JP2011133859A - 放射線撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】放射線検出パネルの温度上昇を抑制しつつ、撮像によって得られた画像の品質の劣化や放射線検出パネルの破壊を防止することのできる放射線撮像装置を得る。
【解決手段】平板状に構成された制御ユニット１４により制御部５０および電源部７０を収容すると共に、平板状に構成されたパネルユニット１２により放射線検出パネル２０を収容し、制御ユニット１４およびパネルユニット１２の各々の一端部を、ヒンジ１６により、制御ユニット１４の一方の面とパネルユニット１２の放射線が照射される照射面１８Ａの反対側の面とが対向する閉状態、および制御ユニット１４の一方の面とパネルユニット１２の前記反対側の面とが同一平面上で側方に並ぶ開状態の２つの状態となるように回動可能に連結する。
【選択図】図３
【解決手段】平板状に構成された制御ユニット１４により制御部５０および電源部７０を収容すると共に、平板状に構成されたパネルユニット１２により放射線検出パネル２０を収容し、制御ユニット１４およびパネルユニット１２の各々の一端部を、ヒンジ１６により、制御ユニット１４の一方の面とパネルユニット１２の放射線が照射される照射面１８Ａの反対側の面とが対向する閉状態、および制御ユニット１４の一方の面とパネルユニット１２の前記反対側の面とが同一平面上で側方に並ぶ開状態の２つの状態となるように回動可能に連結する。
【選択図】図３
Description
本発明は、放射線撮像装置に係り、特に、放射線検出パネルを備えた放射線撮像装置に関する。
近年、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）アクティブマトリクス基板上に放射線感応層を配置し、照射されたＸ線等の放射線を検出し、照射放射線量の分布を表す放射線画像のデータへ直接変換して出力するＦＰＤ（Flat Panel Detector）が実用化されており、このＦＰＤ等のパネル型の放射線検出器と、画像メモリを含む制御部および電源部を内蔵し、放射線検出器から出力される放射線画像データを画像メモリに記憶する可搬型の放射線撮像装置（以下、「電子カセッテ」ともいう。）も実用化されている。電子カセッテは可搬性に優れているのでストレッチャーやベッドに載せたまま被検者を撮影できると共に、電子カセッテの位置を変更することで撮影部位の調整も容易であるため、動けない被検者を撮影する場合にも柔軟に対処することができる。
上記に関連して、特許文献１には、平面センサの面積拡大と可搬性・保管性の両立、複数方向からの撮影の実現を目的として、平面センサを有する電子カセッテ等の撮影装置において、２枚の平面センサを各々の１つの辺で接合して開閉可能な構造とする技術が開示されている。
また、特許文献２には、操作者の身体的な負荷軽減を目的として、電子カセッテ（撮影部）を撮影制御部と分離し、当該電子カセッテを鉛直状態とされた補助装置のステージにセットし、撮影時はステージに連結した油圧シリンダを作動させることで、ステージ（電子カセッテの検出面）を水平状態まで持上げる技術が開示されている。
また、特許文献３には、カセッテシステムの軽量化を目的として、インタフェース回路部、カセッテ制御部および通信ユニット等の電子部品が搭載された制御ユニットを、放射線検出器を有するカセッテに対してコネクタおよびケーブルを介して離間可能に構成し、撮影時には制御ユニットをカセッテと離間させる技術が開示されている。
さらに、特許文献４には、小型化、薄型化、運搬、保管中のＸ線像検出手段の保護を目的として、Ｘ線像検出手段が設けられたパネルケースと、制御手段が設けられた制御ケースと、を回動自在に連結した構成のＸ線撮影装置が開示されている。
電子カセッテ等の放射線撮像装置は、特に制御部や電源部が多数の電子部品を含んで構成され、一部には発熱量の多い電子部品も用いられているため、電気部品の発熱による放射線撮像装置内部の温度上昇に伴い、放射線検出器の電気的な特性が変化したり（例えばノイズの増大、ＴＦＴの暗電流の増大等）や、放射線検出器が劣化したりする（例えば、積層構造である放射線検出器の各部材の熱膨張係数の相違に起因する変形や破損、温度変化が繰り返されることに起因する接着材の劣化や剥離、放射線検出器が直接変換方式のものである場合の温度上昇に伴うアモルファスセレンの結晶化等）といった不具合が生じ、また放射線撮像装置の表面温度が過度に上昇することで被検者に不快感を与えることもある。特に、透視などの動画像撮影時には、連続的に（長時間）撮影が行われることで静止画像撮影に比べて発熱量も大きくなるので、上記の問題がより顕著になり、例えば連続動作時間を制限する等のように、使い勝手の低下に繋がる対策を講ずる必要が生ずる可能性もある。
これに対して前述の特許文献３には、放射線検出器の一部を構成するアモルファスセレンの構造変化（結晶化）を抑制することを目的として、放射線検出器を冷却する手段をカセッテ内に配設することが提案されているものの、この場合、放射線撮像装置の構成が複雑になったり、冷却手段の構成によっては放射線撮像装置の消費電力の増大を招いたりしてしまうという問題がある。また、前述の特許文献１,２,４に記載の技術は、放射線検出器の放熱や冷却については、あまり考慮されていない。
そこで、この問題を解決するために、特許文献１や特許文献４に開示されている技術を応用して、制御部および電源部を収容する制御ユニットと、放射線検出パネルを収容するパネルユニットと、を別体で構成し、連結部材により、制御ユニットおよびパネルユニットの各々の一端部を、制御ユニットの一方の面とパネルユニットの一方の面が対向する閉状態、および制御ユニットの一方の面とパネルユニットの一方の面が側方に並び、かつ略同一の方向を向く開状態の２つの状態となるように回動可能に連結する技術が考えられる。
しかしながら、この場合、開状態とされている場合に、パネルユニットの他方の面（下方を向く面）が制御ユニットの他方の面（下方を向く面）より上方に位置されてしまう場合があり、この場合で被検者を放射線撮像装置の上部に載せた状態で撮像を行う場合には、被検者による荷重によってパネルユニットが歪んでしまう結果、撮像によって得られた画像が歪んだものとなってしまったり、さらには放射線検出パネルが破壊されてしまったりする場合がある、という新たな問題が生じる。
すなわち、放射線検出パネルは、液晶ディスプレイと同様にガラス基板に形成することができ、比較的薄くすることができる。一方、制御部に用いられるインダクタンスやコイルなどの回路素子や電源部に用いられるバッテリ等は、その高さが放射線検出パネルに比較して高い場合が多い。この場合、制御ユニットに比較してパネルユニットの方が薄くなる結果、パネルユニットの下面が制御ユニットの下面より上方に位置されてしまう可能性が高い。
本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、放射線検出パネルの温度上昇を抑制しつつ、撮像によって得られた画像の品質の劣化や放射線検出パネルの破壊を防止することのできる放射線撮像装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、請求項１に記載の放射線撮像装置は、制御部および電源部を収容する平板状に構成された制御ユニットと、放射線検出パネルを収容する平板状に構成されたパネルユニットと、前記制御ユニットおよび前記パネルユニットの各々の一端部を、前記制御ユニットの一方の面と前記パネルユニットの放射線が入射される入射面の反対側の面とが対向する閉状態、および前記制御ユニットの一方の面と前記パネルユニットの前記反対側の面とが同一平面上で側方に並ぶ開状態の２つの状態となるように回動可能に連結する連結部材と、を備えている。
請求項１記載の放射線撮像装置は、平板状に構成された制御ユニットにより、制御部および電源部が収容される一方、平板状に構成されたパネルユニットにより、放射線検出パネルが収容される。
ここで、本発明では、連結部材により、前記制御ユニットおよび前記パネルユニットの各々の一端部が、前記制御ユニットの一方の面と前記パネルユニットの放射線が入射される入射面の反対側の面とが対向する閉状態、および前記制御ユニットの一方の面と前記パネルユニットの前記反対側の面とが同一平面上で側方に並ぶ開状態の２つの状態となるように回動可能に連結される。
すなわち、本発明では、大きな発熱源となる制御部および電源部を制御ユニットに収容すると共に、放射線検出パネルをパネルユニットに収容し、連結部材により、制御ユニットおよびパネルユニットの一端部を回動可能に連結することにより、制御部および電源部と、放射線検出パネルとの熱結合を弱くすることができる結果、放射線検出パネルの温度上昇を抑制することができるようにしている。
また、本発明では、連結部材により、制御ユニットおよびパネルユニットの各々の一端部を、制御ユニットの一方の面とパネルユニットの放射線が入射される入射面の反対側の面とが対向する閉状態、および制御ユニットの一方の面とパネルユニットの前記反対側の面とが同一平面上で側方に並ぶ開状態の２つの状態となるように連結しているため、開状態で放射線画像の撮像を行う際には、パネルユニットの前記入射面が撮影対象側を向く状態、すなわち放射線撮像装置を裏返した状態で撮影を行うこととなり、この場合、制御ユニットおよびパネルユニットの双方の下面が同一平面上に位置されるため、パネルユニットの下面が制御ユニットの下面より上方に位置されてしまうことがなくなる結果、パネルユニットの歪みに起因する撮像画像の品質の劣化や放射線検出パネルの破壊を防止することができるようにしている。
なお、本発明において、閉状態で放射線画像の撮像を行う際には、制御ユニットの上にパネルユニットが重ね合わされた状態で撮像を行うことになるため、パネルユニットが歪むことはない。
このように、請求項１に記載の放射線撮像装置によれば、平板状に構成された制御ユニットにより制御部および電源部を収容すると共に、平板状に構成されたパネルユニットにより放射線検出パネルを収容し、前記制御ユニットおよび前記パネルユニットの各々の一端部を、連結部材により、前記制御ユニットの一方の面と前記パネルユニットの放射線が入射される入射面の反対側の面とが対向する閉状態、および前記制御ユニットの一方の面と前記パネルユニットの前記反対側の面とが同一平面上で側方に並ぶ開状態の２つの状態となるように回動可能に連結しているので、放射線検出パネルの温度上昇を抑制しつつ、撮像によって得られた画像の品質の劣化や放射線検出パネルの破壊を防止することができる。
なお、本発明は、請求項２に記載の発明のように、前記パネルユニットが、前記入射面の反対側の面と前記放射線検出パネルとの間に、撮像時におけるバック散乱を防止する平板状の鉛をさらに収容してもよい。これにより、撮像時におけるバック散乱を防止することができる。
また、本発明は、請求項３に記載の発明のように、前記パネルユニットが、前記入射面と前記放射線検出パネルとの間に、撮像時における撮像対象による放射線の散乱線を除去する平板状のグリッドをさらに収容してもよい。これにより、撮像時における被検者による放射線の散乱線を除去することができる。
また、本発明は、請求項４に記載の発明のように、前記制御ユニットが、前記一方の面の反対側の面に操作部および表示部の少なくとも一方を有していてもよい。
また、本発明は、請求項５に記載の発明のように、前記制御ユニットおよび前記パネルユニットが前記閉状態および前記開状態の何れの状態とされているかを検出する検出手段をさらに備え、前記制御部が、前記検出手段によって前記閉状態とされていることが検出された場合に静止画撮影を行うように制御し、前記検出手段によって前記開状態とされていることが検出された場合に動画撮影を行うように制御してもよい。これにより、静止画撮影時には、パネルユニットと制御ユニットとを重ね合わせた状態で撮影を行うことができる結果、放射線検出パネルの破壊を防止することができる一方、動画撮影時には、表面積を広くすることができる結果、動画撮影による、静止画撮影時より高い発熱に対する放熱効果を向上させることができる。
また、本発明は、請求項６に記載の発明のように、前記放射線検出パネルが、放射線が照射されることにより電荷が発生する電荷発生層と当該電荷発生層に発生した電荷を蓄積すると共に当該電荷を読み出すためのスイッチ素子が形成された基板とが積層され、前記電荷発生層が前記パネルユニットの前記入射面側となるように当該パネルユニットに内蔵されていてもよい。
また、本発明は、請求項７に記載の発明のように、前記連結部材の内部に前記放射線検出パネルから出力された電気信号を増幅する増幅回路、および当該増幅回路で増幅された電気信号をデジタルの画像データに変換するアナログ／デジタル変換器の少なくとも一方が設けられていてもよい。これにより、上記増幅回路およびアナログ／デジタル変換器の少なくとも一方の冷却効果を高めることができると共に、制御ユニットおよびパネルユニットに対して上記増幅回路およびアナログ／デジタル変換器の少なくとも一方を設けるための領域を確保する必要がなくなる。
また、本発明は、請求項８に記載の発明のように、前記制御ユニットに、外部装置と無線通信を行う無線通信部が設けられていてもよい。これにより、無線通信で用いられるアンテナを被検者から離間させることができる結果、電波障害の発生を抑制することができる。
また、本発明は、請求項９に記載の発明のように、前記制御ユニットが、表面が凹凸状に形成されていてもよい。これにより、制御ユニットの表面積を広くすることができる結果、放熱効果を向上させることができる。
また、本発明は、請求項１０に記載の発明のように、前記パネルユニットが、前記制御ユニットより厚さが薄いものとしてもよい。これにより、放射線検出パネルの破壊を防止する効果を、より享受することができる。
さらに、本発明は、請求項１１に記載の発明のように、前記パネルユニットが、前記制御ユニットより厚さが厚いか、または厚さが略等しいものとしてもよい。パネルユニットが制御ユニットより厚さが厚くされている場合は、開状態で放射線画像の撮影を行う場合に、発熱源となる制御ユニットに人体を接しないようにすることができ、パネルユニットと制御ユニットとの厚さが略等しい場合は、開状態で放射線画像の撮影を行う場合に、人体がパネルユニットと制御ユニットにまたがって載っても違和感をなくすることができる。
また、本発明は、請求項１２に記載の発明のように、前記放射線検出パネルが、放射線を光に変換するシンチレータで放射線を光に変換し、当該光により表わされる放射線画像を示す電気信号を出力するものとし、前記シンチレータが、蛍光体材料の柱状結晶を含んで構成されてもよい。
また、本発明は、請求項１３に記載の発明のように、前記蛍光体材料を、ＣｓＩすることが好ましい。
本発明の放射線撮像装置によれば、平板状に構成された制御ユニットにより制御部および電源部を収容すると共に、平板状に構成されたパネルユニットにより放射線検出パネルを収容し、前記制御ユニットおよび前記パネルユニットの各々の一端部を、連結部材により、前記制御ユニットの一方の面と前記パネルユニットの放射線が入射される入射面の反対側の面とが対向する閉状態、および前記制御ユニットの一方の面と前記パネルユニットの前記反対側の面とが同一平面上で側方に並ぶ開状態の２つの状態となるように回動可能に連結しているので、放射線検出パネルの温度上昇を抑制しつつ、撮像によって得られた画像の品質の劣化や放射線検出パネルの破壊を防止することができる、という効果が得られる。
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。
図１および図２には、本実施の形態に係る電子カセッテ１０の構成を示す斜視図が示されている。
図１に示すように、電子カセッテ１０は、後述する放射線検出パネル２０（図３参照。）が収容され、照射された放射線による放射線画像を撮像する平板状のパネルユニット１２と、放射線検出パネル２０の撮像動作を制御する後述する制御部５０（図３参照。）が収容された平板状の制御ユニット１４と、を備えており、各々の一端部がヒンジ１６によって連結されている。
パネルユニット１２および制御ユニット１４は、一方に対して他方がヒンジ１６を回動中心として回動することにより、パネルユニット１２と制御ユニット１４とが並んだ開状態（図２に示す状態）と、パネルユニット１２と制御ユニット１４とが重なり合って折り畳まれた閉状態（図１に示す状態）となるように開閉可能とされている。
図１に示すように、本実施の形態に係る電子カセッテ１０は、閉状態とされている際には、パネルユニット１２の一方の面と制御ユニット１４の一方の面とが対向する状態とされ、図２に示すように、開状態とされている際には、パネルユニット１２の上記一方の面と制御ユニット１４の上記一方の面とが同一平面上で側方に並ぶ状態とされる。
すなわち、本実施の形態に係る電子カセッテ１０では、図２（Ａ）に示されるように、開状態とされている場合において、パネルユニット１２と制御ユニット１４の上面の段差がなくなるように構成されている。また、本実施の形態に係る電子カセッテ１０では、図１および図２に示されるように、パネルユニット１２が制御ユニット１４より厚さが薄くされている。
制御ユニット１４には、電子カセッテ１０を移動させる際に把持される取手９８が設けられている。なお、本実施の形態に係る電子カセッテ１０では、取手９８が制御ユニット１４におけるヒンジ１６が設けられている側壁とは反対側の側壁の中央部に設けられているが、これに限らず、例えば、当該側壁を除くヒンジ１６が設けられていない何れかの側壁の中央部や、これらの側壁の中央部より電子カセッテ１０の重心位置の偏りを考慮した距離だけ偏倚した位置等、他の位置に設けてもよいことは言うまでもない。
本実施の形態に係る電子カセッテ１０は、閉状態とされている場合は、放射線が照射される照射面１８Ａを被検者の方向に向けた状態で放射線画像の撮影を行うが、開状態とされている場合にも、照射面１８Ａを被検者の方向に向けた状態、すなわち、図２（Ｂ）に示すように、電子カセッテ１０を裏返した状態で放射線画像の撮影を行う。
ここで、本実施の形態に係る電子カセッテ１０は、制御ユニット１４のパネルユニット１２に対向する面の反対側の面、すなわち、図２（Ｂ）に示すように裏返して設置した際に露出される面に、画像等を表示可能な表示デバイスを備えた表示部８２と、十字キーやテンキーなどの各種ボタンを備えた操作部８４とが設けられている。
図３には、本実施の形態に係る電子カセッテ１０の閉状態時における断面側面図が示されている。
同図に示すように、本実施の形態に係るパネルユニット１２には、照射された放射線により表わされる放射線画像を撮像し、撮像した放射線画像を示す電気信号を出力する放射線検出パネル２０が収容されている。また、本実施の形態に係る制御ユニット１４には、放射線検出パネル２０の撮像動作を制御する制御部５０と、制御部５０等に対して駆動用の電力を供給する電源部７０とが収容されている。
ここで、放射線検出パネル２０と制御部５０とは、ヒンジ１６を介して設けられた接続配線４４により電気的に接続されている。
また、ヒンジ１６には、パネルユニット１２と制御ユニット１４との開閉状態を検出する開閉センサ４５が設けられている。この開閉センサ４５は、例えば、磁石とホールセンサの組み合わせにより、パネルユニット１２と制御ユニット１４との開閉による磁界の変化を検出することにより上記開閉状態を検出してもよく、また、パネルユニット１２と制御ユニット１４との間の開閉角度を検出する角度センサを用いて上記開閉状態を検出してもよく、さらに、パネルユニット１２と制御ユニット１４との開閉状態によってオン状態およびオフ状態の組み合わせが変わるように配置された複数のメカニカル・スイッチを用いて上記開閉状態を検出してもよい。
このように、パネルユニット１２と制御ユニット１４とは、ヒンジ１６によって開閉可能とされているので、接続配線４４のヒンジ１６部分には絶えず折り曲げ、あるいは屈曲応力が加わり、断線や破損が発生しやすくなる。このため、本実施の形態に係る電子カセッテ１０では、接続配線４４を、平面視クランク状のフレキシブルなプリント基板等によりに形成し、一例として図４に示すように、パネルユニット１２と制御ユニット１４とを開閉可能に支持するヒンジ１６の回転軸１６Ａに接続配線４４の中間部を複数回巻いて円筒部４４Ａを形成した後、その外周にテープを巻いて円筒部４４Ａを保持固定する。そして、接続配線４４の円筒部４４Ａの両側をそれぞれ回転軸１６Ａに対して余裕を持たせてゼンマイ状に複数回巻いて、パネルユニット１２および制御ユニット１４に向けて引き出している。
これにより、パネルユニット１２および制御ユニット１４を開閉させると、回転軸１６Ａに沿って接続配線４４が回転するが、接続配線４４の円筒部４４Ａの両側が回転軸１６Ａに対して余裕を持たせて巻かれているので、パネルユニット１２および制御ユニット１４の開閉に極めて柔軟に追随し、接続配線４４が破損することがない。
次に、図５〜図７を参照して、本実施の形態に係る放射線検出パネル２０の構成を説明する。
図５に示すように、本実施の形態に係る放射線検出パネル２０は、絶縁性基板２２に薄膜トランジスタ（TFT：Thin Film Transistor）等のスイッチ素子２４が形成されたＴＦＴ基板２６を備えている。
このＴＦＴ基板２６上には、入射される放射線を変換する放射線変換層の一例として、入射される放射線を光に変換するシンチレータ層２８が形成されている。
シンチレータ層２８としては、例えば、ＣｓＩ：Ｔｌ、ＧＯＳ（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ）を用いることができる。なお、シンチレータ層２８は、これらの材料に限られるものではない。また、絶縁性基板２２としては、例えば、ガラス基板、各種セラミック基板、樹脂基板を用いることができる。なお、絶縁性基板２２も、これらの材料に限られるものではない。
シンチレータ層２８が発する光の波長域は、可視光域（波長３６０ｎｍ〜８３０ｎｍ）であることが好ましく、この放射線検出パネル２０によってモノクロ撮像を可能とするためには、緑色の波長域を含んでいることがより好ましい。
シンチレータ層２８に用いる蛍光体としては、具体的には、放射線としてＸ線を用いて撮像する場合、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）を含むものが好ましく、Ｘ線照射時の発光スペクトルが４２０ｎｍ〜６００ｎｍにあるＣｓＩ（Ｔｌ）を用いることが特に好ましい。なお、ＣｓＩ（Ｔｌ）の可視光域における発光ピーク波長は５６５ｎｍである。
シンチレータ層２８は、例えば、ＣｓＩ（Ｔｌ）等の柱状結晶で形成しようとする場合、蒸着基板への蒸着によって形成されてもよい。このように蒸着によってシンチレータ層２８を形成する場合、蒸着基板は、Ｘ線の透過率、コストの面からＡｌの板がよく使用されるがこれに限定されるものではない。なお、シンチレータ層２８としてＧＯＳを用いる場合、蒸着基板を用いずにＴＦＴ基板２６の表面にＧＯＳを塗布することにより、シンチレータ層２８を形成してもよい。
シンチレータ層２８とＴＦＴ基板２６との間には、シンチレータ層２８によって変換された光が入射されることにより電荷を発生する光導電層３０が配置されている。この光導電層３０のシンチレータ層２８側の表面には、光導電層３０にバイアス電圧を印加するためのバイアス電極３２が形成されている。
光導電層３０は、シンチレータ層２８から発せられた光を吸収し、吸収した光に応じた電荷を発生する。光導電層３０は、光が照射されることにより電荷を発生する材料により形成すればよく、例えば、アモルファスシリコンや有機光電変換材料などにより形成することができる。アモルファスシリコンを含む光導電層３０であれば、幅広い吸収スペクトルを持ち、シンチレータ層２８による発光を吸収することができる。有機光電変換材料を含む光導電層３０であれば、可視域にシャープな吸収スペクトルを持ち、シンチレータ層２８による発光以外の電磁波が光導電層３０に吸収されることがほとんどなく、Ｘ線等の放射線が光導電層３０で吸収されることによって発生するノイズを効果的に抑制することができる。
光導電層３０を構成する有機光電変換材料は、シンチレータ層２８で発光した光を最も効率良く吸収するために、その吸収ピーク波長が、シンチレータ層２８の発光ピーク波長と近いほど好ましい。有機光電変換材料の吸収ピーク波長とシンチレータ層２８の発光ピーク波長とが一致することが理想的であるが、双方の差が小さければシンチレータ層２８から発された光を十分に吸収することが可能である。具体的には、有機光電変換材料の吸収ピーク波長と、シンチレータ層２８の放射線に対する発光ピーク波長との差が、１０ｎｍ以内であることが好ましく、５ｎｍ以内であることがより好ましい。
このような条件を満たすことが可能な有機光電変換材料としては、例えばキナクリドン系有機化合物及びフタロシアニン系有機化合物が挙げられる。例えばキナクリドンの可視域における吸収ピーク波長は５６０ｎｍであるため、有機光電変換材料としてキナクリドンを用い、シンチレータ層２８の材料としてＣｓＩ（Ｔｌ）を用いれば、上記ピーク波長の差を５ｎｍ以内にすることが可能となり、光導電層３０で発生する電荷量をほぼ最大にすることができる。
一方、ＴＦＴ基板２６には、光導電層３０で発生した電荷を収集する電荷収集電極３４が形成されている。ＴＦＴ基板２６では、各電荷収集電極３４で収集された電荷が、スイッチ素子２４によって読み出される。
次に、本実施の形態に係る放射線検出パネル２０に適用可能な光導電層３０について具体的に説明する。
本発明に係る放射線検出パネル２０における電磁波吸収／光電変換部位は、１対の電荷収集電極３４，バイアス電極３２と、該電荷収集電極３４，バイアス電極３２間に挟まれた有機光導電層３０を含む有機層により構成することができる。この有機層は、より具体的には、電磁波を吸収する部位、光電変換部位、電子輸送部位、正孔輸送部位、電子ブロッキング部位、正孔ブロッキング部位、結晶化防止部位、電極、及び層間接触改良部位等の積み重ねもしくは混合により形成することができる。
上記有機層は、有機ｐ型化合物または有機ｎ型化合物を含有することが好ましい。
有機ｐ型半導体（化合物）は、主に正孔輸送性有機化合物に代表されるドナー性有機半導体（化合物）であり、電子を供与しやすい性質がある有機化合物をいう。さらに詳しくは２つの有機材料を接触させて用いたときにイオン化ポテンシャルの小さい方の有機化合物をいう。したがって、ドナー性有機化合物としては、電子供与性のある有機化合物であればいずれの有機化合物も使用可能である。
有機ｎ型半導体（化合物）は、主に電子輸送性有機化合物に代表されるアクセプター性有機半導体（化合物）であり、電子を受容しやすい性質がある有機化合物をいう。さらに詳しくは２つの有機化合物を接触させて用いたときに電子親和力の大きい方の有機化合物をいう。したがって、アクセプター性有機化合物は、電子受容性のある有機化合物であればいずれの有機化合物も使用可能である。
この有機ｐ型半導体及び有機ｎ型半導体として適用可能な材料、及び光導電層３０の構成については、特開２００９−３２８５４号公報において詳細に説明されているため説明を省略する。なお、光導電層３０は、さらにフラーレン若しくはカーボンナノチューブを含有させて形成してもよい。
各画素部を構成するセンサ部３７は、少なくとも電荷収集電極３４、光導電層３０、及びバイアス電極３２を含んでいればよいが、暗電流の増加を抑制するため、電子ブロッキング膜及び正孔ブロッキング膜の少なくともいずれかを設けることが好ましく、両方を設けることがより好ましい。
電子ブロッキング膜は、電荷収集電極３４と光導電層３０との間に設けることができ、電荷収集電極３４とバイアス電極３２間にバイアス電圧を印加したときに、電荷収集電極３４から光導電層３０に電子が注入されて暗電流が増加してしまうのを抑制することができる。
電子ブロッキング膜には、電子供与性有機材料を用いることができる。
実際に電子ブロッキング膜に用いる材料は、隣接する電極の材料および隣接する光導電層３０の材料等に応じて選択すればよく、隣接する電極の材料の仕事関数（Ｗｆ）より１．３ｅＶ以上電子親和力（Ｅａ）が大きく、かつ、隣接する光導電層３０の材料のイオン化ポテンシャル（Ｉｐ）と同等のＩｐもしくはそれより小さいＩｐを持つものが好ましい。この電子供与性有機材料として適用可能な材料については、特開２００９−３２８５４号公報において詳細に説明されているため説明を省略する。
電子ブロッキング膜の厚みは、暗電流抑制効果を確実に発揮させるとともに、センサ部３７の光電変換効率の低下を防ぐため、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下が好ましく、さらに好ましくは３０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下、特に好ましくは５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。
正孔ブロッキング膜は、光導電層３０とバイアス電極３２との間に設けることができ、電荷収集電極３４とバイアス電極３２間にバイアス電圧を印加したときに、バイアス電極３２から光導電層３０に正孔が注入されて暗電流が増加してしまうのを抑制することができる。
正孔ブロッキング膜には、電子受容性有機材料を用いることができる。
正孔ブロッキング膜の厚みは、暗電流抑制効果を確実に発揮させるとともに、センサ部３７の光電変換効率の低下を防ぐため、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下が好ましく、さらに好ましくは３０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下、特に好ましくは５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。
実際に正孔ブロッキング膜に用いる材料は、隣接する電極の材料および隣接する光導電層３０の材料等に応じて選択すればよく、隣接する電極の材料の仕事関数（Ｗｆ）より１．３ｅＶ以上イオン化ポテンシャル（Ｉｐ）が大きく、かつ、隣接する光導電層３０の材料の電子親和力（Ｅａ）と同等のＥａもしくはそれより大きいＥａを持つものが好ましい。この電子受容性有機材料として適用可能な材料については、特開２００９−３２８５４号公報において詳細に説明されているため説明を省略する。
なお、光導電層３０で発生した電荷のうち、正孔がバイアス電極３２に移動し、電子が電荷収集電極３４に移動するようにバイアス電圧を設定する場合には、電子ブロッキング膜と正孔ブロッキング膜の位置を逆にすれば良い。又、電子ブロッキング膜と正孔ブロッキング膜は両方設けなくてもよく、いずれかを設けておけば、ある程度の暗電流抑制効果を得ることができる。
図６には、スイッチング素子２４の構成が概略的に示されている。
電荷収集電極３４に対応して、電荷収集電極３４に移動した電荷を電気信号に変換して出力するスイッチング素子２４が形成されている。スイッチング素子２４の形成された領域は、平面視において電荷収集電極３４と重なる部分を有しており、このような構成とすることで、各画素部におけるスイッチング素子２４とセンサ部３７とが厚さ方向で重なりを有することとなる。なお、放射線検出パネル２０（画素部）の平面積を最小にするために、スイッチング素子２４の形成された領域が電荷収集電極３４によって完全に覆われていることが望ましい。
スイッチング素子２４は、ゲート電極２２０、ゲート絶縁膜２２２、及び活性層（チャネル層）２２４が積層され、さらに、活性層２２４上にソース電極２２６とドレイン電極２２８が所定の間隔を開けて形成されている。
ドレイン電極２２８は、絶縁性基板２２と電荷収集電極３４との間に設けられた絶縁膜２１９を貫通して形成された導電性材料の配線を介して対応する電荷収集電極３４と電気的に接続されている。これにより、電荷収集電極３４で捕集された電荷をスイッチング素子２４に移動させることができる。
活性層２２４は、例えば、アモルファスシリコンや非晶質酸化物、有機半導体材料、カーボンナノチューブなどにより形成することができる。なお、活性層２２４を構成する材料は、これらに限定されるものではない。
活性層２２４を構成可能な非晶質酸化物としては、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎのうちの少なくとも１つを含む酸化物（例えばＩｎ−Ｏ系）が好ましく、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎのうちの少なくとも２つを含む酸化物（例えばＩｎ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｉｎ−Ｇａ−Ｏ系、Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系）がより好ましく、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎを含む酸化物が特に好ましい。Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系非晶質酸化物としては、結晶状態における組成がＩｎＧａＯ３（ＺｎＯ）ｍ（ｍは６未満の自然数）で表される非晶質酸化物が好ましく、特に、ＩｎＧａＺｎＯ４がより好ましい。なお、活性層２２４を構成可能な非晶質酸化物は、これらに限定されるものではない。
活性層２２４を構成可能な有機半導体材料としては、フタロシアニン化合物や、ペンタセン、バナジルフタロシアニン等を挙げることができるがこれらに限定されるものではない。なお、フタロシアニン化合物の構成については、特開２００９−２１２３８９号公報において詳細に説明されているため説明を省略する。
スイッチング素子２４の活性層２２４を非晶質酸化物や有機半導体材料、カーボンナノチューブで形成したものとすれば、Ｘ線等の放射線を吸収せず、あるいは吸収したとしても極めて微量に留まるため、スイッチング素子２４におけるノイズの発生を効果的に抑制することができる。
また、活性層２２４をカーボンナノチューブで形成した場合、スイッチング素子２４のスイッチング速度を高速化することができ、また、可視光域での光の吸収度合の低いスイッチング素子２４を形成できる。なお、カーボンナノチューブで活性層２２４を形成する場合、活性層２２４に極微量の金属性不純物が混入するだけで、スイッチング素子２４の性能は著しく低下するため、遠心分離などにより極めて高純度のカーボンナノチューブを分離・抽出して形成する必要がある。
ここで、上述した非晶質酸化物、有機半導体材料、カーボンナノチューブや、有機光電変換材料は、いずれも低温での成膜が可能である。従って、絶縁性基板２２としては、半導体基板、石英基板、及びガラス基板等の耐熱性の高い基板に限定されず、プラスチック等の可撓性基板、アラミド、バイオナノファイバを用いることもできる。具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリ（クロロトリフルオロエチレン）等の可撓性基板を用いることができる。このようなプラスチック製の可撓性基板を用いれば、軽量化を図ることもでき、例えば持ち運び等に有利となる。
また、基板２２には、絶縁性を確保するための絶縁層、水分や酸素の透過を防止するためのガスバリア層、平坦性あるいは電極等との密着性を向上するためのアンダーコート層等を設けてもよい。
アラミドは、２００度以上の高温プロセスを適用できるために，透明電極材料を高温硬化させて低抵抗化でき、また、ハンダのリフロー工程を含むドライバＩＣの自動実装にも対応できる。また、アラミドは、ＩＴＯ（indium tin oxide）やガラス基板と熱膨張係数が近いため、製造後の反りが少なく、割れにくい。また、アラミドは、ガラス基板等と比べて薄く基板を形成できる。なお、超薄型ガラス基板とアラミドを積層して絶縁性基板２２を形成してもよい。
バイオナノファイバは、バクテリア(酢酸菌、Acetobacter Xylinum)が産出するセルロースミクロフィブリル束（バクテリアセルロース）と透明樹脂との複合したものである。セルロースミクロフィブリル束は、幅５０ｎｍと可視光波長に対して１／１０のサイズで、かつ、高強度、高弾性、低熱膨である。バクテリアセルロースにアクリル樹脂、エポキシ樹脂等の透明樹脂を含浸・硬化させることで、繊維を６０−７０％も含有しながら、波長５００nmで約９０％の光透過率を示すバイオナノファイバが得られる。バイオナノファイバは、シリコン結晶に匹敵する低い熱膨張係数（３−７ｐｐｍ）を有し、鋼鉄並の強度(４６０ＭＰa)、高弾性(３０ＧＰａ)で、かつフレキシブルであることから、ガラス基板等と比べて薄く絶縁性基板２２を形成できる。
本実施の形態では、絶縁性基板２２上に、スイッチング素子２４、センサ部３７、透明な平坦化層３８を順に形成し、当該絶縁性基板２２上に光吸収性の低い接着樹脂等を用いた接着層３９でシンチレータ層２８を貼り付けることにより放射線検出パネル２０を形成している。以下、透明絶縁膜２０６まで形成された絶縁性基板２２をＴＦＴ基板２６と称する。
センサ部３７は、図７に示すように、ＴＦＴ基板２６に二次元状に配置されており、それに対応して、スイッチ素子２４が、絶縁性基板２２に２次元状に配置されている。
また、ＴＦＴ基板２６には、一定方向（行方向）に延設され各スイッチ素子２４をオン・オフさせるための複数本のゲート配線４０と、ゲート配線４０と直交する方向（列方向）に延設されオン状態のスイッチ素子２４を介して電荷を読み出すための複数本のデータ配線４２が設けられている。
なお、ＴＦＴ基板２６には、ＴＦＴ基板２６上を平坦化するための平坦化層３８が形成されている。また、ＴＦＴ基板２６とシンチレータ層２８との間であって、平坦化層３８上には、シンチレータ層２８をＴＦＴ基板２６に接着するための接着層３９が形成されている。
ＴＦＴ基板２６は、平面視において外縁に４辺を有する四辺形状をしている。具体的には、矩形状に形成されている。平面視におけるＴＦＴ基板２６の周端部には、１辺において、個々のゲート配線４０および個々のデータ配線４２が接続された接続端子４３が配置されている。この接続端子４３は、接続配線４４を介して制御部５０に接続される。
図８には、本実施の形態に係る制御部５０の電気系の概略構成を示すブロック図が示されている。
同図に示すように、制御部５０は、ゲート線ドライバ５２と、信号処理部５４と、画像メモリ５６と、カセッテ制御部５８と、無線通信部６０とを備えている。
各スイッチ素子２４（図５，図７も参照。）は、ゲート線ドライバ５２からゲート配線４０を介して供給される信号により行単位で順にオンされ、オン状態とされたスイッチ素子２４によって読み出された電荷は、電気信号としてデータ配線４２を伝送されて信号処理部５４に入力される。これにより、電荷は行単位で順に読み出され、二次元状の放射線画像が取得可能となる。
図示は省略するが、信号処理部５４は、個々のデータ配線４２毎に、入力される電気信号を増幅する増幅回路およびサンプルホールド回路を備えており、個々のデータ配線４２を伝送された電気信号は増幅回路で増幅された後にサンプルホールド回路に保持される。また、サンプルホールド回路の出力側にはマルチプレクサ、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器が順に接続されており、個々のサンプルホールド回路に保持された電気信号はマルチプレクサに順に（シリアルに）入力され、Ａ／Ｄ変換器によってデジタルの画像データへ変換される。
信号処理部５４には画像メモリ５６が接続されており、信号処理部５４のＡ／Ｄ変換器から出力された画像データは画像メモリ５６に順に記憶される。画像メモリ５６は所定枚分の画像データを記憶可能な記憶容量を有しており、放射線画像の撮影が行われる毎に、撮影によって得られた画像データが画像メモリ５６に順次記憶される。
画像メモリ５６はカセッテ制御部５８と接続されている。カセッテ制御部５８はマイクロコンピュータによって構成され、ＣＰＵ（中央処理装置）５８Ａ、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）を含むメモリ５８Ｂ、フラッシュメモリ等からなる不揮発性の記憶部５８Ｃを備えており、電子カセッテ１０全体の動作を制御する。
また、カセッテ制御部５８には無線通信部６０が接続されている。無線通信部６０は、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ等に代表される無線ＬＡＮ（Local Area Network）規格に対応しており、無線通信による外部機器との間での各種情報の伝送を制御する。カセッテ制御部５８は、無線通信部６０を介して、コンソールなどの放射線撮影全体を制御する外部装置と無線通信が可能とされており、コンソールとの間で各種情報の送受信が可能とされている。カセッテ制御部５８は、コンソールから無線通信部６０を介して受信される撮影条件や患者情報などの各種情報を記憶し、撮影条件に基づいて電荷の読み出しを開始する。
また、カセッテ制御部５８は、表示部８２、操作部８４、開閉センサ４５が各々接続されており、表示部８２への各種情報の表示を制御すると共に、操作部８４に対する操作内容、およびパネルユニット１２と制御ユニット１４との開閉状態を把握することができる。
また、電子カセッテ１０には、上述したように電源部７０が設けられており、上述した各種回路や各素子（表示部８２、操作部８４、開閉センサ４５、ゲート線ドライバ５２、信号処理部５４、画像メモリ５６、無線通信部６０やカセッテ制御部５８として機能するマイクロコンピュータ等）は、電源部７０から供給された電力によって作動する。電源部７０は、電子カセッテ１０の可搬性を損なわないように、バッテリ（充電可能な二次電池）を内蔵しており、充電されたバッテリから各種回路・素子へ電力を供給する。なお、図８では、電源部７０と各種回路や各素子を接続する配線を省略している。
次に、本実施の形態に係る電子カセッテ１０の作用を説明する。
電子カセッテ１０は、図１および図３に示すようにパネルユニット１２と制御ユニット１４とが重なり合って折り畳まれた閉状態で搬送される。
一方、電子カセッテ１０は、放射線画像を撮影する際、図２（Ａ）に示すようにパネルユニット１２と制御ユニット１４とが並んだ開状態とされた後、図２（Ｂ）に示すように裏返される。また、電子カセッテ１０は、コンソールから無線通信部６０を介して患者情報を受信する。カセッテ制御部５８は、患者情報が受信されると、当該患者情報に基づく患者に関する情報（例えば、患者の氏名やＩＤ（Identification））を表示部８２に表示するように制御する。このように、本実施の形態に係る電子カセッテ１０は、表示部８２に氏名やＩＤが表示されるので、例えば撮影技師が患者本人に対して氏名を確認し、確認した氏名を上記画面に表示されている氏名と照合すること等により、撮影を行う患者の取り違いがないか否かを確実に確認することができる。
また、本実施の形態に係る電子カセッテ１０は、閉状態において静止画像の撮影が可能とされ、開状態において動画像の撮影が可能とされている。
撮影技師は、患者の確認を終了した後、静止画像の撮影を行う場合は、電子カセッテ１０を図９に示すように閉状態として放射線を発生する放射線発生装置８０と間隔を空けて配置し、照射面１８Ａ上に患者の撮影対象部位Ｂを配置する。一方、動画像の撮影を行う場合には、電子カセッテ１０を図１０に示すように開状態とすると共に裏返し、放射線発生装置８０と間隔を空けて配置した後、照射面１８Ａ上に患者の撮影対象部位Ｂを配置する。
カセッテ制御部５８は、開閉センサ４５による検出結果に基づいてパネルユニット１２と制御ユニット１４との開閉状態を把握しており、閉状態とされている場合は静止画像の撮影が可能な静止画撮影モードとなり、開状態とされている場合は動画像の撮影が可能な動画撮影モードとなる。カセッテ制御部５８は、無線通信部６０を介してコンソールへ撮影モードを通知する。
コンソールでは、通知された撮影モードに応じた撮影条件の設定が可能となり、撮影技師により撮影条件が設定される。コンソールは、撮影条件の設定が完了すると、設定された撮影条件を示す撮影条件情報を電子カセッテ１０へ無線通信で送信する。
撮影技師は、撮影条件の設定完了後、コンソールに対して撮影開始を指示する指示操作を行う。これにより予め与えられた撮影条件等に応じた放射線量の放射線が放射線発生装置８０から射出される。放射線発生装置８０から射出された放射線Ｘは、撮影対象部位Ｂを透過することで画像情報を担持した後に電子カセッテ１０に照射される。
放射線発生装置８０から照射された放射線Ｘは、撮影対象部位Ｂを透過した後に電子カセッテ１０に到達する。これにより、電子カセッテ１０に内蔵された放射線検出パネル２０の各電荷収集電極３４には照射された放射線Ｘの線量に応じた電荷が収集されて蓄積される。
カセッテ制御部５８は、ゲート線ドライバ５２を制御してゲート線ドライバ５２から１ラインずつ順に各ゲート配線４０にオン信号を出力させ、各ゲート配線４０に接続された各スイッチ素子２４を１ラインずつ順にオンさせる。これにより、１ラインずつ順に各電荷収集電極３４に蓄積された電荷が電気信号として各データ配線４２に流れ出す。各データ配線４２に流れ出した電気信号は信号処理部５４に入力され、デジタルの画像情報へ変換されて、画像メモリ５６に記憶される。
カセッテ制御部５８は、静止画撮影モードとされている場合は、１フレーム分（１枚分）の画像情報の読み出しが終了すると、当該読み出しを終了して画像メモリ５６に記憶された画像情報をコンソールへ送信する一方、動画撮影モードとされている場合には、画像情報の読み出しを繰り返し行いつつ、画像メモリ５６に記憶された画像情報を随時コンソールへ送信する。
このように、本実施の形態に係る電子カセッテ１０では、大きな発熱源となる制御部５０および電源部７０を制御ユニット１４に収容すると共に、放射線検出パネル２０をパネルユニット１２に収容し、ヒンジ１６により、制御ユニット１４およびパネルユニット１２の一端部を回動可能に連結しているので、制御部５０および電源部７０と、放射線検出パネル２０との熱結合を弱くすることができる結果、放射線検出パネル２０の温度上昇を抑制することができる。
また、本実施の形態に係る電子カセッテ１０では、ヒンジ１６により、制御ユニット１４およびパネルユニット１２の各々の一端部を、制御ユニット１４の一方の面とパネルユニット１２の放射線が入射される入射面（照射面１８Ａ）の反対側の面とが対向する閉状態、および制御ユニット１４の一方の面とパネルユニット１２の前記反対側の面とが同一平面上で側方に並ぶ開状態の２つの状態となるように連結しているため、開状態で放射線画像の撮像を行う際には、パネルユニット１２の前記入射面が撮影対象側を向く状態、すなわち電子カセッテ１０を裏返した状態で撮影を行うこととなり、この場合、制御ユニット１４およびパネルユニット１２の双方の下面が同一平面上に位置されるため、パネルユニット１２の下面が制御ユニット１４の下面より上方に位置されてしまうことがなくなる結果、パネルユニット１２の歪みに起因する撮像画像の品質の劣化や放射線検出パネル２０の破壊を防止することができる。
なお、本実施の形態に係る電子カセッテ１０では、閉状態で放射線画像の撮像を行う際には、制御ユニット１４の上にパネルユニット１２が重ね合わされた状態で撮像を行うことになるため、パネルユニット１２が歪むことはない。
特に、本実施の形態に係る電子カセッテ１０では、パネルユニット１２が、制御ユニット１４より厚さが薄いものとされているので、放射線検出パネル２０の破壊を防止する効果を、より高いレベルで享受することができる。
また、本実施の形態に係る電子カセッテ１０では、制御ユニット１４およびパネルユニット１２が閉状態および開状態の何れの状態とされているかを検出する開閉センサ４５を備え、制御部５０により、開閉センサ４５によって閉状態とされていることが検出された場合に静止画撮影を行うように制御し、開閉センサ４５によって開状態とされていることが検出された場合に動画撮影を行うように制御しているので、静止画撮影時には、パネルユニット１２と制御ユニット１４とを重ね合わせた状態で撮影を行うことができる結果、放射線検出パネル２０の破壊を防止することができる一方、動画撮影時には、表面積を広くすることができる結果、動画撮影による、静止画撮影時より高い発熱に対する放熱効果を向上させることができる。
特に、本実施の形態に係る電子カセッテ１０は、発熱量の多い動画撮影を行う際に開状態として動画撮影を行うことにより、制御ユニット１４内の制御部５０で発生した熱のパネルユニット１２内の放射線検出パネル２０への伝搬を抑制できるため、放射線検出パネル２０の特性の変化が抑制され、撮影される放射線画像の画質が安定し、また、放射線検出パネル２０の耐久性が向上する。また、パネルユニット１２は、放射線画像の撮影の際に患者と接触するが、制御部５０で発生した熱のパネルユニット１２への伝搬を抑制することにより、パネルユニット１２の表面温度が高くなりすぎて患者が不快に感じることを防止できる。さらに、放射線検出パネル２０においては、積層構造とされ、各層を構成する部材の熱膨張係数が異なることに起因する、熱による変形や破損が発生したり、接着材が温度サイクルにより劣化して剥がれたりしてしまうことを抑制できる。
また、本実施の形態に係る電子カセッテ１０は、開状態とすることにより、表面積が大きくなるため、放熱効果が高くなる。特に動画撮影時には発生する熱量が多いため、この際に表面積が大きくなることは放熱の面で好ましい。
また、本実施の形態に係る電子カセッテ１０は、開状態とした際に、患者と離間される制御ユニット１４内に無線通信部６０が設けられており、無線通信に用いるアンテナもまた患者から離間されるため、電波障害が起こりにくい。
また、ＧＯＳは温度変化による感度の変化はほとんどないが、ＣｓＩは温度の上昇により感度が変化（例えば、温度が１℃上昇する毎に感度が約０．３％低下）する。従って、シンチレータ層２８をＣｓＩにより形成した場合、連続的に撮影を繰り返す動画撮影（透視撮影）中にシンチレータ層２８の温度が大きく変化すると、シンチレータ層２８の感度変化が大きくなり、一連の動画撮影画像において、フレーム初期の画像と最後の画像で濃度差が大きくなり、視認性が悪くなり、また、診断精度も低下してしまう。しかし、本実施の形態に係る電子カセッテ１０は、開状態で動画撮像を行うことにより、制御部５０で発生した熱が放射線検出パネル２０に伝わり難いため、ＣｓＩの温度変化による感度変化を抑制できる。
また、本実施の形態に係る電子カセッテ１０は、開状態での動画撮像中に静止画撮影を行うものとしてもよい。この場合、電子カセッテ１０は、開状態での動画撮像中に静止画撮影が行われることになるが、開状態で静止画撮影が行われることになるため、動画撮像中に複数の静止画の撮影が適宜行われる場合においても静止画像の視認性を確保できる。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施の形態に多様な変更または改良を加えることができ、当該変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
また、上記の実施の形態は、クレーム（請求項）にかかる発明を限定するものではなく、また、実施の形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、効果が得られる限りにおいて、この幾つかの構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
例えば、上記実施の形態では特に言及しなかったが、一例として図１１に示すように、パネルユニット１２における照射面１８Ａの反対側の面と放射線検出パネル２０との間に、撮像時におけるバック散乱を防止する平板状の鉛９０Ａをさらに収容してもよく、照射面１８Ａと放射線検出パネル２０との間に、撮像時における撮像対象による放射線の散乱線を除去する平板状のグリッド９０Ｂをさらに収容してもよい。鉛９０Ａを設けることにより、撮像時におけるバック散乱を防止することができる一方、グリッド９０Ｂを設けることにより、撮像時における被検者による放射線の散乱線を除去することができる。
また、上記実施の形態では、コンソールなどの外部装置との間で無線通信を行う場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、有線通信を行うものとしてもよい。この場合においても、制御ユニット１４に有線通信を行うためのケーブルが接続されるコネクタを設けることにより、コネクタやケーブルが患者の邪魔にならない。また、被検者の下にカセッテを装入する際、摩擦抵抗や無理な荷重が掛からないため、緩みや断線などの接触不良によるトラブルを起こりにくくすることができる。
また、本実施の形態に係る電子カセッテ１０は、開状態とした際に、動画撮影モードとする場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、操作部８４から開状態である場合にも静止画撮影の撮影指示を受け付けるものとし、カセッテ制御部５８が、操作部８４で静止画撮影の撮影指示を受け付けた場合に、開状態においても静止画撮影モードで動作するようにしてもよい。
また、上記実施の形態では、表示部８２により患者に関する情報を表示する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、撮影された放射線画像や、撮影条件を表示部８２により表示してもよい。また、患者の同じ撮影対象部位を定期的に撮影して経時的な変化を観察する場合等には、コンソールから患者の撮影対象部位で過去に撮影された放射線画像を受信して当該放射線画像を表示部８２により表示するようにしてもよい。また、撮影対象部位に応じてサンプル画像や撮影ガイダンスを表示部８２により表示してもよい。
また、上記実施の形態では、ゲート線ドライバ５２や信号処理部５４を制御ユニット１４内に設けた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、ゲート線ドライバ５２や信号処理部５４等の電子部品をＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の集積回路５５で構成し、一例として図１２に示すように、当該集積回路５５をヒンジ１６内に配置してもよい。これにより、集積回路５５の冷却効果を高めることができる。なお、集積回路５５は、必ずしもヒンジ１６内に設ける必要はなく、一例として図１３に示すように、制御ユニット１４におけるヒンジ１６の近傍や、パネルユニット１２におけるヒンジ１６の近傍に配置してもよい。
なお、この場合に、信号処理部５４に設けられている増幅回路、サンプルホールド回路、マルチプレクサ、Ａ／Ｄ変換器等の電子回路は、必ずしも集積回路で一体構成する必要はなく、これらの電子回路の一部を集積回路とは別体構成として、当該電子回路については集積回路とは異なる位置に設けてもよいことは言うまでもない。
また、電子カセッテ１０は、制御ユニット１４およびパネルユニット１２の開閉を行うことにより、電源オン・オフや、休止モードから撮影モードへの移行など、装置の状態が自動的に遷移するようにしてもよい。
また、上記実施の形態では、本発明に係る放射線検出パネルの一例として、放射線をシンチレータ層２８で光へ一旦変換した後に、変換した光を光導電層３０で電荷に変換して蓄積する間接変換方式の放射線検出パネル２０を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、放射線を、アモルファスセレン等を用いたセンサ部によって電荷へ直接変換して蓄積する直接変換方式の放射線検出パネルを用いてもよい。
直接変換方式の放射線検出パネルの一例を図１４に示す。この放射線検出パネルでは、入射される放射線を電荷に変換する光導電層４８がＴＦＴ基板２６上に形成されている。光導電層４８としては、アモルファスＳｅ、Ｂｉ１２ＭＯ２０（Ｍ：Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ）、Ｂｉ４Ｍ３Ｏ１２（Ｍ：Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ）、Ｂｉ２Ｏ３、ＢｉＭＯ４（Ｍ：Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ）、Ｂｉ２ＷＯ６、Ｂｉ２４Ｂ２Ｏ３９、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＭＮｂＯ３（Ｍ：Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ）、ＰｂＯ、ＨｇＩ２、ＰｂＩ２、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＢｉＩ３、ＧａＡｓ等のうち少なくとも１つを主成分とする化合物などが用いられるが、暗抵抗が高く、Ｘ線照射に対して良好な光導電性を示し、真空蒸着法により低温で大面積成膜が可能な非晶質（アモルファス）材料が好適である。光導電層４８上には、光導電層４８の表面側に形成され、光導電層４８へバイアス電圧を印加するためのバイアス電極４９が形成される。また、ＴＦＴ基板２６には、間接変換方式の放射線検出パネルと同様に、光導電層４８で発生した電荷を収集する電荷収集電極３４が形成されている。一方、直接変換方式の放射線検出パネルのＴＦＴ基板２６は、各電荷収集電極３４で収集された電荷を蓄積する電荷蓄積容量３５が設けられている。各電荷蓄積容量３５に蓄積された電荷はスイッチング素子２４がオンされることで読み出される。
また、上記実施の形態では、取手９８を制御ユニット１４のみに設けた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、一例として図１５に示されるように、閉状態とされているときは重なり合って一体となり、開状態とされているときは分離されるように、取手９８Ａをパネルユニット１２に設ける一方、取手９８Ｂを制御ユニット１４に設ける形態としてもよい。さらに、取手はパネルユニット１２のみに設ける形態としてもよいことは言うまでもない。
また、上記実施の形態では、電子カセッテとしてパネルユニット１２が制御ユニット１４より厚さが薄くされているものを適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、一例として図１６（Ａ）に示されるように、パネルユニット１２と制御ユニット１４との厚さが略等しい電子カセッテを適用する形態としてもよく、一例として図１６（Ｂ）に示されるように、パネルユニット１２が制御ユニット１４より厚さが厚くされている電子カセッテを適用する形態としてもよい。
パネルユニット１２と制御ユニット１４との厚さが略等しい電子カセッテを適用する場合は、開状態で放射線画像の撮影を行う場合に、人体がパネルユニット１２と制御ユニット１４にまたがって載っても違和感がなく、パネルユニット１２が制御ユニット１４より厚さが厚くされている電子カセッテを適用する場合は、開状態で放射線画像の撮影を行う場合に、発熱源となる制御ユニット１４に人体を接しないようにすることができる。
これに対し、上記実施の形態に係る電子カセッテ１０のように、パネルユニット１２が制御ユニット１４より厚さが薄くされている電子カセッテを適用する場合は、開状態で放射線画像の撮影を行う場合に、パネルユニット１２の放射線の入射面側に撮像時における撮像対象による放射線の散乱線を除去する平板状のグリッドを載置しても、上記のようにパネルユニット１２側を制御ユニット１４と略等しい厚み、または使用するうえで違和感のない範囲でパネルユニット１２側を制御ユニット１４より高くすることをシステムとして実現することができる。
また、上記実施の形態では、制御ユニット１４の表面を平面とした場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、一例として図１７に示すように、制御ユニット１４の表面を凹凸状に形成する形態としてもよい。この場合、制御ユニット１４の表面積を増加させることができる結果、放熱効果をより高めることができる。なお、この場合の凹凸の形状は、図１７に示すような波形の他、半円形、矩形等の他の形状としてもよいことは言うまでもない。
また、上記実施の形態では、本発明の連結部材としてヒンジ１６を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、制御ユニット１４およびパネルユニット１２を回動可能に連結するものであれば、如何なる部材も適用可能である。
また、上記実施の形態では、表示部８２および操作部８４の双方を制御ユニット１４に設けた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、表示部８２および操作部８４の何れか一方のみを制御ユニット１４に設ける形態としてもよい。
また、上記実施の形態では、放射線検出パネル２０のシンチレータ層２８が接着された表側から放射線を照射して放射線画像の撮像を行う場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、放射線検出パネル２０のＴＦＴ基板２６側（裏側）から放射線を照射して放射線画像の撮影を行う形態としてもよい。なお、この場合、パネルユニット１２に放射線検出パネル２０を上記実施の形態とは表裏逆向きに収納することになる。
放射線検出パネル２０は、図１８に示すように、シンチレータ層２８が形成された側から放射線が照射されて、当該放射線の入射面の裏面側に設けられたＴＦＴ基板２６により放射線画像を読み取る、いわゆる裏面読取方式（所謂ＰＳＳ（Penetration Side Sampling）方式）とされた場合、シンチレータ層２８の同図上面側（ＴＦＴ基板２６の反対側）でより強く発光し、ＴＦＴ基板２６側から放射線が照射されて、当該放射線の入射面の表面側に設けられたＴＦＴ基板２６により放射線画像を読み取る、いわゆる表面読取方式（所謂ＩＳＳ（Irradiation Side Sampling）方式）とされた場合、ＴＦＴ基板２６を透過した放射線がシンチレータ層２８に入射してシンチレータ層２８のＴＦＴ基板２６側がより強く発光する。ＴＦＴ基板２６に設けられた各センサ部３７には、シンチレータ層２８で発生した光により電荷が発生する。このため、放射線検出パネル２０は、表面読取方式とされた場合の方が裏面読取方式とされた場合よりもＴＦＴ基板２６に対するシンチレータ層２８の発光位置が近いため、撮影によって得られる放射線画像の分解能が高い。
また、放射線検出パネル２０は、光導電層３０を有機光電変換材料により構成した場合、光導電層３０で放射線がほとんど吸収されない。このため、本実施の形態に係る放射線検出パネル２０は、表面読取方式により放射線がＴＦＴ基板２６を透過する場合でも光導電層３０による放射線の吸収量を少ないため、放射線Ｘに対する感度の低下を抑えることができる。表面読取方式では、放射線がＴＦＴ基板２６を透過してシンチレータ層２８に到達するが、このように、ＴＦＴ基板２６の光導電層３０を有機光電変換材料により構成した場合、光導電層３０での放射線の吸収が殆どなく放射線の減衰を少なく抑えることができるため、表面読取方式に適している。
また、スイッチング素子２４の活性層２２４を構成する非晶質酸化物や光導電層３０を構成する有機光電変換材料は、いずれも低温での成膜が可能である。このため、絶縁性基板２２を放射線の吸収が少ないプラスチック樹脂、アラミド、バイオナノファイバで形成することができる。このように形成された絶縁性基板２２は放射線の吸収量を少ないため、表面読取方式により放射線がＴＦＴ基板２６を透過する場合でも、放射線Ｘに対する感度の低下を抑えることができる。
このため、放射線検出パネル２０は、例えば、図１９に示すように、放射線検出パネル２０はＴＦＴ基板２６が照射面１８Ａ側となるようにパネルユニット１２内部の筐体部分に貼り付けるものとしもよい。絶縁性基板２２を剛性の高いプラスチック樹脂やアラミド、バイオナノファイバで形成した場合、放射線検出パネル２０自体の剛性が高いため、パネルユニット１２の筐体を薄く形成することができる。また、絶縁性基板２２を剛性の高いプラスチック樹脂やアラミド、バイオナノファイバで形成した場合、放射線検出パネル２０自体が可撓性を有するため、衝撃が加わった場合でも放射線検出パネル２０が破損しづらい。
また、本実施の形態に係る電子カセッテ１０は、閉状態で撮影する場合、図２（Ａ）に示すように、放射線が照射される照射面１８Ａを被検者の方向に向けた状態とし、開状態で撮影する場合、図２（Ｂ）に示すように、電子カセッテ１０を裏返して照射面１８Ａを被検者の方向に向けた状態として放射線画像の撮影を行うため、パネルユニット１２内部にＴＦＴ基板２６が照射面１８Ａ側となるように放射線検出パネル２０を配置することにより、閉状態及び開状態で共に表面読取方式により放射線画像の撮影を行うことができる。
その他、上記実施の形態で説明した電子カセッテ１０および放射線検出パネル２０の構成は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能であることは言うまでもない。
１０ 電子カセッテ
１２ パネルユニット
１４ 制御ユニット
１６ ヒンジ
２０ 放射線検出パネル
２２ 絶縁性基板
２４ スイッチ素子
２６ ＴＦＴ基板
２８ シンチレータ層
３０ 光導電層
３８ 平坦化層
３９ 接着層
４５ 開閉センサ
４８ 光導電層
４９ バイアス電極
５０ 制御部
５５ 集積回路
５８ カセッテ制御部
６０ 無線通信部
７０ 電源部
８０ 放射線発生装置
８２ 表示部
８４ 操作部
９０Ａ 鉛
９０Ｂ グリッド
１２ パネルユニット
１４ 制御ユニット
１６ ヒンジ
２０ 放射線検出パネル
２２ 絶縁性基板
２４ スイッチ素子
２６ ＴＦＴ基板
２８ シンチレータ層
３０ 光導電層
３８ 平坦化層
３９ 接着層
４５ 開閉センサ
４８ 光導電層
４９ バイアス電極
５０ 制御部
５５ 集積回路
５８ カセッテ制御部
６０ 無線通信部
７０ 電源部
８０ 放射線発生装置
８２ 表示部
８４ 操作部
９０Ａ 鉛
９０Ｂ グリッド
Claims (13)
- 制御部および電源部を収容する平板状に構成された制御ユニットと、
放射線検出パネルを収容する平板状に構成されたパネルユニットと、
前記制御ユニットおよび前記パネルユニットの各々の一端部を、前記制御ユニットの一方の面と前記パネルユニットの放射線が入射される入射面の反対側の面とが対向する閉状態、および前記制御ユニットの一方の面と前記パネルユニットの前記反対側の面とが同一平面上で側方に並ぶ開状態の２つの状態となるように回動可能に連結する連結部材と、
を備えた放射線撮像装置。 - 前記パネルユニットは、前記入射面の反対側の面と前記放射線検出パネルとの間に、撮像時におけるバック散乱を防止する平板状の鉛をさらに収容する
請求項１記載の放射線撮像装置。 - 前記パネルユニットは、前記入射面と前記放射線検出パネルとの間に、撮像時における撮像対象による放射線の散乱線を除去する平板状のグリッドをさらに収容する
請求項１または請求項２記載の放射線撮像装置。 - 前記制御ユニットは、前記一方の面の反対側の面に操作部および表示部の少なくとも一方を有する
請求項１〜請求項３の何れか１項記載の放射線撮像装置。 - 前記制御ユニットおよび前記パネルユニットが前記閉状態および前記開状態の何れの状態とされているかを検出する検出手段をさらに備え、
前記制御部は、前記検出手段によって前記閉状態とされていることが検出された場合に静止画撮影を行うように制御し、前記検出手段によって前記開状態とされていることが検出された場合に動画撮影を行うように制御する
請求項１〜請求項４の何れか１項記載の放射線撮像装置。 - 前記放射線検出パネルは、放射線が照射されることにより電荷が発生する電荷発生層と当該電荷発生層に発生した電荷を蓄積すると共に当該電荷を読み出すためのスイッチ素子が形成された基板とが積層され、前記電荷発生層が前記パネルユニットの前記入射面側となるように当該パネルユニットに内蔵されている
請求項１〜請求項５の何れか１項記載の放射線撮像装置。 - 前記連結部材の内部に前記放射線検出パネルから出力された電気信号を増幅する増幅回路、および当該増幅回路で増幅された電気信号をデジタルの画像データに変換するアナログ／デジタル変換器の少なくとも一方が設けられている
請求項１〜請求項６の何れか１項記載の放射線撮像装置。 - 前記制御ユニットに、外部装置と無線通信を行う無線通信部が設けられている
請求項１〜請求項７の何れか１項記載の放射線撮像装置。 - 前記制御ユニットは、表面が凹凸状に形成されている
請求項１〜請求項８の何れか１項記載の放射線撮像装置。 - 前記パネルユニットは、前記制御ユニットより厚さが薄い
請求項１〜請求項９の何れか１項記載の放射線撮像装置。 - 前記パネルユニットは、前記制御ユニットより厚さが厚いか、または厚さが略等しい
請求項１〜請求項９の何れか１項記載の放射線撮像装置。 - 前記放射線検出パネルは、放射線を光に変換するシンチレータで放射線を光に変換し、当該光により表わされる放射線画像を示す電気信号を出力するものとし、
前記シンチレータは、蛍光体材料の柱状結晶を含んで構成された
請求項１〜請求項１１の何れか１項記載の放射線撮像装置。 - 前記蛍光体材料を、ＣｓＩとした
請求項１２項記載の放射線撮像装置。
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