝わるので、各プリプレグ８１ａ、８１ｂの相互間、すなわち、高熱伝導率層８１の厚み方向にも熱は伝わる。
【００５７】
このように、繊維方向が直交する、第１プリプレグ８１ａと第２プリプレグ８１ｂを交互に積層して高熱伝導率層８１を構成しているため、繊維方向が一方向のプリプレグを積層した場合と比較して、熱を長手方向と短手方向の両方に効率よく拡散させることができる。
【００５８】
また、高熱伝導率層８１において、第１プリプレグ８１ａは最外層と最内層に位置しており、第２プリプレグ８１ｂを上下方向で隣接する第１プリプレグ８１ａの間に挿入しているため、第１プリプレグ８１ａの枚数（本例においては３枚）は、第２プリプレグ８１ｂの枚数（本例においては２枚）よりも多くなっている。高熱伝導率層８１の面内の熱伝導率は、第１プリプレグ８１ａの枚数が多いため、短手方向よりも長手方向が高くなるように異方性を有している。
【００５９】
図８に示すように、長手方向の熱伝導率が高いと、面内における熱の拡散速度が短手方向よりも長手方向の方が速いので、例えば高熱伝導率層８１の面内の中心点である点Ｐに加わった熱は、単位時間内において実線の楕円８６で示すように拡散する。これに対して、長手方向の熱伝導率が短手方向と同じ場合には、点線の円８７で示すように拡散する。高熱伝導率層８１の平面形状が長方形である場合には、円８７よりも楕円８６状に熱が拡散する方が面内の温度の均一性が高まるので温度むらは少ない。
【００６０】
また、両者の短手方向の熱伝導率が同じだとすると、単位時間当たりの熱の拡散領域の面積は、長手方向の熱伝導率が高い前者の楕円８６の方が円８７よりも大きいので、高熱伝導率層８１の平面形状が長方形である場合には、熱伝導率に異方性を持たせた方が熱の放熱効果も高い。
【００６１】
また、長手方向と短手方向の熱伝導率の差が大きすぎると、単位時間当たりの熱の拡散領域を表す楕円８６の短軸が極端に短くなるので、高熱伝導率層８１の短手方向の領域を有効に使えず、その結果、面内の温度の均一性や放熱効率が低下するおそれもある。長方形をした高熱伝導率層８１の面内において、単位時間当たりの熱の拡散領域が最大となるのは、長手方向の熱伝導率をＴＬ、短手方向の熱の熱伝導率をＴＳ、長方形の長辺をＬ、短辺をＳとしたときに、ＴＬ／ＴＳ＝Ｌ／Ｓの条件を満たす場合である。したがって、高熱伝導率層８１における長手方向と短手方向の熱伝導率の差は、上記条件を満たすように設定されていることが好ましい。
【００６２】
長手方向と短手方向の熱伝導率の差は、例えば、長手方向の熱伝導率を上げたい場合には第１プリプレグ８１ａの枚数を多くし、短手方向の熱伝導率を上げたい場合には第２プリプレグ８１ｂの枚数を多くするというように、第１プリプレグ８１ａ及び第２プリプレグ８１ｂのそれぞれの枚数を調整することにより設定される。また、第１プリプレグ８１ａ及び第２プリプレグ８１ｂの枚数が決められている場合には、各プリプレグ８１ａ、８１ｂにおいて、熱伝導率が異なる複数種類のプリプレグを混在させて、熱伝導率の差を調整してもよい。例えば、繊維方向が長手方向の第１プリプレグ８１ａとして、熱伝導率が異なる２種類のプリプレグを使用し、長手方向の熱伝導率を上げたい場合には、熱伝導率が高いプリプレグを使用し、下げたい場合には、熱伝導率の低いプリプレグを使用する。
【００６３】
低熱伝導率層８２も、高熱伝導率層８１と同様に、複数枚のプリプレグを積層して形成したものである。低熱伝導率層８２についても、高熱伝導率層８１と同様に面内において熱伝導率に異方性を持たせてもよい。高熱伝導率層８１と比較して、伝わる熱量は少ないが低熱伝導率層８２にも熱は伝わるので、低熱伝導率層８２の熱伝導率に異方性を持たせれば、高熱伝導率層８１と同様に長方形の領域を有効に利用できるという効果が得られる。
【００６４】
以上説明したように、本発明では、透過板２７の面内で局所的に温度上昇が生じた場合でも、透過板２７の面内で熱が拡散して温度が均一になるような構造を有しているため、検出パネル３５の検出面３８内において温度むらが生じにくい。そのため、画像の濃度むらの発生を防止することができる。上述したとおり、電子カセッテ２１の筐体２６は薄型が求められており、さらに、ＩＳＳ方式を採用した場合には、透過板２７と検出パネル３５が近接して配置されるため、本発明の必要性は高い。
【００６５】
上記実施形態では、高熱伝導率層８１を、第１プリプレグ８１ａと第２プリプレグ８１ｂを交互に積層した例で示したが、図９に示すように、第１プリプレグ８１ａが複数枚連続して積層されていてもよい。
【００６６】
また、上記実施形態では、第１プリプレグ８１ａと第２プリプレグ８１ｂの繊維方向が異なる２種類のプリプレグで高熱伝導率層８１を構成した例で示したが、第２プリプレグ８１ｂを用いずに、第１プリプレグ８１ａのみで構成してもよい。こうしても高熱伝導率層８１において長手方向の熱伝導率を短手方向よりも高くすることができる。しかし、上述のように、長手方向と短手方向の熱伝導率の差が極端に大きすぎると好ましくない場合もあるため、第１プリプレグ８１ａと第２プリプレグ８１ｂを混在させることが好ましい。
【００６７】
また、繊維方向が一方向の第１プリプレグ８１ａと第２プリプレグ８１ｂの他に、長手方向と短手方向の直交する２方向に炭素繊維を編み込んだクロス繊維に樹脂を含浸させたプリプレグを用いてもよい。第１プリプレグ８１ａと第２プリプレグ８１ｂに加えて、第３のプリプレグとしてクロス繊維のプリプレグを用いてもよいし、第２プリプレグ８１ｂの代わりにクロス繊維のプリプレグを用いてもよい。
【００６８】
上記実施形態では、第１プリプレグ８１ａを最外層に配置した例で説明したが、第１プリプレグ８１ａは最外層に配置しなくてもよく、第２プリプレグ８１ｂやクロス繊維のプリプレグを最外層に配置してもよい。
【００６９】
上記実施形態では、高熱伝導率層８１を透過板２７の外表面となる最外層に配置する例で説明したが、外表面に配置することにより、被検者Ｈから透過板２７に伝わる熱を放熱効果が高い外表面で拡散できるため、放熱効率の点で好ましい。もちろん、高熱伝導率層８１は最外層でなくてもよく、低熱伝導率層８２よりも外層側に位置していれば、高熱伝導率層８１よりも外側に別の層が設けられていてもよい。また、高熱伝導率層８１及び低熱伝導率層８２の間に別の層が設けられていてもよいし、低熱伝導率層８２よりも内面側に別の層が設けられていてもよい。
【００７０】
上記実施形態では、検出パネル３５を透過板２７の内面に接着剤や両面テープによって直接貼り付けて固定した例で説明したが、検出パネル３５と透過板２７の間に別の部材を介挿した状態で、検出パネル３５を透過板２７の内面に貼り付けて固定してもよい。固定方法は貼り付けに限らず、ネジ止めやクランプによって検出パネル３５を透過板２７の内面に固定してもよい。貼り付けによって固定する場合のように、検出パネル３５の貼り付け面と透過板２７側の貼り付け面との間の隙間がほとんど無いか、あるいは、少ない場合には、透過板２７の熱が検出パネル２５に伝わりやすく、より本発明の必要性は高い。しかし、ネジ止めやクランプによる固定の場合のように、貼り付けに比べて隙間が多い場合でも、透過板２７の熱は、接触部分から検出パネル３５に伝わる他、隙間に存在する空気を介しても検出パネル３５に伝わるので、本発明の効果は得られる。
【００７１】
上記実施形態では、透過板２７に被検者Ｈが接触して体温によって透過板２７に熱が伝わる場合を例に説明したが、透過板２７は筐体２６の外表面を構成するので、被検者Ｈの体温以外にも、筐体２６が置かれる環境によって熱的な外乱を受ける。被検者Ｈの体温以外の熱的な外乱によって透過板２７の面内において局所的に温度が上昇するような場合でも、本発明によれば、上記実施形態で説明したのと同様の効果がある。
【００７２】
また、ガラス基板７１上に、検出面３８を構成する画素３７を形成した検出パネル３５を例に説明したが、ガラス基板７１の代わりに、より厚みが薄くＸ線透過性が高い透明な樹脂シートを用いてもよい。また、ガラス基板７１などの基板を用いずに、シンチレータ６１を基板の代わりに使用して画素３７を形成し、これを検出面３８を有する検出部としてもよい。ガラス基板７１の代わりに薄い樹脂シートを使用したり、シンチレータ６１を基板の代わりにした場合には、透過板２７の温度がより検出面３８に伝わりやすくなるので、本発明の効果も大きい。さらに、検出部や、透過板を含む筐体に可撓性を持たせる場合には、筐体がより薄型化されるため、本発明の必要性はさらに高くなる。
【００７３】
上記実施形態では、高熱伝導率層８１の材料としてＰＩＴＣＨ系カーボン材料を、低熱伝導率層８２の材料としてＰＡＮ系カーボン材料を例に説明したが、これらの材料は１例であり、他の材料でもよい。また、高熱伝導率層８１及び低熱伝導率層８２をそれぞれカーボン材料で形成した例で説明したが、一方又は両方がカーボン材料でなくてもよい。ただし、カーボン材料は、軽量で剛性が高く、かつ、Ｘ線透過性も高いので、Ｘ線撮影用カセッテの筐体に要求される基本性能を満たす材料であるため、カーボン材料であることが好ましい。
【００７４】
上記実施形態では、半切りサイズの画像検出用の検出面を持つ電子カセッテを例に説明したが、半切りサイズでなくてもよく、透過板の平面形状が長方形であればよい。また、上記実施形態では、筐体の前面部を透過板と枠体で構成した形態で説明したが、筐体の前面部の全面が透過板で構成されていてもよい。
【００７５】
上記実施形態では、放射線としてＸ線を例に説明したが、本発明は、γ線など、Ｘ線以外の放射線を使用するものでもよい。本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することが可能である。
【符号の説明】
【００７６】
１０  Ｘ線撮影システム
２１  電子カセッテ
２６  筐体
２７  透過板
３１  ＦＰＤ（放射線画像検出器）
３５  検出パネル（検出部）
３７  画素
３８  検出面
６１  シンチレータ
８１  高熱伝導率層
８１ａ  第１プリプレグ
８１ｂ  第２プリプレグ
８２  低熱伝導率層
【図１】
0005568486.tif 000002
【図２】
0005568486.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0005568486.tif 000007
【図７】
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【図８】
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【図９】
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