JP2010243564A - 放射線画像検出カセッテ - Google Patents

Abstract

【課題】カセッテの外装の損傷を抑制すること。
【解決手段】第１の蓋部材３２が本体部３１の開口部を塞いだ状態において、本体部３１の外壁３１Ｓよりも第１の蓋部材３２の外壁３２Ｓの方が外方に突出しており、本体部３１の外壁３１Ｓと第１の蓋部材３２の外壁３２Ｓとの段差をＨとした場合、０．２ｍｍ≦Ｈの関係式を満足する。
【選択図】図６

Description

本発明は、放射線画像検出カセッテに関する。

近年、被写体に放射線を照射し、被写体を透過した放射線を検出して放射線画像を得る方法として、デジタル方式の放射線画像検出装置が用いられている。このような放射線画像検出装置としては、いわゆるＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）がある。

ＦＰＤの一例としては、基板上に複数の検出素子を二次元的に配列し、被写体を透過した放射線が蛍光体（シンチレータ）に照射され、照射された放射線量に応じて発光する可視光を電荷に変換して光電変換素子に蓄積し、光電変換素子に蓄積した電荷を読み出すことにより放射線画像を得るものがある。このようなＦＰＤは撮影直後に放射線画像を得られるという即時性を有している。

カセッテ型ＦＰＤの一例としては特許文献１に記載されている。特許文献１に記載のカセッテ型ＦＰＤ（Ｘ線検出器）は、一つの開口を有する単一個構成の保護筐体（本体）の内部に撮像パネルが配置され、保護筐体の開口を蓋である把手により塞いだ構成となっている。

特開２００８−９０３０４号公報

カセッテ型ＦＰＤは、撮影台にセットされて放射線画像の撮影に使用されるわけであるが、特許文献１に記載されたカセッテ型ＦＰＤは、撮影台へのセット時に撮影台のセットされる部分に摺擦し、保護筐体（本体）の開口部分がめくれてしまうことがある。また、カセッテ型ＦＰＤを所定の場所に運ぶ最中に誤って他の物体に接触させてしまうと、保護筐体の開口部分がめくれてしまうことがある。この点を図７〜図９を用いて説明する。

図７は、特許文献１に記載されたカセッテ型ＦＰＤとほぼ同様の構造であるカセッテ型ＦＰＤを示す斜視図である。

図７に示すカセッテ型ＦＰＤ１００は、一つの開口部１０１Ａを有する本体１０１と、蓋１０２により構成されており、特許文献１に記載されたカセッテ型ＦＰＤと同様に、本体１０１の開口部１０１Ａを蓋１０２により塞いだ構成となっている（本体１０１が特許文献１に記載されたカセッテ型ＦＰＤの保護筐体に対応し、蓋１０２が特許文献１に記載されたカセッテ型ＦＰＤの把手に対応する）。

図８は、図７（ａ）に示すカセッテ型ＦＰＤ１００をｘ方向から見たカセッテ型ＦＰＤ１００の部分側面図である。カセッテ型ＦＰＤ１００が撮影台に対して図８（ａ）に示すｙ方向に挿入されてセットされる時に、本体１０１の外壁１０１Ｂが撮影台のセットされる部分に摺擦し、外壁１０１Ｂに対して図８（ａ）のｚ方向に一定の力が加わる場合がある。また、カセッテ型ＦＰＤ１００を所定の場所に運ぶ最中に他の物体が外壁１０１Ｂに接触し、外壁１０１Ｂに対して図８（ａ）のｚ方向に力が加わる場合がある。

本体１０１の厚さｔ１と蓋１０２の厚さｔ２が同一、或いは本体１０１の厚さｔ１が蓋１０２の厚さｔ２より大きいと、カセッテ型ＦＰＤ１００のセット時又は搬送時に撮影台のセットされる部分等が開口部分（開口部１０１Ａ周辺の本体１０１の端部）ｐに接触する場合がある。その結果、図８（ｂ）に示すように開口部分ｐがめくれてしまい、めくれた部分が障害となってカセッテ型ＦＰＤ１００が撮影台に円滑にセットされなかったり、めくれた部分が放射線画像撮影時に患者に当たって不快感を生じさせてしまったりするという問題が発生する。

また、図９に示すように本体１０１の内部に炭素繊維の束ＣＳを交差して織成したカセッテ型ＦＰＤが存在する。このような構造のカセッテ型ＦＰＤにおいて、前述したようにカセッテ型ＦＰＤのセット時又は搬送時に撮影台のセットされる部分等が開口部分に接触すると、炭素繊維の束ＣＳの端ＣＳ１がささくれた状態となる。このような状態になると、開口部分がめくれてしまった場合と同様に、ささくれが障害となって、カセッテ型ＦＰＤ１００が撮影台に円滑にセットされなかったり、ささくれが放射線画像撮影時に患者に当たって不快感を生じさせてしまったりするという問題が発生する。

そこで、本発明の目的は、カセッテの外装の損傷を抑制する放射線画像検出カセッテを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る放射線画像検出カセッテは、
被写体に向けて照射された放射線を検出して放射線画像データを取得する可搬型の放射線画像検出カセッテであって、
入射した放射線を光に変換するシンチレータと、当該シンチレータにより変換された光を受けて電気信号に変換する検出部と、を備える検出器ユニットと、
少なくとも、開口部を有しカーボンにより構成された本体部と、前記開口部を塞ぐ蓋部と、により構成され、前記検出器ユニットを内蔵する筐体と、
を有し、
前記蓋部が前記開口部を塞いだ状態において、前記本体部の外壁よりも前記蓋部の外壁の方が外方に突出しており、
前記本体部の外壁と前記蓋部の外壁との段差をＨとした場合、以下の関係式を満足することを特徴とするものである。

０．２ｍｍ≦Ｈ

本発明に係る放射線画像検出カセッテによれば、カセッテの外装の損傷を抑制することが出来るため、撮影台に対してカセッテが円滑にセットされないことを防止し、またユーザーがカセッテを触った際に不快感を与えることを防止出来る。

カセッテ型検出器の斜視図である。 本体部の斜視図である。 炭素繊維群の構造を示す説明図である。 本体部と第１の蓋部材との構造を示す部分斜視図である。 図１に示すカセッテ型検出器をａ方向から見た所定箇所の断面図である。 カセッテ型検出器の側面図である。 特許文献１に記載されたカセッテ型ＦＰＤとほぼ同様の構造であるカセッテ型ＦＰＤを示す斜視図である。 図７（ａ）に示すカセッテ型ＦＰＤをｘ方向から見たカセッテ型ＦＰＤの部分側面図である。 内部に炭素繊維の束を有する本体の斜視図である。

［カセッテ型検出器の概要］
図１は、カセッテ型検出器１の斜視図である。放射線画像検出カセッテであるカセッテ型検出器１は、カセッテ型のフラットパネルディテクタ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）である。カセッテ型検出器１は、照射された放射線を検出してデジタル画像データとして取得する放射線検出部２（図５参照）と、放射線検出部２を内蔵するハウジング（筐体）３とを備えている。ハウジング３は、本体部３１と、本体部３１の開口部を塞ぐ第１の蓋部材（蓋部）３２、第２の蓋部材（蓋部）３３とにより構成されている。

本実施形態において、ハウジング３は、その放射線入射方向の厚さが１５ｍｍとなるように形成されている。なお、ハウジング３の放射線入射方向の厚さは１６ｍｍ以下であり、従来のスクリーン／フィルム用のカセッテにおけるＪＩＳ規格（ＪＩＳ Ｚ ４９０５）に準拠するサイズ（１５ｍｍ＋１ｍｍであり、かつ１５ｍｍ−２ｍｍ）の範囲内である（ＪＩＳ Ｚ ４９０５に対応する国際規格は、ＩＥＣ ６０４０６である）。

図２は、本体部３１の斜視図である。本体部３１は、カーボン（例えば炭素繊維強化プラスチック：ＣＦＲＰ）で構成され、軽量で強度が優れたものである。またＸ線透過率も良好なものである。図２で示すように、本体部３１は中空の筒状となっており、カセッテ型検出器１の強度を保つように形成されている。本体部３１の両側には開口部３１Ａ、３１Ｂがあり、開口部３１Ａは第１の蓋部材３２により塞がれ、開口部３１Ｂは第２の蓋部材３３により塞がれる（図１参照）。

本体部３１をさらに詳しく説明すると、本体部３１は図３（ａ）に示す炭素繊維群Ｃを含み、炭素繊維群Ｃが積層されて全体を樹脂材（例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂等）によって硬化したものである。

図３（ａ）に示すように、炭素繊維群Ｃは一方向に配列された炭素繊維の束Ｃ１と、炭素繊維の束Ｃ１に直交する方向に配列された炭素繊維の束Ｃ２が織成されたものであり、強固な構造となっている。図３（ｂ）は炭素繊維の束Ｃ１、Ｃ２の断面の概略を示し、炭素繊維の束Ｃ１、Ｃ２は複数の炭素繊維ＣＳが密集した形で構成されている。カセッテ型検出器１は、放射線が照射されたり、撮影台に複数回セットされたりするため、経時的な劣化により本体部３１の強度が低下する傾向にあるが、織成された炭素繊維群Ｃを内部に有することにより、本体部３１の強度を保つことが出来る。また、織成された炭素繊維群Ｃを内部に有することにより、本体部３１の壁が薄い場合でも一定の強度を保つことが出来る。

第１の蓋部材３２、第２の蓋部材３３はアルミニウムで形成されている。また第１の蓋部材３２、第２の蓋部材３３はアルミニウム合金で形成することもできる。カセッテ型検出器１は、可搬型であるため持ち運び性やブッキーなどの撮影台へのセット性を考慮するとさらに軽量であるマグネシウム合金で第１の蓋部材３２、第２の蓋部材３３を形成することも有効である。アルミニウム合金の比重は２．７であり、マグネシウム合金の比重は１．８であるので、マグネシウム合金は、アルミニウム合金に比較して蓋部材３２と蓋部材３３で３分の２程度軽く出来る。さらにマグネシウム合金は、比強度、比剛性、振動吸収性（減衰率）でもアルミニウム合金を上回る。

図４は、図１、図２とは異なる角度から見た本体部３１と第１の蓋部材３２との構造を示す部分斜視図である。第１の蓋部材３２の挿入部３２Ａは、本体部３１の開口部３１Ａ（図２参照）が第１の蓋部材３２により塞がれると、本体部３１の内部に入り込む構造になっている。一方、第１の蓋部材３２の外壁３２Ｂは、本体部３１の開口部３１Ａが第１の蓋部材３２により塞がれても本体部３１の内部に入り込まず、ハウジング３の外装を構成するようになっている。つまり、第１の蓋部材３２の一部は本体部３１の内部に入り込み、第１の蓋部材３２の両端は本体部３１の内部に入り込まない構造となっている。なお、第１の蓋部材３２と第２の蓋部材３３はほぼ同じ形状となっており、図４で説明した構造により各々の開口部３１Ａ、３１Ｂが第１の蓋部材３２、第２の蓋部材３３により塞がれている。第１の蓋部材３２の両端と第２の蓋部材３３の両端は、本体部３１の内部に入り込まない構造となっており、本体部３１の四隅のカーボン繊維体を保護することが出来るので、カセッテ型検出器１の落下などによる衝撃から、本体部３１の四隅のカーボンの破損を防止することが出来る。

［カセッテ型検出器の内部構造］
次にカセッテ型検出器１の内部構造について説明する。図５は、図１に示すカセッテ型検出器１をａ方向から見た所定箇所の断面図である。

図５に示すように、放射線検出部２は、検出器ユニット２１、基台２２、電気部品（中継基板２３Ａ、制御基板２３Ｂ、充電池２４等）により構成されている。本実施形態において、基台２２の上方の面には遮蔽部材２５を介して検出器ユニット２１が取り付けられており、基台２２の下方の面には制御基板２３Ｂや充電池２４等、複数の電気部品が取り付けられている。

基台２２は可撓性であり、薄い樹脂により構成されている。厚さは約１ｍｍであり、材質は例えば、ポリカーボネイトとＡＢＳを混合した樹脂である。

検出器ユニット２１はシンチレータ層２１１、検出部２１２、センサアレイ基板２１３、対向基板２１４、緩衝材２１５等から構成されている。検出器ユニット２１の基本構造を説明すると、検出部２１２がセンサアレイ基板２１３の上に支持されており、その上方にシンチレータ層２１１が設置されている。シンチレータ層２１１の上方には対向基板２１４が設置されており、シンチレータ層２１１は対向基板２１４とセンサアレイ基板２１３に挟まれている。

シンチレータ層２１１は入射した放射線を光に変換する機能を有する。シンチレータ層２１１は、例えば、蛍光体を主たる成分とし、入射した放射線に基づいて、波長が３００ｎｍから８００ｎｍの電磁波、すなわち、可視光線を中心に紫外光から赤外光にわたる電磁波（光）を出力するようになっている。

シンチレータ層２１１の下方には検出部２１２が形成されおり、検出部２１２はシンチレータ層２１１から出力された電磁波（光）を電気エネルギーに変換して蓄積し、蓄積された電気エネルギーに基づく電気信号の出力を行う。

センサアレイ基板２１３と対向基板２１４は、ともに厚みが０．６ｍｍ程度のガラス基板である。

センサアレイ基板２１３の下方には緩衝材２１５が設置されており、対向基板２１４に対するセンサアレイ基板２１３の突出部を補強するとともに、センサアレイ基板２１３に加わる荷重を吸収する。また、対向基板２１４の上方には対向基板２１４を保護する保護部材２１６が設置されている。

センサアレイ基板２１３の端部には検出部２１２で発生した電気信号を取り出すための電気信号取出部２１７が設けられており、電気信号取出部２１７と第１中継基板２３Ａとはフレキシブルハーネス２６により接続されている。

基台２２の下方の面に取り付けられた充電池２４として、本実施形態ではリチウムイオンキャパシターを使用している。

以上、図１〜図５に示すようなカセッテ型検出器１を使用することにより、被写体の放射線画像を検出することが可能となっている。

［本体部と第１の蓋部材との段差］
次に本体部３１の外壁と第１の蓋部材３２の外壁との段差について説明する。図６（ａ）は、カセッテ型検出器１の側面図であり、図６（ｂ）は、第１の蓋部材３２近傍の拡大側面図である。

図６（ａ）で示すように、本体部３１の両端に第１の蓋部材３２と第２の蓋部材３３が設置されており、第１の蓋部材３２と第２の蓋部材は本体部３１の開口を塞いでいる。本体部３１と第１の蓋部材３２との関係と、本体部３１と第２の蓋部材３３との関係は同様であるため、ここでは本体部３１と第１の蓋部材３２との関係を図６（ｂ）を用いて説明する。

図６（ｂ）で示すように、本体部３１の開口部を第１の蓋部材３２により塞いだ状態において、本体部３１の外壁３１Ｓよりも第１の蓋部材３２の外壁３２Ｓの方が外方（図６では上方）に突出している。つまり、本体部３１よりも第１の蓋部材３２の方が外側に出っ張っており、本体部３１の外壁３１Ｓと第１の蓋部材３２の外壁３２Ｓとの間に段差Ｈが形成されている。

カセッテ型検出器１は撮影台に対して図６（ｂ）に示すｂ方向に挿入されてセットされるわけであるが、セット時に本体部３１の外壁３１Ｓや第１の蓋部材３２の外壁３２Ｓが撮影台のセットされる部分に摺擦し、本体部３１の外壁３１Ｓ等に対して図６（ｂ）のｃ方向に一定の力が加わる場合がある。また、カセッテ型検出器１を所定の場所に運ぶ最中に他の物体が本体部３１の外壁３１Ｓや第１の蓋部材３２の外壁３２Ｓに接触し、本体部３１の外壁３１Ｓ等に対して図６（ｂ）のｃ方向に力が加わる場合がある。

本実施形態におけるカセッテ型検出器１において、本体部３１よりも第１の蓋部材３２の方が外側に出っ張っており、段差Ｈがあるため、撮影台のセットされる部分等がカセッテ型検出器１に摺擦又は接触するとしても本体部３１の開口部分（開口部３１Ａ周辺における本体部３１の端部）ｐにおいて摺擦又は接触することはない。その結果、本体部３１の開口部分ｐがめくれたり、炭素繊維のささくれが発生したりすることはない。どの程度の段差Ｈを設ければ本体部３１の開口部分ｐのめくれ等が発生しないか実験により確認したところ、以下の（１）式を満足する必要があることが把握出来た。
０．２ｍｍ≦Ｈ ・・・（１）
本実施形態では、本体部３１の厚さｔ１は１５．０ｍｍ、第１の蓋部材３２の厚さｔ２は１５．４ｍｍ、段差Ｈは０．２ｍｍとなっており、カセッテ型検出器１のセット動作を複数回実行したが、本体部３１の開口部分ｐにおけるめくれ等は発生しなかった。一方、本体部３１の厚さｔ１を１５．０ｍｍ、第１の蓋部材３２の厚さｔ２を１５．２ｍｍ、段差Ｈを０．１ｍｍにしてカセッテ型検出器１のセット動作を複数回実行すると、本体部３１の開口部分ｐにおけるめくれ等が発生した。

以上説明したように、上記（１）式を満足するように段差Ｈを設けることにより、本体部３１の開口部分ｐにおけるめくれやささくれを防止出来る。その結果、カセッテ型検出器１はめくれ等がないため、円滑に撮影台にセットされることになり、また、ユーザーがカセッテ型検出器１を触っても尖っている部分はないため不快感を与えることはない。また本体部３１のカーボン（例えば炭素繊維強化プラスチック：ＣＦＲＰ）の端面を剛性のあるアルミニウム合金やマグネシウム合金などの金属性の蓋部材で塞ぐことで、落下などの衝撃をカーボンの端面で直接受けることがなくなり、本体部３１の開口部分（開口部３１Ａ周辺における本体部３１の端部）ｐの変形や破損を防止してカセッテの耐久性を向上させることが出来る。

ところで、本体部３１の開口部分ｐにおけるめくれ等の防止の観点で段差Ｈを大きくとってしまうと、カセッテ型検出器１が凹凸形状となり、例えば患者がカセッテ型検出器１の上に横になって放射線画像を撮影する場合に患者に不快感を与える可能性がある。そこで、患者に不快感を与えることを防止する観点で段差Ｈを検討したところ、以下の（２）式を満足することが好ましいことが把握出来た。
Ｈ≦２．０ｍｍ ・・・（２）
更に、本体部３１の厚さｔ１や第１の蓋部材３２の厚さｔ２が制限されているＪＩＳ規格に準拠するサイズのハウジング３では、段差Ｈを以下の（３）式を満足すれば、患者に不快感を与えることなく、且つハウジング３の大きさも抑えることが出来る。
Ｈ≦１．０ｍｍ ・・・（３）
以上、図１〜図６に示す実施形態により本発明を説明したが、本発明は当該実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

１ カセッテ型検出器
２ 放射線検出部
３ ハウジング
２１ 検出器ユニット
２２ 基台
３１ 本体部
３２ 第１の蓋部材
３３ 第２の蓋部材
２１１ シンチレータ層
２１２ 検出部

Claims (5)

1. 被写体に向けて照射された放射線を検出して放射線画像データを取得する可搬型の放射線画像検出カセッテであって、
   入射した放射線を光に変換するシンチレータと、当該シンチレータにより変換された光を受けて電気信号に変換する検出部と、を備える検出器ユニットと、
   少なくとも、開口部を有しカーボンにより構成された本体部と、前記開口部を塞ぐ蓋部と、により構成され、前記検出器ユニットを内蔵する筐体と、
   を有し、
   前記蓋部が前記開口部を塞いだ状態において、前記本体部の外壁よりも前記蓋部の外壁の方が外方に突出しており、
   前記本体部の外壁と前記蓋部の外壁との段差をＨとした場合、以下の関係式を満足することを特徴とする放射線画像検出カセッテ。
   ０．２ｍｍ≦Ｈ
2. 前記Ｈが以下の関係式を満足する請求項１に記載の放射線画像検出カセッテ。
   Ｈ≦２．０ｍｍ
3. 前記Ｈが以下の関係式を満足する請求項１に記載の放射線画像検出カセッテ。
   Ｈ≦１．０ｍｍ
4. 前記本体部は、一方向に配列された炭素繊維の束と、当該束と直交する方向に配列した炭素繊維の束と、によって織成された炭素繊維群を含む請求項１から請求項３までの何れか１項に記載の放射線画像検出カセッテ。
5. 前記蓋部は、アルミニウム合金又はマグネシウム合金のいずれかを含んで構成される請求項１から請求項４までの何れか１項に記載の放射線画像検出カセッテ。

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