(57)【要約】【課題】耐荷重仕様を満足しながら、薄型・軽量化を実現する。【解決手段】下部筐体１１ａの上部は上部筐体１１ｂにより密閉されており、下部筐体１１ａに支持部材１４が取り付けられており、この支持部材１４上には、基台１５、放射線像検出パネル１６が固定されている。基台１５は放射線検出パネル１６だけで荷重を負担しないように、放射線検出パネル１６を実装する上面１５ａは平坦な面とされている。基台１５の下面１５ｂ側に、軽量化するために複数の凹部１５ｃが形成され、これらの凹部１５ｃは補強板２０により覆われている。この補強板２０により、曲げにより発生する伸びを抑制することができ、単なる凹部１５ｃを有する構造部よりも耐荷重性能を向上させることができる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線発生手段から発した放射線を被写体に照射し、被写体を透過した放射線分布をセンサで検出する放射線画像撮影装置において、前記被写体を透過した放射線を検出する光電変換素子を配置した検出面を有する放射線検出パネルと、該検出パネルを実装し支持するための基台と、これらを内包する筐体から構成される撮影部を有し、前記基台は前記検出パネルを実装する面は平坦とし、厚み方向に対向する面側に複数の開口を有する凹部を形成し、これらの凹部を覆うように補強板を固定したことを特徴とする放射線画像撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放射線をデジタル信号で撮影する放射線デジタル画像撮影装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、対象物に放射線を照射し、対象物を透過した放射線の強度分布を検出して対象物の放射線画像を得る装置は、工業用の非破壊検査や医療診断において広く利用されている。このような撮影の一般的な方法としては、放射線に対するフィルム／スクリーン方が知られている。これは感光性フィルムと、放射線に対して感度を有している蛍光体を組合わせて撮影する方法であり、放射線を照射すると発光する希土類の蛍光体をシート状にしたものを感光性フィルムの両面に密着して保持し、被写体を透過した放射線を蛍光体で可視光に変換し、感光性フィルムで光を捉え、フィルム上に形成された潜像を化学処理で現像することで可視化することができる。
【０００３】
一方、近年のデジタル技術の進歩により、放射線画像を電気信号に変換し、この電気信号を画像処理した後に、可視画像としてＣＲＴ等に再生することにより、高画質の放射線画像を得る方式が使用されている。このような放射線画像を電気信号に変換する方法としては、例えば特許文献１、２等に放射線の透過画像を一旦蛍光体中に潜像として蓄積した後に、レーザー光等の励起光を照射し、潜像を光電的に読み出すことにより、可視像として出力する放射線画像記録再生システムが提案されている。
【特許文献１】
特開昭５１１２４２９号公報
【特許文献２】
特開昭１２１１３９５号公報
【０００４】
また、近年の半導体プロセス技術の進歩に伴い、半導体センサを使用して同様に放射線画像を撮影する装置が開発されている。この種のシステムは従来の感光性フィルムを用いる放射線写真システムと比較すると、非常に広いダイナミックレンジを有しており、放射線の露光量の変動に影響され難い放射線画像を得ることができると共に、従来の感光性フィルム方式と異なり化学処理を不要とし、即時的に出力画像を得ることができる利点も有している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この種の撮像装置では、一般に放射線室に設置して利用され、これまでは放射線画像撮影装置自体の重量や厚み方向の寸法よりも剛性を重視している。
【０００６】
しかしながら、近年ではより迅速かつ広範囲な部位の撮影を可能にするため、可搬型の撮影装置、所謂電子カセッテが求められている。また、同時に１つの撮影装置を複数の撮影用架台に対して設置し、様々な部位を撮影可能なシステムを構築することも、費用的な効果から要求されている。
【０００７】
この場合に、放射線技師等の操作者にとっては、電子カセッテを所定位置に配置したり、運搬したりする作業を考慮すると、電気カセッテは軽量のものが望ましい。また、電子カセッテをベッドに横になっている被写体と、ベッドとの間隙に挿入したりする際は、厚み方向の寸法が大きいと被写体に苦痛を与える。
【０００８】
しかし、軽量で薄型にすると、機械的強度が不足する問題点がある。
また、放射線の一部は装置の内部を透過し、装置の外に抜け、装置背面の壁面や床等で散乱し、装置の背面から戻り、内部のセンサに入力してしまうことがある。このような背面からの散乱放射線は、撮影部内部の構造体による透過率の差をフレアとして画像に写し込むことになるため、できるだけ抑制することが必要である。
【０００９】
本発明の目的は、上述の問題点を解消し、補強板を使用して、撮影部自体の薄型・軽量化することにより設置時における操作性や可搬性を向上させると共に、耐環境的にも信頼性の高い放射線画像撮影装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る放射線画像撮影装置は、放射線発生手段から発した放射線を被写体に照射し、被写体を透過した放射線分布をセンサで検出する放射線画像撮影装置において、前記被写体を透過した放射線を検出する光電変換素子を配置した検出面を有する放射線検出パネルと、該検出パネルを実装し支持するための基台と、これらを内包する筐体から構成される撮影部を有し、前記基台は前記検出パネルを実装する面は平坦とし、厚み方向に対向する面側に複数の開口を有する凹部を形成し、これらの凹部を覆うように補強板を固定したことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１はこのような放射線画像撮影装置を用いた一般的なシステムの概念図を示しており、放射線画像撮影装置１には放射線検出手段２が内蔵されている。この放射線画像撮影装置１の上方には放射線発生装置３が設けられており、この放射線発生装置３から放射線を被写体Ｓに照射し、被写体Ｓを透過した放射線を二次元格子状に配列された放射線検出手段２によって検出する。この放射線検出手段２から出力される画像信号は、画像処理手段４においてデジタル画像処理され、モニタ５に被写体Ｓの放射線画像を表示する。
【００１２】
図２は第１の実施の形態における放射線画像撮影装置１の断面図、図３は底面側から見た断面図を示しており、下部筐体１１ａの上部は、Ｘ線透過性と強度的に優れたＣＦＲＰから成る上部筐体１１ｂにより密閉されており、下部筐体１１ａの底面の数個所にはねじ取付孔１２が設けられている。このねじ取付孔１２にねじ１３が挿入され、支持部材１４が取り付けられており、この支持部材１４上には、輸送時の振動や衝撃等から守るために軽量で強度の高いアルミニウム合金やマグネシウム合金等の剛性の高い構造体から成る基台１５が設けられ、この基台１５上に両面テープや接着剤等の薄い接着層により放射線像検出パネル１６が固定されている。
【００１３】
放射線像検出パネル１６は、上方から放射線を可視光に変換する蛍光体１６ａ、この可視光を電気信号に変換する格子状に配列された光電変換素子１６ｂ、光電変換素子を表面に形成した基板１６ｃが積層されている。基板１６ｃには、半導体素子との化学作用のないこと、半導体形成プロセスの温度に耐えること、寸法安定性等の必要性からガラス基板が多く用いられる。このようなガラス製の基板１６ｃ上に、光電変換素子１６ｂを半導体プロセスにより二次元配列的に形成し、また蛍光体１６ａは金属化合物の蛍光体を樹脂板に塗布したものが用いられている。
【００１４】
光電変換素子１６ｂはフレキシブル回路基板１７を介して、光電変換された電気信号を処理する電子部品１８ａ、１８ｂを搭載した回路基板１８に接続されている。また、回路基板１８上でコンデンサ等の背の高い電気部品１８ｂを配置できるように、基台１５と下部筐体１１ａとの間に厚み方向の空間が形成されているが、支持部材１４の側方に空間を形成して、厚み方向を大きくしないようにすることも可能である。
【００１５】
検出すべき放射線量を低下させずに、高いＳ／Ｎを確保するために、上部筐体１１ｂはできるだけ高い放射線透過性を要求される。しかし、一方では被写体が上部筐体１１ｂ上に乗った場合の放射線検出パネル１６を保護する必要もあり、そのため放射線画像撮影装置１自体の厚みを増加させることにより剛性を向上させたり、放射線検出パネル１６と上部筐体１１ｂの距離を確保することが求められる。これらの条件を考慮すると、上部筐体１１ｂのみで荷重を支え、放射線検出パネル１６に応力が掛からないようにするためには、放射線透過率の低下や放射線画像撮影装置１の外形増大という問題から実現には困難であり、放射線検出パネル１６自体に荷重が掛っても耐えられる耐荷重支持構造が必要である。
【００１６】
基台１５は放射線検出パネル１６だけで荷重を負担しないように、放射線検出パネル１６を実装する上面１５ａは平坦な面とされている。基台１５は上方から荷重が掛っても、放射線検出パネル１６への曲げ応力が許容範囲内となるように強度が設計されている。
【００１７】
また、上部筐体１１ｂと放射線検出パネル１６との間には緩衝材１９が介在されており、上部筐体１１ｂに荷重が掛かって撓んだ際でも、放射線検出パネル１６における局部的な応力の発生を抑制し、応力を分散させる役割を果たしている。
【００１８】
基台１５の下面１５ｂ側に、開口部を有する複数の凹部１５ｃが形成されている。そして、これらの凹部１５ｃを覆うように、弾性係数が高く軽量な素材から成る繊維強化プラスチックや繊維強化金属、アルミニウム合金等から成る平板状の補強板２０が固定されている。
【００１９】
図３に示すように、凹部１５ｃは一点鎖線で仕切られた基台１５の各セクション毎に同様の形状で配置されており、各セクションの各隅において補強板２０を固定すると共に荷重を支える支持部材１４が取り付けられている。補強板２０はこの支持部材１４による締結と面１５ｂに対する接着により固定されている。支持部材１４は下部筐体１１ａの内面に当接し、一部は前述のようにねじ１３により締結されている。
【００２０】
このように、補強板２０を取り付けることにより、曲げにより発生する伸びを抑制することができ、単なる凹部１５ｃを有する構造部よりも耐荷重性能を向上させることができる。また、凹部１５ｃを設けずに板厚が均一な基台１５と比較するとその分だけ強度は低下するものの、支持点間の距離を縮め、回路基板１８に支持部材１４の逃げを増やすことで強度を補うことができる。
【００２１】
このように、基台１５の上面１５ａ側に基本肉厚部１５ｄを形成することにより、局所的荷重に対しても変形が起こり難くする共に、放射線検出パネル１６に対する電磁波遮蔽材としての効果を併せ持つことができる。更に、平坦面であることが必要な上面１５ａ側に対してではなく、下面１５ｂ側に対して補強板２０を取り付けるため、接着だけではなくビスによる締結も併用でき、補強の点でも効果がある。
【００２２】
図４は第２の実施の形態における断面図を示し、第１の実施の形態と同一の部材には同一の符号を付している。この第２の実施の形態においては、荷重が掛かる可能性が小さい基台１５の周辺部において、補強板２０の一部に開口部２０ａが設けられ、回路基板１８上のコンデンサ等の背の高い電気部品１８ｂが開口部２０ａを介して、凹部１５ｃの内部に挿入されている。
【００２３】
このため、耐荷重性能を大きく変えることなく、厚み方向の寸法、即ち基台１５と下部筐体１１ａとの距離を短縮することができるため、放射線画像撮影装置１の薄型化を実現できる。
【００２４】
図５は第３の実施の形態における断面図を示しており、基台１５の下部に設けられた凹部１５ｃの幾つかの内部に、センサ２１が複数に分割して実装されている。このセンサ２１は照射されるＸ線量を検出したり、Ｘ線発生装置の制御を行ったり、Ｘ線照射終了を検出したり、或いは放射線検出パネル１６からのデータの読み出しを開始したりする。センサ２１はそれぞれ接続用配線２２、コネクタ２３を介して回路基板１８に接続されている。
【００２５】
本実施の形態においては、補強板２０には接続用配線２２用の通過孔のみを形成すればよく、補強板２０を強度的に劣化させることなく、かつ薄型に実装できる利点があり、複数のセンサ２１からの出力を回路上で合成することで、電気的には十分な信号が得られる。
【００２６】
図６は第４の実施の形態の断面図を示しており、放射線検出パネル１６と基台１５との間に、補強板２４が介在されている。この補強板２４は補強板２０と基台１５の反りを補正するための手段であるために固定されているが、放射線検出パネル１６に対しては応力が逃げ易いように、柔軟な接着層を介して取り付けられるのが望ましい。
【００２７】
この場合に、反り補正用の補強板２４は、補強板２０と同等の繊維強化プラスチック又は補強用の補強板２０の線膨張係数と指数桁数的に同等のものが好ましい。補強板２０に採用しているＣＦＲＰの線膨張係数は約−２×１０−６／℃であり、ｎ×１０−６／℃程度の材料が望まれる。基台１５に採用しているアルミニウム合金やマグネシウム合金の線膨張係数は約２〜３×１０−５／℃であって１桁違うが、タングステン、タンタル、モリブデンを補強板２４として使用すると、これらの線膨張係数は約４〜６×１０−６／℃と線膨張係数が小さい。
【００２８】
このようなような構成とすることにより、雰囲気温度が２０℃±４０℃であっても大きな反りを生ずることはなく、放射線検出パネル１６に大きな曲げ応力が発生することを防止できる。
【００２９】
一方で、タングステン、タンタル、モリブデンは何れも重金属であり、質量の面ではＣＦＲＰを大きく上廻る。しかし、何れも重金属であるため、放射線の遮蔽能力が高く、放射線検出パネル１６の後方からの散乱線遮蔽手段として用いることができる。
【００３０】
なお、放射線は蛍光体１６ａで全て吸収されずに、一部は装置の内部を透過し装置外に抜けていく。このような装置を透過した放射線は装置背面の壁面や床等で散乱すると、装置の背面から戻ってきて、基台１５等の構造体を画像として写りこませるような不要な入力となってしまう。このような放射線の遮蔽を行うには、放射線遮蔽体を放射線検出パネル１６の領域全域を覆うように設けると共に、僅かな開口部をも持たないように構成する必要がある。
【００３１】
図７は第５の実施の形態を示し、放射線遮蔽を内部の基台１５や下部筐体１１ａの内部の構造に依存しないように、下部筐体１１ａの下面全面に凹部２５が形成され、この凹部２５内に板状の放射線遮蔽体２６が張られ、更に外装用カバー２７により覆われている。この放射線遮蔽体２６としては、一般的に安価に入手できる鉛が使用されている。
【００３２】
本発明の実施の形態の幾つかを、次に列挙する。
【００３３】
［実施の形態１］  放射線発生手段から発した放射線を被写体に照射し、被写体を透過した放射線分布をセンサで検出する放射線画像撮影装置において、前記被写体を透過した放射線を検出する光電変換素子を配置した検出面を有する放射線検出パネルと、該検出パネルを実装し支持するための基台と、これらを内包する筐体から構成される撮影部を有し、前記基台は前記検出パネルを実装する面は平坦とし、厚み方向に対向する面側に複数の開口を有する凹部を形成し、これらの凹部を覆うように補強板を固定したことを特徴とする放射線画像撮影装置。
【００３４】
［実施の形態２］  前記補強板は繊維強化プラスチック、繊維強化金属又はアルミニウム合金から形成したことを特徴とする実施の形態１に記載の放射線画像撮影装置。
【００３５】
［実施の形態３］  前記補強板の一部に開口を設け、前記凹部内に前記検出パネルを制御するための電子部品の一部を挿入したことを特徴とする実施の形態１に記載の放射線画像撮影装置。
【００３６】
［実施の形態４］  前記電子部品は照射されたＸ線を検出する第２のセンサであることを特徴とする実施の形態３に記載の放射線画像撮影装置。
【００３７】
［実施の形態５］  前記第２のセンサは分割された複数の検出器から構成し、前記基台のそれぞれ独立した凹部内に挿入したことを特徴とする実施の形態４に記載の放射線画像撮影装置。
【００３８】
［実施の形態６］  放射線発生手段から発した放射線を被写体に照射し、被写体を透過した放射線分布をセンサで検出する放射線画像撮影装置において、前記被写体を透過した放射線を検出する光電変換素子を配置した検出面を有する放射線検出パネルと、該検出パネルを実装し支持するための基台と、これらを内包する筐体とから構成される撮影部を有し、前記基台の前記検出パネル側と反対側に耐荷重性能を補強するための第１の補強板を固定し、該第１の補強板と前記基台との線膨張係数の差による反りを抑制するために第２の補強板を前記基台の前記検出パネル側に固定したことを特徴とする放射線画像撮影装置。
【００３９】
［実施の形態７］  前記第２の補強板の線膨張係数は前記第１の補強板の線膨張係数が指数桁数が同じであることを特徴とする実施の形態６に記載の放射線画像撮影装置。
【００４０】
［実施の形態８］  前記第１の補強板は繊維強化プラスチックから形成したことを特徴とする実施の形態６に記載の放射線画像撮影装置。
【００４１】
［実施の形態９］  前記第２の補強板は繊維強化プラスチックから形成したことを特徴とする実施の形態６又は７に記載の放射線画像撮影装置。
【００４２】
［実施の形態１０］  前記第２の補強板は放射線遮蔽材であることを特徴とする実施の形態６に記載の放射線画像撮影装置。
【００４３】
［実施の形態１１］  前記第２の補強板はタングステン、タンタル、モリブデンの何れかから形成したことを特徴とする実施の形態１０に記載の放射線画像撮影装置。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る放射線画像撮影装置は、補強板を用いることにより放射線像検出パネルを支持する基台を中空構造とし、同時に中空部に電気回路部品やＸ線モニタ用のセンサを内包させることで、薄型化・軽量化を実現できる。これに伴い、操作者及び被検者への負担が軽減され、操作者の操作性が向上し、被検者の不快感を抑制することができる。
【００４５】
また、反り対策として熱膨張補正の補強板を採用すると、軽量化と耐環境に対する信頼性の両方を実現することができる。
【００４６】
更に、補強板として重金属を採用すれば、放射線遮蔽機能も併せ持つことができ、従来の鉛板外付けの構成に比較して構成が単純で、多少の軽量化も実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的なシステムの概念図である。
【図２】第１の実施の形態の側方から見た断面図である。
【図３】底面側から見た断面図である。
【図４】第２の実施の形態の断面図である。
【図５】第３の実施の形態の断面図である。
【図６】第４の実施の形態の断面図である。
【図７】第５の実施の形態の断面図である。
【符号の説明】
１  放射線画像撮影装置
２  放射線検出手段
３  放射線発生装置
４  画像処理手段
５  モニタ
１１ａ  下部筐体
１１ｂ  上部筐体
１４  支持部材
１５  基台
１６  放射線検出パネル
１７  フレキシブル回路基板
１８  回路基板
１９  緩衝材
２０、２４  補強板
２１  センサ
２６  放射線遮蔽体
【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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