JPWO2014080692A1 - 可搬型放射線画像撮影装置 - Google Patents

Abstract

筐体の重量を軽減することが可能で、かつ、十分な筐体表面の対衝撃強度を維持することが可能な可搬型放射線画像撮影装置を提供する。可搬型放射線画像撮影装置１は、照射された放射線を電気信号に変換して画像データを得るセンサーパネルＳＰと、センサーパネルＳＰを収納し、カーボン繊維を含む材料で形成される筐体２と、を備え、筐体２中に、発泡体層２１が埋め込まれており、筐体２は、発泡体層２１よりも外側の層２２の厚さが、発泡体層２１よりも内側の層２３の厚さよりも厚くなるように形成されている。

Description

本発明は、可搬型放射線画像撮影装置に関する。

病気診断等を目的として放射線画像撮影に使用される装置として、従来から、被写体を透過した放射線のエネルギーを輝尽性蛍光体シートに蓄積させる、いわゆるＣＲ（Computed Radiography）装置が広く普及している。ＣＲ装置では、撮影後、輝尽性蛍光体シートに蓄積させた放射線のエネルギーを、輝尽性蛍光体シートをレーザ光で走査することにより輝尽性蛍光体シートから輝尽光として発光させる。これを光電子増倍管等で光電変換して画像データを得るようにして使用される。

ＣＲ装置では、輝尽性蛍光体シートを内部に収納したカセッテが用いられることが多い。なお、ＣＲ装置のカセッテは、従来のスクリーン／フィルム用のカセッテを装填する、病院等の施設に既設のブッキー装置（ブッキー撮影台等ともいう。後述する図３参照）に装填して使用することができるようにするために、このスクリーン／フィルム用のカセッテにおけるＪＩＳ規格サイズに倣って設計、製造されることが多い。

一方、近年、医療用の放射線画像を得る手段として、照射された放射線を、フォトダイオード等で検出してデジタルの画像データとして取得する放射線画像撮影装置が開発されている。放射線画像撮影装置は、通常、照射された放射線の線量に応じて電荷を発生させる複数のフォトダイオード等の放射線検出素子が二次元状に配列されたセンサーパネルを備えており、平板状のセンサーパネルで放射線を検出することからＦＰＤ（Flat Panel Detector）としても知られている。

また、このセンサーパネルを筐体に収納して持ち運べるようにしたカセッテ型の放射線画像撮影装置（すなわち可搬型放射線画像撮影装置）も実用化されるようになってきた。そして、この可搬型放射線画像撮影装置についても、上記のＣＲ装置用のカセッテの場合と同様に、病院等に既設のブッキー装置を新たなブッキー装置に入れ替えることなく既設のブッキー装置に装填して使用することができ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ＪＩＳ規格サイズに準拠したサイズで形成される場合が多い（例えば特許文献１参照）。

また、このような可搬型放射線画像撮影装置は、上記のようにブッキー装置に装填せずに用いることができるように構成される場合も多く、例えば患者の病室や自宅等に持ち込み、患者の身体に直接あてがった状態で放射線画像撮影を行うこともできるように構成される場合も多い。

特開２０１０−１６００４４号公報 特開２００５−３１３６１３号公報 特開２００９−２３００００号公報

ところで、このような可搬型放射線画像撮影装置では、例えば、電子部品が内包されていたり、後述するようにフォトダイオード等を保護するためにガラス基板が用いられたりするために、ＣＲ装置のカセッテに比べて、どうしても重くなる。

そして、重量が重くなると、その分、可搬型放射線画像撮影装置をぶつけた場合に装置に加わる衝撃も大きくなる。例えば、可搬型放射線画像撮影装置を、上記のようにブッキー装置に装填して使用する場合に、可搬型放射線画像撮影装置をブッキー装置の硬い角部等にぶつけたり、例えば可搬型放射線画像撮影装置を患者とベッドの間に挿入して用いるような場合に、ベッドの手すりや角部等にぶつけるような場合の衝撃が大きくなる。

そして、このような衝撃を受けても筐体が破損されないように対衝撃強度を増すために、少なくとも可搬型放射線画像撮影装置の筐体は、単なるプラスチックではなく、カーボン繊維を樹脂等で固める等したカーボン板で形成されるケースが増えてきた。しかし、一般に、カーボン板はプラスチックよりも重いため、可搬型放射線画像撮影装置の重量をより重くする要因になっている。

そのため、可搬型放射線画像撮影装置の重量の軽減を図る場合、上記の電子部品部分の重量をできるだけ軽減したり、ガラス基板をより薄くして重量を減らすことも重要であるが、可搬型放射線画像撮影装置の筐体の重量を軽減することも重要になる。しかし、筐体の重量を軽減するために、単に筐体の厚さを薄くすると、上記のように可搬型放射線画像撮影装置を他の物体にぶつけたような場合に、筐体が割れる等して筐体が破損し易くなってしまう。

また、よく知られているように、例えば図５に示すように、筐体１０１を構成するカーボン板１０２ａ、１０２ｂの間に発泡樹脂等からなる発泡体１０３を埋め込むことで、可搬型放射線画像撮影装置１００の筐体１０１の重量を軽減することができる（例えば特許文献２、３等参照）。なお、図５では、筐体１０１内に収納されたガラス基板や電子部品等の図示が省略されている。また、特許文献２、３等に記載されているように、発泡体１０３の外側と内側にそれぞれ複数の同じ厚みのカーボン板を積層するように構成することも可能である。

しかし、このように構成すると、可搬型放射線画像撮影装置１００を他の物体にぶつけたような場合に、筐体１０１の外層のカーボン板１０２ａが割れる等して筐体１０１が破損する虞れがある。また、筐体１０１の外層のカーボン板１０２ａが割れることを防止するために、発泡体１０３の外層と内層のカーボン板の枚数を増やすと、筐体１０１全体が重くなってしまう。そして、可搬型放射線画像撮影装置を上記のようにＪＩＳサイズで構成する場合には、可搬型放射線画像撮影装置の厚さが、ＪＩＳサイズの厚さ寸法である１３〜１６ｍｍの範囲内に収まらなくなる。

本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、筐体の重量を軽減することが可能で、かつ、十分な筐体表面の対衝撃強度を維持することが可能な可搬型放射線画像撮影装置を提供することを目的とする。

前記の問題を解決するために、本発明の可搬型放射線画像撮影装置は、
照射された放射線を電気信号に変換して画像データを得るセンサーパネルと、
前記センサーパネルを収納し、カーボン繊維を含む材料で形成される筐体と、
を備え、
前記筐体中に、発泡体層が埋め込まれており、
前記筐体は、前記発泡体層よりも外側の層の厚さが、前記発泡体層よりも内側の層の厚さよりも厚くなるように形成されていることを特徴とする。

本発明のような方式の可搬型放射線画像撮影装置によれば、筐体をカーボン繊維を含む材料で形成し、筐体中に発泡体層を埋め込むことで、筐体を軽量化することが可能となる。また、それとともに、筐体における発泡体層よりも外側の外層の厚さが、発泡体層よりも内側の内層の厚さよりも厚くなるように（すなわち筐体２内で発泡体層を内側に偏心させるように）筐体を構成したことにより、例えば外層と内層とを同じ厚さに形成する場合に比べて、外層の厚さをより厚くすることが可能となる。そのため、外層の厚さをより厚くして外層の対衝撃強度等をより向上させることが可能となり、筐体全体の厚さをより厚くさせなくても十分な筐体表面の対衝撃強度を維持することが可能となる。

本実施形態に係る可搬型放射線画像撮影装置の外観を示す斜視図である。 図１におけるＸ−Ｘ線に沿う断面図である。 ブッキー装置の一例としての立位撮影用のブッキー装置の構成例を示す外観斜視図である。 筐体中に発泡体層を埋め込む位置をより内側に偏心させた状態を説明するための断面図である。 従来の可搬型放射線画像撮影装置の筐体に発泡体層が埋め込まれている状態等を説明するための断面図である。

以下、本発明に係る可搬型放射線画像撮影装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。

なお、以下では、可搬型放射線画像撮影装置として、シンチレーター等を備え、放射された放射線を可視光等の他の波長の電磁波に変換し、変換した電磁波を電気信号に変換して画像データを得るいわゆる間接型の放射線画像撮影装置について説明するが、本発明は、シンチレーター等を介さずに放射線を放射線検出素子で直接電気信号に変換して画像データを得る、いわゆる直接型の放射線画像撮影装置に対しても適用することが可能である。

図１は、本実施形態に係る可搬型放射線画像撮影装置の外観を示す斜視図であり、図２は、図１のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。可搬型放射線画像撮影装置１は、図１や図２に示すように、筐体２内にシンチレーター３が表面に形成されたシンチレーター基板３４やシンチレーター３からの可視光を検出するセンサー基板４等で構成されるセンサーパネルＳＰが収納されている。

本実施形態では、筐体２のうち、放射線入射面Ｒを有する中空の角筒状の筐体本体部２Ａの構成については、後で詳しく説明する。そして、筐体本体部２Ａの両側の開口部を蓋部材２Ｂ、２Ｃで閉塞することで筐体２が形成されるようになっている。

また、筐体２の一方側の蓋部材２Ｂには、電源スイッチ３７や切替スイッチ３８、コネクター３９、バッテリー状態や可搬型放射線画像撮影装置１の稼働状態等を表示するＬＥＤ等で構成されたインジケーター４０等が配置されている。

図示を省略するが、本実施形態では、コネクター３９には、ケーブルの先端に設けられたコネクターを接続することができるようになっており、コネクター３９を介して、例えば外部装置との間で有線方式で信号等を送受信したり画像データ等を送信したりすることができるようになっている。また、コネクター３９を介して可搬型放射線画像撮影装置１の図示しないバッテリー３６（後述する図２参照）の充電を行うことができるようにもなっている。

また、図示を省略するが、例えば筐体２の反対側の蓋部材２Ｃ等には、アンテナ装置が例えば蓋部材２Ｃに埋め込まれる等して設けられており、本実施形態では、このアンテナ装置を介して、可搬型放射線画像撮影装置１と外部装置等との間で無線方式で信号等を送受信することができるようになっている。

図２では図示を省略するが、本実施形態では、筐体２中には、発泡体層２１（後述する図４等参照）が埋め込まれている。しかし、この点については後で詳しく説明する。

また、筐体２で包囲される内部空間には、基台３１が設けられており、基台３１の放射線入射面Ｒ側（以下、単に上面側という。）に図示しない鉛の薄板等を介してセンサーパネルＳＰが配置されている。

また、基台３１の下面側には、センサーパネルＳＰを駆動したりセンサーパネルＳＰから出力された信号を処理する電子部品３２等が配設されたＰＣＢ基板３３やバッテリー３６等が取り付けられている。また、本実施形態では、センサーパネルＳＰと筐体２の側面との間に緩衝材３５が設けられている。

ここで、可搬型放射線画像撮影装置１を装填して使用することが可能なブッキー装置について説明する。図３は、ブッキー装置の一例としての立位撮影用のブッキー装置の構成例を示す外観斜視図である。ブッキー装置５０は、脚部５１上に立設された支柱５２にカセッテホルダー（カセッテ保持部等ともいう。）５３が上下方向に移動可能に取り付けられて構成される。そして、例えば、カセッテホルダー５３の側面に、取手部５５を有する引出部５４が設けられ、その中に可搬型放射線画像撮影装置１を装填することができるように構成される。

本実施形態では、従来のスクリーン／フィルム用のカセッテやＣＲ装置のカセッテを装填することができる、病院等の施設に既設のブッキー装置５０に可搬型放射線画像撮影装置１を装填して使用することができるようにするために、可搬型放射線画像撮影装置１の筐体２は、スクリーン／フィルム用のカセッテにおけるＪＩＳ規格サイズ（ＪＩＳ Ｚ ４９０５）に準拠するサイズで形成されるようになっている。

すなわち、前述したように、少なくとも筐体２の放射線入射方向（すなわち筐体２の放射線入射面Ｒ（図２参照）の延在方向に直交する方向）の厚さ寸法が１３〜１６ｍｍの寸法範囲内に収まるように形成されている。なお、本発明は、上記のようなＪＩＳ規格サイズに準拠するサイズで形成されていない可搬型放射線画像撮影装置に対しても適用することができる。

［本発明に特有の構成等について］
次に、本実施形態に係る可搬型放射線画像撮影装置１における筐体２の重量を軽減するための構成等について説明する。また、本実施形態に係る可搬型放射線画像撮影装置１の作用についてもあわせて説明する。

本実施形態では、上記のように、センサーパネルＳＰを収納する筐体２は、カーボン繊維を含む材料で形成されている。また、前述した図５に示した可搬型放射線画像撮影装置１００の場合と同様に、本実施形態においても、筐体２中に、発泡体層が埋め込まれているが、本実施形態では、さらに、筐体２は、発泡体層よりも外側の層の厚さが、発泡体層よりも内側の層の厚さよりも厚くなるように形成されている。以下、これらの点について詳しく説明する。

また、本実施形態に係る可搬型放射線画像撮影装置１では、図４に示すように、発泡体層２１の外側に外層２２が積層され、発泡体層２１の内側に内層２３が積層されて、筐体２（正確には前述した筐体本体部２Ａ（図１参照）。以下同じ。）が形成されている。

なお、図４においても、前述した図５と同様に、筐体２内に収納されるセンサーパネルＳＰ（図２参照）等の図示が省略されている。また、各部材の相対的な厚さや長さ、大きさ等は、必ずしも現実を反映するものではない。

前述した図５に示した可搬型放射線画像撮影装置１００では、発泡体層１０３が筐体１０１のちょうど中央部に埋め込まれるように構成されていた。すなわち、発泡体層１０３よりも外側の外層１０２ａの厚さと、発泡体層１０３よりも内側の内層１０２ｂの厚さがほぼ等しい厚さになるように筐体１０１が形成されていた。

そのため、例えば、可搬型放射線画像撮影装置１をブッキー装置５０のカセッテホルダー５３（図３参照）に装填する際に、筐体２をカセッテホルダー５３の角部にぶつけたり取手部５５にぶつける等して衝撃が加わった場合に、特に筐体１０１の外層１０２ａ部分が割れてしまう場合があった。

そして、筐体１０１の外層１０２ａに割れが生じることを防止するために、前述した特許文献２、３に記載されているように、筐体１０１の外層１０２ａと内層１０２ｂとに積層するカーボン板の枚数を同数ずつ増やして筐体２の厚さを厚くすると、筐体１０１の重量が重くなってしまう。また、本実施形態のように、可搬型放射線画像撮影装置１の筐体２をスクリーン／フィルム用のカセッテにおけるＪＩＳ規格サイズで形成しようとしても、筐体１０１が分厚すぎて、少なくとも筐体１０１の放射線入射方向の厚さ寸法がＪＩＳサイズである１３〜１６ｍｍの寸法範囲内に収まらなくなってしまう。

一方、本実施形態に係る可搬型放射線画像撮影装置１では、図４に示すように、筐体２を、発泡体層２１が、筐体２中の、より内側に偏心させた位置に埋め込まれるように構成されている。すなわち、本実施形態では、可搬型放射線画像撮影装置１は、発泡体層２１よりも外側の外層２２の厚さが、発泡体層２１よりも内側の内層２３の厚さよりも厚くなるように筐体２が構成されるようになっている。

そのため、例えば筐体２の厚さ、すなわち外層２２と発泡体層２１と内層２３の厚さの総和が同じであっても、外層２２の厚さを、外層と内層とを同じ厚さに形成する場合に比べてより厚くすることが可能となる。そして、外層２２の厚さをより厚くして外層２２の対衝撃強度等をより向上させることが可能となる。

このように、本実施形態では、図４に示したように、筐体２の重量を軽減するために筐体２内に発泡体層２１を埋め込むように形成した場合であっても、筐体２の表面の対衝撃強度を十分に維持することが可能となる。そのため、例えば、上記のように可搬型放射線画像撮影装置１の筐体２をカセッテホルダー５３の角部にぶつけたり取手部５５にぶつける等して衝撃が加わった場合であっても、筐体２の外層２２が割れてしまうことを的確に防止することが可能となる。

本発明者らの研究では、筐体２を上記のように構成することで、通常の撮影作業の中で、単にブッキー装置５０等にぶつける程度の衝撃の加わり方では、筐体２に割れ等が生じることを十分に防止することが可能であることが分かっている。

なお、図４では、発泡体層２１が、筐体２の放射線入射面Ｒ側と、それとは反対側の面Ｒ^＊との両側の面にそれぞれ形成されている場合が示されているが、例えば、発泡体層２１を、筐体２の放射線入射面Ｒ側の面のみ、或いは筐体２のもう一方側の面Ｒ^＊のみに形成するように構成することも可能である。また、図示を省略するが、筐体２の側面部分にも発泡体層２１を形成することも可能である。

以下、本実施形態に係る可搬型放射線画像撮影装置１の筐体２の各部の構成等について説明する。筐体２の対衝撃強度を保つために、発泡体層２１は、非常に硬質の、例えばＰＭＩ（ポリメタクリルイミド）をベースとした硬質の発泡体が用いられて形成されている。また、本実施形態では、前述したように、筐体２はカーボン繊維を含む材料で形成されており、特に筐体２の外層２２や内層２３は、カーボン繊維を含む材料として知られるプリプレグを用いて形成されている。

そして、図４に示すように、例えば、プリプレグで形成された内層２３の外側に発泡体層２１を積層し、さらにその外側にプリプレグで形成された外層２２を積層することで、発泡体層２１が筐体２中に埋め込まれるように構成することができる。そして、内層２３として積層するプリプレグよりも、外層２２として積層するプリプレグの層を多くすることで、外層２２の厚さを内層２３の厚さよりも厚くするようになっている。

よく知られているように、プリプレグには、一方向に配列されたカーボン繊維とそれに直交する方向に配列されたカーボン繊維とが織成された、いわゆるクロス材のプリプレグと、一方向に配列されたカーボン繊維のみからなる、いわゆる一方向材のプリプレグとがある（例えば特開２００８−２０７５２３号公報等参照）。そして、それらのカーボン繊維が例えば樹脂等で固められることによってプリプレグが形成される。

そして、例えば筐体２の外層２２は、クロス材のプリプレグと一方向材のプリプレグとが組み合わされて形成することが可能である。また、カーボン繊維は、前述したように比強度が非常に大きく、軽いわりに、引っ張り力に対して非常に強いため、クロス材のプリプレグは、物体にぶつけた場合に面方向に強い引っ張り力が生じても、引っ張り力が異常に強くない限り、カーボン繊維が切断されることはない。そのため、クロス材のプリプレグは、物体にぶつけても割れが生じにくくなり、対衝撃強度が非常に大きい。

そのため、例えば図４に示したように、筐体２の発泡体層２１の外側に外層２２を形成する際に、外層２２の最も外側の層にクロス材のプリプレグを配置するように構成することが好ましい。このように構成すれば、外層２２の最外層をクロス材のプリプレグで形成することで筐体２の表面の対衝撃強度をより強くすることが可能となり、例えば筐体２の表面を物体にぶつけた場合でも、ぶつけた部分に割れがより生じにくくすることが可能となる。

一方、図示を省略するが、一方向材のプリプレグは、カーボン繊維が同じ方向を向くように並べられ、それが例えば樹脂等で固められることによって形成される。そして、一方向材のプリプレグは、カーボン繊維の延在方向に強い引っ張り力が加わっても、カーボン繊維に加わる引っ張り力がカーボン繊維を切断するほど強い力でない限り、カーボン繊維はほとんど伸びない。そのため、一方向材のプリプレグは、カーボン繊維の延在方向に撓みにくくなるという特性がある。

そこで、例えば、筐体２の外層２２や内層２３を形成する一方向材のプリプレグのうち、一部の一方向材のプリプレグを、そのカーボン繊維の延在方向が筐体２の長手方向（すなわち例えば図１の例で言えば一方のＸから他方のＸに向かう方向）を向くように配置するように形成すれば、可搬型放射線画像撮影装置１の筐体２が長手方向に撓みにくくなり好ましい。

また、例えば、複数の一方向材のプリプレグを、それらのカーボン繊維の延在方向が互いに直交する方向になるように配置したり（前述した特開２００８−２０７５２３号公報参照）、或いは、それらのカーボン繊維の延在方向のなす角度が例えば４５°等になるように配置して（特開２００４−７０２５３号公報参照）筐体２を形成することで、筐体２を種々の方向について撓みにくくすることが可能となり、筐体２の剛性等を向上させることが可能となる。

［効果］
以上のように、本実施形態に係る可搬型放射線画像撮影装置１は、センサーパネルＳＰを収納する筐体２をカーボン繊維を含む材料で形成し、筐体２中に発泡体層２１を埋め込み、さらに筐体２における発泡体層２１よりも外側の外層２２の厚さが、発泡体層２１よりも内側の内層２３の厚さよりも厚くなるように形成される。

このように、発泡体層２１よりも外側の外層２２の厚さが、発泡体層２１よりも内側の内層２３の厚さよりも厚くなるように（すなわち筐体２内で発泡体層２１を内側に偏心させるように）筐体２を構成したことにより、例えば外層と内層とを同じ厚さに形成する場合に比べて、外層２２の厚さをより厚くすることが可能となる。そのため、外層２２の厚さをより厚くして外層２２の対衝撃強度等をより向上させることが可能となり、筐体２全体の厚さをより厚くさせなくても十分な筐体２の表面の対衝撃強度を維持することが可能となる。

このようにして、本実施形態に係る可搬型放射線画像撮影装置１では、筐体２をカーボン繊維を含む材料で形成し、筐体２中に発泡体層２１を埋め込むことで、筐体２を軽量化することが可能となるとともに、筐体２の表面の対衝撃強度を、通常の使用状態ではぶつけても割れが生じない程度の十分な強度に維持することが可能となり、可搬型放射線画像撮影装置１を軽くて丈夫でより使い易いものとすることが可能となる。

なお、本実施形態では、筐体２の発泡体層２１を、ＰＭＩをベースとする硬質の発泡体で形成する場合について説明したが、ＰＭＩをベースとする発泡体以外の発泡体を用いて形成することも可能である。特に、この硬質プラスチック性の発泡体については、品質や素材の改良等で、今後、より硬く、より軽い（或いはより安価な）発泡体が開発されるであろうが、そのような発泡体を用いることも当然可能であり、そのような発泡体を用いる場合にも本発明を適用することが可能である。

また、本発明が上記の実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜変更可能であることは言うまでもない。

放射線画像撮影を行う分野（特に医療分野）において利用可能性がある。

Claims (2)

1. 照射された放射線を電気信号に変換して画像データを得るセンサーパネルと、
   前記センサーパネルを収納し、カーボン繊維を含む材料で形成される筐体と、
   を備え、
   前記筐体中に、発泡体層が埋め込まれており、
   前記筐体は、前記発泡体層よりも外側の層の厚さが、前記発泡体層よりも内側の層の厚さよりも厚くなるように形成されていることを特徴とする可搬型放射線画像撮影装置。
2. 前記筐体は、スクリーン／フィルム用のカセッテにおけるＪＩＳ規格サイズに準拠するサイズで形成されていることを特徴とする請求項１に記載の可搬型放射線画像撮影装置。

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