(57)【要約】【課題】人体適合性を低下させずに放射線検出装置の筐体が破損した場合の破片の飛散を抑制する。【解決手段】放射線検出装置３０は、放射線検出パネル２１と筐体２２とを備える。放射線検出パネル２１は、放射線を検出する。放射線検出パネル２１およびそれを支持する支持部材２０、放射線検出パネル２１の信号を処理する電気回路の一部などが搭載された回路基板２３は、筐体２２の内部に収納される。筐体２２の内面には、膜状の飛散防止材１９が被着している。飛散防止材１９は、ゴムやシリコーン樹脂などの粘弾性体材料や粘着材である。飛散防止材１９は、シート状のものを貼りつけたり、塗布したりすることで筐体２２に被着させる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を検出する放射線検出パネルと、
前記放射線検出パネルを収納する筐体と、
前記筐体の内面の少なくとも一部に被着した膜状の飛散防止材と、
具備することを特徴とする放射線検出装置。
【請求項２】
前記筐体は放射線が入射する入射面とその入射面に垂直な側面を形成する側面とを持つ直方体であって、前記飛散防止材は隣り合う前記側面が連結するコーナー部の内側に被着していることを特徴とする請求項１に記載の放射線検出装置。
【請求項３】
前記飛散防止材はシート状の材料で形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の放射線検出装置。
【請求項４】
前記飛散防止材は塗装材で形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の放射線検出装置。
【請求項５】
前記飛散防止材は前記筐体の内面全体に被着していることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
【請求項６】
前記筐体は複数の部材からなり、前記飛散防止材は複数の前記部材に跨って設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
実施形態は、概して、放射線検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、放射線、特にＸ線を検出する診断用検出器としてアクティブマトリックスを用いたＸ線画像検出器が大きな注目を集めている。平面状の検出器にＸ線を当てることで、Ｘ線撮影像又はリアルタイムのＸ線画像がデジタル信号として出力される。固体検出器であることから、画質性能や安定性の面でも極めて期待が大きい。このため、多くの大学やメーカーが研究開発に取り組んできた。
【０００３】
実用化の初期は、比較的大きな線量で静止画像を収集する胸部・一般撮影用に開発され、近年商品化されている。より高い技術的なハードルをクリアして、透視線量下で秒３０コマ以上のリアルタイム動画を実現させる必要のある循環器、消化器分野への応用に対しても商品化が進んでいる。また今後は、検査システムとして設置された場所を限定される従来のＸ線画像検出器だけでなく、Ｘ線画像検出器を持ち運び、必要とする場所でＸ線画像診断を行えるＸ線画像検出器や、固定された検査システムにおけるＸ線画像検出器の補助的な撮影を行える製品が重要な開発項目となっている。
【０００４】
放射線、特にＸ線を検出する放射線検出装置は、工業用の非破壊検査や医療診断、構造解析などの化学研究用など広い分野で利用されている。
【０００５】
放射線検出装置の中でも、高感度で高精細な装置として、光検出器上に、放射線を光に変換する蛍光体層が直接形成された放射線検出パネルを備えた放射線検出装置が知られている。この光検出器は、ガラス基板上に複数のフォトセンサおよびスイッチング素子であるＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）が２次元的に配置された光電変換素子部を有する。各画素のスイッチング素子は行を表すゲート線と列を表す信号線に接続されている。ゲート線と信号線は格子状に配置され、格子状に配置している各画素に接続されている。
【０００６】
平面型光検出器上にＸ線を可視光に変換する蛍光体を積層することにより、外部から入射したＸ線は蛍光体内部にて可視光に変換され、発生した可視光は平面型光検出器に入射する。この際、平面型光検出器内部のフォトダイオードにて入射した可視光はフォトダイオードにて電荷に変換される。この電荷は、フォトダイオード内部もしくは並列接続されている容量素子内部に蓄積される。
【０００７】
電荷に変換されたＸ線画像情報は、フォトダイオードに接続されているスイッチング素子（ＴＦＴ）を通して基板外部へと伝達される。ゲート線の電位が変化することで、電位の変化したゲート線に接続されたＴＦＴは導通状態となる。導通状態となったＴＦＴに接続されているフォトダイオードもしくは容量素子内部に蓄積された電荷は、ＴＦＴを通して外部に出力される。外部に出力された電荷は、ＴＦＴに接続している信号線を通してガラス基板外部へと出力される。
【０００８】
ガラス基板外部に出力された電荷信号は、各信号線に接続された積分増幅器へと入力される。積分増幅器に入力された電荷情報は増幅され、電位信号に変換されて出力される。積分増幅器から出力された電位信号は、アナログ・デジタル変換器にてデジタル値に変換され、最終的には画像信号として編集されてＸ線画像検出器の外部へと出力される。放射線検出パネルは、板状の支持部材の一面に支持され、支持部材の他面に放射線検出パネルを駆動する回路基板が支持される。これらの放射線検出パネルおよび回路基板は、フレキシブル回路基板にて電気的に接続されている。
【０００９】
放射線検出パネルを支持する支持部材や、放射線検出パネルに接続されている回路基板を外部から保護し、一体となるよう金属や樹脂部品を組合せることで放射線検出装置の筐体が構成される。特に持ち運びが可能となるＸ線画像検出器においては、薄型・軽量を達成し、従来のカセッテに組み込みＸ線画像撮影していたフィルム媒体と置き換えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−１８６６０４号公報
【特許文献２】特開２０１０−１２７８８２号公報
【特許文献３】特開２００９−１０４０４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
持ち運び性やフィルムカセッテの置き換えとして薄型・軽量な筐体を構成する場合、Ｘ線検出器は様々な外力を受ける。このため、意図せず筐体を落下させたり、荷重がかかったりすることがあっても筐体部品としては最低限、使用者に危害を及ぼさないよう安全性を保たなくてはならない。筐体外装部品が破損し飛散すると、使用者へ危害が及ぶ可能性がある。また、持ち運びが可能なＸ線検出器においては、従来のＸ線診断システムに組込むＸ線検出器と異なり、Ｘ線撮影の際、患者に直接触れることから筐体外装構成部品は人体へ接触しても危害を及ぼさない材料である必要があり、外装構成部品の材質が限定される。
【００１２】
そこで、実施形態は、人体適合性を低下させずに放射線検出装置の筐体が破損した場合の破片の飛散を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述の目的を達成するため、実施形態による放射線検出装置は、放射線を検出する放射線検出パネルと、前記放射線検出パネルを収納する筐体と、前記筐体の内面の少なくとも一部に被着した膜状の飛散防止材と、具備することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態による放射線検出装置のブロック図である。
【図２】第１実施形態による放射線検出パネルの模式的斜視図である。
【図３】第１実施形態による画像検出部の回路図である。
【図４】第１実施形態による放射線検出装置の縦断面図である。
【図５】第１実施形態の変形例による放射線検出装置の断面図である。
【図６】第１実施形態の変形例による放射線検出装置の斜視図である。
【図７】第２実施形態による放射線検出装置の縦断面図である。
【図８】第２実施形態による放射線検出装置の一部拡大横断面図である。
【図９】第２実施形態の変形例による放射線検出装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、いくつかの実施形態による放射線検出装置を、図面を参照して説明する。なお、同一または類似の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
［第１実施形態］
【００１６】
図１は、第１実施形態による放射線検出装置のブロック図である。図２は、第１実施形態による放射線検出パネルの模式的斜視図である。図３は、第１実施形態による画像検出部の回路図である。
【００１７】
放射線検出装置３０は、放射線検出パネル２１を有している。放射線検出パネル２１は、入射したＸ線を電気信号に変換する。
【００１８】
放射線検出パネル２１には、複数の積分アンプ３３および複数のゲートドライバー３２が接続されている。ゲートドライバー３２には、行選択回路３５が接続されている。積分アンプ３３には、Ａ／Ｄ変換器３４が接続されている。Ａ／Ｄ変換器３４には、画像合成回路３６に接続されている。
【００１９】
ゲートドライバー３２は、行選択回路３５から信号を受信すると、放射線検出パネル２１に接続されている多数のゲート線の電圧を順番に変更していく。積分アンプ３は、放射線検出パネル２１から出力される極めて微小な電荷信号を増幅し出力する。ゲートドライバー３２には、行選択回路３５が接続され、Ｘ線画像の走査方向に従って対応するゲートドライバー３２へと信号を送る。
【００２０】
放射線検出パネル２１は、蛍光変換膜３８と画像検出部１２とを備えている。蛍光変換膜３８へと入射する入射Ｘ線３７は、蛍光変換膜３８内部にて蛍光に変換される。蛍光変換膜３８で発生した蛍光は、画像検出部１２表面へと到達する。
【００２１】
画像検出部１２は、主にガラス基板により構成されている保持基板１１を有している。保持基板１１上には、ＴＦＴ回路層１０およびフォトダイオード１６が層状に形成されている。外部から放射線検出パネル２１に入射した可視光像は、画像検出部１２にて電気信号による画像情報へと変換される。
【００２２】
画像検出部１２の表面には、微細な画素が格子状に形成されている。それぞれの画素は、薄膜トランジスタ１４、コンデンサー１５およびフォトダイオード１６を有している。それぞれの画素には、ゲート線１３および信号線１７が接続されている。
【００２３】
次に、放射線検出パネル２１の動作を説明する。
【００２４】
初期状態においてコンデンサー１５には検出された電荷が蓄えられており、並列接続されているフォトダイオード１６には逆バイアス状態の電圧が加えられている。このときの電圧は信号線１７に加えられている電圧と同じである。
【００２５】
フォトダイオード１６はダイオードの一種なので、逆バイアスの電圧が加えられても電流はほとんど流れることは無い。そのためコンデンサー１５に蓄えられた電荷は減少することなく保持されることになる。
【００２６】
この状況において入射Ｘ線３７が蛍光変換膜３８に入射すると、蛍光変換膜３８の内部で高エネルギーのＸ線が低エネルギーの多数の可視光に変換される。蛍光変換膜３８の内部で発生した蛍光の一部は、画像検出部１２表面に配置されているフォトダイオード１６へと到達する。
【００２７】
フォトダイオード１６に入射した蛍光は、フォトダイオード１６の内部で電子とホールからなる電荷に変換され、コンデンサー１５にて印加されている電界方向に沿ってフォトダイオード１６の持つ両端子へと到達することで、フォトダイオード１６内部を流れる電流として観測される。
【００２８】
蛍光の入射により発生したフォトダイオード１６内部を流れる電流は、並列接続されているコンデンサー１５へと流れ込み、コンデンサー１５内部に蓄えられている電荷を打ち消す作用を及ぼす。その結果、コンデンサー１５に蓄えられていた電荷は減少し、コンデンサー１５の端子間に発生していた電位差も初期状態と比べて減少する。
【００２９】
ゲート線１３は、特定のゲートドライバー３２に接続される。ゲートドライバー３２は、多数のゲート線１３を順番に電位を変化させる。ある特定の時間においてはゲートドライバー３２において電位の変化しているゲート線１３は１本のみである。電位の変化したゲート線１３に接続されている薄膜トランジスタ１４のソース・ドレイン端子間は絶縁状態から導通状態へと変化する。
【００３０】
各信号線１７には特定の電圧がかけられている。この電圧は、電位の変化したゲート線１３に接続されている薄膜トランジスタ１４のソース端子およびドレイン端子を通じて接続されているコンデンサー１５に印加されることになる。
【００３１】
初期状態においてコンデンサー１５は信号線１７と同じ電位状態になっているため、コンデンサー１５の電荷量が初期状態から変化していない場合、コンデンサー１５には信号線１７からの電荷の移動は発生しない。しかし、外部からの入射Ｘ線３７により蛍光膜３８の内部で発生した蛍光が入射したフォトダイオード１６と並列接続しているコンデンサー１５では、内部に蓄えられている電荷が減少しており、初期状態の電位とは変化している。そのため、導通状態となった薄膜トランジスタ１４を通じて信号線１７より電荷が移動し、コンデンサー１５内部に蓄えられた電荷量は初期状態に戻る。移動した電荷量は、信号線１７を流れる信号となり外部へと伝わっていく。
【００３２】
信号線１７は、積分アンプ３へと接続されている。信号線１７はそれぞれに対応した積分アンプ３に１対１に接続されている。信号線１７を流れる電流は、対応する積分アンプ３へと入力される。積分アンプ３では一定時間内に流れる電流を積分し、その積分値に対応した電圧を外部へと出力する。
【００３３】
この動作をおこなうことで、ある一定時間内に信号線１７を流れる電荷量を電圧値に変換することが可能となる。この結果、入射Ｘ線３７によって蛍光変換膜３８の内部で発生した蛍光の強弱分布に対応したフォトダイオード１６内部にて発生する電荷信号は、積分アンプ３によって電位情報へと変換される。
【００３４】
積分アンプ３３で発生した電位は、Ａ／Ｄ変換器３４にて順次デジタル信号へと変換される。デジタル値となった信号は、画像合成回路３６の内部で画像検出部１２の内部に配列された画素の行と列にしたがって順次整理され、画像信号として外部へと出力される。
【００３５】
これらの動作を連続して行うことにより、外部から入射したＸ線画像情報は電気信号による画像情報へと変換され、外部へと出力される。外部へと出力された電気信号による画像情報は通常のディスプレイ装置によって容易に画像化が可能であり、その画像によりＸ線画像を可視光による画像として観察することが可能となる。
【００３６】
図４は、第１実施形態による放射線検出装置の縦断面図である。
【００３７】
放射線検出装置３０は、放射線検出パネル２１と、板状の支持部材２０と、回路基板２３と、フレキシブル回路基板１８と、筐体２２とを有している。放射線検出パネル２１は、筐体２２の内部に収められている。筐体２２は、直方体の箱である。支持部材２０は、放射線検出パネル２１を支持している。支持部材２０は、支持柱４１で筐体２２に固定されている。
【００３８】
回路基板２３には、放射線検出パネル２１を駆動する行選択回路３５などの電気回路や、放射線検出パネル２１から出力された電気信号を処理する積分アンプ３などの電気回路が搭載されている。回路基板２３は、１つであっても複数であってもよい。放射線検出パネル２１と回路基板２３との間は、フレキシブル回路基板１８で電気的に接続されている。
【００３９】
筐体２２は、放射線３７の入射面とそれに平行な背面を持つ直方体の箱である。筐体２２は、たとえばポリカーボネートとＡＢＳ樹脂の混合材料もしくは単体材料や、炭素繊維強化プラスチック(ＣＦＲＰ)などで形成される。筐体２２の内側には、膜状の飛散防止材１９が被着している。飛散防止材１９は、たとえばゴムやシリコーン樹脂などの粘弾性体材料や粘着材で形成されたものである。飛散防止材１９は、筐体２２の構成材料よりも延性が大きい。また、飛散防止材１９は、筐体２２に接着され、あるいは筐体２２に直接塗布されることにより、筐体２２の内面に強固に貼りついている。
【００４０】
このような筐体２２を用いると、筐体２２へ外力がかかり筐体２２の一部が破損しても、破損した筐体２２の一部が飛散防止材１９に貼りついて破損していない他の部分とつながっていて一定の距離以上離れない。つまり、筐体２２の破片が飛散することがなく、放射線検出装置３０の近傍にいる患者・使用者などに危害を及ぼさない形状を維持できる。
【００４１】
また、筐体２２の外面の材質や塗装材などの使用時に人体に接触する部分には、アレルギー反応などによって患者人体に危害を及ぼさない生体適合性が確認されている材料を選定する必要がある。一方、飛散防止材１９は、筐体２２の内側に配置しているため、放射線撮影の際に放射線検出器と人体とは接触しない。したがって、筐体２２の内側に飛散防止材１９を配置することにより、飛散防止材１９には生体適合性を考慮する必要がない。つまり、患者人体へのリスクを増大させることなく、飛散防止材１９に用いる材料の選択肢を広げることができる。
【００４２】
図５は、第１実施形態の変形例による放射線検出装置の断面図である。図６は、この変形例による放射線検出装置の斜視図である。
【００４３】
この変形例において、飛散防止材１９は、筐体２２の内側全体に被着しているのではなく、筐体２２の一部に被着している。たとえば飛散防止材１９は、筐体２２のコーナー部５１近傍の内側に選択的に被着している。筐体２２のコーナー部５１は、放射線検出装置３０を落下させた場合などに床などと最初に衝突しやすい部分である。このため筐体２２のコーナー部５１には、衝突により大きな応力が発生する可能性が高く、また応力も集中しやすく、破損しやすい。そこで、この部分に飛散防止材１９を被着させておくことにより、筐体２２の破片の飛散の可能性を抑制できる。
【００４４】
また、飛散防止材１９を筐体２２の稜線部５２近傍の内側に被着させてもよい。稜線部５２も応力が集中しやすく、破損しやすい部分である。そこで、この部分に飛散防止材１９を被着させておくことにより、筐体の破片の飛散の可能性を抑制できる。
【００４５】
このように、飛散防止材１９を筐体２２の破損の可能性が高い部分に被着させることにより、筐体２２の破片の飛散の可能性を抑制しつつ、材料の使用量を低減できる。また、複数のシート状の飛散防止材１９を接着剤により筐体２２に接着する場合には、筐体２２の内側全体を被覆するものに比べて小さいものを用いることができる。このため、貼りつけ作業が容易である。
［第２実施形態］
【００４６】
図７は、第２実施形態による放射線検出装置の縦断面図である。図８は、第２実施形態による放射線検出装置の一部拡大横断面図である。
【００４７】
本実施形態において、筐体２２は、入射面カバー２４と、サイドカバー２７と、バックカバー２６と、コーナーカバー２８とで構成されている。コーナーカバー２８は、筐体２２の入射面カバー２４およびバックカバー２６に垂直な４つの稜線およびその近傍を形成している。それぞれのコーナーカバー２８で挟まれる位置には、入射面カバー２４およびバックカバー２６に垂直なサイドカバー２７が配置されている。
【００４８】
各々の部材は、必要となる機能から適切な材料が選択される。コーナーカバー２８は、ポリカーボネートやＡＢＳ樹脂、または左記の混合材料などで形成される。入射面カバー２４およびバックカバー２６は、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）など、コーナーカバー２８よりも強度が高い材料で形成される。サイドカバー２７は、たとえばコーナーカバー２８と同じ材料で形成される。入射面カバー２４の放射線が入射する窓部をその周囲と異なる材料で形成してもよい。
【００４９】
飛散防止部材１９は、コーナーカバー２８の内面に被着している。また、飛散防止部材１９をコーナーカバー２８と入射面カバー２４、バックカバー２６あるいはサイドカバー２７に跨るように被着させてもよい。
【００５０】
放射線検出パネル２１の放射線の入射面に平行となる筐体２２の面には、比較的大きな面積の平板が必要である。そこで、本実施形態では、平板状の入射面カバー２４およびバックカバー２６に強度の大きなＣＦＲＰを用いている。
【００５１】
一方、ＣＦＲＰなどの繊維と樹脂の複合材料で複雑な形状を形成することは難しい。そこで、コーナーカバー２８は、ポリカーボネートやＡＢＳ樹脂あるいはその混合材料で形成している。このため、コーナーカバー２８は、射出成型などによって平板よりも複雑な形状に形成することができる。
【００５２】
しかし、ポリカーボネートなどの樹脂材料は、ＣＦＲＰなどの複合材料に比べて強度を高めることが難しい。そこで、本実施形態では、筐体２２が落下する際に落下衝撃が大きくなりやすいコーナーカバー２８の内面に飛散防止材１９を被着させて、破損した場合にも破片が飛散しないようにしている。さらに、必要に応じてコーナーカバー２８の厚さを入射面カバー２４あるいはバックカバー２６よりも厚くしてもよい。
【００５３】
図９は、第２実施形態の変形例による放射線検出装置の斜視図である。
【００５４】
この変形例では、サイドカバー２７およびコーナーカバー２８（図７および図８参照）の代わりに、これらを一体化したサイド・コーナーカバー２５を用いている。このように筐体２２の入射面カバー２４に垂直な部分を、機能や組立性の観点から、１つあるいは複数に分割した部材を用いて形成してもよい。破損が生じやすい部分を複数の部材で構成している場合には、破損が生じた場合に部分的に部品を交換して補修することで、製品として使用を継続できる。
［他の実施の形態］
【００５５】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５６】
１０…ＴＦＴ回路層、１１…保持基板、１２…画像検出部、１３…ゲート線、１４…薄膜トランジスタ、１５…コンデンサー、１６…フォトダイオード、１７…信号線、１８…フレキシブル回路基板、１９…飛散防止材、２０…支持部材、２１…放射線検出パネル、２２…筐体、２３…回路基板、２４…入射面カバー、２５…サイド・コーナーカバー、２６…バックカバー、２７…サイドカバー、２８…コーナーカバー、３０…放射線検出装置、３２…ゲートドライバー、３３…積分アンプ、３４…Ａ／Ｄ変換器、３５…行選択回路、３６…画像合成回路、３７…入射Ｘ線、３８…蛍光変換膜、４１…支持柱、５１…コーナー部、５２…稜線部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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