JP7289773B2

JP7289773B2 - 放射線撮影装置

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Publication number: JP7289773B2
Application number: JP2019195061A
Authority: JP
Inventors: 貴昭権田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2019-10-28
Filing date: 2019-10-28
Publication date: 2023-06-12
Anticipated expiration: 2039-10-28
Also published as: JP2021067629A

Description

本発明は、例えば、医療用画像診断装置や非破壊検査装置、放射線を用いた分析装置などに応用されうる放射線撮影装置に関するものである。

従来から、放射線を用いて対象物である被検体の撮像を行う放射線撮影装置が、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。この放射線撮影装置では、被検体に放射線を照射し、被検体を透過した放射線の強度分布を検出して被検体の放射線画像を得ている。

以前は、感光性フィルムを用いたフィルム／スクリーン法が用いられていたが、近年では、デジタル技術及び半導体プロセス技術が進歩しており、その技術を応用して放射線画像を得る方式が普及してきている。この方式を採用した放射線撮影装置では、所望の面積を有する半導体センサを搭載した放射線検出器を内蔵し、放射線検出器で被検体を透過した放射線の強度分布を電気信号に変換して検出し、得られた電気信号を処理して可視画像としてモニタ等に表示・再生する。この際、可視画像（放射線画像）は、後から画像処理を施してコントラストなどを変更できるなどの利点も有する。

また、放射線撮影装置は、可搬型のものと据置き型との２つに大別される。可搬型の放射線撮影装置では、放射線撮影時には被検者が当該放射線撮影装置上に載ることがあり、また、運搬時には当該放射線撮影装置を落としてしまうことがある。このため、可搬型の放射線撮影装置には、堅牢性が求められる。この堅牢性の課題に対応するため、放射線撮影装置の構造に関して様々な提案がなされている。例えば、特許文献１では、放射線検出器とこれを支持する支持部材との間に緩衝部材を配置することによって、落下などで生じる衝撃を緩和し、放射線検出器を保護する技術が提案されている。また、例えば、特許文献２では、装置の内部にある放射線検出器の角部に、放射線検出器の放射線検出面の方向への移動を規制する可撓形状の緩衝部材を設けて、放射線検出器を保護する技術が提案されている。

特開２０１３－７２８０８号公報特開２００９－１８９７９０号公報

特許文献１では、放射線検出器と支持部材との間に緩衝部材を配置しているが、筐体の側面と放射線検出器との隙間には緩衝部材が設けられていないため、装置が筐体の側面から落下して衝撃を受けた場合には、放射線検出器を十分に保護することが困難である。また、特許文献２では、放射線検出面が矩形形状の放射線検出器の角部に、放射線検出器の放射線検出面の方向への移動を規制する可撓形状の緩衝部材を設けており、即ち筐体の角部と放射線検出器の角部との隙間に緩衝部材を設けているため、放射線検出器の周囲の額縁領域が大きくなってしまい、装置の大型化を招くという問題がある。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、装置の大型化を回避するとともに、装置が受けた衝撃から放射線検出器を十分に保護することが可能な放射線撮影装置を提供することを目的とする。

本発明の放射線撮影装置は、入射した放射線を検出する放射線検出器および前記放射線検出器を支持する支持部材を含む内部ユニットと、前記内部ユニットを内包し、前記放射線が入射する放射線入射面、前記放射線入射面と対向する背面および前記放射線入射面と前記背面とに接合する側面を備える筐体と、前記筐体における前記側面の内壁と前記内部ユニットの外形輪郭との隙間に配置されている緩衝部材と、前記側面と直交する平面の方向への前記緩衝部材の移動を規制する移動規制部材であって、前記平面の方向において前記放射線検出器と重ならない位置に配置されている移動規制部材と、を有する。

本発明によれば、装置の大型化を回避するとともに、装置が受けた衝撃から放射線検出器を十分に保護することが可能となる。

本発明の第１の実施形態に係る放射線撮影装置を、放射線が入射する放射線入射面とは反対側の背面側から見た内部構成の一例を示す図である。図１に示す緩衝部材の概略構成の一例を示す斜視図である。図１のＩ－Ｉ断面の一例を示す図である。本発明の第２の実施形態に係る放射線撮影装置を、放射線が入射する放射線入射面とは反対側の背面側から見た内部構成の一例を示す図である。図４に示す緩衝部材の概略構成の一例を示す斜視図である。図４のＩ－Ｉ断面の一例を示す図である。図４のＩＩ－ＩＩ断面の一例を示す図である。

以下に、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態（実施形態）について説明する。なお、以下に記載する本発明の実施形態において、放射線には、Ｘ線のみならず、α線、β線、γ線、粒子線、宇宙線なども含まれるものとする。

（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る放射線撮影装置１００を、放射線が入射する放射線入射面とは反対側の背面側から見た内部構成の一例を示す図である。ここで、図１では、放射線の入射方向をＺ方向とし、Ｚ方向に対して直交する平面を定める相互に直交するＸ方向及びＹ方向を規定した、ＸＹＺ座標系を図示している。なお、以下の説明においては、図１に示す第１の実施形態に係る放射線撮影装置１００を「放射線撮影装置１００－１」として記載する。

図１に示すように、放射線撮影装置１００－１は、内部ユニット１１０、緩衝部材１２０、移動規制部材１３０、制御部１４０、接続配線１５０、及び、筐体１６０を有して構成されている。

また、図２は、図１に示す緩衝部材１２０の概略構成の一例を示す斜視図である。さらに、図３は、図１のＩ－Ｉ断面の一例を示す図である。ここで、図３では、図１に示すＸＹＺ座標系に対応したＸＹＺ座標系を図示している。また、図２～図３において、図１と同様の機能を有する構成については同じ符号を付している。

以下、図１～図３を用いて、第１の実施形態に係る放射線撮影装置１００－１について詳細に説明する。

筐体１６０は、図１に示すように、内部ユニット１１０、緩衝部材１２０、移動規制部材１３０、制御部１４０及び接続配線１５０を内包する構成部である。この筐体１６０は、図３に示すように、放射線Ｒが入射する放射線入射面を構成する放射線入射面筐体部１６２、放射線入射面と対向する背面を構成する背面筐体部１６３、及び、放射線入射面と背面とに接合する側面を構成する側面筐体部１６１を備えている。この筐体１６０は、図１及び図３に示すように、略直方体の形状をしている。また、図１では、筐体１６０を構成する筐体部１６１～１６３のうち、図３に示す側面筐体部１６１が図示されている。

内部ユニット１１０は、図３に示すように、入射した放射線Ｒを検出する放射線検出器１１１、及び、放射線検出器１１１を支持する支持部材１１２を含み構成されている。より詳細に、内部ユニット１１０は、放射線検出器１１１と支持部材１１２とが一体化して構成されている。内部ユニット１１０は、図１及び図３に示すように、放射線Ｒの入射方向から見た場合に四角形の形状をしている。また、図１では、内部ユニット１１０のうち、図３に示す筐体１６０の背面筐体部１６３の側に位置している支持部材１１２が図示されている。

緩衝部材１２０は、落下などによって放射線撮影装置１００－１に生じた衝撃を緩和させるための部材であって、図１及び図３に示すように、筐体１６０における側面の内壁１６１ａと内部ユニット１１０の外形輪郭との隙間に配置されている部材である。この緩衝部材１２０は、図２及び図３に示すように、背面筐体部１６３と接触する上面１２３から下方に向けて形成され、移動規制部材１３０と嵌合する嵌合形状部１２１、及び、支持部材１１２における背面筐体部１６３の側と接触する接触形状部１２２を有して構成されている。なお、図１に示す例では、緩衝部材１２０は、内部ユニット１１０の四角形の各辺に対して複数配置されているが、本実施形態においてはこれに限定されるものではなく、内部ユニット１１０の四角形の各辺に対して少なくとも１つ以上配置されていればよい。

移動規制部材１３０は、筐体１６０の側面の内壁１６１ａに接合され、筐体１６０の側面（図１及び図３のＺ方向）と直交する平面（図１及び図３のＸＹ平面）の方向への緩衝部材１２０の移動を規制する部材である。ここで、図１及び図３のＸＹ平面は、放射線Ｒが入射する放射線入射方向を法線とする平面と定義することも可能である。また、移動規制部材１３０と筐体１６０の側面の内壁１６１ａとは、接合された一体部品または別部品の接合による一体化によって構成されている。なお、図１に示す例では、移動規制部材１３０は、筐体１６０における側面の内壁１６１ａの全ての辺に配置されているが、本実施形態においてはこれに限定されるものではなく、筐体１６０における側面の内壁１６１ａの少なくとも一辺に配置されていればよい。

図１に示す制御部１４０は、放射線検出器１１１を制御する構成部であり、支持部材１１２における背面筐体部１６３の側に配置されている。具体的に、制御部１４０は、放射線検出器１１１の駆動や放射線画像の取得に係る各種の制御を行う。

図１に示す接続配線１５０は、放射線検出器１１１と制御部１４０とを電気的に接続させるための配線である。

ここで、以下に、第１の実施形態における緩衝部材１２０及び移動規制部材１３０の詳細について説明する。

緩衝部材１２０の嵌合形状部１２１と移動規制部材１３０とが嵌合することで、移動規制部材１３０は、筐体１６０の側面（図１及び図３のＺ方向）と直交する平面（図１及び図３のＸＹ平面）の方向への緩衝部材１２０の移動を規制することができる。また、緩衝部材１２０の接触形状部１２２と支持部材１１２とが接触することで、背面筐体部１６３の内壁と支持部材１１２との距離を安定して確保することができる。

接続配線１５０は、図１に示すように筐体１６０の側面の内壁１６１ａと支持部材１１２との隙間を通して配置されるため、緩衝部材１２０は、挟み込みによる接続配線１５０の断線を防ぐために、接続配線１５０を避けて配置されている。具体的に、緩衝部材１２０は、図１に示すように、放射線Ｒの入射方向（図１のＺ方向）から見た場合に、接続配線１５０を避けて配置されている。また、緩衝部材１２０を、樹脂またはエラストマなどの非導電体の材料で形成することで、例えば筐体１６０に静電気が印加された場合に内部ユニット１１０を静電気から保護することができる。また、緩衝部材１２０を、弾性体の材料で形成することで、筐体１６０の側面から放射線撮影装置１００－１が落下した場合に、内部ユニット１１０に伝わる衝撃を緩和することができるため、耐落下性能を向上させることができる。

図３では、移動規制部材１３０の形成領域Ｌ１と内部ユニット１１０の形成領域Ｌ２を図示しており、この形成領域Ｌ１及びＬ２から、移動規制部材１３０は、上述した平面（図３のＸＹ平面）の方向において内部ユニット１１０と重ならない位置に配置されている。より具体的には、移動規制部材１３０は、上述した平面（図３のＸＹ平面）の方向において放射線検出器１１１と重ならない位置に配置されている。本実施形態においては、このような位置関係を採用することにより、筐体１６０の側面から放射線撮影装置１００－１が落下した場合に、筐体１６０が変形して、移動規制部材１３０が内部ユニット１１０側へ近づいたとしても、移動規制部材１３０の形成領域Ｌ１と内部ユニット１１０の形成領域Ｌ２とが重複していないため、移動規制部材１３０と内部ユニット１１０との衝突を回避することができる。また、筐体１６０の側面から放射線撮影装置１００－１が落下した場合に、緩衝部材１２０が座屈して、内部ユニット１１０が移動規制部材１３０側へ近づいたとしても、移動規制部材１３０の形成領域Ｌ１と内部ユニット１１０の形成領域Ｌ２とが重複していないため、移動規制部材１３０と内部ユニット１１０との衝突を回避することができる。以上説明した移動規制部材１３０と内部ユニット１１０との位置関係を採用することにより、放射線撮影装置１００－１が受けた衝撃から放射線検出器１１１を十分に保護することが可能となり、耐衝撃性能の向上を図ることができる。

さらに、図１に示す例では、緩衝部材１２０及び移動規制部材１３０を、放射線検出器１１１を含む内部ユニット１１０の角部ではなく、筐体１６０における側面の内壁１６１ａと内部ユニット１１０の外形輪郭との隙間に配置している。より具体的に、図１に示す例では、移動規制部材１３０を、ＸＹ平面において当該隙間に係る緩衝部材１２０の幅方向（図１の左右に配置された緩衝部材１２０においてはＸ方向、図１の上下に配置された緩衝部材１２０においてはＹ方向）の範囲内に配置している。かかる配置によれば、放射線検出器１１１を含む内部ユニット１１０の周囲の額縁領域が大きくなってしまうことを防止し狭額縁領域を実現できるため、装置の大型化を回避することが可能となる。

また、緩衝部材１２０は、図３に示すように、筐体１６０の側面（図３のＺ方向）と直交する平面（図３のＸＹ平面）の方向において、支持部材１１２、移動規制部材１３０及び筐体１６０における側面の内壁１６１ａに接触して配置されている。かかる配置によれば、筐体１６０の側面から放射線撮影装置１００－１が落下した場合に、ガラスや薄い樹脂シートなどの脆い材料や剛性が低い材料で構成されうる放射線検出器１１１へ落下による衝撃が直接伝わらないようにすることができる。

また、緩衝部材１２０は、図３に示すように、筐体１６０の側面の方向（図３のＺ方向）において、背面筐体部１６３と内部ユニット１１０の支持部材１１２との隙間にも配置されている。かかる配置によれば、筐体１６０の背面から放射線撮影装置１００－１が落下した場合においても、放射線検出器１１１を含む内部ユニット１１０を当該落下による衝撃から十分に保護することが可能となり、耐衝撃性能の向上を図ることができる。

以上説明した第１の実施形態に係る放射線撮影装置１００－１によれば、装置の大型化を回避するとともに、装置が受けた衝撃から放射線検出器１１１を十分に保護することが可能となる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。

図４は、本発明の第２の実施形態に係る放射線撮影装置１００を、放射線が入射する放射線入射面とは反対側の背面側から見た内部構成の一例を示す図である。ここで、図４では、上述した図１と同様に、放射線の入射方向をＺ方向とし、Ｚ方向に対して直交する平面を定める相互に直交するＸ方向及びＹ方向を規定した、ＸＹＺ座標系を図示している。なお、以下の説明においては、図４に示す第２の実施形態に係る放射線撮影装置１００を「放射線撮影装置１００－２」として記載する。また、図４において、図１～図３と同様の機能を有する構成については同じ符号を付している。

図４に示すように、放射線撮影装置１００－２は、内部ユニット１１０、緩衝部材１２０、移動規制部材１３０、制御部１４０、接続配線１５０、及び、筐体１６０を有して構成されている。

また、図５は、図４に示す緩衝部材１２０の概略構成の一例を示す斜視図である。さらに、図６は、図４のＩ－Ｉ断面の一例を示す図であり、図７は、図４のＩＩ－ＩＩ断面の一例を示す図である。ここで、図５及び図６では、図４に示すＸＹＺ座標系に対応したＸＹＺ座標系を図示している。また、図５～図７において、図４と同様の機能を有する構成については同じ符号を付している。

以下、図４～図７を用いて、第２の実施形態に係る放射線撮影装置１００－２について詳細に説明する。

筐体１６０は、図４に示すように、内部ユニット１１０、緩衝部材１２０、移動規制部材１３０、制御部１４０及び接続配線１５０を内包する構成部である。この筐体１６０は、図６及び図７に示すように、放射線Ｒが入射する放射線入射面を構成する放射線入射面筐体部１６２、放射線入射面と対向する背面を構成する背面筐体部１６３、及び、放射線入射面と背面とに接合する側面を構成する側面筐体部１６１を備えている。この筐体１６０は、図４、図６及び図７に示すように、略直方体の形状をしている。また、図４では、筐体１６０を構成する筐体部１６１～１６３のうち、図６及び図７に示す側面筐体部１６１が図示されている。

内部ユニット１１０は、図６及び図７に示すように、入射した放射線Ｒを検出する放射線検出器１１１、及び、放射線検出器１１１を支持する支持部材１１２を含み構成されている。より詳細に、内部ユニット１１０は、放射線検出器１１１と支持部材１１２とが一体化して構成されている。内部ユニット１１０は、図４、図６及び図７に示すように、放射線Ｒの入射方向から見た場合に四角形の形状をしている。また、図４では、内部ユニット１１０のうち、図６及び図７に示す筐体１６０の背面筐体部１６３の側に位置している支持部材１１２が図示されている。

緩衝部材１２０は、落下などによって放射線撮影装置１００－２に生じた衝撃を緩和させるための部材であって、図４及び図６に示すように、筐体１６０における側面の内壁１６１ａと内部ユニット１１０の外形輪郭との隙間に配置されている部材である。この緩衝部材１２０は、図４～図６に示すように、支持部材１１２における背面筐体部１６３の側と接触する接触形状部１２２、背面筐体部１６３と接触する上面１２３、側面筐体部１６１と一部が接触する下面１２４、及び、移動規制部材１３０と接触する側面１２５を有して構成されている。なお、図４に示す例では、緩衝部材１２０は、内部ユニット１１０の四角形の各辺に対して複数配置されているが、本実施形態においてはこれに限定されるものではなく、内部ユニット１１０の四角形の各辺に対して少なくとも１つ以上配置されていればよい。

移動規制部材１３０は、筐体１６０の側面の内壁１６１ａに接合され、筐体１６０の側面（図４、図６及び図７のＺ方向）と直交する平面（図４、図６及び図７のＸＹ平面）の方向への緩衝部材１２０の移動を規制する部材である。ここで、図４のＸＹ平面は、放射線Ｒが入射する放射線入射方向を法線とする平面と定義することも可能である。また、移動規制部材１３０と筐体１６０の側面の内壁１６１ａとは、接合された一体部品または別部品の接合による一体化によって構成されている。なお、図４に示す例では、移動規制部材１３０は、筐体１６０における側面の内壁１６１ａの全ての辺に配置されているが、本実施形態においてはこれに限定されるものではなく、筐体１６０における側面の内壁１６１ａの少なくとも一辺に配置されていればよい。

図４に示す制御部１４０は、図１に示す制御部１４０と同様に、放射線検出器１１１を制御する構成部であり、支持部材１１２における背面筐体部１６３の側に配置されている。また、図４に示す接続配線１５０は、図１に示す接続配線１５０と同様に、放射線検出器１１１と制御部１４０とを電気的に接続させるための配線である。

ここで、以下に、第２の実施形態における緩衝部材１２０及び移動規制部材１３０の詳細について説明する。

緩衝部材１２０は、図４に示すように、移動規制部材１３０間に配置されており、その側面１２５が移動規制部材１３０と接触して嵌合することで、筐体１６０の側面（図４のＺ方向）と直交する平面（図４のＸＹ平面）の方向への緩衝部材１２０の移動を規制することができる。

また、緩衝部材１２０は、図６に示すように、筐体１６０の側面の方向（図６のＺ方向）において、背面筐体部１６３と内部ユニット１１０の支持部材１１２との隙間にも配置されている。かかる配置によれば、筐体１６０の背面から放射線撮影装置１００－２が落下した場合においても、放射線検出器１１１を含む内部ユニット１１０を当該落下による衝撃から十分に保護することが可能となり、耐衝撃性能の向上を図ることができる。

また、緩衝部材１２０は、挟み込みによる接続配線１５０の断線を防ぐために、接続配線１５０を避けて配置されている。具体的に、緩衝部材１２０は、図４に示すように、放射線Ｒの入射方向（図４のＺ方向）から見た場合に、接続配線１５０を避けて配置されている。

図７では、移動規制部材１３０の形成領域Ｌ１と内部ユニット１１０の形成領域Ｌ２を図示しており、この形成領域Ｌ１及びＬ２から、移動規制部材１３０は、上述した平面（図４及び図７のＸＹ平面）の方向において内部ユニット１１０と重ならない位置に配置されている。より具体的には、移動規制部材１３０は、上述した平面（図４及び図７のＸＹ平面）の方向において放射線検出器１１１と重ならない位置に配置されている。本実施形態においては、このような位置関係を採用することにより、上述した第１の実施形態と同様に、筐体１６０の側面から放射線撮影装置１００－２が落下した場合に、移動規制部材１３０と内部ユニット１１０との衝突を回避することができる。以上説明した移動規制部材１３０と内部ユニット１１０との位置関係を採用することにより、放射線撮影装置１００－２が受けた衝撃から放射線検出器１１１を十分に保護することが可能となり、耐衝撃性能の向上を図ることができる。

さらに、図４に示す例では、緩衝部材１２０を、放射線検出器１１１を含む内部ユニット１１０の角部ではなく、筐体１６０における側面の内壁１６１ａと内部ユニット１１０の外形輪郭との隙間に配置している。かかる配置によれば、放射線検出器１１１を含む内部ユニット１１０の周囲の額縁領域が大きくなってしまうことを防止し狭額縁領域を実現できるため、装置の大型化を回避することが可能となる。

以上説明した第２の実施形態に係る放射線撮影装置１００－２によれば、装置の大型化を回避するとともに、装置が受けた衝撃から放射線検出器１１１を十分に保護することが可能となる。

なお、上述した本発明の実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。即ち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

１００：放射線撮影装置、１１０：内部ユニット、１１１：放射線検出器、１１２：支持部材、１２０：緩衝部材、１３０：移動規制部材、１４０：制御部、１５０：接続配線、１６０：筐体、１６１：側面筐体部、１６１ａ：筐体における側面の内壁、１６２：放射線入射面筐体部、１６３：背面筐体部、Ｒ：放射線

Claims

入射した放射線を検出する放射線検出器および前記放射線検出器を支持する支持部材を含む内部ユニットと、
前記内部ユニットを内包し、前記放射線が入射する放射線入射面、前記放射線入射面と対向する背面および前記放射線入射面と前記背面とに接合する側面を備える筐体と、
前記筐体における前記側面の内壁と前記内部ユニットの外形輪郭との隙間に配置されている緩衝部材と、
前記側面と直交する平面の方向への前記緩衝部材の移動を規制する移動規制部材であって、前記平面の方向において前記放射線検出器と重ならない位置に配置されている移動規制部材と、
を有することを特徴とする放射線撮影装置。
前記移動規制部材は、前記平面の方向において前記内部ユニットと重ならない位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の放射線撮影装置。
前記筐体は、略直方体の形状をしており、
前記移動規制部材は、前記筐体における前記側面の内壁の少なくとも一辺に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の放射線撮影装置。
前記移動規制部材は、前記平面において前記隙間に係る前記緩衝部材の幅方向の範囲内に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
前記内部ユニットは、前記放射線の入射方向から見た場合に四角形の形状をしており、
前記緩衝部材は、前記内部ユニットの前記四角形の各辺に対して、少なくとも１つ以上配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
前記緩衝部材は、前記平面の方向において、前記支持部材、前記移動規制部材および前記筐体における前記側面の内壁に接触して配置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
前記放射線検出器を制御する制御部と、
前記放射線検出器と前記制御部とを接続する接続配線と、
を更に有し、
前記緩衝部材は、前記放射線の入射方向から見た場合に、前記接続配線を避けて配置されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
前記緩衝部材は、前記筐体における前記放射線入射面と前記内部ユニットとの隙間にも配置されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
前記緩衝部材は、樹脂またはエラストマの非導電体で形成されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
前記緩衝部材は、弾性体で形成されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。