JP2024064190A - 放射線撮像装置および放射線撮影システム - Google Patents
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Abstract
【課題】 放射線検出パネルの端部の変形を抑制した放射線撮像装置を提供する。【解決手段】 本開示に係る放射線撮像装置は、放射線を光に変換するシンチレータと、前記光を電荷に変換する複数の光電変換素子が形成された可撓性の基材と、を有する放射線検出パネルと、前記放射線検出パネルを内包する筐体と、前記筐体の内壁に設けられ、入射面の法線方向からみて前記放射線検出パネルの前記シンチレータが設けられていない領域の少なくとも一部で前記基材と接触するように設けられた弾性体と、前記領域において前記基材を前記弾性体とは反対側の面から支持する補間部材と、を有し、前記弾性体は、前記補間部材よりも剛性が小さいことを特徴とする。【選択図】 図３
Description
本開示は、放射線撮像装置および放射線撮影システムに関する。
対象物に放射線を照射し、対象物を透過した放射線の強度分布を検出して対象物の放射線画像を得る放射線撮像装置が工業用の非破壊検査や医療診断の場で広く一般に利用されている。近年では、デジタル放射線画像を撮影する放射線検出パネルを有したデジタル放射線撮像装置が開発され、即時的に出力画像を得ることができるようになった。
放射線撮像装置に内蔵される放射線検出パネルの基材には、従来ガラスを用いることが一般的であったが、近年では、ガラスよりも軽量であり、かつ変形に耐えられる可撓性のプラスチック薄膜を用いた放射線撮像装置が提案されている。これにより、従来よりも軽量な放射線撮像装置が実現できる。また、基材の変形による故障が少なくなることで、信頼性を向上した放射線撮像装置が実現できる。
放射線検出パネルと、放射線撮像装置の制御基板とはフレキシブル基板を介して接続されることがある。この場合、可撓性を持つ放射線検出パネルが局所的に変形すると、フレキシブル基板の接続部に負荷がかかり、例えば接続部の剥がれが発生するなどする。
これに対し、特許文献１には、可撓性を持つ基材の全面に剛性の高い補強部材を貼り付けることで局所的な変形を抑える技術が開示されている。また、特許文献２には、放射線検出パネルの端部と支持基台の間を樹脂材料で封止することで局所的な変形を抑える技術が開示されている。
放射線撮像装置の重量の観点から、特許文献１のような大面積の補強部材を用いずに放射線検出パネルの変形を抑えることが望ましい。また、このような放射線検出パネルは非常に変形しやすく、特許文献２のように樹脂を充填する際にも変形が予想される。可撓性基材が波打った状態で固定されてしまった場合、例えばフレキシブル基板との接続部に負荷がかかってしまう可能性があった。
本開示は、上記の観点を考慮し、可撓性を有する放射線検出パネルの端部の変形を抑制した放射線撮像装置を提供することを目的とする。
上記の課題は、放射線を光に変換するシンチレータと、前記光を電荷に変換する複数の光電変換素子が形成された可撓性の基材と、を有する放射線検出パネルと、前記放射線検出パネルを内包する筐体と、前記筐体の内壁に設けられ、入射面の法線方向からみて前記放射線検出パネルの前記シンチレータが設けられていない領域の少なくとも一部で前記基材と接触するように設けられた弾性体と、前記領域において前記基材を前記弾性体とは反対側の面から支持する補間部材と、を有し、前記弾性体は、前記補間部材よりも剛性が小さいことを特徴とする放射線撮像装置により解決される。
本開示の一実施態様によれば、可撓性を有する放射線検出パネルの端部の変形を抑制した放射線撮像装置を提供することが可能となる。
（第１の実施形態）
以下、図を参照しながら、本実施形態に係る放射線撮像装置１００について説明する。
以下、図を参照しながら、本実施形態に係る放射線撮像装置１００について説明する。
図１は、本実施形態に係る放射線撮影システムの概略図である。放射線撮像装置１００は、架台１０１に挿入されることで、被写体２２１の撮影部位付近に保持される。放射線源２１０で発生した放射線２１１は、被写体２２１の患部を透過し、放射線撮像装置１００に入射する。入射した放射線２１１は放射線撮像装置１００によってデジタルな電気情報に変換され、信号処理部２３０によって画像処理され、表示部２４０で観察可能となる。
図２は、本実施形態に係る放射線撮像装置１００の外観図である。図２（ａ）は放射線入射方向からみた正面図であり、図２（ｂ）は側面図である。さらに、図２（ａ）の線Ａ－Ａで切断した断面図を図３に示す。
図３を参照して、放射線撮像装置１００の層構成を説明する。ここで、図３（ｂ）は図３（ａ）における線Ｂ－Ｂの高さで放射線撮像装置１００を切断した断面図である。
本実施形態における放射線検出パネル１は、光を電荷に変換する光電変換素子（センサ）が二次元行列状に複数配置された可撓性基材１１と、可撓性基材１１上に配置された蛍光体１２などから構成される、いわゆる、間接変換方式である。
すなわち、放射線撮像装置１００に入射した放射線は蛍光体１２によって光に変換され、この光は可撓性基材１１上に形成された光電変換素子によって電荷に変換され、最終的に画像として出力される。蛍光体１２を湿気による劣化から保護するため、透湿性の低い蛍光体保護膜で蛍光体１２を覆ってもよい。蛍光体１２の材料としては、例えばヨウ化セシウム（ＣｓＩ）やガドリニウム酸硫化物（ＧＯＳ）が用いられる。
放射線検出パネル１は、支持基台３に粘着層２を介して固定されている。支持基台３は放射線検出パネル１のたわみや破損を防ぐために、剛性の高いものを用いることが望ましい。また、支持基台３の放射線検出パネル１が設けられている側の面と対向する面には制御基板４が設けられている。制御基板４はフレキシブル基板５を介して放射線検出パネル１と接続される。これらの部品は筐体６に内包されている。
筐体６は放射線が入射する前面側を構成する天板６１と、放射線検出パネル１を挟んで反対側にある底板６３と、天板６１と底板６３を結ぶフレーム６２を有している。
以降の説明において、放射線検出パネル１を入射面の法線方向からみて、蛍光体が設けられている中心の領域を領域α、それ以外の端部領域を領域βと呼称する。
可撓性基材１１は、領域βにおいて、蛍光体１２と粘着層２の厚みの分だけ支持基台３から離間している。補間部材７は、領域βの少なくとも一部において、可撓性基材１１と支持基台３の隙間を埋め可撓性基材１１を支持する。同時に、可撓性基材１１の補間部材７が設けられている箇所の反対側については、筐体６（天板６１）の内壁に設けられた弾性体８が可撓性基材１１と接触するように設けられ、可撓性基材１１を支持する。
放射線撮像装置１００が振動を受けた場合に、領域αと領域βに動きのずれが生じ、領域αと領域βの境界領域において放射線検出パネル１の局所変形が起こる可能性がある。具体的には、放射線検出パネル１の領域αは、粘着層２で支持基台に固定されているため、振動中は支持基台３の動きに従う。一方で、補間部材７の剛性が弾性体８よりも低い場合に、放射線検出パネル１の端部の領域βは筐体６の動きに従う。このようにして、支持基台３の動きに従う領域αと、筐体６の動きに従う領域βとの間に動きのずれが生まれ、境界領域において局所変形が起こる可能性がある。
以上のことから、補間部材７は弾性体８よりも剛性が高い必要がある。このようにすることで、振動を受けた際に領域αと領域βとがいずれも支持基台３の動きに従うことになり、局所変形が起こる可能性を低減する。同様の理由で、補間部材７は放射線検出パネル１および支持基台３に対して固定されていることが望ましい。一方で、弾性体８は天板６１に対して固定されていても、されていなくともよいが、メンテナンスなどの際にフレキシブル基板５を交換容易とするため、放射線検出パネル１に対しては固定されていない、あるいは固定されていても取り外し可能となっていることが望ましい。
補間部材７および弾性体８の材料は例えば金属、樹脂、発泡体などが考えられるが、上述したように、補間部材７の剛性が弾性体８よりも高くなるように材料、あるいは形状を調整する必要がある。また、補間部材７は支持基台３と別体でもよいし、一体で形状を作製してもよい。また、弾性体８はすべて一体で作製する必要はなく、例えば図４（ｂ）に示すように分割されていてもよい。また、分割の形状はこの形状に限定されない。さらに、図５に示すように、弾性体８が放射線検出パネル１の全面を覆っていてもよい。この場合、弾性体８の体積が大きくなるため、放射線撮像装置１００の軽量化の観点から弾性体８は発泡体などの比重が小さい材料で作製することが望ましい。
また、弾性体８は圧縮されて設けられていてもよい。このようにすることで、放射線検出パネル１の耐振動性を更に向上することができる。
蛍光体１２については、図３、図４、および図５のように可撓性基材１１から見て放射線の入射面の反対側に配置されていてもよいし、図６のように入射面側に配置されていてもよい。また、入射面の反対側、および入射面側の両方に設けられていてもよい。
また、図７に示すように、放射線検出パネル１と支持基台３の間に別の部材９が粘着層２によって配置されていてもよい。部材９は、例えば放射線検出パネル１を透過した後の放射線を吸収するように、可撓性基材１１よりも放射線の透過率が低い遮蔽材として設けてもよいし、透過後の放射線を受けて発光する蛍光板として設けてもよい。
また、以上の説明においては、フレキシブル基板５が放射線検出パネル１の４辺に配置されている例を示したが、これに限るものではなく、フレキシブル基板５が設けられていない辺を有していてもよい。
（第２の実施形態）
以下、図８を参照して、第２の実施形態に係る放射線撮像装置１００について説明する。以下、実施例１と同様の部分については説明を省略する。
以下、図８を参照して、第２の実施形態に係る放射線撮像装置１００について説明する。以下、実施例１と同様の部分については説明を省略する。
本実施形態においては、部材９が放射線検出パネル１の端部の領域βまで張り出している。この際、部材９が十分な剛性を持ち、粘着層２が十分薄く、部材９と放射線検出パネル１の間隙と、部材９と支持基台３の間隙と、が十分小さければ、部材９は補間部材７の機能を兼ねられる。すなわち、弾性体８と部材９によって放射線検出パネル１の端部が抑えられ、振動時に放射線検出パネル１の端部が局所変形するのを抑制できる。
このような部材９としては、例えばステンレス等の金属を用いた遮蔽材などが考えられる。
以上の実施形態および変形例は例として提示したものであり、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。
以上の実施形態に関し、本開示の一側面および選択的な特徴として以下の付記を開示する。
（付記１）
放射線を光に変換するシンチレータと、前記光を電荷に変換する複数の光電変換素子が形成された可撓性の基材と、を有する放射線検出パネルと、
前記放射線検出パネルを内包する筐体と、
前記筐体の内壁に設けられ、入射面の法線方向からみて前記放射線検出パネルの前記シンチレータが設けられていない領域の少なくとも一部で前記基材と接触するように設けられた弾性体と、
前記領域において前記基材を前記弾性体とは反対側の面から支持する補間部材と、を有し、
前記弾性体は、前記補間部材よりも剛性が小さいこと
を特徴とする放射線撮像装置。
放射線を光に変換するシンチレータと、前記光を電荷に変換する複数の光電変換素子が形成された可撓性の基材と、を有する放射線検出パネルと、
前記放射線検出パネルを内包する筐体と、
前記筐体の内壁に設けられ、入射面の法線方向からみて前記放射線検出パネルの前記シンチレータが設けられていない領域の少なくとも一部で前記基材と接触するように設けられた弾性体と、
前記領域において前記基材を前記弾性体とは反対側の面から支持する補間部材と、を有し、
前記弾性体は、前記補間部材よりも剛性が小さいこと
を特徴とする放射線撮像装置。
（付記２）
前記弾性体は、圧縮されて設けられていてもよい。
前記弾性体は、圧縮されて設けられていてもよい。
（付記３）
前記補間部材は、前記基材に固定されていてもよい。
前記補間部材は、前記基材に固定されていてもよい。
（付記４）
前記弾性体は、前記基材に固定されていなくてもよい。
前記弾性体は、前記基材に固定されていなくてもよい。
（付記５）
前記基材の放射線が入射する側の面と、放射線が入射する側とは反対側の面と、の少なくとも一方に前記シンチレータが設けられていてもよい。
前記基材の放射線が入射する側の面と、放射線が入射する側とは反対側の面と、の少なくとも一方に前記シンチレータが設けられていてもよい。
（付記６）
前記基材の放射線が入射する側の面と、放射線が入射する側とは反対側の面と、の両方に前記シンチレータが設けられていてもよい。
前記基材の放射線が入射する側の面と、放射線が入射する側とは反対側の面と、の両方に前記シンチレータが設けられていてもよい。
（付記７）
前記基材よりも放射線の透過率が低い遮蔽材を有し、
前記遮蔽材は、前記基材の放射線が入射する側の面と反対側の面に設けられていてもよい。
前記基材よりも放射線の透過率が低い遮蔽材を有し、
前記遮蔽材は、前記基材の放射線が入射する側の面と反対側の面に設けられていてもよい。
（付記８）
放射線により発光する蛍光板を有し、
前記蛍光板は、前記基材の放射線が入射する側の面と反対側の面に設けられていてもよい。
放射線により発光する蛍光板を有し、
前記蛍光板は、前記基材の放射線が入射する側の面と反対側の面に設けられていてもよい。
（付記９）
前記弾性体は、前記入射面の法線方向からみて前記放射線検出パネルの全面を覆うように設けられていてもよい。
前記弾性体は、前記入射面の法線方向からみて前記放射線検出パネルの全面を覆うように設けられていてもよい。
（付記１０）
前記基材の放射線が入射する側の面に、前記放射線検出パネルからの信号を処理する制御基板と、を接続するフレキシブル基板が接続されていてもよい。
前記基材の放射線が入射する側の面に、前記放射線検出パネルからの信号を処理する制御基板と、を接続するフレキシブル基板が接続されていてもよい。
（付記１１）
放射線を発生させる放射線源と、
付記１乃至１０のいずれか一項に記載の放射線撮像装置と、を有すること
を特徴とする放射線撮影システム。
放射線を発生させる放射線源と、
付記１乃至１０のいずれか一項に記載の放射線撮像装置と、を有すること
を特徴とする放射線撮影システム。
１ 放射線検出パネル
３ 支持基台
６ 筐体
７ 補間部材
８ 弾性体
１１ 可撓性基材
１２ シンチレータ
１００ 放射線撮像装置
３ 支持基台
６ 筐体
７ 補間部材
８ 弾性体
１１ 可撓性基材
１２ シンチレータ
１００ 放射線撮像装置
Claims (11)
- 放射線を光に変換するシンチレータと、前記光を電荷に変換する複数の光電変換素子が形成された可撓性の基材と、を有する放射線検出パネルと、
前記放射線検出パネルを内包する筐体と、
前記筐体の内壁に設けられ、入射面の法線方向からみて前記放射線検出パネルの前記シンチレータが設けられていない領域の少なくとも一部で前記基材と接触するように設けられた弾性体と、
前記領域において前記基材を前記弾性体とは反対側の面から支持する補間部材と、を有し、
前記弾性体は、前記補間部材よりも剛性が小さいこと
を特徴とする放射線撮像装置。 - 前記弾性体は、圧縮されて設けられていることを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像装置。
- 前記補間部材は、前記基材に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像装置。
- 前記弾性体は、前記基材に固定されていないことを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像装置。
- 前記基材の放射線が入射する側の面と、放射線が入射する側とは反対側の面と、の少なくとも一方に前記シンチレータが設けられていること
を特徴とする請求項１に記載の放射線撮像装置。 - 前記基材の放射線が入射する側の面と、放射線が入射する側とは反対側の面と、の両方に前記シンチレータが設けられていること
を特徴とする請求項５に記載の放射線撮像装置。 - 前記基材よりも放射線の透過率が低い遮蔽材を有し、
前記遮蔽材は、前記基材の放射線が入射する側の面と反対側の面に設けられていること
を特徴とする請求項１に記載の放射線撮像装置。 - 放射線により発光する蛍光板を有し、
前記蛍光板は、前記基材の放射線が入射する側の面と反対側の面に設けられていること
を特徴とする請求項１に記載の放射線撮像装置。 - 前記弾性体は、前記入射面の法線方向からみて前記放射線検出パネルの全面を覆うように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像装置。
- 前記基材の放射線が入射する側の面に、前記放射線検出パネルからの信号を処理する制御基板と、を接続するフレキシブル基板が接続されていること
を特徴とする請求項１に記載の放射線撮像装置。 - 放射線を発生させる放射線源と、
請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の放射線撮像装置と、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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