JP4393528B2 - Ｘ線撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、薄型化、小型化、軽量化を実現し、良好な画像を得ることができるＸ線撮像装置であり、特にそのようなカセッテ型Ｘ線撮像装置に関するものである。

従来、Ｘ線撮影には増感紙とＸ線写真フィルムを組み合わせたフィルムスクリーンシステムがよく用いられている。この方法によれば、被写体を透過したＸ線は被写体の内部情報を含み、内部情報が増感紙によってＸ線の強度に比例した可視光に変換され、この可視光がＸ線写真フィルムを感光させ、Ｘ線画像がフィルム上に形成される。

しかしながら、このようなフィルム方式においては、患者のＸ線画像を医師が得るまでには、途中にフィルムの現像処理工程を必要とし、手間と時間が掛かる等の問題がある。更に、撮影されたＸ線画像フィルムは病院内や一般の医院内で或る期間保管する必要があり、そのフィルムの枚数は膨大な量となり、管理面でも大きな問題が生じている。

このような問題点に鑑み、また最近の技術の進歩により、医療業界において電気信号によるＸ線画像情報の要求が高まりつつある。即ち、Ｘ線を蛍光体を用いてＸ線の強度に比例した可視光に変換し、その可視光を光電変換素子を用いて電気信号に変換する半導体センサを用いたＸ線像撮像装置が使用され始めている。

近年になり、水素化アモルファスシリコン（以下ａ−Ｓｉと記す）に代表される光電変換半導体材料の開発により、光電変換素子及び信号処理部を大面積の基板に形成し、情報源を等倍の光学系で読み取る密着型センサの開発が進んでいる。特に、ａ−Ｓｉは光電変換材料としてだけでなく、ＴＦＴ（薄膜電界効果型トランジスタ）の半導体材料としても用いることができるので、光電変換半導体層とＴＦＴの半導体層とを同時に形成することができる利点がある。

更に、光電変換半導体層とＴＦＴの半導体層とを同時に形成した大面積光電変換基板上に、Ｘ線を可視光に変換又は波長変換する材料を含んで構成される波長変換部材を組み合わせる又は配置するＸ線撮像装置が知られている。

図４は上述した半導体センサを用いた従来例の放射線画像撮影システムの一例を示しており、Ｘ線撮像装置１には光電変換素子を二次元状に配置した検出面を有するＸ線像検出パネル２が内蔵されている。このＸ線撮像装置１の上方に設けられたＸ線発生装置３からＸ線を被写体Ｓに照射し、被写体Ｓを透過したＸ線をＸ線像検出パネル２により検出する。このＸ線像検出パネル２から出力される画像信号は、画像処理手段であるイメージプロセッサ４によりデジタル画像処理が施された後に、ディスプレイ５上に被写体ＳのＸ線画像として表示される。

また、このようなＸ線像検出パネル２を内蔵し、ベッド等に横臥した被写体の下又はシーツの下に挿入して、被写体のＸ線画像を取得するのに適した可搬型のＸ線撮像装置つまりカセッテ型Ｘ線撮像装置が知られている。

図５は上述のＸ線撮像装置１の断面図を示しており、筐体１１は下部筐体１１ａと上部筐体１１ｂから成り、上部筐体１１ｂにはＸ線を透過する筐体蓋１１ｃが取り付けられている。筐体１１内には支持部材１２が設置されており、この支持部材１２は脚部１２ａにおいてねじ止め等により下部筐体１１ａに固定されている。支持部材１２上には、光電変換素子を二次元状に配置したＸ線像検出パネル１３が接着固定され、更にＸ線像検出パネル１３上には蛍光体１４が一体的に設けられている。また、Ｘ線像検出パネル１３はＩＣ等の電子部品１５ａを備えたフレキシブル配線基板１５を介して、同様にＩＣ等の電子部品が搭載された駆動用回路基板等の周辺回路基板１６に接続されている。更に、支持部材１２の裏面にはインタフェース回路基板等の他の周辺回路基板１７が設置されている。

Ｘ線による劣化や誤動作を防止するために、電子部品１５ａ等を保護用鉛板１８等を用いて保護したり、或いは筐体１１にＸ線が透過し難い重金属から成る金属部材を使用したりして保護する必要がある。

駆動用回路基板等の周辺回路基板１６は、Ｘ線像検出パネル１３に対して垂直に支持部材１２上に固定するか、或いは図６に示すようにＸ線像検出パネル１３に対して平行に並置して支持部材１２上に固定する構成とされている。

しかしながら上述したような構成においては、次のような問題がある。即ち、図５に示すように周辺回路基板１６をＸ線像検出パネル１３に対して垂直に固定すると、Ｘ線像検出パネル１３に垂直な方向のＸ線撮像装置１の厚みは、同方向の周辺回路基板１６の長さ以上の厚みが必要になり、大きくなる。

図６に示すように周辺回路基板１６をＸ線像検出パネル１３に対して平行に並置して固定すると、Ｘ線像検出パネル１３に垂直な方向へのＸ線撮像装置１の投影断面積は大きくなる。また、Ｘ線像検出パネル１３に沿った方向のＸ線像検出パネル１３から筐体までの距離も大幅に長くなる。

更に、電子部品１５ａを保護するための保護用鉛板１８又は重金属部材を余分に用いる必要があり、Ｘ線撮像装置１が重くなるという問題が生ずる。
特に、上述のカセッテ型Ｘ線撮像装置の場合に、可搬性や取り扱い易さの観点から、小型化、特に薄型化、軽量化が必要である。

本発明の目的は、上述の問題点を解消し、小型で薄型かつ軽量とすると共に、より良好なＸ線画像を得ることができるＸ線撮像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Ｘ線撮像装置は、ガラス基板上に二次元状に配列した光電変換素子部から成るＸ線像検出パネルの上にＸ線吸収率の高い蛍光粉体をフィルム状にした蛍光体を配置した二次元Ｘ線像検出器と、該二次元Ｘ線像検出器をＸ線入射側である表面側に載置し、該表面側の反対側である裏面側に空間部を設け、前記裏面側の幅が前記表面側の幅よりも狭くなるように両側面に傾斜部を設けたマグネシウム合金から成る支持部材と、前記空間部に配置した信号処理回路基板と、前記二次元Ｘ線像検出器と前記信号処理回路基板とを接続するためのフレキシブル配線基板と、該フレキシブル配線基板上の一部に配置し、前記傾斜部に固定した駆動処理回路基板とを備えたことを特徴とする。

本発明に係るＸ線撮像装置によれば、搭載した電子部品がＸ線から保護されて良好なＸ線画像を取得できると共に、薄型、小型及び軽量のＸ線撮像装置を提供することができる。

又は、本発明によれば、回路保護のための鉛板の一部又は全部、又は筐体の一部又は全部の重金属化が不要となることから、軽量なＸ線撮像装置を提供することができる。

本発明によれば、可搬性や取り扱い易さの点で優れ、患者等の被写体に優しいＸ線撮像装置を提供することができる。

本発明を図１〜図３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カセッテ型のＸ線撮像装置の断面図、図２はＸ線撮像装置を裏返して分解した分解斜視図、図３はＸ線像検出パネルと周辺回路基板を接続したＸ線像検出モジュールの展開平面図を示している。

筐体２１は部材を収容するための下部筐体２１ａと上部筐体２１ｂとから成り、これらには耐荷重性を有すると共に軽量化の可能な材質を用いることが好ましく、本実施例では軽量かつ剛性の高い材質としてマグネシウム合金を用いている。そして、上部筐体２１ｂには、耐荷重性と共にＸ線透過率の高い材質から成る筐体蓋２１ｃが接着等により一体的に固定されており、筐体蓋２１ｃには炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）を用いている。

下部筐体２１ａ上には、マグネシウム合金等の密度の小さい金属等から成る支持部材２２が配置され、その脚部２２ａが下部筐体２１ａにビス止めされている。この支持部材２２の表面側には、二次元Ｘ線像検出器であるＸ線像検出モジュール２３がシリコーン樹脂（東レシリコーンＳＥ９１７５）を用いて接着固定されて載置されている。Ｘ線像検出モジュール２３では、ガラス基板上に二次元状に配列した光電変換素子部から成るＸ線像検出パネル２４の上に、蛍光粉体（例えば、ガドリウム系蛍光体であるＧＯＳ 化学式：Ｇｄ₂Ｏ₂Ｓ）をフィルム状にした蛍光体２５を貼り合わせている。更に蛍光体２５上に光の遮光を兼ねた図示しない電磁シールド板が接着されて構成されている。

Ｘ線像検出パネル２４に設けられた接続用電極２６には、異方性導電接着剤によりフレキシブル配線基板（ＴＡＢ）２７及び３２が接続されている。フレキシブル配線基板２７の他端部には、ＩＣ等の電子部品を搭載した駆動処理回路基板２８が接続されている。なお、本実施例ではフレキシブル配線基板２７上にも駆動処理ＩＣ２７ａが実装されている。この駆動処理回路基板２８はフレキシブル配線基板２７を折り曲げることにより、支持部材２２の側面の例えば４５度の角度で斜め下方内側に傾斜する傾斜部２２ｂにビス止め等により固定されている。

支持部材２２の裏面側には、下部筐体２１ａの底部との間に空間部が形成されている。この表面側と反対側の空間部には、信号処理回路基板２９、図示しないイメージプロセッサとの信号を扱うインタフェース回路基板３０、信号処理回路からのアナログ信号をデジタル信号に変換するためのＡ／Ｄ変換回路基板３１が配置されている。信号処理回路基板２９は上述のようにＸ線像検出パネル２４とフレキシブル配線基板３２を介して接続されており、フレキシブル配線基板３２を折り曲げることにより、支持部材２２の裏面側にＸ線像検出パネル２４と平行にやはりビス止め等により固定されている。本実施例では、フレキシブル配線基板３２上にも信号処理ＩＣ３２ａが実装されている。なお、筐体２１内には、Ｘ線撮像装置内の各部分に電源を供給するための電源部３３が設けられている。

傾斜部２２ｂの傾斜角を大きくして水平方向に近付けるほど、Ｘ線像撮像装置を薄型化でき、かつ駆動処理回路基板２８を固定する面積を大きく取れる利点がある。しかしながら、この傾斜角を大きくし過ぎると、支持部材２２の強度上の問題や加工上の問題が発生する。更には、支持部材２２の裏面側に配置される信号処理回路基板２９、インタフェース回路基板３０、Ａ／Ｄ変換回路基板３１の実装領域が狭くなる等の問題が発生する。

本実施例においては、支持部材２２の傾斜部２２ｂの傾斜角度を略４５度に設定されている。これにより、撮像面の法線方向へのＸ線撮像装置の投影面積を増大させることなく、Ｘ線撮像装置の薄型化と、支持部材２２の裏面側の信号処理回路基板２９、インタフェース回路基板３０、Ａ／Ｄ変換回路基板３１等の部品の実装領域の確保とを両立できる。駆動処理回路基板２８を上述のような傾斜部２２ｂに取り付けることにより、駆動処理回路基板２８に実装した電子部品２８ａをＸ線像検出モジュール２３や支持部材２２により隠れるように配置することができ、保護用鉛板を不要とし軽量化することができる。

本実施例では、周辺回路基板を複数の回路基板に分割することにより、各処理回路基板での最適設計が可能なことや、歩留りによるリスクの低減を図ることができる。

駆動処理回路基板２８と信号処理回路基板２９とをＸ線像検出パネル２４の検出面と略平行に配置することは、駆動処理回路基板２８と信号処理回路基板２９とが一部重なることになり、装置全体の薄型化に支障がある。駆動処理回路基板２８と信号処理回路基板２９とを小型化することは勿論であるが、駆動処理回路基板２８及び信号処理回路基板２９の少なくとも一方の基板短辺方向の寸法を最小限にすることができる。更に、駆動処理回路基板２８及び信号処理回路基板２９の一方を略４５度に傾斜させることにより、Ｘ線撮像装置の薄型化、小型化を実現することができる。

このようなＸ線撮像装置では、Ｘ線像検出モジュール２３はＸ線像検出パネル２４の少なくとも２辺にフレキシブル配線基板２７、３２により処理回路基板２８、２９を接続して構成され、支持部材２２に固定実装された後に筐体２１内に組み込まれる。なお、筐体蓋２１ｃが一体的に固定された上部筐体２１ｂと下部筐体２１ａとはビス止め等により固定され、Ｘ線撮像装置は完成される。

本実施例のＸ線撮像装置においては、Ｘ線像検出パネル２４の少なくとも隣り合う２辺からフレキシブル配線によって接続された回路基板の一方の信号処理回路基板２９は、支持部材２２の裏面側にＸ線像検出パネル２４と平行に配置されている。他方の駆動処理回路基板２８は支持部材２２の下方にＸ線像検出パネル２４に対して傾斜、例えば略４５度傾斜させて配置したため、薄型化、小型化、又はセンサ有効領域外の額縁の小面積化されたＸ線撮像装置を得ることができる。

更に、処理回路基板２８、２９は共に、Ｘ線照射に関してＸ線像検出モジュール２３、支持部材２２の背後に配置されている。Ｘ線が蛍光体２５、ガラス基板、支持部材２２等で吸収、減衰されるため、処理回路基板２８、２９の電気部品とりわけＩＣ等の電子部品等に直接Ｘ線が照射されることがなく、誤動作を防止した信領性の高いＸ線撮像装置が得られる。なお、Ｘ線吸収率の高い蛍光体を用いれば、電子部品を保護する効果は一層高くなる。更に、鉛板等により駆動処理ＩＣ２７ａ等を保護する必要性がなくなり、Ｘ線撮像装置の小型化、軽量化を図ることができる。

本実施例においては、支持部材２２の傾斜部２２ｂに駆動処理回路基板２８を配置した場合について説明したが、傾斜部２２ｂに信号処理回路基板２９を配置することもできることは云うまでもない。更に、傾斜部２２ｂ上に、又は傾斜部２２ｂ上及び支持部材２２の裏面側のそれぞれに、如何なる機能又は処理内容の周辺回路基板を配置するかは設計事項に過ぎず、どのように配置しても本発明の範囲を逸脱するものではない。

また、患者等の被写体とベッド又はテーブル等の天板との間にＸ線撮像装置を挿入して使用することを考えると、本実施例のようにＸ線撮像装置を薄型化することが好ましい。更には、必要応じて、Ｘ線撮像装置の挿入方向先端の側面部及び挿入方向後端の側面部に図５及び図６に示すような傾斜部を設けることが好ましい。このようにすると、被写体と天板との間へのＸ線撮像装置の挿入及び排出が容易となり、被写体の移動を最小限にすることができ、又は被写体に優しいＸ線撮像装置が得られる。

本実施例の断面図である。 分解斜視図である。 Ｘ線像検出モジュールの平面図である。 放射線画像撮影システムの構成図である。 従来のＸ線撮像装置の断面図である。 従来のＸ線撮像装置の断面図である。

符号の説明

２１ 筐体
２１ａ 下部筐体
２１ｂ 上部筐体
２１ｃ 筐体蓋
２２ 支持部材
２２ａ 脚部
２２ｂ 傾斜部
２３ Ｘ線像検出モジュール
２４ Ｘ線像検出パネル
２５ 蛍光体
２６ 接続用電極
２７、３２ フレキシブル配線基板
２７ａ 駆動処理ＩＣ
２８ 駆動処理回路基板
２９ 信号処理回路基板
３０ インタフェース回路基板
３１ Ａ／Ｄ変換回路基板
３２ａ 信号処理ＩＣ

Claims (3)

1. ガラス基板上に二次元状に配列した光電変換素子部から成るＸ線像検出パネルの上にＸ線吸収率の高い蛍光粉体をフィルム状にした蛍光体を配置した二次元Ｘ線像検出器と、
   該二次元Ｘ線像検出器をＸ線入射側である表面側に載置し、該表面側の反対側である裏面側に空間部を設け、前記裏面側の幅が前記表面側の幅よりも狭くなるように両側面に傾斜部を設けたマグネシウム合金から成る支持部材と、
   前記空間部に配置した信号処理回路基板と、
   前記二次元Ｘ線像検出器と前記信号処理回路基板とを接続するためのフレキシブル配線基板と、
   該フレキシブル配線基板上の一部に配置し、前記傾斜部に固定した駆動処理回路基板とを備えたことを特徴とするＸ線撮像装置。
2. 前記傾斜部の傾斜角を前記二次元Ｘ線像検出器の検出面に対して略４５度としたことを特徴とする請求項１に記載のＸ線撮像装置。
3. 前記支持部材は裏面側に設けた脚部を介して筐体に固定し、前記脚部を除く前記支持部材の裏面側と前記筐体との間に前記空間部を形成したことを特徴とする請求項１に記載のＸ線撮像装置。

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