(57)【要約】      （修正有）【課題】大型化や放射線の遮蔽性能低下、耐衝撃性低下を伴うことなく、効率のよい非接触充電が可能な放射線画像検出装置を提供する。【解決手段】放射線画像検出装置では、非接触送電部５２と、非接触で供給される磁束に変換した電力を受電する非接触受電部４６と、ＦＰＤ４０と、ＦＰＤから出力された信号を処理する信号処理部、平面検出器及び信号処理部に電力を供給する電源部、電源部に電力を供給する充電回路などを搭載する回路基板３６と、ＦＰＤ４０を透過する放射線から信号処理部を遮蔽する放射線遮蔽部３７が筐体６１の周囲に設けた緩衝部材８１の内側に配置されている。非接触受電部４６は、放射線遮蔽部３７が磁束に変換した電力を遮蔽しない位置に配置される。【選択図】図８
2008170315.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を透過した放射線を検出する複数の素子を平面配置して構成された平面検出器と、
前記平面検出器から出力された信号を処理する信号処理部と、
前記平面検出器を透過する放射線から前記信号処理部を遮蔽する放射線遮蔽部と、
前記平面検出器及び前記信号処理部に電力を供給する電源部と、
非接触で供給される磁束に変換した電力を受電し、前記電源部に電力を供給する非接触受電部と、を有し、
前記非接触受電部は、前記磁束が前記放射線遮蔽部により遮蔽されない位置に配置されていることを特徴とする放射線画像検出装置。
【請求項２】
被写体を透過した放射線を検出する複数の素子を平面配置して構成された平面検出器と、
前記平面検出器から出力された信号を処理する信号処理部と、
前記平面検出器及び前記信号処理部に電力を供給する電源部と、
磁束に変換した電力を送電する非接触送電部と、
前記非接触送電部から磁束に変換して送電された電力を非接触で受電し、前記電源部に電力を供給する非接触受電部と、
前記平面検出器を透過する放射線から前記信号処理部を遮蔽し、かつ前記非接触受電部の前記非接触送電部の発生する磁束を遮蔽しない位置に配置された放射線遮蔽部と、
を有することを特徴とする放射線画像撮影システム。
【請求項３】
前記平面検出器、前記信号処理部、前記電源部、前記非接触受電部、前記放射線遮蔽部を保持する筐体と、
前記筐体を着脱可能に保持する構造を有し、前記筐体が保持されたときに、前記筐体を挟んで互いに対向する位置に磁界生成部を備えた前記非接触送電部を有する筐体保持部と、
を有することを特徴とする請求項２に記載の放射線画像撮影システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は放射線画像検出装置、放射線画像撮影システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、医療診断にあっては、被写体にＸ線等の放射線を照射し、当該被写体を透過した放射線の強度分布を検出して得られた放射線画像が広く利用されており、近年では、撮影に際し放射線を検出して電気信号に変換し、放射線画像情報として検出する放射線画像検出装置としてＦＰＤ（Ｆｌａｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）を用いた放射線画像撮影システムが開発されている。
【０００３】
この放射線画像撮影システムにあっては、システム構成の自由度を向上させる上で、撮影室に配設されたＦＰＤを所定の通信回線を介して操作するためのパーソナルコンピュータ等の所定のコンソールと接続して使用するように構成されたものが知られている。
【０００４】
また、放射線画像検出装置の運搬性・取扱い性の向上を目的としたカセッテ型放射線画像検出装置も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
このような、カセッテ型放射線画像検出装置では充電池を内蔵しているが、充電の度に充電器を接続する必要があり操作が面倒であった。そのため、充電池をカセッテ型放射線画像検出装置から着脱自在にし、非接触充電装置を用いて充電する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。また、送電装置が備える１次側コイルと、受電装置が備える２次側コイルとを対向させて形成される磁気結合によって、非接触方式で電力を供給する方法が提案されている（例えば、特許文献３、４参照）。
【特許文献１】特開平６−３４２０９９号公報
【特許文献２】特開２００１−２２４５７９号公報
【特許文献３】特開２００６−１４１１７０号公報
【特許文献４】特開２００５−１１０３５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、放射線検出装置（特に、ポータブル撮影対応のカセッテ型放射線画像検出装置）の非接触給電においては以下の制約があり、特許文献３、４のように１次コイルと２次コイルを対向させる非接触給電では十分な性能が得られなかった。
【０００７】
すなわち、放射線検出装置には放射線散乱防止のための遮蔽部材が内蔵されており、２次側コイルを設置しても磁力線の一部が遮られてしまう。同様に筐体の厚みを抑えるため遮蔽部材と２次コイルを密着させると磁力線の一部がさえぎられてしまう。そのため、特許文献３のように広範にわたる２次コイル設置を行うと、装置が大型化するなどの問題がある。
【０００８】
また、放射線検出装置の側面には、検出パネルを落下等の衝撃から保護するための緩衝材が充填されており、特許文献４のように側面で２次コイルを対向させると、十分な磁束密度が得られない場合がある。さらに、筐体の外形サイズに制限がある場合、コイル及び磁路の領域を確保するため、有効画像領域の減少を招いてしまう。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、大型化や放射線の遮蔽性能低下、耐衝撃性低下を伴うことなく、効率のよい非接触充電が可能な放射線画像検出装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の目的は、下記構成により達成することができる。
【００１１】
１．
被写体を透過した放射線を検出する複数の素子を平面配置して構成された平面検出器と、
前記平面検出器から出力された信号を処理する信号処理部と、
前記平面検出器を透過する放射線から前記信号処理部を遮蔽する放射線遮蔽部と、
前記平面検出器及び前記信号処理部に電力を供給する電源部と、
非接触で供給される磁束に変換した電力を受電し、前記電源部に電力を供給する非接触受電部と、を有し、
前記非接触受電部は、前記磁束が前記放射線遮蔽部により遮蔽されない位置に配置されていることを特徴とする放射線画像検出装置。
【００１２】
２．
被写体を透過した放射線を検出する複数の素子を平面配置して構成された平面検出器と、
前記平面検出器から出力された信号を処理する信号処理部と、
前記平面検出器及び前記信号処理部に電力を供給する電源部と、
磁束に変換した電力を送電する非接触送電部と、
前記非接触送電部から磁束に変換して送電された電力を非接触で受電し、前記電源部に電力を供給する非接触受電部と、
前記平面検出器を透過する放射線から前記信号処理部を遮蔽し、かつ前記非接触受電部の前記非接触送電部の発生する磁束を遮蔽しない位置に配置された放射線遮蔽部と、
を有することを特徴とする放射線画像撮影システム。
【００１３】
３．
前記平面検出器、前記信号処理部、前記電源部、前記非接触受電部、前記放射線遮蔽部を保持する筐体と、
前記筐体を着脱可能に保持する構造を有し、前記筐体が保持されたときに、前記筐体を挟んで互いに対向する位置に磁界生成部を備えた前記非接触送電部を有する筐体保持部と、
を有することを特徴とする２に記載の放射線画像撮影システム。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、放射線画像検出装置の、放射線を遮蔽する遮蔽部材によって遮蔽されない位置に非接触受電部を設けたので、充電のための磁界が遮られることがなく、非接触充電を効率よく行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明による実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１６】
図１は、本発明に係わる放射線画像検出装置６を適用した放射線画像撮影システム１の一実施形態の概略構成を示す図である。
【００１７】
本実施形態による放射線画像撮影システム１は、Ｘ線等の放射線を用いて画像撮影を行うシステムであり、図１に示すように、放射線画像撮影に関する情報を管理するサーバ２と、放射線照射に関する操作を行う放射線照射操作装置４と、例えば無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の無線通信方式による通信を行うための基地局５と、撮影室５０を管理し撮影室５０内に設置された放射線画像検出装置６を操作するコンソール７ａ，７ｂとがネットワーク８を通じて接続され相互に情報の送受信が可能となるように構成されている。放射線照射操作装置４にはケーブルを介して、寝台１２上の被写体である患者Ｓに放射線を照射する放射線管球９が接続されている。なお、撮影に用いられる放射線はＸ線に限定されないが、Ｘ線が最も好適に用いられる。撮影にＸ線を用いる場合には、前記放射線管球９としてＸ線を照射するＸ線管球が用いられる。
【００１８】
後に詳しく説明するクレードル５１は、放射線画像検出装置６の図１には図示せぬ電源部４４を充電する充電器であり、放射線画像検出装置６を保持する形状になっている。
【００１９】
コンソール７ａ，７ｂはパーソナルコンピュータであり、ＣＰＵ、メモリ、大容量記憶装置、マウス、表示部８４ａ、８４ｂなどを備える。
【００２０】
撮影者は入力操作端末１８の入力操作部２８を操作して、患者ＳのＩＤ情報など撮影に必要な情報を入力する。入力された情報は通信部２６から基地局５に送信され、コンソール７ａ、７ｂに転送される。
【００２１】
次に、図２、図３、図４を用いて本発明に係わる放射線画像検出装置６とクレードル５１について説明する。
【００２２】
なお、以下の説明において、同一の機能要素には同番号を付し、説明を省略する。
【００２３】
図２は本発明に係わる放射線画像検出装置６とクレードル５１のブロック図、図３は本発明に係わる放射線画像検出装置６とクレードル５１の外観図、図４は本発明に係わる放射線画像検出装置６とクレードル５１の断面図である。
【００２４】
図２のブロック図のように、放射線画像検出装置６は、例えばＦＰＤ４０、タイミングコントローラ４１、信号処理部４２、通信部４３、電源部４４、充電回路４５、非接触受電部４６から構成される。
【００２５】
放射線管球９から放射された放射線は患者Ｓを通過し、透過したＸ線はシンチレータ７７で可視光領域の蛍光に変換される。ＦＰＤ４０はマトリクス状に平面配置された図示せぬ検出素子を有する。ＦＰＤ４０の検出素子は例えばフォトダイオードなどから構成されており、各検出素子は蛍光を電気信号に変換する。各検出素子が変換した電気信号は、タイミングコントローラ４１の出力するタイミング信号に従って読み出され、所定の処理を行って画像信号として順次出力される。画像信号は信号処理部４２でデジタル値に変換されて画像データとなり、通信部４３から基地局５に送信される。
【００２６】
なお、本実施形態ではシンチレータ７７を用いる間接変換方式で説明するが、本発明は間接変換方式に限定されるものではなく、直接変換方式にも適用できる。
【００２７】
電源部４４はリチウムイオン電池などの充電可能な２次電池、または電気的二重層コンデンサなどの蓄電素子であり、放射線画像検出装置６の信号処理部４２、ＦＰＤ４０など各部に電源を供給する。非接触受電部４６は磁界を電流に変換するコイルなどから構成され、充電回路４５は非接触受電部４６が発生した電流を整流し、例えば定電流で電源部４４を充電する。また、充電回路４５は電源部４４が所定の電圧に充電されたことを検知すると充電を中止し、過充電を防止する機能を持っている。
【００２８】
ＦＰＤ４０は本発明の平面検出器、信号処理部４２は本発明の信号処理部、電源部４４は本発明の電源部、非接触受電部４６は本発明の非接触受電部である。
【００２９】
次に、クレードル５１について説明する。図２のブロック図のように、クレードル５１は、クレードル電源５３と非接触送電部５２から構成される。クレードル電源５３は商用電源をスイッチングして高周波の交流電圧を発生し、コイルなどから構成される非接触送電部５２に印加する公知の回路である。
【００３０】
放射線画像検出装置６を充電するときは、図３の矢印の方向に放射線画像検出装置６の筐体６１をクレードル５１に設けられた凹部に挿入する。クレードル５１の凹部は筐体６１が着脱可能に保持できる寸法で設けられている。
【００３１】
筐体６１は本発明の筐体、クレードル５１は本発明の筐体保持部、非接触送電部５２は本発明の非接触送電部である。
【００３２】
図４は放射線画像検出装置６が挿入され、放射線画像検出装置６がクレードル５１に保持された状態の断面図である。
【００３３】
非接触送電部５２はクレードル５１の内部に放射線画像検出装置６の筐体６１を挟むように対向して設けられ、クレードル５１が放射線画像検出装置６を保持すると、非接触送電部５２で発生した磁束が非接触受電部４６を貫くように配置されている。したがって、非接触送電部５２と非接触受電部４６は非接触送電部５２を１次側のコイル、非接触受電部４６を２次側のコイルとするトランスを構成する。
【００３４】
図５は放射線画像検出装置６の充電回路４５の概略構成を示す回路図である。
【００３５】
充電回路４５は例えば整流器３２、平滑用コンデンサ３３、コイル３４、充電制御回路３５などから構成される。図４のように放射線画像検出装置６がクレードル５１に収納すると、１次側のコイルである非接触送電部５２と２次側コイルである非接触受電部４６が磁気結合し、非接触受電部４６の両端に交流電圧が誘起される。誘起された交流電圧は整流器３２と平滑用コンデンサ３３、コイル３４により平滑化される。充電制御回路３５は平滑化された電圧を利用して電源部４４を充電する。
【００３６】
図６は非接触送電部５２と非接触受電部４６が磁気結合する状態を説明するための概念図である。
【００３７】
クレードル５１の内部にはクレードル電源５３と、コア５５と磁界生成部５４ａ、５４ｂから構成される非接触送電部５２を備える。コア５５は例えばパーマロイ系の磁性材料から成り、図６のようにクレードル５１に挿入された放射線画像検出装置６の非接触受電部４６を挟む部分が空隙になっている。
【００３８】
コア５５の非接触受電部４６を挟む両側部分には、対向して磁界生成部５４ａ、５４ｂが巻き付けられている。磁界生成部５４ａ、５４ｂは例えばコイルであり、それぞれクレードル電源５３に接続されていて、交流電圧が印加される。
【００３９】
図６の矢印は磁界生成部５４ａ、５４ｂが発生した磁束が形成する磁路を示している。磁界生成部５４ａ、５４ｂが発生した磁束は、コア５５に設けられた空隙に挿入された非接触受電部４６を通過し、コア５５内を通って閉じた磁路を形成する。このように閉じた磁路を形成するので、漏れ磁束が少なく効率よく２次側の非接触受電部４６に電圧を発生することができる。
【００４０】
なお、磁界生成部５４ａ、５４ｂに印加されるのは交流電圧であり、矢印の示す磁束の方向は交流電圧の周波数に応じて反転する。
【００４１】
図７は本発明の第１の実施形態における放射線画像検出装置６の構造を説明するための概略図である。図７（ａ）は放射線画像検出装置６の放射線管球９に対向する面側の平面図であり、内部構造の説明のためＦＰＤ４０などを覆う筐体６１の一部を除いた状態を図示している。
【００４２】
図７に示すＸＹＺ３次元直交座標系を適宜用いて、方向および向きを示すこととする。ここで、Ｚ軸方向は放射線画像検出装置６の厚み方向であり、Ｚ軸正方向は放射線管球９の配置されている方向であり、Ｚ軸負方向に放射線が照射される。
【００４３】
放射線画像検出装置６の筐体６１の周囲は、ゴム等の材料から成る緩衝部材８１で構成されている。ＦＰＤ４０は緩衝部材８１の内側に配置され、ＦＰＤ４０と緩衝部材８１の隙間部分にはＦＰＤ４０と回路基板３６とを結ぶＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）３９が配置されている。回路基板３６はタイミングコントローラ４１、信号処理部４２、通信部４３、電源部４４、充電回路４５などを搭載した基板である。
【００４４】
図７（ｂ）は図７（ａ）のＡ、Ａで示す部分の断面図である。
【００４５】
図７（ｂ）のように、ＦＰＤ４０の背面（Ｚ軸負方向）には放射線管球９から放射される放射線がＦＰＤ４０を透過して信号処理部４２などが誤動作を起こさないように鉛シート３７を配置し、放射線を遮蔽している。鉛シート３７は本発明の放射線遮蔽部である。回路基板３６と、図７（ｂ）には図示せぬ電源部４４は、鉛シート３７の下に配置されている。
【００４６】
ＦＰＣ３９は、図７（ｂ）のように折り曲げ角度が急にならないようにしてＦＰＤ４０と回路基板３６を結線している。非接触受電部４６は、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、充電用の磁束を遮る鉛シート３７に覆われない位置の、ＦＰＤ４０の隙間部分に配置されている。放射線画像検出装置６をクレードル５１に挿入すると、クレードル５１で発生した充電用の磁束は放射線画像検出装置６のＺ軸方向を貫き、非接触受電部４６に電圧を誘起する。
【００４７】
このように非接触受電部４６を配置すると、クレードル５１で発生した充電用の磁束によって受電できるので、放射線画像検出装置６の放射線の遮蔽性能低下を伴うことなく、効率のよい非接触充電を行うことができる。また、緩衝部材８１が放射線画像検出装置６に設けられていても非接触受電部４６を配置できるので、放射線画像検出装置６の大型化や耐衝撃性低下を伴うことなく、効率のよい非接触充電を行うことができる。
【００４８】
さらに、非接触充電により発熱する非接触受電部４６を、熱に比較的弱いメモリ、制御回路等の搭載された回路基板３６から隔離された位置に配置できるので、メモリ、制御回路等への熱対策の自由度が上げることができる。さらに、発熱対策（変形、熱伝導）も、非接触受電部４６の周辺だけに施せばよく、耐熱材料の節約、設計の自由度向上を実現できる。また、筐体を薄く設計できる利点がある。
【００４９】
図８は本発明の第２の実施形態における放射線画像検出装置６の構造を説明するための概念図である。図８（ａ）は充電時の原理を説明するための放射線画像検出装置６の斜視図、図８（ｂ）は図７（ａ）のＡ、Ａで示す部分と同じ部分の断面図である。
【００５０】
図７と同様に、図８に示すＸＹＺ３次元直交座標系を適宜用いて、方向および向きを示す。
【００５１】
第２の実施形態と第１の実施形態との違いは、図８（ａ）の矢印Ｇで示すＸ軸方向に透過する磁束から電圧を誘起するように非接触受電部４６を配置したことである。非接触送電部５２ａ、５２ｂは非接触受電部４６を挟んで、Ｘ軸方向に磁束を発生する。
【００５２】
非接触受電部４６は図８（ｂ）のようにコア８４を軸に巻き付けられたコイルである。コア８４は例えば鉄心などを用いるが、空芯でも良い。このように、非接触受電部４６は、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、充電用の磁束を遮る鉛シート３７に覆われない位置の、ＦＰＤ４０の隙間部分に配置されている。
【００５３】
第２の実施形態では第１の実施形態より、コア８４を用いることが容易であり、非接触受電部４６のコイルの巻き数を多くすることができるので、より効率よく充電することができる。
【００５４】
図９は本発明の第３の実施形態における放射線画像検出装置６の構造を説明するための概念図である。図９（ａ）は非接触受電部４６の大まかな配置を説明するための放射線画像検出装置６の斜視図、図９（ｂ）は図７（ａ）のＡ、Ａで示す部分と同じ部分の断面図である。
【００５５】
図８と同様に、図９に示すＸＹＺ３次元直交座標系を適宜用いて、方向および向きを示す。
【００５６】
第３の実施形態と第１の実施形態との違いは、図９（ａ）のように放射線画像検出装置６の中央部に非接触受電部４６を配置したことである。前述したように放射線画像検出装置６の中央部には鉛シート３７が配置されているので、磁束は放射線画像検出装置６をＺ軸方向に貫通することはできない。そのため、放射線画像検出装置６の背面（Ｚ軸負側）から図９（ｂ）に示す矢印のように磁路を形成する。
【００５７】
磁性体８６は例えばパーマロイ系の磁性材料から成る板状の磁性体であり、鉛シート３７の下（Ｚ軸負側）に配置されている。コア８５はパーマロイ系の磁性材料から成る棒状の磁性体であり、磁性体８６上に接着されている。非接触受電部４６はコア８５に巻き付けられたコイルである。背面パネル８２は放射線画像検出装置６の筐体の一部であり、プラスチック等の磁束を透過する材質で構成されている。
【００５８】
図９（ｂ）に示すコア５５と磁界生成部５４は非接触送電部５２を構成する。コア５５のには磁界生成部５４が巻き付けられている。磁界生成部５４は図示せぬクレードル電源５３に接続されていて、クレードル電源５３から交流電圧を印加される。
【００５９】
このようにすると、より大きな非接触受電部４６を設けることができるので、さらに効率よく充電することができる。また、磁性体８６の比透磁率は空気の比透磁率に比べて非常に大きいため、小さな磁路でも十分に磁束を通過させることができる。そのため、磁性体８６の厚みを考慮しても、磁性体８６とコア８５、非接触受電部４６からなる受電部の厚さを薄くすることができる。
【００６０】
以上このように、本発明によれば、大型化や放射線の遮蔽性能低下、耐衝撃性低下を伴うことなく、効率のよい非接触充電が可能な放射線画像検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明に係わる放射線画像検出装置６を適用した放射線画像撮影システム１の一実施形態の概略構成を示す図である。
【図２】本発明に係わる放射線画像検出装置６とクレードル５１のブロック図である。
【図３】本発明に係わる放射線画像検出装置６とクレードル５１の外観図である。
【図４】本発明に係わる放射線画像検出装置６とクレードル５１の断面図である。
【図５】放射線画像検出装置６の充電回路４５の概略構成を示す回路図である。
【図６】非接触送電部５２と非接触受電部４６が磁気結合する状態を説明するための概念図である。
【図７】本発明の第１の実施形態における放射線画像検出装置６の構造を説明するための概略図である。
【図８】本発明の第２の実施形態における放射線画像検出装置６の構造を説明するための概念図である。
【図９】本発明の第３の実施形態における放射線画像検出装置６の構造を説明するための概念図である。
【符号の説明】
【００６２】
１  放射線画像撮影システム
２  サーバ
３  放射線画像撮影装置
４  放射線照射操作装置
６  放射線画像検出装置
７  コンソール
８  ネットワーク
４０  ＦＰＤ
４１  タイミングコントローラ
４２  信号処理部
４３  通信部
４４  電源部
４５  充電回路
４６  非接触受電部
５１  クレードル
５２  非接触送電部
５３  クレードル電源
５４  磁界生成部
５５  コア
６１  筐体
【図１】
2008170315.tif 000003
【図２】
2008170315.tif 000004
【図３】
2008170315.tif 000005
【図４】
2008170315.tif 000006
【図５】
2008170315.tif 000007
【図６】
2008170315.tif 000008
【図７】
2008170315.tif 000009
【図８】
2008170315.tif 000010
【図９】
2008170315.tif 000011