JP5482856B2 - 放射線画像撮影装置 - Google Patents
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Description
本発明は、放射線を受けて蛍光を発する放射線用シンチレータプレートを有する放射線画像撮影装置に関する。
従来から、Ｘ線画像のような放射線画像撮影装置は医療現場において病状の診断に広く用いられている。特に、増感紙−Ｘ線フィルムによる放射線画像撮影装置は、長い歴史の中で高感度化と高画質化が図られた結果、世界中の医療現場で用いられている。
近年では、フラットパネル型放射線ディテクタ（ＦＰＤ）等に代表されるデジタル方式の放射線画像検出手段も登場しており、放射線画像をデジタル情報として取得して自由に画像処理を行い、画像情報を直ちに電送することが可能となっている。
放射線画像撮影装置は放射線を蛍光に変換する所謂「シンチレータプレート」を有している。シンチレータプレートは、被写体を通過した放射線を受けて、その放射線量に対応した強度で蛍光体層による蛍光を瞬時に発光するものであり、基板上に蛍光体層を形成した構成を有する。放射線画像撮影装置は、前記シンチレータプレートを光電変換パネルに図７に示すように密着して形成される。
光電変換パネルは図３のようになっており、一般にはガラス上に、フォトダイオードを並べた光電変換素子アレイ３０４とその周辺部に形成されるゲートシフトレジスタ回路３０１等の光電変換素子アレイ選択回路、とデータ出力回路３０２等の信号読み出し回路とが形成されている。また、フォトダイオードに電界をかけるためのバイアスライン３０３という回路もある。この光電変換パネル４０１上にシンチレータプレート１ａが置かれ、ウレタン等のスポンジからなる緩衝材４０２を介して、電磁シールド等の役目を果たす前面板（０．数ｍｍのアルミニウムがよく用いられる。）を通して、ハウジング４０４で光電変換パネル側に押されることになる。患者の体を通って放射線画像撮影装置に入射したＸ線により発光したシンチレータプレートの光が光電変換パネル４０１で電気信号に変換され、画像となり、診断が行われる。
特許文献１及び２に記載の放射線画像撮影装置は、同様の構造を有するものであるが、光電変換パネルとシンチレータパネルが対向しているが、光電変換パネルの光電変換素子アレイ部（光電変換素子と配線部が組み合わさりアレイとなっている部分）より小さくなっている。
上記の放射線画像撮影装置においては、光電変換パネルとシンチレータプレートのシンチレータ存在領域の位置関係には何の制限も設けられていない。また、実際には光電変換パネル上には、図３に示すように、ゲートシフトレジスタ回路等の光電変換素子を選択する回路、データ出力回路等の信号読み出し回路が光電変換素子アレイの周辺５ｍｍ程度の外周部に設けられている。通常、シンチレータプレートは光電変換素子とほぼ同じ大きさに製作されるので、シンチレータプレートとゲートシフトレジスタ回路、シンチレータプレートとデータ出力回路がそれぞれ接してしまう場所がでてくる。
一方、シンチレータは図２に示すように基板１０１上に例えば０．０３ｍｏｌ％Ｔｌを含むＣｓＩ：Ｔｌの柱状結晶（蛍光体層１０１ｂ）を蒸着法にて成長させたものがよく用いられる。このままではＣｓＩは潮解性があるため、例えば、第１保護フィルム１０２ａ、第２保護フィルム１０２ｂ、それぞれ合計５０ｕｍ（μｍ）の厚さのＰＥＴ２０ｕｍ／アルミナ蒸着０．２ｕｍ／ポリプロピレン３０ｕｍ積層膜を用いて端部を真空雰囲気中で、１００数十度で圧着する（封止部１０３ａ〜ｄ）。このときのシンチレータプレートの上面図を図１、断面図を図２に示す。図１（ｂ）の一辺側は封止部がないが、これは封止フィルムをここで折り曲げたためである。
また、シンチレータプレートの保護フィルムをＣＶＤ，蒸着重合法で形成できるパリレン等の有機膜または無機膜とする技術も採用されている。このときのシンチレータ断面図は図７に示す。従来の技術では、シンチレータプレートと光電変換パネルの位置関係に特に制限はなかったため、図６，７に示すように、ＣｓＩの柱状結晶が、周辺回路の上でも、光電変換パネルと接した構造になる可能性があった。この場合、光電変換パネルの周辺回路は最も発熱しやすいところであり、放射線画像撮影装置の連続動作を行うと６０℃近くまで発熱が生じる。このとき保護フィルムにＰＥＴを用いていると、ＰＥＴのガラス転移点は６７℃であり、ＰＥＴが軟化し、この部分で水が進入し、蛍光体層１０２の先端部が融解し、放射線画像の解像度が低下するという問題が発生する。
また、図７の形状でも、保護膜としてよく用いられるパリレンでは基板のアモルファスカーボンとの密着が端部で悪く、また、耐湿性も２４時間で０．０６％の質量増加による水分吸収があるというように、あまりよくないため、発熱の大きい周辺回路部で保護膜と周辺回路が接していると、シンチレータ端部の温度が６０℃に上がり、シンチレータプレート端部での水分の浸入による蛍光体のダメージ（潮解による輝度低下）、保護膜のはがれという問題が発生する恐れがある。また、図６，７の状態では、保護膜と光電変換パネルの端部が密着しやすく、シンチレータパネル交換時、そこからはがしにくいという問題も生じる。
従って、本発明は上記問題に鑑みなされたものであり、その解決課題は、耐湿性に優れ、潮解による輝度低下及び保護膜のはがれ等の問題が改善され、シンチレータパネル交換が容易で、かつ解像度の高い放射線画像を形成できる放射線画像撮影装置を提供することである。
本発明に係る上記課題は、下記手段により解決される。
１．基板上に蛍光体層を有し、基板と蛍光体層が耐湿性の保護膜により覆われているシンチレータプレートを、光電変換パネルに対向接触させた構造を有する放射線画像撮影装置であって、前記シンチレータプレートの外周部が、蛍光体層を有しない基板と保護膜のみ、または保護膜のみから形成されている領域を有し、この領域が光電変換パネルにおいて、光電変換素子アレイ部の外側の信号読み出し回路または光電変換素子アレイ選択回路の上にあることを特徴とする放射線画像撮影装置。
１．基板上に蛍光体層を有し、基板と蛍光体層が耐湿性の保護膜により覆われているシンチレータプレートを、光電変換パネルに対向接触させた構造を有する放射線画像撮影装置であって、前記シンチレータプレートの外周部が、蛍光体層を有しない基板と保護膜のみ、または保護膜のみから形成されている領域を有し、この領域が光電変換パネルにおいて、光電変換素子アレイ部の外側の信号読み出し回路または光電変換素子アレイ選択回路の上にあることを特徴とする放射線画像撮影装置。
２．前記１に記載の放射線画像撮影装置であって、前記保護膜が、前記蛍光体層の側に配置した第１保護フィルムと前記基板の外側に配置した第２保護フィルムとをシンチレータプレート外周部で接着することにより形成されていることを特徴とする放射線画像撮影装置。
３．前記１または前記２に記載の放射線画像撮影装置であって、前記シンチレータプレートの外周部において、蛍光体層を有しない基板と保護膜のみ、または保護膜のみから形成されている領域の幅が３ｍｍ以上であることを特徴とする放射線画像撮影装置。
４．前記１から前記３までのいずれか一項に記載の放射線画像撮影装置であって、前記シンチレータプレートの外周部において、蛍光体層を有しない基板と保護膜のみ、または保護膜のみから形成されている領域が、光電変換素子アレイ部の外側の信号読み出し回路または光電変換素子アレイ選択回路の上全体を覆っていることを特徴とする放射線画像撮影装置。
５．前記１から前記４までのいずれか一項に記載の放射線画像撮影装置であって、前記シンチレータプレート外周部において、蛍光体層を有しない基板と保護膜のみ、または保護膜のみから形成されている領域が、光電変換素子アレイ部の外側の信号読み出し回路または光電変換素子アレイ選択回路の上部にあるが、これら回路と接していないことを特徴とする放射線画像撮影装置。
本発明の上記手段により、耐湿性に優れ、潮解による輝度低下及び保護膜のはがれ等の問題が改善され、シンチレータパネル交換が容易で、かつ解像度の高い放射線画像を形成できる放射線画像撮影装置を提供することができる。
より詳しくは、本発明の放射線画像撮影装置により以下の効果が得られる。
１．シンチレータプレートの保護膜、保護フィルムが、過熱しやすい周辺回路の上で、光電変換パネルに接していないので、過熱による保護フィルム、保護膜の機能低下による水分の滲入で、蛍光体層ＣｓＩが潮解し、柱形状がくずれることにより、光ガイド効果が低下することで鮮鋭性が低下し画像の解像度が低下するというような問題のない放射線画像撮影装置を提供することができる。
１．シンチレータプレートの保護膜、保護フィルムが、過熱しやすい周辺回路の上で、光電変換パネルに接していないので、過熱による保護フィルム、保護膜の機能低下による水分の滲入で、蛍光体層ＣｓＩが潮解し、柱形状がくずれることにより、光ガイド効果が低下することで鮮鋭性が低下し画像の解像度が低下するというような問題のない放射線画像撮影装置を提供することができる。
２．シンチレータプレートの保護膜、保護フィルムが、過熱しやすい周辺回路の上で、光電変換パネルに接していないので、過熱により、熱がＣｓＩとの結晶まで伝わり基板との密着性の低下が起こり、保護フィルム、保護膜が基板からはがれやすくなる、あるいは、保護フィルム同士、保護膜同士の接着面がはがれやすくなり、そこから水分が滲入して蛍光体層ＣｓＩが潮解し、柱形状がくずれることにより、光ガイド効果が低下することで鮮鋭性が低下し画像の解像度が低下するというような問題のない放射線画像撮影装置を提供することができる。
３．蛍光体層を有しない基板と保護膜のみ、または保護膜のみから形成されている領域の幅を３ｍｍ以上とることにより、また、加熱しやすい周辺部で保護膜または保護フィルムが光電変換パネルと接触していないことにより、放射線画像撮影装置が連続動作時、保護膜または保護フィルムと光電変換パネルが密着し、シンチレータプレートがはがれにくくなることを防止し、シンチレータプレート交換が必要になった場合、シンチレータプレートをはがしやすくする。
本発明の放射線画像撮影装置は、基板上に蛍光体層を有し、基板と蛍光体層が耐湿性の保護膜により覆われているシンチレータプレートを、光電変換パネルに対向接触させた構造を有する放射線画像撮影装置である。この特徴は、請求の範囲第１項乃至第５項に係る発明に共通する技術的特徴である。
以下、図を参照して本発明の実施の形態について詳細な説明をするが、本発明は当該実施の形態に限定されるものではない。
なお、図１は本発明の実施の形態に係るシンチレータプレートの概略図である。図２は図１のＡ−Ａ'断面の部分拡大断面図である。図３は受光素子の回路レイアウト図である。図４は本発明の第１の実施の形態の放射線画像撮影装置の模式断面図である。図５は本発明の第２の実施の形態の放射線画像撮影装置の模式断面図である。図６はフィルム封止のシンチレータプレートを用いた従来例による放射線画像撮影装置の模式断面図である。図７は他の方法で保護膜を形成した従来例による放射線画像撮影装置の模式断面図である。図８は蒸着装置の概略構成図である。
なお、図１は本発明の実施の形態に係るシンチレータプレートの概略図である。図２は図１のＡ−Ａ'断面の部分拡大断面図である。図３は受光素子の回路レイアウト図である。図４は本発明の第１の実施の形態の放射線画像撮影装置の模式断面図である。図５は本発明の第２の実施の形態の放射線画像撮影装置の模式断面図である。図６はフィルム封止のシンチレータプレートを用いた従来例による放射線画像撮影装置の模式断面図である。図７は他の方法で保護膜を形成した従来例による放射線画像撮影装置の模式断面図である。図８は蒸着装置の概略構成図である。
（放射線画像撮影装置）
本発明の放射線画像撮影装置（図４及び図５参照）は、基板上に蛍光体層を有し、基板と蛍光体層が耐湿性の保護膜により覆われているシンチレータプレートを、光電変換パネルに対向接触させた構造を有する放射線画像撮影装置である。
本発明の放射線画像撮影装置（図４及び図５参照）は、基板上に蛍光体層を有し、基板と蛍光体層が耐湿性の保護膜により覆われているシンチレータプレートを、光電変換パネルに対向接触させた構造を有する放射線画像撮影装置である。
本発明においては、前記シンチレータプレートの外周部が、蛍光体層を有しない基板と保護膜のみ、または保護膜のみから形成されている領域を有し、この領域が光電変換パネルにおいて、光電変換素子アレイ部の外側の信号読み出し回路または光電変換素子アレイ選択回路の上にあることが好ましい。更に、前記保護膜が、前記蛍光体層の側に配置した第１保護フィルムと前記基板の外側に配置した第２保護フィルムとをシンチレータプレート外周部で接着することにより形成されていることが好ましい。
また、前記シンチレータプレート外周部において、蛍光体層を有しない基板と保護膜のみ、または保護膜のみから形成されている領域の幅が３ｍｍ以上であることが好ましい。
更に、シンチレータプレート外周部において、蛍光体層を有しない基板と保護膜のみ、または保護膜のみから形成されている領域が、光電変換素子アレイ部の外側の信号読み出し回路または光電変換素子アレイ選択回路の上全体を覆っていることが好ましい。
更に、シンチレータプレート外周部において、蛍光体層を有しない基板と保護膜のみ、または保護膜のみから形成されている領域が、光電変換素子アレイ部の外側の信号読み出し回路または光電変換素子アレイ選択回路の上全体を覆っていることが好ましい。
また、シンチレータプレート外周部において、蛍光体層を有しない基板と保護膜のみ、または保護膜のみから形成されている領域が、光電変換素子アレイ部の外側の信号読み出し回路または光電変換素子アレイ選択回路の上部にあるが、これら回路と接していないことが好ましい。
以下、本発明の構成要素等について詳細な説明をする。
（基板）
本発明に係る基板は、各種金属、カーボンやα−カーボン、耐熱性樹脂基板などが使用可能であるが、画像特性・コストなどを鑑みると耐熱性樹脂基板が特に好適である。
（基板）
本発明に係る基板は、各種金属、カーボンやα−カーボン、耐熱性樹脂基板などが使用可能であるが、画像特性・コストなどを鑑みると耐熱性樹脂基板が特に好適である。
耐熱性樹脂としては、従来公知の樹脂を使用することができるが、いわゆるエンジニアリングプラスチックを用いることが好ましい。ここで、「エンジニアリングプラスチックス」とは、産業用途（工業用途）に使用される高機能のプラスチックスのことであり、一般的に強度や耐熱温度が高く、耐薬品性に優れている等の利点を有する。
本発明においては、シンチレータプレートの基板１０１としてはスポンジで押圧することでシンチレータプレートが平面光電変換パネルに合った形状に変形し、放射線画像撮影装置の受光面全体で均一な鮮鋭性が得られるように、ある程度の剛性を有する高分子フィルム、例えば１２５ｕｍ厚さのポリイミドフィルムやポリエチレンナフタレートフィルムを用いるのがよい。
基板１０１と蛍光体層１０２ｂの間には、蛍光体からの基板側に出た光を反射させる反射層、反射層と蛍光体の反応による腐食を防ぐための透明絶縁膜を設ける場合がある。
反射層には１００ｎｍ程度の厚さのＡｌのスパッタ膜が用いられる。透明絶縁膜は溶剤に溶解した樹脂を塗布、乾燥して形成することが望ましい、ガラス転移点が３０℃〜１００℃のポリマーであることが望ましく、具体的には、ポリウレタン樹脂、塩化ビニル共重合体、ポリエステル樹脂等が上げられるが、特に１ｕｍ前後の厚さのポリエステル樹脂が用いられる。
反射層には１００ｎｍ程度の厚さのＡｌのスパッタ膜が用いられる。透明絶縁膜は溶剤に溶解した樹脂を塗布、乾燥して形成することが望ましい、ガラス転移点が３０℃〜１００℃のポリマーであることが望ましく、具体的には、ポリウレタン樹脂、塩化ビニル共重合体、ポリエステル樹脂等が上げられるが、特に１ｕｍ前後の厚さのポリエステル樹脂が用いられる。
（蛍光体層）
本発明に係る「蛍光体層」（「シンチレータ層」ともいう。）（１０１ｂ）とは、Ｘ線等の入射放射線のエネルギーを吸収して、波長が３００〜８００ｎｍの可視光線を含む光を発光する蛍光体層をいう。蛍光体層を形成する材料としては、種々の公知の蛍光体材料を使用することができるが、Ｘ線から可視光への変換率が高く、蒸着によって容易に蛍光体を柱状結晶構造に形成できるため、外部雰囲気（空気）との屈折率差により光が閉じ込められる光ガイド効果を有するため、解像度を維持しつつ蛍光体層の厚さを厚くできるヨウ化セシウム（ＣｓＩ）が好ましい、またＣｓＩのみでは発光効率が低いため各種の賦活剤が添加されることが更に好ましい。
本発明に係る「蛍光体層」（「シンチレータ層」ともいう。）（１０１ｂ）とは、Ｘ線等の入射放射線のエネルギーを吸収して、波長が３００〜８００ｎｍの可視光線を含む光を発光する蛍光体層をいう。蛍光体層を形成する材料としては、種々の公知の蛍光体材料を使用することができるが、Ｘ線から可視光への変換率が高く、蒸着によって容易に蛍光体を柱状結晶構造に形成できるため、外部雰囲気（空気）との屈折率差により光が閉じ込められる光ガイド効果を有するため、解像度を維持しつつ蛍光体層の厚さを厚くできるヨウ化セシウム（ＣｓＩ）が好ましい、またＣｓＩのみでは発光効率が低いため各種の賦活剤が添加されることが更に好ましい。
例えば特公昭５４−３５０６０号公報のように、ＣｓＩとＮａＩを任意のモル比で混合したものが挙げられる。また、ＣｓＩにＩｎ，Ｔａ，Ｌｉ，Ｋ，Ｒｂ，Ｎａなどの賦活剤を含有することが望ましい（特開２００１−５９８９９）特にタリウム化合物からなる賦活財とヨウ化セシウムとを原材料とし、タリウム賦活ヨウ化セシウム（ＣｓＩ：Ｔｌ）を蛍光体材料とするとよい。ＣｓＩ：Ｔｌは４００〜７５０ｎｍの発光波長を持ち、蛍光体として本応用に適している。
本発明において、賦活剤として用いられるＴｌ化合物としてはＴｌＢｒ，ＴｌＩ等が存在する。またＴｌの濃度は、目的性能等に応じて最適量にできるが、ＣｓＩの含有量に対して、０．００１〜１０ｍｏｌ％程度がよいと考えられる。１０ｍｏｌ％を超えると発光量が飽和し、０．００１未満ではＣｓＩ単独の場合に比べて輝度でメリットがない。
図８にＣｓＩ：Ｔｌを形成するための模式的蒸着装置の断面図を示す。ＣｓＩをＴａ製抵抗加熱ボート（ルツボ）２０２に充填した。次にポリイミド樹脂の基板１０１を基板ホルダ２０３に機械的に固定し、回転する。基板１０１とボート２０２の距離を４００ｍｍに調節した。蒸着装置内を真空ポンプ２０５で排気した後、Ａｒガスを導入して０．５Ｐａ程度に真空度を調整した。ついで、１０ｒｐｍの速度で回転機構２０４をまわして、基板１０１を回転させながら、基板１０１の温度を２００℃に保持し、その後、ボートを加熱して蛍光体を蒸着し、蛍光体の膜厚が６００ｕｍとなったところで蒸着を終了させた。
その後、基板１０１を蒸着装置から出し、保護膜作製装置まで移動する。本例ではＣｓＩの膜厚を６００ｕｍとしたが、医用のＸ線は２０〜１２５ｋｅＶのＸ線が用いられることを考えると、ＣｓＩの膜厚は１００〜１０００ｕｍを考えればよい。
（保護膜）
本発明に係る保護膜（１０２ａ、１０２ｂ）は蛍光体層を防湿し、蛍光体層の水分のよる潮解劣化を抑制するためのものであり、透湿の低いフィルムから構成される。例えばポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴ）を用いることが出来る。ＰＥＴのほかには、ポリエステルフィルム、ポリメタクリレートフィルム、ニトロセルロースフィルム、セルロースアセテートフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム等を用いることができる。また、必要とされる防湿性に合わせて、これらフィルムに金属酸化物などを蒸着した蒸着フィルムを複数枚積層した構成とすることもできる。
本発明に係る保護膜（１０２ａ、１０２ｂ）は蛍光体層を防湿し、蛍光体層の水分のよる潮解劣化を抑制するためのものであり、透湿の低いフィルムから構成される。例えばポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴ）を用いることが出来る。ＰＥＴのほかには、ポリエステルフィルム、ポリメタクリレートフィルム、ニトロセルロースフィルム、セルロースアセテートフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム等を用いることができる。また、必要とされる防湿性に合わせて、これらフィルムに金属酸化物などを蒸着した蒸着フィルムを複数枚積層した構成とすることもできる。
また、蛍光体付基板の基板側と蛍光体層側の互いに対向する面には、互いを熱融着して封止するための熱融着性の樹脂が用いられることが望ましい。熱融着層としては、一般に使用するインパルスシーラーで融着可能な樹脂フィルムを使用できる。例えば、エチレン酢酸ビニルコポリマー（ＥＶＡ）やポリプロピレン（ＰＰ）フィルム、ポリエチレン（ＰＥ）フィルム等が挙げられるが、これに限られたものではない。
蛍光体付基板を上下の保護膜で挟み、減圧雰囲気中で上下の保護膜が接触する端部を融着することにより封止することができる。封止部を１０３ｂ、１０３ｄに示す。
また、本発明において、保護膜としてフィルムを用いたが耐湿性を有する、ポリパラキシリレンなどの有機膜、無機膜を堆積してもよい。また、上下の保護膜を別々に分けずに、１回の成膜で堆積してもよい。この場合は図５の保護膜１０２のようになる。
また、本発明において、保護膜としてフィルムを用いたが耐湿性を有する、ポリパラキシリレンなどの有機膜、無機膜を堆積してもよい。また、上下の保護膜を別々に分けずに、１回の成膜で堆積してもよい。この場合は図５の保護膜１０２のようになる。
本発明において、保護膜の厚さは１０〜１００ｕｍであることが好ましい。保護膜は防湿性が付与されているが、具体的には前記保護層の透湿度（水蒸気透過率ともいう）が５０ｇ／ｍ2・２４ｈ（４０℃・９０％ＲＨ）以下であることが好ましく、更に好ましくは１０ｇ／ｍ2・２４ｈ以下であり、特に好ましくは１ｇ／ｍ2・２４ｈ以下である。ここで保護膜の透湿度はＪＩＳ Ｚ ０２０８により規定された方法を参照して測定することができる。
（シンチレータプレートの形成）
基板上に蛍光体層を設けたシンチレータ基板は、上下の保護膜で挟み、減圧雰囲気中で上下の保護膜が接触する端部を融着することにより封止し、シンチレータプレートとする。図１（ａ）、（ｂ）に封止場所の異なる、シンチレータプレートの断面図を示す。
基板上に蛍光体層を設けたシンチレータ基板は、上下の保護膜で挟み、減圧雰囲気中で上下の保護膜が接触する端部を融着することにより封止し、シンチレータプレートとする。図１（ａ）、（ｂ）に封止場所の異なる、シンチレータプレートの断面図を示す。
（放射線画像撮影装置の組み立て）
本発明の放射線画像撮影装置は、ハウジング４０４の内部に、前面板４０３、緩衝材４０２、シンチレータプレート１ａ、フォトダイオードを形成したＴＦＴ基板からなる光電変換パネル４０１を備えている。ハウジング４０４は、その内部に搭載した各種機器を保護できるように剛性の高い材料、例えばＡＢＳや炭素繊維樹脂で作製される。前面板４０３は、放射線透過率が高い材料で作製される。なお、この前面板４０３の厚さは、０．３〜０．５ｍｍで、放射線透過性を確保しつつ、強度を維持する。放射線透過率が高く、且つ剛性の高い材料としては、アルミニウム合金、炭素繊維強化樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、これらの樹脂とアルミニウム合金との複合材などがある。前面板４０３は、緩衝材４０２を介してシンチレータプレート１ａを押圧して、シンチレータプレート１ａを光電変換パネル４０１に密接させる。
本発明の放射線画像撮影装置は、ハウジング４０４の内部に、前面板４０３、緩衝材４０２、シンチレータプレート１ａ、フォトダイオードを形成したＴＦＴ基板からなる光電変換パネル４０１を備えている。ハウジング４０４は、その内部に搭載した各種機器を保護できるように剛性の高い材料、例えばＡＢＳや炭素繊維樹脂で作製される。前面板４０３は、放射線透過率が高い材料で作製される。なお、この前面板４０３の厚さは、０．３〜０．５ｍｍで、放射線透過性を確保しつつ、強度を維持する。放射線透過率が高く、且つ剛性の高い材料としては、アルミニウム合金、炭素繊維強化樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、これらの樹脂とアルミニウム合金との複合材などがある。前面板４０３は、緩衝材４０２を介してシンチレータプレート１ａを押圧して、シンチレータプレート１ａを光電変換パネル４０１に密接させる。
シンチレータプレート１ａと光電変換パネル４０１の位置の合わせ方については従来、とくにルールは設けられていなかった。本発明では、シンチレータプレート１ａの蛍光体層の領域と光電変換パネルの光電変換素子アレイ部の領域とを一致させている。また、周辺回路３０２の上ではシンチレータプレートの端部１０３ｂ、１０３ｄが光電変換パネルと接触しないような形状になっている。これにより、放射線画像撮影装置の連続動作時に、光電変換パネルが過熱し、ゲートシフトレジスタ回路３０１やデータ出力回路３０２等が６０℃程度まで上昇する。この熱が、ＣｓＩの結晶を通して、シンチレータプレート端部１０３ｂ、１０３ｄに達することがない。
（従来例）
もし、従来例（図６）のようにＣｓＩ結晶がゲートシフトレジスタ回路３０１やデータ出力回路３０２等の上で保護フィルムを介して保護フィルム１０２ａと接触していると、ＣｓＩの結晶を通して熱が１０３ｂ、１０３ｄに伝わる。１０３ｂ、１０３ｄは保護フィルム構造で耐湿性がもっとも弱い部分であり、１００数十度で圧着してはいるが、ＰＥＴフィルムのガラス転移点は６７℃であり、６０℃まで温度が上昇すると保護フィルムは軟化し１０３ｂ、１０３ｄの張り合わせ部で水分が進入し、蛍光体層ＣｓＩが潮解し、柱形状がくずれることにより、光ガイド効果が低下することで鮮鋭性が低下する。従って画像の解像度が低下する。
もし、従来例（図６）のようにＣｓＩ結晶がゲートシフトレジスタ回路３０１やデータ出力回路３０２等の上で保護フィルムを介して保護フィルム１０２ａと接触していると、ＣｓＩの結晶を通して熱が１０３ｂ、１０３ｄに伝わる。１０３ｂ、１０３ｄは保護フィルム構造で耐湿性がもっとも弱い部分であり、１００数十度で圧着してはいるが、ＰＥＴフィルムのガラス転移点は６７℃であり、６０℃まで温度が上昇すると保護フィルムは軟化し１０３ｂ、１０３ｄの張り合わせ部で水分が進入し、蛍光体層ＣｓＩが潮解し、柱形状がくずれることにより、光ガイド効果が低下することで鮮鋭性が低下する。従って画像の解像度が低下する。
本発明によれば、前述のように、上記のようなことがないので、高温、高湿環境で連続動作した際に、画像の鮮鋭性の劣化の少ない放射線画像撮影装置が得られる。
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明の態様はこれに限定されない。
［実施例１］
図４は本発明の第１の実施形態による放射線画像撮影装置の模式断面図である。例えば、基板１０１としては１２５ｕｍ厚のポリイミドフィルム、蛍光体層１０１ｂとしては６００ｕｍ厚のＴｌを０．０３ｍｏｌ％ドープしたＣｓＩ結晶を蒸着法にて成膜した。保護フィルム１０２ａ，１０２ｂは合計５０ｕｍの厚さのＰＥＴ２０ｕｍ／アルミナ蒸着０．２ｕｍ／ポリプロピレン３０ｕｍ積層膜を用いる。１０３ｂ、１０３ｄは３ｍｍ幅で１４０℃の熱圧着を行い形成した。また、前面板としては０．３ｍｍ厚さのＡｌ板を用い、緩衝材４０２には１ｃｍ程度の厚さのスポンジを用いた。ハウジング４０４にはＡＢＳ樹脂またはカーボン板を用い、蛍光体層が周辺回路３０２の上まで延びて、１０２ａが接した構造（図６）と接していない本発明の構造（図４）を作製した。この二つの構造で３５℃、７５％湿度の環境下で一定時間連続動作を行った。その後、ＭＴＦ（モジュレーショントランスファーファンクション）をエッジ法で測定したところ、本発明（図４）の構造では１ラインのＭＴＦの低下はほぼ０であったが、従来例（図６）の構造では１ラインのＭＴＦの低下は０．０５程度存在した。ここから本発明の優位性は明らかである。
［実施例１］
図４は本発明の第１の実施形態による放射線画像撮影装置の模式断面図である。例えば、基板１０１としては１２５ｕｍ厚のポリイミドフィルム、蛍光体層１０１ｂとしては６００ｕｍ厚のＴｌを０．０３ｍｏｌ％ドープしたＣｓＩ結晶を蒸着法にて成膜した。保護フィルム１０２ａ，１０２ｂは合計５０ｕｍの厚さのＰＥＴ２０ｕｍ／アルミナ蒸着０．２ｕｍ／ポリプロピレン３０ｕｍ積層膜を用いる。１０３ｂ、１０３ｄは３ｍｍ幅で１４０℃の熱圧着を行い形成した。また、前面板としては０．３ｍｍ厚さのＡｌ板を用い、緩衝材４０２には１ｃｍ程度の厚さのスポンジを用いた。ハウジング４０４にはＡＢＳ樹脂またはカーボン板を用い、蛍光体層が周辺回路３０２の上まで延びて、１０２ａが接した構造（図６）と接していない本発明の構造（図４）を作製した。この二つの構造で３５℃、７５％湿度の環境下で一定時間連続動作を行った。その後、ＭＴＦ（モジュレーショントランスファーファンクション）をエッジ法で測定したところ、本発明（図４）の構造では１ラインのＭＴＦの低下はほぼ０であったが、従来例（図６）の構造では１ラインのＭＴＦの低下は０．０５程度存在した。ここから本発明の優位性は明らかである。
［実施例２］
図４の構造の放射線画像装置において、１０３ｂ、１０３ｄの幅を０ｍｍ、３ｍｍ、６ｍｍとし、シンチレータプレートの交換試験を行った。シンチレータプレートを放射線画像撮影装置にセットし、２時間動作させ、またシンチレータプレートを着脱するという試験を１０回繰り返した。シンチレータのとりはずしは１０３ｂ，１０３ｄの部分を粘着テープで持ち上げ、その後、指でシンチレータプレートを持ち上げた。その際幅０ｍｍでは、封止部分の接着不足のためか、１０試料中２試料で１０３ｂ，１０３ｄ部で封止が破損するという問題が発生した。これに対し、３ｍｍ，６ｍｍの場合は１０個のサンプル中１個も封止が破損したり、シンチレータプレートが光電変換パネルからはがれにくいといった問題はなかった。
図４の構造の放射線画像装置において、１０３ｂ、１０３ｄの幅を０ｍｍ、３ｍｍ、６ｍｍとし、シンチレータプレートの交換試験を行った。シンチレータプレートを放射線画像撮影装置にセットし、２時間動作させ、またシンチレータプレートを着脱するという試験を１０回繰り返した。シンチレータのとりはずしは１０３ｂ，１０３ｄの部分を粘着テープで持ち上げ、その後、指でシンチレータプレートを持ち上げた。その際幅０ｍｍでは、封止部分の接着不足のためか、１０試料中２試料で１０３ｂ，１０３ｄ部で封止が破損するという問題が発生した。これに対し、３ｍｍ，６ｍｍの場合は１０個のサンプル中１個も封止が破損したり、シンチレータプレートが光電変換パネルからはがれにくいといった問題はなかった。
［実施例３］
図５は本発明の第２の実施形態による放射線画像撮影装置の模式断面図である。例えば、基板１０１としては１２５ｕｍ厚のポリイミドフィルム、蛍光体層１０１ｂとしては６００ｕｍ厚のＴｌを０．０３ｍｏｌ％ドープしたＣｓＩ結晶を蒸着法にて成膜した。保護膜１０２はポリパラキシリレンを１５ｕｍ、重合蒸着法により堆積した。また、前面板としては０．３ｍｍ厚さのＡｌ板を用い、緩衝材４０２には１ｃｍ程度の厚さのスポンジを用いた。ハウジング４０４にはＡＢＳ樹脂またはカーボン板を用い、蛍光体層が周辺回路３０２の上まで延びて、１０２が接した構造（図７）と接していない本発明の構造（図５）を作製した。この二つの構造で３５℃、７５％湿度の環境下で一定時間連続動作を行った。その後、ＭＴＦ（モジュレーショントランスファーファンクション）をエッジ法で測定したところ、本発明（図５）の構造では１ラインのＭＴＦの低下はほぼ０であったが、従来例（図７）の構造では１ラインのＭＴＦの低下は０．０３程度存在した。ここからも本発明の優位性は明らかである。
図５は本発明の第２の実施形態による放射線画像撮影装置の模式断面図である。例えば、基板１０１としては１２５ｕｍ厚のポリイミドフィルム、蛍光体層１０１ｂとしては６００ｕｍ厚のＴｌを０．０３ｍｏｌ％ドープしたＣｓＩ結晶を蒸着法にて成膜した。保護膜１０２はポリパラキシリレンを１５ｕｍ、重合蒸着法により堆積した。また、前面板としては０．３ｍｍ厚さのＡｌ板を用い、緩衝材４０２には１ｃｍ程度の厚さのスポンジを用いた。ハウジング４０４にはＡＢＳ樹脂またはカーボン板を用い、蛍光体層が周辺回路３０２の上まで延びて、１０２が接した構造（図７）と接していない本発明の構造（図５）を作製した。この二つの構造で３５℃、７５％湿度の環境下で一定時間連続動作を行った。その後、ＭＴＦ（モジュレーショントランスファーファンクション）をエッジ法で測定したところ、本発明（図５）の構造では１ラインのＭＴＦの低下はほぼ０であったが、従来例（図７）の構造では１ラインのＭＴＦの低下は０．０３程度存在した。ここからも本発明の優位性は明らかである。
１０１ シンチレータ基板
１ａ シンチレータプレート
１ｂ シンチレータプレート
１０１ｂ 蛍光体層
１０２ａ 第１保護フィルム
１０２ｂ 第２保護フィルム
１０２ 保護膜
１０３ａ 封止部
１０３ｂ 封止部
１０３ｃ 封止部
１０３ｄ 封止部
３０１ ゲートシフタレジスタ回路
３０２ データ出力回路
３０３ バイアスライン
３０４ 光電変換素子アレイ
４０１ 光電変換パネル
４０２ 緩衝材
４０３ 前面板
４０４ ハウジング
２０１ 真空容器
２０２ ボート
２０３ 基板ホルダ
２０４ 回転機構
２０５ 真空ポンプ
１ａ シンチレータプレート
１ｂ シンチレータプレート
１０１ｂ 蛍光体層
１０２ａ 第１保護フィルム
１０２ｂ 第２保護フィルム
１０２ 保護膜
１０３ａ 封止部
１０３ｂ 封止部
１０３ｃ 封止部
１０３ｄ 封止部
３０１ ゲートシフタレジスタ回路
３０２ データ出力回路
３０３ バイアスライン
３０４ 光電変換素子アレイ
４０１ 光電変換パネル
４０２ 緩衝材
４０３ 前面板
４０４ ハウジング
２０１ 真空容器
２０２ ボート
２０３ 基板ホルダ
２０４ 回転機構
２０５ 真空ポンプ
Claims (1)
- 基板上に蛍光体層を有し、基板と蛍光体層が耐湿性の保護膜により覆われているシンチレータプレートを、光電変換パネルに対向接触させた構造を有し、前記シンチレータプレートの外周部が、蛍光体層を有しない基板と保護膜のみ、または保護膜のみから形成されている領域を有し、この領域が光電変換パネルにおいて、光電変換素子アレイ部の外側の信号読み出し回路または光電変換素子アレイ選択回路の上にあることを特徴とする放射線画像撮影装置であって、
前記シンチレータプレートの外周部において、蛍光体層を有しない基板と保護膜のみ、または保護膜のみから形成されている領域が、光電変換素子アレイ部の外側の信号読み出し回路または光電変換素子アレイ選択回路の上部にあるが、これら回路と接していないことを特徴とする放射線画像撮影装置。
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