JP2019007890A - 放射線検出器、および放射線画像検出装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】連続稼働が容易な放射線検出器、および放射線画像検出装置を提供することである。【解決手段】実施形態に係る放射線検出器は、筐体と、前記筐体の内部に設けられ、放射線を直接的またはシンチレータと協働して検出する検出部と、前記筐体の内部および前記筐体の外面の少なくともいずれかに設けられ、前記検出部と電気的に接続された蓄電部と、前記蓄電部と電気的に接続され、光が照射されると電力を発生させる光起電力部と、を備えている。【選択図】図2
Description
本発明の実施形態は、放射線検出器、および放射線画像検出装置に関する。
放射線検出器の一種にX線検出器がある。
近年においては、X線検出器の形態の多様化が進み、その一つの例として、携帯性を向上させたポータブルタイプのX線検出器が開発されている。また、ポータブルタイプのX線検出器の携帯性をさらに向上させるために、配線を介さずにデータ通信を行う無線タイプのX線検出器も提案されている。
近年においては、X線検出器の形態の多様化が進み、その一つの例として、携帯性を向上させたポータブルタイプのX線検出器が開発されている。また、ポータブルタイプのX線検出器の携帯性をさらに向上させるために、配線を介さずにデータ通信を行う無線タイプのX線検出器も提案されている。
また、無線タイプのX線検出器には、二次電池を有するものもある。二次電池は、X線検出器の筐体の内部に設けられるか、筐体の外面などに着脱可能に設けられる。
ここで、二次電池の中に残っている電荷の量が少なくなれば、二次電池から供給される電力が少なくなるので、X線検出器の動作が停止するおそれがある。IPアドレスや無線LANなどに関する情報を変更中にX線検出器の動作が停止すると、設定が正しく書き込まれない場合が生じる。設定が正しく書き込まれなかった場合には、充電された二次電池を装着した後に、これらの情報を再設定する必要がある。
ここで、二次電池の中に残っている電荷の量が少なくなれば、二次電池から供給される電力が少なくなるので、X線検出器の動作が停止するおそれがある。IPアドレスや無線LANなどに関する情報を変更中にX線検出器の動作が停止すると、設定が正しく書き込まれない場合が生じる。設定が正しく書き込まれなかった場合には、充電された二次電池を装着した後に、これらの情報を再設定する必要がある。
X線検出器は、例えば、救急医療などの緊急を要する場合に用いられることがある。この場合、二次電池の中に残っている電荷の量が少ない時に、緊急でX線検出器を長時間使用しなければならない場合が生じ得る。この様な場合には、使用中にX線検出器の動作が停止するおそれがある。
また、X線検出器は、例えば、電力供給が困難な屋外で用いられることがある。この場合、二次電池の中に残っている電荷の量が少ない時に、電力供給が困難な屋外でX線検出器を長時間使用すると、使用中にX線検出器の動作が停止するおそれがある。
使用中にX線検出器の動作が停止すると、X線検出器の稼働率が低下するおそれがある。
そのため、連続稼働が容易な放射線検出器、および放射線画像検出装置の開発が望まれていた。
また、X線検出器は、例えば、電力供給が困難な屋外で用いられることがある。この場合、二次電池の中に残っている電荷の量が少ない時に、電力供給が困難な屋外でX線検出器を長時間使用すると、使用中にX線検出器の動作が停止するおそれがある。
使用中にX線検出器の動作が停止すると、X線検出器の稼働率が低下するおそれがある。
そのため、連続稼働が容易な放射線検出器、および放射線画像検出装置の開発が望まれていた。
本発明が解決しようとする課題は、連続稼働が容易な放射線検出器、および放射線画像検出装置を提供することである。
実施形態に係る放射線検出器は、筐体と、前記筐体の内部に設けられ、放射線を直接的またはシンチレータと協働して検出する検出部と、前記筐体の内部および前記筐体の外面の少なくともいずれかに設けられ、前記検出部と電気的に接続された蓄電部と、前記蓄電部と電気的に接続され、光が照射されると電力を発生させる光起電力部と、を備えている。
以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
また、本発明の実施形態に係る放射線検出器は、X線のほかにもγ線などの各種放射線に適用させることができる。ここでは、一例として、放射線の中の代表的なものとしてX線に係る場合を例にとり説明をする。したがって、以下の実施形態の「X線」を「他の放射線」に置き換えることにより、他の放射線にも適用させることができる。
また、本発明の実施形態に係る放射線検出器は、X線のほかにもγ線などの各種放射線に適用させることができる。ここでは、一例として、放射線の中の代表的なものとしてX線に係る場合を例にとり説明をする。したがって、以下の実施形態の「X線」を「他の放射線」に置き換えることにより、他の放射線にも適用させることができる。
また、以下に例示をするX線検出器1は、X線平面センサである。X線平面センサには、大きく分けて直接変換方式と間接変換方式がある。
間接変換方式のX線検出器には、例えば、複数の光電変換部を有するアレイ基板と、複数の光電変換部の上に設けられX線を蛍光に変換するシンチレータとが設けられている。間接変換方式のX線検出器においては、外部から入射したX線はシンチレータにより蛍光(可視光)に変換される。発生した蛍光は、光電変換部により信号電荷に変換される。
直接変換方式のX線検出器には、例えば、アモルファスセレンなどからなる光電変換膜が設けられている。直接変換方式のX線検出器においては、外部から入射したX線は、光電変換膜に吸収され、信号電荷に直接変換される。なお、直接変換方式のX線検出器には既知の技術を適用することができるので詳細な説明は省略する。
間接変換方式のX線検出器には、例えば、複数の光電変換部を有するアレイ基板と、複数の光電変換部の上に設けられX線を蛍光に変換するシンチレータとが設けられている。間接変換方式のX線検出器においては、外部から入射したX線はシンチレータにより蛍光(可視光)に変換される。発生した蛍光は、光電変換部により信号電荷に変換される。
直接変換方式のX線検出器には、例えば、アモルファスセレンなどからなる光電変換膜が設けられている。直接変換方式のX線検出器においては、外部から入射したX線は、光電変換膜に吸収され、信号電荷に直接変換される。なお、直接変換方式のX線検出器には既知の技術を適用することができるので詳細な説明は省略する。
以下においては、一例として、間接変換方式のX線検出器1を例示するが、本発明は直接変換方式のX線検出器にも適用することができる。
すなわち、X線検出器は、X線を電気的な情報に変換する検出部を有するものであれば良い。検出部は、例えば、X線を直接的またはシンチレータと協働して検出するものとすることができる。
すなわち、X線検出器は、X線を電気的な情報に変換する検出部を有するものであれば良い。検出部は、例えば、X線を直接的またはシンチレータと協働して検出するものとすることができる。
X線検出器1は、例えば、一般医療などに用いることができる。ただし、X線検出器1の用途は、一般医療に限定されるわけではない。
図1は、本実施の形態に係るX線検出器1を例示するための模式斜視図である。
図2は、図1におけるX線検出器1のA−A線方向の模式断面図である。
図3は、X線検出器1のブロック図である。
図4は、検出部10を例示するための模式斜視図である。
図5は、アレイ基板2の回路図である。
図6は、検出部10のブロック図である。
図1〜図6に示すように、X線検出器1には、検出部10、筐体20、支持部30、通信部40、および電源部50が設けられている。
検出部10には、アレイ基板2、回路基板3、およびシンチレータ4が設けられている。
検出部10は、筐体20の内部に設けられている。
図2は、図1におけるX線検出器1のA−A線方向の模式断面図である。
図3は、X線検出器1のブロック図である。
図4は、検出部10を例示するための模式斜視図である。
図5は、アレイ基板2の回路図である。
図6は、検出部10のブロック図である。
図1〜図6に示すように、X線検出器1には、検出部10、筐体20、支持部30、通信部40、および電源部50が設けられている。
検出部10には、アレイ基板2、回路基板3、およびシンチレータ4が設けられている。
検出部10は、筐体20の内部に設けられている。
アレイ基板2は、シンチレータ4によりX線から変換された蛍光(可視光)を信号電荷に変換する。
アレイ基板2は、基板2a、光電変換部2b、制御ライン(又はゲートライン)2c1、データライン(又はシグナルライン)2c2、および保護層2fなどを有する。
なお、光電変換部2b、制御ライン2c1、およびデータライン2c2などの数は例示をしたものに限定されるわけではない。
アレイ基板2は、基板2a、光電変換部2b、制御ライン(又はゲートライン)2c1、データライン(又はシグナルライン)2c2、および保護層2fなどを有する。
なお、光電変換部2b、制御ライン2c1、およびデータライン2c2などの数は例示をしたものに限定されるわけではない。
基板2aは、板状を呈し、無アルカリガラスなどの透光性材料から形成されている。
光電変換部2bは、基板2aの一方の面に複数設けられている。
光電変換部2bは、矩形状を呈し、制御ライン2c1とデータライン2c2とにより画された領域に設けられている。複数の光電変換部2bは、マトリクス状に並べられている。なお、1つの光電変換部2bは、X線画像の1つの画素(pixel)に対応する。
光電変換部2bは、基板2aの一方の面に複数設けられている。
光電変換部2bは、矩形状を呈し、制御ライン2c1とデータライン2c2とにより画された領域に設けられている。複数の光電変換部2bは、マトリクス状に並べられている。なお、1つの光電変換部2bは、X線画像の1つの画素(pixel)に対応する。
複数の光電変換部2bのそれぞれには、光電変換素子2b1と、スイッチング素子である薄膜トランジスタ(TFT;Thin Film Transistor)2b2が設けられている。
また、図5に示すように、光電変換素子2b1において変換した信号電荷を蓄積する蓄積キャパシタ2b3を設けることができる。蓄積キャパシタ2b3は、例えば、矩形平板状を呈し、各薄膜トランジスタ2b2の下に設けることができる。ただし、光電変換素子2b1の容量によっては、光電変換素子2b1が蓄積キャパシタ2b3を兼ねることができる。
また、図5に示すように、光電変換素子2b1において変換した信号電荷を蓄積する蓄積キャパシタ2b3を設けることができる。蓄積キャパシタ2b3は、例えば、矩形平板状を呈し、各薄膜トランジスタ2b2の下に設けることができる。ただし、光電変換素子2b1の容量によっては、光電変換素子2b1が蓄積キャパシタ2b3を兼ねることができる。
光電変換素子2b1は、例えば、フォトダイオードなどとすることができる。
薄膜トランジスタ2b2は、蓄積キャパシタ2b3への電荷の蓄積および放出のスイッチングを行う。薄膜トランジスタ2b2は、ゲート電極2b2a、ドレイン電極2b2b及びソース電極2b2cを有している。薄膜トランジスタ2b2のゲート電極2b2aは、対応する制御ライン2c1と電気的に接続される。薄膜トランジスタ2b2のドレイン電極2b2bは、対応するデータライン2c2と電気的に接続される。薄膜トランジスタ2b2のソース電極2b2cは、対応する光電変換素子2b1と蓄積キャパシタ2b3とに電気的に接続される。また、光電変換素子2b1のアノード側と蓄積キャパシタ2b3は、グランドに接続される。
薄膜トランジスタ2b2は、蓄積キャパシタ2b3への電荷の蓄積および放出のスイッチングを行う。薄膜トランジスタ2b2は、ゲート電極2b2a、ドレイン電極2b2b及びソース電極2b2cを有している。薄膜トランジスタ2b2のゲート電極2b2aは、対応する制御ライン2c1と電気的に接続される。薄膜トランジスタ2b2のドレイン電極2b2bは、対応するデータライン2c2と電気的に接続される。薄膜トランジスタ2b2のソース電極2b2cは、対応する光電変換素子2b1と蓄積キャパシタ2b3とに電気的に接続される。また、光電変換素子2b1のアノード側と蓄積キャパシタ2b3は、グランドに接続される。
制御ライン2c1は、所定の間隔をあけて互いに平行に複数設けられている。制御ライン2c1は、例えば、行方向に延びている。
1つの制御ライン2c1は、基板2aの周縁近傍に設けられた複数の配線パッド2d1のうちの1つと電気的に接続されている。1つの配線パッド2d1には、フレキシブルプリント基板2e1に設けられた複数の配線のうちの1つが電気的に接続されている。フレキシブルプリント基板2e1に設けられた複数の配線の他端は、回路基板3に設けられた読み出し回路3aとそれぞれ電気的に接続されている。
1つの制御ライン2c1は、基板2aの周縁近傍に設けられた複数の配線パッド2d1のうちの1つと電気的に接続されている。1つの配線パッド2d1には、フレキシブルプリント基板2e1に設けられた複数の配線のうちの1つが電気的に接続されている。フレキシブルプリント基板2e1に設けられた複数の配線の他端は、回路基板3に設けられた読み出し回路3aとそれぞれ電気的に接続されている。
データライン2c2は、所定の間隔をあけて互いに平行に複数設けられている。データライン2c2は、例えば、行方向に直交する列方向に延びている。
1つのデータライン2c2は、基板2aの周縁近傍に設けられた複数の配線パッド2d2のうちの1つと電気的に接続されている。1つの配線パッド2d2には、フレキシブルプリント基板2e2に設けられた複数の配線のうちの1つが電気的に接続されている。フレキシブルプリント基板2e2に設けられた複数の配線の他端は、回路基板3に設けられた信号検出回路3bとそれぞれ電気的に接続されている。
制御ライン2c1、およびデータライン2c2は、例えば、アルミニウムやクロムなどの低抵抗金属を用いて形成することができる。
1つのデータライン2c2は、基板2aの周縁近傍に設けられた複数の配線パッド2d2のうちの1つと電気的に接続されている。1つの配線パッド2d2には、フレキシブルプリント基板2e2に設けられた複数の配線のうちの1つが電気的に接続されている。フレキシブルプリント基板2e2に設けられた複数の配線の他端は、回路基板3に設けられた信号検出回路3bとそれぞれ電気的に接続されている。
制御ライン2c1、およびデータライン2c2は、例えば、アルミニウムやクロムなどの低抵抗金属を用いて形成することができる。
保護層2fは、光電変換部2b、制御ライン2c1、およびデータライン2c2を覆っている。
保護層2fは、例えば、酸化物絶縁材料、窒化物絶縁材料、酸窒化物絶縁材料、および樹脂材料の少なくとも1種を含む。
保護層2fは、例えば、酸化物絶縁材料、窒化物絶縁材料、酸窒化物絶縁材料、および樹脂材料の少なくとも1種を含む。
回路基板3は、アレイ基板2の、シンチレータ4が設けられる側とは反対側に設けられている。
回路基板3には、読み出し回路3aおよび信号検出回路3bが設けられている。
読み出し回路3aは、薄膜トランジスタ2b2のオン状態とオフ状態を切り替える。
図6に示すように、読み出し回路3aは、複数のゲートドライバ3aaと行選択回路3abとを有する。
回路基板3には、読み出し回路3aおよび信号検出回路3bが設けられている。
読み出し回路3aは、薄膜トランジスタ2b2のオン状態とオフ状態を切り替える。
図6に示すように、読み出し回路3aは、複数のゲートドライバ3aaと行選択回路3abとを有する。
行選択回路3abには、制御信号S1が入力される。行選択回路3abは、X線画像の走査方向に従って、対応するゲートドライバ3aaに制御信号S1を入力する。
ゲートドライバ3aaは、対応する制御ライン2c1に制御信号S1を入力する。
例えば、読み出し回路3aは、フレキシブルプリント基板2e1と制御ライン2c1とを介して、制御信号S1を各制御ライン2c1毎に順次入力する。制御ライン2c1に入力された制御信号S1により薄膜トランジスタ2b2がオン状態となり、蓄積キャパシタ2b3からの電荷(画像データ信号S2)が受信できるようになる。
ゲートドライバ3aaは、対応する制御ライン2c1に制御信号S1を入力する。
例えば、読み出し回路3aは、フレキシブルプリント基板2e1と制御ライン2c1とを介して、制御信号S1を各制御ライン2c1毎に順次入力する。制御ライン2c1に入力された制御信号S1により薄膜トランジスタ2b2がオン状態となり、蓄積キャパシタ2b3からの電荷(画像データ信号S2)が受信できるようになる。
信号検出回路3bは、複数の積分アンプ3ba、複数の選択回路3bb、および複数のADコンバータ3bcを有している。
1つの積分アンプ3baは、1つのデータライン2c2と電気的に接続されている。積分アンプ3baは、光電変換部2bからの画像データ信号S2を順次受信する。そして、積分アンプ3baは、一定時間内に流れる電流を積分し、その積分値に対応した電圧を選択回路3bbへ出力する。この様にすれば、所定の時間内にデータライン2c2を流れる電流の値(電荷量)を電圧値に変換することが可能となる。すなわち、積分アンプ3baは、シンチレータ4において発生した蛍光の強弱分布に対応した画像データ情報を、電位情報へと変換する。
1つの積分アンプ3baは、1つのデータライン2c2と電気的に接続されている。積分アンプ3baは、光電変換部2bからの画像データ信号S2を順次受信する。そして、積分アンプ3baは、一定時間内に流れる電流を積分し、その積分値に対応した電圧を選択回路3bbへ出力する。この様にすれば、所定の時間内にデータライン2c2を流れる電流の値(電荷量)を電圧値に変換することが可能となる。すなわち、積分アンプ3baは、シンチレータ4において発生した蛍光の強弱分布に対応した画像データ情報を、電位情報へと変換する。
選択回路3bbは、読み出しを行う積分アンプ3baを選択し、電位情報へと変換された画像データ信号S2を順次読み出す。
ADコンバータ3bcは、読み出された画像データ信号S2をデジタル信号に順次変換する。デジタル信号に変換された画像データ信号S2は、通信部40からアンテナ105cに向けて送信される。
ADコンバータ3bcは、読み出された画像データ信号S2をデジタル信号に順次変換する。デジタル信号に変換された画像データ信号S2は、通信部40からアンテナ105cに向けて送信される。
シンチレータ4は、複数の光電変換素子2b1の上に設けられ、入射するX線を蛍光に変換する。シンチレータ4は、基板2a上の複数の光電変換部2bが設けられた領域(有効画素領域)を覆うように設けられている。
シンチレータ4は、例えば、ヨウ化セシウム(CsI):タリウム(Tl)、あるいはヨウ化ナトリウム(NaI):タリウム(Tl)などを用いて形成することができる。この場合、真空蒸着法などを用いて、シンチレータ4を形成すれば、複数の柱状結晶の集合体からなるシンチレータ4が形成される。
シンチレータ4は、例えば、ヨウ化セシウム(CsI):タリウム(Tl)、あるいはヨウ化ナトリウム(NaI):タリウム(Tl)などを用いて形成することができる。この場合、真空蒸着法などを用いて、シンチレータ4を形成すれば、複数の柱状結晶の集合体からなるシンチレータ4が形成される。
また、シンチレータ4は、例えば、テルビウム賦活硫酸化ガドリニウム(Gd2O2S/Tb、又はGOS)などを用いて形成することもできる。この場合、複数の光電変換部2bごとに四角柱状のシンチレータ4が設けられるように、マトリクス状の溝部を形成することができる。
その他、検出部10には、蛍光の利用効率を高めて感度特性を改善するために、シンチレータ4の表面側(X線の入射面側)を覆うように図示しない反射層を設けることができる。
また、空気中に含まれる水蒸気により、シンチレータ4の特性と図示しない反射層の特性が劣化するのを抑制するために、シンチレータ4と図示しない反射層を覆う図示しない防湿体を設けることができる。
また、空気中に含まれる水蒸気により、シンチレータ4の特性と図示しない反射層の特性が劣化するのを抑制するために、シンチレータ4と図示しない反射層を覆う図示しない防湿体を設けることができる。
筐体20は、カバー部21、入射窓22、および基部23を有する。
カバー部21は、箱状を呈し、X線の入射側、およびX線の入射側とは反対側に開口部を有している。
軽量化を考慮して、カバー部21は、例えば、アルミニウム合金などを用いて形成することができる。また、カバー部21は、例えば、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリカーボネイト樹脂、炭素繊維強化プラスチック(CFRP;Carbon-Fiber-Reinforced Plastic)などを用いて形成することもできる。
カバー部21は、箱状を呈し、X線の入射側、およびX線の入射側とは反対側に開口部を有している。
軽量化を考慮して、カバー部21は、例えば、アルミニウム合金などを用いて形成することができる。また、カバー部21は、例えば、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリカーボネイト樹脂、炭素繊維強化プラスチック(CFRP;Carbon-Fiber-Reinforced Plastic)などを用いて形成することもできる。
入射窓22は、板状を呈し、カバー部21の、X線の入射側の開口部を塞ぐように設けられている。入射窓22は、X線を透過させる。入射窓22は、X線吸収率の低い材料を用いて形成されている。入射窓22は、例えば、炭素繊維強化プラスチックなどを用いて形成することができる。
基部23は、板状を呈し、カバー部21の、X線の入射側とは反対側の開口部を塞ぐように設けられている。なお、基部23は、カバー部21と一体化してもよい。
基部23の材料は、ある程度の剛性を有するものであれば特に限定はない。基部23の材料は、例えば、カバー部21の材料と同様とすることができる。
基部23の材料は、ある程度の剛性を有するものであれば特に限定はない。基部23の材料は、例えば、カバー部21の材料と同様とすることができる。
支持部30は、支持板31と支持体32とを有する。
支持板31は、板状を呈し、筐体20の内部に設けられている。支持板31の入射窓22側の面には、アレイ基板2とシンチレータ4が設けられている。支持板31の基部23側の面には、回路基板3が設けられている。
支持板31の材料は、ある程度の剛性を有し、X線吸収率がある程度高いものとすることが好ましい。支持板31の材料は、例えば、ステンレスやアルミニウム合金などの金属とすることができる。
支持板31は、板状を呈し、筐体20の内部に設けられている。支持板31の入射窓22側の面には、アレイ基板2とシンチレータ4が設けられている。支持板31の基部23側の面には、回路基板3が設けられている。
支持板31の材料は、ある程度の剛性を有し、X線吸収率がある程度高いものとすることが好ましい。支持板31の材料は、例えば、ステンレスやアルミニウム合金などの金属とすることができる。
支持体32は、柱状を呈し、筐体20の内部に設けられている。支持体32は、支持板31と基部23との間に設けることができる。支持体32と支持板31の固定、および、支持体32と基部23の固定は、例えば、接着剤などを用いて行うことができる。支持体32の材料は、ある程度の剛性を有するものであれば特に限定はない。支持体32の材料は、例えば、ステンレスやアルミニウム合金などの金属、炭素繊維強化プラスチックなどとすることができる。
なお、支持体32の形態、配設位置、数などは例示をしたものに限定されるわけではない。例えば、支持体32は、板状を呈し、カバー部21の内側面から突出するように設けることもできる。すなわち、支持体32は、筐体20の内部において、支持板31を支持することができるものであればよい。
なお、支持体32の形態、配設位置、数などは例示をしたものに限定されるわけではない。例えば、支持体32は、板状を呈し、カバー部21の内側面から突出するように設けることもできる。すなわち、支持体32は、筐体20の内部において、支持板31を支持することができるものであればよい。
通信部40は、筐体20の内部に設けられている。
通信部40は、送信回路41およびアンテナ43を備えている。
送信回路41の入力側は、ADコンバータ3bcと電気的に接続されている。送信回路41の出力側は、アンテナ43と電気的に接続されている。
送信回路41は、画像データ信号S2が乗った高周波信号を生成する。送信回路41は、例えば、高周波信号を発生させる回路、高周波信号を所定の電力まで増大させる増幅回路、ADコンバータ3bcから出力された画像データ信号S2を高周波信号に乗せる変調回路などを有したものとすることができる。
通信部40は、送信回路41およびアンテナ43を備えている。
送信回路41の入力側は、ADコンバータ3bcと電気的に接続されている。送信回路41の出力側は、アンテナ43と電気的に接続されている。
送信回路41は、画像データ信号S2が乗った高周波信号を生成する。送信回路41は、例えば、高周波信号を発生させる回路、高周波信号を所定の電力まで増大させる増幅回路、ADコンバータ3bcから出力された画像データ信号S2を高周波信号に乗せる変調回路などを有したものとすることができる。
アンテナ43は、画像データ信号S2が乗った高周波信号を電波として筐体20の外部に放射(送信)する。
なお、電波の周波数帯は、例えば、5GHz帯とすることができる。
なお、電波の周波数帯は、例えば、5GHz帯とすることができる。
また、通信部40は、受信回路42をさらに備えることができる。
受信回路42の入力側は、アンテナ43と電気的に接続されている。受信回路42の出力側は、行選択回路3abと電気的に接続されている。
受信回路42は、例えば、アンテナ43を介して入力された制御信号S1が乗った電波を復調して制御信号S1を復元する。受信回路42は、復元された制御信号S1を行選択回路3abに送信する。
アンテナ43は、後述するアンテナ105cから放射(送信)された制御信号S1が乗った電波を受信する。
なお、送信回路41および受信回路42は、回路基板3に設けることができる。
また、制御信号S1を発生させる回路が回路基板3などに設けられる場合には、受信回路42を省くことができる。
受信回路42の入力側は、アンテナ43と電気的に接続されている。受信回路42の出力側は、行選択回路3abと電気的に接続されている。
受信回路42は、例えば、アンテナ43を介して入力された制御信号S1が乗った電波を復調して制御信号S1を復元する。受信回路42は、復元された制御信号S1を行選択回路3abに送信する。
アンテナ43は、後述するアンテナ105cから放射(送信)された制御信号S1が乗った電波を受信する。
なお、送信回路41および受信回路42は、回路基板3に設けることができる。
また、制御信号S1を発生させる回路が回路基板3などに設けられる場合には、受信回路42を省くことができる。
電源部50は、蓄電部51および光起電力部52を有する。
蓄電部51は、例えば、筐体20の内部に設けることができる。蓄電部51は、検出部10(回路基板3)および光起電力部52と電気的に接続されている。蓄電部51は、例えば、リチウムイオン電池などの充電が可能な二次電池を有するものとすることができる。
また、蓄電部51は、筐体20に対して着脱可能に設けることもできる。例えば、蓄電部51は、ラッチ機構などの機械的な保持手段、磁石などの保持手段などにより、筐体20の内部や外面などに着脱可能に設けることができる。
また、蓄電部51は、複数設けられていてもよい。
すなわち、蓄電部51は、筐体20の内部および筐体20の外面の少なくともいずれかに設けられていればよい。
蓄電部51は、例えば、筐体20の内部に設けることができる。蓄電部51は、検出部10(回路基板3)および光起電力部52と電気的に接続されている。蓄電部51は、例えば、リチウムイオン電池などの充電が可能な二次電池を有するものとすることができる。
また、蓄電部51は、筐体20に対して着脱可能に設けることもできる。例えば、蓄電部51は、ラッチ機構などの機械的な保持手段、磁石などの保持手段などにより、筐体20の内部や外面などに着脱可能に設けることができる。
また、蓄電部51は、複数設けられていてもよい。
すなわち、蓄電部51は、筐体20の内部および筐体20の外面の少なくともいずれかに設けられていればよい。
ここで、蓄電部51の中に残っている電荷の量が少なくなれば、回路基板3に供給される電力が少なくなるので、X線検出器1の動作が停止するおそれがある。X線検出器1において情報処理を行っている最中にX線検出器1の動作が停止すると、情報が正しく書き込まれなかったり、情報が失われたりするおそれがある。
この場合、電荷の量が少なくなった蓄電部51と、充電済みの蓄電部51との交換を頻繁に行えば、X線検出器1の稼働率が低下するおそれがある。
またさらに、X線検出器1は、例えば、救急医療などの緊急を要する場合に用いられることがある。この場合、蓄電部51の中に残っている電荷の量が少ない時に、緊急でX線検出器1を長時間使用しなければならない場合が生じ得る。この様な場合には、使用中にX線検出器1の動作が停止するおそれがある。また、緊急の使用に対応できなかったり、蓄電部51の交換時期を逃して使用中にX線検出器1の動作が停止するおそれもある。
また、X線検出器1は、例えば、電力供給が困難な屋外で用いられることがある。この場合、蓄電部51の中に残っている電荷の量が少ない時に、電力供給が困難な屋外でX線検出器1を長時間使用すると、使用中にX線検出器1の動作が停止するおそれがある。
使用中にX線検出器1の動作が停止すると、X線検出器1の稼働率が低下するおそれがある。
そこで、本実施の形態に係るX線検出器1には、蓄電部51と電気的に接続された光起電力部52が設けられている。
この場合、電荷の量が少なくなった蓄電部51と、充電済みの蓄電部51との交換を頻繁に行えば、X線検出器1の稼働率が低下するおそれがある。
またさらに、X線検出器1は、例えば、救急医療などの緊急を要する場合に用いられることがある。この場合、蓄電部51の中に残っている電荷の量が少ない時に、緊急でX線検出器1を長時間使用しなければならない場合が生じ得る。この様な場合には、使用中にX線検出器1の動作が停止するおそれがある。また、緊急の使用に対応できなかったり、蓄電部51の交換時期を逃して使用中にX線検出器1の動作が停止するおそれもある。
また、X線検出器1は、例えば、電力供給が困難な屋外で用いられることがある。この場合、蓄電部51の中に残っている電荷の量が少ない時に、電力供給が困難な屋外でX線検出器1を長時間使用すると、使用中にX線検出器1の動作が停止するおそれがある。
使用中にX線検出器1の動作が停止すると、X線検出器1の稼働率が低下するおそれがある。
そこで、本実施の形態に係るX線検出器1には、蓄電部51と電気的に接続された光起電力部52が設けられている。
光起電力部52は、光が照射されると電力を発生させる。光起電力部52は、例えば、太陽電池やフォトダイオードなどとすることができる。
光起電力部52は、筐体20に設けることができる。光起電力部52の受光面は筐体20から露出させることもできるし、光起電力部52の受光面に透光性を有する部材を設けることもできる。光起電力部52は、ネジなどの締結部材を用いて筐体20に取り付けることもできるし、接着剤などを用いて筐体20に取り付けることもできる。
光起電力部52は、筐体20に設けることができる。光起電力部52の受光面は筐体20から露出させることもできるし、光起電力部52の受光面に透光性を有する部材を設けることもできる。光起電力部52は、ネジなどの締結部材を用いて筐体20に取り付けることもできるし、接着剤などを用いて筐体20に取り付けることもできる。
例えば、光起電力部52は、カバー部21や基部23などに設けることができる。光起電力部52の数や配設位置には特に限定がない。例えば、光起電力部52は、X線が直接入射しない位置に設けることができる。この場合、筐体20の1つの面に複数の光起電力部52を設けることもできるし、筐体20の1つの面に1つの光起電力部52を設けることもできる。
すなわち、筐体20の側面および裏面(X線の入射側とは反対側の面)の少なくともいずれかに、少なくとも1つの光起電力部52を設けることができる。
すなわち、筐体20の側面および裏面(X線の入射側とは反対側の面)の少なくともいずれかに、少なくとも1つの光起電力部52を設けることができる。
ただし、光起電力部52の数を多くすれば、発生させる電力を増加させることができる。また、筐体20の複数の面に光起電力部52を設ければ、一部の光起電力部52が遮光されたとしても、他の光起電力部52に光を入射させることが容易となる。
なお、図1に例示をしたものは、筐体20の側面および裏面に、光起電力部52を1つずつ設けた場合である。
なお、図1に例示をしたものは、筐体20の側面および裏面に、光起電力部52を1つずつ設けた場合である。
X線検出器1が一般医療などに用いられる場合には、X線検出器1は、例えば、撮影室101などに設けられる。撮影室101などにはLED照明装置などの照明装置が設けられているため、照明装置から照射された光が光起電力部52に入射する。
また、X線検出器1が屋外で用いられる場合には、太陽光が光起電力部52に入射する。
光起電力部52に光が入射すると、光起電力効果により電力が発生する。発生した電力は、蓄電部51に供給され、充電が行われる。
そのため、蓄電部51の中に残っている電荷の量を一定水準に保つのが容易となるので、X線検出器1の使用中にX線検出器1の動作が停止するのを抑制することができる。
すなわち、本実施の形態に係るX線検出器1によれば、連続稼働が容易となる。
また、電荷の量が少なくなった蓄電部51と、充電済みの蓄電部51との交換頻度を少なくすることができる。また、救急医療などの緊急を要する場合に対応することが容易となる。
また、X線検出器1が屋外で用いられる場合には、太陽光が光起電力部52に入射する。
光起電力部52に光が入射すると、光起電力効果により電力が発生する。発生した電力は、蓄電部51に供給され、充電が行われる。
そのため、蓄電部51の中に残っている電荷の量を一定水準に保つのが容易となるので、X線検出器1の使用中にX線検出器1の動作が停止するのを抑制することができる。
すなわち、本実施の形態に係るX線検出器1によれば、連続稼働が容易となる。
また、電荷の量が少なくなった蓄電部51と、充電済みの蓄電部51との交換頻度を少なくすることができる。また、救急医療などの緊急を要する場合に対応することが容易となる。
図7は、本実施の形態に係るX線画像検出装置100を例示するための模式図である。 図7に示すように、X線画像検出装置100には、X線検出器1、撮影台103、X線照射部104、および制御部105が設けられている。X線検出器1、撮影台103、およびX線照射部104は、撮影室101の内部に設けられている。制御部105は、操作室102の内部に設けられている。
X線画像を撮影する際には、撮影台103のX線照射部104側には被検体200が配置される。なお、図7においては、いわゆる臥位撮影台を例示したが、いわゆる立位撮影台であってもよい。
撮影台103には、ケース103aが設けられている。図7に示すように、ケース103aは、撮影台103の、X線照射部104側とは反対側に設けることができる。なお、ケース103aは、撮影台103のX線照射部104側に設けることもできる。ケース103aが、撮影台103のX線照射部104側に設けられる場合には、ケース103aは、撮影台103と被検体200の間に設けられる。
X線検出器1は、ケース103aの内部に設けることができる。X線検出器1をケース103aの内部に設けることで、X線検出器1と撮影台103との位置関係、ひいてはX線検出器1とX線照射部104との位置関係を規定することができる。
また、ケース103aには、光起電力部52に光を到達させるための透過部が設けられている。透過部は、孔であってもよいし、透光性を有する材料から形成された窓であってもよい。
撮影室101にはLED照明装置などの照明装置が設けられている。そのため、ケース103aに透過部が設けられていれば、照明装置から照射された光が透過部を介して光起電力部52に到達することができる。
撮影台103には、ケース103aが設けられている。図7に示すように、ケース103aは、撮影台103の、X線照射部104側とは反対側に設けることができる。なお、ケース103aは、撮影台103のX線照射部104側に設けることもできる。ケース103aが、撮影台103のX線照射部104側に設けられる場合には、ケース103aは、撮影台103と被検体200の間に設けられる。
X線検出器1は、ケース103aの内部に設けることができる。X線検出器1をケース103aの内部に設けることで、X線検出器1と撮影台103との位置関係、ひいてはX線検出器1とX線照射部104との位置関係を規定することができる。
また、ケース103aには、光起電力部52に光を到達させるための透過部が設けられている。透過部は、孔であってもよいし、透光性を有する材料から形成された窓であってもよい。
撮影室101にはLED照明装置などの照明装置が設けられている。そのため、ケース103aに透過部が設けられていれば、照明装置から照射された光が透過部を介して光起電力部52に到達することができる。
X線照射部104は、例えば、X線を発生させる真空管とすることができる。
また、X線照射部104に電力を供給する図示しない高圧電源、X線ビームの形状を整形する図示しないコリメータ、X線照射部104とX線検出器1の同期を制御する図示しない制御装置などを適宜設けることができる。
なお、X線照射部104、図示しない高圧電源、図示しないコリメータ、図示しない制御装置などには既知の技術を適用することができるので詳細な説明は省略する。
また、X線照射部104に電力を供給する図示しない高圧電源、X線ビームの形状を整形する図示しないコリメータ、X線照射部104とX線検出器1の同期を制御する図示しない制御装置などを適宜設けることができる。
なお、X線照射部104、図示しない高圧電源、図示しないコリメータ、図示しない制御装置などには既知の技術を適用することができるので詳細な説明は省略する。
制御部105は、受信回路105a、送信回路105b、アンテナ105c、画像構成回路105d、表示部105e、および入力部105fを有する。
受信回路105aの入力側は、アンテナ105cと電気的に接続されている。受信回路105aの出力側は、画像構成回路105dと電気的に接続されている。
受信回路105aは、例えば、アンテナ105cを介して入力された画像データ信号S2が乗った電波を復調して画像データ信号S2を復元する。受信回路105aは、復元された画像データ信号S2を画像構成回路105dに送信する。
送信回路105bの入力側は、画像構成回路105dと電気的に接続されている。送信回路105bの出力側は、アンテナ105cと電気的に接続されている。
送信回路105bは、例えば、画像構成回路105dで作成された制御信号S1を変調して制御信号S1が乗った高周波信号を作成する。なお、制御信号S1を発生させる回路が回路基板3などに設けられる場合には、送信回路105bを省くことができる。
受信回路105aの入力側は、アンテナ105cと電気的に接続されている。受信回路105aの出力側は、画像構成回路105dと電気的に接続されている。
受信回路105aは、例えば、アンテナ105cを介して入力された画像データ信号S2が乗った電波を復調して画像データ信号S2を復元する。受信回路105aは、復元された画像データ信号S2を画像構成回路105dに送信する。
送信回路105bの入力側は、画像構成回路105dと電気的に接続されている。送信回路105bの出力側は、アンテナ105cと電気的に接続されている。
送信回路105bは、例えば、画像構成回路105dで作成された制御信号S1を変調して制御信号S1が乗った高周波信号を作成する。なお、制御信号S1を発生させる回路が回路基板3などに設けられる場合には、送信回路105bを省くことができる。
アンテナ105cは、通信部40に設けられたアンテナ43から放射された電波を受信する。また、アンテナ105cは、制御信号S1が乗った高周波信号を電波として放射(送信)する。アンテナ105cは、撮影室101の内部に設けることもできるし、操作室102の内部に設けることもできる。
画像構成回路105dは、X線画像を構成する。画像構成回路105dは、復元された画像データ信号S2に基づいて、X線画像信号を作成する。作成されたX線画像信号は、画像構成回路105dから表示部105eに送信される。なお、作成されたX線画像信号は、画像構成回路105dから外部の機器に向けて送信されるようにしてもよい。
また、画像構成回路105dにより作成されたX線画像信号には、各光電変換部2bによって異なるオフセット成分や、信号検出回路3bに設けられた各積分アンプ3baが有するオフセット成分などに起因する画像ノイズが含まれている。そのため、X線画像信号に含まれるノイズ成分を除去する図示しないオフセット補正処理回路を設けることもできる。
また、画像構成回路105dにより作成されたX線画像信号には、各光電変換部2bによって異なる光検出効率、信号検出回路3bに設けられた各積分アンプ3baによって異なる増幅率、シンチレータ4の変換効率のばらつきなどに起因する感度のばらつきが含まれている。そのため、X線画像信号に含まれる感度のばらつきを除去する図示しないゲイン補正処理回路を設けることもできる。
制御信号S1を発生させる回路、図示しないオフセット補正処理回路、およびゲイン補正処理回路は、例えば、画像構成回路105dに設けることができる。なお、画像構成回路105d、制御信号S1を発生させる回路、図示しないオフセット補正処理回路、およびゲイン補正処理回路には既知の技術を適用することができるので詳細な説明は省略する。
表示部105eおよび入力部105fは、画像構成回路105dと電気的に接続されている。
表示部105eは、X線画像信号を光学画像(X線画像)に変換する。表示部105eは、例えば、フラットパネルディスプレイなどとすることができる。
入力部105fは、文字情報などを入力する。入力された文字情報などは、光学画像(X線画像)とともに表示部105eに表示される。入力部105fは、例えば、キーボードやマウスなどとすることができる。
表示部105eは、X線画像信号を光学画像(X線画像)に変換する。表示部105eは、例えば、フラットパネルディスプレイなどとすることができる。
入力部105fは、文字情報などを入力する。入力された文字情報などは、光学画像(X線画像)とともに表示部105eに表示される。入力部105fは、例えば、キーボードやマウスなどとすることができる。
以上においては、X線検出器1が撮影室101の内部に設けられる場合を例示したが、ポータブルタイプであるX線検出器1は、撮影室101以外の屋内や屋外においても容易に使用することができる。例えば、移動が困難な被検体200の場合には、被検体200の近傍にX線検出器1を配置することも可能である。
以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。
1 X線検出器、2 アレイ基板、2a 基板、2b 光電変換部、3 回路基板、4 シンチレータ、10 検出部、20 筐体、40 通信部、50 電源部、51 蓄電部、52 光起電力部、100 X線画像検出装置、101 撮影室、102 操作室、103 撮影台、103a ケース、104 X線照射部、105 制御部
Claims (4)
- 筐体と、
前記筐体の内部に設けられ、放射線を直接的またはシンチレータと協働して検出する検出部と、
前記筐体の内部および前記筐体の外面の少なくともいずれかに設けられ、前記検出部と電気的に接続された蓄電部と、
前記蓄電部と電気的に接続され、光が照射されると電力を発生させる光起電力部と、
を備えた放射線検出器。 - 前記筐体の内部に設けられ、前記検出部からの画像データ信号が乗った高周波信号を生成する送信回路と、
前記送信回路と電気的に接続されたアンテナと、
をさらに備えた請求項1記載の放射線検出器。 - 前記蓄電部は、着脱可能に設けられている請求項1または2に記載の放射線検出器。
- 請求項2記載の放射線検出器と、
前記放射線検出器のアンテナから放射された画像データ信号が乗った高周波信号を復調して前記画像データ信号を復元する受信回路と、
前記復元された画像データ信号に基づいて、放射線画像信号を作成する画像構成部と、
を備えた放射線画像検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017125235A JP2019007890A (ja) | 2017-06-27 | 2017-06-27 | 放射線検出器、および放射線画像検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2017125235A JP2019007890A (ja) | 2017-06-27 | 2017-06-27 | 放射線検出器、および放射線画像検出装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2019007890A true JP2019007890A (ja) | 2019-01-17 |
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ID=65029422
Family Applications (1)
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JP2017125235A Pending JP2019007890A (ja) | 2017-06-27 | 2017-06-27 | 放射線検出器、および放射線画像検出装置 |
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Country | Link |
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-
2017
- 2017-06-27 JP JP2017125235A patent/JP2019007890A/ja active Pending
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