JP4384091B2 - 可搬型放射線撮影装置 - Google Patents

Description

本発明は、固体撮像検出素子を用い可搬自在の可搬型放射線撮影装置に関するものである。

従来から広く一般に、工業用の非破壊検査や医療診断の場においては、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装置が利用されている。このような撮影の一般的な方法としては、放射線に対するフィルム／スクリーン法が挙げられる。これは感光性フィルムと、放射線に対して感度を有する蛍光体を組合わせて撮影する方法であり、放射線を照射すると発光する希土類の蛍光体をシート状にしたものを感光性フィルムの両面に密着して保持し、被写体を透過した放射線を蛍光体で可視光に変換し、感光性フィルムで光を捉え、この感光性フィルム上に形成された潜像を化学処理で現像することで可視化することができる。

一方、近年のデジタル技術の進歩により、放射線画像を電気信号に変換し、この電気信号を画像処理した後に、可視画像としてＣＲＴ等に再生することにより高画質の放射線画像を得る方式が普及している。このような放射線画像を電気信号に変換する方法としては、放射線の透過画像を一旦蛍光体中に潜像として蓄積した後に、レーザー光等の励起光を照射することにより潜像を光電的に読み出し、可視像として出力する放射線画像記録再生システムが提案されている。

また、近年の半導体プロセス技術の進歩に伴い、半導体センサを使用して同様に放射線画像を撮影する装置が開発されている。これらのシステムは、従来の感光性フィルムを用いる放射線写真システムと比較すると、極めて広いダイナミックレンジを有しており、放射線の露光量の変動に影響され難い放射線画像を得ることができる実利的な利点を有している。同時に、従来の感光性フィルム方式と異なり、化学処理が不要であり、即時的に出力画像を得ることができる利点を有している。

図９はこのような放射線撮影装置を用いたシステムの概念図を示しており、被写体Ｓの前方には放射線検出センサ１を内蔵した放射線撮影装置２が配置され、被写体Ｓの後方には放射線発生装置３が配置されている。この放射線発生装置３から放射された放射線は、被写体Ｓを透過し放射線検出センサ１内の図示しない蛍光体を介して可視光に変換され、二次元の格子状に配列した光電変換素子によって電気信号として出力される。

放射線撮影装置２には放射線検出センサ１において得られた電気信号を読み出したり、画像転送等の制御を行う制御部４が接続されており、放射線検出センサ１から出力された画像信号はデジタル画像処理され、モニタ５に被写体Ｓの放射線画像を表示する。

このシステムは後処理で画像を読み出す前述の放射線画像記録再生システムとは異なり、即時的に画像をモニタ５に表示することができる。このような撮影システムは放射線室に立位、臥位等の撮影形態により専用の架台に設置され、必要に応じて使い分けられている。

一般に、このような放射線撮影装置２の表面には、図１０に示す特許文献１のように、放射線を画像として受像できる領域を示すような指標１１ａ〜１１ｃや指標１２ａ〜１２ｃが表示されている。そして、図示しない専用の架台に取り付けられている放射線撮影装置２の場合は、放射線発生装置３と放射線撮影装置２の中心位置や焦点距離等が予め調整又は計測可能になっている。

更に、撮影仕様を入力すると、自動的に両者の位置関係を合わせるシステムも知られている。また近年では、特許文献２に示すような広範囲な部位の撮影や回診用として使用できる薄型で軽量な可搬型の撮影装置（電子カセッテ）も開発されており、前述の据置型の撮影システムでは撮影し難い様々な撮影形態に使用可能とされてきている。

特開２００２−２９１７３０号公報 特許第３５７７００３号公報

しかしながら、上述のような可搬型のカセッテの放射線撮影装置２は様々な撮影姿勢で使用できる反面で、専用の架台に固定されていないため、被写体と放射線撮影装置２の有効撮影エリアと放射線照射エリアをアライメントするための正確な位置調整手段や計測情報等がなく、操作者の経験や感覚に依存する部分が多い。特に、放射線撮影装置２が被写体の下方に完全に隠れてしまい、外形が確認できない場合には位置調整が困難となる。

アライメントを容易にするために、有効撮影エリアが大きな放射線撮影装置を使用し、位置誤差を吸収する案もあるが、逆にサイズや重量が増加し、可搬性や操作性を損う場合がある。

また、デジタル撮影システムである特徴を生かせば、直ちに画像を確認し再撮影することも容易である。しかし、被写体に不必要な線量を浴びせることは決して望ましいことではない。

本発明の目的は、被写体に対してアライメントする際に、被写体と撮影部との位置ずれを容易に識別可能な可搬型放射線撮影装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る可搬型放射線撮影装置は、放射線を電気信号に変換するための素子を二次元的に配列し、有効撮影エリアを有するセンサを内蔵した筐体から成る可搬型放射線撮影装置において、前記筐体の側面に前記有効撮影エリアを側方に投影した同一幅又は近似幅の目標撮影エリアを区画するための段差又は摩擦抵抗が異なる部分を設けたことを特徴とする。

本発明に係る可搬型放射線撮影装置によれば、従来の経験や勘に頼っていた位置合わせ精度の信頼性をより向上させることができ、撮影部の有効撮影エリアを大きくすることなく、全体として適正なサイズや軽量化が実現でき、利便性が高い。

本発明を図１〜図８に図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

図１は本実施例における放射線撮影装置の断面図、図２は斜視図をそれぞれ示している。上方を開放した箱形の放射線撮影装置２１の筐体２２内には、支持部２３を介して基台２４が固定されており、この基台２４上には、基板２５ａ、光電変換素子２５ｂ、蛍光板２５ｃが積層されたＸ線像検出パネル(「センサ」と呼ぶ場合もある)２５が設けられている。

基板２５ａは半導体素子との化学作用のないこと、半導体プロセスの温度に耐えること、寸法安定性等の必要性からガラス板が多く用いられる。このような基板２５ａ上に、光電変換素子２５ｂが半導体プロセスにより二次元配列的に形成され、蛍光板２５ｃは金属化合物の蛍光体を樹脂板に塗布したものが用いられ、接着によって一体化されている。

また、光電変換素子２５ｂはその側面に接続したフレキシブル回路基板２６を介して、光電変換された電気信号を処理する電子部品２７ａ、２７ｂを搭載した回路基板２７に接続されている。回路基板２７には、ケーブル２８を介して中継用電気回路部２９が接続され、更にケーブル３０を介して図示しない外部の制御部と接続され、電源供給や信号転送等が行われている。

筐体２２の表面であるＸ線入射面は、Ｘ線透過性の高い材料から成る筐体蓋３１により密閉され、筐体蓋３１の四隅上には凸部３１ａ、３１ｂが形成され、凸部３１ａ、３１ｂの内側を結ぶ領域は検出パネル２５のＸ線を検出可能な有効撮影エリアＡとほぼ同形の目標撮影エリアＢとされている。

図３はこのような放射線撮影装置２１を用いた放射線撮影時の説明図であり、被写体Ｓの上方にはＸ線管球４１が配置され、被写体Ｓの下方には放射線撮影装置２１が配置されている。

そして、被写体Ｓの上方のＸ線管球４１からＸ線が放射され、被写体Ｓを透過したＸ線が放射線撮影装置２１に入射すると、Ｘ線像検出パネル２５の蛍光板２５ｃが発光し、その光を二次元配列された光電変換素子２５ｂで電気的な信号に変換し、デジタル画像を得ることができる。更に、このデジタル画像はケーブル３０を介して転送し、図示しないモニタにより即時的に見ることができる。

また撮影に際しては、撮影画像に所望の撮影部位が収まるように、図３に示すようにＸ線管球４１と放射線撮影装置２１及び被写体Ｓとを放射線撮影装置２１内の検出パネル２５と平行な平面において相対的に位置合わせする必要がある。検出パネル２５の有効撮影エリアＡとＸ線管球４１の位置が相対的にずれると、Ｘ線の照射エリアがずれ、照射線量の低い部分が生じ所望の診断画像が得られない。

通常では、Ｘ線管球４１には撮影エリアを示す照射野確認用の可視光Ｌによる照射手段が設けられており、Ｘ線の照射範囲を示す四角い領域を照らす可視光、及びその中央を示す十字状の影から構成されている。この可視光Ｌを放射線撮影装置２１上に位置する被写体Ｓ上に照射し、目視によって被写体ＳとＸ線管球４１との位置合わせを行う。

筐体蓋３１の四隅に設けた凸部３１ａ、３１ｂの位置は、検出パネル２５の有効撮影エリアＡを筐体蓋３１上に投影した各辺の延長線上にあり、凸部３１ａ、３１ｂにより目標撮影エリアＢを区画している。なお、凸部３１ａ、３１ｂの筐体蓋３１に対する段差の高さは、人間が指先の触覚により識別できる程度に形成されている。

操作者が被写体Ｓに対して放射線撮影装置２１を位置合わせする際に、図３に示すように目標撮影エリアＢは被写体Ｓにより覆われ視認できないので、被写体Ｓと放射線撮影装置２１の間に手を差し込み、指先で筐体蓋３１上の凸部３１ａ、３１ｂの段差を確認することができる。かくすることにより、被写体Ｓと目標撮影エリアＢの相対的な位置ずれＸｅを確認し、放射線撮影装置２１の有効撮影エリアＡに対する位置合わせが容易となる。

図４は実施例２における放射線撮影装置５１及びこの撮影装置５１に組み合わせるグリッドユニット５２の断面図、図５はこれらの外観斜視図を示している。なお、実施例１と同一の部材には同一の符号を付している。

放射線撮影装置５１の検出パネル２５を含む検出手段を内蔵する筐体５３は、上下に分割可能な筐体５３ａ、５３ｂから構成されている。筐体５３ａのＸ線入射面側には開口部５４が設けられ、この開口部５４内にはＸ線透過性の良い蓋部材５５が嵌め込まれている。開口部５４は検出パネル２５の一点鎖線で示した有効撮影エリアＡよりも稍々大きい長方形とされ、有効撮影エリアＡに対して、各辺が距離Ｘ１、Ｙ１だけ広くされている。

筐体５３ａは開口部５４において蓋部材５５との間に段差を有し、この段差は有効撮影エリアＡの外形そのものを示すものではないが、目標撮影エリアＢを示し、指先で放射線撮影装置５１の位置バランスを確認することが可能である。また、距離Ｘ１、Ｙ１も大きな値ではなく数ｍｍであって、位置合わせの目安としては操作者が十分に判断可能な大きさである。

この放射線撮影装置５１をそのまま使用することもあるが、胸部や腹部の撮影における人体による散乱Ｘ線の影響を除去するために、Ｘ線遮蔽体を縞状に配置したグリッドユニット５２を被着して使用することもある。

放射線撮影装置５１の筐体５３ａの目標撮影エリアＢに相当する開口部５４から成る凹部は、グリッドユニット５２のグリッド５６の嵌め込みのための位置決めとして利用されている。グリッド５６自体は強度的に弱いため、板金から成るフレーム５７に設けられた開口部５８の周囲の裏面に固定されている。開口部５８は放射線撮影装置５１の開口部５４と同様に、検出パネル２５の有効撮影エリアＡの各辺に対して、距離Ｘ２、Ｙ２だけ大きくした長方形に形成され、フレーム５７の厚みに相当する段差が設けられ、この段差は目標撮影エリアＢ’を区画している。

従って、このグリッドユニット５２を装着した状態でも、放射線撮影装置５１の開口部５４の目標投影エリアＢと同様に、指先で開口部５８を触ってグリッドユニット５２による目標撮影エリアＢ’の位置バランスを確認することができる。

実施例１、２においては、放射線撮影装置の入射面側に段差を設けたが、本実施例３においては図６に示すように、放射線撮影装置６１の裏面側に段差が設けられている。放射線撮影装置６１の検出パネル２５を内蔵した筐体６２の入射面側には蓋部材６３が設けられ、裏面６４には帯状の凸部６５ａ、６５ｂが設けられており、これらの凸部６５ａ、６５ｂは検出パネル２５の有効撮影エリアＡを裏面６４に投影した目標撮影エリアＢの位置を示している。

例えば、この放射線撮影装置６１をテーブル上で使用する場合には、テーブル上に裏面６４を載置するため、裏面６４が平坦であると摩擦抵抗が大きくなり、位置合わせ等の作業がし難い。そのため、実施例３においては接触面積を低減するために、裏面６４に凸部６５ａ、６５ｂによる段差を形成することにより、摩擦抵抗を緩和させている。

図７は実施例４における放射線撮影装置７１の斜視図を示し、検出パネル２５は筐体７２内に内蔵されており、放射線撮影装置７１はＸ線入射面側にはＸ線透過性の良い蓋部材７３により覆われている。

この蓋部材７３の表面には、検出パネル２５の有効撮影エリアＡを投影した位置の外側に、目標撮影エリアＢを区画し部分的に摩擦係数が大きい表面状態になる領域７４が設けられている。

この表面処理としては、例えば摩擦係数の大きな材料による塗装又はコーティングが施され、これにより実施例１〜３における段差のような形状的な差異を認識する手段ではなく、指先で摩擦の程度を識別することによって、目標撮影エリアＢを確認することができる。

更に、Ｘ線の入射面だけではなく、放射線入射と平行な筐体の側面において、帯状の領域７５に対し摩擦係数の大きい表面処理を施すことでも、同様に側面に設けた目標撮影エリアＢ”を確認することができる。この目標撮影エリアＢ”は有効撮影エリアＡを側方に投影することにより有効撮影エリアＡの位置を示している。この側面による確認では、被写体Ｓと放射線撮影装置７１の間まで指を入れなくとも、位置合わせの確認が可能で、被写体Ｓにとって作業中の不快感を緩和することができる。

本実施例４に示すような摩擦係数により確認手段を形成する方法は、放射線撮影装置７１の表面だけではなく、実施例２のグリッドユニット５２の側面に対しても同様に適用することができる。

図８は実施例５におけるＸ線入射面側から見た放射線撮影装置８１の平面図を示している。放射線撮影装置８１の筐体８２の各側面において、凹部８３ａ、８３ｂが形成されている。各凹部８３ａ、８３ｂは実施例４の目標撮影エリアＢ”と同様に、有効撮影エリアＡを各側面に投影し、これを基準に段差による目標投影エリアＢ”として形成されている。

このように、筐体８２の側面に段差を有する形状とすることにより、被写体Ｓと放射線撮影装置８１の間に指を入れなくとも確認することができ、目視での確認も可能となる。

また、側面をテーブル上で摺動させる位置合わせする場合も考えられ、この凹部８３ａ、８３ｂの存在によって接触面積を低減することにより、テーブルとの摩擦力を軽減する効果もある。同様の構成は、グリッドユニット５２についても実施できる。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、これらの実施例同士を組み合わせてもよい。また、本発明はこれらの実施例に限定されないことは云うまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

実施例１の放射線撮影装置の断面図である。 実施例１の放射線撮影装置の斜視図である。 放射線撮影の説明図である。 実施例２の放射線撮影装置及びグリッドユニットの断面図である。 実施例２の放射線撮影装置及びグリッドユニットの外観の斜視図である。 実施例３の放射線撮影装置の斜視図である。 実施例４の放射線撮影装置の斜視図である。 実施例５の放射線撮影装置の平面図である。 放射線撮影システムの概念図である。 従来例の放射線撮影装置の斜視図である。

符号の説明

２１、５１、６１、７１、８１ 放射線撮影装置
２２、５３ａ、５３ｂ、６２、７２、８２ 筐体
２５ Ｘ線像検出パネル
３１ａ、３１ｂ、６５ａ、６５ｂ 凸部
５４、５８ 開口部
５６ グリッド
５７ フレーム
８３ａ、８３ｂ 凹部
Ａ 有効撮影エリア
Ｂ、Ｂ’、Ｂ” 目標撮影エリア

Claims (4)

1. 放射線を電気信号に変換するための素子を二次元的に配列し、有効撮影エリアを有するセンサを内蔵した筐体から成る可搬型放射線撮影装置において、前記筐体の側面に前記有効撮影エリアを側方に投影した同一幅又は近似幅の目標撮影エリアを区画するための段差又は摩擦抵抗が異なる部分を設けたことを特徴とする可搬型放射線撮影装置。
2. 前記筐体は前記センサの有効撮影エリア上に配置するグリッドユニットを備え、該グリッドユニットの側面に、前記センサの有効撮影エリアを側方に投影した同一幅又は近似幅の目標撮影エリアを区画するための段差又は摩擦抵抗が異なる部分を設けたことを特徴とする請求項１に記載の可搬型放射線撮影装置。
3. 前記段差又は摩擦抵抗が異なる部分は前記目標撮影エリアの区画に沿って部分的に設けたことを特徴とする請求項１に記載の可搬型放射線撮影装置。
4. 前記段差又は摩擦抵抗が異なる部分は四方の前記側面に設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の可搬型放射線撮影装置。

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