ЭЛЕКТРОННАЯ КАССЕТА ДЛЯ РЕНТГЕНОВСКОГО ПОЛУЧЕНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ
ELECTRONIC CASSETTE FOR X-RAY IMAGING

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к электронной кассете для рентгеновского получения изображений.
ОПИСАНИЕ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ
Устройства рентгеновского получения изображений, которые захватывают рентгеновские изображения объектов посредством облучения объектов излучением (например, рентгеновскими лучами) и детектирования распределений интенсивности рентгеновских лучей, передаваемых через объекты, являются известными и широко используемыми в медицине и отраслях промышленности. Доступны два способа рентгеновского получения изображений, а именно пленочно-экранный способ и способ компьютерной рентгенографии. Эти способы используют светочувствительные пленки или люминофорные пластины, которые удерживают изображения в качестве скрытых изображений, такие пленки или пластины, хранятся в футлярах для хранения, называемых кассетами для пленок, которые стандартизированы под JIS Z 4905 (далее указываемый как документ 1). В некоторых случаях, используемое устройство рентгеновского получения изображений, которое использует способ ЦР (цифровая рентгенография), использует детектор с плоской панелью (называемый здесь FPD), сформированный из тонкопленочного полупроводникового материала на изолирующей подложке. Кассета, используемая для рентгеновского получения изображений на основе такого ЦР способа, называется здесь электронной кассетой.
В общем, устройства рентгеновского получения изображений установлены и используются в так называемой комнате излучения. С учетом последних достижений в технологии сборки и герметизации низкопрофильная, легковесная портативная электронная кассета была коммерциализирована, чтобы обеспечить возможность быстрого получения изображений широких областей объекта, и электронная кассета, которая достигает уменьшения толщины и веса при выдерживании заданных нагрузок (см. выложенный Патент Японии № 2005-195643 (далее указываемый как документ 2)).
Существуют различные виды оснований, таких как стойки для положений стоя и столы для положений лежа, которые используются для размещения кассет по отношению к объектам (таким как человеческое тело или его часть) в соответствии с желаемыми формами получения изображений. Многие из этих оснований выполнены в соответствии с внешними формами кассет для пленок, имеющих стандартные размеры, определенные в документе 1. Если электронная кассета для рентгеновского получения изображений на основе ЦР способа не соответствует таким стандартным размерам, необходимо ввести новое основание при введении устройства рентгеновского получения изображений на основе ЦР способа. Это приводит к увеличению инвестиционных затрат. Поэтому необходимо обеспечить устройство рентгеновского получения изображений (электронную кассету), основанное на ЦР способе, которое имеет почти такую же внешнюю форму, что и кассета для пленок, стандартизированная в документе 1. Для этой цели, с учетом достижений в технологии упаковки высокой плотности и беспроводной технологии, была предложена электронная кассета, обладающая внешним размером, совместимым со стандартным размером кассеты для пленок (выложенный Патент Японии № 07-140255 (далее указываемый как документ 3)). Электронная кассета, обладающая тем же размером, что и стандартизированная кассета для пленок, может быть удержана в различных видах существующих оснований, сформированных в соответствии с размером кассеты для пленок. Таким образом, можно вводить устройство получения изображений, основанное на ЦР способе, при сведении к минимуму необходимых инвестиций в новое оборудование.
При создании электронной кассеты с почти такими же размерами, как у кассеты для пленок, внешние размеры которой стандартизированы в документе 1, поскольку внешний размер включает в себя поле около 15 мм вокруг области получения изображений, электрические компоненты расположены на стороне задней поверхности FPD. Поэтому необходимо располагать FPD и электрические компоненты в направлении толщины в пределах толщины кассеты, то есть 15 мм. Это приводит к необходимости разработки электронной кассеты с учетом влияния электрического шума на изображения вследствие низкопрофильной, высокоплотной упаковки.
Технологии получения изображений, использующие электронную кассету, включают в себя получение изображений, выполняемое, когда электронная кассета помещена на мягкой поверхности, например кровати в больничной палате. Затем объект, который должен быть изображен, помещается на кассету и выполняется получение изображений, в то время как местная нагрузка, такая как от отображаемой головы или конечностей человека (объекта), помещается на электронную кассету. В такой технологии получения изображений, так как вес тела пациента непосредственно действует на электронную кассету, кассета должна иметь высокую жесткость. Кроме того, поскольку техник переносит электронную кассету до местоположения получения изображений, электронная кассета сама должна иметь легкий вес. Таким образом, электронная кассета должна иметь почти такую же внешнюю форму, как и кассета для пленок стандартного размера, в то же время быть надежной и легкой по весу, и в то же время внутренне быть выполненной таким образом, чтобы решить проблему ухудшения качества изображения из-за шума или тому подобного, как описано выше. Документы 2 и 3, однако, не рассматривают решение проблем, связанных с этими требованиями.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение обеспечивает электронную кассету для рентгеновского получения изображений, которая достигает снижения в весе, размере и толщине и обеспечивает отличную работоспособность при сохранении высокой надежности и устойчивости к шумам.
В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения обеспечивается электронная кассета для рентгеновского получения изображений, содержащая: корпус; панель детектирования получения изображений, которая расположена в корпусе и сконфигурирована с возможностью преобразования падающего излучения в электрический сигнал; схему, которая расположена в корпусе и сконфигурирована с возможностью возбуждения панели детектирования получения изображений посредством подачи возбуждающего сигнала к панели детектирования получения изображений и детектирования электрического сигнала от панели детектирования получения изображений; и удерживающую основу, которая расположена в корпусе и сконфигурирована с возможностью поддержания панели детектирования получения изображений, причем удерживающая основа имеет первую поверхность, сконфигурированную с возможностью поддержания панели детектирования получения изображений и вторую поверхность, на противоположной стороне к первой поверхности, причем вторая поверхность сконфигурирована с возможностью поддержания схемы; и причем удерживающая основа включает в себя многослойную пластину из углеродного волокна, включающую в себя металлический слой, вставленный в слой слоистой структуры из углеродного волокна, причем металлический слой электрически соединен с заземлением схемы.
Дополнительные признаки настоящего изобретения станут понятны из следующего описания вариантов осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 представляет собой вид сбоку в сечении электронной кассеты в соответствии с первым вариантом осуществления;
Фиг.2 представляет собой вид сверху в сечении электронной кассеты в соответствии с первым вариантом осуществления;
Фиг.3 представляет собой вид сбоку в сечении электронной кассеты в соответствии со вторым вариантом осуществления; и
Фиг.4 представляет собой вид сбоку в сечении электронной кассеты в соответствии с третьим вариантом осуществления.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Варианты осуществления настоящего изобретения будут подробно описаны ниже со ссылками на прилагаемые чертежи.
[Первый вариант осуществления]
Фиг.1 и 2 изображают пример компоновки электронной кассеты для рентгеновского получения изображений (называемой здесь электронная кассета) в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения. Фиг.1 представляет собой вид сбоку в сечении электронной кассеты в соответствии с этим вариантом осуществления. Фиг.2 представляет собой вид сверху в сечении электронной кассеты с Фиг.1.
Основная часть кожуха или корпуса 2 электронной кассеты 1 включает в себя переднюю пластину 21, размещенную на стороне падающего излучения, и кожух 22, формирующий оставшиеся поверхности. Передняя пластина 21 изготовлена из материала с высокой проницаемостью для излучения, который позволяет падающему излучению проходить через него на панель 31 детектирования получения изображений датчика 3 изображения излучения. Кожух 22 выполнен из металла с высокими характеристиками экранирования электромагнитного шума и жесткости, например из магниевого сплава или из алюминиевого сплава. Датчик 3 изображения излучения расположен в основной части кожуха 2. Кроме того, буферный материал 8 расположен между передней пластиной 21 и датчиком 3 изображения излучения для защиты поверхности датчика 3 изображения излучения.
Датчик 3 изображения излучения включает в себя панель 31 детектирования получения изображений, имеющую множество пиксельных устройств, двухмерно скомпонованных на изолирующей подложке (например, стеклянной подложке). В этом случае каждое пиксельное устройство включает в себя элемент преобразования для преобразования падающего излучения в соответствующий электрический заряд и переключающий элемент для выработки электрического сигнала на основе электрического заряда. Этот вариант осуществления используется как компоновка для преобразования падающего излучения в электрический заряд, причем компоновка, имеющая сцинтиллятор (не показан), предусмотренный на стороне поверхности падающего излучения панели 31 детектирования получения изображений для преобразования падающего излучения в соответствующее количество света и преобразования света в электрический заряд. Очевидно, можно использовать компоновку, которая непосредственно преобразует падающее излучение в электрический заряд. Панель 31 детектирования получения изображений соединена со схемой 33 возбуждения/считывания через гибкую схемную плату 32. Схема 33 возбуждения/считывания включает в себя блок схемы считывания для считывания электрического сигнала от каждого пиксельного устройства панели 31 детектирования получения изображений и блок схемы возбуждения для подачи на переключающий элемент каждого пиксельного устройства, возбуждающего сигнала, обладающего напряжением для включения переключающего элемента. Как показано на Фиг.2, пиксельная область А получения изображений панели 31 детектирования получения изображений покрыта листом 34 шумоизолирующего экрана, имеющего площадь, равную или больше, чем у пиксельной области получения изображений. Следует отметить, что лист 34 шумоизолирующего экрана служит для подавления влияния электромагнитного излучения от внешних устройств, то есть для предотвращения достижения электромагнитного излучения от внешних устройств панели 31.
Панель 31 детектирования получения изображений поддерживается первой поверхностью удерживающей основы 7, на стороне падающего излучения удерживающей основы 7. Отметим, что в этом варианте осуществления панель 31 детектирования получения изображений сопряжена с первой поверхностью удерживающей основы 7 через изолятор 9, обладающий эффектами противоотражения и ударопоглощения. Эффект противоотражения изолятора 9 служит для предотвращения отражения света, преобразованного посредством сцинтиллятора (фосфора), который преобразует длины волны излучения в видимый свет, посредством задней поверхности (поверхности, на противоположной стороне к поверхности падающего излучения) и снова попадает в панель. Кроме того, вторая поверхность, на противоположной стороне от первой поверхности удерживающей основы 7, удерживает различные виды схемных блоков (различные виды электрических печатных плат), такие как схема 33 возбуждения/считывания (блок схемы считывания и блок схемы возбуждения) и блок 4 схемы управления, который управляет электрическими сигналами. Отметим, что в этом варианте осуществления, эти блоки 33 схем размещены на второй поверхности удерживающей основы 7, к поверхности падающего излучения удерживающей основы 7, через изолирующий лист 10 с фиксирующими элементами 11. Фиксирующие элементы 11 фиксируются к участкам 73 фиксации посредством вставки, привинчивания и тому подобного.
В зависимости от использованного способа получения изображений, вес тела пациента непосредственно действует на переднюю пластину 21, служащую в качестве поверхности падающего излучения основной части кожуха 2, и, следовательно, может быть создано давление на датчик 3 изображения излучения и установленные электрические компоненты скомпонованы внутри основной части кожуха 2. По этой причине, для того чтобы предотвратить повреждения внутренних компонентов, основная часть кожуха 2 и удерживающая основа 7 предпочтительно формируют структуру, которая обеспечивает жесткость и подавляет общую деформацию и локальное отклонение и деформацию электронной кассеты 1.
Когда электронная кассета 1 выполнена почти таких же наружных размеров, как у кассеты для пленок, стандартизированной в непатентом документе 1, толщина электронной кассеты 1 составляет 15 мм. Таким образом, толщина удерживающей основы 7 предпочтительно ограничена до 3 мм или менее с учетом толщины соответствующих компонентов (например, кожуха, FPD, платы схемы/управления, беспроводной антенны и батареи). В этом варианте осуществления, принимая во внимание снижение веса в дополнение к обеспечению жесткости, описанной выше, удерживающая основа 7 формируется из многослойной пластины (многослойной пластины из углеродного волокна), выполненной из композитного углеродного волокна с упругостью при изгибе 140 ГПа и более. По сравнению с удерживающей основой 7, изготовленной из однородного металла (например, алюминиевого сплава или из магниевого сплава), эта компоновка может получить массу около 2/3 от удерживающей основы 7, изготовленной из алюминиевого сплава, величину примерно двукратного максимального отклонения от удерживающей основы 7, изготовленной из алюминиевого сплава, а жесткость примерно в три раза больше, чем у удерживающей основы 7, изготовленной из магниевого сплава. Отметим, что вышеуказанное значение упругости при изгибе является предпочтительным примером и не ограничивает настоящее изобретение. Однако, так как увеличение упругости при изгибе увеличивает стоимость, соответствующая упругость при изгибе устанавливается с учетом компромисса между ними.
Кроме того, с учетом воздействия электрического шума, с точки зрения качества изображения, потенциал удерживающей основы 7 установлен заземленным (электрическая земля) в качестве опорного потенциала для электрических схем. Таким образом, удерживающая основа 7 предпочтительно выполнена из материала с низким электрическим сопротивлением. Тем не менее, электрическое сопротивление многослойной пластины из углеродного волокна выше, чем у металла (например, алюминиевого сплава или магниевого сплава). Для того чтобы решить эту проблему, удерживающая основа 7 в этом варианте осуществления формируется из композитной пластины, полученной путем укладки металлического слоя 72 между слоями 71 углеродного волокна. Кроме того, множество участков 73 фиксации, выполненных из металла (например, из алюминиевого сплава), которые служат для фиксации различных видов электрических печатных плат, вдавливаются в удерживающую основу 7 с тем, чтобы проникнуть в нее в направлении укладки. Каждый из участков 73 фиксации связан с металлическим слоем 72 с постоянным потенциалом (с тем же потенциалом). Зажимы заземления схемы 33 возбуждения/считывания и блок 4 схемы управления соединены с металлическим слоем 72 посредством участков 73 фиксации.
В этом варианте осуществления металлический слой 72 имеет ячеистую структуру, которая образует плоскость, перпендикулярную направлению падения излучения, и имеет площадь, равную или большую, чем площадь пиксельной области А получения изображений, низкое электрическое сопротивление и размер отверстия, подходящий для подавления шума. Предположим, что металлический слой 72 в этом варианте осуществления имеет ячеистую структуру, выполненную из алюминия или меди, которая имеет отверстие (размер ячейки) около 0,5 мм и диаметр проволоки 0,15 мм. Металлический слой 72 может быть выполнен из металла, отличного от алюминия или меди, например магния, молибдена, или нержавеющей стали. Использование ячеистой структуры может обеспечить эффект подавления деформации вследствие теплового расширения, фиксирующий эффект адгезивного слоя смолы слоя слоистой структуры углеродного волокна и эффект легкого обеспечения жесткости удерживающей основы 7 при сохранении высокой прочности соединения. Отметим, что металлический слой 72 и участки 73 фиксации могут быть выполнены из материалов, отличных от описанных выше до тех пор, пока сочетание материалов, которые должны быть использованы, обладает разностью потенциалов, которая подавляет коррозию вследствие электрохимической реакции. Кроме того, металлический слой 72 может быть образован из листа металлической пленки, также имеющего функцию экранирования излучения, вместо ячеистой структуры.
С учетом вышеуказанной структуры электронной кассеты 1, потенциал удерживающей основы 7 установлен заземленным для заземления электрических схем к опорному потенциалу. Последующее является электрическими контурами в этом варианте осуществления. Панель 31 детектирования получения изображений электрическим образом соединена с участками 73 фиксации, обеспеченными на удерживающей основе 7 через гибкую схемную плату 32 и схему 33 возбуждения/считывания. Соединительный участок 13 проходит от листа 34 шумоизолирующего экрана на поверхности датчика 3 изображения излучения. Лист 34 шумоизолирующего экрана электрическим образом соединен с участками 73 фиксации удерживающей основы 7 через соединительный участок 13, схему 33 возбуждения/считывания и элементы 11 фиксации. Блок 4 схемы управления электрически соединен с участками 73 фиксации удерживающей основы 7 непосредственно либо через элементы 11 фиксации.
С учетом вышеуказанной компоновки, панель 31 детектирования получения изображений покрыта листом 34 шумоизолирующего экрана, металлическим слоем 72 удерживающей основы 7, соединительным участком 13, соединенным с ней, и экран (экран с потенциалом земли) установлен с постоянным потенциалом посредством схемы 33 возбуждения/считывания. Это дает возможность блокировать внешний шум и получить стабильные изображения. Кроме того, вышеуказанная компоновка реализует компактную, низкопрофильную электронную кассету при сохранении высокой надежности и устойчивости к шумам.
[Второй вариант осуществления]
В первом варианте осуществления, лист 34 шумоизолирующего экрана соединен с металлическим слоем 72 с помощью участков 73 фиксации. Второй вариант осуществления показывает пример компоновки (Фиг.3), в которой лист 34 шумоизолирующего экрана напрямую соединен с металлическим слоем 72 с использованием соединительного участка 14. Фиг.3 представляет вид сбоку в разрезе электронной кассеты по второму варианту осуществления. Лист 34 шумоизолирующего экрана на поверхности датчика 3 изображения излучения соединен с металлическим слоем 72 удерживающей основы 7 через соединительный участок 14, выполненный из материала с низким электрическим сопротивлением. Металлический слой 72 удерживающей основы 7 электрическим образом соединен с участками 73 фиксации. Отметим, что металлический слой 72 может быть листом металлической пленки, также имеющим функцию экранирования излучения, вместо ячеистой структуры, как описано в первом варианте осуществления.
В последующем описываются электрические контуры во втором варианте осуществления. Панель 31 детектирования получения изображений электрическим образом соединена с участками 73 фиксации удерживающей основы 7 через гибкую схемную плату 32 и схему 33 возбуждения/считывания. Соединительный участок 14 проходит от листа 34 шумоизолирующего экрана на поверхности датчика 3 изображения излучения. Соединительный участок 14 непосредственно и электрическим образом соединен с металлическим слоем 72 удерживающей основы 7 и электрическим образом соединен с участками 73 фиксации. Блок 4 схемы управления электрическим образом соединен с участками 73 фиксации удерживающей основы 7 непосредственно либо через элементы 11 фиксации.
Непосредственное соединение листа 34 шумоизолирующего экрана (соединительного участка 14) с металлический слоем 72 удерживающей основы 7, таким образом, формирует компоновку, которая может выполнять более стабильное электрическое заземление листа 34 шумоизолирующего экрана.
[Третий вариант осуществления]
Третий вариант осуществления показывает пример компоновки (Фиг.4), в которой защитная пластина 6 вставлена между панелью 31 детектирования получения изображений и удерживающей основой 7 и которая может получить более стабильные изображения от электронной кассеты 1. Фиг.4 представляет собой вид сбоку в сечении электронной кассеты в соответствии с третьим вариантом осуществления. В электронной кассете 1 третьего варианта осуществления, панель 31 детектирования получения изображений соединена с защитной пластиной 6, выполненной из материала, имеющего экранирование излучения и эффекты экранирования шума через изолятор 9, имеющий эффекты противоотражения и ударопоглощения.
В соответствии с вышеуказанной компоновкой удерживающая основа 7 служит заземлением схемы для соединения схемы 33 возбуждения/считывания и блока 4 схемы управления при постоянном потенциале и их заземления на опорный потенциал. Кроме того, лист 34 шумоизолирующего экрана предусмотрен на поверхности датчика 3 изображения излучения, соединенного с защитной пластиной 6 при постоянном потенциале через соединительный участок 15, выполненный из материала с низким электрическим сопротивлением.
В последующем описываются электрические контуры в третьем варианте осуществления. Панель 31 детектирования получения изображений электрическим образом соединена со схемой 33 возбуждения/считывания через гибкую схемную плату 32. Схема 33 возбуждения/считывания электрическим образом соединена с участками 73 крепежа удерживающей основы 7. Соединительный участок 15 проходит от листа 34 шумоизолирующего экрана на поверхности датчика 3 изображения излучения и электрическим образом соединен с защитной пластиной 6. Защитная пластина 6 электрическим образом соединена с участками 73 крепежа удерживающей основы 7. Блок 4 схемы управления электрическим образом соединен с участками 73 крепежа непосредственно или через элементы 11 крепежа.
Как описано выше, в электронной кассете 1, в соответствии с третьим вариантом осуществления, поскольку панель 31 детектирования получения изображений экранирована защитной пластиной 6, панель 31 детектирования получения изображений может быть экранирована пространством, в котором смежные элементы находятся в жестком контакте с ней, по сравнению с первым и вторым вариантами осуществлений. Отделение панели 31 детектирования получения изображений от удерживающей основы 7, в качестве заземления электрической схемы, позволяет, таким образом, получить более стабильные изображения за счет уменьшения влияния участка схемы заземления.
Настоящее изобретение может обеспечить электронную кассету для рентгеновского получения изображений, которая достигает уменьшений в весе, размере и толщине при сохранении высокой надежности и шумового сопротивления.
В то время как настоящее изобретение было описано со ссылкой на примерные варианты осуществлений, следует понимать, что изобретение не ограничивается раскрытыми здесь примерными вариантами осуществлений. Объем следующих пунктов формулы должен интерпретироваться широким образом, чтобы охватить все модификации, эквивалентные структуры и функции.