KR20120054654A

KR20120054654A - 방사선 촬영 장치

Info

Publication number: KR20120054654A
Application number: KR1020127009818A
Authority: KR
Inventors: 히데또모 스와
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2009-09-25
Filing date: 2010-09-15
Publication date: 2012-05-30
Also published as: US20120195409A1; WO2011037153A1; JP2011069740A; US9104097B2; JP5629445B2; EP2480934A1; CN102511018B; CN102511018A; WO2011037153A4

Abstract

대상물을 X선으로 조사하는 X선 발생 수단을 포함하는 방사선 촬영 장치로서, 이 장치는, 프레임 부재보다 X선 투과율이 높은 부재에 의해 형성된 X선 수광 유닛을 포함하는 제1 하우징, 제1 하우징 위에 배치되고 X선 발생 수단에의 하중을 완화하는 완충재, 완충재 위에 배치되고 대상물을 투과한 X선을 검출하는 X선 검출 센서, X선 검출 센서를 지지하는 지지면이 X선 검출 센서 위에 배치되는 지지 부재, 및 지지 부재에 형성된 볼록부와 결합하는 오목부를 포함하고 지지 부재의 이동을 제한하는 제2 하우징을 포함한다.

Description

방사선 촬영 장치{RADIOGRAPHIC APPARATUS}

본 발명은 방사선 촬영 장치(radiographic apparatus)에 관한 것이다.

종래부터, 대상물에 X선을 조사하고, 대상물을 투과한 X선의 강도 분포를 검출해서 대상물의 방사선 촬영 화상을 얻는 장치가, 공업용 비파괴 검사 및 의료 진단의 분야들에서 널리 일반적으로 이용되어 왔다. 이러한 촬영의 일반적인 방법으로서는 X선을 이용한 필름/스크린 방법을 이용할 수 있다. 이 방법은 감광성 필름과, X선에 대한 감도를 갖는 형광체의 조합을 이용해서 대상물을 촬영한다. X선을 조사하면 발광하는 희토류의 형광체 시트들을 감광성 막의 양면과 밀착해서 유지한다. 형광체는 대상물을 투과한 X선을 가시광으로 변환한다. 그 후 형광체 막은 광을 포착한다. 그 후 이 방법은, 화학 처리에 의해, 필름 위에 형성된 잠상을 현상함으로써 화상을 가시화한다.

최근의 디지털 기술의 진보에 의해, 대상물을 투과한 X선의 강도 분포를 전기 신호로 변환해서 검출하고, 이 전기 신호를 처리해서 결과 정보를 가시 화상으로서 모니터 등에 재생함으로써 고화질의 방사선 촬영 화상을 얻는 방식이 보급되어 왔다. 이러한 방사선 촬영 화상을 전기 신호로 변환하는 방법으로서는, 대상물을 투과한 X선을 형광체 내에 일시적으로 잠상으로서 저장하고, 레이저 빔 등의 여기 광으로 형광체를 조사함으로써 잠상을 광전적으로 판독하고, 그런 다음 판독된 화상을 가시 화상으로서 출력하는 방사선 촬영 화상 기록/재생 시스템이 제안되어 있다.

또한, 최근의 반도체 공정 기술의 진보에 수반하여, 반도체 센서를 사용해서 전술한 바와 마찬가지로 방사선 촬영 화상을 촬영하는 장치가 개발되어 있다. 이 시스템들은 종래의 형광체 필름을 이용하는 방사선 촬영 시스템에 비해 매우 넓은 다이내믹 레인지(dynamic range)를 갖고 있어서, X선 노광량의 변동에 영향을 받지 않는 방사선 촬영 화상을 얻을 수 있다. 그와 동시에, 종래의 형광체 필름 방식과는 달리, 이 방법은 임의의 화학 처리를 행할 필요가 없고, 즉각적으로 출력 화상을 얻을 수 있다.

최근, 휴대형 방사선 촬영 장치도 개발되어, 임의의 촬영 자세에서의 촬영을 행할 필요가 있을 경우에 이용된다. 이 휴대형 방사선 촬영 장치는, 대상물의 하중을 정하중(static load)으로서 직접 받을 수 있거나, 또는 반송 동안 장치가 낙하하는 경우 충격 하중을 받을 수 있다. 이렇게, 휴대형 방사선 촬영 장치는, 장치의 내부의 X선 검출 유닛을 보호하면서, 장치에 작용하는 부하를 견디기에 충분한 특정 강도를 갖는 것이 요구된다.

최근, 일본 특허 제3848288호에 개시된 휴대형 촬영 장치 등이 제안되었다. X선 검출 센서는 높은 레벨의 강도를 갖는 베이스에 지지된다. 이 베이스는 하부측의 외장(exterior)에 고정된다. 베이스의 하면은 복수의 오목부를 갖고, 탄소 재료로 이루어진 판재를 접합시켜 강도를 확보한다.

또한, 일본 공개 특허 공보 제2006-311575호는, X선 검출 센서를 보호하기 위해 센서와 하우징 사이에 기체를 충전시킨 용기가 배치된 장치를 제안했다.

일반적으로, 장치의 내부를 보호하면서 장치 자체의 강도를 향상시키는 것은, 장치 자체의 중량 및 크기를 증가시킬 것이다. X선 실에 있는 테이블 위에서의, 병동의 침대 위에서의, 또는 수술실 내의 수술대 위에서의 대상물의 촬영을 위해, 수술대 등과 대상물 사이에 휴대형 방사선 촬영 장치를 삽입할 경우들이 있다. 이 때문에, 방사선 촬영 장치는 환자의 부담 경감을 위해 가능한 한 얇은 것이 요구된다. 촬영시에, 수술대 등과 대상물 사이에 방사선 촬영 장치를 삽입할 때, 방사선 촬영 장치를 조작하는 X선 기사는 한쪽 손으로 장치를 유지할 필요가 있다. 특히, 병동에서 침대 옆의 회진 차(nursing cart) 위에서 방사선 촬영 장치를 사용하는 경우, 그 기사는 그/그녀 혼자서 환자의 자세를 유지시키면서 방사선 촬영 장치를 세팅할 필요가 있다. 따라서, 기사의 부담 경감을 위해서라도 장치가 더 작고 가벼울 필요가 있다.

전술한 바와 같이, 종래의 방사선 촬영 장치의 경우에서, 장치의 보호를 고려하여 장치 자체의 강도를 향상시키기 위해, 장치 자체의 중량 및 크기를 증가시킬 필요가 있다. 한편, 환자의 부담의 경감을 고려하여, 장치의 두께를 감소시키는 것이 필요하나, 조작자의 부담의 경감을 고려하여, 장치의 중량을 감소시키는 것이 필요하다. 즉, 종래의 방사선 촬영 장치는 이와 같이 상반되는 과제를 갖고 있다.

일본 특허 공보 제3848288호에 개시된 장치에 있어서, X선 검출 센서의 지지 구조는 외장 하우징에 나사를 사용해서 체결되어, X선 검출 센서의 장치 내부에서의 이동을 규제한다. 이 장치를 두께 방향에서 고려한다. 이 경우, 각 나사의 머리, 하우징의 두께, 및 각 나사의 충분한 결합량을 고려하면, X선 검출 센서의 이면측에 있어서 특정 두께를 가질 필요가 있고, 따라서 두께의 감소에는 한계가 생긴다.

일본 공개 특허 공보 제2006-311575호에 개시된 장치는, 하우징이 외부로부터 가해지는 충격 등에 의해 변형되는 경우에도, 내부의 X선 검출 센서가 보호되고, 하우징이 안정성을 갖는 것을 특징으로 한다. 하우징의 변형을 허용하면서 하우징 내의 X선 검출 센서를 보호하기 위해, 하우징과 X선 검출 센서 사이에 충분한 공간을 확보해야 한다. 이것은 두께의 감소의 관점에서 한계를 유발한다.

본 발명은, 방사선 촬영 장치의 내부에 배치되는 X선 검출 센서를 보호하기 위해 필요한 강도를 확보하면서, 장치의 박형화 및 경량화를 달성하고, 우수한 편리성을 제공하는 방사선 촬영 장치를 제공한다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 대상물을 X선으로 조사하는 X선 발생 수단을 포함하는 방사선 촬영 장치가 제공되며, 이 장치는,

프레임 부재보다 X선 투과율이 높은 부재에 의해 형성된 X선 수광 유닛을 포함하는 제1 하우징,

상기 제1 하우징 위에 임의의 갭 없이 배치되고, 상기 X선 발생 수단에의 X선 조사 방향의 하중을 완화하는 완충재,

상기 완충재 위에 임의의 갭 없이 배치되고, 상기 X선 수광 유닛을 통해, 상기 대상물을 투과한 X선을 검출하는 X선 검출 센서,

상기 X선 검출 센서를 지지하는 지지면이 상기 X선 검출 센서 위에 임의의 갭 없이 배치되고, 상기 지지면과는 반대측의 표면 위에 1개 이상의 볼록부가 형성되어 있는 지지 부재, 및

상기 지지 부재 위에 형성된 상기 볼록부와 결합하는 오목부를 포함하고, 상기 오목부와 상기 볼록부가 결합하는 경우, 상기 X선 조사 방향에 대하여 수직인 방향에서의 상기 지지 부재의 이동을 제한하는 제2 하우징을 포함한다.

본 발명은, 방사선 촬영 장치의 내부에 배치되는 X선 검출 센서를 보호하기 위해 필요한 강도를 확보하면서, 장치의 박형화 및 경량화를 달성하고, 우수한 편리성을 제공하는 방사선 촬영 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 다른 특징들은 (첨부 도면을 참조하여) 하기의 예시적인 실시 형태들의 설명으로부터 명백해질 것이다.

도 1a는 방사선 촬영 시스템의 개략을 설명하는 도면이다.
도 1b는 제1 실시 형태에 따른 방사선 촬영 장치의 구성을 도시하는 단면도이다.
도 1c는 방사선 촬영 장치의 단면 사시도이다.
도 2a는 제1 실시 형태에 따른 방사선 촬영 장치에 이용되는 지지 부재의 예를 도시하는 도면이다.
도 2b는 도 2a에 도시된 지지 부재의 부분 단면도이다.
도 3a는 도 1a의 부분 확대도이다.
도 3b는 완충재의 변형을 설명하는 도면이다.
도 4a 내지 도 4c는 제2 실시 형태에 따른 방사선 촬영 장치에 이용되는 지지 부재에 작용하는 힘을 예시적으로 도시하는 도면이다.
도 5a 내지 도 5d는 각각 제3 실시 형태에 따른 방사선 촬영 장치에 이용되는 지지 부재의 오목부의 형상의 예를 도시하는 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 제1 실시 형태에 따른 방사선 촬영 장치에 이용되는 지지 부재의 볼록부의 형상의 예를 도시하는 도면이다.
도 7a 내지 도 7d는 각각 제4 실시 형태에 따른 방사선 촬영 장치에 이용되는 중공 구조의 예를 도시하는 도면이다.
도 8a 내지 도 8c는 각각 제4 실시 형태에 따른 방사선 촬영 장치에 이용되는 중공 구조의 리브(rib) 형상의 예를 도시하는 도면이다.

본 발명의 실시 형태를 첨부 도면을 참조하여 하기에서 상세하게 설명한다.

[제1 실시 형태]

방사선 촬영 장치를 이용한 방사선 촬영 시스템의 개략을 도 1a를 참조하여 설명한다. 방사선 촬영 장치(1)에는 X선 검출 센서(14)가 내장되어 있다. 이 방사선 촬영 장치(1) 위에 X선 발생기(8)가 설치되어 있다. X선 발생기(8)는 X선으로 대상물(6)을 조사한다. 대상물(6)을 투과한 X선은 형광체를 통해서 가시광으로 변환된다. 2차원의 매트릭스 패턴으로 배열된 광전 변환 소자는 가시광을 전기 신호로서 검출한다. 방사선 촬영 장치(1)는 장치의 전체적인 제어를 행하는 제어 유닛을 포함한다. 이 제어 유닛은, 예를 들면, 광전 변환 소자에 의해 검출된 전기 신호를 판독하고, 판독된 데이터를 처리하고, 그 전기 신호에 기초하여 화상을 전송하는 동작을 제어한다. 화상 처리 유닛(4)은 방사선 촬영 장치(1)의 제어 유닛으로부터 전송된 화상을 디지털 처리한다. 그 후, 모니터(5)는 대상물(6)의 방사선 촬영 화상을 표시한다. 이 시스템은, 후처리에서 화상을 판독하는 방사선 촬영 화상 기록/재생 시스템과는 달리, 즉시 화상을 모니터에 표시할 수 있다는 장점이 있다. 방사선 촬영 장치(1)는, 휴대형 방사선 촬영 장치로서 형성될 수 있어서, 임의의 촬영 자세에서 대상물(6)을 촬영하기에 적합하다.

도 1b 및 도 1c를 참조하여, 제1 실시 형태에 따른 방사선 촬영 장치(1)의 단면 구조를 설명한다. 제1 하우징(11)은 X선 입사측의 하우징이며, 예를 들면, 경량이고 강한 알루미늄 합금이나 마그네슘 합금 등의 강성이 높은 재료(프레임 부재(19))로 만들어진다. S/N비가 높은 고품질의 화상을 취득하기 위해, X선 발생기(8)의 X선 튜브로부터 조사되어 대상물(6)을 투과한 X선을 손실 없이 X선 검출 센서에 도달시킬 필요가 있다. 이 때문에, (후술의) X선 검출 센서(14)의 X선 입사측 투영면 위에 배치되어, X선 발생기(8)로부터 조사된 X선을 수광하는 제1 하우징(11)의 X선 수광 유닛은, 프레임 부재(19)보다 높은 X선 투과성을 가질 것이 요구된다. 제1 실시 형태에서는, 제1 하우징(11)의 X선 수광 유닛에 프레임 부재(19)보다 X선 투과율이 높은 탄소 섬유 강화 플라스틱인 CFRP(12)를 이용한다. CFRP(12)는 제1 하우징(11)의 프레임 부재(19)에 접착제로 접합된다.

X선 투과율을 향상시키고 중량을 감소시키기 위해, CFRP(12)는 1mm 정도로 얇은 것을 이용한다. 이 때문에, CFRP(12)만으로는 촬영시에 대상물의 하중을 견딜 수 없어서 굽혀진다. 그 결과, CFRP(12)에 작용하는 하중은, CFRP(12)의 아래에 있는 X선 검출 센서(14)에 직접 작용할 것이다. 국부적인 하중으로서, 충격을 포함하는 하중이 X선 검출 센서(14) 위에 직접 작용하는 것을 방지하기 위해, CFRP(12)와 X선 검출 센서(14) 사이에는 실리콘계 또는 우레탄계 재료 등의 발포제로 이루어진 완충재(13)가 배치되어, 하중을 완화시킨다.

X선 검출 센서(14)는, X선 입사측으로부터 형광체를 보호하는 알루미늄 시트와, 방사선을 가시광으로 변환하는 형광체를 포함한다. 또한, X선 검출 센서(14)는, 가시광을 전기 신호로 변환하는 매트릭스 패턴으로 배열된 광전 변환 소자들과, 광전 변환 소자들이 형성되어 있는 기판을 포함한다. X선 검출 센서(14)는, 서로 적층되어 있는 알루미늄 시트, 형광체, 광전 변환 소자, 및 기판을 포함한다.

광전 변환 소자에 의해 변환된 전기 신호는, X선 검출 센서(14)의 측면에 배치된 플렉시블 회로 기판(18)을 통해 신호 처리 회로(17)에 접속된다.

지지 부재(15)는 X선 검출 센서(14)를 지지하는 부재이다. 이 부재를 위해, 경량이고 강한 알루미늄 합금, 마그네슘 합금, 또는 CFRP 등의 강도가 높은 재료를 이용할 수 있다. 지지 부재(15)는 양면 테이프 등의 접착 부재로 X선 검출 센서(14)에 접합된다. 지지 부재(15)가 박판 부재이기 때문에, 제1 하우징(11)에 외부로부터의 하중이 작용하는 경우, 예를 들면, 제1 하우징(11)에 대상물을 배치할 경우, 지지 부재(15)는 X선 검출 센서(14)를 파손으로부터 보호하기에 충분히 양호한 강도 기능을 갖고 있지 않다. 이 때문에, 외부로부터의 하중은, 지지 부재(15)의 X선 입사측에서 볼 때 이면측에 배치된 제2 하우징(16)에 직접 전달된다. 이렇게, 지지 부재(15)에 박형 재료를 사용하여, 장치의 박형화 및 경량화를 달성한다.

지지 부재(15)는, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 제2 하우징(16)을 향해서 돌출한 몇 개의 볼록부(15a)를 갖고 있다. 도 2a는, 8개의 볼록부가 형성되어 있는 예를 도시한다. 도 2a의 정면도 PV는 지지 부재(15)를 도 1b의 화살표 Q의 방향으로부터 보았을 경우의 도면이다. 본 예에서는, 화살표 Q의 방향으로부터 보았을 경우, 각 볼록부는 원주 형상(columnar shape)을 갖는다. 도 2b는 도 2a에 있어서의 각 볼록부의 라인 A-A를 따라 절개한 단면도이다. 각 볼록부는 지지 부재(15)의 일부를 드로잉 등에 의해 볼록 형상으로 변형시킴으로써 형성된다. 그러나, 별개의 부품으로서 볼록 형상을 형성해서 평판 형상의 지지 부재(15)에 고정시킬 수도 있다. 볼록부의 위치 및 개수는, 장치에 작용하는 충격 하중의 크기 및 방향을 고려하여 결정된다.

제2 하우징(16)은, X선 입사측에서 볼 때 X선 검출 센서(14)의 반대측(이면측)에 위치하고, 예를 들면, 제1 하우징(11)과 마찬가지로 경량이며 강한 알루미늄 합금 또는 마그네슘 합금 등의 강도가 높은 재료로 이루어진다. 제2 하우징(16)의 지지 부재(15)측에는, 지지 부재(15)에 설치되어 있는 볼록부와 결합하도록 오목부가 형성된다. 제2 하우징(16)을 지지 부재(15)와 접촉시키는 것에 의해 수직 방향(z축 방향)의 하중을 지지할 것이다. 제1 하우징(11)에 대상물이 배치될 때 작용되는 외부로부터의 하중은 완충재(13), X선 검출 센서(14), 및 지지 부재(15)를 통해 제2 하우징(16)에 의해 모두 받아진다. 제2 하우징(16)은, X선 검출 센서(14)의 굽힘 응력의 한계값인 허용 가능한 응력값보다 큰 굽힘 강성을 갖는다.

제2 하우징(16)에 형성된 오목부와, 지지 부재(15)에 형성된 볼록부가 결합하는 결합 구조는, 장치 내부에 있어서, X선 입사 방향을 법선으로 하는 평면 방향(x-y 평면)에 있어서의 X선 검출 센서(14)의 이동을 규제한다. 방사선 촬영 장치 내부의 이 평면 방향에 있어서 X선 검출 센서(14)의 위치 및 자세가 유지된다. 또한, 제1 하우징(11)의 프레임 부재(19)에 접합된 CFRP(12), 완충재(13), X선 검출 센서(14), 지지 부재(15), 및 제2 하우징(16)은 X선 입사 방향(z 방향)으로부터 보았을 때 임의의 갭 없이 적층된다. 임의의 갭 없이 그들을 적층하는 것은, X선 검출 센서(14)의 X선 입사 방향(z 방향)에 있어서의 이동을 규제할 것이고, 그의 위치 및 자세를 유지할 수 있다.

현실적으로는, 강체를 임의의 갭이 없이 적층하는 것은 곤란하기 때문에, 실리콘계 또는 우레탄계 재료 등의 발포제로 이루어진 완충재(13)를 X선 입사 방향으로 압축하도록 완충재에 압력이 인가된 상태로 유지된다. 그 결과의 반발력을 이용해서 X선 입사 방향(z 방향)으로 X선 검출 센서(14) 및 지지 부재(15) 등을 압박하여, 갭을 제거한다.

완충재(13)는 실리콘계 또는 우레탄계 재료 등의 발포제로 이루어지기 때문에, 하중을 받으면 변형한다. 도 3a는 도 1b에 있어서 부분(101)의 확대도이다. 도 3a를 참조하면, 제2 하우징(16)이 낙하되는 경우, 지지 부재(15)는 충격 하중 S를 받는다.

완충재(13)는, 제1 하우징(11)과의 접촉면으로부터 X선 조사 방향의 제1 압축력(하중 R)과, X선 검출 센서(14)와의 접촉면으로부터 제1 압축력과는 반대 방향의 제2 압축력을 받는 상태로 배치된다. 대응하는 오목부와 결합하는 각 볼록부의 높이는, 제1 압축력 및 제2 압축력에 의해 완충재(13)에 생기는 변형량보다 크다. 완충재(13)는, 하중 R을 받으면, 도 3b에 도시된 바와 같이, 초기 상태의 두께 H4로부터 H3으로 압축된다. 최대 압축량을 H1(=H4 - H3)이라고 하고, 제2 하우징(16)에 형성된 대응하는 오목부와 결합하는 지지 부재(15)에 형성된 각 볼록부의 길이(결합량)를 H2라고 하면, H1 < H2의 관계를 충족시킬 필요가 있다. 완충재(13)의 최대 압축량 H1이 결합량 H2보다 커지면, 제2 하우징(16)의 오목부는 지지 부재(15)의 볼록부와의 결합을 해제한다. 이 부분들의 결합 해제에 의해, X선 조사 방향을 법선으로 하는 평면의 방향(X선 조사 방향에 대하여 수직임)으로 X선 검출 센서(14)의 이동의 자유도를 발생시킬 것이다. 이것은, X선 검출 센서(14)를 평면 방향에서 유지하는 것을 불가능하게 한다.

낙하 충격 등의 충격을 받을 경우에 결합 해제가 발생하면, X선 검출 센서(14)가 방사선 촬영 장치의 내부에서 이동하고, 제1 하우징(11) 또는 제2 하우징(16)의 내벽에 충돌할 수 있다. 그 결과, X선 검출 센서(14)가 파손될 수 있다. 그러나, H1 < H2가 충족되면, X선 검출 센서(14)가 X선 입사 방향을 법선으로 하는 평면 방향으로 이동하지 않는다.

상기의 구조는, X선 검출 센서(14)를 하우징에 고정하지 않은 채 그의 위치 및 자세를 유지할 수 있고, 외부로부터의 하중 또는 충격을 받은 경우에도, X선 검출 센서(14)를 신뢰성 있게 보호할 수 있다. 또한, 관계 H1 < H2를 충족시키면서, 완충재(13)의 두께를 얇게 하고, 지지 부재(15)의 각 볼록부와 제2 하우징(16)의 대응하는 오목부 간의 결합량을 감소시킴으로써, 두께 방향에 있어서 방사선 촬영 장치의 크기를 감소시킬 수 있다. 이것은 방사선 촬영 장치의 박형화를 실현할 수 있다.

제1 실시 형태에서, 지지 부재(15)의 각 볼록부의 투영도는 도 1b의 화살표 Q 방향에서 보았을 경우 원 형상을 나타낸다. 그러나, 본 발명의 취지는 이 형상에 한정되지 않는다. 예를 들면, 각 볼록부는 제1 실시 형태에서 설명된 것과 마찬가지의 기능이 있는 한, 십자형이거나, 또는 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같은 사각형 형상 등의 다른 형상을 가질 수 있다. 그러한 구조를 이용함으로써, 방사선 촬영 장치의 내부에 배치되는 X선 검출 센서를 보호하기 위해 필요한 강도를 확보하면서, 장치의 박형화 및 경량화를 달성하고, 우수한 편리성을 제공하는 방사선 촬영 장치를 제공할 수 있다.

[제2 실시 형태]

도 4a 내지 도 4c를 참조하여 제2 실시 형태에 따른 방사선 촬영 장치에 이용되는 지지 부재에 작용하는 힘을 예시적으로 설명한다. 도 4b는 제2 실시 형태에 따른 방사선 촬영 장치에 이용되는 지지 부재(15)에 형성된 볼록부의 단면 형상의 예를 도시한다. 볼록부는 원주 형상을 갖지 않고, 볼록부의 원단부(distal end portion)의 직경이 근단부(proximal end portion)의 직경보다 작도록 테이퍼된 원추대 형상을 갖는다. 제2 하우징(16)에 형성된 각 오목부의 측면은 테이퍼된 부분(tapered portion)과 결합하는 경사를 갖는다. 도 4c는 도 1b에 있어서 화살표 P의 방향에서 본 상태를 도시한다. 방사선 촬영 장치가 도 4c의 화살표(52)의 방향으로 낙하되는 경우를 고려한다. 이 경우, 도 4c에 도시된 바와 같이, 방사선 촬영 장치가 바닥면에 충돌하는 순간에 방사선 촬영 장치에 충격 하중 F52가 작용한다. 지지 부재(15)의 볼록부의 개수가 N개인 경우에는, 각 볼록부에 작용하는 충격 하중은 F'(=F52/N)으로 표현된다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 볼록부가 원주 형상을 갖는 경우, 볼록부에 작용하는 충격 F'은 볼록부의 측면에 직접 전달된다. 큰 부하가, 볼록부에 작용하고, 지지 부재(15)에 접합되어 있는 X선 검출 센서(14)에 직접 전달된다. 충격 F'이 크면, 볼록부가 변형될 수 있거나, 또는 X선 검출 센서(14)가 파손될 수 있다. 즉, 그러한 충격은 고장을 유발할 수 있다.

이에 반해, 도 4b에 도시된 바와 같이, 볼록부의 측면에 각도 θ(rad)의 경사가 설치되어 원추 형상을 형성함으로써, 장치가 낙하될 때 볼록부에 작용하는 충격 하중 F'을 분산시킨다. 낙하 방향과 일치하는 방향의 수평 방향의 하중 성분은 F'cosθ로 표현되고, 이것은 F'보다 작다. 즉, X선 검출 센서(14)에의 충격도 완화된다. F'의 수직 방향의 하중 성분은 F'sinθ로 표현되고, X선 입사 방향과 일치한다. 완충재(13)는 이 방향의 힘을 견딜 수 있다. 이렇게 각 볼록부의 측면에 경사를 설치함으로써 충격 하중 F'을, 수평 방향의 성분과 수직 방향의 성분으로 분산시켜, 완충재(13)가 수직 방향의 하중 성분을 견디게 해준다. 이 경우, 지지 부재(15)에 형성되어 있는 볼록부는 변형하기 어렵고, X선 검출 센서(14)에 작용하는 충격도 완화될 수 있다. 제2 실시 형태의 지지 부재(15)의 구조를 이용함으로써, X선 검출 센서를 보호하기 위해 필요한 강도를 확보하면서, 장치의 박형화 및 경량화를 달성하고, 우수한 편리성을 제공하는 방사선 촬영 장치를 제공할 수 있다.

[제3 실시 형태]

도 5a 내지 도 5d를 참조하여 제3 실시 형태에 따른 방사선 촬영 장치에 이용되는 지지 부재를 예시적으로 설명한다. 도 5a는, 도 2a와 마찬가지로, 도 1b의 화살표 Q 방향으로부터의 지지 부재(15)를 도시한다. 도 5a는 지지 부재(15)에 형성된 볼록부의 개수가 8개인 경우를 도시하지만, 본 발명의 취지는 이 개수에 한정되지 않는다.

도 5b는 도 5a에 있어서의 부분(102)의 볼록부의 확대도이다. 도 5c는 도 5a에 있어서의 라인 B-B를 따라 절개한 단면도이다. 지지 부재(15)에 형성된 각 볼록부는, 제1 길이방향(longitudinal) 탄성 계수를 갖는 제1 부재와, 제1 길이방향 탄성 계수보다 높은 제2 길이방향 탄성 계수를 갖는 제2 부재를 포함한다. 제1 부재의 예는, 고무 부재 등의 탄성 부재로 이루어진 부분(21)이다. 제2 부재의 예는, 강체로 이루어진 부분(22)이다. 전체적으로, 강체(22)로 이루어진 부분이 지지 부재(15)의 중심부 G(도 5a)를 향하도록 볼록부가 배치된다. 각각의 볼록부의 탄성 부재(21)는 지지 부재(15)의 지지면의 중심부 G(도 5a)에 대해 지지 부재(15)의 외주 방향을 향하도록 배치된다. 각각의 볼록부의 강체(22)는 지지 부재(15)의 지지면의 중심부 G를 향하도록 배치된다.

이렇게 볼록부를 강체(22)와 탄성 부재(21)로 구성하기 때문에, 예를 들면, 도 4c의 화살표(51)의 방향으로 장치가 낙하되어, 장치가 충격 하중 F51을 받을 경우, 도 5a에 있어서의 볼록부(33, 35, 38)의 탄성 부재(21)가 충격 하중을 완화한다. 볼록부(31, 34, 36)의 강체(22)는 충격 하중을 확실히 견딜 수 있다. 이것은 방사선 촬영 장치 내부에서의 X선 검출 센서(14)의 이동을 신뢰성 있게 규제하면서, X선 검출 센서(14)를 충격으로부터 보호할 수 있게 한다.

도 4c의 화살표(62)의 방향으로 장치가 낙하되어 충격 하중 F62를 받을 경우, 도 5a에 있어서의 볼록부(32)와 볼록부(33, 35)의 탄성 부재(21)가 충격 하중을 완화한다. 그리고, 볼록부(34, 36)와 볼록부(37)가 충격 하중을 확실히 견뎌서, 장치 내부에서의 X선 검출 센서의 이동을 신뢰성 있게 규제하면서, X선 검출 센서를 충격으로부터 보호한다.

전술한 바와 같이, 각각의 볼록부는, 그에 작용하는 충격 하중을 감소시키는 탄성 부재(21)와, 충격 하중을 확실히 견디고 변형을 제한하는 강체(22)를 갖는다. 그러한 볼록부를 지지 부재의 외주부에 복수의 부분에 배치함으로써, 충격 하중에 기인하는 지지 부재(15)를 굽히는 힘을 억제할 수 있다. 이것은, X선 검출 센서(14)에 작용하는 하중도 감소시킬 수 있다.

도 5d에 도시된 바와 같이, 각각의 탄성 부재(21)의 직경(최대 외경)을, 제2 하우징(16)의 대응하는 오목부와 결합하는 크기를 갖는 대응하는 강체(22)의 직경(최대 외경)보다 크게 함으로써, 지지 부재(15)의 볼록부는 제2 하우징(16)의 오목부와 가압 상태에서 결합할 수 있다. 이들을 가압하는 것에 의해, 타이트하게 결합된 상태를 실현할 수 있어서 X선 검출 센서(14)를 보다 신뢰성 있게 유지할 수 있다.

제3 실시 형태에서 설명한 지지 부재의 구조를 이용함으로써, 장치 내부에 설치된 X선 검출 센서를 보호하기 위해 필요한 강도를 확보하면서, 장치의 박형화 및 경량화를 달성하고, 우수한 편리성을 제공하는 방사선 촬영 장치를 제공할 수 있다.

[제4 실시 형태]

도 7a 내지 도 7d 및 도 8a 내지 도 8c를 참조하여 제4 실시 형태에 따른 방사선 촬영 장치에 이용되는 제2 하우징(16)의 구조를 예시적으로 설명한다. 제2 하우징(16)은, 방사선 촬영 장치가 X선 입사 방향으로부터 받는 하중을 견딜 수 있는 구조를 갖는다. 그 때문에, 제2 하우징(16)은 그에 작용하는 하중을 허용하고, 방사선 촬영 장치의 내부의 X선 검출 센서(14)를 보호하기 위해 필요한 강도를 가질 필요가 있다. 제2 하우징(16)이 단순히 필요한 강성을 확보할 것이 요구된다면, 길이방향 탄성 계수가 큰 재료를 선택할 수 있고, 제2 하우징(16)의 두께를 증가시킬 수 있다. 그러나, 이것은 제2 하우징(16)의 중량을 증가시킨다. 즉, 경량화는 기대할 수 없다. 경량화를 행하면서, 필요한 강도를 확보하기 위해서, 제2 하우징(16)은 중공 구조(hollow structure)를 갖는 구조체로 형성된다(도 7a).

도 7a에 도시된 바와 같이, 제2 하우징(16)은 외장도 겸하는 하우징(16a), 및 지지 부재(15)와 접하는 평탄면을 갖는 판 형상 부재(16b)를 포함한다. 하우징(16a)은 판 형상 부재(16b)에 접착제 등에 의해 접합된다.

도 7b는 판 형상 부재(16b)의 부분 단면도이고, 하우징(16a)에 일체적으로 형성되어 있는 리브(rib) 구조를 예시적으로 도시한다. 리브의 상면에 판 형상 부재(16b)가 접합되어, 중공 구조를 형성한다. 도 7c는, 리브 구조가 하우징(16a) 대신, 지지 부재(15)와 접하는 판 형상 부재(16b)에 일체적으로 형성된 구성을 예시적으로 도시한다. 이 경우, 리브 구조의 하면이 하우징(16a)에 접합되어, 중공 구조를 형성한다.

도 7d는, 리브 구조가, 하우징(16a) 및 판 형상 부재(16b)와는 다른 부재(16c)로 형성되는 구성을 예시적으로 도시한다. 부재(16c)의 상면은 판 형상 부재(16b)에 접합되고, 부재(16c)의 하면은 하우징(16a)에 접합됨으로써, 중공 구조를 형성한다.

다양한 리브 형상들을 구상할 수 있다. 예를 들면, 6각형의 벌집 형상이 잘 알려져 있다(도 8a). 도 8b 및 도 8c에 도시된 것과 같은 기타 리브 형상들도 구상할 수 있다. 제2 하우징(16)을 중공 구조체로 형성함으로써, 장치 내부에 배치된 X선 검출 센서를 보호하기 위해 필요한 강도를 확보하면서, 장치의 박형화 및 경량화를 달성하고, 우수한 편리성을 제공하는 방사선 촬영 장치를 제공할 수 있다.

[다른 실시 형태]

본 발명의 특징들은, 전술한 실시 형태(들)의 기능들을 수행하기 위해 메모리 디바이스에 기록된 프로그램을 판독하여 실행하는 시스템 또는 장치의 컴퓨터(또는 CPU 또는 MPU 등의 디바이스들)에 의해 구현될 수도 있고, 또한 전술한 실시 형태(들)의 기능들을 수행하기 위해 메모리 디바이스에 기록된 프로그램을 판독하여 실행하는, 예를 들면, 시스템 또는 장치의 컴퓨터에 의해 수행되는 단계들을 포함하는 방법에 의해 구현될 수도 있다. 이를 위해, 프로그램은, 예를 들면, 네트워크를 통해 또는 메모리 디바이스로서 기능하는 다양한 종류의 기록 매체(예를 들면, 컴퓨터 판독가능 매체)로부터 컴퓨터에 제공된다.

본 발명은 예시적인 실시 형태들을 참조하여 설명되었지만, 본 발명은 개시된 예시적인 실시 형태들로 한정되지 않는다는 것을 이해할 것이다. 하기의 청구항들의 범위는 그러한 변경 및 등가의 구조와 기능을 모두 포괄하도록 최광의의 해석에 따라야 한다.

본 출원은 2009년 9월 25일자로 출원된 일본 특허 출원 제2009-221441호의 우선권을 주장하며, 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 원용된다.

Claims

대상물을 X선으로 조사하는 X선 발생 수단을 포함하는 방사선 촬영 장치이며,
프레임 부재보다 X선 투과율이 높은 부재에 의해 형성된 X선 수광 유닛을 포함하는 제1 하우징과,
상기 제1 하우징 위에 배치되고, 상기 X선 발생 수단에의 X선 조사 방향의 하중을 완화하는 완충재와,
상기 완충재 위에 배치되고, 상기 X선 수광 유닛을 통해, 상기 대상물을 투과한 X선을 검출하는 X선 검출 센서와,
상기 X선 검출 센서를 지지하는 지지면이 상기 X선 검출 센서 위에 배치되고, 상기 지지면과는 반대측의 표면에 1개 이상의 볼록부가 형성된 지지 부재와,
상기 지지 부재에 형성된 상기 볼록부와 결합하는 오목부를 포함하고, 상기 오목부와 상기 볼록부가 결합하는 경우, 상기 X선 조사 방향에 대하여 수직인 방향으로의 상기 지지 부재의 이동을 제한하고, 상기 X선 조사 방향에 대하여 평행한 방향으로의 상기 지지 부재의 이동을 허용하는 제2 하우징을 포함하는, 방사선 촬영 장치.
제1항에 있어서,
상기 완충재는, 상기 제1 하우징과 접촉하는 접촉면으로부터의 상기 X선 조사 방향의 제1 압축력과, 상기 X선 검출 센서와 접촉하는 접촉면으로부터의 상기 제1 압축력의 방향과는 반대 방향의 제2 압축력을 받는 상태로 배치되고,
상기 오목부와 결합하는 상기 볼록부의 높이는 상기 제1 압축력과 상기 제2 압축력에 의해 상기 완충재에 생기는 변형량보다 큰, 방사선 촬영 장치.
제1항에 있어서,
상기 지지 부재에 형성된 상기 볼록부에는 상기 볼록부의 원단부(distal end portion)의 직경이 상기 볼록부의 근단부(proximal end portion)의 직경보다 작도록 테이퍼부(tapered portion)가 형성되고,
상기 제2 하우징에 형성된 상기 오목부의 측면에는 상기 테이퍼부와 결합하는 경사부가 형성된, 방사선 촬영 장치.
제1항에 있어서,
상기 지지 부재에 형성된 상기 볼록부는, 제1 길이방향 탄성 계수를 갖는 제1 부재와, 상기 제1 길이방향 탄성 계수보다 높은 제2 길이방향 탄성 계수를 갖는 제2 부재를 포함하는, 방사선 촬영 장치.
제4항에 있어서,
상기 제1 부재의 최대 외경은 상기 오목부와 결합하는 크기를 갖는 상기 제2 부재의 최대 외경보다 큰, 방사선 촬영 장치.
제4항에 있어서,
상기 지지 부재의 지지면의 중심부에서 볼 때 상기 제1 부재는 상기 지지 부재의 외주 방향을 향하도록 배치되고, 상기 제2 부재는 상기 지지 부재의 지지면의 중심부를 향하도록 배치되는, 방사선 촬영 장치.
제1항에 있어서,
상기 제2 하우징은 복수의 부재에 의해 형성된 중공부(hollow portion)를 포함하는, 방사선 촬영 장치.