JP6207179B2 - 放射線撮影装置 - Google Patents

Description

本発明は、被写体を透過した放射線を検出し、この放射線を電気信号に変換する放射線検出部を備え、筺体の一部に開口部を有する放射線撮影装置に関する。

医療分野において、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放射線画像を撮影するＤＲ（Digital Radiography）装置が普及してきている。このシステムは、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して非常に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な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。

また、この装置は病院内外を問わずあらゆる場合での使用を期待され、可搬性、操作性の良さを求められることで、小型化、薄型化、軽量化が進められている。加えて汎用性を考慮し、従来のフィルムカセッテに使用されていたブッキーユニットにも挿入できることを目的とし、厚さは１５ｍｍ程度に抑えることも求められている。放射線撮影装置の可搬性、操作性を追求する上では、撮影装置に電源を供給するためのケーブルは非常に不便となる。更には長さが余ったケーブルに人が引っ掛かって転倒したり、ケーブルや撮影装置、制御部を破損させる恐れがある。また、手術室等のクリーンな（滅菌された）環境では、ケーブルを含めた撮影系が床面等の滅菌されていないエリアに触れることが禁忌される。これらを解決するために、昨今ではワイヤレスタイプのＤＲ装置が多く普及してきている。

ワイヤレスタイプでは、装置に電源を供給するための電力供給源となるものが必須となる。装置に内蔵されて容易に着脱が不可能なものもあるが、着脱可能なＤＲ装置も普及している。この容易に着脱可能なものは、筺体の一部に開口部が設けられ、そこにバッテリを収納するための部材が取り付けられている（特許文献１）。特許文献２では開口部に蓋を設け、密閉性を考慮した構造を持たせているものも存在する。電源ケーブルを有するワイヤードタイプでは、ケーブルの交換や電気基板を交換するためのアクセスカバーが設けられているものも多く存在する。

特開２０１２−６３３２６号公報 特開２００２−３１１５２７号公報

上述の放射線撮影装置は、あらゆる状態の患者に対し直接接触して使用されることが多いため、使用後には必ず撮影装置の清掃、消毒、滅菌等が行われる。その際、前述した消毒や滅菌の目的のため、水ではなく有機溶剤や殺菌剤等を含んだ液体を使用する頻度が高い。

ＤＲ装置は内部に電気基板を多く有し、仮に液体が浸入することでそれらが故障や発火を起こすことが予想される。特にアクセスカバーを有するものではアクセスカバーと筺体外装、着脱可能なバッテリを有するＤＲでは、バッテリとバッテリ収納部、バッテリ収納部と筺体外装とで隙間が発生し、上述した液体の浸入のリスクが高まる。バッテリの交換や、一時的な撮影装置のメンテナンスで開口部が曝された場合には、撮影装置内部へ液体が容易に浸入することも懸念される。

また、そのような構造では前述の隙間からの漏光も懸念される。ＤＲ装置の放射線受光部（センサ部）は光によって劣化することが一般的に知られている。隙間を埋めるためには、各パーツ間を接着する、もしくはシール部材等を挟み、ビス等により締結することで圧力を与えて隙間を埋める処理をする。しかし、前者においては接着されたどちらかの部品が破損等のトラブルが起こった場合、交換時のコストがよりかかる等、メンテナンス性が悪くなる。後者においては、筺体外装とＤＲ装置の内部部品とを締結することになるため、装置が落下をした場合装置内部の重量を締結したビスで全て支えることになり、ビスの破損及び締結部周辺の破損を起こし易くなる。それを懸念し、ビスによる締結を無くしてしまうと、シール部材を所望の厚さまで圧縮しようとすると反発力も増加し、開口部周辺が膨らんでしまう。溶剤等は水よりも表面張力が非常に低く、より隙間に入り易いため、シール部材の圧縮が所望の厚さまで届かないと、そのままでは撮影装置内部へ浸入してしまう恐れがある。

そこで、本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、筺体一部に開口部を持つＤＲ装置において、開口部からの液体等の浸入による装置の故障や、漏光によるセンサ部の劣化を防ぐことができる放射線撮影装置提供することを目的とする。

上記を達成するために本発明は放射線撮影装置であって、被写体を透過した放射線を検出し、電気信号に変換する放射線検出部と、放射線受光面以外の部位に開口部を有し、前記放射線検出部を収納する筺体と、前記開口部に取り付けられるカバー部材と、前記開口部に所定の機器を収納可能とするホルダと、前記開口部の周縁部と前記ホルダとの間に配置され、前記筺体の内部と前記開口部との間をシールするための第１のシール部材と、前記カバー部材の内側に配置された、前記カバー部材の内部と前記開口部との間をシールするための第２のシール部材とを有し、前記ホルダは、前記カバー部材を固定するためのロック手段を少なくとも１つ有し、前記ロック手段は、前記カバー部材が固定された状態で、前記第１のシール部材と前記第２のシール部材との間に配置されることを特徴とするものである。

本発明によれば、筺体の一部に開口部を有する放射線撮影装置において、開口部のカバーを離脱された場合でも密閉力を確保し光や水の浸入を防ぎ、カバーを取り付けた際には更に密閉力を向上させ、溶剤等の液体の装置内部への浸入を防ぐことが可能となる。

本発明の第１の実施形態における後筺体に開口部を持つ放射線撮影装置を示す図である。 図１の放射線撮影装置の一部断面を示す図である。 本発明の第２の実施形態におけるバッテリ着脱の開口部を有する放射線撮影装置を示す図である。 図３の放射線撮影装置の一部断面図（Ｂ−Ｂ）を示す図である。 図３の放射線撮影装置の一部断面図（Ｃ−Ｃ）を示す図である。 本発明の第３の実施形態における放射線撮影装置を示す図である。

以下に、図面を参照して、本発明の放射線撮影装置における好適な実施の形態を説明する。
（第１の実施形態）
図１は本発明の主な構成を示す図である。図２は、図１（ａ）のＡ‐Ａ線に沿う断面図である。放射線撮影装置１００は、被写体を透過した放射線を受光し放射線を光へ変換する蛍光体が積層され、その光を電気信号に変換する放射線検出部１（以下センサと呼ぶ）を有し、そのセンサ１はセンサ保持板２に貼り付けられている。センサ１に積層される蛍光体の材料としては、一般的にＧＯＳ（Ｇｄ₂Ｏ₂Ｓ）もしくはＣｓＩが用いられる。センサ保持板２のセンサ貼付面２ａとの対面２ｂ（反対面）には電気基板９が取り付けられ、センサ１で変換された電気信号を処理し、画像データを生成している。生成された撮影画像は、外部の表示システム（不図示）に通信され、表示される。通信の方法としては、有線接続、無線接続の何れでもよく、無線であれば２．４ＧＨｚや５ＧＨｚ帯を主として使用する。

放射線撮影装置１００の外装は放射線受光側の前筺体３と、その一部、即ち放射線受光面以外の部位に開口部４ａを有する後筺体４と、その開口部４ａを埋めるように取り付けられるカバー部材５とからなる。開口部４ａは放射線撮影装置１００の内部の電気基板９とのアクセスや、放射線撮影装置１００がワイヤレスタイプの場合のバッテリや携帯端末を収納する等のスペースとして利用することが可能である。開口部４ａは前述を可能とするための後筺体４に施された孔を指す。前筺体３の放射線受光側はほぼ全面が開口しており、その部分は放射線透過板１４が貼り付けられており、センサ１が被写体を透過してきた放射線を検出できるようになっている。また、放射線透過板１４は被検体からの荷重を受ける支持体としての機能も有する。前筺体３と後筺体４は軽量で強度の高いアルミニウム合金やマグネシウム合金等の剛性の高い材料が用いられる。このような筐体により覆われることでセンサ１が保護される。

センサ保持板２のセンサ貼付面２ａとの対面２ｂには電気基板９が取り付けられ、センサ１で受光した放射線を処理し、画像データに変換している。変換した画像は、無線又は有線でＰＣやタブレット等に転送され確認される。なお、電気基板９相互間は、フレキシブルケーブル１０によって接続される。また、図２に示されるようにセンサ１と放射線透過板１４の間には保護シート１５が敷設される。

図２に示されるように開口部４ａの形状は立体的になっており、開口部４ａの内側周縁部にはシール部材６（第１のシール部材）が配置されている。シール部材６は、センサ保持板２と後筺体４の開口部４ａの形状（即ち凹部）で当接(接触)するように配置されることで、前記２つにより圧縮（押圧）することが可能となる。これによりカバー部材５が取り付けられていない状態でも、シール部材６のシール効果により開口部４ａから放射線撮影装置１００の内部への漏光や水の浸入を防ぐことができる。シール部材６は、シリコーンゴムや発泡体等の弾性体でなる弾性部材がよいが、粘着体でもよく、これに限られない。弾性体を使用する際、水の浸入を防止するためには一定量圧縮する必要があり、一般的に使用されるゴム製のＯリングでは約８〜約３０％の潰し量を必要とされている。圧縮すると反発力が発生するが、その反発力により隙間を遮断しシール効果を発揮する。また密閉性にはシール部材への圧縮力のみでなく、シール部材と接触する部材との接触面積も大きい方が優位に働く。本実施例の構成では、後筺体４の開口部４ａやその近傍はセンサ保持板２等の他の部材に締結や接着されない構造としている。そのため、シール部材６を圧縮する方向には厚さの規制がなく、開口部４ａ周辺が前記反発力により膨らみ、圧縮力、接触面積ともに所望の値よりも減少することが懸念される。撮影部の厚みの制限等により、設計上のシール材潰し量が上述の約８％程度の場合、この数値を達成できない可能性もある。ここで更にカバー部材５を開口部４ａの一部と当接させながら放射線撮影装置１００に取り付けることで開口部４ａを押し込み、シール部材６への圧縮力及び接触面積を増やし開口部４ａやその近傍の膨らみも抑えられる。このようにシール部材６による密閉力が強化向上することで、高い水圧による水の浸入、水よりも表面張力が低い薬品、溶剤等の放射線撮影装置１００内部への浸入も防ぐことが可能となる。JISに示される防水性に関する規格でいえば、カバー部材５を取り付けることでIPxxのレベルを上げることが可能となる。

この構成で、カバー部材５に対しても例えば開口部４ａとの間にシール部材を介挿するかたちで配置すれば開口部４ａから放射線撮影装置１００の内部へのみならず、撮影部外部からカバー部材５の内部への液体の浸入も防ぐことが可能となる。そのシール部材を配置する位置はカバー部材５のエッジ周縁部や、箱形状に曲げられた根元周縁部とするとよい。

（第２の実施形態）
図３（ａ）及び（ｂ）は、放射線撮影装置１００を駆動するためのバッテリを搭載したワイヤレスタイプの放射線撮影装置１００を示している。図４は、図３（ｂ）のＢ‐Ｂ線に沿う断面図である。なお、第１の実施形態と同一又は対応する部材には同一符号を用いるものとする。この例の放射線撮影装置１００は電源供給源として着脱可能なバッテリ７を搭載し、バッテリ７はセンサ保持板２に取り付けられているバッテリホルダ８に挿入され、即ちバッテリホルダ８はバッテリ７を収納可能である。バッテリホルダ８は後筺体４に設けられている開口部４ａと嵌め合うような形状とされ、対応する場所に配置される。バッテリ７はリチウムイオンが一般的に多く使用されているが、それに限られない。

また、開口部４ａは第１の実施形態に記載したものと同様に周縁部は断面でＺ形状（図４）になっており、その周縁部の外周(後筺体４のセンサ側)にはシール部材６が配置され、バッテリホルダ８との間で圧縮される構造となっている。前筺体３と後筺体４が締結されることでシール部材６は圧縮され、後筺体４の開口部４ａとバッテリホルダ８の間からの漏光や水の浸入を防ぐことが可能となる。バッテリ７の収納部であるバッテリホルダ８に挿入されたバッテリ７は、バッテリホルダ８に取り付けられたコネクタ（不図示）と接続することで放射線撮影装置１００へ電力を供給している。

更にバッテリ７を覆うように開口部４ａに収められたバッテリホルダ８に対して、内側周縁部に第２のシール部材１１を取り付けられたカバー部材５が嵌めこまれる。図３（ｂ）は、カバー部材５が放射線撮影装置１００に取り付けられた状態を示す。後筺体４の開口部４ａの周縁部はＺ形状になっていることで、カバー部材５がバッテリホルダ８に嵌めこまれる際に開口部４ａのＺ形状部と当接し、シール部材６を更に圧縮するように取り付けられる（実施例１と同様）。また、第２のシール部材１１はバッテリホルダ８と当接し、カバー部材５とバッテリホルダ８の間で圧縮される。このとき２つのシール部材６，１１は、繰り返しの圧縮、各々当接する部材の反りや表面のうねりに対応できるように実施例１に記載されたシール部材６と同様の材質を使用するのがよい。第２のシール部材１１を持ったカバー部材５を取り付けられたことで、放射線撮影装置１００の開口部４ａはいっそう密閉構造となる。更に前筺体３及び後筺体４の嵌め合わせ面にもＯリング等のパッキンを配置すれば、放射線撮影装置１００全体が密閉構造体とすることができる。前筺体３及び後筺体４の合わせは、ビスによる締結を採用することで配置したパッキンは所望の潰し量を達成することができる。

カバー部材５は、バッテリホルダ８が有するロック１３により図５のように、カバー部材５が有する孔５ａに挿入し固定される。ロック１３はバッテリホルダ８の内側領域に少なくとも１つあり、図３の図示例では一対のロック１３を有する。ロック１３はシール部材６と第２のシール部材１１の間の空間に配置することで、カバー部材５等にロック１３の操作用の穴を加工する必要がなくなり、放射線撮影装置１００の密閉構造を保て易くなる。また、ロック１３は複数個有して配置するのがよく、独立に摺動可能な構造とすることで不用意にロック１３が解除することを防ぎ、カバー部材５及びバッテリ７の落下のリスクを低くすることが可能となる。ロック１３の摺動の向きは図に記載された矢印方向には限定されず、適宜設定可能である。

本実施形態ではバッテリ７とカバー部材５を別物体としているが、両者を一体とし、あるいはバッテリ７自体の形状によりカバー部材５の役割を持たせることも可能である。その際、第２のシール部材１１を周縁部に配置することで同様の効果が得られる。

（第３の実施形態）
図６は、放射線撮影装置１００及びカバー部材５に検知センサ１２を設けていることを示した図である。第二の実施形態までに説明したように、カバー部材５を取り付けることで放射線撮影装置１００は密閉構造を実現できる。この場合、放射線撮影装置１００を使用する際に、カバー部材５が取り付けられていないとカバー部材５による密閉構造の効果は得られない。カバー部材５と、撮影装置１００の内部におけるカバー部材５の取付け位置の近傍とに検知センサ１２を設置することで、カバー部材５が取り付けられているかを検知することが可能となる。

カバー部材５が正常に取り付けられていない場合は、放射線撮影装置１００に電源を入れさせない、即ち動作させないシーケンスとすることで、常に放射線撮影装置１００は密閉構造で使用される状態を維持できる。検知センサ１２は高周波発振型、磁気型、静電容量型あるいは光検出型等があるが、これらを適宜選択することができる。また、本実施形態では、放射線撮影装置１００及びカバー部材５の両者に取り付けているが、片側にのみ取り付けるタイプの検知センサでも構わない。

また、カバー部材５を固定するためのロック１３の状態を検知するため、ロック１３にそのロック状態を検知する検知センサを取り付けてもよい。この場合、ロック１３の移動量を検知センサに検知させれば、カバー部材５の固定もしくは開放（もしくは離脱）状態を把握でき、固定状態の安定あるいは不安定さも把握できる。ロック１３が正常のカバー固定位置にない場合は、電源をＯＮさせないというシーケンスを組むことで、不安定な固定状態を回避することが可能となる。

（第４の実施形態）
第２の実施形態までに説明したように、シール部材６と第２のシール部材１１を弾性体とすれば、圧縮した際に反発力が発生する。カバー部材５は後筺体４の開口部のＺ形状部に当接して取り付けられることで、反発力を直接受けることとなる。カバー部材５の一辺を後筺体４にヒンジ手段で固定する、あるいは爪のようなものを形成し、片側支点として回転により着脱する構造とする。回転により着脱する機構とすることで、シール部材の弾性力により、カバー部材５は跳ね上げられ、着脱が容易となる。シール部材が弾性体でないとカバー部材５はポップアップ機能を有しないため、シール部材は弾性体であることが重要となる。カバー部材５をポップアップさせるためには、少なくともシール部材６を弾性体としておけばよく、シール部材１１の材料については限定されない。

１ 放射線受光部（センサ）、２ センサ保持板、３ 前筺体、４ 後筺体、５ カバー部材、６，１１ シール部材、７ バッテリ、８ バッテリホルダ、９ 電気基板、１０ フレキシブルケーブル、１２ 検知センサ、１３ ロック、１４ 放射線透過板、１５ 保護シート、１００ 放射線撮影装置。

Claims (6)

1. 放射線撮影装置であって、
   被写体を透過した放射線を検出し、電気信号に変換する放射線検出部と、
   放射線受光面以外の部位に開口部を有し、前記放射線検出部を収納する筺体と、
   前記開口部に取り付けられるカバー部材と、
   前記開口部に所定の機器を収納可能とするホルダと、
   前記開口部の周縁部と前記ホルダとの間に配置され、前記筺体の内部と前記開口部との間をシールするための第１のシール部材と、
   前記カバー部材の内側に配置された、前記カバー部材の内部と前記開口部との間をシールするための第２のシール部材とを有し、
   前記ホルダは、前記カバー部材を固定するためのロック手段を少なくとも１つ有し、
   前記ロック手段は、前記カバー部材が固定された状態で、前記第１のシール部材と前記第２のシール部材との間に配置されることを特徴とする放射線撮影装置。
2. 前記第２のシール部材は、前記カバー部材と前記ホルダとの間に配置されることを特徴とする請求項１に記載の放射線撮影装置。
3. 前記所定の機器はバッテリであることを特徴とする請求項１に記載の放射線撮影装置。
4. 前記ロック手段を複数個有し、それぞれが独立に摺動可能であることを特徴とする請求項１に記載の放射線撮影装置。
5. 前記ロック手段を解除すると、前記カバー部材が浮き上がらせるポップアップ機能を、前記第１のシール部材と前記第２のシール部材とが有することを特徴とする請求項１に記載の放射線撮影装置。
6. 前記第１のシール部材は、弾性部材または粘着体からなることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。

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