JP2017086768A - 放射線撮像装置および放射線撮像システム - Google Patents

Abstract

【課題】小型化と可搬性の向上に有利な構造を有する放射線撮像装置を提供する。【解決手段】放射線撮像装置は、放射線撮像パネルと、前記放射線撮像パネルに電気的に接続された電気回路基板と、前記放射線撮像パネルおよび前記電気回路基板を収容する筐体とを有する。前記筐体は、放射線入射面を構成する第１板部と、前記第１板部の反対側の面を構成する第２板部と、側面を構成する枠状の側壁部とを含む。前記側壁部は、前記筐体の内側に向かって窪んだ把持用の凹部を有する。前記第１板部への正射影において、前記凹部の底面は、前記放射線撮像パネルの外縁および前記電気回路基板の外縁の少なくとも一方の内側に位置する。【選択図】図４

Description

本発明は、放射線撮像装置および放射線撮像システムに関する。

放射線によって形成される像を電気的に撮像する放射線撮像装置が普及している。一般的な放射線撮像装置は、胸部や腹部などを撮像するために必要な大きな撮像領域を有するので、相応の重量を有し、持ち運びは容易ではない。可搬型の放射線撮像装置において可搬性の向上が重要であることは当然であるが、据え付け型の放射線撮像装置においても、支持部材への取り付け、その取り付け前の搬送、保守に際して可搬性および取扱いの容易性の向上は重要である。

特許文献１には、放射線検出器と、放射線検出器が取り付けられる凹部を有する支持部材とを備える放射線撮像装置が記載されている。支持部材の一端と凹部との間には傾斜面が設けられ、傾斜面には、技師等の手を挿入可能な貫通孔が設けられている。貫通孔は、放射線の入射面に直交する方向に該支持部材を貫通している。支持部材の他端には、該支持部材から突出するように取手が設けられている。

特開２０１１−２１８１４５号公報

特許文献１に記載された放射線撮影装置は、貫通孔および取手が設けられていることによって可搬性が向上している。しかしながら、支持部材を放射線の入射面に直交する方向に貫通する貫通孔が設けられたり、支持部材から突出するように取手が設けられたりした構成では、放射線撮像装置が大型化する。

本発明は、小型化と可搬性の向上に有利な構造を有する放射線撮像装置を提供することを目的とする。

本発明の１つの側面は、放射線撮像パネルと、前記放射線撮像パネルに電気的に接続された電気回路基板と、前記放射線撮像パネルおよび前記電気回路基板を収容する筐体とを有する放射線撮像装置に係り、前記筐体は、放射線入射面を構成する第１板部と、前記第１板部の反対側の面を構成する第２板部と、側面を構成する枠状の側壁部と、を含み、前記側壁部は、前記筐体の内側に向かって窪んだ把持用の凹部を有し、前記第１板部への正射影において、前記凹部の底面は、前記放射線撮像パネルの外縁および前記電気回路基板の外縁の少なくとも一方の内側に位置する。

本発明によれば、小型化と可搬性の向上に有利な構造を有する放射線撮像装置が提供される。

実施形態の放射線撮像システムの構成を示す模式図。 実施形態の放射線撮像システムの受像部およびその周辺の断面構造を示す模式図。 実施形態の放射線撮像システムの受像部およびその周辺の断面構造を示す模式図。 実施形態の放射線撮像装置の断面構造を示す模式図。 実施形態の放射線撮像装置の断面構造を示す模式図。 実施形態の放射線撮像装置の取扱い形態を示す模式図。 実施形態の放射線撮像装置の取扱い形態を示す模式図。 実施形態の放射線撮像装置の筺体に設けられた凹部と放射線撮像装置の重心とを示す模式図。 凹部の例を示す図。 変形例に係る放射線撮像装置の断面構造を示す模式図。

以下、添付図面を参照しながら本発明をその例示的な実施形態を通して説明する。以下では、被検者を透過した放射線によって形成される像を撮像する医療用の放射撮像装置および放射線撮像システムに本発明が適用された例を説明する。しかしながら、本発明は、他の被検体を透過した放射線によって形成される像を撮像する種々の放射撮像装置および放射線撮像システムに適用されうる。放射線は、典型的には、Ｘ線でありうるが、他の放射線であってもよい。

図１には、本発明の一実施形態の放射線撮像システムＤＲＳの構成が模式的に示されている。放射線撮像システムＤＲＳは、図１を参照しながら以下で例示的に説明されるように、Ｃ形アーム式放射線撮像システムとして構成されうるが、これに限定されるものではない。放射線撮像システムＤＲＳは、放射線源（Ｘ線源）１と、受像部２と、制御部ＣＮＴとを備えうる。放射線撮像システムＤＲＳは、Ｃアーム４と、Ｃアーム４を回転可能に支持するガイド５と、ガイド５を支持する支持アーム６とを備えうる。支持アーム６は、天井または床等の構造体ＳＴによって支持されうる。放射線源１および受像部２は、回転可能なＣ形アーム３に対して、互いに対向するように取り付けられうる。被検者Ｍは、寝台の上に臥位で配置されうる。放射線源１および受像部２は、放射線源１および受像部２によって被検者Ｍが挟まれるように配置されうる。制御部ＣＮＴは、放射線源１および受像部２を制御し、また、受像部２から提供される被検者Ｍの放射線画像を処理しうる。Ｃ形アーム式放射線撮像システムは、例えば、血管内治療（インターベンション）などに利用されうる。

図２には、受像部２およびその周辺の断面構造が模式的に示されている。図３には、図２のＡ−Ａ面における断面が示されている。受像部２には、図２に示されるように放射線Ｒが入射する。受像部２は、放射線撮像装置１０を含む。図２、３および後に参照する図４、５、８、９に付されたＸＹＺ座標系は、放射線Ｒの入射面に平行な面をＸＹ面として示されている。

受像部２の全体は、Ｃアーム４の一方の端部によって支持シャフト７を介して支持されうる。支持シャフト７は、中空構造を有し、支持シャフト７の中には、１又は複数のチューブ８が配置されうる。チューブ８内には、信号ケーブル、電力ケーブル、冷媒用チューブ等が配置されうる。チューブ８は、フレキシブル素材で構成されうる。図示されてないが、受像部２を支持シャフト７の軸を中心に回動させる機構が備えられうる。支持シャフト７は、支持フレーム９を支持し、支持フレーム９は、放射線撮像装置１０を支持している。一例において、放射線撮像装置１０の側面は、側面カバー１１によって覆われ、放射線撮像装置１０の放射線入射面の側は、前面カバー１３によって覆われ、放射線撮像装置１０の背面の側は、背面カバー１２によって覆われている。ここで、放射線入射面（前面）は、放射線源１からの放射線Ｒが入射する面であり、背面は、放射線入射面の反対側の面である。放射線撮像装置１０は、面取りがなされた直方体形状を有しうる。

図４、５には、放射線撮像装置１０の構成が模式的に示されている。図４は、放射線撮像装置１０を放射線入射面（受像面）に垂直な面で切断した断面の模式図であり、図５は、図４のＢ−Ｂ面における断面の模式図である。

放射線撮像装置１０は、放射線撮像パネル１０１と、放射線撮像パネル１０１に電気的に接続された電気回路基板１１０と、放射線撮像パネル１０１および電気回路基板１１０を収容する筐体１０２とを有する。放射線撮像パネル１０１は、被検体Ｍを透過した放射線Ｒの二次元強度分布（放射線像）を電気的な画像信号として検出する。放射線撮像パネル１０１は、放射線を光に変換するシンチレータと、該シンチレータによって変換された光を検出する撮像パネルとを含みうる。あるいは、放射線撮像パネル１０１は、放射線を電気信号に直接変換する複数のセンサで構成される撮像パネルを含みうる。

筐体１０２は、放射線Ｒが入射する放射線入射面を構成する第１板部Ｃ１と、第１板部Ｃ１の反対側の面を構成する第２板部Ｃ２と、側面を構成する枠状の側壁部Ｃ３とを含む。側壁部Ｃ３は、筐体１０２の内側に向かって窪んだ把持用の凹部１３１を有する。第１板部Ｃ１への正射影において、凹部１３１の底面ＢＦは、放射線撮像パネル１０１の外縁および電気回路基板１１０の外縁の少なくとも一方の内側に位置しうる。このような構成は、放射線撮像装置１０の把持の容易性を向上させるとともに放射線撮像装置１０を小型化するために有利である。放射線撮像パネルは、有効撮像領域ＥＩＲを有し、第１板部Ｃ１への正射影において、凹部１３１の底面ＢＦは、有効撮像領域ＥＩＲの外縁の内側に位置しうる。ここで、底面ＢＦは、放射線撮像装置１０の外部（筐体１０２）の外部に露出した面である。このような構成は、放射線撮像装置１０の把持の容易性を向上させるとともに放射線撮像装置１０を挟額縁化するために有利である。第１板部Ｃ１と第２板部Ｃ２との間に放射線撮像パネル１０１が配置され、放射線撮像パネル１０１と第２板部Ｃ２との間に電気回路基板１１０が配置され、電気回路基板１１０と第２板部Ｃ２との間に凹部１３１の底面ＢＦが配置されうる。

放射線撮像装置１０は、筐体１０２の中に配置された内部支持体１０５を備えうる。内部支持体１０５は、例えば、不図示のステーによって筐体１０２の内側に固定されうる。放射線撮像パネル１０１は、内部支持体１０５に対して固定部材１０６を介して固定されうる。電気回路基板１１０は、例えば、内部支持体１０５と第２板部Ｃ２との間に配置されうる。電気回路基板１１０は、例えば、遮蔽部材１０７および機能性部材１０８を介して内部支持体１０５に対して固定されうる。遮蔽部材１０７は、放射線撮像パネル１０１を透過した放射線が背面側に抜けることを防止または低減する。機能性部材１０８は、例えば、電気絶縁性、電磁波遮蔽性、断熱性等の機能を有しうる。遮蔽部材１０７および機能性部材１０８は、放射線撮像パネル１０１および／または電気回路基板１１０の電気的動作の障害（例えば、放射線の透過、漏えい電流、電磁波ノイズ、熱など）を防いだり減衰させたりしうる。

放射線撮像パネル１０１と電気回路基板１１０とは、１または複数のフレキシブルケーブル１１４で電気的に接続されうる。一例において、放射線撮像パネル１０１における互いに反対側の２つの辺の付近に設けられた複数のコネクタと、電気回路基板１１０における対応する２つの辺の付近に設けられた複数のコネクタとが、複数のフレキシブルケーブルで接続されうる。

筐体１０２の枠状の側壁部Ｃ３の内側面の一部に沿って遮蔽部材１０９が設けられうる。遮蔽部材１０９は、放射線を遮蔽する。遮蔽部材１０９は、筐体１０２の第１板部Ｃ１の内側面のうち放射線撮像パネル１０１の有効撮像領域ＥＩＲの外側の部分にも設けられうる。遮蔽部材１０９は、前述の遮蔽部材１０７とともに、放射線撮像パネル１０１の筐体１０２に入射した放射線が筺体１０２の外に放射されることを防止または低減する。遮蔽部材１０７、１０９は、放射線の遮蔽性が高い材料、例えば、原子番号が大きい金属、より具体的には、鉛、モリブデンまたはタングステンで構成されることが好ましい。したがって、遮蔽部材１０７、１０９は、放射線撮像装置１０の重量の増加をもたらす。把持用の凹部１３１を設けることは、放射線撮像装置１０の重量の増加による放射線撮像装置１０の可搬性や取扱いの容易性の低下を抑えるために効果的である。

電気回路基板１１０には、電気回路基板１１０と制御部ＣＮＴなどの外部装置とを電気的に接続するための接栓座１１６、１１７、１１８が設けられうる。接栓座１１６、１１７、１１８は、例えば、ソケット、ジャック、レセプタクルなどの形態を有しうる。電気回路基板１１０と外部装置との接続系統は、例えば、放射線撮像装置１０に電力を供給する系統、放射線撮像装置１０と外部装置との間でコマンドや制御データをやりとりする系統、放射線撮像装置１０から画像信号を出力する系統を含みうる。接栓座１１６、１１７、１１８に接続されたケーブルは、チューブ８を通して制御部ＣＮＴ等の外部装置に接続されうる。

放射線撮像装置１０は、放射線撮像パネル１０１と筐体１０２の第２板部Ｃ２との間に冷却部１２０を更に備えうる。冷却部１２０は、例えば、電気回路基板１１０と筐体１０２の第２板部Ｃ２との間に配置されうる。あるいは、変形例を示す図１０に例示されるように、冷却部１２０は、放射線撮像パネル１０１と電気回路基板１１０との間に配置されてもよい。図１０に例示されるように冷却部１２０が配置されることにより、電気回路基板１１０に搭載されている部品１１１に対する冷却のみならず、放射線撮像パネル１０１に対する冷却も行うことができる。

一例において、冷却部１２０は、電気回路基板１１０に搭載されている発熱量の大きい部品１１１に対して熱伝導部材１１２を介して接続されうる。冷却部１２０は、冷媒を流すための流路ＦＰを有しうる。流路ＦＰには、冷媒チューブ１２１、１２２が接続されうる。冷媒チューブ１２１、１２２は、チューブ８を介して外部の冷却装置に接続されうる。

冷却部１２０は、熱伝導性が高い材料、例えば金属（例えば、銅）で形成されうる。そのために、冷却部１２０は、放射線撮像装置１０の重量を増加させる一因になりうる。把持用の凹部１３１を設けることは、放射線撮像装置１０の重量の増加による放射線撮像装置１０の可搬性や取扱いの容易性の低下を抑えるために効果的である。また、図１０に例示されるように、放射線撮像パネル１０１と電気回路基板１１０との間に配置された冷却部１２０よりも第２板部Ｃ２の側に把持用の凹部１３１が位置するように、側壁部Ｃ３が把持用の凹部１３１を有してもよい。このような構成は、冷却部１２０による放射線撮像パネル１０１および電気回路基板１１０への冷却効果の低下を抑えるために効果的である。

把持用の凹部１３１は、例えば、放射線撮像システムＤＲＳの組み立て又は保守を行う作業者が放射線撮像装置１０を操作する際の手掛かりになりうる。例えば、図６に模式的に示されるように放射線撮像装置１０が床面Ｆの上に置かれている場合において、凹部１３１は、作業者が手Ｔの指をかける手掛かりになりうる。つまり、作業者は、手Ｔの指を凹部１３１に差し込むことによって、放射線撮像装置１０を容易に持ち上げることができる。ここで、凹部１３１が放射線撮像装置１０を持ち上げる際の最初の手掛かりとしてのみ期待される場合は、凹部１３１が１箇所にのみ配置されていてもよい。しかしながら、可搬性や操作性の向上の観点において、凹部１３１は、２つの凹部、即ち、第１凹部１３１ａおよび第２凹部１３１ｂを含むことが好ましい。ここで、筐体１０２の側壁部Ｃ３ｈａ、互いに反対側の側面を構成する第１側壁Ｃ３ａおよび第２側壁Ｃ３ｂを含み、第１凹部１３１ａ、第２凹部１３１ｂは、それぞれ第１側壁Ｃ３ａ、第２側壁Ｃ３ｂに設けられうる。このような構成は、図７に模式的に示されるように、作業者Ｓが放射線撮像装置１０を２つの手で持つために有利である。

図８を参照しながら凹部１３１の好ましい構成を説明する。図８（ａ）は、放射線撮像装置１０を放射線入射面に対して平行な面で切断した模式的断面図であり、筐体１０２の内部の構造については省略されている。図８（ｂ）は、放射線撮像装置１０を放射線入射面に垂直な面で切断した模式的断面図であり、筐体１０２の内部の構造については省略されている。

前述のように、第１板部Ｃ１への正射影において、凹部１３１（１３１ａ、１３１ｂ）の底面ＢＦは、有効撮像領域ＥＩＲの外縁の内側に位置しうる。凹部１３１（１３１ａ、１３１ｂ）の幅Ｗは、手Ｔの第二指から第五指のうち少なくとも指二本、最大で四本を挿入可能な幅、具体的には、３０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲内の幅を有することが好ましい。凹部１３１（１３１ａ、１３１ｂ）の高さＨは、第二指から第五指の最大の厚み以上の高さ、具体的には、１５ｍｍ〜４０ｍｍの範囲内の高さを有することが好ましい。凹部１３１（１３１ａ、１３１ｂ）の深さＤは、指の第１関節を挿入可能な深さ、具体的には、２０ｍｍ〜５０ｍｍの範囲内の深さを有することが好ましい。ここで、凹部１３１の幅Ｗは、放射線Ｒの入射方向（ｚ方向）に直交する方向における凹部１３１の寸法、凹部１３１の高さは、放射線Ｒの入射方向（ｚ方向）に平行な方向における凹部１３１の寸法を意味する。また、凹部１３１の深さＷは、凹部１３１の周辺における側壁部Ｃ３の表面から凹部１３１の底面ＢＦとの間の寸法を意味する。

第１凹部１３１ａおよび第２凹部１３１ｂは、放射線撮像装置１０の重心Ｇを通る線上に配置されることが好ましい。換言すると、当該線が第１凹部１３１ａおよび第２凹部１３１ｂを通り抜けることが好ましい。このような構成によれば、作業者が一方の手Ｔの指を第１凹部１３１ａに差し込み、他方の手Ｔの指を第２凹部１３１ｂに差し込んで放射線撮像装置１０を持ち上げたときに、放射線撮像装置１０が受けるモーメントを小さくすることができる。したがって、作業者は、放射線撮像装置１０を安定した姿勢で保持することができる。凹部１３１は、筐体１０２の３箇所以上に設けられてもよい。

凹部１３１（１３１ａ、１３１ｂ）は、放射線入射面に平行な面に対して線対称な形状を有しうる。この場合、放射線撮像装置１０の放射線入射面が上または下のいずれに向けて置かれている場合においても、作業者は、同じ要領で凹部１３１（１３１ａ、１３１ｂ）に指を差し込んで放射線撮像装置１０を持ち上げることができる。

凹部１３１は、底面ＢＦを有し、底面ＢＦによって筐体１０２の内部と外部とが仕切られていることが好ましい。換言すると、凹部１３１は、貫通孔ではないことが好ましい。これは、筐体１０２の内部への埃、光、電磁波などが侵入することを防ぐために効果的である。また、筐体１０２は、他の部分にも、筐体１０２の内部と外部とを連通させるような貫通孔を有しないことが好ましい。

図９を参照しながら把持用の凹部１３１の構成例を説明する。図９（ａ）に示された例では、放射線撮像装置１０の筐体１０２は、互いに反対側の側面に設けられた２つの凹部１３１（１３１ａ、１３１ｂ）を有する。なお、図９（ａ）には、凹部１３１ｂを図示されていない。図９（ｂ）に示された例では、放射線撮像装置１０の筐体１０２は、第１側面と、該第１側面の反対側の第２側面と、第３側面と、該第３側面の反対側の第４側面を有する。そして、第１側面、第２側面には、それぞれ凹部１３１ａ、１３１ｂが設けられ、第３側面、第４側面には、それぞれ凹部１３１ｃ、１３１ｄが設けられている。なお、図９（ｂ）には、凹部１３１ｂ、１３１ｄが図示されていない。

図９（ｃ）に示された例では、放射線撮像装置１０の筐体１０２は、その側面の全集にわたって形成された凹部１３１を有する。図９（ｃ）に示された例では、複数の作業者で放射線撮像装置１０を持ち上げる際に、各作業者が凹部１３１に指を掛けやすい。図９（ｄ）に示された例では、放射線撮像装置１０の筐体１０２は、側面の角部分に配置された凹部１３１を有する。図９（ｄ）に示された例でも、複数の作業者で放射線撮像装置１０を持ち上げる際に、各作業者が凹部１３１に指を掛けやすい。

１：放射線撮像パネル、２：受像部、４：Ｃアーム、７：支持シャフト、８：チューブ、９：支持フレーム、１０：放射線撮像装置、１１：側面カバー、１２：背面カバー、１３：前面カバー、１０１：放射線撮像パネル、１０２：筐体、１０５：内部支持体、１０７：遮蔽部材、１０９：遮蔽部材、１１０：電気回路基板、１１４：フレキシブルケーブル、１２０：冷却部、１３１：凹部、ＣＮＴ：制御部、ＳＴ：構造体

Claims (13)

1. 放射線撮像パネルと、前記放射線撮像パネルに電気的に接続された電気回路基板と、前記放射線撮像パネルおよび前記電気回路基板を収容する筐体とを有する放射線撮像装置であって、
   前記筐体は、放射線入射面を構成する第１板部と、前記第１板部の反対側の面を構成する第２板部と、側面を構成する枠状の側壁部と、を含み、
   前記側壁部は、前記筐体の内側に向かって窪んだ把持用の凹部を有し、前記第１板部への正射影において、前記凹部の底面は、前記放射線撮像パネルの外縁および前記電気回路基板の外縁の少なくとも一方の内側に位置する、
   ことを特徴とする放射線撮像装置。
2. 前記放射線撮像パネルは、有効撮像領域を有し、前記第１板部への正射影において、前記凹部の前記底面は、前記有効撮像領域の外縁の内側に位置する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像装置。
3. 前記第１板部と前記第２板部との間に前記放射線撮像パネルが配置され、前記放射線撮像パネルと前記第２板部との間に前記電気回路基板が配置され、前記電気回路基板と前記第２板部との間に前記凹部の前記底面が配置されている、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の放射線撮像装置。
4. 前記放射線撮像パネルと前記第２板部との間に冷却部を更に備える
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
5. 前記冷却部は、前記電気回路基板と前記第２板部との間に配置されている、
   ことを特徴とする請求項４に記載の放射線撮像装置。
6. 前記冷却部は、前記放射線撮像パネルと前記電気回路基板との間に配置されている、
   ことを特徴とする請求項４に記載の放射線撮像装置。
7. 前記側壁部は、前記冷却部よりも前記第２板部の側に前記凹部が位置するように、前記凹部を有することを特徴とする請求項６に記載の放射線撮像装置。
8. 前記冷却部は、冷媒を流す流路を含む、
   ことを特徴とする請求項４乃至７のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
9. 前記側壁部は、互いに反対側の側面を構成する第１側壁および第２側壁を含み、
   前記凹部は、前記第１側壁に設けられた第１凹部と、前記第２側壁に設けられた第２凹部とを含む、
   ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
10. 前記第１凹部および前記第２凹部は、前記放射線撮像装置の重心を通る線上に配置されている、
    ことを特徴とする請求項９に記載の放射線撮像装置。
11. 前記放射線撮像パネルと前記電気回路基板との間に配置され、放射線を遮蔽する遮蔽部材を更に備える、
    ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
12. 放射線源と、
    請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の放射線撮像装置と、
    を備えることを特徴とする放射線撮像システム。
13. 前記放射線源および前記放射線撮像装置は、回転可能なＣアームに、互いに対向するように取り付けられている、
    ことを特徴とする請求項１２に記載の放射線撮像システム。

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