放射線画像検出装置
【課題】シンチレータとして柱状結晶化した蛍光体を用いた場合でも、装置全体の厚みを厚くすることなく、十分な剛性を有し、シンチレータの破損を防止することのできる放射線画像検出装置を提供する。
【解決手段】可搬型の放射線画像検出装置１において、検出器ユニット２は、蛍光体を柱状結晶化することにより形成されたシンチレータ２１１が一面に設けられた第１のガラス基板２１３とシンチレータ２１１と対向する面に光電変換部２１２が形成された第２のガラス基板２１４とを有し、第１のガラス基板２１３と第２のガラス基板２１４とでシンチレータ２１１と光電変換部２１２とを挟み込むように積層されてなる検出パネル２１と、剛性の高い材料で形成され検出パネル２１を支持する基台２２と、を備え、検出パネル２１は、基台２２における放射線入射面Ｘ側に、第１のガラス基板２１３が基台２２側に位置するように配置されている。
【解決手段】可搬型の放射線画像検出装置１において、検出器ユニット２は、蛍光体を柱状結晶化することにより形成されたシンチレータ２１１が一面に設けられた第１のガラス基板２１３とシンチレータ２１１と対向する面に光電変換部２１２が形成された第２のガラス基板２１４とを有し、第１のガラス基板２１３と第２のガラス基板２１４とでシンチレータ２１１と光電変換部２１２とを挟み込むように積層されてなる検出パネル２１と、剛性の高い材料で形成され検出パネル２１を支持する基台２２と、を備え、検出パネル２１は、基台２２における放射線入射面Ｘ側に、第１のガラス基板２１３が基台２２側に位置するように配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線画像検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、病気診断等を目的として、Ｘ線画像に代表される、放射線を用いて撮影された放射線画像が広く用いられている。
こうした医療用の放射線画像は、従来スクリーンフィルムを用いて撮影されていたが、近年は、放射線画像のデジタル化が実現されており、例えば、被写体を透過した放射線を輝尽性蛍光体層が形成された輝尽性蛍光体シートに蓄積させた後、この輝尽性蛍光体シートをレーザ光で走査し、これにより輝尽性蛍光体シートから発光される輝尽光を光電変換して画像データを得るＣＲ（Computed Radiography）装置が広く普及している。
【０００３】
放射線画像撮影では、スクリーンフィルムや輝尽性蛍光体シート等の記録媒体を内部に収納したカセッテ（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）が用いられる。なお、ＣＲ装置での撮影に用いられるＣＲ用のカセッテは、従来のスクリーン／フィルム用のカセッテに適合するものとして導入された既存の設備、例えばカセッテホルダーやブッキーテーブルを継続して使用可能となるように、当該スクリーン／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・製造されている。このため、ＣＲ用のカセッテでは、カセッテのサイズの互換性が維持され、施設の有効活用と画像データのデジタル化が達成されている。
【０００４】
また、最近では、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検出しデジタル画像データとして取得する放射線画像検出装置としていわゆるフラットパネルディテクタ（Flat Panel Detector：ＦＰＤ）が知られている。
このような放射線画像検出装置には、放射線検出素子として、ａ−Ｓｅ（アモルファスセレン）のような光導電物質を用いて放射線エネルギーを直接電荷に変換し、この電荷を２次元的に配置されたＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）等の信号読出し用のスイッチ素子によって画素単位に電気信号として読み出す直接方式のものや、放射線エネルギーをシンチレータ等で光に変換し、この光を２次元的に配置されたフォトダイオード等の光電変換素子で電荷に変換してＴＦＴ等によって電気信号として読み出す間接方式のもの等があることが知られている。
【０００５】
さらに、近時、間接方式のＦＰＤをハウジング（筐体）に収納した可搬型の放射線画像検出装置も実用化されるようになっている。このような可搬型の放射線画像検出装置は、持ち運びが可能であるために患者の病室等に行って撮影を行うこと等も可能であり、また、撮影部位の位置や角度等に応じて自在に位置や角度を調整することが可能であるため、広く活用されることが期待されている。
【０００６】
間接方式の放射線画像検出装置の場合には、シンチレータとして柱状結晶化した蛍光体を用いると、蛍光体を塗布する塗布型のシンチレータを用いる場合と比較して、放射線の検出感度に優れ、被写体への照射線量の低減がはかれることが知られている。
しかし、柱状結晶化した蛍光体は外部からの圧力や衝撃に弱いため、シンチレータを放射線入射面側に配置すると、ベッドサイドにおいて患者の全体重がかかるような撮影に使用した場合や、放射線画像検出装置を誤って落下させた場合等に、ハウジングを介してシンチレータに大きな荷重や衝撃が作用し、個々の柱状結晶が破損してしまうおそれがある。
【０００７】
そこで、このようなシンチレータの破損を防止するために、蛍光体とハウジング（筐体）の光電変換部に対向する部分との間に緩衝手段を設ける構成が考案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、ハウジング（筐体）内にシンチレータを保護するための緩衝部材及び高剛性部材を配置する構成も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３８１５７９２号公報
【特許文献２】特許第４０１２１８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前述のように、現在普及しているＣＲ用のカセッテは従来のスクリーン／フィルム用のカセッテにおけるＪＩＳ規格サイズに従ったサイズとなっており、ブッキーテーブル等もＪＩＳ規格サイズに合わせて作られている。このため、可搬型ＦＰＤについても、このＪＩＳ規格サイズのカセッテと互換性のあるサイズとすることにより、施設に設置されている既存の設備を可搬型ＦＰＤを用いた撮影に利用することができ、撮影手段として可搬型ＦＰＤを導入する際の設備投資を最小限度に抑えられるようにすることが好ましい。
【００１０】
この点、特許文献１及び特許文献２に記載されているようにシンチレータを保護するために緩衝部材や高剛性部材を別途設ける構成とすると、放射線画像検出装置全体の厚みが厚くなってしまい、他の実装部品、例えば制御用回路や駆動用電源等の配置に制約が生じ、放射線画像検出装置をＪＩＳ規格サイズのカセッテと互換性のあるサイズとすることが困難となるという問題がある。
【００１１】
そこで、本発明は以上のような事情に鑑みてなされたものであり、シンチレータとして柱状結晶化した蛍光体を用いた場合でも、装置全体の厚みを厚くすることなく、十分な強度を有し、シンチレータの破損を抑制することのできる放射線画像検出装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記の課題を解決するために、本発明の放射線画像検出装置は、
放射線を検出する検出器ユニットと、前記検出器ユニットを内部に収納するハウジングとを備える可搬型の放射線画像検出装置であって、
前記検出器ユニットは、
蛍光体を柱状結晶化することにより形成され入射した放射線を光に変換するシンチレータが一面に設けられた第１の基材と、前記シンチレータと対向する面に前記シンチレータにより変換された光を受けて電気信号に変換する光電変換部が形成された第２の基材と、を有し、前記第１の基材と前記第２の基材とで前記シンチレータと前記光電変換部とを挟み込むように積層されてなる検出パネルと、
剛性の高い材料で形成され、前記検出パネルを支持する基台と、を備え、
前記検出パネルは、前記基台における放射線入射面側に、前記第１の基材が前記基台側に位置するように配置されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、放射線画像検出装置が、蛍光体の柱状結晶からなるシンチレータを備える場合に、シンチレータが設けられている第１の基材を剛性の高い基台側に配置することにより、シンチレータの破損を防止することができる。
すなわち、柱状結晶からなるシンチレータは、撮影時に患者の体重等の負荷がかかったり、誤って放射線画像検出装置１が落下する等による衝撃が加わった際に破損しやすいが、基台側にシンチレータを配置すれば、ハウジングと基台との間に一般的に設けられる緩衝部材によって衝撃が緩和され、衝撃が直接的にシンチレータに作用せず、また患者の体重によるハウジングの捩れは、基台の剛性により、シンチレータへの伝達を阻止され、シンチレータを保護することができるため、シンチレータの破損を防ぐことができるとの効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態における放射線画像検出装置の外観を示す斜視図である。
【図２】図１に示す放射線画像検出装置のハウジングの分解斜視図である。
【図３】図１に示す放射線画像検出装置の内部構成を示す要部断面図である。
【図４】図１に示す放射線画像検出装置の検出器ユニットの回路構成を示す等価回路図である。
【図５】図１に示す放射線画像検出装置の一変形例の内部構成を示す要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、本発明を適用可能な実施形態がこれに限定されるものではない。
【００１６】
まず、図１から図４を参照しつつ、本発明に係る放射線画像検出装置の一実施形態について説明する。ただし、本発明は図示例のものに限定されるものではない。
【００１７】
図１は、本実施形態における放射線画像検出装置１の斜視図である。
本実施形態において放射線画像検出装置１は、いわゆるフラットパネルディテクタ（Flat Panel Detector：以下「ＦＰＤ」という。）をカセッテ型に構成した可搬型のカセッテ型ＦＰＤであり、放射線画像撮影に用いられ、放射線画像データ（以下、単に「画像データ」と称する。）を取得するものである。
本実施形態において、放射線画像検出装置１は、シンチレータ２１１（図３参照）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て電気信号を得るいわゆる間接型の放射線画像検出装置である。
【００１８】
放射線画像検出装置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検出器ユニット２（図３参照）と、この検出器ユニット２を内部に収納し内部を保護するハウジング（筐体）３とを備えている。
【００１９】
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を有する中空のハウジング本体部３１と、ハウジング本体部３１の各開口部３１１、３１２を閉塞する第１の蓋部材３２及び第２の蓋部材３３とを備えている。なお、図１及び図２では、ハウジング３が筒状のいわゆるモノコック状に形成されている場合が例示されているが、ハウジング３の形状、構成は特に限定されない。例えば、放射線入射側に配置されるフロント部材とその反対の側に配置されるバック部材とを備え、両部材を嵌め合わせることでハウジングを構成するようにしてもよい。
【００２０】
ハウジング本体部３１は、例えばカーボン繊維体（例えば炭素繊維強化プラスチック：ＣＦＲＰ）等の軽量かつ強度に優れた材料によって構成されている。このようなカーボン繊維体等を筒状にしてハウジング本体部３１を構成することにより、ハウジング本体部３１の厚みをＣＲカセッテ同等の寸法で放射線画像検出装置１の強度を保つことができる。
【００２１】
また、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、例えば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、ハウジング本体部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。
【００２２】
ハウジング本体部３１の内側面であって、係合凸部３２５、３３５に対応する位置には、係合凸部３２５、３３５を受ける係合凹部３１５、３１６が形成されており、第１の蓋部材３２と第２の蓋部材３３がハウジング本体部３１に挿入されると、係合凸部３２５、３３５がハウジング本体部３１に設置された係合凹部３１５、３１６に係合するようになっている。
【００２３】
第１の蓋部材３２における蓋本体部３２１の一側面には、放射線画像検出装置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（すなわち、アンテナ装置）４１が埋め込まれている。なお、無線通信部４１の形状や設ける位置等は、特に限定されない。
【００２４】
また、蓋本体部３２１の一面であって、無線通信部４１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４５と、放射線画像検出装置１の電源のＯＮ／ＯＦＦを切り替える電源スイッチ４６が設けられている。更に、無線通信部４１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４７が設けられている。
【００２５】
本実施形態において、ハウジング３は、その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寸法は１５ｍｍに限定されないが、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ＪＩＳ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。なお、このＪＩＳ規格（ＪＩＳ Ｚ ４９０５）に対応する国際規格は、ＩＥＣ ６０４０６である。
ＣＲ用のカセッテやブッキーテーブル等、既存の装置のほとんどがこのスクリーン／フィルム用のカセッテにおけるＪＩＳ規格サイズに合わせて作られているため、ハウジング３の寸法をＪＩＳ規格サイズに合わせることにより、カセッテ型のＦＰＤである放射線画像検出装置１による撮影を行う場合でも既存の設備を利用することができる。
【００２６】
図３は、放射線画像検出装置１を図１に示す矢視Ａ方向から見た所定箇所の断面図である。
【００２７】
図３に示すように、検出器ユニット２は、基台２２と、基台２２の上方の面（すなわち、図１において放射線入射面Ｘ側の面）に支持された検出パネル２１と、基台２２の下方の面に取り付けられた各種の電気部品等を備えて構成されている。
基台２２は検出パネル２１等を保護するものである。本実施形態において、基台２２は捻りや外部からの衝撃に耐えることのできる高い剛性を備えており、例えばポリカーボネイトとＡＢＳを混合した樹脂等の可撓性を有する材料により構成されている。尚、この高い剛性を有する基台２２の上面（Ｘ線入射側）に検出パネル２１を、下面に電装部（各種の電気部品等）を取り付ける構造は、カセッテ型ＦＰＤの一般的な構造である。
【００２８】
基台２２と検出パネル２１との間には、検出パネル２１を衝撃等から保護するための緩衝層としての緩衝部材２１５が設けられている。緩衝部材２１５は、例えば樹脂や不織布等で形成されている。なお、緩衝部材２１５は本発明の必須の構成要素ではなく、緩衝部材２１５を介さずに検出パネル２１を直接基台２２に固定する構成としてもよい。
【００２９】
また、本実施形態では、電気部品として回路基板２３、充電池２４等が配置されている。
基台２２の下側（電気部品が設けられている側）には、基台２２に支持された電気部品とハウジング３との間に空間を確保し、外部からの衝撃等を吸収する緩衝部材２５が設けられている。
なお、回路基板２３、充電池２４、緩衝部材２５の形状、大きさ、個数、配置等は、図３に例示したものに限定されない。
【００３０】
回路基板２３上には、例えば各部の制御を行う制御装置５０（図４参照）を構成するＣＰＵ（central processing unit）（図示せず）、ＲＯＭ（read only memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等からなる記憶部５１（図４参照）、走査駆動回路５２（図４参照）、信号読出し回路５３（図４参照）等が実装されている。なお、ＲＯＭ、ＲＡＭとは別に、フラッシュメモリなどの書き換え可能な読出し専用メモリ等からなり検出パネル２１から出力された画像信号を記憶する画像記憶部を備えていてもよい。
【００３１】
充電池２４は、放射線画像検出装置１を構成する複数の駆動部（例えば、走査駆動回路５２（図４参照）、信号読出し回路５３（図４参照）、通信部（図示せず）、記憶部５１（図４参照）、インジケータ４７、検出パネル２１等）に電力を供給する電力供給部である。
【００３２】
充電池２４としては、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、電気二重層コンデンサ、リチウムイオンキャパシタ（ＬＩＣ）等の蓄電素子等を適用することができる。また、充電池２４に代えて、燃料電池等を適用してもよい。
【００３３】
回路基板２３等の各電気部品は、柔軟性のある材料で構成されたフレキシブルハーネス（図示せず）によって、第１の蓋部材３２に設けられているインターフェース用部品としての充電用端子４５、電源スイッチ４６、インジケータ４７、及び無線通信部４１と電気的に接続されている。なお、フレキシブルハーネスを第１の蓋部材３２の各インターフェース用部品と接続する手法は、コネクタによってもよいし、半田付けによってもよい。
【００３４】
検出パネル２１は、入射した放射線を光に変換するシンチレータ２１１が一方の面に設けられた第１の基材としての第１のガラス基板２１３、シンチレータ２１１の上側（放射線入射面Ｘ側）に配置されシンチレータ２１１により変換された光を検出して電気信号に変換する光電変換部２１２が一方の面に形成された第２の基材としての第２のガラス基板２１４等を備えて構成されている。
【００３５】
本実施形態において、光電変換部２１２は、第２のガラス基板２１４におけるシンチレータ２１１と対向する面に形成されており、検出パネル２１は、第１のガラス基板２１３と第２のガラス基板２１４とで、シンチレータ２１１と光電変換部２１２とを挟み込むように積層された積層構造となっている。
本実施形態では、検出パネル２１は、第１のガラス基板２１３が基台２２の側に位置するように基台２２の上に配置されている。
【００３６】
第１のガラス基板２１３及び第２のガラス基板２１４は、ともに厚みが０．５ｍｍ程度であり、その面の寸法が基台２２の面の寸法とほぼ同じ寸法に形成されている。なお、第１のガラス基板２１３及び第２のガラス基板２１４の厚みは０．５ｍｍに限定されない。また、第１のガラス基板２１３と第２のガラス基板２１４とで厚みが異なるようにしてもよい。
【００３７】
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。
【００３８】
このシンチレータ２１１で用いられる蛍光体は、例えば、ＣａＷＯ４等を母体材料とするものや、ＣｓＩ：ＴｌやＧｄ2Ｏ2Ｓ：Ｔｂ、ＺｎＳ：Ａｇ等の母体材料内に発光中心物質が付活されたものを用いることができる。また、希土類元素をＭとしたとき、（Ｇｄ，Ｍ，Ｅｕ）２Ｏ３の一般式で示される蛍光体を用いることができる。特に、放射線吸収及び発光効率が高いことよりＣｓＩ：ＴｌやＧｄ2Ｏ2Ｓ：Ｔｂが好ましく、これらを用いることで、ノイズの低い高画質の画像を得ることができる。
【００３９】
シンチレータ２１１は、例えば、セルロースアセテートフィルム、ポリエステルフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム等の各種高分子材料（ポリマー）により形成された支持体（図示せず）の上に、例えば気相成長法により蛍光体を層状に形成したものであり、第１のガラス基板２１３の上側（撮影時に放射線が入射する側）に貼付されている。なお、支持体を介さず、第１のガラス基板２１３の上に直接シンチレータ２１１を形成するようにしてもよい。
シンチレータ２１１における蛍光体の層は、蛍光体の柱状結晶からなっており、その厚みは特に限定されないが、例えば０．３〜０．４ｍｍ程度である。
気相成長法としては、蒸着法、スパッタ法、化学蒸着（ＣＶＤ：chemical vapor deposition）法等が好ましく用いられる。いずれの手法においても、蛍光体の層を支持体上に独立した細長い柱状結晶に気相成長させることができる。
【００４０】
第２のガラス基板２１４の下側（シンチレータ２１１と対向する側）には、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く画像信号の出力を行う検出手段としての光電変換部２１２が形成されている。
【００４１】
このように、本実施形態においては、光電変換部２１２が、シンチレータ２１１の上側に積層されており、光電変換部２１２の上側に配置された第２のガラス基板２１４と、シンチレータ２１１の下側に配置された第１のガラス基板２１３との間に、光電変換部２１２とシンチレータ２１１とが対向した状態で挟み込まれる構成となっている。
第２のガラス基板２１４と第１のガラス基板２１３との間には、スペーサ２１６が配置されており、第２のガラス基板２１４と第１のガラス基板２１３との間に空間を保持するようになっている。なお、第２のガラス基板２１４と第１のガラス基板２１３との間の空間は空隙となっていてもよいし、導光性（透明）の樹脂等が充填されていてもよい。
【００４２】
また、第１のガラス基板２１３と第２のガラス基板２１４との外周縁に沿って図示しない封止部材が設けられており、この封止部材によって第１のガラス基板２１３と第２のガラス基板２１４とが接着され、結合されている。
なお、第２のガラス基板２１４と第１のガラス基板２１３との間の空間が空隙となっている場合には、第２のガラス基板２１４と第１のガラス基板２１３との間の空間から空気を吸引する等により脱気した後に封止部材による接着、結合を行うことが好ましい。これにより、空気に含まれる湿気がシンチレータ２１１等に影響を及ぼすのを防ぐことができ、シンチレータ２１１等の長寿命化を図ることができる。
【００４３】
ここで、検出器ユニット２の回路構成について説明する。
【００４４】
光電変換部２１２には、複数の光電変換素子６１（図４参照）が２次元状に複数配列されており、この各光電変換素子６１の一方の電極にはそれぞれ信号読出し用のスイッチ素子であるＴＦＴ６２のソース電極が接続されている。光電変換素子６１は、例えばフォトダイオード等であり、シンチレータ２１１等と共に、被写体を透過した放射線を電気信号に変換する放射線検出素子を構成する。
なお、ＴＦＴ６２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いずれであってもよい。
また、本実施形態では、光電変換素子６１としてフォトダイオードを用いた場合を例示しているが、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。
【００４５】
光電変換部２１２の側部には、各光電変換素子６１にパルスを送って当該各光電変換素子６１を走査・駆動させる走査駆動回路５２と、各光電変換素子に蓄積された電気エネルギーを読み出す信号読出し回路５３とが配されている。
【００４６】
各光電変換素子６１の他方の電極にはバイアス線Ｌｂが接続されており、バイアス線Ｌｂはバイアス電源５６に接続されていて、バイアス電源５６から各光電変換素子６１に逆バイアス電圧が印加されるようになっている。
【００４７】
各ＴＦＴ６２のゲート電極はそれぞれ走査駆動回路５２から延びる走査線Ｌｌに接続されており、ＴＦＴ６２のゲート電極には、この走査線Ｌｌを介して図示しないＴＦＴ電源から読み出し電圧（ＯＮ電圧）又はＯＦＦ電圧が印加されるようになっている。また、各ＴＦＴ６２のドレイン電極はそれぞれ信号線Ｌｒに接続されている。各信号線Ｌｒは、それぞれ信号読出し回路５３内の増幅回路５７に接続されており、各増幅回路５７の出力線はそれぞれサンプルホールド回路５８を経てアナログマルチプレクサ５９に接続されている。
また、信号読出し回路５３には信号をデジタル信号に変換処理する処理手段としてのＡ／Ｄ変換部６０が接続されており、アナログマルチプレクサ５９から送り出されたアナログの画像信号は、Ａ／Ｄ変換部６０によりデジタルの画像信号に変換される。信号読出し回路５３は、このＡ／Ｄ変換部６０を介して制御装置５０に接続されており、デジタルの画像信号が制御装置５０に出力される。
制御装置５０には、記憶部５１が接続されており、制御装置５０は、Ａ／Ｄ変換部６０から送られたデジタルの画像信号を画像データとして記憶部５１に記憶させるようになっている。
【００４８】
次に、本実施形態における放射線画像検出装置１の作用について説明する。
【００４９】
本実施形態においては、まず、一方の面に光電変換部２１２を形成した第２のガラス基板２１４と、一方の面にシンチレータ２１１を貼付した第１のガラス基板２１３とを、シンチレータ２１１と光電変換部２１２とが対向するようにスペーサ２１６を介して積層し、第１のガラス基板２１３と第２のガラス基板２１４との間の空間の脱気処理を行った後、封止部材によって両ガラス基板２１３，２１４を接着、結合させる。これにより検出パネル２１が完成する。
次に、回路基板２３及び充電池２４を所定の位置に搭載した基台２２を、回路基板２３及び充電池２４が搭載された側が下になるようにして配置し、その上に緩衝部材２１５を介して検出パネル２１を固定する。このとき、第１のガラス基板２１３の裏面側（シンチレータ２１１が貼付されている側とは反対の面）が基台２２側に配置されるようにする。これにより、検出器ユニット２が完成する。
【００５０】
検出器ユニット２が完成すると、検出器ユニット２の回路基板２３に接続されている電子部品や充電池２４と、第１の蓋部材３２に設けられている充電用端子４５、電源スイッチ４６、インジケータ４７、無線通信部４１とを、フレキシブルハーネスにより電気的に接続する。
【００５１】
第１の蓋部材３２をハウジング本体部３１の開口部３１１に嵌め込む際には、第１の蓋部材３２とフレキシブルハーネスにより接続された検出器ユニット２を開口部３１１から挿入し、検出器ユニット２を第１の蓋部材３２により押圧しつつハウジング本体部３１内に収納する。
係合片３２４の係合凸部３２５がハウジング本体部３１の係合凹部３１５と係合するまで第１の蓋部材３２を押し込み、これにより第１の蓋部材３２の装着が完了する。
検出器ユニット２の収納及び第１の蓋部材３２の装着が完了すると、第２の蓋部材３３を開口部３１２に嵌め込む。これにより放射線画像検出装置１の組み立てが完了する。
【００５２】
放射線画像検出装置１を撮影に使用する場合には、例えば、撮影対象である患者をベッドに寝かせ、ベッドと患者の身体との間に検出パネル２１の設けられている側を上にして放射線画像検出装置１を差し込み、撮影を行う。また、放射線画像検出装置１を既存のＣＲ用のカセッテによる撮影の際に用いられるブッキーテーブル等にセットして使用することも可能である。
【００５３】
本実施形態では、シンチレータ２１１が貼付されている第１のガラス基板２１３を基台２２の上に配置し、シンチレータ２１１を上から覆うように光電変換部２１２の設けられた第２のガラス基板を配置しているため、撮影時に患者の体重等の負荷がかかったり、誤って放射線画像検出装置１が落下したりすることにより衝撃が加わっても、シンチレータ２１１が直接衝撃を受けることがなく、シンチレータ２１１の破損を防止することができる。
【００５４】
なお、本実施形態では、光電変換部２１２が表面に形成された第２のガラス基板２１４がハウジング３の放射線入射面Ｘ側に配置されることとなるが、光電変換部２１２を構成する光電変換素子６１やＴＦＴ６２は厚みが１０μｍ程度と薄いものであるため、捩れや衝撃に対してある程度の強度を有している。このため、光電変換部２１２及び第２のガラス基板２１４がハウジング３の放射線入射面Ｘ側に配置されても患者の荷重等による変形で光電変換素子６１やＴＦＴ６２がピクセル単位の剥離等を生じることはなく、画質に影響を与えない。
【００５５】
以上のように、本実施形態によれば、放射線画像検出装置１が、蛍光体の柱状結晶からなるシンチレータ２１１を備える場合でも、シンチレータ２１１が貼付されている第１のガラス基板２１３を基台２２側に配置することにより、シンチレータ２１１の破損を防止することができる。
すなわち、柱状結晶からなるシンチレータ２１１は、蛍光体を塗布することにより構成される塗布型のシンチレータと比較して、撮影時に患者の体重等の負荷がかかったり、誤って放射線画像検出装置１が落下する等による衝撃が加わった際に破損しやすい。この点、本実施形態のように、剛性を有する基台２２の側にシンチレータ２１１を配置すれば、ハウジング３と基台２２との間に一般的に設けられる緩衝部材によって衝撃が緩和され、衝撃が直接的にシンチレータ２１１に作用せず、また患者の体重によるハウジング３の捩れは、基台２２の剛性により、シンチレータ２１１への伝達を阻止され、シンチレータ２１１を保護することができる。このため、別途剛性を有する部材を設けて保護しなくてもシンチレータ２１１の破損を防ぐことができる。
【００５６】
また、２枚のガラス基板（第１のガラス基板２１３、第２のガラス基板２１４）でシンチレータ２１１及び光電変換部２１２を挟み込んでいるので、外部からの負荷がかかった際等に、シンチレータ２１１や光電変換部２１２が破損するのを防ぐことができる。
【００５７】
また、本実施形態では、放射線画像検出装置１の寸法が、従来のスクリーン／フィルム用のカセッテにおけるＪＩＳ規格サイズの範囲内に収まる寸法となっているため、カセッテ型のＦＰＤである放射線画像検出装置１による撮影を行う場合でもＣＲ用のカセッテ用に設けられているブッキーテーブル等、既存の装置、設備を利用することができる。
【００５８】
また、ハウジング本体部３１が、継ぎ目の無い一体成型の筒状となっているので、薄型（厚さ１５ｍｍ以下）でありながら、患者の実撮影に充分耐え、患者に起因する荷重の方向（撮影方向）に対し、全方向的な強度を有することができるとともに、放射線画像検出装置１のハウジング３を構成する部品による継ぎ目が少ないので、粉塵、患者の汗、消毒液等の水分や異物の浸入確率がさがり、ハウジング３内部のシンチレータ２１１や各種電気部品等の長寿命化を図ることができる。
【００５９】
また、本実施形態では、予め検出器ユニット２と第１の蓋部材３２とを電気的に接続しておき、第１の蓋部材３２を開口部３１１に嵌め込むことによりハウジング本体部３１への検出器ユニット２の挿入も完了し、さらに第２の蓋部材３３を開口部３１２に嵌め込むことによりハウジング３の組み立てが完了するので、工場における生産過程において、効率的に作業を行うことができるとともに、検出器ユニット２の組み付け作業精度等についてあまり厳密さが要求されず、歩留まりの向上が期待できる。
【００６０】
なお、本実施形態では、第１のガラス基板２１３及び第２のガラス基板２１４の面の寸法が、基台２２の面の寸法とほぼ同じ寸法に形成されている場合を例として説明したが、両ガラス基板２１３，２１４及び基台２２の寸法はこれに限定されない。
例えば、図５に示すように、第１のガラス基板２１３のみ、または第１のガラス基板２１３及び第２のガラス基板２１４の双方を、基台２２の面の寸法よりも僅かに小さい寸法に形成してもよい。この場合、第１のガラス基板２１３、第２のガラス基板２１４の寸法を、基台２２と比較してどの程度小さくするかは特に限定されないが、例えば、縦横の各辺がいずれも基台２２よりも１ｍｍずつ内側に位置する程度の寸法に形成する。
この場合、図５に示すように、基台２２の端部がハウジング３の内側面に接するように構成してもよい。基台２２の端部をハウジング３の内側面と接触させることにより、検出器ユニット２がハウジング３の内部でがたつかないように支持することができる。なお、この場合、基台２２の端部は直接ハウジング３の内側面に接していてもよいし、緩衝部材等を介して接するように構成してもよい。
【００６１】
このように、第１のガラス基板２１３のみ、または第１のガラス基板２１３及び第２のガラス基板２１４の双方を基台２２の面の寸法よりも小さい寸法に形成することにより、放射線画像検出装置１を誤って落下させた場合等、外部から衝撃が加わった際に、この衝撃がまず基台２２に伝わり、基台２２が衝撃を緩和または吸収する。これにより、第１のガラス基板２１３、第２のガラス基板２１４及び第１のガラス基板２１３上に形成されているシンチレータ２１１が衝撃により破損することをより確実に防止することができる。
【００６２】
また、本実施形態では、シンチレータ２１１を１層のみ有する構成について説明したが、検出パネル２１に設けられるシンチレータ２１１の数はこれに限定されず、例えば２層のシンチレータを備える構成としてもよい。
なお、シンチレータが２層設けられている場合には、蛍光体層の厚みの厚い方が設けられているガラス基板を基台２２側に配置する。また、一方のシンチレータが気相成長法により形成された蛍光体の柱状結晶からなるものであり、他方のシンチレータが塗布型のものである場合には、気相成長法により形成された蛍光体の柱状結晶からなるシンチレータが設けられているガラス基板を基台側に配置する。
これは、シンチレータは、塗布型のものよりも気相成長法により形成されたものの方が破損しやすく、また、同じ気相成長法により形成されたものであれば、厚みが厚くなるほど捻りや衝撃に弱く破損しやすくなるため、剛性の高い基台２２によって保護する必要が高いためである。
【００６３】
また、本実施形態では、第１の基材、第２の基材がともにガラスで形成されている場合を例として示したが、第１の基材、第２の基材を形成する材料は透明なものであればよく、ガラスに限定されない。
例えば、シンチレータ２１１を設ける第１の基材を樹脂で形成してもよい。第１の基材を樹脂で形成した場合には、これをガラスで形成する場合と比較して厚みを薄くすることが可能となる。そして、このように、第１の基材の厚みを薄くしても、これを基台２２側に設置することにより、十分な剛性を確保することができる。
【００６４】
その他、本発明が本実施の形態に限定されず、適宜変更可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００６５】
１ 放射線画像検出装置
２ 検出器ユニット
３ ハウジング
２１ 検出パネル
２２ 基台
２３ 回路基板
２４ 充電池
６１ 光電変換素子
６２ ＴＦＴ
２１１ シンチレータ
２１２ 光電変換部
２１３ 第１のガラス基材
２１４ 第２のガラス基材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線画像検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、病気診断等を目的として、Ｘ線画像に代表される、放射線を用いて撮影された放射線画像が広く用いられている。
こうした医療用の放射線画像は、従来スクリーンフィルムを用いて撮影されていたが、近年は、放射線画像のデジタル化が実現されており、例えば、被写体を透過した放射線を輝尽性蛍光体層が形成された輝尽性蛍光体シートに蓄積させた後、この輝尽性蛍光体シートをレーザ光で走査し、これにより輝尽性蛍光体シートから発光される輝尽光を光電変換して画像データを得るＣＲ（Computed Radiography）装置が広く普及している。
【０００３】
放射線画像撮影では、スクリーンフィルムや輝尽性蛍光体シート等の記録媒体を内部に収納したカセッテ（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）が用いられる。なお、ＣＲ装置での撮影に用いられるＣＲ用のカセッテは、従来のスクリーン／フィルム用のカセッテに適合するものとして導入された既存の設備、例えばカセッテホルダーやブッキーテーブルを継続して使用可能となるように、当該スクリーン／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・製造されている。このため、ＣＲ用のカセッテでは、カセッテのサイズの互換性が維持され、施設の有効活用と画像データのデジタル化が達成されている。
【０００４】
また、最近では、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検出しデジタル画像データとして取得する放射線画像検出装置としていわゆるフラットパネルディテクタ（Flat Panel Detector：ＦＰＤ）が知られている。
このような放射線画像検出装置には、放射線検出素子として、ａ−Ｓｅ（アモルファスセレン）のような光導電物質を用いて放射線エネルギーを直接電荷に変換し、この電荷を２次元的に配置されたＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）等の信号読出し用のスイッチ素子によって画素単位に電気信号として読み出す直接方式のものや、放射線エネルギーをシンチレータ等で光に変換し、この光を２次元的に配置されたフォトダイオード等の光電変換素子で電荷に変換してＴＦＴ等によって電気信号として読み出す間接方式のもの等があることが知られている。
【０００５】
さらに、近時、間接方式のＦＰＤをハウジング（筐体）に収納した可搬型の放射線画像検出装置も実用化されるようになっている。このような可搬型の放射線画像検出装置は、持ち運びが可能であるために患者の病室等に行って撮影を行うこと等も可能であり、また、撮影部位の位置や角度等に応じて自在に位置や角度を調整することが可能であるため、広く活用されることが期待されている。
【０００６】
間接方式の放射線画像検出装置の場合には、シンチレータとして柱状結晶化した蛍光体を用いると、蛍光体を塗布する塗布型のシンチレータを用いる場合と比較して、放射線の検出感度に優れ、被写体への照射線量の低減がはかれることが知られている。
しかし、柱状結晶化した蛍光体は外部からの圧力や衝撃に弱いため、シンチレータを放射線入射面側に配置すると、ベッドサイドにおいて患者の全体重がかかるような撮影に使用した場合や、放射線画像検出装置を誤って落下させた場合等に、ハウジングを介してシンチレータに大きな荷重や衝撃が作用し、個々の柱状結晶が破損してしまうおそれがある。
【０００７】
そこで、このようなシンチレータの破損を防止するために、蛍光体とハウジング（筐体）の光電変換部に対向する部分との間に緩衝手段を設ける構成が考案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、ハウジング（筐体）内にシンチレータを保護するための緩衝部材及び高剛性部材を配置する構成も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３８１５７９２号公報
【特許文献２】特許第４０１２１８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前述のように、現在普及しているＣＲ用のカセッテは従来のスクリーン／フィルム用のカセッテにおけるＪＩＳ規格サイズに従ったサイズとなっており、ブッキーテーブル等もＪＩＳ規格サイズに合わせて作られている。このため、可搬型ＦＰＤについても、このＪＩＳ規格サイズのカセッテと互換性のあるサイズとすることにより、施設に設置されている既存の設備を可搬型ＦＰＤを用いた撮影に利用することができ、撮影手段として可搬型ＦＰＤを導入する際の設備投資を最小限度に抑えられるようにすることが好ましい。
【００１０】
この点、特許文献１及び特許文献２に記載されているようにシンチレータを保護するために緩衝部材や高剛性部材を別途設ける構成とすると、放射線画像検出装置全体の厚みが厚くなってしまい、他の実装部品、例えば制御用回路や駆動用電源等の配置に制約が生じ、放射線画像検出装置をＪＩＳ規格サイズのカセッテと互換性のあるサイズとすることが困難となるという問題がある。
【００１１】
そこで、本発明は以上のような事情に鑑みてなされたものであり、シンチレータとして柱状結晶化した蛍光体を用いた場合でも、装置全体の厚みを厚くすることなく、十分な強度を有し、シンチレータの破損を抑制することのできる放射線画像検出装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記の課題を解決するために、本発明の放射線画像検出装置は、
放射線を検出する検出器ユニットと、前記検出器ユニットを内部に収納するハウジングとを備える可搬型の放射線画像検出装置であって、
前記検出器ユニットは、
蛍光体を柱状結晶化することにより形成され入射した放射線を光に変換するシンチレータが一面に設けられた第１の基材と、前記シンチレータと対向する面に前記シンチレータにより変換された光を受けて電気信号に変換する光電変換部が形成された第２の基材と、を有し、前記第１の基材と前記第２の基材とで前記シンチレータと前記光電変換部とを挟み込むように積層されてなる検出パネルと、
剛性の高い材料で形成され、前記検出パネルを支持する基台と、を備え、
前記検出パネルは、前記基台における放射線入射面側に、前記第１の基材が前記基台側に位置するように配置されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、放射線画像検出装置が、蛍光体の柱状結晶からなるシンチレータを備える場合に、シンチレータが設けられている第１の基材を剛性の高い基台側に配置することにより、シンチレータの破損を防止することができる。
すなわち、柱状結晶からなるシンチレータは、撮影時に患者の体重等の負荷がかかったり、誤って放射線画像検出装置１が落下する等による衝撃が加わった際に破損しやすいが、基台側にシンチレータを配置すれば、ハウジングと基台との間に一般的に設けられる緩衝部材によって衝撃が緩和され、衝撃が直接的にシンチレータに作用せず、また患者の体重によるハウジングの捩れは、基台の剛性により、シンチレータへの伝達を阻止され、シンチレータを保護することができるため、シンチレータの破損を防ぐことができるとの効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態における放射線画像検出装置の外観を示す斜視図である。
【図２】図１に示す放射線画像検出装置のハウジングの分解斜視図である。
【図３】図１に示す放射線画像検出装置の内部構成を示す要部断面図である。
【図４】図１に示す放射線画像検出装置の検出器ユニットの回路構成を示す等価回路図である。
【図５】図１に示す放射線画像検出装置の一変形例の内部構成を示す要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、本発明を適用可能な実施形態がこれに限定されるものではない。
【００１６】
まず、図１から図４を参照しつつ、本発明に係る放射線画像検出装置の一実施形態について説明する。ただし、本発明は図示例のものに限定されるものではない。
【００１７】
図１は、本実施形態における放射線画像検出装置１の斜視図である。
本実施形態において放射線画像検出装置１は、いわゆるフラットパネルディテクタ（Flat Panel Detector：以下「ＦＰＤ」という。）をカセッテ型に構成した可搬型のカセッテ型ＦＰＤであり、放射線画像撮影に用いられ、放射線画像データ（以下、単に「画像データ」と称する。）を取得するものである。
本実施形態において、放射線画像検出装置１は、シンチレータ２１１（図３参照）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て電気信号を得るいわゆる間接型の放射線画像検出装置である。
【００１８】
放射線画像検出装置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検出器ユニット２（図３参照）と、この検出器ユニット２を内部に収納し内部を保護するハウジング（筐体）３とを備えている。
【００１９】
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を有する中空のハウジング本体部３１と、ハウジング本体部３１の各開口部３１１、３１２を閉塞する第１の蓋部材３２及び第２の蓋部材３３とを備えている。なお、図１及び図２では、ハウジング３が筒状のいわゆるモノコック状に形成されている場合が例示されているが、ハウジング３の形状、構成は特に限定されない。例えば、放射線入射側に配置されるフロント部材とその反対の側に配置されるバック部材とを備え、両部材を嵌め合わせることでハウジングを構成するようにしてもよい。
【００２０】
ハウジング本体部３１は、例えばカーボン繊維体（例えば炭素繊維強化プラスチック：ＣＦＲＰ）等の軽量かつ強度に優れた材料によって構成されている。このようなカーボン繊維体等を筒状にしてハウジング本体部３１を構成することにより、ハウジング本体部３１の厚みをＣＲカセッテ同等の寸法で放射線画像検出装置１の強度を保つことができる。
【００２１】
また、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、例えば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、ハウジング本体部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。
【００２２】
ハウジング本体部３１の内側面であって、係合凸部３２５、３３５に対応する位置には、係合凸部３２５、３３５を受ける係合凹部３１５、３１６が形成されており、第１の蓋部材３２と第２の蓋部材３３がハウジング本体部３１に挿入されると、係合凸部３２５、３３５がハウジング本体部３１に設置された係合凹部３１５、３１６に係合するようになっている。
【００２３】
第１の蓋部材３２における蓋本体部３２１の一側面には、放射線画像検出装置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（すなわち、アンテナ装置）４１が埋め込まれている。なお、無線通信部４１の形状や設ける位置等は、特に限定されない。
【００２４】
また、蓋本体部３２１の一面であって、無線通信部４１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４５と、放射線画像検出装置１の電源のＯＮ／ＯＦＦを切り替える電源スイッチ４６が設けられている。更に、無線通信部４１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４７が設けられている。
【００２５】
本実施形態において、ハウジング３は、その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寸法は１５ｍｍに限定されないが、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ＪＩＳ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。なお、このＪＩＳ規格（ＪＩＳ Ｚ ４９０５）に対応する国際規格は、ＩＥＣ ６０４０６である。
ＣＲ用のカセッテやブッキーテーブル等、既存の装置のほとんどがこのスクリーン／フィルム用のカセッテにおけるＪＩＳ規格サイズに合わせて作られているため、ハウジング３の寸法をＪＩＳ規格サイズに合わせることにより、カセッテ型のＦＰＤである放射線画像検出装置１による撮影を行う場合でも既存の設備を利用することができる。
【００２６】
図３は、放射線画像検出装置１を図１に示す矢視Ａ方向から見た所定箇所の断面図である。
【００２７】
図３に示すように、検出器ユニット２は、基台２２と、基台２２の上方の面（すなわち、図１において放射線入射面Ｘ側の面）に支持された検出パネル２１と、基台２２の下方の面に取り付けられた各種の電気部品等を備えて構成されている。
基台２２は検出パネル２１等を保護するものである。本実施形態において、基台２２は捻りや外部からの衝撃に耐えることのできる高い剛性を備えており、例えばポリカーボネイトとＡＢＳを混合した樹脂等の可撓性を有する材料により構成されている。尚、この高い剛性を有する基台２２の上面（Ｘ線入射側）に検出パネル２１を、下面に電装部（各種の電気部品等）を取り付ける構造は、カセッテ型ＦＰＤの一般的な構造である。
【００２８】
基台２２と検出パネル２１との間には、検出パネル２１を衝撃等から保護するための緩衝層としての緩衝部材２１５が設けられている。緩衝部材２１５は、例えば樹脂や不織布等で形成されている。なお、緩衝部材２１５は本発明の必須の構成要素ではなく、緩衝部材２１５を介さずに検出パネル２１を直接基台２２に固定する構成としてもよい。
【００２９】
また、本実施形態では、電気部品として回路基板２３、充電池２４等が配置されている。
基台２２の下側（電気部品が設けられている側）には、基台２２に支持された電気部品とハウジング３との間に空間を確保し、外部からの衝撃等を吸収する緩衝部材２５が設けられている。
なお、回路基板２３、充電池２４、緩衝部材２５の形状、大きさ、個数、配置等は、図３に例示したものに限定されない。
【００３０】
回路基板２３上には、例えば各部の制御を行う制御装置５０（図４参照）を構成するＣＰＵ（central processing unit）（図示せず）、ＲＯＭ（read only memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等からなる記憶部５１（図４参照）、走査駆動回路５２（図４参照）、信号読出し回路５３（図４参照）等が実装されている。なお、ＲＯＭ、ＲＡＭとは別に、フラッシュメモリなどの書き換え可能な読出し専用メモリ等からなり検出パネル２１から出力された画像信号を記憶する画像記憶部を備えていてもよい。
【００３１】
充電池２４は、放射線画像検出装置１を構成する複数の駆動部（例えば、走査駆動回路５２（図４参照）、信号読出し回路５３（図４参照）、通信部（図示せず）、記憶部５１（図４参照）、インジケータ４７、検出パネル２１等）に電力を供給する電力供給部である。
【００３２】
充電池２４としては、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、電気二重層コンデンサ、リチウムイオンキャパシタ（ＬＩＣ）等の蓄電素子等を適用することができる。また、充電池２４に代えて、燃料電池等を適用してもよい。
【００３３】
回路基板２３等の各電気部品は、柔軟性のある材料で構成されたフレキシブルハーネス（図示せず）によって、第１の蓋部材３２に設けられているインターフェース用部品としての充電用端子４５、電源スイッチ４６、インジケータ４７、及び無線通信部４１と電気的に接続されている。なお、フレキシブルハーネスを第１の蓋部材３２の各インターフェース用部品と接続する手法は、コネクタによってもよいし、半田付けによってもよい。
【００３４】
検出パネル２１は、入射した放射線を光に変換するシンチレータ２１１が一方の面に設けられた第１の基材としての第１のガラス基板２１３、シンチレータ２１１の上側（放射線入射面Ｘ側）に配置されシンチレータ２１１により変換された光を検出して電気信号に変換する光電変換部２１２が一方の面に形成された第２の基材としての第２のガラス基板２１４等を備えて構成されている。
【００３５】
本実施形態において、光電変換部２１２は、第２のガラス基板２１４におけるシンチレータ２１１と対向する面に形成されており、検出パネル２１は、第１のガラス基板２１３と第２のガラス基板２１４とで、シンチレータ２１１と光電変換部２１２とを挟み込むように積層された積層構造となっている。
本実施形態では、検出パネル２１は、第１のガラス基板２１３が基台２２の側に位置するように基台２２の上に配置されている。
【００３６】
第１のガラス基板２１３及び第２のガラス基板２１４は、ともに厚みが０．５ｍｍ程度であり、その面の寸法が基台２２の面の寸法とほぼ同じ寸法に形成されている。なお、第１のガラス基板２１３及び第２のガラス基板２１４の厚みは０．５ｍｍに限定されない。また、第１のガラス基板２１３と第２のガラス基板２１４とで厚みが異なるようにしてもよい。
【００３７】
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。
【００３８】
このシンチレータ２１１で用いられる蛍光体は、例えば、ＣａＷＯ４等を母体材料とするものや、ＣｓＩ：ＴｌやＧｄ2Ｏ2Ｓ：Ｔｂ、ＺｎＳ：Ａｇ等の母体材料内に発光中心物質が付活されたものを用いることができる。また、希土類元素をＭとしたとき、（Ｇｄ，Ｍ，Ｅｕ）２Ｏ３の一般式で示される蛍光体を用いることができる。特に、放射線吸収及び発光効率が高いことよりＣｓＩ：ＴｌやＧｄ2Ｏ2Ｓ：Ｔｂが好ましく、これらを用いることで、ノイズの低い高画質の画像を得ることができる。
【００３９】
シンチレータ２１１は、例えば、セルロースアセテートフィルム、ポリエステルフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム等の各種高分子材料（ポリマー）により形成された支持体（図示せず）の上に、例えば気相成長法により蛍光体を層状に形成したものであり、第１のガラス基板２１３の上側（撮影時に放射線が入射する側）に貼付されている。なお、支持体を介さず、第１のガラス基板２１３の上に直接シンチレータ２１１を形成するようにしてもよい。
シンチレータ２１１における蛍光体の層は、蛍光体の柱状結晶からなっており、その厚みは特に限定されないが、例えば０．３〜０．４ｍｍ程度である。
気相成長法としては、蒸着法、スパッタ法、化学蒸着（ＣＶＤ：chemical vapor deposition）法等が好ましく用いられる。いずれの手法においても、蛍光体の層を支持体上に独立した細長い柱状結晶に気相成長させることができる。
【００４０】
第２のガラス基板２１４の下側（シンチレータ２１１と対向する側）には、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く画像信号の出力を行う検出手段としての光電変換部２１２が形成されている。
【００４１】
このように、本実施形態においては、光電変換部２１２が、シンチレータ２１１の上側に積層されており、光電変換部２１２の上側に配置された第２のガラス基板２１４と、シンチレータ２１１の下側に配置された第１のガラス基板２１３との間に、光電変換部２１２とシンチレータ２１１とが対向した状態で挟み込まれる構成となっている。
第２のガラス基板２１４と第１のガラス基板２１３との間には、スペーサ２１６が配置されており、第２のガラス基板２１４と第１のガラス基板２１３との間に空間を保持するようになっている。なお、第２のガラス基板２１４と第１のガラス基板２１３との間の空間は空隙となっていてもよいし、導光性（透明）の樹脂等が充填されていてもよい。
【００４２】
また、第１のガラス基板２１３と第２のガラス基板２１４との外周縁に沿って図示しない封止部材が設けられており、この封止部材によって第１のガラス基板２１３と第２のガラス基板２１４とが接着され、結合されている。
なお、第２のガラス基板２１４と第１のガラス基板２１３との間の空間が空隙となっている場合には、第２のガラス基板２１４と第１のガラス基板２１３との間の空間から空気を吸引する等により脱気した後に封止部材による接着、結合を行うことが好ましい。これにより、空気に含まれる湿気がシンチレータ２１１等に影響を及ぼすのを防ぐことができ、シンチレータ２１１等の長寿命化を図ることができる。
【００４３】
ここで、検出器ユニット２の回路構成について説明する。
【００４４】
光電変換部２１２には、複数の光電変換素子６１（図４参照）が２次元状に複数配列されており、この各光電変換素子６１の一方の電極にはそれぞれ信号読出し用のスイッチ素子であるＴＦＴ６２のソース電極が接続されている。光電変換素子６１は、例えばフォトダイオード等であり、シンチレータ２１１等と共に、被写体を透過した放射線を電気信号に変換する放射線検出素子を構成する。
なお、ＴＦＴ６２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いずれであってもよい。
また、本実施形態では、光電変換素子６１としてフォトダイオードを用いた場合を例示しているが、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。
【００４５】
光電変換部２１２の側部には、各光電変換素子６１にパルスを送って当該各光電変換素子６１を走査・駆動させる走査駆動回路５２と、各光電変換素子に蓄積された電気エネルギーを読み出す信号読出し回路５３とが配されている。
【００４６】
各光電変換素子６１の他方の電極にはバイアス線Ｌｂが接続されており、バイアス線Ｌｂはバイアス電源５６に接続されていて、バイアス電源５６から各光電変換素子６１に逆バイアス電圧が印加されるようになっている。
【００４７】
各ＴＦＴ６２のゲート電極はそれぞれ走査駆動回路５２から延びる走査線Ｌｌに接続されており、ＴＦＴ６２のゲート電極には、この走査線Ｌｌを介して図示しないＴＦＴ電源から読み出し電圧（ＯＮ電圧）又はＯＦＦ電圧が印加されるようになっている。また、各ＴＦＴ６２のドレイン電極はそれぞれ信号線Ｌｒに接続されている。各信号線Ｌｒは、それぞれ信号読出し回路５３内の増幅回路５７に接続されており、各増幅回路５７の出力線はそれぞれサンプルホールド回路５８を経てアナログマルチプレクサ５９に接続されている。
また、信号読出し回路５３には信号をデジタル信号に変換処理する処理手段としてのＡ／Ｄ変換部６０が接続されており、アナログマルチプレクサ５９から送り出されたアナログの画像信号は、Ａ／Ｄ変換部６０によりデジタルの画像信号に変換される。信号読出し回路５３は、このＡ／Ｄ変換部６０を介して制御装置５０に接続されており、デジタルの画像信号が制御装置５０に出力される。
制御装置５０には、記憶部５１が接続されており、制御装置５０は、Ａ／Ｄ変換部６０から送られたデジタルの画像信号を画像データとして記憶部５１に記憶させるようになっている。
【００４８】
次に、本実施形態における放射線画像検出装置１の作用について説明する。
【００４９】
本実施形態においては、まず、一方の面に光電変換部２１２を形成した第２のガラス基板２１４と、一方の面にシンチレータ２１１を貼付した第１のガラス基板２１３とを、シンチレータ２１１と光電変換部２１２とが対向するようにスペーサ２１６を介して積層し、第１のガラス基板２１３と第２のガラス基板２１４との間の空間の脱気処理を行った後、封止部材によって両ガラス基板２１３，２１４を接着、結合させる。これにより検出パネル２１が完成する。
次に、回路基板２３及び充電池２４を所定の位置に搭載した基台２２を、回路基板２３及び充電池２４が搭載された側が下になるようにして配置し、その上に緩衝部材２１５を介して検出パネル２１を固定する。このとき、第１のガラス基板２１３の裏面側（シンチレータ２１１が貼付されている側とは反対の面）が基台２２側に配置されるようにする。これにより、検出器ユニット２が完成する。
【００５０】
検出器ユニット２が完成すると、検出器ユニット２の回路基板２３に接続されている電子部品や充電池２４と、第１の蓋部材３２に設けられている充電用端子４５、電源スイッチ４６、インジケータ４７、無線通信部４１とを、フレキシブルハーネスにより電気的に接続する。
【００５１】
第１の蓋部材３２をハウジング本体部３１の開口部３１１に嵌め込む際には、第１の蓋部材３２とフレキシブルハーネスにより接続された検出器ユニット２を開口部３１１から挿入し、検出器ユニット２を第１の蓋部材３２により押圧しつつハウジング本体部３１内に収納する。
係合片３２４の係合凸部３２５がハウジング本体部３１の係合凹部３１５と係合するまで第１の蓋部材３２を押し込み、これにより第１の蓋部材３２の装着が完了する。
検出器ユニット２の収納及び第１の蓋部材３２の装着が完了すると、第２の蓋部材３３を開口部３１２に嵌め込む。これにより放射線画像検出装置１の組み立てが完了する。
【００５２】
放射線画像検出装置１を撮影に使用する場合には、例えば、撮影対象である患者をベッドに寝かせ、ベッドと患者の身体との間に検出パネル２１の設けられている側を上にして放射線画像検出装置１を差し込み、撮影を行う。また、放射線画像検出装置１を既存のＣＲ用のカセッテによる撮影の際に用いられるブッキーテーブル等にセットして使用することも可能である。
【００５３】
本実施形態では、シンチレータ２１１が貼付されている第１のガラス基板２１３を基台２２の上に配置し、シンチレータ２１１を上から覆うように光電変換部２１２の設けられた第２のガラス基板を配置しているため、撮影時に患者の体重等の負荷がかかったり、誤って放射線画像検出装置１が落下したりすることにより衝撃が加わっても、シンチレータ２１１が直接衝撃を受けることがなく、シンチレータ２１１の破損を防止することができる。
【００５４】
なお、本実施形態では、光電変換部２１２が表面に形成された第２のガラス基板２１４がハウジング３の放射線入射面Ｘ側に配置されることとなるが、光電変換部２１２を構成する光電変換素子６１やＴＦＴ６２は厚みが１０μｍ程度と薄いものであるため、捩れや衝撃に対してある程度の強度を有している。このため、光電変換部２１２及び第２のガラス基板２１４がハウジング３の放射線入射面Ｘ側に配置されても患者の荷重等による変形で光電変換素子６１やＴＦＴ６２がピクセル単位の剥離等を生じることはなく、画質に影響を与えない。
【００５５】
以上のように、本実施形態によれば、放射線画像検出装置１が、蛍光体の柱状結晶からなるシンチレータ２１１を備える場合でも、シンチレータ２１１が貼付されている第１のガラス基板２１３を基台２２側に配置することにより、シンチレータ２１１の破損を防止することができる。
すなわち、柱状結晶からなるシンチレータ２１１は、蛍光体を塗布することにより構成される塗布型のシンチレータと比較して、撮影時に患者の体重等の負荷がかかったり、誤って放射線画像検出装置１が落下する等による衝撃が加わった際に破損しやすい。この点、本実施形態のように、剛性を有する基台２２の側にシンチレータ２１１を配置すれば、ハウジング３と基台２２との間に一般的に設けられる緩衝部材によって衝撃が緩和され、衝撃が直接的にシンチレータ２１１に作用せず、また患者の体重によるハウジング３の捩れは、基台２２の剛性により、シンチレータ２１１への伝達を阻止され、シンチレータ２１１を保護することができる。このため、別途剛性を有する部材を設けて保護しなくてもシンチレータ２１１の破損を防ぐことができる。
【００５６】
また、２枚のガラス基板（第１のガラス基板２１３、第２のガラス基板２１４）でシンチレータ２１１及び光電変換部２１２を挟み込んでいるので、外部からの負荷がかかった際等に、シンチレータ２１１や光電変換部２１２が破損するのを防ぐことができる。
【００５７】
また、本実施形態では、放射線画像検出装置１の寸法が、従来のスクリーン／フィルム用のカセッテにおけるＪＩＳ規格サイズの範囲内に収まる寸法となっているため、カセッテ型のＦＰＤである放射線画像検出装置１による撮影を行う場合でもＣＲ用のカセッテ用に設けられているブッキーテーブル等、既存の装置、設備を利用することができる。
【００５８】
また、ハウジング本体部３１が、継ぎ目の無い一体成型の筒状となっているので、薄型（厚さ１５ｍｍ以下）でありながら、患者の実撮影に充分耐え、患者に起因する荷重の方向（撮影方向）に対し、全方向的な強度を有することができるとともに、放射線画像検出装置１のハウジング３を構成する部品による継ぎ目が少ないので、粉塵、患者の汗、消毒液等の水分や異物の浸入確率がさがり、ハウジング３内部のシンチレータ２１１や各種電気部品等の長寿命化を図ることができる。
【００５９】
また、本実施形態では、予め検出器ユニット２と第１の蓋部材３２とを電気的に接続しておき、第１の蓋部材３２を開口部３１１に嵌め込むことによりハウジング本体部３１への検出器ユニット２の挿入も完了し、さらに第２の蓋部材３３を開口部３１２に嵌め込むことによりハウジング３の組み立てが完了するので、工場における生産過程において、効率的に作業を行うことができるとともに、検出器ユニット２の組み付け作業精度等についてあまり厳密さが要求されず、歩留まりの向上が期待できる。
【００６０】
なお、本実施形態では、第１のガラス基板２１３及び第２のガラス基板２１４の面の寸法が、基台２２の面の寸法とほぼ同じ寸法に形成されている場合を例として説明したが、両ガラス基板２１３，２１４及び基台２２の寸法はこれに限定されない。
例えば、図５に示すように、第１のガラス基板２１３のみ、または第１のガラス基板２１３及び第２のガラス基板２１４の双方を、基台２２の面の寸法よりも僅かに小さい寸法に形成してもよい。この場合、第１のガラス基板２１３、第２のガラス基板２１４の寸法を、基台２２と比較してどの程度小さくするかは特に限定されないが、例えば、縦横の各辺がいずれも基台２２よりも１ｍｍずつ内側に位置する程度の寸法に形成する。
この場合、図５に示すように、基台２２の端部がハウジング３の内側面に接するように構成してもよい。基台２２の端部をハウジング３の内側面と接触させることにより、検出器ユニット２がハウジング３の内部でがたつかないように支持することができる。なお、この場合、基台２２の端部は直接ハウジング３の内側面に接していてもよいし、緩衝部材等を介して接するように構成してもよい。
【００６１】
このように、第１のガラス基板２１３のみ、または第１のガラス基板２１３及び第２のガラス基板２１４の双方を基台２２の面の寸法よりも小さい寸法に形成することにより、放射線画像検出装置１を誤って落下させた場合等、外部から衝撃が加わった際に、この衝撃がまず基台２２に伝わり、基台２２が衝撃を緩和または吸収する。これにより、第１のガラス基板２１３、第２のガラス基板２１４及び第１のガラス基板２１３上に形成されているシンチレータ２１１が衝撃により破損することをより確実に防止することができる。
【００６２】
また、本実施形態では、シンチレータ２１１を１層のみ有する構成について説明したが、検出パネル２１に設けられるシンチレータ２１１の数はこれに限定されず、例えば２層のシンチレータを備える構成としてもよい。
なお、シンチレータが２層設けられている場合には、蛍光体層の厚みの厚い方が設けられているガラス基板を基台２２側に配置する。また、一方のシンチレータが気相成長法により形成された蛍光体の柱状結晶からなるものであり、他方のシンチレータが塗布型のものである場合には、気相成長法により形成された蛍光体の柱状結晶からなるシンチレータが設けられているガラス基板を基台側に配置する。
これは、シンチレータは、塗布型のものよりも気相成長法により形成されたものの方が破損しやすく、また、同じ気相成長法により形成されたものであれば、厚みが厚くなるほど捻りや衝撃に弱く破損しやすくなるため、剛性の高い基台２２によって保護する必要が高いためである。
【００６３】
また、本実施形態では、第１の基材、第２の基材がともにガラスで形成されている場合を例として示したが、第１の基材、第２の基材を形成する材料は透明なものであればよく、ガラスに限定されない。
例えば、シンチレータ２１１を設ける第１の基材を樹脂で形成してもよい。第１の基材を樹脂で形成した場合には、これをガラスで形成する場合と比較して厚みを薄くすることが可能となる。そして、このように、第１の基材の厚みを薄くしても、これを基台２２側に設置することにより、十分な剛性を確保することができる。
【００６４】
その他、本発明が本実施の形態に限定されず、適宜変更可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００６５】
１ 放射線画像検出装置
２ 検出器ユニット
３ ハウジング
２１ 検出パネル
２２ 基台
２３ 回路基板
２４ 充電池
６１ 光電変換素子
６２ ＴＦＴ
２１１ シンチレータ
２１２ 光電変換部
２１３ 第１のガラス基材
２１４ 第２のガラス基材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を検出する検出器ユニットと、前記検出器ユニットを内部に収納するハウジングとを備える可搬型の放射線画像検出装置であって、
前記検出器ユニットは、
蛍光体を柱状結晶化することにより形成され入射した放射線を光に変換するシンチレータが一面に設けられた第１の基材と、前記シンチレータと対向する面に前記シンチレータにより変換された光を受けて電気信号に変換する光電変換部が形成された第２の基材と、を有し、前記第１の基材と前記第２の基材とで前記シンチレータと前記光電変換部とを挟み込むように積層されてなる検出パネルと、
剛性の高い材料で形成され、前記検出パネルを支持する基台と、を備え、
前記検出パネルは、前記基台における放射線入射面側に、前記第１の基材が前記基台側に位置するように配置されていることを特徴とする放射線画像検出装置。
【請求項２】
前記第１の基材の面の寸法は、前記基台の面の寸法よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の放射線画像検出装置。
【請求項３】
前記第１の基材は、樹脂により形成され、前記第２の基材は、ガラスにより形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の放射線画像検出装置。
【請求項４】
前記第１の基材と前記基台との間に、緩衝層を設けたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の放射線画像検出装置。
【請求項５】
前記シンチレータは、蛍光体としてＣｓＩを用いたものであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の放射線画像検出装置。
【請求項１】
放射線を検出する検出器ユニットと、前記検出器ユニットを内部に収納するハウジングとを備える可搬型の放射線画像検出装置であって、
前記検出器ユニットは、
蛍光体を柱状結晶化することにより形成され入射した放射線を光に変換するシンチレータが一面に設けられた第１の基材と、前記シンチレータと対向する面に前記シンチレータにより変換された光を受けて電気信号に変換する光電変換部が形成された第２の基材と、を有し、前記第１の基材と前記第２の基材とで前記シンチレータと前記光電変換部とを挟み込むように積層されてなる検出パネルと、
剛性の高い材料で形成され、前記検出パネルを支持する基台と、を備え、
前記検出パネルは、前記基台における放射線入射面側に、前記第１の基材が前記基台側に位置するように配置されていることを特徴とする放射線画像検出装置。
【請求項２】
前記第１の基材の面の寸法は、前記基台の面の寸法よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の放射線画像検出装置。
【請求項３】
前記第１の基材は、樹脂により形成され、前記第２の基材は、ガラスにより形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の放射線画像検出装置。
【請求項４】
前記第１の基材と前記基台との間に、緩衝層を設けたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の放射線画像検出装置。
【請求項５】
前記シンチレータは、蛍光体としてＣｓＩを用いたものであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の放射線画像検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−１４１１５４（Ｐ２０１１−１４１１５４Ａ）
【公開日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０８５（Ｐ２０１０−１０８５）
【出願日】平成２２年１月６日（２０１０．１．６）
【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２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月６日（２０１０．１．６）
【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）】
[ Back to top ]