JP6748472B2 - 放射線撮影装置および放射線撮影システム - Google Patents

Description

本発明は、放射線検出パネルを用いた放射線撮影装置および、放射線撮影装置を用いた放射線撮影システムに関する。

対象物を透過した放射線の強度分布を検出して放射線画像を得る放射線撮影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。放射線撮影装置は、一例として、二次元状に複数の変換素子がガラス基板上に配置された放射線検出パネルと、各変換素子から信号を読み出し、放射線画像を取得するための電気回路と、これらを収容する筐体から構成される。

特許文献１では、放射線検出パネルと筺体の背面との間に、電気基板と、放射線検出パネルを筺体に対して固定する固定部が配置された放射線撮影装置が開示されている。

特許文献２では、放射線検出パネルから電気信号を読み出すフレキシブル回路基板と筺体の内壁とを固定し、放射線検出パネルへ伝わる振動を抑制する放射撮影装置が開示されている。

特許第４４９７６６３号 特開２０１４−２５８４６号公報

しかしながら、特許文献１の放射線撮影装置は、電気基板の実装領域との関係で、固定部の位置や大きさが規定される。そのため、筺体と固定部との関係によっては、放射線撮影装置の剛性が低下し、外部からの衝撃等により筺体の歪みが発生しやすくなり、放射線検出パネルの破損や変形が生じるおそれがある。また、特許文献２の放射線撮影装置は、放射線検出パネルへの振動に対する影響は抑制し得るものの、筺体の歪みへの対策が十分ではない場合があった。

そこで本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、放射線検出パネルを用いた放射線撮影装置において、筺体の剛性を向上させ、外部からの衝撃による放射線検出パネルへの影響を抑制することを目的とする。

本発明に係る放射線撮影装置は、放射線を電気信号に変換する放射線検出パネルと、放射線を入射させるための第一の面と、前記第一の面と対向する位置に配置される第二の面と、を有し、前記放射線検出パネルを内包する筺体と、前記筺体に対して前記放射線検出パネルを固定する固定部と、放射線の入射方向から見て、前記固定部と投影的に重なるように前記第二の面上に配置された補強部と、を有し、前記補強部は、前記第二の面の外壁に固定されていることを特徴とする。

放射線検出パネルを用いた放射線撮影装置において、筺体の剛性を向上させ、外部からの衝撃による放射線検出パネルへの影響を抑制することができる。

第一の実施形態における放射線撮影装置の背面図および内部構成を示す図 第一の実施形態における放射線撮影装置の断面図 第二の実施形態における放射線撮影装置の背面図および内部構成を示す図 第二の実施形態における放射線撮影装置の断面図 第三の実施形態における放射線撮影装置の背面および内部構成を示す図 第三の実施形態における放射線撮影装置の断面図 第四の実施形態における放射線撮影装置の背面図および設置形態を示す図 第四の実施形態における放射線撮影装置の断面図 第五の実施形態における放射線撮影装置の背面図および設置形態を示す図 第五の実施形態における放射線撮影装置の断面図 第六の実施形態における放射線撮影装置の背面図および内部構成を示す図 第六の実施形態における放射線撮影装置の断面図

（第一の実施形態）
図１および図２を用いて、第一の実施形態における放射線撮影装置について説明する。図１（ａ）は、第一の実施形態における放射線撮影装置を背面から見た外観図である。図１（ｂ）は、第一の実施形態における放射線撮影装置を放射線の入射方向から見た内部構造を示す図である。図２は、図１（ａ）におけるＡ−Ａ面の断面図である。

放射線撮影装置１０１は、放射線検出パネル１０４と、放射線検出パネル１０４を支持する支持基台１０５、筺体１０２と、固定部１１０と、補強部１０３とを有する。

放射線検出パネル１０４は、入射された放射線を電気信号に変換する機能を有する。放射線検出パネル１０４は、放射線叉は光を検出する変換素子が配置された検出面を有する。そして、当該検出面側には、放射線を可視光に変換する蛍光体が配置されている。本実施形態では、変換素子としては、ＭＩＳ型、ＰＩＮ型の可視光を検出し得る光電変換素子が用いられる。そして、放射線撮影装置１０１に照射された放射線によって蛍光体が発光し、当該発光した光を放射線検出パネル１０４の光電変換素子が電気信号に変換する。なお、放射線検出パネル１０４は、蛍光体と光電変換素子の代わりに、放射線を直接電気信号に変換する直接変換型の変換素子を使用してもよい。放射線検出パネル１０４は、放射線入射方向から見て矩形形状であり、各々の辺にフレキシブル配線基板（ＦＰＣ）１０６が接続されている。ＦＰＣ１０６は、放射線検出パネル１０４と読み出し基板１０７とを電気的に接続する。

回路基板１０７は、放射線検出パネル１０４の周縁で、且つ放射線入射方向から見て支持基台１０５の反対側の面に配置されている。回路基板１０７は、放射線検出パネル１０４に駆動信号を供給する駆動回路基板１０７ａと、放射線検出パネル１０４から電気信号を読み出す読出し回路基板１０７ｂとを備える。

制御基板１０８は、放射線検出パネル１０４、回路基板１０７および放射線撮影装置１０１の各部を統括制御する。また、制御基板１０８は、外部装置からの制御信号を受信し、各部に供給する機能を備える。制御基板１０８は、回路基板１０７と配線（フレキシブル配線）１０９で接続されている。

支持基台１０５は、放射線が入射される側の面（放射線入射面）に、放射線検出パネル１０４を支持し、該放射線が入射される側の面と反対側の面に、回路基板１０７、制御基板１０８を支持する。

筺体１０２は、放射線を入射させるための第一の面１０２ａと、第一の面１０２ａと対向する位置に配置される第二の面１０２ｂと、を有する。筺体１０２は、放射線検出パネル１０４と、支持基台１０５と、回路基板１０７、制御基板１０８、固定部１１０等の構成物を内包する。

第一の面１０２ａは、放射線を入射させるため、放射線透過率が高いことが好ましい。更に、第一の面１０２ａは、重量が軽く、かつ衝撃に対し一定の強度を確保できることが好ましい。第一の面１０２ａは、例えば、樹脂材料やＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）などが用いられる。第二の面１０２ｂは、落下や衝撃などに対する強度確保、運搬時の負担軽減を目的とした軽量化、および操作性の高さが確保されていることが好ましい。第二の面１０２ｂは、例えば、マグネシウムやアルミニウム、ＣＦＲＰや繊維強化樹脂などが用いられる。また、筺体１０２の外部からの受けるノイズの影響をよりよく低減したい場合には、透磁率が比較的高い材料が用いられる。この場合、第二の面１０２ｂは、ＳＵＳ４３０などが用いられる。ここで、第一の面１０２ａと第二の面１０２ｂとは、互いに分離可能な構造であってもよいし、一体成型されたものあってよい。

固定部１１０は、放射線検出パネル１０４と筺体１０２との間に配置され、放射線検出パネル１０４を筺体１０２に対して固定する。本実施形態では、固定部１１０は、支持基台１０５を筺体１０２に支持固定することで、間接的に放射線検出パネル１０４を筺体１０２に対して固定している。具体的には、固定部１１０の一端が支持基台１０５と当接し、且つもう一端が筺体１０２の第二の面１０２ｂの内壁に当接して配置されている。なお固定部１１０は、放射線検出パネル１０４を直接支持し固定してもよい。ここで、固定部１１０は、画質を安定させるため、絶縁部材で構成されていることが望ましい。固定部１１０は、絶縁材料で構成されることにより、筺体１０２と放射線検出パネル１０４とが電気的に導通することを抑制することができるためである。

補強部１０３は、筺体１０２の剛性を向上させるため、筐体１０２における第二の面１０２ｂ上に配置される。本実施形態において、補強部１０３は、第二の面１０２ｂの外壁に配置される。なお、補強部１０３は、第二の面１０２ｂの外壁に配置される場合に限られるものでなく、第二の面１０２ｂにおける内壁と外壁のいずれか一方の面に固定されていればよい。さらに、補強部１０３は、放射線撮影装置１０１の重量の増加を抑えつつ、剛性を高めるために、中空構造であることが好適である。補強部１０３の材質は、ＳＵＳや鋼のような高密度高剛性の金属し、且つ、筺体１０２の材質をアルミ合金のような軽量金属にすることで放射線撮影装置１０１の重量の増加を抑えつつ、効果的に剛性を高めることができる。本実施形態において、補強部１０３は、複数の補強部材を有し、複数の補強部材の各々は、所定の間隔で離れて配置されている。本実施形態では、第二の面１０２ｂの背面の略中心を対象に２つの部材が並んで配置されている。このように配置することで、なるべく少ない数の補強部１０３で効果的に筺体１０２の剛性を向上させることができる。また、複数の補強部材同士を所定の間隔だけ離れて配置させることで、回路基板３１１（図５，６参照）等の他の構成物を第二の面１０２ｂの外側に配置させることが可能となる。

ここで、固定部１１０と補強部１０３の位置関係について図２を用いて説明する。補強部１０３は、放射線入射方向から見て（平面視において）、固定部１１０と投影的に（空間的に）重なるように配置される。具体的には、補強部１０３は、固定部１１０における第二の面１０２ｂの内壁と当接した領域と投影的に重なるように第二の面１０２ｂの外壁上に配置されている。また、本実施形態において、固定部１１０は、複数の固定部材から構成されている。固定部１１０の各固定部材は、補強部１０３が配置された領域と投影的に重なるように配置される。さらに、図１（ｂ）に示すように、補強部１０３のうち１つの補強部材が直線上に並んで複数の配置された固定部材に対応して配置されている。このため、放射線撮影装置１０１自身の自重によるたわみや、外部からの振動等の衝撃が生じた場合であっても、筺体１０２のうち、補強部１０３と当接している領域の変形量が小さくなる。このため、筺体１０２全体の変形および放射線検出パネル１０４に伝わる振動が抑制される。さらに、固定部１１０と補強部１０３が本実施形態のような配置であることで、補強部１０３に外部から衝撃が生じたとしても、放射線撮影装置１０４の内部部品へ衝撃が伝わることを緩和することができる。

以上のように、内部の回路基板の実装領域が大きくなり、固定部の配置に制限がある場合であっても、放射線検出パネルおよび回路基板を保護しつつ、放射線撮影装置の剛性を向上させることができる。

以上の本実施形態における放射線撮影装置の構成により、放射線検出パネルを用いた放射線撮影装置において、放射線画像装置の剛性を向上させる。

（第二の実施形態）
図３および図４を用いて、第二の実施形態における放射線撮影装置について説明する。図３（ａ）は、第二の実施形態における放射線撮影装置を背面から見た外観図である。図３（ｂ）は、第二の実施形態における放射線撮影装置を放射線の入射方向から見た内部構造を示す図である。図４は、図３（ａ）におけるＡ−Ａ面の断面図である。

第二の実施形態における放射線撮影装置２０１は、第一の実施形態と補強部の配置が異なる。本実施形態における補強部２０３は、筺体２０２の第二の面２０２ｂにおける内壁側に配置される。第一の実施形態と同様に、固定部２１０が配置される領域と放射線入射方向から見て、投影的に（空間的に）重なるように補強部２０３が配置されている。そのため、筺体の剛性向上と放射線検出パネルの振動を抑制することができる。第二の実施形態では、固定部２１０と補強部２０３とが当接するように配置され、且つ、補強部２０３と第二の面２０２ｂの内壁とが当接して配置されている。更に、放射線撮影装置２０１は、補強部２０３が筺体２０２の内部にあるので、第一の実施形態と比較して第二の面２０２ｂの外壁から補強部２０３に起因する突出部が生じない。そのため、放射線撮影装置２０１を可搬する場合や、撮影架台および収容装置に収容する際の利便性が向上する。

以上の本実施形態における放射線撮影装置の構成により、放射線検出パネルを用いた放射線撮影装置において、利便性を向上させつつ放射線画像装置の剛性を向上させる。

（第三の実施形態）
図５および図６を用いて、第三の実施形態における放射線撮影装置について説明する。図５（ａ）は、第三の実施形態における放射線撮影装置を背面から見た外観図である。図５（ｂ）は、第三の実施形態における放射線撮影装置を放射線の入射方向から見た内部構造を示す図である。

図６は、図５（ａ）におけるＡ−Ａ面の断面図である。

第三の実施形態における放射線撮影装置は、第一の実施形態に対して回路基板３１１を有する点で異なる。

回路基板３１１は、第一の実施形態における回路基板１０８に対応する機能のうち、外部装置とのインターフェイスに関する機能を別の回路基板としたものである。回路基板３１１は、外部からの電源供給および、外部との信号の送受信用のインターフェイスを有する。回路基板３１１は、外部ケーブル３１２を通じて、外部装置と接続される。外部ケーブル３１２は、基板保護部３１４のうち、補強部３０３が配置されていない辺に接続されて、筺体３０２の外側に向かって延在している。

回路基板３１１は、筺体３０２の第二の面３０２ｂよりも外側に配置されている。筺体３０２は、第二の面３０２ｂに開口が設けられている。回路基板３１１は、支持基台１０５に対して回路基板支持部３１３で筺体３０２の外側に固定される。第二の面３０２ｂに設けられた開口および回路基板３１１は、基板保護部３１４で覆われる。

基板保護部３１４は、補強部３０３の外壁よりも、外部に飛び出さないように配置されている。言い換えると、基板保護部３１４の外壁は、放射線の入射方向から見て、第二の面３０２ｂの外壁と補強部３０３の外壁との間に配置されている。

基板保護部３１４と補強部３０３との配置により、落下等の衝撃が、回路基板３１１へ直接加わらないようにすることができる。更に、当該配置により回路基板３１１および支持基台１０５を介して放射線検出パネル１０４への衝撃を抑制し得る。なお、基板保護部３１４に剛性の高い材質を用いてもよい。

以上の本実施形態における放射線撮影装置は、筺体の外側に回路基板を配置した場合でも、補強部を回路基板よりも外側に突出するように配置されるため、基板を保護することができる。このため、設置時の作業性やメンテナンス性に優れる。

（第四の実施形態）
図７、８は、第四の実施形態を説明する図である。図７（ａ）は、第四の実施形態における放射線撮影装置を背面から見た外観図である。図７（ｂ）は、第四の実施形態における放射線撮影装置を架台と組み合わせた場合における背面図である。図８は、図７（ｂ）におけるＡ−Ａ面の断面図である。

第四の実施形態における放射線撮影装置は、第三の実施形態と補強部の構造が異なる。具体的には、第四の実施形態における補強部４０３は、放射線撮影装置４０１を設置するための架台４１５に固定するための固定部４１６を有する。以下、放射線撮影システムとして、架台４１５と架台４１５に設置される放射線撮影装置４０１を備える場合の例について説明する。

固定部４１６は、例えば、固定ネジを挿入可能なネジ穴形状が形成され、架台４１５と固定ボルト４１７で締結される。補強部４０３に固定部４１６を兼ね備えることによって、架台４１５と放射線撮影装置４０１とを固定する固定部材を最小限の構成としつつ、架台と放射線撮影装置の剛性を確保できる。

以上、本実施形態における放射線撮影装置は、例えば、Ｃアーム等の架台を有する放射線撮影装置システムに放射線撮影装置を設置する際に、設置スペースを低減することができる。

（第五の実施形態）
図９、１０は、第五の実施形態を説明する図である。図９（ａ）は、第五の実施形態における放射線撮影装置を背面から見た外観図である。図１０（ｂ）は、第五の実施形態における放射線撮影装置を架台と組み合わせた場合における背面図である。図１０は、図９（ｂ）におけるＡ−Ａ面の断面図である。

第五の実施形態における放射線撮影装置は、第四の実施形態とは異なり、架台に対して補強部とは異なる箇所で架台と固定する点で異なる。以下、放射線撮影システムとして、支持部５１６を有する架台５１５と、架台５１５に設置される放射線撮影装置５０１を備える場合の例について説明する。

第五の実施形態における放射線撮影装置５０１は、放射線撮影装置を設置する架台５１５に対して固定するための固定部５２０を有する。そして、架台５１５は、放射線撮影装置５０１を支持する支持部５１６を有する。支持部５１６は、図９に示すように２本のフレーム部材を有し、補強部５０３と略直交する向きに配置される。支持部５１６と固定部５２０とを連結させることで架台５１５は、放射線撮影装置５０１を所定の位置に支持する。

回路基板５１１に接続する外部ケーブル５１２は、支持部５１６と平行して引き回される。補強部５０３と架台５１５が互いに直交するように配置されることによって、筺体５０２が補強されるように作用するため、放射線撮影装置の剛性を向上させることができる。さらに、図１０に示すように、補強部５０３は、外部ケーブル５１２を通すための開口５０３ａが設けられている。補強部５０３の断面二次モーメントが十分確保できれば、外部ケーブル５１２を通すために、補強部に段差や凹みを設けてもよい。

以上、本実施形態における放射線撮影装置は、架台を有する放射線撮影装置システムに放射線撮影装置を設置する際に、設置スペースを低減することができる。

（第六の実施形態）
図１１、１２は、第六の実施形態を説明する図である。図１１（ａ）は、第六の実施形態における放射線撮影装置を背面から見た外観図である。図１１（ｂ）は、第六の実施形態における放射線撮影装置を放射線の入射方向から見た内部構造を示す図である。 図１２は、図１１（ａ）におけるＡ−Ａ面の断面図である。

第六の実施形態における放射線撮影装置は、第一の実施形態の放射線撮影装置に加え、放熱部６１８を更に有する。

放熱部６１８は、支持基台１０５と読出し回路基板１０７ｂの間にその一部が配置されている。放熱部６１８は、支持基台１０５と筺体１０２の第二の面１０２ｂとに接触し、放射線検出パネル１０４や読出し回路基板１０７ｂから発生する熱を第二の面１０２ｂに伝導させることができる。また、放熱部６１８は、所定の強度を備えることで一部の固定部６１０に代わって、支持基台１０５を筺体１０２に対して固定する機能を有する。更に、放熱部６１８は、固定部６１０と同様に補強部１０３とが放射線入射方向から見て、投影的に（空間的に）重なるように配置されている。このため、補強部１０３が放熱フィンとして作用する。放射線撮影装置６０１は、筺体１０２の内部から放熱部６１８を伝導した熱を放熱することができる。

以上、本実施形態における放射線撮影装置は、放射線検出パネルを筺体に固定する固定部が筺体内部の熱を伝導させる機能を備える。そして、筺体の外壁に配置された補強部が伝導された熱を効率よく放熱することができる。

以上、本発明を実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれらの特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明の範疇に含まれる。更に、上述した各実施形態は本発明の一実施の形態を示すものにすぎず、各実施形態を適宜組み合わせることも可能である。

１０１ 放射線撮影装置
１０２ 筐体
１０３ 補強部
１０４ 放射線検出パネル
１０５ 支持基台
１１０ 固定部

Claims (13)

1. 放射線を電気信号に変換する放射線検出パネルと、
   放射線を入射させるための第一の面と、前記第一の面と対向する位置に配置される第二の面と、を有し、前記放射線検出パネルを内包する筺体と、
   前記筺体に対して前記放射線検出パネルを固定する固定部と、
   放射線の入射方向から見て、前記固定部と投影的に重なるように前記第二の面上に配置された補強部と、を有し、
   前記補強部は、前記第二の面の外壁に固定されていることを特徴とする放射線撮影装置。
2. 放射線を電気信号に変換する放射線検出パネルと、
   放射線を入射させるための第一の面と、前記第一の面と対向する位置に配置される第二の面と、を有し、前記放射線検出パネルを内包する筺体と、
   前記筺体に対して前記放射線検出パネルを固定する固定部と、
   放射線の入射方向から見て、前記固定部と投影的に重なるように前記第二の面上に配置された補強部と、を有し、
   前記補強部は、中空構造であることを特徴とする放射線撮影装置。
3. 放射線を電気信号に変換する放射線検出パネルと、
   放射線を入射させるための第一の面と、前記第一の面と対向する位置に配置される第二の面と、を有し、前記放射線検出パネルを内包する筺体と、
   前記筺体に対して前記放射線検出パネルを固定する固定部と、
   放射線の入射方向から見て、前記固定部と投影的に重なるように前記第二の面上に配置された補強部と、を有し、
   前記補強部は、前記筺体とは異なる材料で構成されていることを特徴とする放射線撮影装置。
4. 前記固定部は、一端が前記第二の面の内壁に当接し、
   前記補強部は、前記固定部における前記第二の面の内壁と当接した領域と投影的に重なるように前記第二の面上に配置されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
5. 前記放射線検出パネルを支持する支持基台と、を更に有し、
   前記固定部は、前記支持基台を前記筺体に対して固定することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
6. 前記固定部は、絶縁部材を含んでいることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
7. 前記固定部は、前記補強部へ放熱するための放熱部を含んでいることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
8. 前記補強部は、複数の補強部材を有し、
   前記複数の補強部材の各々は、所定の間隔で離れて配置されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
9. 前記複数の補強部材の各々は、前記第二の面の外壁に配置されていることを特徴とする請求項８に記載の放射線撮影装置。
10. 前記放射線検出パネルを制御するための回路基板を更に有し、
    前記回路基板は、放射線の入射方向から見て、前記第二の面の外壁と前記補強部の外壁との間に配置されることを特徴とする請求項９に記載の放射線撮影装置。
11. 前記回路基板は、放射線の入射方向から見て、前記第二の面の外壁と前記補強部の外壁との間に配置され、且つ前記所定の間隔に収まるように配置されていることを特徴とする請求項１０に記載の放射線撮影装置。
12. 請求項１から１１のいずれか１項に記載の放射線撮影装置と、
    前記放射線撮影装置を固定するための架台と、を有し、
    前記架台は、前記補強部と直交する方向に配置され、前記放射線撮影装置を架台に固定する固定部を有することを特徴とする放射線撮影システム。
13. 請求項１から１１のいずれか１項に記載の放射線撮影装置と、
    前記補強部を介して前記放射線撮影装置を固定する架台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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