JP2016004002A - 放射線撮影装置及び放射線撮影システム - Google Patents

Abstract

【課題】 変換素子に対し放射線と異なる波長の光を発する光源と放射線センサパネルを有する放射線撮影装置において、静電気に起因する撮影画像の画質への影響を抑制できる。【解決手段】 放射線叉は光を検出する変換素子が配置された光電変換部１０３を有する放射線センサパネル１０２と、放射線センサパネル１０２に前記放射線と異なる波長の光を発する光源１１１を有する光源部１０１と、放射線センサパネル１０２と光源部１０１との間に配置され、固定電位が供給される導電性部材１００と、を有することを特徴とする放射線撮影装置。【選択図】 図１

Description

本発明は、放射線撮影装置及び放射線撮影システムに関するものである。

放射線を検出可能な複数の変換素子により構成された放射線センサパネルを有する放射線撮影装置が提案されている。当該放射線撮影装置では、複数回の撮影に際して、先の撮影時の放射線の照射によって変換素子で発生し蓄積された電荷が、次の撮影時の撮影画像に残像となって現れることが知られている。このような残像を抑制するための対策として、放射線撮影装置に放射線と異なる波長の光を発する光源を配置し、当該光源から変換素子に対して光を照射する技術が知られている。放射線センサパネルは光源からの光が照射されることで、先の撮影時に蓄積された電荷による複数の変換素子間の特性のばらつきが改善される。更に、上記光源として、端部に発光源を持ち、導光板、拡散板、反射板によって発光源からの光を放射線センサパネルに効率よく照射させる技術が知られている。

特許文献１に記載の発明では、変換素子を構成する光電変換素子を有する放射線センサパネルと、放射線センサパネルに対し放射線と異なる波長の光を発する光源部を有する放射線撮影装置が開示されている。更に光源部の側面から放射線センサパネルに跨るように接着材で固定され、導光板、拡散板、反射板の各部において光源部が発する光が透過する部分が接着されない構成が開示されている。

特開２０１４−７１０７７号公報

しかしながら、特許文献１に記載された光源部の構成において、放射線撮影装置への振動や衝撃により光源部の各部の間で静電気が発生するおそれがある。特に、放射線センサパネルと光源とが振動によって、接触、剥離、擦れ等が発生し静電気により帯電を引き起こすおそれがあった。また、上述した光源部の各部は、接着材で固定されていない領域において擦れ等に起因し静電気が発生するおそれがあった。そして、発生した静電気が放射線センサパネルへ伝搬し、変換素子の誤動作や特性の劣化を引き起こす場合があった。そのため、撮影画像の画質に影響を及ぼすおそれがあった。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、変換素子に対し放射線と異なる波長の光を発する光源と放射線センサパネルを有する放射線撮影装置において、静電気に起因する撮影画像の画質への影響を抑制することを目的とする。

そこで、上記の問題点を解決するために本発明の放射線撮影装置は、放射線叉は光を検出する変換素子が配置された光電変換部を有する放射線センサパネルと、前記光電変換部に対し前記放射線と異なる波長の光を発する光源を有する光源部と、を有する放射線撮影装置であって、前記放射線センサパネルと前記光源部との間に配置され、固定電位が供給される導電性部材と、を有することを特徴とする放射線撮影装置。

本発明によって、変換素子に対し放射線と異なる波長の光を発する光源と放射線センサパネルを有する放射線撮影装置において、静電気に起因する撮影画像の画質への影響を抑制できる。

第一の実施形態の放射線撮影装置を示す平面図および断面図である。 第二の実施形態の放射線撮影装置を示す断面図である。 第二の実施形態の導電性部材を示す平面図および断面図である。 第三の実施形態の放射線撮影装置を示す断面図である。 第四の実施形態の放射線撮影装置の断面図及び導電性部材の平面図である。 第一から第五の実施形態の放射線撮影装置の応用例としての放射線撮影システムを示す図である。

（第１の実施形態）
図１を参照し、第一の実施形態における放射線撮影装置について説明する。図１は、第一の実施形態における放射線撮影装置の構成例を示している。図１（ａ）は放射線入射面側から見た平面図を示す図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ箇所の断面図を示す図である。

本実施例における放射線撮影装置１０は、導電性部材１００と、光源部１０１と、放射線センサパネル１０２と、を少なくとも有している。そして、導電性部材１００は、放射線センサパネル１０２と光源部１０１との間に配置され、固定電位が供給されている。以下各部について詳細に説明する。

放射線センサパネル１０２は、放射線を画像信号に変換する機能を有する。放射線センサパネル１０２は、基板に複数の光電変換素子が配置された領域として光電変換部１０３を有している。基板は、例えばガラスで構成されている。放射線センサパネル１０２の光電変換部１０３を有する面である検出面側には、放射線を可視光に変換する蛍光体１０４が配置されている。放射線撮影装置１０に照射された放射線によって蛍光体１０４は発光し、当該発光した光を放射線センサパネル１０２の複数の光電変換素子が画像信号に変換する。そして、蛍光体１０４の上面に、金属又は樹脂からなる蛍光体保護層１０５が配置される。蛍光体保護層１０５により、蛍光体の耐久性が向上され得る。なお、放射線センサパネル１０２は、蛍光体１０４と光電変換部１０３の代わりに放射線を直接電荷に変換する変換素子を使用してもよい。

回路基板１０７は、放射線センサパネル１０２を制御する機能を有する。回路基板１０７は、フレキシブル配線基板１０６を介して放射線センサパネル１０２と電気的に接続され得る。フレキシブル配線基板１０６及び回路基板１０７には各種集積回路が設けられる。集積回路としては、光電変換部１０３を駆動させる駆動回路叉は、電気信号を読み出す読み出し回路を有している。更に、駆動回路及び読み出し回路の少なくとも一方を制御する制御回路を含む。回路基板１０７は、後述する光源１１１を制御する制御回路を更に有している。なお、光源１１１を制御する制御回路は、回路基板１０７とは異なる回路基板に構成されていてもよい。

光源部１０１は、放射線と異なる波長の光を発する。このため光源部１０１は、放射線センサパネル１０２の特性を改善するための光を発する機能を有する。また、光源部１０１は、放射線センサパネル１０２の検出面の反対の面側に配置される。光源部１０１は、放射線センサパネル１０２とは、直接接触させずに配置される。

光源部１０１は、反射板１０８と、導光板１０９と、拡散板１１０と、光源１１１とを含んで積層され構成されている。光源１１１は反射板１０８に固定されている。なお、光源１１１は、これに限られるものでなく、導光板１０９に固定されていてもよい。そして、反射板１０８と拡散板１１０との間には、スペーサ１１２が配置されている。当該スペーサ１１２が、拡散板１１０と反射板１０８との間を所定の間隔で固定している。そしてスペーサ１１２によって設けられた空間に、導光板１０９が挟み込まれた構成としている。なお、反射板１０８、導光板１０９及び拡散板１１０の夫々の間であって、光源１１１から発せられた光が透過し得る領域には接着材による固定は行われていない。本構成により、接着材が透過し得る領域内で光が一様でないことによる、光の強度の不均一になることを抑制し得る。

以下、光源部１０１の各構成について説明する。反射板１０８は、反射板１０８側に透過してきた光を導光板１０９側に反射させ、放射線センサパネル１０２へ入射する光量を高める機能を有する。反射板１０８の材料は、例えば、ＰＥＴを含有した部材が用いられる。導光板１０９は、光源１１１が発する光を拡散板１１０に対して均一に光を導く機能を有する。導光板１０９の材料は、光伝播効率が良く透明度の高い樹脂素材が用いられ、例えばアクリル樹脂が用いられる。拡散板１１０は、光源１１１より発せられ導光板１０９内を伝搬した光を、拡散板１１０の面方向に拡散させながら、放射線センサパネル１０２の方向へ照射する機能を有する。つまり、光源部１０１における拡散板１１０は、光を発光する発光面として機能する。拡散板１１０は、例えば、ＰＥＴを含有した部材が用いられる。光源１１１は、放射線センサパネル１０２の特性を改善するための光を発する機能を有する。放射線と異なる波長の光を発する光の波長域としては、赤外光又は可視光を含んでいる。光源１１１としては、例えば、ＬＥＤやレーザー等が用いられる。

導電性部材１００は、放射線センサパネル１０２と光源部１０１との間に配置され、固定電位が供給されている。固定電位が供給されているため、導電性部材１００は、光源部１０１で発生し得る静電気を固定電位の供給先へ逃がすように作用する。本実施形態では、放射線センサパネル１０２と光源部１０１との間に導電性部材１００を挟んで固定されている。このため、光源部１０１と導電性部材１００との密着性をよりよくし、光源部１０１で発生した静電気を効率よく固定電位の供給先へ逃がすことができる。導電性部材１００は、基板接続部１１３を介して回路基板１０７と電気的に接続され、回路基板１０７から固定電位が供給される。供給される固定電位は例えば、回路基板１０７で用いるグラウンド電位とすることができる。その他、光電変換部に供給される電位、読み出し回路に供給される電位等、各種の固定電位が用いられ得る。なお、グラウンド電位を供給する場合には、放射線センサパネル１０２を内包する外装箱（不図示）に電気的に接続することもできる。

導電性部材１００は、少なくとも放射線センサパネル１０２の光電変換部１０３が設けられた領域よりも大きく、光源変換部１０３を覆うように配置されている。この構成により、少なくとも光源変換部１０３への静電気の影響を抑制し得る。次に導電性部材１００に用いられ得る部材について説明する。導電性部材１００は、所定の導電性を確保するために、シート抵抗が１０ｋΩ以下であることが好ましい。また、導電性部材１００は、光源部１０１から発する放射線とは異なる光を透過させ、変換素子の特性を所定の時間で改善させるため、光源１１１から発する赤外光叉は可視光の可視光透過率は５０％以上であることが好ましい。更に、導電性部材１００は、放射線センサパネル１０２の検出面と反対側の面と光源部１０１との間に配置されているでもよい。この場合、画像信号を得るための放射線が光源部１０１と導電性部材を透過する構成となり得る。そのため、導電性部材１００は、放射線を透過させるため放射線透過率が９０％以上であることが好ましい。導電性部材１００は、９０％以上の放射線透過率を確保することで、画像信号の減衰を抑えつつ画像信号を得ることができる。

次に、導電性部材１００に用い得る材料について説明する。導電性部材１００は、材料としてＰＥＴ板等の樹脂フィルムに無機導電膜や有機導電膜を形成したものを用いることができる。当該無機導電膜の材料としては、ＳｎＯ２、ＺｎＯやＩＴＯを用いることができる。なお、有機導電膜としては、ポリピロールなどを形成したものを用いることができる。有機又は無機の導電膜を形成する方法としてＣＶＤ法や真空蒸着法、スクリーン印刷等を用いることができる。他の導電性部材１００の材料としては、導電性を有する透明樹脂を含む材料を用いることができる。更に、導電性部材１００は、ＩＴＯ等の透明導電膜を使用してもよい。更に、導電性部材１００は、金属線を網目状（メッシュ状）にしたメッシュ部を有していてもよい。当該金属線の線幅は、光電変換素子を放射線入射面側から見た寸法よりも細く構成することが好ましい。具体的には、当該光源変換素子の寸法に対し、３０％以下の線幅とすることで、網目の開口率が５０％以上とすることができる。導電性部材１００は、これらの材料を用いて形成されることで放射線撮影装置の重量の増加を抑制し、且つ静電気を放射線センサパネルに伝搬することを抑制し得る。

以上、放射線撮影装置は、放射線センサパネルと光源部との間に配置され、固定電位が供給される導電性部材を有している。この構成により、光源部により静電気が発生しても導電性部材によって電位の変動が抑制され得る。そのため、変換素子に対し放射線と異なる波長の光を発する光源と放射線センサパネルを有する放射線撮影装置において撮影画像の画質への影響を抑制できる。

（第２の実施形態）
図２を参照し、第二の実施形態における放射線撮影装置について説明する。第一の実施形態との違いは、放射線センサパネルと光源部とが接着層を挟んで接着されている点で異なる。更に、第一の実施形態とは、導電性部材が光を拡散する機能を有している点で異なる。以下、詳細に説明する。図２（ａ）は、第二の実施形態における放射線撮影装置の断面図である。なお、平面図については、図１（ａ）と同様であるため省略する。

まず、接着層１１８について説明する。図２（ａ）に示す放射線撮影装置２０において、放射線センサパネル１０２と光源部１０１が接着層１１８を挟んで接着されている。この場合に接着層１１８は、光源部１０１から発する光を透過するため、可視光の透過率が高い材料であることが好適である。このため、接着層１１８が有する可視光の透過率は９０％以上であることが好適である。接着層１１８の材料としては、アクリル系、エポキシ系、又はシリコーン系の接着剤を用いることができる。なお、図２（ｂ）に示すように、光源部１０１と導電性部材１００が第２の接着層１２３を挟んで接着されていてもよい。このため、第２の接着層１２３は、光源部１０１から発する光を拡散させる機能を有していてもよい。第２の接着層１２３の材料としては、例えば、乳白色のシリコン樹脂が好適に用いられる。

次に、図２及び図３を用いて導電性部材１１７について説明する。図３（ａ）は、導電性部材１１７を放射線入射面側から見た図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ箇所の断面図である。導電性部材１１７は、固定電位が供給され、且つ光源部１０１から発する光を拡散させる機能を有する。導電性部材１１７は、基台１１９の上に、導電層１２０、拡散層１２１と、が順に積層されている。基台１１９は、導電層１２０を堆積させるために用いられ、例えばシート状のＰＥＴが好適に用いられる。導電層１２０は、導電性を有し、且つ光を透過する層であり、例えばＩＴＯ等の透明の導電膜が好適に用いられる。拡散層１２１は、光を拡散させる機能を有する。拡散層１２１には、例えば、ＳｉＯ２微粒子を混合したアクリル樹脂が好適に用いられる。更に、図３（ｂ）に示すように、導電性部材１１７は、光電変換部１０３と接していない部分に、導電膜１２２が積層されている。導電膜１２２は、導電性部材１１７の導電性を向上させるために積層されている。当該導電膜１２２は、例えば、銅を蒸着することによって形成される。

以上の構成により光源部１０１と放射線センサパネル１０２との位置が接着層１１８により固定される。これにより、光源部１０１と導電性部材の密着性が高まる。そのため、放射線撮影装置に衝撃が加えられた場合でも、効率良く静電気が放射線センサパネルに伝搬することを抑制することができる。

（第３の実施形態）
図４を参照し、第三の実施形態における放射線撮影装置について説明する。他の実施形態との違いは、光源部を構成する導光板、反射板、拡散板のうち少なくとも１つに固定電位が供給されている。以下、詳細に説明する。

図４に示すように、本実施形態の放射線撮影装置３０は、光源部１０１の、導光板１２４、反射板１２５、拡散板１２６に対し固定電位を供給するために基板接続部１１３が接続されている。各板は、導電性を確保し、且つ基板接続部１１３を介して固定電位を供給するために導電性を有する導電性部材が配置されている。反射板１２５は、例えば、ＰＥＴシートに金属の導電層が形成されたものが好適に用いられる。金属はアルミニウム等が好適に用いられる。また、導光板１２４は、例えば、ＰＥＴシートに導電層として、ＩＴＯを配置したものが好適に用いられる。拡散板１２６は、例えば、ＰＥＴシートに導電層としてＩＴＯを配置したものが好適に用いられる。そして、光源部１０１の各部に固定電位を供給することによって、光源部１０１の各部から発生する静電気を放射線センサパネル１０２に伝搬することを抑制し得る。なお、各板に接続された基板接続部１１３の夫々を電気的に接続させてもよい。この場合、光源部１０１を構成する各板の間での電位差を一定にするように作用し、静電気を除去する効果を高め得る。

以上、本実施形態の放射線撮影装置は、光源部を構成する導光板、反射板、拡散板のうち少なくとも１つに固定電位が供給されている。そのため光源部を構成する各板の電位の変動を抑制し得る。このため、本実施形態の放射線撮影装置は、静電気が放射線センサパネルに伝搬することを抑制することができ、撮影画像の画質への影響を抑制できる。

（第４の実施形態）
図５を参照し、第四の実施形態における放射線撮影装置について説明する。他の実施形態との違いは、導電性部材のうち光電変換部に対向する領域とは異なる領域が、当該光電変換部に対向する領域よりも導電率が高い点が異なる。以下、詳細に説明する。

図５（ａ）は、導電性部材４００が配置された放射線撮影装置４０である。図５（ｂ）は、導電性部材４００を放射線入射面側から見た図である。導電性部材４００は、導電層１２０と、高導電層１３１を含んで構成されている。導電性部材４００は、基板接続部１１３を介して固定電位が供給されている。導電層１２０は、光電変換部１０３に対向する領域に設けられている。導電層１２０は、光源部１０１から発せられた光を透過させるため、例えば、透明性を有する導電膜（ＩＴＯ等）が用いられる。導電層１２０は、透明導電膜を用いることで光源部１０１から発する光の減衰を抑制することができる。高導電層１３１は、光電変換部１０３に対向する領域とは異なる領域に設けられている。高導電層１３１は、可視光を透過させる必要はなく、導電層１２０よりも高い導電性を有している。このため、導電性部材４００は、高導電層１３１が形成されることにより静電気の伝搬を抑制し得る。高導電層１３１は、例えば、導電性部材４００上に蒸着によりアルミニウムを形成したものが用いられる。以上により、導電性部材の導電率を高め、静電気が放射線センサパネルに伝搬することを抑制し、放射線撮影装置において撮影画像の画質への影響を抑制できる。

（応用例）
図６は、第一から第四の放射線撮影装置の放射線撮影システム１への応用例を示す図の一例である。放射線撮影システム１には、本発明のいずれかの実施形態にかかる放射線撮影装置１０１が適用される。

放射線撮影システム１は、放射線源としてのＸ線チューブ６０５０と、放射線撮影装置１０１と、信号処理手段としてのイメージプロセッサ６０７０と、表示手段としてのディスプレイ６０８０、６０８１とを有する。更に、放射線撮影システム１は、これらに加えて、フィルムプロセッサ６１００と、レーザープリンタ６１２０とを有する。

放射線源としてのＸ線チューブ６０５０が発生させた放射線（Ｘ線）６０６０は、被検者６０６１の撮影部位６０６２を透過し、放射線撮影装置１０１に入射する。放射線撮影装置１０１に入射した放射線には、被検者６０６１の撮影部位６０６２の内部の情報が含まれている。

放射線撮影装置１０１に放射線が入射することにより、電気的な被検者６０６１の撮影部位６０６２の情報が得られる。この情報は、デジタル形式に変換されて、信号処理手段としてのイメージプロセッサ６０７０に出力される。

信号処理手段としてのイメージプロセッサ６０７０は、ＣＰＵとＲＡＭとＲＯＭを備えるコンピュータが適用される。更に、イメージプロセッサ６０７０は、記録手段として各種情報を記録可能な記録媒体を有する。たとえば、イメージプロセッサ６０７０は、記録手段としてＨＤＤやＳＳＤや記録可能な光ディスクドライブなどを内蔵している。または、イメージプロセッサ６０７０は、記録手段としてのＨＤＤやＳＳＤや記録可能な光ディスクドライブなどを外部に接続可能であってもよい。

そして、信号処理手段としてのイメージプロセッサ６０７０は、この情報に所定の信号処理を施し、表示手段としてのディスプレイ６０８０に表示させる。これにより、被検者や検者は、画像を観察できる。また、イメージプロセッサ６０７０は、この情報を記録手段としてのＨＤＤやＳＳＤや記録可能な光ディスクドライブに記録できる。

また、イメージプロセッサ６０７０は、情報の伝送手段として、外部に情報を伝送可能なインターフェースを有する構成であってもよい。このような伝送手段としてのインターフェースには、たとえば、ＬＡＮや電話回線６０９０を接続可能なインターフェースが適用できる。

そして、イメージプロセッサ６０７０は、伝送手段としてのインターフェースを介して、この情報を遠隔地に伝送することができる。たとえば、イメージプロセッサ６０７０は、この情報を、放射線撮影装置１０１が設置されたＸ線ルームから離れた場所にあるドクタールームに伝送する。これにより、医師等は、遠隔地において被検者の診断が可能となる。また、放射線撮影システム１は、記録手段としてのフィルムプロセッサ６１００により、この情報をフィルム６１１０に記録することもできる。

以上、本発明を実施例に基づいて詳述してきたが、本発明はこれらの特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明の範疇に含まれる。更に、上述した各実施形態は本発明の一実施の形態を示すものにすぎず、各実施形態を適宜組み合わせることも可能である。

１０ 放射線撮影装置
１０１ 光源部
１０２ 放射線センサパネル
１０３ 光電変換部
１０８ 導電性部材
１１１ 光源

Claims (15)

1. 放射線叉は光を検出する変換素子が配置された光電変換部を有する放射線センサパネルと、
   前記光電変換部に対し前記放射線と異なる波長の光を発する光源を有する光源部と、を有する放射線撮影装置であって、
   前記放射線センサパネルと前記光源部との間に配置され、固定電位が供給される導電性部材と、
   を有することを特徴とする放射線撮影装置。
2. 前記光源部は、前記導光板と、前記拡散板と、前記反射板と、を更に有し、
   前記導光板と、前記拡散板と、前記反射板の夫々の間で、前記光源から発する光を透過する領域が接着剤による固定がされていないことを特徴とする請求項１に記載の放射線撮影装置。
3. 前記光源部が発する前記放射線と異なる波長の光は可視光を含み、
   前記導電性部材は、前記可視光を透過する可視光透過率が５０％以上であることを特徴とする請求項１叉は２に記載の放射線撮影装置。
4. 前記放射線センサパネルは、複数の光電変換素子が設けられた検出面を有し、
   前記導電性部材は、前記検出面と反対の面側と前記光源部との間に配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
5. 前記導電性部材は、前記放射線を透過する放射線透過率が９０％以上であることを特徴とする請求項４に記載の放射線撮影装置。
6. 前記導電性部材は、前記放射線センサパネルを制御する回路基板に電気的に接続されており、前記回路基板から固定電位が供給されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
7. 前記固定電位はグラウンド電位であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
8. 前記放射線センサパネルと前記光源部とが、前記導電性部材を挟んで固定されていることを特徴とする請求項１叉は７に記載の放射線撮影装置。
9. 前記放射線センサパネルと前記光源部とが、前記導電性部材を、接着剤を含む接着層を挟んで固定されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
10. 前記光源部から発する前記放射線と異なる波長の光は可視光を含み、
    前記接着層は、前記可視光を透過する透過率が９０％以上であることを特徴とする請求項９に記載の放射線撮影装置。
11. 前記導電性部材は、前記放射線センサパネルにおける複数の変換素子が設けられた光電変換部に対向する領域とは異なる領域が、前記光電変換部が設けられた領域よりも導電率が高いことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
12. 放射線を画像信号に変換する放射線センサパネルと、
    前記放射線と異なる波長の光を発する光源と、導光板と、拡散板と、反射板と、を有する光源部と、を有する放射線撮影装置であって、
    前記光源部は、前記導光板、前記反射板、前記拡散板のうち少なくとも１つに導電性を有する導電性部材が配置され、前記導電性部材を介して固定電位が供給されていることを特徴とする放射線撮影装置。
13. 前記導電性部材は、ＰＥＴに導電性を有する導電膜が配置されていることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
14. 前記導電性部材は、金属線を網目状にしたメッシュ部を有していることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
15. 請求項１から１４のいずれか１項に記載の放射線撮影装置と、
    前記放射線撮影装置からの信号を処理する信号処理手段と、
    を有することを特徴とする放射線撮影システム。

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