CN102436131A - 用于放射线摄像的电子暗盒 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于放射线摄像的电子暗盒，所述电子暗盒具有外壳、布置在所述外壳中并被配置为将放射线的量转换为电信号的摄像检测面板、布置在所述外壳中并被配置为通过向所述摄像检测面板提供驱动信号来从所述摄像检测面板读取电信号的电路单元、以及布置在所述外壳中并被配置为支持所述摄像检测面板的保持基台。所述保持基台在作为放射线入射侧的第一面上支持所述摄像检测面板，而在与所述第一面相对侧的第二面上支持所述电路单元。所述保持基台包括具有在叠层中插入的金属层的碳纤维叠层板，所述金属层与所述电路单元的地线电连接。

Description

用于放射线摄像的电子暗盒
技术领域
本发明涉及用于放射线摄像的电子暗盒(cassette)。
背景技术
已知通过使用放射线(例如，X射线)照射对象并检测透过对象的X射线的强度分布，来拍摄对象的放射线图像的放射线摄像装置，并且其广泛用于医疗和工业领域。可以使用两种放射线摄像的方法，即胶片/增感屏(film/screen)方法以及CR方法。这些方法使用感光胶片或者作为潜像保持图像的荧光板(phosphor plate)；这种胶片或板被存储在称为胶片暗盒的存储箱中，所述胶片暗盒在JIS Z 4905(以下称为文献1)下被标准化。在一些情况下，使用一种利用DR(数字放射线摄像)方法的放射线摄像装置，所述DR方法使用由薄膜半导体材料在绝缘基板上形成的平板探测器(以下称为FPD)。在此将用于基于这种DR方法的放射线摄像的暗盒称为电子暗盒。
通常，在所谓的放射线室中安装并使用放射线摄像装置。随着近来封装技术的进步，小型轻量化的便携式电子暗盒已经商业化，使得能够对对象的更宽区域进行更快地摄像，并且提出了实现在承载指定负荷的同时减少厚度及重量的电子暗盒(参见日本特开2005-195643号公报(以下称为文献2))。
根据期望的摄像形式，有用于确定暗盒相对于对象(例如人体或者其部位)的位置的各种架台，例如用于立位的支架(stand)以及用于卧位的桌台(table)。这些架台中的许多被设计成与具有文献1中规定的标准尺寸的胶片暗盒的外形相符合。如果用于基于DR方法的放射线摄像的电子暗盒不符合这种标准尺寸，则需要在引进基于DR方法的放射线摄像装置时引进新的架台。这导致投资成本增加。因此，需要提供具有与文献1中标准化的胶片暗盒几乎相同的外形的、基于DR方法的放射线摄像装置(电子暗盒)。为此，随着高密度封装技术以及无线技术的进步，提出了具有与胶片暗盒的标准尺寸兼容的外形尺寸的电子暗盒(日本特开平07-140255(以下称为文献3))。在按照胶片暗盒尺寸形成的各种已有架台中能够保持具有与标准化的胶片暗盒相同尺寸的电子暗盒。因此，能够在使新设备的所需投资最小化的同时引进基于DR方法的摄像装置。
当使电子暗盒具有与文献1中对外形尺寸进行标准化的胶片暗盒几乎相同尺寸时，由于外形尺寸在摄像区域周围具有大约15mm的余量，因此电气元件布置在FPD的背面侧。因此需要将FPD和电气元件沿厚度方向布置在暗盒的厚度(即15mm)范围内。这使得需要考虑由于小型高密度封装导致的电气噪声对图像的影响来设计电子暗盒。
使用电子暗盒的摄像技术包括将电子暗盒放置在软的面上(例如医院病房的床)的同时进行摄像。接着将要摄像的对象放置在暗盒上，并在将局部负荷(例如来自要摄像的人(对象)的头或者四肢的负荷)施加在电子暗盒上的同时进行摄像。在这种摄像技术中，由于病人的体重直接作用在电子暗盒上，因此要求暗盒具有高刚性。此外，由于技师将电子暗盒搬运到摄像位置，因此要求电子暗盒本身重量轻。因此，要求电子暗盒在既坚固又重量轻的同时具有与标准尺寸的胶片暗盒几乎相同的外形，同时对其内部进行设计，以解决由于如上所述的噪声等造成的图像质量的劣化的问题。然而，文献2和3没有考虑与这些需求相关联的课题。
发明内容
本发明提供一种用于放射线摄像的电子暗盒，其实现轻量化、小型化以及薄型化，并且在维持高坚固性和抗噪性的同时提供极佳的操作性。
根据本发明的一方面，提供有一种用于放射线摄像的电子暗盒，所述电子暗盒包括：壳体；摄像检测面板，其布置在所述壳体中，并被配置为将入射的放射线转换为电信号；电路，其布置在所述壳体中，并被配置为通过向所述摄像检测面板提供驱动信号来驱动所述摄像检测面板，并从所述摄像检测面板检测电信号；以及保持基台，其布置在所述壳体中并被配置为支持所述摄像检测面板，其中，所述保持基台具有第一面和与所述第一面相对的侧上的第二面，所述第一面被配置为支持所述摄像检测面板，所述第二面被配置为支持所述电路，并且，其中，所述保持基台包括具有碳纤维叠层中插入的金属层的碳纤维叠层板，所述金属层与所述电路的地线(ground)电连接。
通过以下参照附图对示例性实施例的详细描述，本发明的其他特征和方面将变得清楚。
附图说明
图1是根据第一实施例的电子暗盒的侧面截面图；
图2是根据第一实施例的电子暗盒的平面截面图；
图3是根据第二实施例的电子暗盒的侧面截面图；
图4是根据第三实施例的电子暗盒的侧面截面图。
具体实施方式
下面将参照附图详细描述本发明的各种实施例。
[第一实施例]
图1和图2是示出根据本发明的第一实施例的用于放射线摄像的电子暗盒(以下称为电子暗盒)的结构的示例的图。图1是根据本实施例的电子暗盒的侧面截面图。图2是图1的电子暗盒的平面截面图。
电子暗盒1的主体外壳或者壳体2包括位于放射线入射侧的前板21以及构成剩余面的外壳22。前板21由具有高放射线透过率的材料构成，以允许入射的放射线透过前板21到达放射线图像传感器3的摄像检测板31。外壳22由具有高电磁噪声屏蔽性能和高刚性的金属构成，例如镁合金或者铝合金。放射线图像传感器3布置在主体外壳2中。此外，在前板21和放射线图像传感器3之间布置有缓冲材料8以保护放射线图像传感器3的表面。
放射线图像传感器3包括具有二维布置在绝缘基板(例如玻璃基板)上的多个像素器件的摄像检测面板31。在这种情况下，各个像素器件包括用于将入射的放射线转换为相应的电荷的转换元件以及用于基于电荷生成电信号的开关元件。作为用于将入射的放射线转换为电荷的结构，本实施例使用如下结构：在摄像检测面板31的放射线入射面侧设置闪烁器(未图示)以将入射的放射线转换为相应的光量并将光转换为电荷。显然，可以使用将入射的放射线直接转换为电荷的结构。摄像检测面板31经由柔性电路板32与驱动/读取电路33相连。驱动/读取电路33包括用于从摄像检测面板31的各个像素器件读取电信号的读取电路单元以及用于向各个像素器件的开关元件提供具有用于导通开关元件的电压的驱动信号的驱动电路单元。如图2所示，摄像检测面板31的摄像像素区域A由具有等于或者大于摄像像素区域的面积的噪声屏蔽板34遮盖。请注意，噪声屏蔽板34用作抑制来自外部设备的电磁辐射的影响，即，阻止来自外部设备的电磁辐射到达摄像检测面板31。
摄像检测面板31在保持基台7的放射线入射侧，由保持基台7的第一面支持。请注意在本实施例中，摄像检测面板31通过具有防反射以及冲击吸收效果的绝缘体9与保持基台7的第一面接合。绝缘体9的防反射效果用来防止由将放射线波长转换为可见光的闪烁器(荧光体)转换的光被背面(放射线入射面的相对侧的面)反射并再次照射面板。此外，保持基台7的与第一面相对侧上的第二面保持各种电路单元(各种电路板)，例如驱动/读取电路33(读取电路单元和驱动电路单元)以及控制电信号的控制电路单元4。请注意，在本实施例中，使用固定部件11将这些电路单元33通过绝缘板10安装在与保持基台7的放射线入射面相对的保持基台7的第二面上。通过嵌合(fitting)、拧紧(screwing)等将固定部件11固定到固定部73。
根据要使用的摄像方法，病人的体重直接作用在作为主体外壳2的放射线入射面的前板21上，因此，可能在布置在主体外壳2内部的放射线图像传感器3及安装的电气部件中生成应力。为此，为了防止内部部件被破坏，主体外壳2和保持基台7优选形成如下结构：确保刚性并抑制电子暗盒1的整体变形以及局部挠曲和变形。
当使电子暗盒1具有与非专利文献1中标准化的胶片暗盒几乎相同的外形尺寸时，电子暗盒1的厚度为15mm。因此，考虑到各个部件(例如，外壳、FPD、电路/控制板、无线天线以及电池)的厚度，优选将保持基板7的厚度限制在3mm或者更少。在本实施例中，除了确保上述的刚性以外还考虑到轻量化，保持基台7由叠层板(碳纤维叠层板)构成，该叠层板由挠曲弹性(bending elasticity)为140Gpa或者更大的碳纤维合成材料构成。与由均一的金属(例如铝合金或者镁合金)构成的保持基台7相比，该配置能够获得质量大约为由铝合金构成的保持基台7的质量的2/3，最大挠曲量大约为由铝合金构成的保持基台7的2倍，刚度大约为由镁合金构成的保持基台7的3倍。请注意，上述挠曲弹性的值仅是优选的示例，并且并不限制本发明。然而，由于挠曲弹性的增加使成本增加，因此考虑它们之间的折衷来设置合适的挠曲弹性。
此外，从图像质量的角度考虑电噪声的影响，将保持基台7的电位设置为作为电路的基准电位的地线(电接地)。因此保持基台7优选由具有低电阻率的材料构成。然而，碳纤维叠层板的电阻率比金属(例如铝合金或者镁合金)的高。为了解决这个问题，本实施例中的保持基台7由通过在碳纤维层71之间叠加金属层72获得的复合板构成。此外，将由金属(例如铝合金)构成的、用作固定各种电路板的多个固定部73压入保持基台7，以在层叠方向上贯通保持基台。各个固定部73以恒定电位(在相同电位)与金属层72连接。驱动/读取电路33和控制电路单元4的接地端子经由固定部73与金属层72连接。
在本实施例中，金属层72具有如下网孔(mesh)结构：其形成与放射线的入射方向垂直的平面，并且具有等于或者大于摄像像素区域A的面积的面积、低的电阻率以及适于抑制噪声的网眼(opening)尺寸。假定本实施例中的金属层72具有由铝或者铜构成的网孔结构，该网孔结构具有大约0.5mm的网眼(网孔尺寸)以及0.15mm的线径。金属层72可以由铝或者铜以外的金属构成，例如，镁、钼或者不锈钢。使用网孔结构能够获得抑制由于热膨胀导致的变形的效果、与碳纤维叠层的树脂附着层的锚固(anchor)效果，以及在维持高接合强度的同时容易地确保保持基台7的刚性的效果。请注意，金属层72以及固定部73可以由上述材料以外的材料构成，只要所使用的材料的组合具有抑制由于电化学反应引起的腐蚀的电位差即可。此外，替代网孔结构，金属层72可以由也具有放射线屏蔽功能的金属胶片板构成。
通过电子暗盒1的上述结构，保持基台7的电位设置在用于将电路与基准电位接地的地线(ground)。以下是本实施例的电路径。摄像检测面板31经由柔性电路板32和驱动/读取电路33与设置在保持基台7上的固定部73电连接。连接部13从放射线图像传感器3的表面上的噪声屏蔽板34延伸。噪声屏蔽板34经由连接部13、驱动/读取电路33以及固定部件11与保持基台7的固定部73电连接。控制电路单元4直接或者经由固定部件11与保持基台7的固定部73电连接。
通过上述结构，摄像检测面板31由噪声屏蔽板34、保持基台7的金属层72、与它们连接的连接部13以及驱动/读取电路33在恒定电位设置的屏蔽(在接地电位的屏蔽)遮盖。这使得能够遮蔽外部噪声并获得稳定的图像。此外，上述布置在维持高坚固性和抗噪性的同时，实现小型化、薄型化电子暗盒。
[第二实施例]
在第一实施例中，噪声屏蔽板34经由固定部73与金属层72连接。第二实施例例示了通过使用连接部14将噪声屏蔽板34与金属层72直接连接的结构(图3)。图3是根据第二实施例的电子暗盒的侧面截面图。放射线图像传感器3的表面上的噪声屏蔽板34经由连接部14(其由具有低电阻率的材料构成)连接至保持基台7的金属层72。保持基台7的金属层72与固定部73电连接。请注意，如同在第一实施例中描述的那样，替代网孔结构，金属层72可以是也具有放射线屏蔽功能的金属薄板。
以下是第二实施例中的电路径。摄像检测面板31经由柔性电路板32和驱动/读取电路33与保持基台7的固定部73电连接。连接部14从放射线图像传感器3的表面上的噪声屏蔽板34延伸。连接部14与保持基台7的金属层72直接电连接，并且与固定部73电连接。控制电路单元4直接或者经由固定部件11与保持基台7的固定部73电连接。
以这种方式将噪声屏蔽板34(连接部14)与保持基台的金属层72直接连接，形成能够实现更稳定的噪声屏蔽板34的电接地的结构。
[第三实施例]
第三实施例将例示在摄像检测面板31和保持基台7之间插入屏蔽板6并且能够从电子暗盒1获取更稳定的图像的结构(图4)。图4是根据第三实施例的电子暗盒的侧面截面图。在第三实施例的电子暗盒1中，摄像检测面板31通过具有防反射以及冲击吸收效果的绝缘体9与屏蔽板6接合，屏蔽板6由具有放射线屏蔽和噪声屏蔽效果的材料构成。
根据上述结构，保持基台7作为用于将驱动/读取电路33和控制电路单元4在恒定电位连接并将它们与基准电位接地的电路地线。此外，设置在放射线图像传感器3的表面上的噪声屏蔽板34经由连接部15(由具有低电阻率的材料构成)与屏蔽板6在恒定电位连接。
以下是第三实施例中的电路径。摄像检测面板31经由柔性电路板32与驱动/读取电路33电连接。驱动/读取电路33与保持基台7的固定部73电连接。连接部15从放射线图像传感器3的表面上的噪声屏蔽板34延伸，并与屏蔽板6电连接。屏蔽板6与保持基台7的固定部73电连接。控制电路单元4直接或者经由固定部件11与固定部73电连接。
如上所述，在根据第三实施例的电子暗盒1中，由于摄像检测面板31被屏蔽板6屏蔽，因此能够以与第一和第二实施例相比相邻部件与摄像检测面板31更紧的接触的空间来屏蔽摄像检测面板31。以这种方式将摄像检测面板31从保持基台7分离作为电路地线，使得能够通过减轻电路接地部的影响而获得更稳定的图像。
本发明能够提供用于放射线摄像的电子暗盒，该电子暗盒在维持高坚固性和抗噪性的同时实现轻量化、小型化和薄型化。
虽然参照示例性实施例对本发明进行了描述，但是应当理解，本发明并不限于所公开的示例性实施例。应当对所附权利要求的范围给予最宽的解释，以使其涵盖所有这些变型例以及等同的结构和功能。

Claims (8)

1.一种用于放射线摄像的电子暗盒，所述电子暗盒包括：
壳体；
摄像检测面板，其布置在所述壳体中，并被配置为将入射的放射线转换为电信号；
电路，其布置在所述壳体中，并被配置为通过向所述摄像检测面板提供驱动信号来驱动所述摄像检测面板，并从所述摄像检测面板检测电信号；以及
保持基台，其布置在所述壳体中并被配置为支持所述摄像检测面板，
其中，所述保持基台具有第一面和与所述第一面相对的侧上的第二面，所述第一面被配置为支持所述摄像检测面板，所述第二面被配置为支持所述电路；并且
其中，所述保持基台包括碳纤维叠层板，所述碳纤维叠层板包括碳纤维叠层中插入的金属层，所述金属层与所述电路的地线电连接。
2.根据权利要求1所述的电子暗盒，其中，所述保持基台的所述金属层形成与入射到所述摄像检测面板上的放射线的入射方向垂直的平面，并且具有不小于所述摄像检测面板的摄像像素区域的面积的面积。
3.根据权利要求1或2所述的电子暗盒，所述电子暗盒还包括与所述金属层电连接的固定部，
其中，所述电路通过所述固定部固定到所述保持基台，并且所述电路的地线经由所述固定部与所述金属层连接。
4.根据权利要求3所述的电子暗盒，其中，所述固定部贯通所述保持基台的所述第一面和所述第二面。
5.根据权利要求1或2所述的电子暗盒，所述电子暗盒还包括噪声屏蔽板，所述噪声屏蔽板至少遮盖所述摄像检测面板的摄像像素区域，并且与所述保持基板的所述金属层电连接。
6.根据权利要求5所述的电子暗盒，所述电子暗盒还包括连接部，所述连接部被配置为将所述噪声屏蔽板与所述金属层直接连接。
7.根据权利要求1或2所述的电子暗盒，所述电子暗盒还包括：屏蔽板，所述屏蔽板设置在所述摄像检测面板与所述保持基台之间，并且与所述金属层电连接。
8.根据权利要求1或2所述的电子暗盒，其中，所述保持基台的所述金属层包括网孔结构。
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