JPWO2010116784A1 - 放射線画像検出カセッテ - Google Patents

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Abstract

基台22の端部には側壁22Aが設けられており、ガラス基板213は基台22に対して接着された状態で支持されている。従って、外部から加わる衝撃によりガラス基板が破損することを防止することを抑制することが出来る。

Description

本発明は、放射線画像検出カセッテに関する。
近年、被写体に放射線を照射し、被写体を透過した放射線を検出して放射線画像を得る方法として、デジタル方式の放射線画像検出装置が用いられている。このような放射線画像検出装置としては、いわゆるFPD(Flat Panel Detector)がある。
FPDの一例としては、基板上に複数の検出素子を二次元的に配列し、被写体を透過した放射線が蛍光体(シンチレータ)に照射され、照射された放射線量に応じて発光する可視光を電荷に変換して光電変換素子に蓄積し、光電変換素子に蓄積した電荷を読み出すことにより放射線画像を得るものがある。このようなFPDは撮影直後に放射線画像を得られるという即時性を有している。
図9はカセッテ型FPD500の縦断面図であり、図9に示すカセッテ型FPD500は特許文献1に記載された構造である。
筐体A1には、基台A2が内蔵されており、基台A2上には放射線検出部Bが設けられている。放射線検出部Bは、ガラスにより構成されたガラス基板B1と、半導体プロセスにより二次元配列的に形成された光電変換素子B2と、金属化合物から成る蛍光体を樹脂板に塗布した蛍光板B3と、が一体的に積層されて構成されている。基台A2の下面には光電変換された電気信号を処理するための電子部品を搭載した回路基板A3が突起A4に介して固定されている。回路基板A3と光電変換素子B2とは、フレキシブル回路基板A5によって接続されている。
図9に示すカセッテ型FPD500は可搬型であり、所定の場所に運ばれて放射線画像の撮影に使用されるわけであるが、所定の場所に運ばれる最中に誤ってカセッテ型FPD500を落下させてしまったり、他の物体に衝突させてしまったりして、図9の矢印で示すようにカセッテ型FPD500の側方から突発的な衝撃が加わる場合がある。この衝撃に対して何ら対策をとっていないと、カセッテ型FPD500に突発的な衝撃が加わった際に、筐体A1の内部にある基台A2等が筐体A1の内側に接触し、例えば基台A2に設けられたガラス基板B1が破損してしまう。そこで、突発的な衝撃が加わってもガラス基板B1等が破損しないよう、図9で示すように特許文献1に記載のカセッテ型FPD500は、筐体A1の内側に基台A2等に加わる衝撃を吸収する緩衝材A6を設けている。
特開2001−346788号公報
図9に示すカセッテ型FPD500では、基台A2と筐体A1の内側との間にスペースを確保することが出来るため、突発的な衝撃を吸収するだけの十分な緩衝材を設置することが出来る。しかし、既存の設備(ブッキー等)にも利用出来るようにするために、従来のスクリーン/フィルム用のカセッテにおける規格(JIS)のサイズに従ったカセッテ型FPDでは、図9に示すカセッテ型FPD500のように基台A2と筐体A1の内側との間に十分なスペースを確保することが出来ず、突発的な衝撃を吸収するだけの十分な緩衝材を設置することが出来ない。
そこで、本発明の目的は、外部から加わる衝撃によりガラス基板が破損することを防止する放射線画像検出カセッテを提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明に係る放射線画像検出カセッテは、
被写体に向けて照射された放射線を検出して放射線画像データを取得する可搬型の放射線画像検出カセッテであって、
入射した放射線に対応した電気信号を出力する検出部と、
当該検出部が設置されたガラス基板と、
前記ガラス基板を支持する基台と、
少なくとも前記検出部、前記ガラス基板、及び前記基台を内蔵する筐体と、
前記基台の端部と前記筐体の内側との間に設けられた緩衝部材と、を有し、
前記基台の端部には側壁が設けられており、
前記ガラス基板は前記基台に対して接着された状態で支持されていることを特徴とするものである。
本発明に係る放射線画像検出カセッテによれば、外部から衝撃が加わってもガラス基板が破損せず、継続的に適正な放射線画像の検出を行うことが出来る。
カセッテ型検出器を示す斜視図である。 ハウジングの分解斜視図である。 図1に示すカセッテ型検出器をa方向から見た所定箇所の断面図である。 図3におけるX領域の拡大図である。 カセッテ型検出器を落下される実験の概略を示す説明図である。 ガラス基板と基台の別の実施形態を示す説明図である。 ガラス基板と基台の別の実施形態を示す説明図である。 カセッテ型検出器のブロック図である。 従来のカセッテ型FPDの縦断面図である。
[カセッテ型検出器の概要]
図1は、カセッテ型検出器の斜視図である。放射線画像検出カセッテであるカセッテ型検出器1は、カセッテ型のフラットパネルディテクタ(Flat Panel Detector)である。カセッテ型検出器1は、照射された放射線を検出してデジタル画像データとして取得する放射線検出部2(図3等参照)と、放射線検出部2を内部に収納するハウジング(筐体)3とを備えている。
本実施形態において、ハウジング3は、放射線入射方向の厚さが15mmとなるように形成されている。なお、ハウジング3の放射線入射方向の厚さは16mm以下であることが好ましく、従来のスクリーン/フィルム用のカセッテにおける規格(JIS Z 4905)に準拠するサイズ(15mm+1mmであり、かつ15mm−2mm)の範囲内であることが好ましい(JIS Z 4905に対応する国際規格は、IEC 60406である)。
図2は、ハウジング3の分解斜視図である。図2に示すように、ハウジング3は、両端部に開口部311、312を有する中空の本体部31と、本体部31の各開口部311、312を塞ぐ第1の蓋部材32及び第2の蓋部材33とを備えている。
本体部31は、カーボン繊維体(例えば炭素繊維強化プラスチック:CFRP)で構成され、軽量で強度が優れたものである。本体部31の厚さは筒状にしてカセッテ型検出器1の強度を保つようにしている。
第1の蓋部材32及び第2の蓋部材33は、蓋本体部321、331と、挿入部322、332とを備えており、アルミニウムで形成されている。
挿入部322、332の各側面には、第1の蓋部材32及び第2の蓋部材33と、本体部31と、を係合する係合片324、334が、開口部311、312に対する挿入方向に向かって延出している。係合片324、334の外側面には、それぞれ係合凸部325、335が設けられている。第1の蓋部材32と第2の蓋部材33が本体部31に挿入されると、係合凸部325、335が本体部31に設置された係合凹部315、316に係合する。
第1の蓋部材32における蓋本体部321の一側面には、カセッテ型検出器1と外部の機器との間で無線により情報の送受信を行うための無線通信部4が埋め込まれており、無線通信部4には、金属からなる平板状の一対の放射板41、42と、一対の放射板41、42に対して給電する給電部43とが設けられている。
また、蓋本体部321の一面であって、無線通信部4が形成されている面と同一面上には、ハウジング3の内部に設けられた充電池24(図3等参照)を充電する際に外部の電源等と接続される充電用端子51と、カセッテ型検出器1の電源のON/OFFを切り替える電源スイッチ52が設けられている。更に、無線通信部4が形成されている面と放射線入射側の面とによって形成される角部には、例えばLED等で構成され充電池24の充電状況や各種の操作状況等を表示するインジケータ53が設けられている。
[カセッテ型検出器の内部構造]
次にカセッテ型検出器1の内部構造について説明する。図3は、図1に示すカセッテ型検出器1をa方向から見た所定箇所の断面図である。
図3に示すように、放射線検出部2は、検出器ユニット21、基台22、電気部品(中継基板23A、制御基板23B、充電池24(例えばリチウムインキャパシタ等))により構成されている。本実施形態において、基台22の上方の面には検出器ユニット21が支持されており、基台22の下方の面には制御基板23Bや充電池24等、複数の電気部品が取り付けられている。
基台22は可撓性であり、樹脂により構成されている。基台22の材質は例えばポリカーボネイトとABSを混合した樹脂である。基台22はガラス基板213を支持しており、図3には示していないが基台22とガラス基板213の間には薄い鉛の層が介在している。
検出器ユニット21はシンチレータ211、検出部212、ガラス基板213、対向基板214等から構成されている。検出器ユニット21の基本構造を説明すると、検出部212がガラス基板213の上に設置されており、その上方にシンチレータ211が設置されている。シンチレータ211の上方には対向基板214が設置されており、シンチレータ211は対向基板214とガラス基板213に挟まれている。ガラス基板213と対向基板214は、例えば、ともに厚みが0.6mm程度の基板である。
シンチレータ211は入射した放射線を光に変換する機能を有する。シンチレータ211は、例えば、蛍光体を主たる成分とし、入射した放射線に基づいて、波長が300nmから800nmの電磁波、すなわち、可視光線を中心に紫外光から赤外光にわたる電磁波(光)を出力するようになっている。
検出部212はシンチレータ211から出力された電磁波(光)を電気エネルギーに変換して蓄積し、蓄積された電気エネルギーに基づいた電気信号を出力する。検出部212で発生した電気信号は不図示のフレキシブルハーネスにより第1中継基板23Aに送られる。
基台22の端部とハウジング3の内側Pとの間や、対向基板214の上方には、緩衝部材215が設置されている。
以上、図1〜図3に示すカセッテ型検出器1を使用することにより、被写体の放射線画像を検出することが可能となっている。
[ガラス基板の破損防止]
次にガラス基板213の破損防止に関する構造について説明する。
図1〜図3に示すカセッテ型検出器1は既存の設備(ブッキー等)にも利用出来るようにするために、従来のスクリーン/フィルム用のカセッテにおける規格(JIS)のサイズに従ったものとなっている。
図3に示す「A」はハウジング3の外形長さであり、「B」は外形長さAと同方向(同方向とはハウジング3の外形長さAを測る方向と同じ方向という意味である)におけるカセッテ型検出器1の放射線検出領域の長さ(検出領域長さ)である。本実施形態におけるカセッテ型検出器1のB/Aの値は0.95であり、規格サイズのカセッテ型検出器におけるB/Aの値は0.85〜0.95の範囲内である。規格サイズのカセッテ型検出器はハウジング3の外形に対して放射線の検出領域が大きな割合を占めており、検出部212やガラス基板213の端部と、ハウジング3の内側P(図3参照)との間にスペースがほとんどない。従って、検出部212やガラス基板213の端部と、ハウジング3の内側Pとの間に緩衝部材215を十分に設置することが出来ない。
そこで、本実施形態におけるカセッテ型検出器1では、基台22の端部に側壁22Aが設けられている。図3に示すように側壁22Aが設けられることにより、基台22と緩衝部材215との接触面積を大きくすることが出来るため、緩衝部材215が薄くてもハウジング3の側方(図3では左右方向)から基台22に加わる突発的な衝撃が緩和され、ガラス基板213等の破損を防止出来る。また、基台22の端部に側壁22Aを設けても図3に示すように基台22における制御基板23Bが設置される領域が厚くなることはないため、カセッテ型検出器1の薄型化を図ることも出来る。
また、ハウジング3の側方(図3では左右方向)から突発的な衝撃が加わり、例えばガラス基板213が基台22に固定されておらず単に置かれた状態であると、基台22の端部に設けられた側壁22Aや緩衝部材215により基台22に加わる衝撃が緩和されたとしても、ガラス基板213の端部が破損する可能性がある。この点を図4を用いて詳しく説明する。
図4に図3におけるX領域の拡大図であり、基台22とガラス基板213のみ示す。ガラス基板213の端部には基台22の側壁22Aが設けられている。図4に示す構成では後述する両面テープ22Bが設置されているが、仮に両面テープ22Bが設置されておらず、ガラス基板213が基台22に固定されず単に置かれた状態でハウジング3の側方から突発的な衝撃が加わると、側壁22Aや緩衝部材により基台22に加わる衝撃が緩和されたとしても、ガラス基板213が図4の矢印方向にずれてガラス基板213の端部が基台22の側壁22Aに衝突し、ガラス基板213の端部が破損する可能性がある。
そこで、本実施形態に係るガラス基板213は、基台22に対して接着された状態で支持されている。図4に示すようにガラス基板213と基台22との間に破線で示す両面テープ22B(厚さ約0.1〜0.2mm)が設置されており、ガラス基板213と基台22が両面テープ22Bにより接着されている。詳細には前述したように基台22の上に薄い鉛の層があり(不図示)、鉛の層の上に両面テープ22Bが設置されてガラス基板213と基台22とが接着されている。いずれにせよ、ガラス基板213が基台22に対して接着された状態で支持されていればどのような形態であっても良い(両面テープではなく接着剤により接着されていても良い)。
ガラス基板213が基台22に固定されておらず単に置かれた状態である場合と、ガラス基板213が基台22に対して接着された状態で支持されている場合とを比較し、カセッテ型検出器1に突発的な衝撃が加わった場合にガラス基板213の破損がどのような割合で発生するのか、実験を通じて確認した。実験では、図5に示すようにカセッテ型検出器1を所定の高さH(カセッテ型検出器1が実際に運ばれる場面で落下する可能性がある高さ)から複数回落下させ、ガラス基板213が破損する割合を確認した。
ガラス基板213が基台22に固定されておらず単に置かれた状態のものは、60cmの高さHから落下させた場合に6回中3回、ガラス基板213が破損した。また75cmの高さHから落下させた場合は6回中4回、ガラス基板213が破損し、90cmの高さHから落下させた場合は6回中6回、ガラス基板213が破損した。一方、ガラス基板213が基台22に対して接着された状態で支持されているものは、何れの高さから落下させた場合でも全くガラス基板213が破損することがなかった。
以上の実験から分かるように、基台22の端部に側壁22Aを設けて緩衝部材215との接触面積を大きくし、ガラス基板213と基台22とを接着すれば、外部から加わる衝撃によりガラス基板213が破損することなく、継続的に適正な放射線画像の検出を行うことが出来る。特に緩衝部材を設置するスペースがほとんどない規格サイズのカセッテ型検出器において本発明は効果的である。
図6に別の実施形態を示す。図4で示した実施形態ではガラス基板213の端部が基台22の側壁22Aに接触し、ガラス基板213の端部と基台22の側壁22Aとの間に隙間が設けられていないが、図6に示す実施形態ではガラス基板213の端部と基台22の側壁22Aとの間に隙間T(1mm程度)が設けられている。図6に示すガラス基板213と基台22は図4の実施形態と同様に両面テープ22Bにより接着されている。
図4で示した実施形態のようにガラス基板213の端部と基台22の側壁22Aとの間に隙間がなくてもガラス基板213と基台22が接着されていれば、ガラス基板213がずれてガラス基板213の端部が基台22の側壁22Aに衝突することがないため、突発的な衝撃によりガラス基板213が破損することはない。しかし、図6に示すようにガラス基板213と基台22が接着され、更にガラス基板213の端部と基台22の側壁22Aとの間に隙間Tが設けられていると、かなり強い衝撃が加わって例えガラス基板213が基台22の側壁22Aの方に多少ずれたとしてもガラス基板213の端部と基台22の側壁22Aとが衝突することはなく、ガラス基板213は破損しない。つまり、ガラス基板213の端部と基台22の側壁22Aとの間に隙間Tを設けることにより、かなり強い衝撃に対してもガラス基板213の破損を防止することができ、更に効果的である。
図7に更に別の実施形態を示す。図7に示す実施形態では、放射線画像の検出時に患者がカセッテ型検出器1に横たわったりした際に加わる荷重等を分散させるための緩衝部材22Cが、ガラス基板213と基台22との間に配置されている。緩衝部材22Cは発泡ポリエチレン等により形成されており、厚さは0.5〜1.0mm程度である。緩衝部材22Cとガラス基板213との間は両面テープ22Bにより接着されており、緩衝部材22Cと基台22との間も両面テープ22Bにより接着されている。
緩衝部材22Cを配置するとガラス基板213等に加わる荷重が分散されるが、カセッテ型検出器1の側方から突発的な衝撃は加わるとガラス基板213が基台22に対してずれやすい。そこで、緩衝部材22Cを配置するとともに図6と同様にガラス基板213の端部と基台22の側壁22Aとの間に隙間Tを設けることにより、ガラス基板213に加わる荷重の分散と、ガラス基板213の破損防止を両立させることが出来る。
[カセッテ型検出器に加わる衝撃の度合及び回数の管理]
前述したように、カセッテ型検出器1を所定の場所に運ぶ最中に誤ってカセッテ型検出器1を落下させてしまったり、他の物体に衝突させてしまったりして、カセッテ型検出器1に突発的な衝撃が加わる場合がある。カセッテ型検出器1に衝撃が加わった後、カセッテ型検出器1が正常に動作可能か否かをユーザーが判断出来ない場合がある。例えば、検出部212の一部が衝撃により損傷したとしても電気的に故障していなければ放射線画像の検出動作が可能であり、検出部212の一部が正常に動作しないにもかかわらず、ユーザーは故障を認識せずに検出動作を継続して実行してしまう。
また、例えば、耐久面の観点でカセッテ型検出器1に加わる衝撃の累積回数(例えば落下回数)をメーカーが指定しているような場合に、カセッテ型検出器1に何回衝撃が加わったのか人為的に管理するようにすると記録忘れ等により正確な履歴を管理することが出来ない。
そこで、カセッテ型検出器1では衝撃を検出する手段を設け、当該手段により検出した衝撃の度合や衝撃の累積回数に基づいてカセッテ型検出器1が故障したか否か判断するようにしている。
図8は、カセッテ型検出器1に加わる衝撃を検出して故障を認識するための動作に関わる構成を示すブロック図である。
制御部101は、例えば、CPU等から構成され、ROM102に記憶されている制御プログラムを読み出してRAM103内に形成されたワークエリアに展開し、当該制御プログラムに従ってカセッテ型検出器1の各部を制御する。
ROM102は、不揮発性の半導体メモリ等により構成され、制御部101で実行される制御プログラム、各種プログラム等を記憶する。
RAM103は、制御部101により実行制御される各種処理において、ROM102から読み出された制御部101で実行可能な各種プログラム、入力若しくは出力データ、及びパラメータ等を一時的に記憶するワークエリアを形成する。
記憶部104は、例えばフラッシュメモリ等の不揮発性メモリやRAMから構成され、加速度センサ107により検出した衝撃の累積回数等を記憶する。
電源部105は、制御部101や加速度センサ107等に電力を供給する。通常、電源部105により各部へ電力が供給するが、電源部105がOFFになった場合、サブ電源部106が制御部101や加速度センサ107等に電力を供給する。
加速度センサ107は、例えばX軸方向、Y軸方向の加速度を検出する2軸タイプのものや、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向の加速度を検出する3軸タイプのものである。加速度センサ107における出力信号の波形に基づき、カセッテ型検出器1に衝撃が加わったことを検出することが出来る。具体的には、カセッテ型検出器1に衝撃が加わらないと加速度センサ107における出力信号の波形のピーク値は低いが、カセッテ型検出器1に衝撃が加わると波形のピーク値が高くなるため、このピーク値の変化を検出することにより、カセッテ型検出器1に衝撃が加わったことを検出することが出来る。そして、例えば波形のピーク値が基準値以上である場合の回数をカウントし、記憶部104にその回数を記憶する。なお、カセッテ型検出器1における加速度センサ107の設置位置はカセッテ型検出器1における中央部付近である。
次に衝撃検出に基づいたカセッテ型検出器1の具体的な動作について説明する。
カセッテ型検出器1の電源部105がONになった際に、記憶部104に記憶されている衝撃の累積回数(履歴情報)がチェックされる。当該累積回数が基準回数未満であればそのまま電源部105をONの状態とし、基準回数以上であればカセッテ型検出器1が故障した確率が高いため、インジケータ53に警告色を表示したり、無線通信部4を通じて通信している機器に警告表示をしたりして、電源部105をOFFの状態にする。
カセッテ型検出器1の電源部105がONの状態では、加速度センサ107における出力信号の波形がモニタリングされている。当該波形のピーク値が第1の基準値以上であると把握すると、カセッテ型検出器1にかなり大きな衝撃が加わったと判断し、カセッテ型検出器1が故障した確率が高いため、インジケータ53に警告色を表示したり、無線通信部4を通じて通信している機器に警告表示をしたりして、電源部105をOFFの状態にする。または当該波形のピーク値が第1の基準値以上であると把握すると、カセッテ型検出器1で自己分析を実行し、どこかに故障が発見されれば同様にインジケータ53に警告色を表示したり、無線通信部4を通じて通信している機器に警告表示をしたりして、電源部105をOFFの状態にする。故障が発見されなければそのまま電源部105をONの状態にする。
加速度センサ107における出力信号の波形のピーク値が第1の基準値より小さく、第2の基準値より大きいと把握すると、カセッテ型検出器1に加わった衝撃の累積回数を1UPし、当該累積回数が基準回数未満であればカセッテ型検出器1が故障した確率が低いため、そのまま電源部105をONの状態とし、基準回数以上であればカセッテ型検出器1が故障した確率が高いため、インジケータ53に警告色を表示したり、無線通信部4を通じて通信している機器に警告表示をしたりして、電源部105をOFFの状態にする。
なお、電源部105がOFFの状態のときでも、サブ電源部106により加速度センサ107等に電力が供給され、加速度センサ107における出力信号の波形が継続してモニタリングされる。つまり、常時加速度センサ107における出力信号の波形がモニタリングされ、カセッテ型検出器1に加わる衝撃を検出・管理している。
以上のように、カセッテ型検出器1に衝撃を検出する手段を設け、当該手段により検出した衝撃の度合や衝撃の累積回数に基づいてカセッテ型検出器1が故障したか否か判断すれば、ユーザーに故障した旨を知らせて不要な放射線画像の検出動作が実行されることを防止出来る。
1 カセッテ型検出器
2 放射線検出部
3 ハウジング
21 検出器ユニット
22 基台
22A 側壁
22B 両面テープ
22C 緩衝部材
211 シンチレータ
212 検出部
213 ガラス基板
214 対向基板

Claims (4)

  1. 被写体に向けて照射された放射線を検出して放射線画像データを取得する可搬型の放射線画像検出カセッテであって、
    入射した放射線に対応した電気信号を出力する検出部と、
    当該検出部が設置されたガラス基板と、
    前記ガラス基板を支持する基台と、
    少なくとも前記検出部、前記ガラス基板、及び前記基台を内蔵する筐体と、
    前記基台の端部と前記筐体の内側との間に設けられた緩衝部材と、を有し、
    前記基台の端部には側壁が設けられており、
    前記ガラス基板は前記基台に対して接着された状態で支持されていることを特徴とする放射線画像検出カセッテ。
  2. 前記ガラス基板の端部と前記側壁の間に隙間が設けられている請求項1に記載の放射線画像検出カセッテ。
  3. 前記ガラス基板と前記基台との間に緩衝部材が配置されている請求項2に記載の放射線画像検出カセッテ。
  4. 前記筐体の外形長さをA、当該外形長さと同方向における放射線画像検出カセッテの検出領域長さをBとした場合、B/Aの値が0.85から0.95の範囲内である請求項1〜3のいずれかに記載の放射線画像検出カセッテ。
JP2011508268A 2009-04-10 2010-02-05 放射線画像検出カセッテ Pending JPWO2010116784A1 (ja)

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