JP2001153959A - X線平面検出器 - Google Patents

X線平面検出器

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JP2001153959A
JP2001153959A JP33605699A JP33605699A JP2001153959A JP 2001153959 A JP2001153959 A JP 2001153959A JP 33605699 A JP33605699 A JP 33605699A JP 33605699 A JP33605699 A JP 33605699A JP 2001153959 A JP2001153959 A JP 2001153959A
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JP
Japan
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ray
flat panel
panel detector
holding
switching element
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JP33605699A
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English (en)
Inventor
Takeshi Miyagi
武史 宮城
Akira Konno
晃 金野
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 良好な放熱の可能なX線平面検出器を提供す
る。 【解決手段】 入射したX線を電荷に変換するX線電荷
変換部と、X線電荷変換部に接し画素毎に設けられる画
素電極と、画素電極と接続されるスイッチング素子と、
スイッチング素子と接続される信号線と、スイッチング
素子に駆動信号を送る走査線とを具備するX線検出部1
1と、X線検出部11を保持する保持部12と、保持部
12に形成される放熱機構15とを具備することを特徴
とするX線平面検出器。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば医療用のX
線撮影装置などに用いられる、X線平面検出器に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年、医療分野においては、治療を迅速
かつ的確に行う為に、患者の医療データをデータベース
化する方向へと進んでいる。患者は複数の医療機関を利
用する事が一般的であり、この様な場合、他の医療機関
のデータが無いと的確な治療行為が行えない可能性があ
る為である。
【0003】X線撮影の画像データについてもデータベ
ース化の要求があり、それに伴って、X線撮影画像のデ
ジタル化が望まれている。医用X線診断装置では、従来
銀塩フィルムを使用して撮影してきたが、これをデジタ
ル化する為には、撮影したフィルムを現像した後再度ス
キャナなどで走査する必要があり、手間と時間がかかっ
ていた。
【0004】最近は、1インチ程度のCCDカメラとイ
メージインテンシファイア管を使用し、直接画像をデジ
タル化する方式が実現されているが、例えば肺の撮影を
する場合、40cm×40cm程度の領域を撮影する
為、光を集光する光学装置が必要であり、装置の大型化
が問題になっている。また光学系の歪みにより解像度が
低下する問題もあった。
【0005】これら2方式の問題を解決する方式として
薄膜トランジスタ(TFT)を用いたX線平面検出器が
提案されている。このX線平面検出器のX線検出部の断
面図、図7で回路構成を示し、以下で動作の説明をす
る。
【0006】図7に示すX線平面検出器のX線検出部で
は、電源71により電圧印加電極72に高電圧を印加す
る。X線電荷変換部として設けられるセレン(Se)層
73は、電圧印加電極72に高電圧が印加された状態で
はフォトコンダクタとして機能する。従って、高電界下
で電圧印加電極72を通してSe層73にX線が入射す
ると、入射したX線が電荷の生成に寄与し、画素毎に設
けられた画素電極74を通して、やはり画素毎に設けら
れたコンデンサ75に電荷が蓄積され、このX線平面検
出器はX線−電荷変換機能を有することになる。コンデ
ンサ75に蓄積された電荷は、例えば、スイッチング機
能を有するTFT76を用いて1画素を選択し、読み出
す。
【0007】次に、図8に、図7で示したX線平面検出
器のX線検出部の回路構成を示す。図8において、2次
元マトリクス状に配置された複数の画素電極74は、入
射したX線の強度に応じて、光電変換膜(図示せず)に
おいて生じた電荷を収集する。画素電極74において収
集された電荷を蓄積するために、画素電極74には、電
荷蓄積素子として用いられるコンデンサ75が接続され
ている。
【0008】また、各コンデンサ75に蓄積された電荷
を情報として読み出すスイッチング素子として、各画素
毎にTFT76がアレイ状に設けられている。
【0009】TFT76の駆動回路であるゲートドライ
バ81は、同一行の全てのTFT76のゲートに電気的
に接続されたゲート駆動線82に制御信号を供給するこ
とによって、TFT76のオン/オフ動作を行単位で制
御する。これにより、同一行のTFT76の出力信号
は、信号線83を介して積分アンプ84で増幅される。
【0010】その後、増幅された信号はマルチプレクサ
85において順次選択され、A/Dコンバータによって
デジタル信号に変換されて出力される。
【0011】一方、X線平面検出器には、上述したX線
を検出するための回路と、X線を検出するための回路を
コントロールする、または信号の入出力を制御する電子
回路が内蔵されており、これらの電子回路からは熱が発
生する。従って、適切な放熱手段を施さなければシステ
ム全体が正常に動作しない。また、医用機器は、患者に
接するおそれのある筐体部は、約41℃以下としなけれ
ばならないという規定がある。
【0012】従って、従来のX線平面検出器では、図9
に示すように、保持部91に取り付けられ上述したX線
検出部を内部に設けたモジュール本体92の、内部で発
生した熱は、モジュール本体92のX線が入射する面の
反対側の面にフィン93を形成することにより、放熱さ
れていた。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
のX線平面検出器においては、手術時の血液や薬液の飛
散から電子回路やSe層73を守り、また滅菌を行うた
めに、通常、筐体部の放熱の困難な密閉型が要求され、
一般的には、図9に示すような滅菌用カバー94で検出
器を覆う。この際、放熱用のフィン93も滅菌用カバー
94で覆われる為、放熱量は減少する。
【0014】従って、画質向上のために高精細化が進
み、半導体素子の数が増大することにより、滅菌用カバ
ー94で覆われたフィン93では放熱量が足りなくなる
という問題がある。
【0015】
【課題を解決するための手段】そこで本発明は、入射し
たX線を電荷に変換するX線電荷変換部と、X線電荷変
換部に接し画素毎に設けられる画素電極と、画素電極と
接続されるスイッチング素子と、スイッチング素子と接
続される信号線と、スイッチング素子に駆動信号を送る
走査線とを具備するX線検出部と、X線検出部を保持す
る保持部と、保持部に形成される放熱機構とを具備する
ことを特徴とするX線平面検出器を提供する。
【0016】本発明のX線平面検出器は、保持部に、冷
却風取り入れ穴を設け、外部から保持部内部に冷却風を
導いても良い。
【0017】また本発明のX線平面検出器は、X線検出
部の、保持部と接続する面の一部または全体に銅を含有
する層を設けても良い。
【0018】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態を詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定される
ものではない。
【0019】まず、図1を用いて、本発明の第1の実施
形態について説明する。
【0020】図1は、第1の実施形態におけるX線平面
検出器の断面図であり、画素毎に電荷を蓄積する素子が
2次元マトリクス状に形成された基板や、コントロール
基板などの回路基板(図示せず)が、モジュール本体1
1に収納されている。これらの回路構成等は、従来のも
のを使用すれば良い。
【0021】モジュール本体11には通常、Cアームや
Ωアーム等に取り付ける為の保持部12が形成されてお
り、手術時には滅菌用カバー13がかぶせられる。本実
施形態では、モジュール本体11の保持部12側の面に
熱伝導用の銅板14を貼り付け、この銅板14を通して
モジュール本体11内部からの熱を保持部12に伝達
し、保持部12に設けられた複数枚の空冷用のフィン1
5により、放熱を行う。
【0022】これにより、放熱を行う部分が滅菌用カバ
ー13に覆われないために、放熱量が大きくなり、半導
体素子の数が増大しても、良好な放熱を実現する事が出
来る。
【0023】次に、第2の実施形態のX線平面検出器を
図2に示し、第1の実施形態と異なる点を中心に説明す
る。本実施形態では、モジュール本体11の発熱量が大
きく、さらに放熱量が必要な場合に、図2に示すよう
に、保持部12に冷却風取り入れ穴21を設け、保持部
12の内部にファン22を設け、強制的に空気の流れを
作る事により、強制空冷を行う。この際、医用機器で
は、患者や術者に冷却風が当たる事が好ましくないた
め、空気の流れは矢印で示すようになり、保持部12の
周囲からの空気が冷却風取り入れ穴21から取り込ま
れ、保持部12に接続するダクト(図示せず)から、暖
められた空気が排出される。
【0024】さらに、図2では、モジュール本体11の
裏面の、保持部12の内部に位置する部分にもフィン1
5が設けられており、保持部12内部に熱を集中させ、
この暖められた空気を排出する事により、良好な放熱を
実現している。図2においても、モジュール本体11の
保持部12側の面に熱伝導用の銅板を貼り付けても良
く、その場合には、熱を効率よく保持部12に伝える事
が出来るために、さらに良好な放熱を実現する事が出来
る。
【0025】図3は、第2の実施形態の変形例であり、
暖められた空気を、ファン22を用いて保持部12を通
じてダクト(図示せず)から排出するのは第2の実施形
態と同様であるが、この変形例ではモジュール本体11
から熱を伝導する方法として、ヒートパイプを用いてい
る。図示しないが、ヒートパイプはモジュール本体11
内部の各素子付近に複数設け、熱を吸収させている。そ
して、ヒートパイプの濃縮部31を保持部12内部に設
け、ファン22によって図2と同様な空気の流れを形成
する事により、冷却風が発生し、ヒートパイプ内で蒸気
となった作動液を、濃縮部31で液体に戻す事が出来
る。
【0026】従って、本実施形態においても、保持部1
2に熱を集中させ、この熱を排出する事が出来るため、
良好な放熱が可能となる。
【0027】なお、図2、図3では、ファン22を使用
する事により冷却風を発生させたが、保持部12にダク
ト装置(図示せず)を接続し、ダクト装置で保持部12
の空気を引く事により冷却風を発生させても良い。
【0028】次に、第3の実施形態のX線平面検出器を
図4に示し、第2の実施形態と異なる点を中心に説明す
る。
【0029】本実施形態は、さらにモジュール本体11
の発熱量が大きい場合や、モジュール本体11内部の電
子回路を低温に保つ必要がある場合に、図4に示すよう
に、保持部12の周囲に水冷管41を設置するものであ
る。
【0030】図4に示す様に水冷管41内に水を流す事
によって、強力な冷却を行う事が出来、また冷却水は水
温を調節する事が出来るために、モジュール本体11
や、その内部の電子回路の温度を、希望する温度に調節
する事も出来る。
【0031】さらに強力な冷却が必要な場合には、図5
に示すように、保持部12にペルチエ素子51を設けて
もよい。ペルチエ素子51は、一般的に温度を約0℃以
下まで下げる事が容易に出来るため、ノイズの影響が大
きくノイズを出来るだけ低減したいアナログICの冷却
には、特に効果がある。
【0032】図4、図5においても、モジュール本体1
1の保持部12側の面に、熱伝導用の銅板を貼り付けて
も良く、その場合には、熱を効率よく保持部12に伝え
られる為に、さらに良好な放熱を実現する事が出来る。
【0033】以上詳細に説明した本発明によって、保持
部12に放熱機構を設ける事により、モジュール本体1
1が、密閉され、また滅菌用カバー13で覆われたとし
ても、良好な放熱の可能なX線平面検出器を提供する事
が出来る。
【0034】なお、上述した各実施形態では、モジュー
ル本体11と保持部12のみを示したが、これらは、例
えば図6に示すように、Cアーム61に取り付ければよ
く、さらにファンやダクト装置などを用いて、保持部1
2で放熱を行い暖められた空気を引く場合には、フレキ
シブルホース62を設け、ここから空気を排出しても良
い。また、本発明は、Cアーム61だけでなく、Ωアー
ムや、その他形状の異なるアームに取り付けて用いても
良い。さらに、モジュール本体の形状も、本発明の要旨
を逸脱しない範囲で種々変形可能である。
【0035】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
良好な放熱の可能なX線平面検出器を提供する事が出
来、安全性と信頼性の高いX線平面検出器の実現が可能
となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施形態に係るX線平面検出
器の断面図。
【図2】 本発明の第2の実施形態に係るX線平面検出
器の断面図。
【図3】 本発明の第2の実施形態の変形例に係るX線
平面検出器の断面図。
【図4】 本発明の第3の実施形態に係るX線平面検出
器の断面図。
【図5】 本発明の第3の実施形態の変形例に係るX線
平面検出器の断面図。
【図6】 本発明のX線平面検出器をCアームに搭載す
る説明図。
【図7】 従来のX線平面検出器のX線検出部の構成を
説明する断面図。
【図8】 従来のX線平面検出器の回路構成を説明する
図。
【図9】 従来のX線平面検出器の断面図。
【符号の説明】
11、92…モジュール本体 12、91…保持部 13、94…滅菌用カバー 14…銅板 15、93…フィン 21…冷却風取り入れ穴 22…ファン 31…濃縮部 41…水冷管 51…ペルチエ素子 61…Cアーム 62…フレキシブルホース 63…X線発生装置 64…寝台 71…電源 72…電圧印加電極 73…Se層 74…画素電極 75…コンデンサ 76…TFT 81…ゲートドライバ 82…ゲート駆動線 83…信号線 84…積分アンプ 85…マルチプレクサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G088 EE01 FF02 GG23 JJ05 JJ09 JJ23 JJ37 4M118 AA10 AB01 BA05 CA14 CB05 FB09 FB13 FB14 GA10 HA20 HA36 5C024 AA11 AA12 DA07 FA20 GA31

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入射したX線を電荷に変換するX線電荷
    変換部と、前記X線電荷変換部に接し画素毎に設けられ
    る画素電極と、前記画素電極と接続されるスイッチング
    素子と、前記スイッチング素子と接続される信号線と、
    前記スイッチング素子に駆動信号を送る走査線とを具備
    するX線検出部と、前記X線検出部を保持する保持部
    と、前記保持部に形成される放熱機構とを具備すること
    を特徴とするX線平面検出器。
  2. 【請求項2】 前記保持部に、冷却風取り入れ穴を設
    け、外部から前記保持部内部に冷却風を導くことを特徴
    とする請求項1記載のX線平面検出器。
  3. 【請求項3】 前記X線検出部の、前記保持部と接続す
    る面の一部または全体に銅を含有する層を設けることを
    特徴とする請求項1記載のX線平面検出器。
JP33605699A 1999-11-26 1999-11-26 X線平面検出器 Pending JP2001153959A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003194951A (ja) * 2001-12-28 2003-07-09 Canon Inc X線撮影装置
US11585953B2 (en) * 2018-09-30 2023-02-21 Shanghai United Imaging Healthcare Co., Ltd. Systems for imaging

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003194951A (ja) * 2001-12-28 2003-07-09 Canon Inc X線撮影装置
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