放射線画像検出カセッテ
【課題】回路基板等の振動を抑制して適正な放射線画像を取得すること。
【解決手段】基台２２とシグナルインターフェース基板２３Ａとの間、又は筐体３１の内壁とシグナルインターフェース基板２３Ａとの間の少なくともどちらか一方において、緩衝材Ｘが設けられている。緩衝材Ｘを設けることによりシグナルインターフェース基板２３Ａの振動を抑制することが出来る。
【解決手段】基台２２とシグナルインターフェース基板２３Ａとの間、又は筐体３１の内壁とシグナルインターフェース基板２３Ａとの間の少なくともどちらか一方において、緩衝材Ｘが設けられている。緩衝材Ｘを設けることによりシグナルインターフェース基板２３Ａの振動を抑制することが出来る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線画像検出カセッテに関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
ＦＰＤを用いた放射線画像検出装置の例として特許文献１に記載された技術があり、特許文献１ではＦＰＤカセッテが記載されている。特許文献１では、樹脂等で形成された基台の一方の面にシンチレータや光電変換素子が取り付けられ、他方の面に回路基板が取り付けられて構成された画像検出部が、いわゆる筒型の筐体の内部に収納されてＦＰＤカセッテを構成している。
【０００５】
もちろん、上記のような間接型では無く、アモルファスセレン等からなる直接型のパネルを基台の一方の面に設け、他方の面に回路基板等が取りつけられた画像検出部を筒型の筐体の内部に収納してＦＰＤカセッテを構成しても良い。
【０００６】
直接型や間接型の型式に係らず、筒型の筐体及び当該筺体の開口部と嵌合し開口部を補強する両端のキャップ部を採用することにより、捻じれ耐性等をはじめとする機械的強度が増大し、且つ軽量化、小型化を図ることが出来ている。また、特許文献１において、筒型の筐体の内部に収納される画像検出部は筐体内面に固着されておらず、筐体の一方の開口部から挿入され、適宜設けられた緩衝材により予圧された状態で筺体内部に保持されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２５７９１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＦＰＤカセッテは、その可搬性により、一般的な放射線科内の撮影室のみならず、例えば患者のベットサイドで放射線画像を撮影する回診撮影等に用いられるが、回診撮影に於いては、ＦＰＤカセッテを直接患者に宛がうので、ＦＰＤカセッテに患者からの荷重が加わったり、撮影技師がＦＰＤカセッテを患者に宛がったり、患者とベッドとの間に挿入したりする等により、ＦＰＤカセッテに振動や衝撃が加わる場合がある。
【０００９】
前述した筒型の筐体及び開口部キャップの嵌合による全体構造は、筺体全体としての機械的強度が高く筐体に加わった振動や衝撃が筺体全体の変形等により吸収（減衰）されず、保持用のスペーサ（緩衝材）等を通じて画像検出部に伝わりやすい。例えば放射線の照射が完了した後に、撮影技師が直ちに次の撮影に備えてＦＰＤカセッテのポジショニングを変更したりすると、ＦＰＤカセッテはいまだ放射線画像の読出動作の途中であるので、ＦＰＤカセッテに振動や衝撃が加わり、内蔵された基板や配線等にも振動や衝撃が加わる結果となり、最終的な読取り画像にノイズとして重畳してしまう恐れがある。
【００１０】
また、ＦＰＤカセッテが特許第３９５０６６５号公報、米国特許第７２１１８０３号明細書、米国特許第６００２７４２明細書等に記載のように、放射線の照射開始判断をＸ線発生装置系からの同期信号に基づき判断する同期（連携）方式では無く、照射開始時の微弱な放射線量をＦＰＤカセッテ自身で検知して判断する非同期（非連携）方式の場合には、撮影に際するカセッテＦＰＤの患者への位置決めの際に振動や衝撃を受けると、これによって生じたノイズ信号を照射開始信号と誤判断して蓄積モードへ移行してしまう恐れもある。
【００１１】
この場合、複数回の信号を検出することにより、ノイズでなく本来の照射開始信号であることを確認して蓄積モードへと移行させるアルゴリズム上の対策もあるが、あまりに多くの回数を検知することは、照射開始の判断が実際の照射開始よりも遅延する不具合を併発することにもなる。
【００１２】
しかしながら、様々な振動によって発生するノイズ全てに対応することは困難であり、物理的対策と組み合わせることがより好ましい。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、回路基板等の振動を抑制して適正な放射線画像を取得する放射線画像検出カセッテを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
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、
入射した放射線を電気信号に変換する検出部を有する検出器ユニットと、
一方の面に前記検出器ユニットが配置された基台と、
前記基台の他方の面に配置された、前記検出器ユニットと接続される基板を少なくとも有する制御部と、
前記検出器ユニットと前記基板を接続するフレキシブル回路と、
前記検出器ユニット、前記基台、前記制御部、前記フレキシブル回路を内蔵する筺体と、を備え、
前記基台と前記基板との間、又は前記筐体の内壁と前記基板との間の少なくともどちらか一方において、緩衝材が設けられていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る放射線画像検出カセッテによれば、回路基板等の振動を抑制して適正な放射線画像を取得することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】カセッテ型検出器の斜視図である。
【図２】筐体の斜視図である。
【図３】筐体と第１の蓋部材との構造を示す部分斜視図である。
【図４】第１の蓋部材の外側に装着される保護カバーの説明図である。
【図５】図１に示すカセッテ型検出器を図１の矢印方向から見た所定箇所の断面図である。
【図６】基台３１を放射線入射面の反対側からみた平面図である。
【図７】検出部を構成する光電変換部の１画素分の等価回路構成図である。
【図８】図７に示す光電変換部を二次元に配列した等価回路構成図である。
【図９】シグナルインターフェース基板の周囲に設置された緩衝材の変形例を示す説明図である。
【図１０】ゲートインターフェース基板の周囲に設置された緩衝材を示す説明図である。
【図１１】第１の蓋部材における角部の拡大斜視図である。
【図１２】図１に示すカセッテ型検出器を放射線入射面の方向から見た所定箇所の簡易断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［カセッテ型検出器の概要］
図１は、カセッテ型検出器１の斜視図である。
【００１８】
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の主要部は、照射された放射線を検出してデジタルの放射線画像データを取得する放射線検出部２（図５参照）と、放射線検出部２を内蔵するハウジング３から構成されている。ハウジング３は、放射線入射面Ｒを有し長辺側の両端部に開口部を有する筒型の筐体３１と、筐体３１の開口部を塞ぐ第１の蓋部材３２と、第２の蓋部材３３とにより構成されている。図１では示していないが、第１の蓋部材３２と第２の蓋部材３３は、筐体３１にネジ止めされている。
【００１９】
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以下であり、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（ＪＩＳ Ｚ ４９０５に対応する国際規格は、ＩＥＣ ６０４０６である）。なお、この規格に合致しない形状としても良いことは勿論である。
【００２０】
図２は、筐体３１の斜視図である。
【００２１】
筐体３１は、国際公開第０９／０５４２４２号等に開示されているように、カーボン（例えば炭素繊維強化プラスチック：ＣＦＲＰ）で構成され、軽量で、捻じれ耐性をはじめとする機械的強度が優れたものである。またＸ線透過率も良好なものである。図２で示すように、筐体３１は中空の筒型となっており、カセッテ型検出器１の強度を保つように形成されている。筐体３１の両側には開口部３１Ａ、３１Ｂがあり、この開口部近傍の機械的強度は低下することになるが、開口部３１Ａを第１の蓋部材３２の嵌合により塞ぎ、開口部３１Ｂを第２の蓋部材３３の嵌合により塞ぐことで機械的強度を補強し、カセッテ型検出器１全体としての捻じれ耐性等の必要な機械的強度を維持している（図１参照）。
【００２２】
第１の蓋部材３２、第２の蓋部材３３は金属であるアルミニウムで形成されており、カセッテ型検出器１が落下等により破損しないよう、カセッテ型検出器１の強度を維持している。また第１の蓋部材３２、第２の蓋部材３３はアルミニウム合金で形成することも出来る。カセッテ型検出器１は可搬型であるため、持ち運び性やブッキーなどの撮影台へのセット性を考慮すると更に軽量であるマグネシウム合金で第１の蓋部材３２、第２の蓋部材３３を形成することも有効である。アルミニウム合金の比重は２．７であり、マグネシウム合金の比重は１．８であるので、マグネシウム合金は、アルミニウム合金に比較して第１の蓋部材３２と第２の蓋部材３３で３分の２程度軽く出来る。更にマグネシウム合金は、比強度、比剛性、振動吸収性（減衰率）でもアルミニウム合金を上回る。
【００２３】
図３は、図１、図２とは異なる角度から見た筐体３１と第１の蓋部材３２との構造を示す部分斜視図である。
【００２４】
第１の蓋部材３２における挿入部３２Ａの大半は、筐体３１の開口部３１Ａ（図２参照）が第１の蓋部材３２により塞がれると、筐体３１の内部に入り込む構造になっている。一方、第１の蓋部材３２の外壁３２Ｂは、筐体３１の開口部３１Ａが第１の蓋部材３２により塞がれても筐体３１の内部に入り込まない。
【００２５】
なお、第１の蓋部材３２と第２の蓋部材３３はほぼ同じ形状となっており、図３で説明した構造により各々の開口部３１Ａ、３１Ｂが第１の蓋部材３２、第２の蓋部材３３により塞がれる。第１の蓋部材３２の両端と第２の蓋部材３３の両端は、筐体３１の内部に入り込まない構造となっており、筐体３１の四隅のカーボン繊維体を保護することが出来るので、カセッテ型検出器１の落下などによる衝撃から、筐体３１の四隅のカーボンの破損を防止することが出来る。
【００２６】
図４は、第１の蓋部材の外側に装着される保護カバーの説明図である。
【００２７】
カセッテ型検出器１の最終形態としては、保護カバー３４が第１の蓋部材３２の外側に装着される。後述するように、第１の蓋部材３２の角部には外壁穴３２Ｃや側壁穴３２Ｄが設けられており、ユーザーがカセッテ型検出器１を持つ際にユーザーが外壁穴３２Ｃや側壁穴３２Ｄを触らないようにするために、保護カバー３４により第１の蓋部材３２を覆っている。また、保護カバー３４は樹脂で形成されており、カセッテ型検出器１全体として軽量化が図られている。
【００２８】
図４では第１の蓋部材３２と保護カバー３４との関係のみ示しているが、第１の蓋部材３２に対向する第２の蓋部材３３の外側にも同様に保護カバーが装着される。
【００２９】
［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５は、図１に示すカセッテ型検出器１を図１の矢印方向から見た所定箇所の断面図である。
【００３０】
図５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（シグナルインターフェース基板（読み出しインターフェース基板）２３Ａ、制御基板２３Ｂ、充電池２４等）により構成されている。本実施形態において、基台２２の上方の面には遮蔽部材２５を介して検出器ユニット２１が取り付けられており、基台２２の下方の面にはシグナルインターフェース基板２３Ａ、制御基板２３Ｂ、充電池２４等の電気部品が取り付けられている。
【００３１】
基台２２は可撓性であり、薄い樹脂により構成されている。厚さは約１ｍｍであり、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。
【００３２】
検出器ユニット２１はシンチレータ２１１、検出部２１２、センサアレイ基板２１３、対向基板２１４、中間緩衝材２１５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がセンサアレイ基板２１３の上に支持されており、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とセンサアレイ基板２１３に挟まれている。
【００３３】
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。
【００３４】
シンチレータ２１１の下方には検出部２１２が形成されおり、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（電気信号）に変換して蓄積し、蓄積された電気エネルギーに基づく電気信号の出力を行う。
【００３５】
センサアレイ基板２１３と対向基板２１４は、ともに厚みが０．６ｍｍ程度のガラス基板である。
【００３６】
センサアレイ基板２１３の下方には中間緩衝材２１５が設置されており、対向基板２１４に対するセンサアレイ基板２１３の突出部を補強するとともに、センサアレイ基板２１３に加わる荷重を吸収する。また、対向基板２１４の上方には対向基板２１４を保護する上面緩衝材２１６が設置されており、基台２２の側面には基台２２の側面を保護する側面緩衝材２１７が設置されている。側面緩衝材２１７は振動や衝撃を吸収するよう、ポリウレタンゲル状エラストマーにより構成されているが、ウレタンフォーム等の材料でも良い。
【００３７】
センサアレイ基板２１３の端部には検出部２１２で発生した電気信号を取り出すための電気信号取出部２１８が設けられており、電気信号取出部２１８とシグナルインターフェース基板２３ＡとはフレキシブルハーネスＦＨにより接続されている。
【００３８】
基台２２の下方の面には基台支持部Ｌが取り付けられている。放射線検出部２を筐体３１の内部に収納する場合は、基台支持部Ｌ、上面緩衝材２１６、側面緩衝材２１７が筐体３１の内壁に接触して放射線検出部２が案内され、筐体３１に放射線検出部２が保持される。強度が保たれた筒型の筐体３１の内部に放射線検出部２が保持されているため、外部からの衝撃による放射線検出部２の損傷が抑制される。
【００３９】
また、基台２２の下方にはシグナルインターフェース基板２３Ａ、制御基板２３Ｂ、充電池２４等の電気部品が取り付けられている。なお、本発明において、シグナルインターフェース基板２３Ａ、制御基板２３Ｂ、ゲートインターフェース基板２３Ｃ、電源基板２３Ｄが一体となって制御部として機能している。
【００４０】
図６は、基台２２を放射線入射面Ｒの反対側からみた平面図である。
【００４１】
本実施形態において、カセッテ型検出器１の短辺側の両端には後述する読み出しＩＣ（読み出し回路部）２６が複数並んで配置されている。また、カセッテ型検出器１の長辺側の一端には後述するゲートドライバ２７（走査駆動回路部）が複数並んで配置されている。読み出しＩＣ２６は、シグナルインターフェース基板２３Ａから読み出し機能を集約した素子として前述したフレキシブルハーネスＦＨに実装されフレキシブル基板（フレキシブル回路）として構成されている。これにより電気回路の集積度を上げシグナルインターフェース基板２３Ａの小型化を図っている。ゲートインターフェース基板２３Ｃとゲートドライバ２７も同様である。
【００４２】
各読み出しＩＣ２６は、シグナルインターフェース基板２３Ａを介して制御基板２３Ｂに接続されており、シグナルインターフェース基板２３Ａは、デジタル値に変換された画像信号を読み出しＩＣ２６から制御基板２３Ｂへ伝達する。また、各ゲートドライバ２７は、ゲートインターフェース基板（走査インターフェース基板）２３Ｃを介して制御基板２３Ｂと接続されており、制御基板２３Ｂから発せられる走査信号をゲートドライバ２７へ伝達する。
【００４３】
制御基板２３Ｂは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、入出力インターフェース等がバスに接続されたコンピュータや、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等により構成されている。専用の制御回路で構成されていてもよい。
【００４４】
制御基板２３Ｂは、カセッテ型検出器１の各部材の動作等を制御するようになっている。また、撮像素子のリセット処理や各撮像素子からの電荷の読み出し処理、オフセット補正値を算出するために放射線を照射しない状態でカセッテ型検出器１を放置した後に読み出し処理と同様に各撮像素子に蓄積された暗電荷を読み出すダーク読取処理等の各処理を行うようになっている。
【００４５】
制御基板２３Ｂには、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ ＲＡＭ）等で構成される記憶部２８（図８参照）や、カセッテ型検出器１の各機能部に電力を供給する充電池２４が接続されている。
【００４６】
充電池２４は、充電可能なものであり、例えばニッカド電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池、小型シール鉛電池、鉛蓄電池等の充電自在な二次電池や、リチウムイオンキャパシタ（ＬＩＣ）、電気二重層コンデンサ等の蓄電素子等を適用することができる。
【００４７】
このうち、特に、リチウムイオンキャパシタは、蓄電効率に優れるとともに、大電流（例えば５〜１０アンペア）による高速充電が可能であり、充電時間を大幅に短縮することができるため、好ましい。すなわち、充電時間は、充電電流の大きさにほぼ反比例するため、充電電流を大きくすれば、その分充電時間を短くすることができる。
【００４８】
本実施形態では、図６に示すように２つの充電池２４が設けられている。充電池２４は電源基板２３Ｄと接続されており、充電時に充電池２４に対して送られる電流の電流値や各機能部に供給される電力等が調整されるようになっている。
【００４９】
［検出ユニットの回路構成］
次に、検出器ユニット２１の回路構成について説明する。図７は、検出部２１２を構成する１画素分の光電変換部の等価回路図である。
【００５０】
図７に示すように、１画素分の光電変換部の構成は、フォトダイオード２１２Ａと、フォトダイオード２１２Ａで蓄積された電気エネルギーをスイッチングにより電気信号として取り出す薄膜トランジスタ（以下「ＴＦＴ」と称する。）２１２Ｂとから構成されている。フォトダイオード２１２Ａは、電荷を生成し蓄積する撮像素子である。フォトダイオード２１２Ａから取り出された電気信号は、増幅器２１２Ｃにより読み出しＩＣ２６が検出可能なレベルにまで電気信号を増幅するようになっている。
【００５１】
具体的には、光の照射を受けるとフォトダイオード２１２Ａで電荷が発生し、ＴＦＴ２１２ＢのゲートＧに信号読出し用の電圧が印加されると、ＴＦＴ２１２ＢのソースＳに接続されたフォトダイオード２１２Ａから電荷がＴＦＴ２１２ＢのドレインＤ側に流れ、増幅器２１２Ｃに並列に接続されたコンデンサ２１２Ｃａに蓄積される。そして、増幅器２１２Ｃから、コンデンサ２１２Ｃａに蓄積された電荷に比例して増幅された電気信号が出力されるようになっている。
【００５２】
また、増幅器２１２Ｃから増幅された電気信号が出力されて電気信号が取り出されると、増幅器２１２Ｃやコンデンサ２１２Ｃａに並列に接続されたスイッチ２１２Ｃｂがオンされてコンデンサ２１２Ｃａに蓄積された電荷が放出されて、増幅器２１２Ｃがリセットされるようになっている。なお、フォトダイオード２１２Ａは、単に規制キャパシタンスを有した光ダイオードでもよいし、フォトダイオード２１２Ａと光電変換部のダイナミックレンジを改良するように追加コンデンサを並列に含んでいるものでもよい。
【００５３】
図８は、このような光電変換部を二次元に配列した等価回路図であり、画素間には、走査線Ｌｌと信号線Ｌｒが直交するように配設されている。ＴＦＴ２１２ＢのソースＳには前述のフォトダイオード２１２Ａの一端側が接続されており、ＴＦＴ２１２ＢのドレインＤは信号線Ｌｒに接続されている。一方、フォトダイオード２１２Ａの他端側は、各行に配された隣接するフォトダイオード２１２Ａの他端側と接続されて共通のバイアス線Ｌｂを通じて充電池２４に接続されている。
【００５４】
充電池２４は制御基板２３Ｂに接続され、制御基板２３Ｂからの指示によりバイアス線Ｌｂを通じてフォトダイオード２１２Ａに電圧が印加されるようになっている。また各行に配されたＴＦＴ２１２ＢのゲートＧは、共通の走査線Ｌｌに接続されており、走査線Ｌｌはゲートドライバ２７を介して制御基板２３Ｂに接続されている。同様に、各列に配されたＴＦＴ２１２ＢのドレインＤは、共通の信号線Ｌｒに接続されて制御基板２３Ｂに制御される読み出しＩＣ２６に接続されている。
【００５５】
読み出しＩＣ２６には、前述した信号線Ｌｒごとの増幅器２１２Ｃが設けられている。信号読出し時には、選択された走査線Ｌｌに信号読出し用の電圧が印加され、それによりその走査線Ｌｌに接続されている各ＴＦＴ２１２ＢのゲートＧに電圧が印加され、各ＴＦＴ２１２Ｂを介して各フォトダイオード２１２Ａから各信号線Ｌｒにそのフォトダイオード２１２Ａで発生した電荷が流れる。そして、各増幅器２１２Ｃでフォトダイオード２１２Ａごとに電荷が増幅され、１行分のフォトダイオード２１２Ａの情報が取り出される。そして、この操作を走査線Ｌｌをそれぞれ切り替えて全ての走査線Ｌｌについて行うことで、全フォトダイオード２１２Ａから情報を取り出すようになっている。
【００５６】
各増幅器２１２Ｃにはそれぞれサンプルホールド回路２１２Ｄが接続されている。各サンプルホールド回路２１２Ｄは読み出しＩＣ２６に設けられたアナログマルチプレクサ２１２Ｅに接続されており、読み出しＩＣ２６により読み出された信号は、アナログマルチプレクサ２１２ＥからＡ／Ｄ変換器２１２Ｆを介して前述した制御基板２３Ｂに出力されるようになっている。
【００５７】
なお、ＴＦＴ２１２Ｂは、液晶ディスプレイ等に使用されている無機半導体系のもの、有機半導体を用いたものの何れであってもよい。
【００５８】
また、本実施形態では、撮像素子として光電変換素子としてのフォトダイオード２１２Ａを用いた場合を例示したが、光電変換素子はフォトダイオード以外の固体撮像素子を用いてもよい。
【００５９】
以上、図１〜図８に示すようなカセッテ型検出器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。
【００６０】
［基板における振動防止］
次に、基台２２の下方の面に取り付けられたシグナルインターフェース基板２３Ａ、ゲートインターフェース基板２３Ｃにおける振動防止の構造について説明する。
【００６１】
前述したように、基台２２の下方の面にはシグナルインターフェース基板２３Ａが取り付けられている。シグナルインターフェース基板２３Ａの一方の端には読み取りＩＣ２６が実装されたフレキシブル基板が複数接続されているため（図６参照）、シグナルインターフェース基板２３Ａは図５で示すように他方の端において支柱Ｐを介して基台２２にネジ止めされている。
【００６２】
図５で示すように基台２２とシグナルインターフェース基板２３Ａとの間、及び筐体３１の内壁とシグナルインターフェース基板２３Ａとの間には緩衝材Ｘが設置されている。緩衝材Ｘは例えば発泡度６８倍のポリエチレンフォームであり、厚さ２ｍｍのものが１．５ｍｍまで圧縮されている。
【００６３】
なお、基板を固体のリブ等で押さえる手段もあるが、外部からの衝撃や振動を直接的に伝達させてしまうため、緩衝材としては衝撃や振動に対する減衰効果を持つ弾性体（バネやゴム、あるいは発泡材等）が好ましい。
【００６４】
カセッテ型検出器１は、例えば病室を回診して放射線画像を撮影する際に用いられるが、カセッテ型検出器１に患者からの荷重が加わったり、撮影技師がカセッテ型検出器１を患者とベッドとの間に挿入したりする等により、カセッテ型検出器１に振動や衝撃が加わる場合がある。
【００６５】
筐体に加わった振動や衝撃が筺体全体の変形等により吸収（減衰）されず、保持用のスペーサ（緩衝材）等を通じて画像検出部に伝わりやすい。このとき基台２２および基台２２に設けられている検出器ユニット２１は一体として貼り合わされており比較的重く、外部からの振動や衝撃を受けても振動しにくい。
【００６６】
これに対してシグナルインターフェース基板２３Ａは比較的軽く、外部からの振動や衝撃により振動しやすく、場合によっては共振を生じることも想定される。さらに前記のように基台２２に対し一端のみネジ止めされている場合は特にそこを支点にして、特に対向する端部が振動しやすい。また読み出しＩＣ２６が実装されたフレキシブルハーネスＦＨと接続しており、シグナルインターフェース基板２３Ａが振動することにより読み出しＩＣ２６が影響を受ける恐れがある。特に、アナログ信号からデジタル信号への変換処理中に、当該回路系に外部から振動や衝撃が加わると、本来の放射線画像情報に対し、ノイズが重畳し易くなることを本件発明者等は発見した。
【００６７】
しかし、シグナルインターフェース基板２３Ａの周囲に緩衝材Ｘが設置されているため、シグナルインターフェース基板２３Ａが振動することはない。また読み出しＩＣ２６とフレキシブルハーネスＦＨは、単独ではＵ字状形状であり形状剛性が高くなっていることおよび材質（ポリイミドフィルム）により質量に比較して剛性が高いことから振動しない。その結果、アナログ信号からデジタル信号に変換する際にノイズが発生せず、適正な放射線画像を取得することが出来る。
【００６８】
なお、本実施形態では基台２２とシグナルインターフェース基板２３Ａとの間、及び筐体３１の内壁とシグナルインターフェース基板２３Ａとの間に緩衝材Ｘが設置されているが、図９（ａ）に示す変形例のように、基台２２とシグナルインターフェース基板２３Ａとの間のみに緩衝材Ｘを設置してシグナルインターフェース基板２３Ａの振動を抑制してもよい。このようにシグナルインターフェース基板２３Ａの裏側のみに緩衝材Ｘを設置すれば、製造工数が削減されるとともに軽量化となる。またシグナルインターフェース基板２３Ａの表側の電気素子に緩衝材Ｘが影響を及ぼすことがない。また、図９（ｂ）に示す変形例のように、筐体３１の内壁とシグナルインターフェース基板２３Ａとの間のみに緩衝材Ｘを設置してシグナルインターフェース基板２３Ａの振動を抑制してもよい。
【００６９】
筐体３１の内壁とシグナルインターフェース基板２３Ａとの間に緩衝材Ｘを配置する場合、組立時に筺体３１の開口部から内容物を挿入する際に、緩衝材Ｘが開口部に引っかかったり、緩衝材Ｘと筺体３１の内壁との摩擦が発生して挿入できなかったり、組立が困難となる恐れがある。このため、緩衝材Ｘと筺体３１の内壁との間に、筺体３１の内壁に対する摩擦係数が小さい滑りシート（例えばＰＥＴ製フィルム）を挟んで挿入し、その後前記滑りシートを抜き取ってもよい。
【００７０】
さらに前記滑りシートを緩衝材Ｘに貼りつけ、組立後もカセッテ型検出器１の内部に残留させてもよい。この場合、シートを抜き取る際の摩擦帯電や緩衝材Ｘの部分的な変形を防止することができる。
【００７１】
図５ではゲートインターフェース基板２３Ｃを図示していないが、本実施形態では、図１０に示すように、基台２２とゲートインターフェース基板２３Ｃとの間、及び筐体３１の内壁とゲートインターフェース基板２３Ｃとの間にも緩衝材Ｘが設置されており、ゲートインターフェース基板２３Ｃの振動も抑制している。緩衝材Ｘによりゲートインターフェース基板２３Ｃの振動を抑制することにより、制御基板２３Ｂからゲートドライバ２７に適正に信号が伝達されて放射線画像の読み出しタイミングのずれが抑制され、適正な放射線画像を取得することが出来る。
【００７２】
［第１の蓋部材・第２の蓋部材における外壁穴］
次に、突発的な衝撃によるカセッテ型検出器１の故障を抑制する構造について説明する。
【００７３】
図１１は、第１の蓋部材３２における角部の拡大斜視図である。
【００７４】
図１１に示すように、第１の蓋部材３２の角部Ａには溝形状の外壁穴３２Ｃが設けられており、第１の蓋部材３２の側壁Ｂにも溝形状の側壁穴３２Ｄが設けられている。図１では全てを示していないが、カセッテ型検出器１の四隅である角部ａ、ｂ、ｃ、ｄにおいて図１１で示す同様の形状の外壁穴３２Ｃと側壁穴３２Ｄが設けられている。
【００７５】
カセッテ型検出器１は、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、カセッテ型検出器１を所定の場所に運ばれる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、第１の蓋部材３２の角部Ａに突発的な衝撃が加わる場合がある。しかし、第１の蓋部材３２の角部Ａには外壁穴３２Ｃが設けられているため、第１の蓋部材の角部Ａに突発的な衝撃が加わっても、角部Ａが変形する形で角部Ａにおいて衝撃が吸収される（側壁穴３２Ｄがあることにより更に角部Ａが変形しやすいため、角部Ａにおいて衝撃が吸収される）。
【００７６】
その結果、カセッテ型検出器１の内部にある放射線検出部２（図５参照）等に突発的な衝撃が加わることを抑制でき、カセッテ型検出器１が故障することなく、常時適正な放射線画像の検出が出来る。
【００７７】
なお、第１の蓋部材３２の角部Ｘに設けられている外壁穴３２Ｃの形状は、衝撃が加わって角部Ａが変形しやすいような形状であればどのような形状であってもよい。
【００７８】
図１２は、図１に示すカセッテ型検出器１を放射線入射面Ｒの方向から見た所定箇所の簡易断面図である。図１２における放射線検出部２は簡略化した形状で示している。
【００７９】
図１２に示すように、放射線検出部２と筐体３１との間、放射線検出部２と第１の蓋部材３２との間、及び放射線検出部２と第２の蓋部材３３との間には、カセッテ型検出器１に加わる衝撃や振動が放射線検出部２に伝達しないよう、緩衝材Ｙが設置されている。
【００８０】
また、カセッテ型検出器１の四隅である角部ａ、ｂ、ｃ、ｄにおいても放射線検出部２と第１の蓋部材３２、第２の蓋部材３３との間に緩衝材Ｚが設置されている。このように角部ａ、ｂ、ｃ、ｄにおいて緩衝材Ｚが設置されていることにより、第１の蓋部材３２、第２の蓋部材３３に加わる衝撃を緩衝材Ｚが吸収して第１の蓋部材３２、第２の蓋部材３３の変形を抑制し、第１の蓋部材３２、第２の蓋部材３３が放射線検出部２に接触せず放射線検出部２が保護される。
【００８１】
外部からの振動や衝撃を緩和抑制する手段として、緩衝材ＹおよびＺの硬度を相対的に変化させてもよい。この場合、放射線検出部２の辺中央部近傍に配置される緩衝材Ｙは角部に配置される緩衝材Ｚおよびその近傍のものに比較して硬度を高くする。これにより外部の衝撃や振動は硬度の高い辺中央部へ伝わり易くなるが、放射線検出部２の辺中央部については角部に比較して強度を向上させることができ、総合的により大きな振動や衝撃に対する耐久性を得られる。
【００８２】
以上、図１〜図１２に基づいて本発明を説明したが、本発明は当該実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００８３】
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
２３Ａ シグナルインターフェース基板
２３Ｂ 制御基板
２３Ｃ ゲートインターフェース基板
２３Ｄ 電源基板
２４ 充電池
２６ 読み出しＩＣ
２７ ゲートドライバ
２１１ シンチレータ２１１
２１２ 検出部
Ｘ、Ｙ、Ｚ 緩衝材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線画像検出カセッテに関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
ＦＰＤを用いた放射線画像検出装置の例として特許文献１に記載された技術があり、特許文献１ではＦＰＤカセッテが記載されている。特許文献１では、樹脂等で形成された基台の一方の面にシンチレータや光電変換素子が取り付けられ、他方の面に回路基板が取り付けられて構成された画像検出部が、いわゆる筒型の筐体の内部に収納されてＦＰＤカセッテを構成している。
【０００５】
もちろん、上記のような間接型では無く、アモルファスセレン等からなる直接型のパネルを基台の一方の面に設け、他方の面に回路基板等が取りつけられた画像検出部を筒型の筐体の内部に収納してＦＰＤカセッテを構成しても良い。
【０００６】
直接型や間接型の型式に係らず、筒型の筐体及び当該筺体の開口部と嵌合し開口部を補強する両端のキャップ部を採用することにより、捻じれ耐性等をはじめとする機械的強度が増大し、且つ軽量化、小型化を図ることが出来ている。また、特許文献１において、筒型の筐体の内部に収納される画像検出部は筐体内面に固着されておらず、筐体の一方の開口部から挿入され、適宜設けられた緩衝材により予圧された状態で筺体内部に保持されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２５７９１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＦＰＤカセッテは、その可搬性により、一般的な放射線科内の撮影室のみならず、例えば患者のベットサイドで放射線画像を撮影する回診撮影等に用いられるが、回診撮影に於いては、ＦＰＤカセッテを直接患者に宛がうので、ＦＰＤカセッテに患者からの荷重が加わったり、撮影技師がＦＰＤカセッテを患者に宛がったり、患者とベッドとの間に挿入したりする等により、ＦＰＤカセッテに振動や衝撃が加わる場合がある。
【０００９】
前述した筒型の筐体及び開口部キャップの嵌合による全体構造は、筺体全体としての機械的強度が高く筐体に加わった振動や衝撃が筺体全体の変形等により吸収（減衰）されず、保持用のスペーサ（緩衝材）等を通じて画像検出部に伝わりやすい。例えば放射線の照射が完了した後に、撮影技師が直ちに次の撮影に備えてＦＰＤカセッテのポジショニングを変更したりすると、ＦＰＤカセッテはいまだ放射線画像の読出動作の途中であるので、ＦＰＤカセッテに振動や衝撃が加わり、内蔵された基板や配線等にも振動や衝撃が加わる結果となり、最終的な読取り画像にノイズとして重畳してしまう恐れがある。
【００１０】
また、ＦＰＤカセッテが特許第３９５０６６５号公報、米国特許第７２１１８０３号明細書、米国特許第６００２７４２明細書等に記載のように、放射線の照射開始判断をＸ線発生装置系からの同期信号に基づき判断する同期（連携）方式では無く、照射開始時の微弱な放射線量をＦＰＤカセッテ自身で検知して判断する非同期（非連携）方式の場合には、撮影に際するカセッテＦＰＤの患者への位置決めの際に振動や衝撃を受けると、これによって生じたノイズ信号を照射開始信号と誤判断して蓄積モードへ移行してしまう恐れもある。
【００１１】
この場合、複数回の信号を検出することにより、ノイズでなく本来の照射開始信号であることを確認して蓄積モードへと移行させるアルゴリズム上の対策もあるが、あまりに多くの回数を検知することは、照射開始の判断が実際の照射開始よりも遅延する不具合を併発することにもなる。
【００１２】
しかしながら、様々な振動によって発生するノイズ全てに対応することは困難であり、物理的対策と組み合わせることがより好ましい。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、回路基板等の振動を抑制して適正な放射線画像を取得する放射線画像検出カセッテを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
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、
入射した放射線を電気信号に変換する検出部を有する検出器ユニットと、
一方の面に前記検出器ユニットが配置された基台と、
前記基台の他方の面に配置された、前記検出器ユニットと接続される基板を少なくとも有する制御部と、
前記検出器ユニットと前記基板を接続するフレキシブル回路と、
前記検出器ユニット、前記基台、前記制御部、前記フレキシブル回路を内蔵する筺体と、を備え、
前記基台と前記基板との間、又は前記筐体の内壁と前記基板との間の少なくともどちらか一方において、緩衝材が設けられていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る放射線画像検出カセッテによれば、回路基板等の振動を抑制して適正な放射線画像を取得することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】カセッテ型検出器の斜視図である。
【図２】筐体の斜視図である。
【図３】筐体と第１の蓋部材との構造を示す部分斜視図である。
【図４】第１の蓋部材の外側に装着される保護カバーの説明図である。
【図５】図１に示すカセッテ型検出器を図１の矢印方向から見た所定箇所の断面図である。
【図６】基台３１を放射線入射面の反対側からみた平面図である。
【図７】検出部を構成する光電変換部の１画素分の等価回路構成図である。
【図８】図７に示す光電変換部を二次元に配列した等価回路構成図である。
【図９】シグナルインターフェース基板の周囲に設置された緩衝材の変形例を示す説明図である。
【図１０】ゲートインターフェース基板の周囲に設置された緩衝材を示す説明図である。
【図１１】第１の蓋部材における角部の拡大斜視図である。
【図１２】図１に示すカセッテ型検出器を放射線入射面の方向から見た所定箇所の簡易断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［カセッテ型検出器の概要］
図１は、カセッテ型検出器１の斜視図である。
【００１８】
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の主要部は、照射された放射線を検出してデジタルの放射線画像データを取得する放射線検出部２（図５参照）と、放射線検出部２を内蔵するハウジング３から構成されている。ハウジング３は、放射線入射面Ｒを有し長辺側の両端部に開口部を有する筒型の筐体３１と、筐体３１の開口部を塞ぐ第１の蓋部材３２と、第２の蓋部材３３とにより構成されている。図１では示していないが、第１の蓋部材３２と第２の蓋部材３３は、筐体３１にネジ止めされている。
【００１９】
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以下であり、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（ＪＩＳ Ｚ ４９０５に対応する国際規格は、ＩＥＣ ６０４０６である）。なお、この規格に合致しない形状としても良いことは勿論である。
【００２０】
図２は、筐体３１の斜視図である。
【００２１】
筐体３１は、国際公開第０９／０５４２４２号等に開示されているように、カーボン（例えば炭素繊維強化プラスチック：ＣＦＲＰ）で構成され、軽量で、捻じれ耐性をはじめとする機械的強度が優れたものである。またＸ線透過率も良好なものである。図２で示すように、筐体３１は中空の筒型となっており、カセッテ型検出器１の強度を保つように形成されている。筐体３１の両側には開口部３１Ａ、３１Ｂがあり、この開口部近傍の機械的強度は低下することになるが、開口部３１Ａを第１の蓋部材３２の嵌合により塞ぎ、開口部３１Ｂを第２の蓋部材３３の嵌合により塞ぐことで機械的強度を補強し、カセッテ型検出器１全体としての捻じれ耐性等の必要な機械的強度を維持している（図１参照）。
【００２２】
第１の蓋部材３２、第２の蓋部材３３は金属であるアルミニウムで形成されており、カセッテ型検出器１が落下等により破損しないよう、カセッテ型検出器１の強度を維持している。また第１の蓋部材３２、第２の蓋部材３３はアルミニウム合金で形成することも出来る。カセッテ型検出器１は可搬型であるため、持ち運び性やブッキーなどの撮影台へのセット性を考慮すると更に軽量であるマグネシウム合金で第１の蓋部材３２、第２の蓋部材３３を形成することも有効である。アルミニウム合金の比重は２．７であり、マグネシウム合金の比重は１．８であるので、マグネシウム合金は、アルミニウム合金に比較して第１の蓋部材３２と第２の蓋部材３３で３分の２程度軽く出来る。更にマグネシウム合金は、比強度、比剛性、振動吸収性（減衰率）でもアルミニウム合金を上回る。
【００２３】
図３は、図１、図２とは異なる角度から見た筐体３１と第１の蓋部材３２との構造を示す部分斜視図である。
【００２４】
第１の蓋部材３２における挿入部３２Ａの大半は、筐体３１の開口部３１Ａ（図２参照）が第１の蓋部材３２により塞がれると、筐体３１の内部に入り込む構造になっている。一方、第１の蓋部材３２の外壁３２Ｂは、筐体３１の開口部３１Ａが第１の蓋部材３２により塞がれても筐体３１の内部に入り込まない。
【００２５】
なお、第１の蓋部材３２と第２の蓋部材３３はほぼ同じ形状となっており、図３で説明した構造により各々の開口部３１Ａ、３１Ｂが第１の蓋部材３２、第２の蓋部材３３により塞がれる。第１の蓋部材３２の両端と第２の蓋部材３３の両端は、筐体３１の内部に入り込まない構造となっており、筐体３１の四隅のカーボン繊維体を保護することが出来るので、カセッテ型検出器１の落下などによる衝撃から、筐体３１の四隅のカーボンの破損を防止することが出来る。
【００２６】
図４は、第１の蓋部材の外側に装着される保護カバーの説明図である。
【００２７】
カセッテ型検出器１の最終形態としては、保護カバー３４が第１の蓋部材３２の外側に装着される。後述するように、第１の蓋部材３２の角部には外壁穴３２Ｃや側壁穴３２Ｄが設けられており、ユーザーがカセッテ型検出器１を持つ際にユーザーが外壁穴３２Ｃや側壁穴３２Ｄを触らないようにするために、保護カバー３４により第１の蓋部材３２を覆っている。また、保護カバー３４は樹脂で形成されており、カセッテ型検出器１全体として軽量化が図られている。
【００２８】
図４では第１の蓋部材３２と保護カバー３４との関係のみ示しているが、第１の蓋部材３２に対向する第２の蓋部材３３の外側にも同様に保護カバーが装着される。
【００２９】
［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５は、図１に示すカセッテ型検出器１を図１の矢印方向から見た所定箇所の断面図である。
【００３０】
図５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（シグナルインターフェース基板（読み出しインターフェース基板）２３Ａ、制御基板２３Ｂ、充電池２４等）により構成されている。本実施形態において、基台２２の上方の面には遮蔽部材２５を介して検出器ユニット２１が取り付けられており、基台２２の下方の面にはシグナルインターフェース基板２３Ａ、制御基板２３Ｂ、充電池２４等の電気部品が取り付けられている。
【００３１】
基台２２は可撓性であり、薄い樹脂により構成されている。厚さは約１ｍｍであり、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。
【００３２】
検出器ユニット２１はシンチレータ２１１、検出部２１２、センサアレイ基板２１３、対向基板２１４、中間緩衝材２１５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がセンサアレイ基板２１３の上に支持されており、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とセンサアレイ基板２１３に挟まれている。
【００３３】
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。
【００３４】
シンチレータ２１１の下方には検出部２１２が形成されおり、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（電気信号）に変換して蓄積し、蓄積された電気エネルギーに基づく電気信号の出力を行う。
【００３５】
センサアレイ基板２１３と対向基板２１４は、ともに厚みが０．６ｍｍ程度のガラス基板である。
【００３６】
センサアレイ基板２１３の下方には中間緩衝材２１５が設置されており、対向基板２１４に対するセンサアレイ基板２１３の突出部を補強するとともに、センサアレイ基板２１３に加わる荷重を吸収する。また、対向基板２１４の上方には対向基板２１４を保護する上面緩衝材２１６が設置されており、基台２２の側面には基台２２の側面を保護する側面緩衝材２１７が設置されている。側面緩衝材２１７は振動や衝撃を吸収するよう、ポリウレタンゲル状エラストマーにより構成されているが、ウレタンフォーム等の材料でも良い。
【００３７】
センサアレイ基板２１３の端部には検出部２１２で発生した電気信号を取り出すための電気信号取出部２１８が設けられており、電気信号取出部２１８とシグナルインターフェース基板２３ＡとはフレキシブルハーネスＦＨにより接続されている。
【００３８】
基台２２の下方の面には基台支持部Ｌが取り付けられている。放射線検出部２を筐体３１の内部に収納する場合は、基台支持部Ｌ、上面緩衝材２１６、側面緩衝材２１７が筐体３１の内壁に接触して放射線検出部２が案内され、筐体３１に放射線検出部２が保持される。強度が保たれた筒型の筐体３１の内部に放射線検出部２が保持されているため、外部からの衝撃による放射線検出部２の損傷が抑制される。
【００３９】
また、基台２２の下方にはシグナルインターフェース基板２３Ａ、制御基板２３Ｂ、充電池２４等の電気部品が取り付けられている。なお、本発明において、シグナルインターフェース基板２３Ａ、制御基板２３Ｂ、ゲートインターフェース基板２３Ｃ、電源基板２３Ｄが一体となって制御部として機能している。
【００４０】
図６は、基台２２を放射線入射面Ｒの反対側からみた平面図である。
【００４１】
本実施形態において、カセッテ型検出器１の短辺側の両端には後述する読み出しＩＣ（読み出し回路部）２６が複数並んで配置されている。また、カセッテ型検出器１の長辺側の一端には後述するゲートドライバ２７（走査駆動回路部）が複数並んで配置されている。読み出しＩＣ２６は、シグナルインターフェース基板２３Ａから読み出し機能を集約した素子として前述したフレキシブルハーネスＦＨに実装されフレキシブル基板（フレキシブル回路）として構成されている。これにより電気回路の集積度を上げシグナルインターフェース基板２３Ａの小型化を図っている。ゲートインターフェース基板２３Ｃとゲートドライバ２７も同様である。
【００４２】
各読み出しＩＣ２６は、シグナルインターフェース基板２３Ａを介して制御基板２３Ｂに接続されており、シグナルインターフェース基板２３Ａは、デジタル値に変換された画像信号を読み出しＩＣ２６から制御基板２３Ｂへ伝達する。また、各ゲートドライバ２７は、ゲートインターフェース基板（走査インターフェース基板）２３Ｃを介して制御基板２３Ｂと接続されており、制御基板２３Ｂから発せられる走査信号をゲートドライバ２７へ伝達する。
【００４３】
制御基板２３Ｂは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、入出力インターフェース等がバスに接続されたコンピュータや、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等により構成されている。専用の制御回路で構成されていてもよい。
【００４４】
制御基板２３Ｂは、カセッテ型検出器１の各部材の動作等を制御するようになっている。また、撮像素子のリセット処理や各撮像素子からの電荷の読み出し処理、オフセット補正値を算出するために放射線を照射しない状態でカセッテ型検出器１を放置した後に読み出し処理と同様に各撮像素子に蓄積された暗電荷を読み出すダーク読取処理等の各処理を行うようになっている。
【００４５】
制御基板２３Ｂには、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ ＲＡＭ）等で構成される記憶部２８（図８参照）や、カセッテ型検出器１の各機能部に電力を供給する充電池２４が接続されている。
【００４６】
充電池２４は、充電可能なものであり、例えばニッカド電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池、小型シール鉛電池、鉛蓄電池等の充電自在な二次電池や、リチウムイオンキャパシタ（ＬＩＣ）、電気二重層コンデンサ等の蓄電素子等を適用することができる。
【００４７】
このうち、特に、リチウムイオンキャパシタは、蓄電効率に優れるとともに、大電流（例えば５〜１０アンペア）による高速充電が可能であり、充電時間を大幅に短縮することができるため、好ましい。すなわち、充電時間は、充電電流の大きさにほぼ反比例するため、充電電流を大きくすれば、その分充電時間を短くすることができる。
【００４８】
本実施形態では、図６に示すように２つの充電池２４が設けられている。充電池２４は電源基板２３Ｄと接続されており、充電時に充電池２４に対して送られる電流の電流値や各機能部に供給される電力等が調整されるようになっている。
【００４９】
［検出ユニットの回路構成］
次に、検出器ユニット２１の回路構成について説明する。図７は、検出部２１２を構成する１画素分の光電変換部の等価回路図である。
【００５０】
図７に示すように、１画素分の光電変換部の構成は、フォトダイオード２１２Ａと、フォトダイオード２１２Ａで蓄積された電気エネルギーをスイッチングにより電気信号として取り出す薄膜トランジスタ（以下「ＴＦＴ」と称する。）２１２Ｂとから構成されている。フォトダイオード２１２Ａは、電荷を生成し蓄積する撮像素子である。フォトダイオード２１２Ａから取り出された電気信号は、増幅器２１２Ｃにより読み出しＩＣ２６が検出可能なレベルにまで電気信号を増幅するようになっている。
【００５１】
具体的には、光の照射を受けるとフォトダイオード２１２Ａで電荷が発生し、ＴＦＴ２１２ＢのゲートＧに信号読出し用の電圧が印加されると、ＴＦＴ２１２ＢのソースＳに接続されたフォトダイオード２１２Ａから電荷がＴＦＴ２１２ＢのドレインＤ側に流れ、増幅器２１２Ｃに並列に接続されたコンデンサ２１２Ｃａに蓄積される。そして、増幅器２１２Ｃから、コンデンサ２１２Ｃａに蓄積された電荷に比例して増幅された電気信号が出力されるようになっている。
【００５２】
また、増幅器２１２Ｃから増幅された電気信号が出力されて電気信号が取り出されると、増幅器２１２Ｃやコンデンサ２１２Ｃａに並列に接続されたスイッチ２１２Ｃｂがオンされてコンデンサ２１２Ｃａに蓄積された電荷が放出されて、増幅器２１２Ｃがリセットされるようになっている。なお、フォトダイオード２１２Ａは、単に規制キャパシタンスを有した光ダイオードでもよいし、フォトダイオード２１２Ａと光電変換部のダイナミックレンジを改良するように追加コンデンサを並列に含んでいるものでもよい。
【００５３】
図８は、このような光電変換部を二次元に配列した等価回路図であり、画素間には、走査線Ｌｌと信号線Ｌｒが直交するように配設されている。ＴＦＴ２１２ＢのソースＳには前述のフォトダイオード２１２Ａの一端側が接続されており、ＴＦＴ２１２ＢのドレインＤは信号線Ｌｒに接続されている。一方、フォトダイオード２１２Ａの他端側は、各行に配された隣接するフォトダイオード２１２Ａの他端側と接続されて共通のバイアス線Ｌｂを通じて充電池２４に接続されている。
【００５４】
充電池２４は制御基板２３Ｂに接続され、制御基板２３Ｂからの指示によりバイアス線Ｌｂを通じてフォトダイオード２１２Ａに電圧が印加されるようになっている。また各行に配されたＴＦＴ２１２ＢのゲートＧは、共通の走査線Ｌｌに接続されており、走査線Ｌｌはゲートドライバ２７を介して制御基板２３Ｂに接続されている。同様に、各列に配されたＴＦＴ２１２ＢのドレインＤは、共通の信号線Ｌｒに接続されて制御基板２３Ｂに制御される読み出しＩＣ２６に接続されている。
【００５５】
読み出しＩＣ２６には、前述した信号線Ｌｒごとの増幅器２１２Ｃが設けられている。信号読出し時には、選択された走査線Ｌｌに信号読出し用の電圧が印加され、それによりその走査線Ｌｌに接続されている各ＴＦＴ２１２ＢのゲートＧに電圧が印加され、各ＴＦＴ２１２Ｂを介して各フォトダイオード２１２Ａから各信号線Ｌｒにそのフォトダイオード２１２Ａで発生した電荷が流れる。そして、各増幅器２１２Ｃでフォトダイオード２１２Ａごとに電荷が増幅され、１行分のフォトダイオード２１２Ａの情報が取り出される。そして、この操作を走査線Ｌｌをそれぞれ切り替えて全ての走査線Ｌｌについて行うことで、全フォトダイオード２１２Ａから情報を取り出すようになっている。
【００５６】
各増幅器２１２Ｃにはそれぞれサンプルホールド回路２１２Ｄが接続されている。各サンプルホールド回路２１２Ｄは読み出しＩＣ２６に設けられたアナログマルチプレクサ２１２Ｅに接続されており、読み出しＩＣ２６により読み出された信号は、アナログマルチプレクサ２１２ＥからＡ／Ｄ変換器２１２Ｆを介して前述した制御基板２３Ｂに出力されるようになっている。
【００５７】
なお、ＴＦＴ２１２Ｂは、液晶ディスプレイ等に使用されている無機半導体系のもの、有機半導体を用いたものの何れであってもよい。
【００５８】
また、本実施形態では、撮像素子として光電変換素子としてのフォトダイオード２１２Ａを用いた場合を例示したが、光電変換素子はフォトダイオード以外の固体撮像素子を用いてもよい。
【００５９】
以上、図１〜図８に示すようなカセッテ型検出器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。
【００６０】
［基板における振動防止］
次に、基台２２の下方の面に取り付けられたシグナルインターフェース基板２３Ａ、ゲートインターフェース基板２３Ｃにおける振動防止の構造について説明する。
【００６１】
前述したように、基台２２の下方の面にはシグナルインターフェース基板２３Ａが取り付けられている。シグナルインターフェース基板２３Ａの一方の端には読み取りＩＣ２６が実装されたフレキシブル基板が複数接続されているため（図６参照）、シグナルインターフェース基板２３Ａは図５で示すように他方の端において支柱Ｐを介して基台２２にネジ止めされている。
【００６２】
図５で示すように基台２２とシグナルインターフェース基板２３Ａとの間、及び筐体３１の内壁とシグナルインターフェース基板２３Ａとの間には緩衝材Ｘが設置されている。緩衝材Ｘは例えば発泡度６８倍のポリエチレンフォームであり、厚さ２ｍｍのものが１．５ｍｍまで圧縮されている。
【００６３】
なお、基板を固体のリブ等で押さえる手段もあるが、外部からの衝撃や振動を直接的に伝達させてしまうため、緩衝材としては衝撃や振動に対する減衰効果を持つ弾性体（バネやゴム、あるいは発泡材等）が好ましい。
【００６４】
カセッテ型検出器１は、例えば病室を回診して放射線画像を撮影する際に用いられるが、カセッテ型検出器１に患者からの荷重が加わったり、撮影技師がカセッテ型検出器１を患者とベッドとの間に挿入したりする等により、カセッテ型検出器１に振動や衝撃が加わる場合がある。
【００６５】
筐体に加わった振動や衝撃が筺体全体の変形等により吸収（減衰）されず、保持用のスペーサ（緩衝材）等を通じて画像検出部に伝わりやすい。このとき基台２２および基台２２に設けられている検出器ユニット２１は一体として貼り合わされており比較的重く、外部からの振動や衝撃を受けても振動しにくい。
【００６６】
これに対してシグナルインターフェース基板２３Ａは比較的軽く、外部からの振動や衝撃により振動しやすく、場合によっては共振を生じることも想定される。さらに前記のように基台２２に対し一端のみネジ止めされている場合は特にそこを支点にして、特に対向する端部が振動しやすい。また読み出しＩＣ２６が実装されたフレキシブルハーネスＦＨと接続しており、シグナルインターフェース基板２３Ａが振動することにより読み出しＩＣ２６が影響を受ける恐れがある。特に、アナログ信号からデジタル信号への変換処理中に、当該回路系に外部から振動や衝撃が加わると、本来の放射線画像情報に対し、ノイズが重畳し易くなることを本件発明者等は発見した。
【００６７】
しかし、シグナルインターフェース基板２３Ａの周囲に緩衝材Ｘが設置されているため、シグナルインターフェース基板２３Ａが振動することはない。また読み出しＩＣ２６とフレキシブルハーネスＦＨは、単独ではＵ字状形状であり形状剛性が高くなっていることおよび材質（ポリイミドフィルム）により質量に比較して剛性が高いことから振動しない。その結果、アナログ信号からデジタル信号に変換する際にノイズが発生せず、適正な放射線画像を取得することが出来る。
【００６８】
なお、本実施形態では基台２２とシグナルインターフェース基板２３Ａとの間、及び筐体３１の内壁とシグナルインターフェース基板２３Ａとの間に緩衝材Ｘが設置されているが、図９（ａ）に示す変形例のように、基台２２とシグナルインターフェース基板２３Ａとの間のみに緩衝材Ｘを設置してシグナルインターフェース基板２３Ａの振動を抑制してもよい。このようにシグナルインターフェース基板２３Ａの裏側のみに緩衝材Ｘを設置すれば、製造工数が削減されるとともに軽量化となる。またシグナルインターフェース基板２３Ａの表側の電気素子に緩衝材Ｘが影響を及ぼすことがない。また、図９（ｂ）に示す変形例のように、筐体３１の内壁とシグナルインターフェース基板２３Ａとの間のみに緩衝材Ｘを設置してシグナルインターフェース基板２３Ａの振動を抑制してもよい。
【００６９】
筐体３１の内壁とシグナルインターフェース基板２３Ａとの間に緩衝材Ｘを配置する場合、組立時に筺体３１の開口部から内容物を挿入する際に、緩衝材Ｘが開口部に引っかかったり、緩衝材Ｘと筺体３１の内壁との摩擦が発生して挿入できなかったり、組立が困難となる恐れがある。このため、緩衝材Ｘと筺体３１の内壁との間に、筺体３１の内壁に対する摩擦係数が小さい滑りシート（例えばＰＥＴ製フィルム）を挟んで挿入し、その後前記滑りシートを抜き取ってもよい。
【００７０】
さらに前記滑りシートを緩衝材Ｘに貼りつけ、組立後もカセッテ型検出器１の内部に残留させてもよい。この場合、シートを抜き取る際の摩擦帯電や緩衝材Ｘの部分的な変形を防止することができる。
【００７１】
図５ではゲートインターフェース基板２３Ｃを図示していないが、本実施形態では、図１０に示すように、基台２２とゲートインターフェース基板２３Ｃとの間、及び筐体３１の内壁とゲートインターフェース基板２３Ｃとの間にも緩衝材Ｘが設置されており、ゲートインターフェース基板２３Ｃの振動も抑制している。緩衝材Ｘによりゲートインターフェース基板２３Ｃの振動を抑制することにより、制御基板２３Ｂからゲートドライバ２７に適正に信号が伝達されて放射線画像の読み出しタイミングのずれが抑制され、適正な放射線画像を取得することが出来る。
【００７２】
［第１の蓋部材・第２の蓋部材における外壁穴］
次に、突発的な衝撃によるカセッテ型検出器１の故障を抑制する構造について説明する。
【００７３】
図１１は、第１の蓋部材３２における角部の拡大斜視図である。
【００７４】
図１１に示すように、第１の蓋部材３２の角部Ａには溝形状の外壁穴３２Ｃが設けられており、第１の蓋部材３２の側壁Ｂにも溝形状の側壁穴３２Ｄが設けられている。図１では全てを示していないが、カセッテ型検出器１の四隅である角部ａ、ｂ、ｃ、ｄにおいて図１１で示す同様の形状の外壁穴３２Ｃと側壁穴３２Ｄが設けられている。
【００７５】
カセッテ型検出器１は、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、カセッテ型検出器１を所定の場所に運ばれる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、第１の蓋部材３２の角部Ａに突発的な衝撃が加わる場合がある。しかし、第１の蓋部材３２の角部Ａには外壁穴３２Ｃが設けられているため、第１の蓋部材の角部Ａに突発的な衝撃が加わっても、角部Ａが変形する形で角部Ａにおいて衝撃が吸収される（側壁穴３２Ｄがあることにより更に角部Ａが変形しやすいため、角部Ａにおいて衝撃が吸収される）。
【００７６】
その結果、カセッテ型検出器１の内部にある放射線検出部２（図５参照）等に突発的な衝撃が加わることを抑制でき、カセッテ型検出器１が故障することなく、常時適正な放射線画像の検出が出来る。
【００７７】
なお、第１の蓋部材３２の角部Ｘに設けられている外壁穴３２Ｃの形状は、衝撃が加わって角部Ａが変形しやすいような形状であればどのような形状であってもよい。
【００７８】
図１２は、図１に示すカセッテ型検出器１を放射線入射面Ｒの方向から見た所定箇所の簡易断面図である。図１２における放射線検出部２は簡略化した形状で示している。
【００７９】
図１２に示すように、放射線検出部２と筐体３１との間、放射線検出部２と第１の蓋部材３２との間、及び放射線検出部２と第２の蓋部材３３との間には、カセッテ型検出器１に加わる衝撃や振動が放射線検出部２に伝達しないよう、緩衝材Ｙが設置されている。
【００８０】
また、カセッテ型検出器１の四隅である角部ａ、ｂ、ｃ、ｄにおいても放射線検出部２と第１の蓋部材３２、第２の蓋部材３３との間に緩衝材Ｚが設置されている。このように角部ａ、ｂ、ｃ、ｄにおいて緩衝材Ｚが設置されていることにより、第１の蓋部材３２、第２の蓋部材３３に加わる衝撃を緩衝材Ｚが吸収して第１の蓋部材３２、第２の蓋部材３３の変形を抑制し、第１の蓋部材３２、第２の蓋部材３３が放射線検出部２に接触せず放射線検出部２が保護される。
【００８１】
外部からの振動や衝撃を緩和抑制する手段として、緩衝材ＹおよびＺの硬度を相対的に変化させてもよい。この場合、放射線検出部２の辺中央部近傍に配置される緩衝材Ｙは角部に配置される緩衝材Ｚおよびその近傍のものに比較して硬度を高くする。これにより外部の衝撃や振動は硬度の高い辺中央部へ伝わり易くなるが、放射線検出部２の辺中央部については角部に比較して強度を向上させることができ、総合的により大きな振動や衝撃に対する耐久性を得られる。
【００８２】
以上、図１〜図１２に基づいて本発明を説明したが、本発明は当該実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００８３】
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
２３Ａ シグナルインターフェース基板
２３Ｂ 制御基板
２３Ｃ ゲートインターフェース基板
２３Ｄ 電源基板
２４ 充電池
２６ 読み出しＩＣ
２７ ゲートドライバ
２１１ シンチレータ２１１
２１２ 検出部
Ｘ、Ｙ、Ｚ 緩衝材
【特許請求の範囲】
【請求項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、
入射した放射線を電気信号に変換する検出部を有する検出器ユニットと、
一方の面に前記検出器ユニットが配置された基台と、
前記基台の他方の面に配置された、前記検出器ユニットと接続される基板を少なくとも有する制御部と、
前記検出器ユニットと前記基板を接続するフレキシブル回路と、
前記検出器ユニット、前記基台、前記制御部、前記フレキシブル回路を内蔵する筺体と、を備え、
前記基台と前記基板との間、又は前記筐体の内壁と前記基板との間の少なくともどちらか一方において、緩衝材が設けられていることを特徴とする放射線画像検出カセッテ。
【請求項２】
前記検出部における走査線に印加する電圧を切り替える走査駆動回路部と、
前記基台に取り付けられ、走査信号を前記走査駆動回路部へ伝達する走査インターフェース基板と、を備え、
前記基台と前記走査インターフェース基板との間、又は前記筐体の内壁と前記走査インターフェース基板との間の少なくともどちらか一方において、緩衝材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の放射線画像検出カセッテ。
【請求項３】
前記筐体は筒型の形状であることを特徴とする請求項１又は２に記載の放射線画像検出カセッテ。
【請求項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、
入射した放射線を電気信号に変換する検出部を有する検出器ユニットと、
一方の面に前記検出器ユニットが配置された基台と、
前記基台の他方の面に配置された、前記検出器ユニットと接続される基板を少なくとも有する制御部と、
前記検出器ユニットと前記基板を接続するフレキシブル回路と、
前記検出器ユニット、前記基台、前記制御部、前記フレキシブル回路を内蔵する筺体と、を備え、
前記基台と前記基板との間、又は前記筐体の内壁と前記基板との間の少なくともどちらか一方において、緩衝材が設けられていることを特徴とする放射線画像検出カセッテ。
【請求項２】
前記検出部における走査線に印加する電圧を切り替える走査駆動回路部と、
前記基台に取り付けられ、走査信号を前記走査駆動回路部へ伝達する走査インターフェース基板と、を備え、
前記基台と前記走査インターフェース基板との間、又は前記筐体の内壁と前記走査インターフェース基板との間の少なくともどちらか一方において、緩衝材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の放射線画像検出カセッテ。
【請求項３】
前記筐体は筒型の形状であることを特徴とする請求項１又は２に記載の放射線画像検出カセッテ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−１５０３２０（Ｐ２０１２−１５０３２０Ａ）
【公開日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９５１５（Ｐ２０１１−９５１５）
【出願日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【出願人】（３０３０００４２０）コニカミノルタエムジー株式会社 (2,950)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【出願人】（３０３０００４２０）コニカミノルタエムジー株式会社 (2,950)
【Ｆターム（参考）】
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